CN101640574B - 一种地震海啸预警系统及其主要通知消息的传输方法 - Google Patents

Abstract

一种地震海啸预警系统及其主要通知消息的传输方法，基站通过包含地震海啸预警系统ETWS消息指示信息的寻呼消息寻呼所有终端，并在与终端事先约定的资源上发送ETWS主要通知消息的安全信息，所述ETWS主要通知消息的基本信息携带在所述寻呼消息中发送或者在所述事先约定的资源上发送；终端收到包含ETWS消息指示信息的所述寻呼消息后，在所述事先约定的资源上接收所述ETWS主要通知消息的安全信息，从所述寻呼消息中获取或在所述事先约定的资源上接收所述ETWS主要通知消息的基本信息。本发明可以满足地震海啸预警系统主要通知消息对发送时间的要求。

Description

一种地震海啸预警系统及其主要通知消息的传输方法

技术领域

本专利涉及一种基站将地震海啸预警系统(ETWS：Earthquake andTsunami Warning System)及基站将ETWS主要通知消息传输给终端的方法。

背景技术

为了积极应对地震海啸等自然灾害，有必要建立一套地震海啸预警系统以下也称为ETWS系统。通过使用这个系统，可以在发生地震海啸等自然灾害的时候，及时给用户发送灾害相关的信息，从而减轻地震海啸等自然灾害的对人类的影响。

图1是一个公共陆地移动网络(PLMN)运营商通过ETWS系统给用户提供地震海啸预警服务的网络结构图。当灾害事件即将发生或发生后，政府或其它机构向PLMN运营商发布警报通知，PLMN运营商通过框内所包含的ETWS系统向广大用户发送警报通知消息。

根据紧急程度和目的的不同，警报通知消息可以分为两种类型：第一种类型的通知消息称之为主要通知消息(Primary notification)，这个消息中有最重要的灾害信息(如：地震或海啸即将发生)，要求系统在4s内将这个消息传递给用户；第二种类型的通知消息称之为次要通知消息(SecondaryNotification)，这个消息包含与灾害相关的辅助信息消息(如：可以在哪里获得援助等)，要求系统在10s到30s将消息传递给用户。主要通知消息由基本信息和安全信息两部分组成，基本信息包含了预警类型，预警区域等内容，有5个字节的长度；安全信息部分是为基本信息提供数字签名和时间戳，大约有50个字节长。

在LTE系统中，已有技术提出的ETWS系统框架如图2所示。采用CBC核心网实现，其网络框架和接口如图2所示。包括E-UTRAN(Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network，演进的通用地面无线接入网)、MME(Mobility Management Entity，移动管理单元)、S-GW(Serving Gateway，服务网关)、P-GW(Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关)、HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)、PCRF(Policy and ChargingRules Function，策略和计费规则功能)实体及其他支撑节点组成。基于该网络架构，E-UTRAN中的基站(也可称为演进的节点B即eNB)通过空中接口Uu口发送ETWS主要通知消息给终端(也可称为用户设备，即UE)时，如果采用先寻呼UE，然后在下一个系统消息修改周期(一般会超过5s)通过系统消息将ETWS主要通知消息传输给终端的方式，将不能满足对主要通知消息的4s的时延要求。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提出一种地震海啸预警系统主要通知消息的传输方法及相应的地震海啸预警系统，可以满足地震海啸预警系统主要通知消息对发送时间的要求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地震海啸预警系统主要通知消息的传输方法，包括：

基站通过包含地震海啸预警系统ETWS消息指示信息的寻呼消息寻呼所有终端，并在与终端事先约定的资源上发送ETWS主要通知消息的安全信息，所述ETWS主要通知消息的基本信息携带在所述寻呼消息中发送或者在所述事先约定的资源上发送；

终端收到包含ETWS消息指示信息的所述寻呼消息后，在所述事先约定的资源上接收所述ETWS主要通知消息的安全信息，从所述寻呼消息中获取或在所述事先约定的资源上接收所述ETWS主要通知消息的基本信息。

进一步地，上述传输方法还可具有以下特点：

所述事先约定的资源位于一个或多个子帧内的下行共享信道DL-SCH上，包含所述事先约定的资源的子帧是一子帧集合中的一个或多个子帧，该子帧集合包括所述寻呼消息所在子帧及其之后的第一个至第五个子帧。

