CN101242612A - 一种用户信令跟踪方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用户信令跟踪的方法、系统及装置，包括：用户设备发起无线资源控制连接；根据用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系、以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的用户设备非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。使用本发明节约了为完整跟踪一个基于国际移动用户识别码的信令所需耗费的大量无线网络控制器资源；信令跟踪实时性强；能够在各种流程下完整的完成基于国际移动用户识别码的信令跟踪过程。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信网络，特别涉及一种移动通信网络中用户信令跟踪的方法、系统及装置。
背景技术
在通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile TelecommunicationsSystem)中的信令跟踪(TRACE)是移动通讯系统提供的进行数据记录和差错的有效手段，在UMTS中的无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)上该功能非常重要。
在UMTS系统里，有关用户跟踪的方法有两种，一种是基于管理的跟踪，一种是基于信令的跟踪。
基于管理的跟踪方法通常指的是通过网络管理单元对网络节点进行跟踪参数设置的方法。譬如网络管理单元对RNC进行针对用户的跟踪控制参数设置，这样，当RNC上有与某个用户有关的消息或者信令的时候，则进行跟踪记录。图1为基于管理的trace方法流程示意图，如图所示，在UTMS里基于管理的跟踪的一般方法如下：
图中的操作维护中心(EMS，Element Management System)指的是网元管理系统，譬如RNC的网管；NE指的是网络单元或者说是网络节点(NetworkElement)，譬如RNC。这样当一个用户在该RNC上发生业务的接入的时候，就可以对该用户的有关信令消息进行跟踪了。该方法的特点是，NE接收到EMS设置的跟踪控制和配置参数后，不会将这些跟踪控制和配置参数传播到其他NE上去。所谓的基于管理，重点是针对某个NE上对某个UE进行跟踪，UE在其他NE上的信令不在其跟踪范围内。
基于信令的跟踪方法通常指的是针对某个UE对其进行跟踪，该UE的业务流程可能涉及多个网元。那么就需要通过网络系统中各个网元节点之间的接口，传递需要跟踪的针对某个用户的控制参数。而最初始的跟踪控制和配置参数一般是由核心网的EMS下发给某一个核心网节点，然后在UE进行业务过程中，可能会因为信令触发的原因，触发网络节点在网络节点间传播跟踪控制参数。图2为基于信令的trace方法实施流程示意图，实施如图所示。
具体到UMTS的协议，CN Invoke Trace是在3GPP TS 25.413 V7.1.0(2006-03)里一条核心网络节点与RNC之间的一条用户跟踪功能的消息，图3为CN Invoke Trace消息实施示意图，该消息的主要功能就是通过核心网(CN，Core Network)与RNC之间的信令接口，由CN节点向RNC传递跟踪参数，以便让RNC实现对某个用户的跟踪，跟踪的内容(譬如什么消息，什么接口上的消息等等)由该消息设置。简要介绍如下：
CN Invoke Trace过程由CN发送CN Invoke Trace消息到RNC触发，CNInvoke Trace消息包含如下的参数：
Trace Reference IE：唯一标识了一个Trace Session(跟踪会话。)；
UE Identity IE：指示了该trace session归属的用户设备(UE，UserEquipment)；
Trace Propagation Parameters IE：只用于基于信令的的跟踪过程，TracePropagation Parameters IE包含了如下的IE(Information Element，消息单元)；
Trace Recording Session Reference IE：跟踪记录会话参考，用于标记一个跟踪记录；
Trace Depth IE：定义了RNC中TRACE信息细节记录的详细程度；
List Of Interfaces To Trace IE：该IE为可选项，定义了在RNC中跟踪的接口。
基于信令的TRACE激活机制：如果在CN Invoke Trace消息中包含TracePropagation Parameters IE，那么RNC将根据这个参数开始一个Trace RecordingSession；
基于管理的TRACE激活机制：如果在CN Invoke Trace消息中不包含TracePropagation Parameters IE，那么RNC将根据CN INVOKE TRACE消息中的UE设备标识映射的在RNC中配置的TRACE参数开始一个Trace RecordingSession。
在UMTS系统里还有一条在节点间实现跟踪的消息，该消息主要用来实现在UE进行软切换的过程中，对该UE进行跟踪。消息的传递是在RNC之间的Iur接口上的。具体可以参考协议3GPP TS 25.423V7.0.0(2006-03)，图4为IurInvoke Trace消息实施示意图，如图所示，Iur Invoke Trace过程由服务RNC(SRNC，Serving RNC)通过向漂移RNC(DRNC，Drift RNC)发送Iur InvokeTrace过程触发。该过程用于基于信令的TRACE激活机制。
