背景技术
在第三代合作项目(3GPP,Third Generation Partnership Project)接入系统中,寻呼(Paging)是保证空闲状态的UE可达性的一种技术方案。当有下行数据或下行的非接入层(NAS,Non-Access Stratum)信令时,并且UE处于空闲状态时,则3GPP系统的用户移动性管理控制实体会发起对UE的寻呼,以确保空闲状态的UE可达。空闲状态的UE会依据非连续接收(DRX,Discontinuous Reception)参数所决定的时间定时检测是否有来自网络侧的寻呼,UE使用DRX方式是为了减少其CPU的消耗及节省电池消耗。若用户移动性管理控制实体在指定的寻呼周期内未收到UE的服务请求(ServiceRequest)消息或未与此UE建立信令连接,则当寻呼周期到达时,此用户移动性管理控制实体再次对此UE进行寻呼,如此重复寻呼直到指定的次数后,并且在寻呼周期内仍未收到此UE的寻呼响应,则此寻呼失败。
空闲状态信令优化(ISR,Idle State Signaling Reduction)技术是3GPP的演进分组系统(EPS,Evolved Packet System)提出的一种技术。当用户设备(UE,User Equipment)的ISR功能激活时,此UE同时注册到通用陆地无线接入网络(UTRAN,Universal Terrestrial Radio Access Network)/全球移动通信系统(GSM,Global System for Mobile communication)/GSM演进的增强数据率(EDGE,Enhanced Data rates for GSM Evolution)无线接入网络(GERAN,GSM/EDGE Radio Access Network)与E-UTRAN接入系统的所对应的两个用户移动控制管理实体(UEMCME)上,也就是同时注册到服务通用分组无线业务(GPRS,General Packet Radio Service)服务节点(SGSN,Serving GPRS Support Node)和移动性管理实体(MME,Mobility Management Entity)上。
当ISR功能已激活的UE处于空闲态时,UE在SGSN分配给UE的路由区(RA,Routing Area)及MME分配给UE的跟踪区(TA,Tracking Area)列表(List)中移动的过程中,无需作一般路由区更新或一般跟踪区更新的操作。当UE的ISR功能激活时,UE的用户平面终结点位于服务网关(ServingGW)。
由于EPS系统不再支持电路交换(CS,Circuit Switched)域,因此传统的基于CS域的语音类业务不能直接在EPS系统中得到支持,只能通过IP多媒体子系统(IMS,IP Multimedia Sub-System)来模拟传统的CS域的语音类业务。退回电路交换(CSFB,CS Fallback)技术是3GPP技术提出的利用传统2G/3G系统的CS域为EPS系统的UE提供CS域业务的一种方法,具体地,如图1所示,当UE驻留在EPS系统时,若UE需要使用CS域的业务,则UE使用2G/3G的CS域发起或接收CS域业务,同时将EPS系统的承载切换到2G/3G的分组交换(PS,Packed Switched)域上。当UE在2G/3G系统的CS域完成CS域业务后,可再回到EPS系统中。
UE如果需要使用CSFB功能,则必须事先激活CSFB功能,在TS23.272标准中详细地定义了UE激活CSFB功能的流程。当CSFB功能激活后,移动交换中心(MSC,Mobile Switching Center)/拜访位置寄存器(VLR,VisitedLocation Register)与MME之间建立了SGs接口的关联,即MSC/VLR与MME都记录对方的IP地址等信息。
如图2所示,在CSFB功能激活后的UE驻留在EPS系统的情况下,当有被叫(MT,Mobile Terminated)的CS域业务,例如语音电话时,则2G/3G中的MSC/VLR将通过SGs接口发送电路交换寻呼(CS Paging)消息给MME。当UE在EPS系统中处于空闲态时,即UE与EPS网络之间没有NAS信令连接,则MME向UE所注册的跟踪区标识列表(TAI Tracking Area Identity List)标识的所有的TA下辖的eNodeB发送寻呼(Paging)消息,此Paging消息包含CS域指示(CS Domain Indicator),CS Domain Indicator用来标识此寻呼是CS域业务的寻呼,而不是EPS系统的PS域寻呼(EPS系统的PS域寻呼不需要携带PS Domain Indicator的标识)。当UE接收到寻呼消息后,向MME回复寻呼响应消息,从而建立与MME之间的NAS信令消息,然后UE切换到2G/3G的PS域,UE通过2G/3G的CS域接收被叫的电话,从而接通电话。
当UE的ISR功能激活后,TS23.272所定义的流程如图3所示,当MSC/VLR通过SGs接口向MME发送CS Paging消息后,MME向UE注册的TAI List内的E-UTRAN的eNodeB发送寻呼消息,eNodeB再向UE发起寻呼。同时,MME还要通过S3接口向SGSN发送CS Paging消息,SGSN则在UTRAN/GERAN中向UE所注册的路有区标识(RAI,Routing Area Identity)内的无线网络子系统(RNS,Radio Network Subsystem)/基站子系统(BSS,Base-station Sub System)发送寻呼消息,RNS/BSS再向UE发起寻呼。