进一步地，上述传输方法还可具有以下特点：

所述ETWS消息指示信息是用于指示有ETWS主要通知消息发送的一个特定的国际移动用户识别码IMSI。

进一步地，上述传输方法还可具有以下特点，

所述事先约定的资源，以下称为资源S是连续的；

所述基站和终端约定了资源S在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定资源S在DL-SCH的位置；或者所述基站和终端约定了资源S和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定资源S在DL-SCH的位置。

进一步地，上述传输方法还可具有以下特点：

所述事先约定的资源，以下称为资源S是离散的；

对所述资源S中的某一部分资源，所述基站和终端约定了该部分资源在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定该部分资源在DL-SCH的位置；或者，所述基站和终端约定了该部分资源和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定该部分资源在DL-SCH的位置。

进一步地，上述传输方法还可具有以下特点：所述另一资源指寻呼信道PCH资源。

进一步地，上述传输方法还可具有以下特点：

该传输方法用于长期演进系统，在地震海啸发生后，所述事先约定的资源用于发送所述ETWS主要通知消息的安全信息或者基本信息和安全信息，在地震海啸未发生时，所述事先约定的资源给其他业务使用。

本发明提供的地震海啸预警系统，包括终端和基站，其中：

基站用于通过包含地震海啸预警系统ETWS消息指示信息的寻呼消息寻呼所有终端，并在与终端事先约定的资源上发送ETWS主要通知消息的安全信息，所述ETWS主要通知消息的基本信息携带在所述寻呼消息中发送或者在所述事先约定的资源上发送；

所述终端收到包含ETWS消息指示信息的所述寻呼消息后，在所述事先约定的资源上接收所述ETWS主要通知消息的安全信息，从所述寻呼消息中获取或在所述事先约定的资源上接收所述ETWS主要通知消息的基本信息。

进一步地，上述地震海啸预警系统还可具有以下特点：

所述基站和终端事先约定的资源位于一个或多个子帧内的下行共享信道DL-SCH上，包含所述事先约定的资源的子帧是一子帧集合中的一个或多个子帧，该子帧集合包括所述寻呼消息所在子帧及其之后的第一个至第五个子帧。

进一步地，上述地震海啸预警系统还可具有以下特点：

所述基站和终端事先约定的资源，以下称为资源S是连续的；

所述基站和终端约定了资源S在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定资源S在DL-SCH的位置；或者所述基站和终端约定了资源S和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定资源S在DL-SCH的位置。

进一步地，上述地震海啸预警系统还可具有以下特点：

所述基站和终端事先约定的资源，以下称为资源S是离散的；

对所述资源S中的某一部分资源，所述基站和终端约定了该部分资源在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定该部分资源在DL-SCH的位置；或者，所述基站和终端约定了该部分资源和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定该部分资源在DL-SCH的位置。

通过本发明提供的技术方案，可以实现ETWS主要通知消息的传输，满足4s的时延要求。并且可以只对基站和终端进行少量修改，并且没有增加的开销或者增加的非常小。

附图说明：

图1是ETWS的系统框架图。

图2是LTE系统中的ETWS网络框架和接口的示意图。

图3是本发明第一实施例方法的流程图。

图4是本发明第二实施例方法的流程图。

具体实施方式：

为了达到ETWS主要通知消息的时延要求，如直接采用寻呼消息方式携带主要通知消息的基本信息和安全信息，由于主要通知消息的内容比较大，会导致主要通知消息的分段和对现有寻呼消息结构的修改等问题，对系统修改比较多。因此本发明对主要通知消息的基本信息，采用寻呼消息通知终端，对主要通知消息的安全信息，采用在DL-SCH上事先约定资源上通知终端，并结合相应的调度方法，在满足时延要求的同时减少对消息的修改。

下面以本发明在LTE系统中应用为例，结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例

本实施例方法在基站侧的处理过程为：基站向终端发送携带有ETWS消息指示的寻呼消息(paging)，并立即利用下行共享信道(DL-SCH)事先约定的资源发送ETWS主要通知消息，包括基本信息和安全信息。所有终端接收到带有ETWS消息指示的寻呼消息后，在约定资源上接收ETWS主要通知消息。

本实施例中，为了让所有终端收到带有ETWS消息指示的寻呼消息后，能够在不需要资源分配指令通知的情况就可以接收ETWS主要通知消息。基站和终端需要事先约定用于发送ETWS主要通知消息的资源，这样可以减少信令开销。