在Iur Invoke Trace消息中包含了如下的IE：Trace Reference IE、UEIdentity IE、Trace Recording Session Reference IE、List Of Interfaces To Trace、Trace Depth IE，它们的定义同上述CN Invoke Trace消息中参数的定义。
当接收到Iur Invoke Trace消息后，DRNC根据在该消息中指示的参数开始一个Trace Recording Session。
无论是基于管理的跟踪还是基于信令的跟踪，都需要通过在网络节点上设置跟踪参数来完成，该网络节点必须知道所要跟踪的用户的标识，这样才能进行跟踪。因此，在设置跟踪参数的时候，需要设置该UE的标识。在UMTS系统里，UE的标识分为3种，一种是接入层标识，譬如由RNC分配的S-RNTI或者U-RNTI(UTRAN Radio Network Temporary Identifie，服务RNC的RNTI无线网络临时标识)，一种是非接入层标记，即用户的标识，譬如永久标识的国际移动用户标识码(IMSI，International Mobile Subscriber Identity)或者临时标识的临时移动用户识别码(TMSI，Temporary Mobile Station Identity)它是由UMST里的电路域分配的用户临时标识，或者由分组域分配的用户的临时标识P-TMSI(Packet-T Temporary Mobile Station Identity)。还有一种UE的标识，那就是用户的国际移动设备标识(IMEI，International Mobile EquipmentIdentity)，这个是全球唯一的，主要是针对用户3GPP System IC Card(USIM卡)的；用户临时标识在UMTS里分分组域和电路域，在LTE里只有分组域，是用户附着到核心网后网络分配的；IMEI是手机设备号，也就是裸机的标记，是出厂时设定的。
在利用用户的标识来对用户进行跟踪时，对于业务信令，RNC不仅处理接入层的信令，还需要处理非接入层信令，这有助于定位呼叫过程中的错误。在RNC支持的信令跟踪中，有一种基于IMSI的跟踪方法，其特点是：
RNC跟踪指定IMSI的UE的信令；
该跟踪可以在任何时刻发起，可以在UE会话前和会话中发起；
只要跟踪任务不终止，就会一直有效；
当需要在RNC跟踪某个UE或定位某个UE时，可以借助于基于IMSI的信令跟踪，如在跟踪某个UE的切换情况时非常有用，因为由于UE的移动，其位置是不固定的，但是不管UE如何移动，其IMSI标识不会改变。但是这种跟踪方法的缺陷也是比较明显的。那就是UE在进行业务建立和执行过程中，使用的可能是UE的临时标识(TMSI或者P-TMSI)，这样，如果网络管理单元发起跟踪控制命令里使用的是针对永久标识进行个跟踪，则可能某些关于该UE的消息跟踪不到。在RNC存储的IMSI/TMIS跟踪列表中，如果没有所要跟踪的IMSI的UE信息时，只有当UE的无线资源控制(RRC，Radio ResourceControl)请求消息携带的信息是IMSI时，其信令跟踪的数据才是完整的，否则在核心网通过Common ID将IMSI与TMSI/P-TMSI映射关系下发到RNC之前，RNC无法针对TMSI进行有效跟踪。如果想跟踪到在CN下发Common ID之前的消息，一般的做法是，当RNC接收到跟踪某个UE的命令后，就对发生在该RNC上的所有消息流程进行记录，一直到接收到Common ID消息获得到IMSI与TMSI/P-TMSI的映射关系后，再从所记录的消息里提取出该用户的有关信息。
无论是基于管理的跟踪还是基于信令的跟踪，如果在使用用户永久标识(IMSI)对用户进行跟踪的时候，都存在一定的缺陷，那就是，当只知道用户的永久标识的时候，且用户处在业务建立和进行阶段，处于安全的考虑，可能使用的是临时标识(TMSI或者P-TMSI)，此时进行跟踪的方法是：RNC缓存Common ID以前的所有信令，直至收到CN的Common ID消息，因为CommonID消息里会有用户永久标识和临时标识的映射关系，这样RNC就可以根据这个映射关系从此前的跟踪记录中把有关该用户的信息提取出来，才把CommonID之前的信令上报。
这种解决方法存在的不足是：RNC在收到Common ID消息之前，不知道缓存哪个用户的信令，因此需要缓存所有用户的信令消息，这将增加RNC额外的内存需求。
举个例子，如果一个RNC的容量是100万用户(也就是一个RNC的能力)，当爱尔兰(RNC同时在线用户数)为0.01时，则RNC同时接入的UE数量为1万用户，
则当EMS命令RNC跟踪某个IMSI的UE的信令时有如下流程：
1、RNC在自身的IMSI/TMSI跟踪列表中没有查找到该IMSI的UE；
2、RNC开始缓存所有UE的RRC建立过程和Iu接口连接过程，以及CN发送到RNC的Common ID，RNC从这些Common ID中得到该UE的IMSI和TMSI的映射关系；
3、RNC保留符合该IMSI的信令(也保留RNC跟踪的其它信令)；
4、RNC继续跟踪该IMSI的信令。
在以上的步骤2中，由于RNC需要缓存的信令数量很大，占用的RNC内存将会很大。例如：如果一个RNC配置的系统内存为1G(如一块单板的能力)，RNC存储一条信令平均为1k时；则：
RNC缓存一个UE的16条信令为：16k；RNC缓存10k UE的16条信令为：160M；
