CN100469189C

CN100469189C - 移动通信系统中主叫端及被主叫端的快速呼叫建立方法

Info

Publication number: CN100469189C
Application number: CNB2005100298115A
Authority: CN
Inventors: 吕玲; 许佰魁; 田兴银
Original assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Current assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: CN1937825A

Abstract

本发明提供一种移动通信系统中主叫端及被主叫端的快速呼叫建立方法，简化呼叫过程中的UE与CN之间的NAS信令，对于鉴权、加密、安全模式、TMSI重分配等过程，都在呼叫建立过程中省略。由于在用户开机和周期性位置更新及路由更新时，已经完成了加密鉴权，安全模式的命令，因此在呼叫建立时不在做加密鉴权，安全模式的处理了。对于业务本身而言，可以在业务层面进行数据的加密。这样即保证了业务的安全性，也节省了时间。本发明通过优化非接入层的信令，来实现减小呼叫建立的时间，该方法能够缩短呼叫建立时延，提高终端用户的满意度。

Description

移动通信系统中主叫端及被主叫端的快速呼叫建立方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的呼叫建立方法，尤其涉及一种第三代移动通信系统(UMTS)中主叫端及被主叫端的快速呼叫/会话建立方法。

背景技术

在通信系统中，呼叫建立的持续时间(也称为呼叫建立时延或接续时延)是影响用户服务质量的一个重要因素，目前UMTS系统中的呼叫建立时延显得较长(一般6～10秒)，这种呼叫建立时延对于时延敏感的业务是不能满足其业务的服务质量。例如VOIP业务，PoC业务是一种典型的VoIP业务，当PoC应用到TD-SCDMA或WCDMA系统时，这种呼叫建立的时延将导致服务质量的降级，甚至变的不可接受。本发明的目的就是降低呼叫建立时延，提高用户满意度。

下面简单介绍UMTS系统中的UE开机的过程，UE在闲置状态时以及呼叫建立过程，以移动台(UE)开机和呼叫移动台(UE)为例，开机建立过程如图1所示。呼叫建立过程示意图如图1和图2所示，图中包括了UMTS系统中几个主要的功能实体：用户端(UE)、基站(NodeB)、无线网络控制器(RNC)和核心网(CN)，另外，该示意图中假设用户发起的分组交换(PS)域的PoC业务，并且RRC(无线资源控制)连接建立在专用信道(DCH)上。

开机过程一般包括以下几个主要步骤，如图1：

1)RRC连接建立过程；(建立专有信道)

2)NAS(非接入层)信令连接建立和NAS信令交互过程；

3)RRC连接释放过程

UE在闲置状态时将：如图2

1.RRC连接建立过程；(建立专有信道)

2.NAS(非接入层)信令连接建立和NAS信令交互过程，主要是周期性的路由区更新和位置更新；

3.RRC连接释放过程。

呼叫建立过程一般包括以下几个主要步骤，对于主叫端，如图3：

1) RRC连接建立过程；(建立专有信道或公共信道)

2) NAS(非接入层)信令连接建立和NAS信令交互过程；

3) RAB(无线接入承载)建立过程。

被叫端呼叫建立的信令过程与主叫类似，如图4主要包括，：

1)寻呼(Paging)过程；

2)RRC连接建立过程；

3)NAS信令连接和信令交互过程；

4)RAB建立过程。

下面进一步分析各个过程：

RRC连接建立的目的是在UE和UTRAN(UMTS陆地无线接入网，包括若干个RNC和NodeB)建立专用的信令连接通道，以在空中接口(UU)传送UE与UTRAN以及UE与CN之间交互的信令。在UE开机时RRC建立的过程和进行呼叫建立时的RRC建立专有信道的连接相同。图1的虚线框phase1:RRC connection setup(RRC连接建立)描述的是UE开机时发起的RRC连接建立过程。图2中的虚线框phase1:RRC connection setup描述的是UE处于空闲模式(Idle Mode)下的UE发起的RRC连接建立过程。接被叫一般来讲与主叫端一致，如图3中的虚线框phase2:RRC connection setup所示。

