CN101547467A - 一种通信网络中建立连接的方法和用户终端及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信网络中建立连接的方法和用户终端UE及基站，当驻留于LTE系统中的UE接收语音业务或其他电路交换域业务请求时，如果UE处于空闲态，则，UE主动选择合适的无线接入技术RAT并触发跨无线接入技术IRAT的测量；UE根据IRAT测量的结果选择接入合适的小区发起所述语音业务，从而节省了UE的IRAT测量时间，提高用户体验度。

Description

一种通信网络中建立连接的方法和用户终端及基站

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及用户之间使用通信网络建立连接的技术。

背景技术

IMS全称“IP based Multimedia Subsystem”，即基于IP的多媒体子系统。它是3GPP标准组织在R5阶段提出的，专门为下一代全IP的多媒体移动网络设计的系统。IMS可以使运营商和终端用户从多媒体服务的革新中获取更快速、更灵活的应用。

长期演进(Long Term Evolution LTE)系统是3GPP正在制定的下一代无线通信标准，相对于其他通信系统，其具有更高的频谱利用率和传输速度，较低的传输时延。目前许多运营商认为LTE系统中暂时不能安装IMS系统以支持语音业务，这时如果驻留在LTE系统的用户一旦有语音业务的需求，需要建立连接的话，必需要将语音业务承载到2G或者3G的电路域CS去，可称之为返回电路域(Circuit Switch Fallback，CSFB)。CSFB是对用户终端UE进行一个跨无线接入技术(Inter-Radio Access Technology，IRAT)的转移，在CSFB的转移中UE需要做IRAT的测量，即在LTE系统对GSM或者UMTS小区进行测量，以决定UE去哪个小区发起语音业务。而这以过程是比较耗时的过程，使得时延比较长，从而使得用户的体验度不高。

现有技术中一种IRAT测量方法是根据系统信息的配置来触发的。目前LTE系统中需要根据IRAT的优先级来出发UE的IRAT测量。例如如果LTE小区的优先级最高，则UE只有当LTE小区下降到一个很低级别时才会触发UE的IRAT测量和小区重选到优先级低的RAT小区。这样终端的IRAT测量需要耗时很长时间，这种测量机制对于CSFB技术不太适用。

现有技术中另外一种IRAT测量方法是当UE在激活态，即Active状态下时，系统要求UE进行IRAT测量，UE对所有相关小区进行测量，并对测量结果进行排序，从而选择相应小区去发起语音业务。这种Active状态下的IRAT测量很花时间，可能达到秒的级别，使得用户体验度不高。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题在于提供一种通信网络中建立连接的方法和用户终端及基站，以解决现有技术中建立连接时延长，用户体验度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明一方面提供一种通信网络中建立连接的方法，当驻留于LTE系统中的用户终端UE接收语音业务请求时，如果UE处于空闲态，UE主动选择合适的无线接入技术RAT并触发跨无线接入技术IRAT的测量；UE根据IRAT测量的结果选择接入合适的小区发起所述语音业务。

本发明另一方面提供一种用户终端UE，当UE驻留于LTE系统中，且处于空闲态时，UE主动选择合适的无线接入技术RAT并触发跨无线接入技术IRAT的测量；UE根据IRAT测量的结果选择接入合适的小区发起所述语音业务。

本发明又一方面还提供了一种基站。

相较与现有技术，本发明实施例可以使得在LTE系统中的用户终端UE实现语音业务。通过UE在接收到语音业务请求时，主动发起IRAT测量，可以节省IRAT测量时间，并且使得UE在较短的时间内完成测量并选择合适的小区发起语音业务，提高用户的满意度。

附图说明

图1为本发明实施例中当UE处于被叫发起语音或其他CS业务时，建立连接的流程示意图；

图2为本发明实施例中基于UE主叫发起语音或其他CS业务时，建立连接的流程示意图；

具体实施例

为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的较佳实施例作进一步的详细描述。

本发明提供的通信系统中建立连接的方法，可以使得在LTE系统中的用户终端UE可以实现CS域语音业务或者其它CS域业务，如短消息等。

按照UE状态通常可以分为激活态(即ACTIVE态)和空闲态(即IDLE态)。如果按照语音业务的发起方式可以分两种情况：主叫发起(MO：MobileOriginated)业务和被叫发起(MT：Mobile Terminated)业务。