也就是说,即在两种无线接入类型(RAT,Radio Access Type)系统中进行的寻呼过程是并行进行的。因此,这会导致当UE在第一RAT系统内响应寻呼时,并且UE与该第一RAT系统的用户移动管理控制实体(MME或SGSN)建立了NAS信令连接后,第二RAT系统的用户移动管理控制实体(SGSN或MME)仍将继续寻呼此UE。例如,若UE是通过E-UTRAN响应寻呼消息并接入到MME时,SGSN还会继续对UE进行寻呼,增加了系统的寻呼量。反之,若UE是通过2G/3G响应寻呼消息并接入到SGSN时,MME还会继续对UE进行寻呼,同样也增加了系统的寻呼量。
综上所述,现有技术中在需要执行CSFB过程时,网络侧对ISR功能已激活的被叫UE的寻呼过程中存在无谓的寻呼操作,浪费了系统资源。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种寻呼方法及系统,用以在需要执行CSFB过程的情况下,避免网络侧对已激活ISR功能的被叫用户设备的无谓寻呼,节省系统资源,增强系统容量及性能。
本发明实施例所述的被叫用户设备,为CSFB功能和ISR功能均激活的用户设备。即本发明实施例提供的寻呼方案,应用于需要执行CSFB过程的情况下,对同时注册到MME以及SGSN上的被叫用户设备的寻呼。
本发明实施例为了减少网络侧的寻呼负荷,在UE响应了网络侧的寻呼后,网络侧停止对此UE的重复寻呼。
下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行具体说明。
当停止向被叫用户设备发送电路交换寻呼(CS Paging)消息的操作是由MME发起时,参见图4,本发明实施例提供的一种寻呼方法总体包括步骤:
S101、MME和SGSN分别向被叫用户设备发送来自MSC/VLR(以下用MSC来简化表示)的CS Paging消息。
S102、当MME接收到被叫用户设备的服务请求(Service Request)消息时,停止向该被叫用户设备发送CS Paging消息,并且触发SGSN停止向该被叫用户设备发送CS Paging消息。
当停止向被叫用户设备发送CS Paging消息的操作是由MSC发起时,参见图5,本发明实施例提供的另一种寻呼方法总体包括步骤:
S201、MSC指示MME向被叫用户设备发送CS Paging消息。
S202、MSC当接收到来自所述被叫用户设备的CS Paging Response消息时,指示MME停止向所述被叫用户设备发送CS Paging消息。
S203、MME根据MSC的指示,停止向被叫用户设备发送CS Paging消息。
进一步,步骤S203之后还包括:MME触发SGSN停止向被叫用户设备发送CS Paging消息。
下面给出具体的解释说明。
本发明实施例对TS23.272标准中规定的如图3所示的流程进行改进,增加Stop Paging过程,如图6所示,本发明实施例提供的一种寻呼流程具体包括:
步骤1:网关移动交换中心(G-MSC)获取被叫UE的初始化地址消息(IAM,Initial Address Message)。
步骤2:G-MSC通过发送路由信息(Send Routing Info)获取被叫UE的路由信息。
步骤3:G-MSC向被叫UE的MSC/VLR发送IAM消息。
上述步骤2和步骤3的具体过程已在TS23.018中给出相关定义。
步骤4:MSC/VLR通过SGs接口向MME发送CS Paging消息,其中包括被叫UE的国际移动用户标识(IMSI)、VLR的临时移动用户标识(TMSI)、位置信息(Location Information)等。
需要说明的是,如果使用早寻呼(Pre-Paging)技术,则上述步骤4可以在步骤3之前执行。
步骤5a:MME发现与被叫UE之间没有信令连接,确定被叫UE处于空闲状态。如果接收到的CS Paging消息中包含有位置信息(LocationInformation),则MME根据该位置信息确定要寻呼的TA(s);若CS Paging消息中不包含有位置信息(Location Information),则MME确定被叫UE的寻呼区域为被叫UE所注册的TAI List所确定的TA(s)。MME向确定的TA(s)内的基站(eNodeB)发送Paging消息,其中包括EPS临时移动用户标识(S-TMSI)/国际移动用户标识(IMSI)和核心网域指示(CN Domain Indicator)信息。
其中,S-TMSI是当MME存储有被叫UE的上下文时,由MME事先分配的。若MME没有UE的上下文,则取IMSI。核心网域指示(CN Domain Indicator)的取值为电路交换(CS,Circuit Switched)。
步骤5b:eNodeB向被叫UE发起寻呼。
若MME与被叫UE之间有信令连接,则按照TS23.272所确定的过程进行后续的处理。
步骤6a:MME发现被叫UE的ISR已激活,并且被叫UE处于空闲状态,则MME通过S3接口前转接收到的CS Paging消息到关联的SGSN。