NAS信令连接建立的目的是在UE和CN之间建立信令交互的通道。开机后的NAS信令连接建立和信令交互如图1。主要包括位置更新请求、鉴权和加密、安全模式(Security Mode)设置、TMSI(临时移动用户标识)的分配、PDP(分组数据协议)附着请求等过程。在闲置状态下，UE会发起周期性的位置更新和路由区更新，同时也会进行鉴权和加密、安全模式(Security Mode)设置、TMSI(临时移动用户标识)的重分配。在呼叫过程中NAS信令连接建立和信令交互如图3/图4中虚线框NAS singling所示，主要包括业务请求(ServiceRequest)、IU接口(RNC与CN之间接口)信令连接控制部分(SCCP)建立、鉴权和加密、安全模式(Security Mode)设置、TMSI(临时移动用户标识)重分配、PDP(分组数据协议)激活请求等过程。根据协议，NAS信令中的鉴权和加密、TMSI重分配等过程可选。其它过程为必选。注意：图3和图4描述的是PS域会话建立过程中的NAS信令，对于CS(电路交换)域的呼叫建立过程，NAS具体信令稍有不同，不过从分析NAS信令过程时延角度出发，CS域和PS域基本一致。协议分析和测试表明，NAS信令连接建立时延主要包括Service Request消息发送、SCCP连接建立、Security Mode设置、PDP激活请求/SETUP(用于CS域呼叫)消息发送等引入的时延。

在NAS信令连接建立完成后开始RAB建立过程。

通过上面的分析可知，呼叫建立过程涉及到的信令过程比较多，结果造成呼叫建立时延较长，资料和测试表明，UMTS系统中的呼叫建立时延比GSM系统(第二代移动通信系统)还要长，因此，对于一些对呼叫建立时延比较敏感的业务，有必要降低UMTS系统的呼叫建立时延，以提高用户的满意度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种移动通信系统中主叫端及被主叫端的快速呼叫建立方法，该方法能够缩短呼叫建立时延。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种移动通信系统中主叫端快速呼叫建立方法，包括如下步骤：

步骤A：RRC连接建立：

步骤B：UE与CN之间的NAS信令连接建立和NAS信令交互；

步骤C：RAB无线接入承载；其特征在于，所述的步骤B由如下步骤组成：

步骤B1：UE向CN发送业务请求消息；

步骤B2：RNC与CN之间建立SCCP连接；

步骤B3：CN向RNC发送公共ID；

步骤B4：RNC向CN发送PDP激活请求或者发布SETUP消息。

进一步地，本发明还提供一种移动通信系统中被叫端快速呼叫建立方法，包括如下步骤：

步骤1：CN向UE发起寻呼；

步骤2：RRC连接建立：

步骤3：UE与CN之间的NAS信令连接建立和NAS信令交互；

步骤4：RAB无线接入承载；其特征在于，所述的步骤3由如下步骤组成：

步骤31：UE向CN发送业务请求消息；

步骤32：RNC与CN之间建立SCCP连接；

步骤33：CN向RNC发送公共ID；

步骤34：RNC向CN发送PDP激活请求或者发布SETUP消息。

本发明简化呼叫过程中的UE与CN之间的NAS信令，对于鉴权、加密、安全模式(为必选消息)、TMSI重分配等过程，都在呼叫建立过程中省略。

由于在用户开机和周期性位置更新及路由更新时，已经完成了加密鉴权，安全模式的命令，因此在呼叫建立时不在做加密鉴权，安全模式的处理了。对于业务本身而言，可以在业务层面进行数据的加密。这样即保证了业务的安全性，也节省了时间。本发明通过优化非接入层的信令，来实现减小呼叫建立的时间，该方法能够缩短呼叫建立时延，提高终端用户的满意度。

附图说明

图1是现有的UE开机过程流程图。

图2是现有的UE闲置状态流程图。

图3是现有的主叫端呼叫建立流程图。

图4是现有的被叫端呼叫建立流程图。

图5是本发明的主叫端呼叫建立流程图。

图6是本发明的被叫端呼叫建立流程图。

具体实施方式

如图5所示，本发明的主叫端呼叫建立包括如下步骤：

步骤A：RRC连接建立：

步骤B：UE与CN之间的NAS信令连接建立和NAS信令交互；

步骤C：RAB无线接入承载。

所述步骤A具体包括如下步骤：

步骤A1：UE向RNC发送RRC连接请求消息；

步骤A2：RNC分配相关资源并配置Node B；具体包括：RNC向NodeB发送无线链路建立请求；NodeB向RNC返回无线链路建立响应；RNC向NodeB发送数据传输承载建立请求；NodeB向RNC返回数据传输承载建立确定；RNC向NodeB发送下行链路同步信息；NodeB向RNC发送上行链路同步信息；

