CN100574504C - 一种移动通信寻呼方法及其寻呼系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信寻呼方法及其寻呼系统，用于实现向处于全球移动通信系统与系统架构演进相互覆盖范围的客户终端发起寻呼，所述通信系统的控制面功能实体收到寻呼目标是所述客户终端的寻呼请求后，判断当前客户终端是否处于所述系统架构演进接入系统的覆盖范围；如果用户终端处于系统架构演进接入系统覆盖范围，则只在该系统架构演接入系统中发起寻呼；否则，同时在全球移动通信系统和系统架构演两个接入系统中发起寻呼。该移动通信寻呼系统至少包括一控制面功能实体，该控制面功能实体用于接收到所述客户终端的寻呼请求，并判断当前该客户终端是否处于所述系统架构演进接入系统的覆盖范围。本发明有效的减少了空中信令。

Description

一种移动通信寻呼方法及其寻呼系统

技术领域

本发明涉及移动通信寻呼技术，尤其属于移动通信系统中，第三代移动通信系统分组域和下一代分组域相互覆盖的时候，进行寻呼的一种方法。

背景技术

自从蜂窝通信系统发明以来，无线传输技术已经取得了长足的发展，从第一代的模拟无线技术发展到了第二代的数字无线技术，并发明了数字移动通信系统GSM(Global system for Mobile communications)，GSM系统主要提供语音业务，数据的最高速率为9.6kb/s。

GPRS(General Packet Radio Service)是一种基于GSM的移动分组数据业务，面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。GPRS系统以分组交换技术为基础，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务。GPRS提供的速率理论值是171.2kb/s。目前GPRS仍然在发展，该接入技术被称为GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)。

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System，全球移动通信系统)是3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)提出的第三代无线数字通信系统。基于ATM的Iu_PS口取代了基于帧中继的Gb口，空中接口由基于频分双工的WCDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access)技术取代了GSM技术，因此UMTS能够比GPRS提供更高的速率，以支持多媒体业务和互联网浏览。UMTS能够提供高达2Mb/s的数据传输速率。UMTS中无线接入网络被称为UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，全球移动通信系统无线接入网)。GERAN和UTRAN均可接入到UMTS的核心网。UMTS的架构如图1所示，其中的网元有：

RAN(Radio Access Network)：无线接入网，用户终端通过RAN接入UMTS的分组核心网(Packet Core)，RAN包括包括UTRAN和GERAN。

SGSN(Serving GPRS Support Node)：服务GPRS支持节点，保存用户的路由区位置信息，负责安全和接入控制。SGSN通过Iu口和UTRAN相连，通过Gb口和GERAN相连。

GGSN(Gateway GPRS Support Node)：网关支持节点，负责分配终端的IP地址和到外部网络的网关功能，在内部和SGSN相连。

HLR(Home Location Register)：归属位置寄存器，保存用户的签约数据和当前所在的SGSN地址。

PDN(Packet Data Network)：分组数据网络，为用户提供基于分组的业务网。

在IP多媒体子系统IMS引入3GPP之后，通过移动网络能够提供更多的多媒体业务，这些业务需要网络提供更高速率和更短的传输时延。另外随着非3GPP无线接入技术的异军突起，如WLAN(Wireless LocalArea Network，无线局域网)、WiMAX(World Interoperability forMicrowave Access，全球微波接入互通)等，这些技术一方面能够提供更高的接入带宽，另一方面成本越来越低，这样对原有的3GPP的接入技术(UTRAN/GERAN)造成了很大的威胁。因此3GPP组织开始了对UMTS中UTRAN和Packet Core下一阶段演进的研究。这个研究的课题叫做SAE(System Architecture Evolution，系统架构演进)，目的是使得演进的无线通信系统能够提供更高的传输速率，更短的传输延时，更低的成本，同时支持3GPP内部接入系统之间的移动性，以及3GPP接入系统和非3GPP接入系统之间的移动性。

目前SAE的框架如图2所示。其中新增的的网元有：

E-RAN(Evolved RAN)：演进的无线接入网，是下一代的无线接入网，可以提供更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。

MME(Mobility Management Entity)：控制面功能实体，负责管理和存储UE上下文(比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，为用户分配临时标识，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络是负责对该用户进行鉴权。

UPE(User Plane Entity)：用户面功能实体，用户面数据路由处理，终结处于闲置状态的UE的下行数据，当发往UE的下行数据到达时，发起寻呼。管理和存储UE的上下文，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息等。

IASA(Inter Access System Anchor)：不同接入系统的锚点，它和UPE的不同在于IASA负责全局的IP地址的分配。是不同的接入系统，包括3GPP和非3GPP接入系统的移动性锚点。

