CN100474978C - 移动通信系统中减小呼叫建立时延的方法 - Google Patents

移动通信系统中减小呼叫建立时延的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是移动通信系统中减少呼叫建立时延的方法。目前的呼叫建立时延较长,很大程度上影响对接续时延敏感的业务质量。造成建立时间较长的一个原因是主叫端必须在完成所有过程后才能发出对被叫端的寻呼。本发明把寻呼业务的相关信息在非接入层信令连接建立和交互过程中预先处理,并在该过程后立即寻呼,缩短了被叫等待主叫寻呼的时间,进而缩短了整个呼叫建立过程的时延。

Description

移动通信系统中减小呼叫建立时延的方法
技术领域
本发明涉及移动通信中的呼叫建立方法,尤其涉及第三代移动通信系统中的呼叫建立方法,以有效地减小呼叫建立时间。
背景技术
在移动通信中,从一移动台发出呼叫请求一直到与被呼叫方建立连接,需要移动台、基站、无线网络控制器和核心网等之间交换一定量的信息,以便在主叫台与被叫台之间建立通信链路,这种建立需要一定的持续时间。从通信质量上来说,这种持续时间越短,质量越高。当然对于普通的通信服务来说,这种质量的降低有时还可以容忍,然而对于某些对这种接续时延敏感的业务,例如交互式游戏、或者VOIP(voice over IP)等业务来说,目前的移动通信系统中,尤其是第三代移动通信系统的呼叫建立时延显得较长(一般达到6-10秒),已在很大程度上影响了这类业务的质量。
图1示出了目前的第三代移动通信系统中主叫端的呼叫建立信令流程的示意图;图2示出了目前的第三代移动通信系统中被叫端的呼叫建立信令流程。如图1所示,以VOIP业务中的一个典型业务即移动按键通话PoC业务为例。当主叫端发出呼叫请求之后,在作为主叫端的移动台UE、基站NodeB、无线网络控制器RNC和核心网CN(包括服务通用分组无线服务支持节点SGSN和网关通用分组无线服务支持节点GGSN)之间需要进行一系列的动作,以完成呼叫建立。目前的呼叫建立主要包括三个过程:过程1:无线资源控制(RRC)连接建立;过程2:非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程;以及过程3:无线接入承载(RAB)建立过程。
RRC连接建立过程的目的在于在移动台和陆地无线接入网之间建立专用的信令连接通道,以通过空中接口在移动台UE与陆地无线接入网之间以及移动台UE与核心网CN之间传送交互的信令。
NAS信令连接建立过程的目的在于在移动台UE和核心网CN之间建立信令交互的通道,其主要包括业务请求(Service Request)、IU接口(无线网络控制器RNC与核心网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。
在NAS信令连接建立完成后,开始RAB建立过程。在该过程中,核心网CN发送RAB分配请求(RAB Assignment Request)消息给无线网络控制器RNC,无线网络控制器RNC收到该消息后进行RAB(无线接入承载)到RB(无线承载)的映射,然后对基站NodeB进行无线链路(RL,Radio Link)重配置、接入链路控制应用部分(ALCAP,Access Link Control Application Part)建立、帧协议FP(Frame Protocol)同步等操作,然后无线网络控制器RNC发送无线承载建立(RB Setup)消息给移动台UE,移动台UE收到该消息后配置本端的无线链路控制器RLC(Radio LinkController)、媒体接入控制器MAC(Media Access Controller)和物理层等实体,然后移动台UE发送RB建立完成(RB Setup Complete)消息给无线网络控制器RNC,无线网络控制器RNC在配置好本端的RLC、MAC之后发送RAB分配响应(RABAssignment Response)消息通知核心网CN,RAB建立成功,核心网CN收到该消息后发送接受PDP激活(Activate PDP Context Accept)消息给移动台UE,通知移动台UE可以开始数据的发送了,至此,RAB建立成功。