本实施例中，事先预定的资源S(为了描述方便，把事先预定的资源记为S)用来承载ETWS主要通知消息的基本信息和安全信息，该资源S可位于一个或多个子帧内的下行共享信道DL-SCH上，包含资源S的子帧是一子帧集合中的一个或多个子帧，该子帧集合较佳包括所述寻呼消息所在子帧及其之后的第一个至第五个子帧。文中所举的两个实施例则是在发送寻呼消息的子帧或者下一个子帧内的DL-SCH上分配资源S。

同时需约定资源S在DL-SCH的位置，较容易实现的几种方式如下：

A，直接约定资源S在DL-SCH的固定位置提供两种方法

a1)ETWS信息的大小是已知的，编码码率，调制等都是固定的，所以可以直接在该子帧内的DL-SCH上分配合适大小的资源S。例如规定该子帧内第10～15RB就是资源S(假设6个RB可以放下ETWS主消息)，也可以规定第10个，第12个，第14～16个为资源S。总之在不影响系统信息资源和paging消息资源的前提下，为安全信息预留资源。在没有地震发生的时候，该预留资源可以作为其他用途，一旦发生地震，该资源优先给安全信息使用。当然此时的寻呼信道即PCH应该在时间方向更早的RB上发送，PCH资源和S资源在时间上要有一定的间隔，这个间隔应该大于终端处理Paging的时间。

因为ETWS信息的大小是知道的，编码码率和调制方式等都是固定的，所以可以在该paging消息所在子帧的下一个紧邻子帧内或者相隔较近子帧内的DL-SCH上分配合适大小的资源S。例如规定paging消息所在子帧的下一个紧邻子帧内或者相隔较近子帧内第10～15RB就是资源S(假设6个RB可以放下ETWS主要通知消息)，也可以规定第10个，第12个，第14～16个为资源S。

B，约定资源S和DL-SCH上位置可知的其他资源之间的固定的相对位置关系，这样可以根据其他资源的位置来推定资源S在DL-SCH的位置；

该其他资源例如可以是PCH信道，因为PCH信道是动态变化，每一次系统都会告诉终端PCH的资源位置。所以可以约定资源S和PCH资源之间存在某种固定的相对位置关系，

例如约定资源S为PCH资源之后的连续的几个RB，如果之后连续的RB不够用来承载安全信息，则RB可以向下一个子帧的第一个RB顺延。

资源S可以是连续的，也可以是离散的，所述离散是指资源S分成多个部分，但每一部分资源的位置必须是固定的或者可以推定的。

例如资源S可以由资源S1和资源S2组成的，资源S1和资源S2在频率资源上和/或在时间资源上存在间隔，如资源S1在第4个OFDM符号上，资源S2在第6个OFDM符号上。资源S1和资源S2在DL-SCH的位置可以都约定为固定的，也可以只约定其中一个资源如S1在DL-SCH的固定位置，同时约定另一资源如S2与该具有固定位置的资源如S1(或其他资源)的固定的相对位置关系，从而推定另一资源如S2的位置。资源S还可以分为资源S1、资源S2和资源S3或更多的部分，也可以采用相似方式约定其位置。即对资源S中的某一部分资源，要么事先约定了该部分资源在DL-SCH的固定位置，要么约定了该部分资源和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系。

文中资源S的位置是指整个资源S在DL-SCH的位置，可以在时域和频域上用起始和终止位置来表示，也可以在时域和频域上用起始或终止位置加上资源数目来表示。

在地震海啸发生后，所述事先约定的资源用于发送所述ETWS主要通知消息的安全信息或者基本信息和安全信息，在地震海啸未发生时，所述事先约定的资源可以给其他业务使用。

本实施例方法的流程如图3所示，包括以下步骤：

步骤310，基站接收到核心网的ETWS主要通知消息后，通过寻呼消息寻呼终端，在该寻呼消息中携带ETWS消息指示信息；

本实施例通过一个特定的IMSI(国际移动用户识别码，InternationalMobile Subscriber Identification Number)即ETWS IMSI作为ETWS消息指示信息，即通知终端有ETWS主要通知消息发送。但这不是唯一的方式，在其他的实施方式中，也可以在该寻呼消息中设置一个用于指示有ETWS主要通知消息发送的标志，作为ETWS消息指示信息等等。