对于在LTE中发起CS域语音业务。需要支持CSFB的转移，即需要UE驻留在LTE小区的同时，能够附着到CS域中(例如在某个移动交换中心MSC、访问用户位置寄存器VLR中有UE的相关上下文信息)，这样当CS域的寻呼到来时，从MSC能够找到LTE的移动管理实体MME，将寻呼发到LTE小区中。

通过CSFB的方法可以使得驻留在LTE小区的UE根据当前所处不同的状态采用不同的机制建立连接，主要包括以下机制：

(1)小区重选机制：针对UE在IDLE态时，当驻留在LTE小区的UE发起CS业务时，首先进行小区重选，到支持CS业务的小区后，在发起语音业务；

(2)小区重定位机制：当UE在ACTIVE态，(对IDLE态的UE则先接入LTE小区进入ACTIVE态)，在无线链路连接RRC连接释放时，按照基站eNB的指示进行重定位，在进入IDLE态后，去一个CS域的小区重新发起语音业务；

(3)分组切换PS handover机制，即当UE在ACTIVE态，(对IDLE态的UE则先接入LTE小区进入ACTIVE态)，然后通过PS handover流程将UE从LTE小区切换到2G或者3G系统，然后UE在切换后的系统中建立CS域的连接，发起CS域的语音业务。需要说明的是，针对2G系统其前提必须支持分组域(PS)，否则无法进行PS handover，这时可以通过网络协助小区重选(NACC，Network Assisted Cell Change)机制。

(4)NACC机制：当UE在ACTIVE态时，(对IDLE态的UE则先接入LTE小区进入ACTIVE态)，针对目标小区是GSM小区的时候，直接下发一个GSM小区的信息(可以包括GSM的一些系统信息)给UE，然后使得UE直接进入GSM小区重新发起业务。这时，网络侧没有事先建立好通路、预留好资源，UE需要重新建立。该方法的好处主要是提供了一些必要的GSM小区的系统信息，但是如果让UE自己去读，可能需要较长左右的时间。

(5)在LTE建立支持CS域通信方式的隧道，但不实际提供CS语音业务，而仅仅是为建立通话前的流程服务。即先在LTE内部建立一条通路为UE再其它RAT选定一个CS域的目标小区，模拟CS的信令在目标网络和UE之间建立一些必要准备，然后再把UE切换到目标小区去。

下面将对本发明的优选实施例做进一步详细介绍。

当UE处于IDLE态时，首先UE选择无线接入技术RAT(Radio AccessTechnology)类型，选择的方法可以采用以下方法之一：

(1)一般而言，UE在IDLE态驻留在LTE小区中时，LTE很可能是优先级最高的RAT。如果想发起CS业务，或者收到CS业务的寻呼时。UE首先要“主动”暂时丢弃LTE的优先级，而仅仅考虑GERAN和UTRAN的优先级。选择一个优先级高的，如果存在等优先级的情况，可以考虑随机选择一个RAT；

(2)UE也可以完全丢弃优先级的概念，依据自身能力以及历史活动信息，选择一个RAT。

(3)网络侧可以在系统信息中针对CSFB对不同RAT进行一些选择的“指导”UE选择RAT。

(4)对MT的CS业务，在寻呼消息中可以指明RAT类型，即指明是GERAN来的寻呼还是UTRAN来的寻呼。UE在接受到寻呼消息时，可以直接选择相应的RAT类型，从而有助于减少UE的测量时间。另外，即使是对UE在ACTIVE态的测量，也是有帮助的，基站eNB可以依据寻呼的“来源”决定测量的RAT。

其次，UE选择频点。UE可以首先选择高优先级的频点或者UE可以根据自己的能力(支持哪些频点)和历史信息(曾经成功的去过哪些频点的小区)选择一个合适频点。

再次，UE选择频点内的小区。对GSM而言，一般一个频点就一个邻区；对UTRAN可能是多个邻区。选择首先测量哪个，可以考虑UE的历史信息，如是否刚刚去过哪些小区等。

接着，UE对IRAT小区进行测量。UE在测量了一个或者多个小区时，当UE找到了第一个合适的邻区就停止测量。或者UE根据判断当前测量是否达到了预设的门限信息来决定是否结束测量，所述门限信息包括测量的总时间门限和/或测量的小区数目门限。

例如UE一般最差可以在50ms左右测量一个GSM小区(测量多个小区则时间叠加)；30～40ms左右测量一个UMTS小区(每多测量一个小区时间增加5～10ms)。这时小区质量之否符合要求，可以参考小区选择的标准。