可见，当采用这种在RNC中缓存所有UE的信令方法时，将存在以下不足：
一、RNC为了完整跟踪一个IMSI的信令所需要的系统内存与全部信令跟踪量相比，一般至少存在30-40％左右的信令缓存，这将耗费大量的RNC资源；
二、RNC采用这种信令缓存的方法进行基于IMSI的信令跟踪，实时性不强。甚至有可能在这16条信令之中需要跟踪的UE的信令已经出现了严重问题时，该UE的流程不能执行建立Iu连接的信令流程。如：需要跟踪的UE的某个信令(Secrity Mode Command)出现了错误，此时RNC无法为该UE建立与CN的Iu连接，当然CN也就无法向RNC发送Common ID消息，此时RNC无法完成基于IMSI的信令跟踪过程。
三、即使是正常流程，某些流程也无法跟踪，如关机流程中，由于UE在关机流程触发的RRC连接建立过程中携带TMSI，RNC无法根据TMSI找到映射的UE，此时对于关机流程就不能进行跟踪。
发明内容
本发明实施例提供一种用户信令跟踪方法、系统及装置，用以解决在移动通信网络中对用户进行信令的完整跟踪问题。
本发明实施例提供了一种用户信令跟踪方法，包括如下步骤：
用户设备发起无线资源控制连接；
根据用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系、以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的用户设备非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
本发明实施例还提供了一种用户信令跟踪系统，包括：
跟踪模块，用于当所述用户设备发起无线资源控制连接时，根据所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系，以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
本发明实施例提供了一种用户信令跟踪装置，包括：
映射模块，用于建立所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系；
跟踪模块，用于当所述用户设备发起无线资源控制连接时，根据所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系，以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
本发明实施例有益效果如下：
能够在各种流程下完整的完成基于IMSI的信令跟踪过程，节约了为完整跟踪一个基于IMSI的信令所需耗费的大量RNC资源；信令跟踪实时性强。
附图说明
图1为背景技术中所述基于管理的trace方法实施流程示意图；
图2为背景技术中所述基于信令的trace方法实施流程示意图；
图3为本发明实施例中所述信令跟踪方法实施流程示意图；
图4为本发明实施例中所述通过CN来设置eNB上的TRACE信息后进行跟踪的实施流程示意图；
图5为本发明实施例中所述CN通过寻呼设置eNB上的TRACE开关进行跟踪的实施流程示意图；
图6为本发明实施例中所述CN通过寻呼消息设置UE上的TRACE开关进行跟踪的实施流程示意图；
图7为本发明实施例中所述用户信令跟踪系统结构示意图；
图8为本发明实施例中所述用户信令跟踪装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
在移动通信系统中，当RNC在存储的IMSI/TMSI跟踪列表中没有所要跟踪的UE的IMSI信息时，只有当UE的RRC请求消息携带的信息是IMSI时，其信令跟踪的数据才是完整的，否则由于RNC在Common ID之前无法知道IMSI，因而也无法跟踪某个UE的信令。
因此，实施中将用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系添加至无线接入网网络节点；则可以在用户设备发起RRC连接时，就可以根据用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系以及用户设备非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
可以进行跟踪的无线接入网网络节点在UMTS系统中可以是RNC、在LTE系统中可以是eNB。映射关系可以通过EMS、或CN、或eNB利用跟踪消息或寻呼消息添加至无线接入网网络节点。
考虑实际实施中的需要，映射关系在UMTS系统中可以添加至用户设备所属位置区或路由区内无线接入网网络节点，在SAE/LTE系统中可以添加至用户设备所属跟踪区TA内无线接入网网络节点。
实际实施中，还可以当用户设备信令跟踪结束后，删除无线接入网网络节点中的映射关系。
用户标识所起的作用是使得跟踪的用户设备保持唯一，因此，对于用户设备的非接入层用户永久标识与临时际识在实施例中以目前常用的IMSI与TMSI为例进行说明，显然，能用于实施的并不仅限于IMSI与TMSI及其映射关系。
以下将采用IMSI与TMSI的映射关系信息为例进行说明。
其中，IMSI可以通过EMS-CN获取，TMSI可以通过CN获取，在实施中，由于一个用户在附着到一个核心网络后，该核心网络节点就会给该UE分配一个临时标识。所以，可以在核心网络节点上查询该UE的永久标识与临时标识的对应关系。当然也可以在该用户的位置寄存器里查询到有关信息。这种查询对本领域技术人员来说是易知的。
则将映射关系添加至无线接入网网络节点可以用以下方式实施：