在上述三个过程建立完成后,可进行寻呼(pageing)过程。寻呼(paging)过程用于寻呼被叫,网络侧对寻呼进行调度并在寻呼信道上发射寻呼信息,移动台UE采用非连续方式接收(DRX)寻呼,网络通过系统消息广播或其他信令通知移动台UE DRX周期。3GPP协议25.331中规定,空闲模式下的移动台UE DRX接收周期为{0.64,1.28,2.56,5.12}秒。影响寻呼时延的一个关键因素就是DRX周期。具体对于移动按键通话PoC业务而言,此时可以发送会话发起协议邀请(SIP invite)消息给SIP/IPcore,接着SIP/IPcore路由此消息给PoC服务器,并解析SIP invite消息。
在主机寻呼过程建立完毕移动通信系统获得被叫信息后,则进入被叫端的呼叫建立流程,这时可参见图2。服务通用分组无线服务支持节点(SGSN)开始发出对被叫移动台的寻呼。被叫移动台接收到寻呼消息后,完成RRC连接建立过程,NAS信令连接和信令交互过程,RAB建立过程。然后再响应来自PoC服务器的SIP invite消息,进入PoC会话业务。因为被叫端的RRC连接建立过程、NAS信令连接建立过程以及RAB建立过程与主叫端对应过程基本相同,仅在上述三个过程之前增加了一个寻呼过程,所以不再重复描述。
通过上面的分析可知,对于VOIP业务而言整个呼叫的延时是主叫加上被叫的时延。呼叫建立过程涉及到的信令过程比较多,而每次信令交互都需要一定的时间进行传输和处理,因而呼叫建立时间较长。
发明内容
本发明的目的在于对已有的移动通信系统中的呼叫建立方法进行改进,提前主叫端的寻呼,缩短呼叫建立的时间,以改善移动通信质量。
申请人发现在上述传统的主叫端建立信令流程中,寻呼过程必须在主叫端完成无线资源控制(RRC)连接建立、非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程和无线接入承载(RAB)建立过程之后才能进行。这样就增加了呼叫建立的时延。但是可以在非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程中添加与被叫有关的信息,比如被叫号码、被叫位置和被叫路由信息等,就可以在该过程之后无线接入承载(RAB)建立过程之前实现寻呼过程,缩短了建立时延。
基于上述原理,本发明一种移动通信系统中减小主叫端呼叫建立时延的方法,所述移动通信系统包括移动台、基站、无线网络控制器、服务通用分组无线服务支持节点和网关通用分组无线服务支持节点,该方法包括:无线资源控制连接建立过程、非接入层信令连接建立和交互过程以及无线接入承载建立过程,在所述三个过程完毕后进行寻呼,本发明的发明点在于,重新处理所述非接入层信令连接建立和交互过程,将所述寻呼过程提前到所述无线承载建立过程之前,其中非接入层信令连接建立和交互过程中的所述重新处理包括::
对于所述非接入层直传消息的业务请求消息,在所述请求消息内容的业务类型中添加被叫业务的标识;
在激活分组数据协议上下文请求消息中添加被叫电话号码;
所述移动台向所述服务通用分组无线服务支持节点发送激活分组数据协议上下文请求消息,所述服务通用分组无线服务支持节点收到所述激活分组数据协议上下文请求消息,并从中获得被叫的电话号码;
所述服务通用分组无线服务支持节点对所述电话号码进行号码分析,与此同时所述服务通用分组无线服务支持节点向所述网关通用分组无线服务支持节点发送创建所述分组数据协议上下文请求消息;
所述网关通用分组无线服务支持节点收到所述请求消息后,查询位置服务器主位置寄存器,对被叫用户进行认证,认证成功后发送所述创建分组数据协议上下文请求响应给所述服务通用分组无线服务支持节点;
所述服务通用分组无线服务支持节点从所述位置服务器主位置寄存器中获得被叫的位置信息和路由信息,在获得所述被叫号码的分析结果和被叫的位置信息和路由区域后发出对被叫的寻呼;
修改寻呼信息,在所述寻呼信息的寻呼原因中附加被叫业务的提示,完成主叫端提前寻呼被叫的建立。