最后，当UE对IRAT小区测量结束后，根据测量的结果决定要去的小区发起语音业务。

当UE从IDLE态转入ACTIVE态时：

UE在接入基站eNB后，需要对其在IDLE态的测量结果进行上报，eNB对所述测量结果进行利用，这些都可以有助于缩短整个的IRAT测量时间。

具体可以通过以下方式之一处理：

(1)UE接到eNB下发了测量控制消息后，依据IDLE态的测量信息，可以立即上报一些测量结果给eNB，从而缩短了整个IRAT的测量过程的时间。或者UE从eNB配置的邻区中选择剔除一些已经测量过不合适的小区，不用再对这部分小区进行测量，这也能够缩短UE的测量时间。

(2)UE在与eNB的RRC连接建立以后，主动上报的其在IDLE态的测量结果给eNB。eNB可以在系统信息中预先设置有针对CSFB的测量上报的一些准则，比如缺省的测量ID，目标小区可以上报的最低信号阈值等信息。eNB依据接到UE测量上报的信息根据相关准则决定做出是否可以做切换决策，或者还有需要再下发测量控制给UE，做进一步的IRAT测量。

此外，优选的，UE和网络侧可以并行处理，从而进一步缩短IRAT的测量时间。例如：

(1)，eNB可以在RRC连接建立之后，立即下发IRAT测量控制启动UE的测量。

(2)eNB可以在从移动性管理实体MME得到UE的context后，立即下发IRAT测量控制启动UE的IRAT。这一步可以早于SMC(Securitymanagement Control)下发给UE。

当UE处于ACTIVE态时，可以通过如上述所述的几种机制来实现CSFB，从而可以有效节省IRAT的测量时间。

(1)如果是通过分组切换PS handover机制时，可以通过在切换目标网络侧先准备好资源，再将UE切换过去的方法，则IRAT测量过程必须在激活态完成，且必须在eNB确定目标网络小区之前完成。例如eNB可以准备多个候选小区，网络做切换准备的时候，同时对UE配置测量，等UE返回测量报告。eNB再依据测量结果，选择合适作为目标小区，执行切换。

(2)如果是通过NACC机制时，目标网络无需资源预留，网络侧也没有过多的信令流程准备，这时eNB可以通过NACC下发多个目标小区系统信息给UE。而UE在IDLE态进行测量后，选择合适的接入小区即可。

(3)还可以通过配置GAP机制来实现。可以配置较长的GAP，或者多个测量GAP序列实现由多个GAP组成的一段较长的连续空闲时间进行IRAT测量。目前LTE的测量GAP是6ms长度，GAP之间的长度可能是60ms或者120ms。现有技术仅为一般正常业务情况下考虑，没有为在LTE驻留的UE进行语音业务时，需要CSFB这种特殊场景考虑。因此现有技术中对GAP的规定无法满足CSFB这种特殊场景。这时可以为UE配置一些GAP序列来支持长时间的IRAT测量。为此，本发明实施例中，将GAP的长度配置的相对较长，并且使得GAP之间形成连续组成一段较长的空闲时间。使得在该段时间段内UE无需侦听LTE源小区的信号，而用来支持UE的IRAT测量。这时如果已经存在业务，则基站或者UE可以选择临时降低业务的优先级，和QoS要求，主动缓存或者部分丢弃业务数据，以满足GAP的设计要求而使得UE有足够时间进行测量。以下通过几个例子说明，但本发明并不限于此。例如：

(a)可以配置50ms的GAP长度，GAP之间长度依旧为60ms。即每60ms内，10ms用于LTE小区内收发信息，50ms空闲时间用于测量。

(b)也可以配置200ms的GAP长度，GAP之间长度为250ms。即每250ms内，50ms用于LTE小区内收发信息，200ms空闲时间用于测量。

(c)还可以通过配置连续10个GAP，每个6ms的GAP长度，但不同GAP通过设置不同的起始点，使得GAP能够连接成一段60ms的空闲时间，GAP之间长度为120ms。这样每120ms时间内，60ms用于测量，60ms用于在LTE小区收发信息。

(d)还可以通过配置连续10个GAP，每个10ms的GAP长度，但不同GAP通过设置不同的起始点，使得GAP能够连接成一段100ms的空闲时间，GAP之间长度为120ms。这样每120ms时间内，100ms用于测量，20ms用于在LTE小区收发信息。