1、EMS-CN根据UE的IMSI从CN获取UE的TMSI，并建立IMSI与TMSI码的映射关系，EMS-eNB将IMSI与TMSI的映射关系添加至网络节点；
2、EMS-CN将UE的IMSI发送至CN，CN建立UE的IMSI与TMSI的映射关系，并将IMSI与TMSI的映射关系添加至网络节点；
3、EMS-CN将UE的IMSI发送至CN，CN建立UE的IMSI与TMSI的映射关系，并将IMSI与TMSI的映射关系发送至网络节点，网络节点在接收到UE寻呼响应后将IMSI与TMSI的映射关系进行添加。
图3为信令跟踪方法实施流程示意图，由上述可知，对于信令跟踪可以按如图所示的进行实施，包括如下步骤：
步骤301、通过EMS-CN获取IMSI，通过CN获取TMSI，并建立的IMSI与TMSI的映射关系；
步骤302、EMS或CN通过TRACE消息或Paging寻呼消息将UE的IMSI与TMSI的映射关系添加至UE所属跟踪区TA内的无线接入网网络节点；
步骤303、当UE发起RRC连接时，根据网络节点中UE的IMSI与TMSI的映射关系对UE进行信令跟踪；
步骤304、当用户设备发起切换时，将UE的IMSI与TMSI的映射关系添加至目标网络节点；
步骤305、目标网络节点根据UE的IMSI与TMSI的映射关系对UE进行信令跟踪；
步骤306、当UE信令跟踪结束，删除网络节点的IMSI与TMSI的映射关系。
在UMTS系统里，可以通过网络管理单元，譬如操作维护中心EMS，下发跟踪命令到RNC，RNC就可以对该用户接下来的业务建立和执行过程进行全流程的跟踪。具体可以按如下实施：EMS向RNC发送Start Trace Request消息，在该消息中包含UE的IMSI/(TMSI或者P-TMSI)对应信息以及TRACE信息。发送的范围也可以为多个RNC，可以按照位置区/路由区或者寻呼区的大小向多个RNC下发该控制命令。
在LTE系统里，可以通过网络管理单元，譬如操作维护中心EMS，下发跟踪命令到eNB，eNB就可以对该用户接下来的业务建立和执行过程进行全流程的跟踪。与UMTS系统的区别是：EMS可以按照跟踪区(TA，Trace area)范围大小朝多个eNB发送跟踪控制参数设置命令。
下面以LTE系统，以及实施的无线接入网网络节点为eNB为例进行说明。
1)EMS向eNB发送Start Trace Request消息，在该消息中包含UE的IMSI/(TMSI或者P-TMSI)对应信息以及TRACE跟踪参数信息。
eNB接收到该消息后，在该eNB的Trace列表中增加一项，保存该UE的IMSI/(TMSI或者P-TMSI)对应信息。并启动对UE的跟踪进程。
本步骤中，EMS可以根据TA标识查找对应的TA范围内的eNB的列表，向列表中的所有的eNB发送该命令。
2)eNB返回Start Trace Response消息到EMS，Trace设置完成。
控制参数设置完毕后，当UE发起RRC连接的时候，无论UE在RRC连接消息中是携带IMSI还是TMSI或者P-TMSI信息，eNB中只要在存储的IMSI/(TMSI或者P-TMSI)跟踪列表中查找到相关的记录，则立刻启动对应该UE的信令跟踪。
当eNB基于某个IMSI的信令跟踪任务完成后，EMS发送End Trace Request消息到TA内的所有的eNB，该消息中包含跟踪的UE的IMSI信息，eNB将该IMSI对应的UE从eNB自身的IMSI/(TMSI或者P-TMSI)跟踪列表中删除。
删除跟踪列表操作完成后，eNB向EMS回End Trace Response消息。
下面给出实施中涉及的消息体设计的实施例，其中仍以LTE系统为例，当在UMTS系统中实施时，将消息体里的Enb ID改为RNC ID即可。
表1为EMS发往eNB的START TRACE REQUEST消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| Trace Control Parameters | M | YES | ignore |
| Permanent NAS UE Identity | M | YES | ignore |
| Temporary UE ID | M | YES | ignore |
说明：Trace Control Parameters对于UTMS系统来说可以对应TracePropagation Parameters。以下消息体实施例同此。
表2为eNB发往EMS的STARTTRACE RESPONSE：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| eNB ID | M | YES | ignore |
表3为EMS发往eNB的END TRACE REQUEST消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
表4为eNB发往EMS的END TRACE RESPONSE
| IE/Group Name | Presence | Critieality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| eNB ID | M | YES | ignore |
图4为通过CN来设置eNB上的TRACE信息后进行跟踪的实施流程示意图，如图所示，在LTE系统中通过EMS向CN下发跟踪命令，CN通过信令接口向接入网节点下发TRACE跟踪控制命令实施中包括如下步骤：
步骤401、EMS-CN根据需要进行信令跟踪的UE的IMSI，发送IMSI TraceRequest消息到CN，CN查询该UE当前驻留的TA标识，以及该UE对应的TMSI。