在上述方法中,所述激活分组数据协议上下文请求消息包括接入点名称、分组数据协议地址、服务质量和被叫号码。
在上述方法中,所述号码分析可以在服务通用分组无线服务支持节点的内部实现。
在上述方法中,所述号码分析可以由服务通用分组无线服务支持节点把所述号码送到移动切换中心实现。
在上述方法中,所述被叫业务包括交互式游戏业务、紧急语音呼叫业务、无线按键通话业务、基本语音呼叫业务、基本分组域业务、基本流业务和交互业务。
在上述方法中,所述移动台的本端实体包括本端的无线链路控制器、媒体接入控制器和物理层。
在上述方法中,所述无线网络控制器的本端实体包括本端的无线链路控制器和媒体接入控制器。
由于本发明将被叫业务相关的信息,比如业务类型、被叫号码或者被叫路由等,在非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程中被预先处理,本发明提供的方法相对现有方法来说,就可以把原来需要在第三过程即无线接入承载(RAB)建立之后才进行的寻呼提前至第二过程即非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程之后进行。这样,被叫端也能提前进行RRC连接等,有效节省了呼叫建立的时延。
附图说明
图1是传统的移动通信系统中主叫端的呼叫建立信令流程的示意图;
图2是传统的移动通信系统中被叫端的呼叫建立信令流程的示意图;
图3是本发明的移动通信系统中主叫端的呼叫建立信令流程的示意图。
图4是本发明的移动通信系统中主叫端提前寻呼详细步骤的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的呼叫建立过程的实施例。
如图3所示,其示出了本发明的移动通信系统中主叫端的呼叫建立信令流程的示意图。
对比图1和图3可知,在整个建立过程中,第一过程:无线资源控制(RRC)连接建立、第三过程:无线接入承载(RAB)建立过程,两者是相同的,为节省篇幅和突出本发明的实质性特征,对该两过程不再作详细的描述,我们相信,本领域的普通技术人员可以根据目前的公知技术得以了解和实现。
本发明的改进点在于上述的过程二:即非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程。如上所述,本发明的构思是基于在主叫端中提前寻呼进程。在传统的方法中主叫端中寻呼是发生在三个过程完成并进行SIP邀请消息的传输之后。本发明预先将被叫信息在第二阶段处理,可以将寻呼进程提前至第三过程之前,这样就可以减少主叫呼叫时延。
图4示出了提前寻呼的详细步骤。请参见图3和图4,与图1的方法相比,本发明的主叫端呼叫建立过程中,对非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程中的某些步骤进行了重新处理,预置了寻呼相关的信息,该处理包括了:
对于所述非接入层直传消息的业务请求消息,在所述请求消息内容的业务类型中添加被叫业务的标识;
在激活分组数据协议上下文请求消息中添加被叫电话号码;
所述移动台向所述SGSN发送激活分组数据协议上下文请求消息,所述SGSN收到所述激活分组数据协议上下文请求消息,并从中获得被叫的电话号码;
所述SGSN对所述电话号码进行号码分析,与此同时所述SGSN向所述GGSN发送创建所述分组数据协议上下文请求消息;
所述GGSN收到所述请求消息后,查询位置服务器HLR,对被叫用户进行认证,认证成功后发送所述创建分组数据协议上下文请求响应给所述SGSN;
所述SGSN从所述位置服务器HLR中获得被叫的位置信息和路由信息,在获得所述被叫号码的分析结果和被叫的位置信息和路由区域后发出对被叫的寻呼;
修改寻呼信息,在所述寻呼信息的寻呼原因中附加被叫业务的提示,完成主叫端提前寻呼被叫的建立。
呼叫端用户在接收到该寻呼后进行RRC建立、非接入层(NAS)信令连接建立和非接入层(NAS)信令交互过程和无线接入承载(RAB)建立过程。从而完成整个呼叫建立的流程。