需要说明的是，该方法同样适用于当UE从IDLE发起CS业务后进入ACTIVE时的场景，因为那时没有业务真正被建立，适合配置特殊的测量GAP。

(4)还可以通过启动DRX(Discontinuous Reception，不连续接收)机制来实现CSFB，从而给UE足够的测量时间。

具体而言，首先在eNB从网络侧获取到UE的相关上下文信息后，可以配置DRX周期，例如可以依据目标小区的个数多少来配置，可以配置为长周期，也可以配置为短周期。

接着，当eNB通过RRC消息对UE启动测量控制时，将DRX周期相关信息告知UE。例如可以通过RRC消息携带DRX周期相关信息，如可以通过第一条RRC CONNECTION RECIFIGURATION(RRC连接重配消息)将DRX周期相关信息下发给UE，也可以是在启动测量控制后通过其他消息单独将DRX周期相关信息下发给UE。

然后，当UE从eNB处获取到相关测量控制信息后，回复基站RRC重配响应消息，即使得DRX机制立即生效，UE启动IRAT测量，并根据DRX周期信息进行监控。如果在DRX周期内，UE完成了IRAT测量，则对测量结果进行上报，如果UE在DRX周期内，UE没有完成IRAT测量，则在DRX一个周期期满时，UE返回去监听网络侧系统消息，监听结束后，继续进行IRAT测量。

这样通过DRX机制，使得UE有相对较长的时间用于IRAT测量，从而提高IRAT测量效率。

需要说明的是，该DRX机制同样适用于当UE从IDLE态发起CS业务后进入ACTIVE态时的场景，因为那时没有业务真正被建立，很适合配置DRX。当UE处于激活态且已经建立了业务时，基站或者UE选择临时降低业务的优先级，和QoS要求、或者主动缓存或者部分丢弃业务数据，而保证DRX“睡眠”时间，以便UE有充分的时间进行测量。

下面将结合附图对通过配置GAP机制及DRX机制来实现CSFB进行详细说明。需要说明的是，配置GAP机制及DRX机制对于UE的状态并不严格限定，可以适用于UE从IDLE态进入ACTIVE态，也可适用于UE在激活态。该两种机制并不限于UE在IDLE态必须进行主动IRAT测量，即UE在IDLE态可以进行IRAT测量，也可以不进行IRAT测量。

图1所示，为UE处于被叫语音或其他CS业务时，建立连接的流程示意图。图中虚线表示当UE处于IDLE态时，需要先接入LTE基站，由IDIE态转至激活态。具体包括：

基站从移动性管理实体MME接受到的语音寻呼或其他CS域业务的寻呼消息，所述寻呼消息中可以携带RAT类型信息，即是可以区分RAT类型的，例如可以知道是来自UTRAN或者来自GERAN的寻呼。从而可以后续使得UE获知这些信息，以减少UE进行测量的范围，提高测量效率。

基站执行一些保证UE的测量措施，例如上所述配置GAP机制和/或配置DRX机制等，在此不再赘述。

基站对UE发起寻呼并与UE建立RRC连接，可以通过RRC消息标识语音寻呼或其他CS域业务。并通过RRC消息，例如可以通过第一条RRCCONNECTION RECIFIGURATION(RRC连接重配消息)将基站配置的GAP和/或DRX周期配置信息告知UE，触发UE的IRAT测量，

UE测量结束后向基站上报测量结果，基站启动NACC机制或重定向机制或者做切换决策和准备，确定合适的支持语音业务或其他CS域业务的目标小区。UE接入所述目标小区发起所述语音或者其它CS业务。

图2所示，为UE处于主叫语音或其他CS业务时，建立连接的流程示意图。图中虚线表示当UE处于IDLE态时，需要先接入LTE基站，由IDIE态转至激活态。具体包括：

当驻留于LTE系统中的UE发起主叫语音或其他CS业务时，UE与基站之间建立RRC连接并在建立RRC连接的过程中标识语音或其他CS业务。基站从MME获取UE上下文信息后，执行一些保证UE的测量措施，例如，可以立即下发IRAT测量控制启动UE的IRAT以减少UE的测量时间，也可以执行上所述配置GAP机制和/或配置DRX机制等。具体的上述已经详细描述，这里不再赘述。如果采用配置GAP机制和/或DRX机制，则基站可以通过测量控制消息将配置的GAP信息及DRX周期信息告知UE触发UE的IRAT测量。UE测量结束后向基站上报测量结果，基站执行相应的机制确定目标小区，UE接入所述目标小区发起所述语音或者其它CS业务。