步骤320，基站将ETWS主要通知消息的全部信息映射到事先约定的资源上，发送给终端；

步骤330，终端接收到携带ETWS消息指示的寻呼消息后，在事先约定的资源上接收ETWS主要通知消息。

终端判断接收到的寻呼消息中的IMSI为ETWS IMSI时，即可确定接收到携带ETWS消息指示的寻呼消息。

第二实施例

本实施例中，基站在向终端发送的寻呼消息中携带ETWS消息指示和ETWS主要通知消息的基本信息，并利用DL-SCH上事先约定的资源发送ETWS主要通知消息的安全信息。用于发送该安全信息的资源S可以按照第一实施例中公开的方式事先约定。

本实施例基站侧的处理流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤410，基站接收到核心网的ETWS主要通知消息后，通过寻呼消息寻呼终端，在该寻呼消息中携带ETWS消息指示和ETWS主要通知消息的基本信息；

本实施例也可以用ETWS IMSI作为ETWS消息指示，ETWS主要通知消息的基本信息可以放在寻呼消息的一个信息单元中供终端读取。

步骤420，基站将ETWS主要通知消息的安全信息映射到事先约定的资源上，发送给终端。

步骤430，终端接收到携带ETWS消息指示的寻呼消息后，读取其中包含的ETWS主要通知消息的基本信息，并在事先约定的资源上接收ETWS主要通知消息的安全信息。

虽然以上两个实施例都是通过事先预定的资源S来发送ETWS主要通知消息或其中的安全信息，但对于本发明来说，基站也可以在发送寻呼消息的同时，向终端发送资源分配指令，指示承载ETWS主要通知消息或其中的安全信息的资源所在的位置。终端根据该资源分配指令即可正确接收ETWS主要通知消息或其中的安全信息。

下面说明本发明的两个应用示例。

第一个应用示例

本示例中，ETWS主要通知消息的安全信息承载在某一事先约定的资源S上，假设事先约定的资源S为携带有ETWS指示信息的寻呼消息所在子帧的下一个子帧，占用DL-SCH上的第10～15个RBs。资源S可以承载下ETWS主要通知消息的安全信息。

基站将ETWS主要通知消息发送给终端的过程包括：基站接收到核心网的ETWS主要通知消息；基站在终端的寻呼时机，向终端发起寻呼(paging)，该寻呼消息的IMSI为ETWS IMSI且该寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息；基站将把ETWS主要通知消息的安全信息映射到事先约定的资源S上，在寻呼消息所在子帧的下一子帧内发送到终端。

终端侧接收ETWS主要通知消息的处理过程包括：终端在其寻呼时机接收寻呼消息，接收到的寻呼消息的IMSI为ETWS IMSI时，确定此寻呼为ETWS寻呼，读取该寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息的基本信息；终端在下一子帧的第10～15RBs上接收ETWS主要通知消息的安全信息。

第二个示例

本示例中，将ETWS主要通知消息的安全信息承载在某一事先约定的资源S上，资源S位置就在发送ETWS指示寻呼消息的子帧内，和寻呼信道存在固定的相对位置关系，假设资源S在紧邻寻呼信道资源之后的连续的6个RB上。如果RB序列索引超过最大索引号，则在下一个子帧内分配这些RB，并将对RB序列索引号取模后的索引号作为实际的RB序列索引号。

基站将ETWS主要通知消息发送给终端的过程包括：基站接收到核心网的ETWS主要通知消息；基站在终端的寻呼时机，向终端发起寻呼，寻呼消息的IMSI为ETWS IMSI且该寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息；基站将把ETWS主要通知消息的安全信息映射到事先约定的资源S上，在寻呼消息所在的同一子帧内发送到终端。

终端侧接收ETWS主要通知消息的处理过程包括：终端在其寻呼时机接收寻呼消息，如接收到的寻呼消息IMSI为ETWS IMSI，则确定此寻呼为ETWS寻呼，读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息；终端在紧邻寻呼信道资源之后的连续6个RBs上接收ETWS主要通知消息的安全信息。

如果不考虑由于空口质量问题等导致基站寻呼消息终端没有接收到，寻呼一个终端的最大时间延迟为2.56s，采取本方案，终端在接收到寻呼消息后，立即开始在预先约定的资源上读取ETWS主要通知消息安全信息，这段时延可以规定在2ms内，所以一般情况下，ETWS主要通知消息到达终端的时间不会超过4s时间。

本发明的ETWS主要通知消息的传输方法也可以用于通信系统中的ETWS系统。

Claims (11)