步骤6b:SGSN通过S3接口收到MME前转的CS Paging消息后,如果接收到的CS Paging消息中包含有位置信息(Location Information),则SGSN根据位置信息确定要寻呼的RA;若CS Paging消息中不包含有位置信息(LocationInformation),则SGSN确定被叫UE的寻呼区域为被叫UE所注册的RA。SGSN向确定的RA内的所有RNS/BSS发送寻呼(Paging)消息。
步骤6c:当RNS/BSS接收到SGSN的Paging消息后,向被叫UE发送寻呼(Paging)消息。
步骤7:若被叫UE驻留在E-UTRAN中,则当被叫UE接收到寻呼消息后,被叫UE与eNodeB建立无线资源控制(RRC,Radio Resource Control)连接,并向MME发送Service Request消息,其中含有CSFB指示(CS FallbackIndicator)信息。
所述Service Request消息是内嵌在无线资源控制(RRC)与S1接口应用层(S1-AP)消息中。CS Fallback Indicator用于指示MME需要对此被叫UE执行CSFB过程。
步骤8a:MME通过S3接口向SGSN发送停止电路交换寻呼(Stop CSPaging)消息,其中含有被叫UE的IMSI信息。
步骤8b:SGSN停止对被叫UE的重复寻呼,即不再重复向RAN/UTRAN的RNS或BSS发送寻呼消息。然后SGSN通过S3接口向MME回应停止电路交换寻呼响应(Stop CS Paging Response)消息。
步骤9:MME通过SGs接口向MSC/VLR发送电路交换寻呼响应(CSPaging Response)消息,指示被叫UE已经通过E-UTRAN响应CSFB的寻呼。此响应消息是对步骤4中的CS Paging消息的回复消息。
步骤10:被叫UE与EPS系统继续执行CSFB相关的步骤(CS fallbackprocedures)。该步骤10包括图2所示的步骤3和步骤4。
需要说明的是,步骤8、步骤9、步骤10的执行没有必然的先后次序关系。步骤10可以包含有多个子步骤,在这些步骤的之前、之间或之后执行步骤8或步骤9均可以。步骤8与步骤9的执行也没有必然的先后次序关系。较佳地,依次执行步骤8、9、10。
若被叫UE驻留在GERAN/UTRAN中,则上述步骤7至步骤10不需要执行,而应当在步骤6c之后即执行步骤11及其后续步骤。
步骤11:当驻留在GERAN/UTRAN中的被叫UE接收到寻呼消息后,被叫UE与MSC建立信令连接的如下:
若GERAN/UTRAN是Iu模式(Iu mode),则被叫UE建立RRC连接,并在无线资源控制初始直传(RRC Initial Direct Transfer)消息中发送寻呼的响应消息(Paging Response),并且设置RRC Initial Direct Transfer消息中的CNDomain Indicator为CS(电路交换)。当无线网络控制器(RNC,Radio NetworkController)接收到此寻呼响应消息后,RNC将该寻呼响应消息通过无线接入网络应用层协议的初始化UE(RANAP Initial UE)消息发送给MSC。
若GERAN/UTRAN是A/Gb模式(A/Gb Mode),则被叫UE建立无线链路(RR)连接,并发送Paging Response消息给基站控制器(BSC),BSC收到此消息后,通过基站系统应用层协议的完成层3信息(BSSAP Complete Layer 3INFORMATION)消息携带Paging Response消息给MSC。
步骤12:当被叫UE与MSC/VLR建立了NAS信令连接后,MSC/VLR停止寻呼响应定时器,即停止通过MME寻呼该被叫UE的操作;并且MSC/VLR通过SGs接口向MME发送Stop CS Paging消息,MME收到该消息后停止向eNodeB发送重复的寻呼消息。
步骤13:若被叫UE的ISR功能已激活,则MME通过S3接口向关联的SGSN发送Stop CS Paging消息。
若在步骤8中MME已通过S3接口向关联的SGSN发送了Stop CS Paging消息。则步骤13与步骤14可以不执行。
步骤14:SGSN停止向RNS/BSS发送重复寻呼,然后通过S3接口向MME回应Stop CS Paging Response消息。
步骤15:MME通过SGs接口向MSC/VLR回应Stop CS Paging Response消息。
UE与MSC/VLR继续进行后续的CS域的信令交互过程。
本发明实施例中MSC/VLR通过SGs接口向MME发送Stop CS Paging消息有两种方式:
方式1为是总是发送:即只要MSC/VLR通过SGs接口向MME发送了CS Paging消息后,当被叫UE与MSC/VLR建立了NAS信令连接,MSC/VLR则通过SGs接口向MME发送Stop CS Paging消息。
方式2为条件式发送:即MSC/VLR通过SGs接口向MME发送CS Paging消息后,
若MME通过SGs接口向MSC/VLR响应了CS Paging Response消息,指示被叫UE已经在E-UTRAN中响应了寻呼消息,则当被叫UE与MSC/VLR建立NAS信令连接后,MSC/VLR无需向MME发送Stop CS Paging消息。