无论是在UMTS还是在SAE，用户均有三种状态：分离状态、空闲状态和连接状态。分离状态下，网络不知道用户当前的位置信息；在空闲状态下，用户和网络之间无连接，但是网络知道用户当前的位置信息，在UMTS中是RA(Routing Area，路由区)，在SAE中是TA(Tracking Area，跟踪区)；在连接状态下，用户和网络之间存在连接。

在空闲状态下，如果用户处于UMTS接入系统内，当路由区RA变化的时候，客户终端UE将发起RA更新。如果用户处于SAE接入系统内，当TA变化的时候，UE将发起TA更新。当改变接入技术的时候，如果必须在新的接入系统中进行登记，那么在UMTS和SAE相互覆盖的区域，双模终端可能会在这两个接入方式之间来回转变，UE就会不停的在两种接入方式之间进行位置登记，从而极大的占用空中无线资源。

目前已存在一种通过UMTS接入SAE并进行登记的方法，当用户改变接入系统的时候，可以避免发起位置登记。网络架构见图3所示。当UE在UMTS中登记之后，UE发起PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)上下文激活过程，带特殊的APN，SGSN通过分析该APN，将向SAE的MME发起创建PDP上下文过程，从而触发用户在MME中登记。SGSN将当前的路由区RA带给MME。MME中保存有和该RA相交的一个TA列表，MME从该列表中选择一个TA，分配一个临时标识S-TMSI(SAE-Temporary Mobile Subscriber Identity，SAE临时移动用户标识)，然后将该S-TMSI和选择的TA通过UMTS带给UE。这样就完成了用户在SAE中的登记。

当用户从UMTS转变到SAE的时候，如果当前的TA和原来注册的TA一致，也就是说用户已经在MME中登记过了，那么就不需要发起TA更新过程，从而减少了信令。如果TA不一致，那么UE就需要从SAE发起TA更新过程，MME保存新的TA。

当UE从SAE转变到UMTS的时候，UE判断当前的RA和在UMTS中登记的原来的RA是否一致，如果不一致，那么就会发起RA更新。如果RA是一致的，则无需发起RA更新过程。发起RA更新的时候，SGSN需要通知MME用户的路由区RA已经改变了。MME从和新的RA相交的TA列表中选择一个新的TA，完成SAE中的TA更新。MME中保存了最新的RA和对应的TA。

在UPE收到下行数据的时候，如果用户处于空闲状态，需要通知MME进行寻呼。MME根据存在路由区RA，判断用户在UMTS登记过，因此需要在UMTS和SAE中同时发起寻呼，如图4所示，具体步骤如下：

步骤401，UPE收到下行数据；

步骤402，UPE判断用户处于空闲状态；

步骤403，UPE指示MME发起寻呼，该MME地址在UPE中应该保存；

步骤404，MME在SAE内部发起寻呼用户；

步骤405，MME同时向SGSN发起PDU(Packet Data Unit，分组数据包)通知请求，SGSN的地址可以在MME内部保存，也可以从HLR获取；

步骤406，SGSN返回PDU通知响应；

步骤407，SGSN发起在UMTS内发起寻呼用户。

综上分析，现有技术在任何情况下，都同时在UMTS和SAE两个接入系统中进行寻呼，显然，该传统的寻呼的方法增加了空中信令。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种移动通信寻呼方法，有效的减少了空中信令。

为达到上述目的本发明提供了一种移动通信寻呼方法，用于实现向处于全球移动通信系统UMTS与系统架构演进SAE相互覆盖范围的客户终端发起寻呼，其特征在于，所述通信系统的控制面功能实体MME收到寻呼目标是所述客户终端的寻呼请求后，判断当前客户终端是否处于所述SAE接入系统的覆盖范围；如是，则只在所述SAE接入系统中发起寻呼；否则，同时在所述UMTS和SAE两个接入系统中发起寻呼。

上述移动通信系统寻呼方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述MME保存静态的路由区RA和跟踪区TA之间的邻接关系的步骤；

所述MME保存当前客户终端所在的全球移动通信系统UMTS中路由区RA以及系统架构演进SAE中跟踪区TA的步骤。

上述移动通信寻呼方法，其特征在于，所述判断当前客户终端是否处于所述SAE接入系统覆盖范围的步骤又包括：根据所述MME保存的静态路由区RA和跟踪区TA的邻接关系，判断当前客户终端所在路由区RA和跟踪区TA是否相交的步骤，如不相交，所述客户终端处于所述SAE接入系统覆盖范围，只在所述SAE接入系统中发起寻呼。