1.一种地震海啸预警系统主要通知消息的传输方法，包括：

基站通过包含地震海啸预警系统ETWS消息指示信息的寻呼消息寻呼所有终端，并立即在下行共享信道DL-SCH上发送ETWS主要通知消息的安全信息和基本信息，或者在DL-SCH上发送ETWS主要通知消息的安全信息，在所述寻呼消息中携带所述ETWS主要通知消息的基本信息；

终端收到包含ETWS消息指示信息的所述寻呼消息后，在所述DL-SCH上接收所述ETWS主要通知消息的安全信息，从所述寻呼消息中获取或在所述DL-SCH上接收所述ETWS主要通知消息的基本信息；

其中，所述DL-SCH上的用于承载所述安全信息和基本信息或用于承载所述安全信息的资源是所述基站与所述终端事先约定的。

2.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于：

所述事先约定的资源位于一个或多个子帧内的下行共享信道DL-SCH上，包含所述事先约定的资源的子帧是一子帧集合中的一个或多个子帧，该子帧集合包括所述寻呼消息所在子帧及其之后的第一个至第五个子帧。

3.如权利要求1或2所述的传输方法，其特征在于：

所述ETWS消息指示信息是用于指示有ETWS主要通知消息发送的一个ETWS国际移动用户识别码IMSI。

4.如权利要求3所述的传输方法，其特征在于：

所述事先约定的资源，以下称为资源S是连续的；

所述基站和终端约定了资源S在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定资源S在DL-SCH的位置；或者所述基站和终端约定了资源S和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定资源S在DL-SCH的位置。

5.如权利要求3所述的传输方法，其特征在于：

所述事先约定的资源，以下称为资源S是离散的；

对所述资源S中的某一部分资源，所述基站和终端约定了该部分资源在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定该部分资源在DL-SCH的位置；或者，所述基站和终端约定了该部分资源和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定该部分资源在DL-SCH的位置。

6.如权利要求5所述的传输方法，其特征在于，所述另一资源指寻呼信道PCH资源。

7.如权利要求1所述的传输方法，其特征在于：

该传输方法用于长期演进系统，在地震海啸发生后，所述事先约定的资源用于发送所述ETWS主要通知消息的安全信息或者基本信息和安全信息，在地震海啸未发生时，所述事先约定的资源给其他业务使用。

8.一种地震海啸预警系统，包括终端和基站，其特征在于：

基站用于通过包含地震海啸预警系统ETWS消息指示信息的寻呼消息寻呼所有终端，并立即在下行共享信道DL-SCH上发送ETWS主要通知消息的安全信息和基本信息，或者在DL-SCH上发送ETWS主要通知消息的安全信息，在所述寻呼消息中携带所述ETWS主要通知消息的基本信息；

所述终端收到包含ETWS消息指示信息的所述寻呼消息后，在所述DL-SCH上接收所述ETWS主要通知消息的安全信息，从所述寻呼消息中获取或在所述DL-SCH上接收所述ETWS主要通知消息的基本信息；

其中，所述DL-SCH上的用于承载所述安全信息和基本信息或用于承载所述安全信息的资源是所述基站与所述终端事先约定的。

9.如权利要求8所述的地震海啸预警系统，其特征在于：

所述基站和终端事先约定的资源位于一个或多个子帧内的下行共享信道DL-SCH上，包含所述事先约定的资源的子帧是一子帧集合中的一个或多个子帧，该子帧集合包括所述寻呼消息所在子帧及其之后的第一个至第五个子帧。

10.如权利要求9所述的地震海啸预警系统，其特征在于：

所述基站和终端事先约定的资源，以下称为资源S是连续的；

所述基站和终端约定了资源S在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定资源S在DL-SCH的位置；或者所述基站和终端约定了资源S和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定资源S在DL-SCH的位置。

11.如权利要求9所述的地震海啸预警系统，其特征在于：

所述基站和终端事先约定的资源，以下称为资源S是离散的；

对所述资源S中的某一部分资源，所述基站和终端约定了该部分资源在DL-SCH的固定位置，所述终端根据所述固定位置直接确定该部分资源在DL-SCH的位置；或者，所述基站和终端约定了该部分资源和DL-SCH上位置可知的另一资源之间的固定的相对位置关系，所述终端根据所述另一资源的位置来推定该部分资源在DL-SCH的位置。

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