步骤A3：RNC向UE发送RRC连接建立确定消息；

步骤A4：UE收到消息后配置本端的RLC、MAC和物理层，然后进行专用物理信道的同步，等同步完成后，UE发送RRC连接建立完成消息，至此RRC连接建立成功。

所述的步骤B由如下步骤组成：

步骤B1：UE向CN发送业务请求消息；

步骤B2：RNC与CN之间建立SCCP连接；具体包括：CN向RNC发送SCCP连接请求；RNC与CN返回SCCP连接确定。

步骤B3：CN向RNC发送公共(common)ID；

步骤B4：RNC向CN发送PDP激活请求(用于PS域呼叫)或者发布SETUP(用于CS域呼叫)消息。

所述步骤C具体包括：

步骤C1：CN向RNC发送无线接入承载分配请求；

步骤C2：RNC收到无线接入承载分配请求后，进行无线链路重构。具体包括：RNC向NodeB发送无线链路重构请求；NodeB向RNC发送无线链路重构准备消息；

步骤C3：数据传输承载的建立和同步；

步骤C4：RNC向NodeB发送无线链路重构命令；

步骤C5：RNC发送无线承载建立消息给UE；

步骤C6：UE发送无线承载建立完成消息给RNC；

步骤C7：RNC发送无线接入承载分配响应给CN；

步骤C8：CN向UE发送PDP上下文激活接受消息。

进一步地，如图6所示本发明的被叫端的呼叫建立包括如下步骤：

步骤1：CN向UE发起寻呼；

步骤2：RRC连接建立：

步骤3：UE与CN之间的NAS信令连接建立和NAS信令交互；

步骤4：RAB无线接入承载。

所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤21：UE向RNC发送RRC连接请求消息；

步骤22：RNC分配相关资源并配置Node B；具体包括：RNC向NodeB发送无线链路建立请求；NodeB向RNC返回无线链路建立响应；RNC向NodeB发送数据传输承载建立请求；NodeB向RNC返回数据传输承载建立确定；RNC向NodeB发送下行链路同步信息；NodeB向RNC发送上行链路同步信息；

步骤23：RNC向UE发送RRC连接建立确定消息；

步骤24：UE收到消息后配置本端的RLC、MAC和物理层，然后进行专用物理信道的同步，等同步完成后，UE发送RRC连接建立完成消息，至此RRC连接建立成功。

所述的步骤3由如下步骤组成：

步骤31：UE向CN发送业务请求消息；

步骤32：RNC与CN之间建立SCCP连接；具体包括：CN向RNC发送SCCP连接请求；RNC与CN返回SCCP连接确定。

步骤33：CN向RNC发送公共(common)ID；

步骤34：RNC向CN发送PDP激活请求(用于PS域呼叫)或者发布SETUP(用于CS域呼叫)消息。

所述步骤4具体包括：

步骤41：CN向RNC发送无线接入承载分配请求；

步骤42：RNC收到无线接入承载分配请求后，进行无线链路重构。具体包括：RNC向NodeB发送无线链路重构请求；NodeB向RNC发送无线链路重构准备消息；

步骤43：数据传输承载的建立和同步；

步骤44：RNC向NodeB发送无线链路重构命令；

步骤45：RNC发送无线承载建立消息给UE；

步骤46：UE发送无线承载建立完成消息给RNC；

步骤47：RNC发送无线接入承载分配响应给CN；

步骤48：CN向UE发送PDP上下文激活接受消息。

本发明与现有技术相比主要区别和优势在于：简化呼叫过程中的UE与CN之间的NAS信令，对于鉴权、加密、安全模式(为必选消息)、TMSI重分配等过程，都在呼叫建立过程中省略。简化之后的NAS信令包括业务请求、PDP激活请求/SETUP消息，这样处理的优势在于缩短NAS信令交互的时延。而且在UE开机登记时进行了鉴权、加密以及安全模式的处理。且UE在闲置状态时也会周期性进行位置更新和路由区域更新，同时也会进行周期性的进行鉴权、加密、安全模式、TMSI/P-TMSI重分配过程的处理。路由区域和位置更新的周期可以与鉴权、加密、安全模式、TMSI/P-TMSI重分配过程的周期相同或者不同。为了保证UE业务数据的安全性，可以在应用层增加加密处理基本保证通信安全性。