上述移动通信寻呼方法，其特征在于，还包括：用户面功能实体UPE接收下行数据并判断客户终端是否处于空闲状态的步骤。

上述移动通信寻呼方法，其特征在于，还包括：当所述UPE判断客户终端处于空闲状态时，指示所述MME发起寻呼的步骤。

为进一步的实现发明目的，本发明还提供了一种移动通信寻呼系统，用于全球移动通信系统UMTS接入系统及系统构架演进SAE的接入系统，该寻呼系统包括：客户终端UE、服务GPRS支持节点SGSN、用户面功能实体UPE、控制面功能实体MME，其特征在于，所述MME，用于接收到所述UE的寻呼请求，并判断当前UE是否处于所述SAE接入系统的覆盖范围；如是，则只在所述SAE接入系统中寻呼；否则，同时在所述UMTS和SAE两个接入系统中寻呼。

上述移动通信寻呼系统，其特征在于，所述MME又包括：

一存储模块，用于保存静态的路由区RA和跟踪区TA之间的邻接关系和当前客户终端所在的路由区RA和跟踪区TA；

一判断模块，用于判断当前客户终端是否处于所述SAE接入系统覆盖范围，以决定是否只在该SAE接入系统中发起寻呼。

上述移动通信寻呼系统，其特征在于，所述UPE用于接收下行数据，并判断客户终端处于空闲状态时指示所述MME发起寻呼。

与现有技术相比，本发明能带来以下有益效果：

采用本明，寻呼系统可以判断出客户终端当前正处于SAE覆盖范围内时，控制面功能实体MME只需要在SAE一个接入系统中发起寻呼，可以避免同时在SAE和UMTS两个接入系统进行寻呼，从而进一步减少空中信令。

下面结合附图说明和具体实施方式进一步详细说明本发明的技术方案：

附图说明

图1是现有技术UMTS/GPRS的系统架构图；

图2是现有技术SAE的系统架构图；

图3是现有技术UMTS/GPRS和SAE之间关系的架构图；

图4是现有技术的寻呼流程图；

图5是本发明实施例TA和RA对应关系图；

图6是本发明实施例的寻呼流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

图5是本发明实施例RA和TA的对应关系图。参考图5，全球移动通信系统UMTS的路由区RA1和系统构架演进SAE中的跟踪区TA1、TA2相交；所述SAE中的跟踪区TA1和所述UMTS中的路由区RA1、RA2相交。在控制面功能实体MME中需要保存和RA1相交的TA列表：TA1和TA2，保存和TA1相交的RA列表：RA1和RA2。

当用户在UMTS的RA1中开机并登记之后，通过PDP(Packet DataProtocol，分组数据协议)上下文激活消息触发在SAE中登记。SAE的MME从和RA1相交的TA列表中选择TA1，把TA1作为用户当前所在的跟踪区，分配SAE临时移动用户标识S-TMSI，并将该TA1通过UMTS返回给终端。MME保存该RA1和该TA1。

用户在空闲状态下移动，有以下三种情况：

(1)如果客户终端UE从UMTS的RA1移动到SAE的TA1的时候，从UMTS接入网切换到SAE接入网，然而终端判断当前所在的TA1和原来保存的TA1没有变化，于是就无需发起TA更新。这个时候MME需要在两个系统中同时发起寻呼。

(2)如果UE从UMTS的RA1移动到UMTS的RA2，因为路由区改变了，需要发起RA更新。服务GPRS支持节点SGSN需要向MME发起更新PDP上下文，MME保存RA2以及与该RA2相交的新的TA。这个时候MME需要在两个系统中同时发起寻呼。

(3)如果从UMTS的RA1移动到SAE的TA2的时候，从UMTS接入网切换到SAE接入网。终端判断当前所在的TA2和原来保存的TA1发生了改变，于是就发起TA更新，MME中保存TA2。因为TA2和RA1还是相交的，因此MME需要在两个系统中同时发起寻呼。

第一种情况下终端移动到TA1之后继续移动，有以下几种情况：

(I)终端从TA1继续移动到TA2，终端判断TA已经发生了变化，于是将发起TA更新。由于TA2和RA1还是相交的，因此MME需要在两个系统中同时发起寻呼。

(II)终端从TA1移动到RA2，终端判断RA2和原来登记的RA1不同，于是发起RA更新。SGSN需要向MME发起更新PDP上下文，MME保存RA2以及与该RA2相交的新的TA。这个时候MME需要在两个系统中同时发起寻呼。

(III)终端从TA1继续移动到TA3，发起TA更新，MME中保存的用户当前位置信息是TA3和RA1。在这种情况下首先可以肯定终端不可能移动到UMTS的RA1中，因为TA3和RA1不相邻。另外该终端也不可能移动到UMTS的其它的RA中，否则MME中的RA就必须进行更新成新的RA。既然UE不可能移动到UMTS的RA1中，也不可能移动到其它RA中，也就是说，因此MME可以判断用户不可能移动到UMTS下。于是只在SAE中发起寻呼。这样就避免了在UMTS中发起寻呼。