否则,若MME没有通过SGs接口向MSC/VLR发送CS Paging Response消息,则当UE与MSC/VLR建立了NAS信令连接后,MSC/VLR需要通过SGs接口向MME发送Stop CS Paging消息。也就是说,上述图6所示的步骤9不是必须要执行的,如果不执行步骤9,则MSC/VLR无法获知被叫UE的寻呼响应是对MME还是对SGSN的寻呼的响应。因此,需要执行图6所示的步骤12。
综上,MME对空闲状态的被叫UE执行的CSFB的寻呼流程如图7所示,MME收到被叫UE的CSFB的寻呼响应后的处理流程如图8所示,MSC/VLR执行CSFB寻呼的处理流程如图9所示,其中的OAM为操作,维护与管理(Operation,Administration and Maintenance),也就是说,当MSC/VLR判定被叫UE与MSC/VLR建立了信令连接,或者与MSC/VLR建立了OAM关系时,则MSC/VLR停止对被叫UE的寻呼。
另外,在TS23.272中定义了MSC/VLR向MME发送寻呼消息的多种流程,本发明实施例中提供的寻呼方案均可应用于MSC/VLR向MME发送的针对ISR激活后的被叫UE的寻呼过程,以减少网络侧对UE的无谓寻呼,降低资源浪费,提高系统容量。
参见图10,本发明实施例提供的一种通信系统包括:
MSC 11,用于指示MME 12向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息(CSPaging);当接收到来自被叫用户设备的电路交换寻呼响应消息(CS PagingResponse)时,判断所述接收响应单元是否接收到所述MME 12发送的电路交换寻呼响应消息,若没有收到,则指示所述MME 12停止向所述被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
MME 12,用于根据MSC 11的指示向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息;并触发SGSN 13向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息;在接收到被叫用户设备返回的电路交换寻呼响应消息后,向MSC 11返回电路交换寻呼响应消息;并且,当接收到被叫用户设备的服务请求消息时,停止向该被叫用户设备发送电路交换寻呼消息,并进一步还可以触发SGSN 13停止向该被叫用户设备发送电路交换寻呼消息;以及进一步在接收SGSN 13到返回的停止电路交换寻呼响应消息后,向MSC 11返回停止电路交换寻呼响应消息。
SGSN 13,用于根据所述MME 12的指示,向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息;并进一步还可以根据所述MME 12的指示,停止向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息;以及进一步向MME 12返回停止电路交换寻呼响应消息。
所述SGSN 13包括:
寻呼单元131,用于根据所述MME 12的指示,向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
停止寻呼单元132,用于根据所述MME 12的指示,停止向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
回复响应单元133,用于向所述MME 12回复停止电路交换寻呼响应消息。
所述MME 12包括:
寻呼单元121,用于根据MSC 11的指示向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息;并触发SGSN 13向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
停止寻呼单元122,用于当接收到被叫用户设备的服务请求消息或接收到MSC 11的停止寻呼请求消息时,停止向该被叫用户设备发送电路交换寻呼消息,并触发SGSN 13停止向该被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
回复响应单元123,用于当接收到被叫用户设备的服务请求消息时,向所述MSC 11发送电路交换寻呼响应消息;以及当接收到SGSN 13回复的停止电路交换寻呼响应消息后,向MSC 11发送停止电路交换寻呼响应消息。
所述MSC 11包括:
寻呼单元111,用于指示MME 12向被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
接收响应单元112,用于接收来自被叫用户设备的电路交换寻呼响应消息;以及接收所述MME 12发送的电路交换寻呼响应消息。
停止寻呼单元113,用于当接收响应单元112接收到来自所述被叫用户设备的电路交换寻呼响应消息时,判断接收响应单元112是否接收到MME 12发送的电路交换寻呼响应消息,若没有收到,则指示MME 12停止向所述被叫用户设备发送电路交换寻呼消息。
综上所述,本发明实施例提供的一种寻呼技术方案,用于寻呼CSFB功能和ISR功能激活后的被叫UE,减少网络对被叫UE寻呼的消息量,从而降低资源占用,增强系统的容量与性能。
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。