Claims

1、一种移动通信系统中主叫端快速呼叫建立方法，包括如下步骤：

步骤A：RRC连接建立：

步骤B：UE与CN之间的非接入层信令连接建立和非接入层信令交互；

步骤C：建立RAB无线接入承载；

其特征在于，所述的步骤B由如下步骤组成：

步骤B1：UE向CN发送数据信息，该数据信息仅包括业务请求消息，省略安全模式、及加密、鉴权、TMSI重分配信息；

步骤B2：RNC与CN之间建立SCCP连接；

步骤B3：CN向RNC发送公共标识；

步骤B4：RNC向CN发送分组数据协议激活请求或者发布SETUP消息。

2、根据权利要求1所述的移动通信系统中主叫端快速呼叫建立方法，其特征在于，在系统开机时、周期性位置更新以及路由更新时进行加密、鉴权、TMSI重分配过程。

3、根据权利要求1所述的移动通信系统中主叫端快速呼叫建立方法，其特征在于，所述步骤A具体包括如下步骤：

步骤A1：UE向RNC发送RRC连接请求消息；

步骤A2：RNC分配相关资源并配置Node B；

步骤A3：RNC向UE发送RRC连接建立确定消息；

4、根据权利要求1所述的移动通信系统中主叫端快速呼叫建立方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

步骤C1：CN向RNC发送无线接入承载分配请求；

步骤C2：RNC收到无线接入承载分配请求后，进行无线链路重构，具体包括：RNC向NodeB发送无线链路重构请求；NodeB向RNC发送无线链路重构准备消息；

步骤C3：数据传输承载的建立和同步；

步骤C4：RNC向NodeB发送无线链路重构命令；

步骤C5：RNC发送无线承载建立消息给UE；

步骤C6：UE发送无线承载建立完成消息给RNC；

步骤C7：RNC发送无线接入承载分配响应给CN；

步骤C8：CN向UE发送分组数据协议上下文激活接受消息。

5、一种移动通信系统中被叫端快速呼叫建立方法，包括如下步骤：

步骤1：CN向UE发起寻呼；

步骤2：RRC连接建立：

步骤3：UE与CN之间的非接入层信令连接建立和非接入层信令交互；

步骤4：建立RAB无线接入承载；其特征在于，所述的步骤3由如下步骤组成：

步骤31：UE向CN发送数据信息，该数据信息仅包括业务请求消息，省略安全模式、及加密、鉴权、TMSI重分配信息；

步骤32：RNC与CN之间建立SCCP连接；

步骤33：CN向RNC发送公共标识；

步骤34：RNC向CN发送分组数据协议激活请求或者发布SETUP消息。

6、根据权利要求5所述的移动通信系统中被叫端快速呼叫建立方法，其特征在于，在系统开机时、周期性位置更新以及路由更新时进行加密、鉴权、TMSI重分配过程。

7、根据权利要求5所述的移动通信系统中被叫端快速呼叫建立方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤21：UE向RNC发送RRC连接请求消息；

步骤22：RNC分配相关资源并配置Node B；

步骤23：RNC向UE发送RRC连接建立确定消息；

8、根据权利要求5所述的移动通信系统中被叫端快速呼叫建立方法，其特在于，所述步骤4具体包括：

步骤41：CN向RNC发送无线接入承载分配请求；

步骤42：RNC收到无线接入承载分配请求后，进行无线链路重构；

步骤43：数据传输承载的建立和同步；

步骤44：RNC向NodeB发送无线链路重构命令；

步骤45：RNC发送无线承载建立消息给UE；

步骤46：UE发送无线承载建立完成消息给RNC；

步骤47：RNC发送无线接入承载分配响应给CN；

步骤48：CN向UE发送分组数据协议上下文激活接受消息。