图5是本发明实施例的寻呼流程图。参考图5：采用本发明移动通信寻呼方法具体寻呼流程包括以下步骤：

S501，UPE收到下行数据；

S502，UPE判断用户处于空闲状态；

S503，UPE指示MME发起寻呼，该MME地址在UPE中应该保存；

S504，MME根据静态的RA和TA的邻接关系判断UE所在的TA和RA是否相交。如果相交，则在SAE和UMTS中同时进行寻呼。如果不相交，则执行S505；

S505.MME只在SAE内部发起寻呼用户。

为进一步的实现发明目的，本发明还提供了一种移动通信寻呼系统，用于全球移动通信系统UMTS接入系统及系统构架演进SAE的接入系统，该寻呼系统包括：客户终端UE、服务GPRS支持节点SGSN、用户面功能实体UPE、控制面功能实体MME，其特征在于，所述MME，用于接收到所述UE的寻呼请求，并判断当前该UE是否处于所述SAE接入系统的覆盖范围；如是，则只在所述SAE接入系统中发起寻呼；否则，同时在UMTS和SAE两个接入系统中发起寻呼。该MME又包括：一存储模块，用于保存静态的路由区RA和跟踪区TA之间的邻接关系和当前客户终端所在的路由区RA和跟踪区TA；一判断模块，用于判断当前客户终端是否处于系统构架演进SAE接入系统覆盖范围，以决定是否只在SAE接入系统中发起寻呼。所述UPE用于接收下行数据，并判断客户终端处于空闲状态时指示所述MME发起寻呼。

综上所述，利用本发明可以实现在空闲状态下，客户终端正在SAE的覆盖范围内时，只在SAE接入系统发起寻呼，避免同时在UMTS和SAE两个接入系统中发起寻呼，有效的减少了空中信令。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种移动通信寻呼系统寻呼方法，用于实现向处于全球移动通信系统UMTS与系统架构演进SAE相互覆盖范围的客户终端发起寻呼，其特征在于，所述移动通信寻呼系统的控制面功能实体MME收到寻呼目标是所述客户终端的寻呼请求后，判断当前客户终端是否处于所述SAE接入系统的覆盖范围；如是，则只在所述SAE接入系统中发起寻呼；否则，同时在所述UMTS和所述SAE两个接入系统中发起寻呼；

所述判断当前客户终端是否处于所述SAE接入系统覆盖范围的步骤又包括：根据所述MME保存的静态路由区RA和跟踪区TA的邻接关系，判断当前客户终端所在路由区RA和跟踪区TA是否相交的步骤，如不相交，所述客户终端处于所述SAE接入系统覆盖范围，只在所述SAE接入系统中寻呼。

2、根据权利要求1所述的移动通信寻呼系统寻呼方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述MME保存静态的路由区RA和跟踪区TA之间的邻接关系的步骤；

所述MME保存当前客户终端所在UMTS中的路由区RA以及SAE中的跟踪区TA的步骤。

3、根据权利要求1所述的移动通信寻呼系统寻呼方法，其特征在于，还包括：所述移动通信寻呼系统的用户面功能实体UPE接收下行数据并判断客户终端是否处于空闲状态的步骤，当所述UPE判断客户终端处于空闲状态时，指示所述MME发起寻呼的步骤。

4、一种移动通信寻呼系统，用于全球移动通信系统UMTS接入系统及系统构架演进SAE的接入系统，该寻呼系统包括：客户终端UE、服务GPRS支持节点SGSN、用户面功能实体UPE、控制面功能实体MME，其特征在于，所述MME，用于接收到所述UE的寻呼请求，并判断当前该UE是否处于所述SAE接入系统的覆盖范围，所述MME保存的静态路由区RA和跟踪区TA的邻接关系，判断当前客户终端所在路由区RA和跟踪区TA是否相交的步骤，如不相交，所述客户终端处于所述SAE接入系统覆盖范围，只在所述SAE接入系统中寻呼；如是，则只在所述SAE接入系统中发起寻呼；否则，同时在所述UMTS和SAE两个接入系统中发起寻呼。

5、根据权利要求4所述的移动通信寻呼系统，其特征在于，所述MME又包括：

一存储模块，用于保存静态的路由区RA和跟踪区TA之间的邻接关系和当前客户终端所在的路由区RA和跟踪区TA；

一判断模块，用于判断当前客户终端是否处于所述SAE接入系统覆盖范围，以决定是否只在该SAE接入系统中寻呼。

6、根据权利要求4所述的移动通信寻呼系统，其特征在于，所述UPE用于接收下行数据，并判断客户终端处于空闲状态时指示所述MME发起寻呼。

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