步骤402、CN返回IMSI Trace Response消息到EMS，消息中携带该UE当前驻留的TA标识。
步骤403、CN根据TA标识查找对应的eNB的列表，向列表中的所有的eNB发送CN SET TRACE消息，在该消息中包含UE的IMSI/TMSI对应信息。eNB接收到CN SET TRACE消息后，在该eNB的Trace列表中增加一项，包含该UE的TMSI/IMSI对应信息及对应的TRACE信息，Trace设置完成。
当UE发起RRC连接的时候，无论UE在RRC连接消息中是携带IMSI还是TMSI信息，eNB中只要在存储的IMSI/TMSI跟踪列表中查找到相关的记录，则立刻启动对应该UE的信令跟踪。
步骤404、当eNB上基于某个IMSI的信令跟踪任务完成后，EMS-eNB根据前面保存的TA标识查找该TA内的所有eNB列表，EMS-eNB发送End TraceRequest消息到该TA内的所有的eNB，将该IMSI对应的UE从eNB自身的IMSI/TMSI跟踪列表中删除。这个跟踪任务的取消操作也可以由EMS-CN发起。
步骤405、删除跟踪列表操作完成后，eNB向EMS-eNB回End TraceResponse消息。
对于UMTS系统，将该实施例中的eNB换成RNC即可，对于UMTS系统，LTE系统里的TA(trace area)则对应UMTS系统的位置区或路由区。
表5为EMS-CN发往CN的CN SET TRACE消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| Trace ControlParameters | M | YES | ignore |
| UE Identity | M | YES | ignore |
| Temporary UE ID | M | YES | ignore |
其中：Temporary UE ID是临时UE标识，即TMSI信息，其定义参见协议25.4139.2.3.2。
图5为CN通过寻呼设置eNB上的TRACE开关进行跟踪的实施流程示意图，如图所示，在LTE系统中，CN通过寻呼消息设置eNB的TRACE开关进行跟踪时，在TA范围内发起寻呼，通过Paging消息(页面调用消息)来设置eNB上的TRACE开关，并且在Paging消息中携带TRACE原因值。
实施中，eNB发送Trace Parameter Request向EMS-eNB请求TRACE参数也可以由CN向eNB发送的Paging消息中携带TRACE参数发送到eNB。
步骤501、EMS-CN根据需要进行信令跟踪的UE的IMSI，发送IMSI TraceRequest消息到CN，CN查询该UE当前驻留的TA标识，以及该UE对应的TMSI。
步骤502、CN返回IMSI Trace Response消息到EMS，消息中携带该UE当前驻留的TA标识。
步骤503、CN查找到UE驻留的TA，在TA范围向所有的eNB发送Paging消息，其中Paging Cause为TRACE。CN也可以在寻呼区内下发paging消息。寻呼区是在CN节点上配置的。
步骤504、eNB缓存Paging消息中的IMSI/TMSI值，
步骤505、当接收到UE寻呼响应(UE发起RRC连接建立过程)，将该IMSI/TMSI对应关系存放如TRACE列表中。
步骤506、eNB向EMS-eNB发送Trace Parameter Request消息，向EMS请求TRACE参数。
步骤507、EMS-eNB返回Trace Parameter Response消息，传递TRACE参数给eNB。
当UE下次发起RRC连接的时候，无论UE在RRC连接消息中是携带IMSI还是TMSI信息，eNB中只要在存储的IMSI/TMSI跟踪列表中查找到相关的记录，都可以立刻启动对应该UE的信令跟踪。
步骤508、当eNB上基于某个IMSI的信令跟踪任务完成后，EMS-eNB发送End Trace Request消息到打开TRACE开关的eNB，将UE从该eNB的IMSI/TMSI跟踪列表中删除。
步骤509、删除跟踪列表操作完成后，eNB向EMS-eNB回End TraceResponse消息。
表6为无连接信号发送模式下CN发往eNB的PAGING消息PAGING消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| CN DomainIndicator | M | YES | ignore |
| Permanent NAS UEIdentity | M | YES | ignore |
| Temporary UEIdentity | O | YES | ignore |
| Paging Area ID | O | YES | ignore |
| Paging Cause | O | YES | ignore |
| Non SearchingIndication | O | YES | ignore |
| DRX Cycle LengthCoefficient | O | YES | ignore |
| Global CN-ID | O | YES | ignore |
在消息的寻呼原因Paging Cause项中增加一项TRACE SET，表明该寻呼发起的原因是trace跟踪。
表7为eNB发往EMS-eNB的TRACE PARAMETER REQUEST消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| eNB ID | M | YES | ignore |