本发明还提供一种用户终端，其用来执行前述方法实施例中的步骤。

本发明还提供一种基站，其用来执行前述方法实施例中的相应步骤。

本发明还提供一种计算机可读介质，其用来存储一系列用于执行前述方法实施例中的步骤的软件程序。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1、一种通信网络中建立连接的方法，其特征在于包括：

当驻留于LTE系统中的用户终端UE接收语音或者其它电路交换域CS业务请求时，当UE处于空闲态时，UE主动选择合适的无线接入技术RAT并触发跨无线接入技术IRAT的测量；UE根据IRAT测量的结果选择接入合适的小区发起所述语音或者其它CS业务。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE主动选择合适的RAT包括：UE主动不考虑当前LTE系统的优先级，而仅考虑其他接入技术的优先级选择RAT、或者UE根据自身的能力及历史活动信息选择RAT、或者UE根据接收到网络侧的系统信息中指明的RAT类型进行选择、或者根据寻呼消息中指明的RAT类型进行选择。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE主动选择合适的RAT后，进一步包括选择高优先级的频点或者根据自身的能力信息和历史信息选择合适的频点。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括，UE根据选择的频点和/或UE的历史信息进一步选择合适的小区执行IRAT测量。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，UE在IRAT测量了一个或者多个小区时，当UE找到了第一个合适的邻区就停止测量；或者UE根据判断当前测量是否达到了预设的门限信息来决定是否结束测量，所述门限信息包括测量的总时间门限和/或测量的小区数目门限。

6、如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，当UE从空闲态转入激活态时，UE在与基站无线链路连接RRC建立后主动上报其在空闲态的IRAT测量结果或者UE接收到基站的测量控制信息后，立即上报UE在空闲态的IRAT测量结果，或者UE在执行IRAT测量时，从基站配置的邻区中选择剔除其在空闲态已经测量过的不适合的小区不进行IRAT测量。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，当UE从空闲态转入激活态时，基站在与UE的RRC连接建立后立即下发IRAT测量控制，启动UE的IRAT测量或者基站在从网络侧得到UE的上下文信息后，立即下发IRAT测量控制启动UE的IRAT测量。

8、如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，当UE处于激活态时，当网络在做切换准备的时候，基站准备多个候选小区，同时对UE配置测量，待基站收到UE的测量报告后，基站根据UE的测量报告，选择合适的小区作为目标小区，执行UE的切换操作。

9、如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，当UE处于激活态时，基站通过网络协助小区重选NACC下发多个目标小区的系统信息给UE，UE根据其先前在空闲态的IRAT测量结果选择合适的目标小区。

或者UE在收到多个目标小区的系统信息后，进入IDLE态以后，再进行IDLE态的测量，选择合适的小区接入发起所述语音或者其他CS业务。

10、如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，当UE从空闲态转入激活态且还没有建立业务时，或者UE处于激活态且已经建立了业务时，基站为UE配置超过10ms的较长的GAP长度，或者多个GAP序列以实现UE在一段由多个GAP组成的较长的时间段内无需侦听LTE源小区的信号，而用来支持UE的IRAT测量。

11、如权利要求10任一项所述的方法，其特征在于，当UE处于激活态，且已经存在业务，则基站或者UE选择临时降低业务的优先级和服务质量QoS要求、或者主动缓存或者部分丢弃业务数据。

12、如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，当UE从空闲态转入激活态还没有建立业务时，基站为UE配置不连续接收DRX周期信息，在基站触发对UE的测量控制后将DRX周期信息下发给UE。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，当UE处于激活态且已经建立了业务时，基站或者UE选择临时降低业务的优先级，和QoS要求、或者主动缓存或者部分丢弃业务数据。

14、如权利要求12所述的方法，其特征在于，基站通过RRC消息将DRX周期信息下发给UE。

15、如权利要求12所述的方法，其特征在于，基站通过RRC连接重配消息将测量控制信息和DRX周期信息下发给UE，并且在UE回复了基站RRC重配响应消息后使得DRX机制立即生效，UE立即开始测量开始。

16、一种用户终端UE，其特征在于：其可以用于执行如权利要求1-15任一项方法中所述的UE执行的步骤。

17、一种基站，其特征在于，其可以用于执行如权利要求1-15任一项方法中所述的基站执行的步骤。

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