本发明的关键在于,在主叫端第二阶段的认证、加密、安全模式、PDP、P-TMSI分配过程中预先处理了与呼叫业务相关的部分信息,因而在主叫端的上述过程之后就能立即发起对被叫的寻呼,提前了寻呼过程。在主叫端进行无线接入承载建立和POC SIP的同时,被叫端进行RRC连接建立,认证、加密、安全模式、PDP、P-TMSI分配,无线接入承载建立和POC SIP。相对原来在主叫端POC SIP之后才能发起对被叫的寻呼,本发明节省了时延。
在一个具体实施例中,这些特定的被叫业务可以是交互式游戏业务、紧急语音呼叫业务、无线按键通话业务、基本语音呼叫业务、基本分组域业务、基本流业务和交互业务等。而在本实施例中是借移动按键通话PoC业务来描述的。
在本实施例中,激活分组数据协议PDP上下文请求消息包括接入点名称、分组数据协议地址、服务质量和被叫号码。而SGSN可以在其内部对从数据协议上下文请求消息中获得的电话号码进行号码分析,也可以将号码送到MSC中进行分析。在这里,移动台的本端实体可以是本端的无线链路控制器、媒体接入控制器和物理层。无线网络控制器的本端实体包括本端的无线链路控制器和媒体接入层。

Claims (7)

1 一种移动通信系统中减小主叫端呼叫建立时延的方法,所述移动通信系统包括移动台、基站、无线网络控制器、服务通用分组无线服务支持节点和网关通用分组无线服务支持节点,该方法包括:无线资源控制连接建立过程、非接入层信令连接建立和交互过程以及无线接入承载建立过程,在所述三个过程完毕后进行寻呼,其特征在于,重新处理所述非接入层信令连接建立和交互过程,将所述寻呼过程提前到所述无线承载建立过程之前,其中非接入层信令连接建立和交互过程中的所述重新处理包括:
对于所述非接入层直传消息的业务请求消息,在所述请求消息内容的业务类型中添加被叫业务的标识;
在激活分组数据协议上下文请求消息中添加被叫电话号码;
所述移动台向所述服务通用分组无线服务支持节点发送所述激活分组数据协议上下文请求消息,所述服务通用分组无线服务支持节点收到所述激活分组数据协议上下文请求消息,并从中获得被叫的电话号码;
所述服务通用分组无线服务支持节点对所述电话号码进行号码分析,与此同时所述服务通用分组无线服务支持节点向所述网关通用分组无线服务支持节点发送创建所述分组数据协议上下文请求消息;
所述网关通用分组无线服务支持节点收到所述请求消息后,查询位置服务器主位置寄存器对被叫用户进行认证,认证成功后发送所述创建分组数据协议上下文请求响应给所述服务通用分组无线服务支持节点;
所述服务通用分组无线服务支持节点从所述位置服务器主位置寄存器中获得被叫的位置信息和路由信息,在获得所述被叫号码的分析结果和被叫的位置信息和路由区域后发出对被叫的寻呼;
修改寻呼信息,在所述寻呼信息的寻呼原因中附加被叫业务的提示,完成主叫端提前寻呼被叫的建立。
2 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述激活分组数据协议上下文请求消息包括接入点的名称、分组数据协议地址、服务质量和被叫号码。
3 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述号码分析可以在服务通用分组无线服务支持节点的内部处理。
4 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述号码分析可以由服务通用分组无线服务支持节点把所述号码送到移动切换中心处理。
5 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述被叫业务包括交互式游戏业务、紧急语音呼叫业务、无线按键通话业务、基本语音呼叫业务、基本分组域业务、基本流业务和交互业务。
6 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述移动台的本端实体包括本端的无线链路控制器、媒体接入控制器和物理层。
7 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无线网络控制器的本端实体包括本端的无线链路控制器和媒体接入控制器。
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