| Permanent NAS UEIdentity | M | YES | ignore |
表8为EMS-eNB发往eNB的TRACE PARAMETER RESPONSE消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| eNB ID | M | YES | ignore |
| Permanent NAS UEIdentity | M | YES | ignore |
| Trace ControlParameters | M | YES | ignore |
当在UMTS系统中进行实施时，将无线接入网网络节点eNB换成RNC即可，对于UMTS系统，LTE系统里的TA(trace area)对应UMTS系统的位置区或路由区。
图6为CN通过寻呼消息设置UE上的TRACE开关进行跟踪的实施流程示意图，如图所示，在TA范围内发起寻呼，通过Paging消息来设置eNB上的TRACE开关，并且在Paging消息中携带TRACE原因值。在UE上设置Trace开关标识，并且在UE的RRC CONNECTION REQUEST消息中设置TraceSwitch Flag为打开。
实施中，eNB发送Trace Parameter Request向EMS-eNB请求TRACE参数，也可以由CN向eNB发送的Paging消息中携带TRACE参数发送到eNB。
在eNB向EMS-eNB发送Trace Parameter Request消息，向EMS-eNB请求TRACE参数。EMS-eNB返回Trace Parameter Response消息，传递TRACE参数给eNB，eNB保存该UE的TRACE参数到对应的TRACE列表中的步骤，也可以用在寻呼消息中携带具体的TRACE参数，并且在UE建立RRC连接的时候将TRACE参数告诉eNB来实现。
步骤601、EMS-CN根据需要进行信令跟踪的UE的IMSI，发送IMSI TraceRequest消息到CN，CN查询该UE当前驻留的TA标识，以及该UE对应的TMSI。
步骤602、CN返回IMSI Trace Response消息到EMS，消息中携带该UE当前驻留的TA标识。
步骤603、CN查找到UE驻留的TA，在TA范围向所有的eNB发送Paging消息，其中Paging Cause为TRACE。
步骤604、UE判断Paging Cause为TRACE时，设置UE上的TRACE开关为打开状态，在下一次的RRC连接消息中的Establishment Cause IE项设置为TRACE。
步骤605、UE发起由于TRACE CAUSE引起的RRC CONNECTIONREQUEST，eNB将该UE的IMSI/TMSI对应关系存放如TRACE列表中。
步骤606、eNB向EMS-eNB发送Trace Parameter Request消息，向EMS-eNB请求TRACE参数。
步骤607、EMS-eNB返回Trace Parameter Response消息，传递TRACE参数给eNB，eNB保存该UE的TRACE参数到对应的TRACE列表中。
UE发起RRC连接，UE在RRC连接消息中携带IMSI信息，在RRCCONNECT REQUEST消息中增加TRACE开关打开标志，eNB接收到该RRC Connect Request，当判断该UE的TRACE开关为打开时，立刻启动对该UE的TRACE跟踪。在该消息中带有trace跟踪的控制参数，譬如包括：跟踪深度，跟踪的接口类型等等。
步骤608、当eNB上基于某个IMSI的信令跟踪任务完成后，EMS-eNB发送End Trace Request消息到打开TRACE开关的eNB，将UE从该eNB的IMSI/TMSI跟踪列表中删除。
步骤609、删除跟踪列表操作完成后，eNB向EMS-eNB回End TraceResponse消息。
表9为Ue向eNB发送的RRC CONNECTION REQUEST消息：
| IE/Group Name | Presence | Criticality | AssignedCriticality |
| Message Type | M | YES | ignore |
| ... | ... | ... | ... |
| UE informationelements | |||
| Establishmentcause | M | YES | ignore |
| Trace Switch Flag | O | YES | ignore |
| Trace ControlParameters | O | YES | ignore |
| >Trace RecordingSession Reference | M | ||
| >Trace Depth | M | ||
| >Interfaces ToTrace | 1 to<maxInterfaces> | ||
| >>Interface | M | ENUMERATED(S1，X2，Uu，...) | |
| ... | ... | ... | ... |
表10为一种在Paging消息中携带TRACE信息的实施例，实现了在eNB向UE发送的Paging消息的Paging record IE中携带TRACE信息，Paging record的消息为：
| InformationElement/Group name | Need | Multi | Type andreference | Semanticsdescription |
| CHOICE Usedpaging identity | MP | |||
| .... | ... | |||
| >Trace RecordingSession Reference | M | |||
| >Trace Depth | M | |||
| >Interfaces To Trace | 1 to<maxInterfaces> | |||
| >>Interface | M | ENUMERATED(S1-C，S1-UX2，Uu，...) |
本发明实施例还提供了一种用户信令跟踪系统，用于对用户设备进行信令跟踪，下面结合附图对跟踪系统的具体实施方式进行说明。
图7为用户信令跟踪系统结构示意图，如图所示，在本系统中包括：
映射模块用于建立所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系；
添加模块用于将所述映射关系添加至跟踪模块；
跟踪模块用于当所述用户设备发起RRC连接时，根据用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系，以及用户设备发起无线资源控制连接时携带的非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
跟踪模块在实施中可以位于无线接入网网络节点上，在UMTS系统中用以实施的无线接入网网络节点可以是RNC、在LTE系统中用以实施的无线接入网网络节点可以是eNB。
添加模块通过EMS、或CN、或eNB利用跟踪消息或寻呼消息将映射关系添加至跟踪模块。
添加模块可以将所述映射关系在UMTS系统中只添加至用户设备所属位置区或路由区内的跟踪模块；或，将在SAE/LTE系统中添加至用户设备所属跟踪区TA内的跟踪模块。
系统还可以包括删除模块，用于对所述用户设备信令跟踪结束后，删除所述映射关系。
系统中可以包括获取模块，用于获取国际移动用户识别码IMSI作为所述非接入层用户永久标识，获取临时移动用户识别码TMSI或分组域分配的用户临时标识P-TMSI作为所述临时标识。
获取模块包括：
第一获取单元，用于通过操作维护中心EMS获取所述国际移动用户识别码IMSI；
第二获取单元，用于通过核心网CN获取所述临时移动用户识别码TMSI或分组域分配的用户的临时标识P-TMSI。
本发明实施例还提供了一种用户信令跟踪装置，用于对用户设备进行信令跟踪，下面结合附图对本装置的具体实施方式进行说明。
图8为用户信令跟踪装置结构示意图，如图所示，在信令跟踪装置中包括：
映射模块，用于建立所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系；
跟踪模块，用于当所述用户设备发起无线资源控制连接时，根据所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系，以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
装置在UMTS系统中位于无线网络控制器RNC、或在LTE系统中位于eNB。
装置还可以包括删除模块，用于对所述用户设备信令跟踪结束后，删除所述映射关系。
获取模块，用于获取国际移动用户识别码IMSI作为所述非接入层用户永久标识，获取临时移动用户识别码TMSI或分组域分配的用户的临时标识P-TMSI作为所述临时标识。
从以上实施例可以看出，由于对用户信令的跟踪是基于永久标识与临时标识，因此能够在各种流程下完整的完成基于IMSI的信令跟踪过程；
由于在实施中不再需要RNC在收到Common ID消息之前，缓存所有用户的信令消息，因此节约了为完整跟踪一个基于IMSI的信令所需耗费的大量RNC资源；
同时，由于无论在哪个阶段开始跟踪用户，都可以立即对标识用户的永久标识或者临时标识开始进行跟踪，因此信令跟踪实时性强。
也就是当网络获得用户的永久标识与临时标识的对应关系后，则可以对某个无线接入网网络节点下发跟踪控制设置命令。这样该网络节点就可以在无论用户是使用永久标识还是临时标识都可以对该用户进行跟踪了。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (19)
1. 一种用户信令跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
用户设备发起无线资源控制连接；
根据用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系、以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的用户设备非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对用户设备进行信令跟踪是由无线接入网网络节点进行信令跟踪，在通用移动通信系统中所述无线接入网网络节点为无线网络控制器，在演进网系统中所述无线接入网网络节点为演进基站。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
将所述映射关系通过核心网、或操作维护中心、或演进基站添加至无线接入网网络节点。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
将所述映射关系通过跟踪消息或寻呼消息添加至无线接入网网络节点。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
将所述映射关系在移动通信系统中添加至所述用户设备所属位置区或路由区内无线接入网网络节点；
或，将所述映射关系在演进网系统中添加至所述用户设备所属跟踪区内无线接入网网络节点。
6. 如权利要求3至5之一所述的方法，其特征在于，所述非接入层用户永久标识是国际移动用户识别码，所述临时标识是临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述国际移动用户识别码通过操作维护中心获取，所述临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识通过核心网获取。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将映射关系添加至无线接入网网络节点，包括如下步骤之一或者其组合：
操作维护中心根据用户设备的国际移动用户识别码从核心网获取用户设备的临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识，并建立国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系，操作维护中心将国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系添加至无线接入网网络节点；
或，操作维护中心将用户设备的国际移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识发送至核心网，核心网建立用户设备的国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系，并将国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系添加至无线接入网网络节点；
或，操作维护中心将用户设备的国际移动用户识别码发送至核心网，核心网建立用户设备的国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系，并将国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系发送至无线接入网网络节点，无线接入网网络节点在接收到用户设备寻呼响应后将国际移动用户识别码与临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识的映射关系进行添加。
9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
当所述用户设备信令跟踪结束，删除所述映射关系。
10. 一种用户信令跟踪系统，其特征在于，包括：
跟踪模块，用于当所述用户设备发起无线资源控制连接时，根据所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系，以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
11. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述跟踪模块位于无线接入网网络节点，在通用移动通信系统中所述无线接入网网络节点为无线网络控制器、在演进网系统中所述无线接入网网络节点为eNB。
12. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，进一步包括：
映射模块，用于建立所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系；
添加模块，用于将所述映射关系添加至跟踪模块。
13. 如权利要求10所述的系统，其特征在于，进一步包括：
删除模块，用于对所述用户设备信令跟踪结束后，删除所述映射关系。
14. 如权利要求10至13之一所述的系统，其特征在于，进一步包括：
获取模块，用于获取国际移动用户识别码作为所述非接入层用户永久标识，获取临时移动用户识别码或分组域分配的用户临时标识作为所述临时标识。
15. 如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述获取模块包括：
第一获取单元，用于通过操作维护中心获取所述国际移动用户识别码；
第二获取单元，用于通过核心网获取所述临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识。
16. 一种用户信令跟踪装置，其特征在于，包括：
映射模块，用于建立所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系；
跟踪模块，用于当所述用户设备发起无线资源控制连接时，根据所述用户设备非接入层用户永久标识与临时标识的映射关系，以及所述用户设备发起无线资源控制连接时携带的非接入层用户临时标识对用户设备进行信令跟踪。
17. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置在通用移动通信系统中位于无线网络控制器、或在演进网系统中位于演进基站。
18. 如权利要求16所述的装置，其特征在于，进一步包括：
删除模块，用于对所述用户设备信令跟踪结束后，删除所述映射关系。
19. 如权利要求16至18之一所述的装置，其特征在于，进一步包括：
获取模块，用于获取国际移动用户识别码作为所述非接入层用户永久标识，获取临时移动用户识别码或分组域分配的用户的临时标识作为所述临时标识。
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