CN102088770B - 一种小流量无线数据传输的方法和基站系统 - Google Patents

一种小流量无线数据传输的方法和基站系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小流量无线数据传输方法，应用于控制信道短数据突发(SDB)模式的数据业务，包括：在述数据业务开始后，核心网、基站系统(BS)和终端先进行一次控制信道SDB被叫流程和主叫流程，且BS在收到终端发送的SDB起呼的消息后，存储该消息中携带的终端当前的接入小区信息；在所述数据业务之后进行的控制信道SDB被叫流程和主叫流程中，BS在本地存储有所述接入小区信息时，直接根据所述接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围，在收到所述终端发送的SDB起呼的消息后，更新存储的所述终端当前的接入小区信息。本发明解决了小流量、高频度、移动性强的数据业务A接口信令链路负荷大的问题。

Description

一种小流量无线数据传输的方法和基站系统
技术领域
本发明涉及一种小流量无线数据传输的方法和基站系统，尤其是短数据突发(SDB)模式的数据业务中的小流量无线数据传输方法和基站系统。
背景技术
CDMA2000 1xA接口协议标准(IOS 5.0.1以上版本)中，提出了短数据突发(SDB)的概念。SDB模式是专为小流量数据传输而设计的。网络系统和终端系统都有一个SDB门限参数，当数据量小于该门限参数时才会触发SDB模式。
SDB模式的数据业务流程区分为主叫和被叫流程，主被叫又分别有控制信道SDB和业务信道SDB两种流程。由于在控制信道SDB模式下不需要为每个用户建立私有的业务信道，所有用户可以通过共享的控制信道传输业务信息，从而大大提高了信道单元资源的利用率，可以解决网络资源占用的问题，也符合小流量数据的特性。主被叫的控制信道SDB流程见图1和图2。
由流程图可见，SDB模式数据业务流程在基站与终端的空中接口方面的流程与短消息流程类似，在基站与核心网的A接口方面的流程除了短消息流程外，还有数据业务的流程，这种特性决定了这种小流量无线数据业务比较适用于数据上报频度高，单次上报数据量小，传输可靠性和数据安全性要求不高的使用场景，比如车载船载全球定位系统(GPS)定位业务。
按照图3的传统GPS定位业务流程，分组数据业务节点(PDSN)和分组控制功能(PCF)寻呼终端是通过被叫控制信道SDB流程完成的，其中基站系统需向核心网发送服务请求，其目的主要是请求核心网通知空中接口的寻呼范围，根据得到的位置区(LAC)寻呼终端。终端向PCF和PDSN上报定位位置是通过主叫控制信道SDB流程实现的。
控制信道SDB流程应用于车载船载GPS定位业务等小流量、高频度、移动性强的数据业务时，通常定位终端上报位置信息请求后需要核心网回复应答，核心网应答发送控制命令或提示信息非常频繁。这样被叫控制信道SDB流程，即网络前向应答就存在两个需要解决的问题：
A接口，即基站与核心网之间的信令接口，信令流量大。在小流量、高频度、移动性强的数据业务中，每次终端终结业务中，基站系统(BS)需要向移动交换中心(MSC)发送寻呼范围请求消息、接收MSC的应答和MSC发送的寻呼范围通知消息，并向MSC返回应答，每次终端始发业务中，BS需要向MSC发送鉴权请求消息并接收MSC的鉴权响应消息。由于该数据业务发生频率高，上报和应答时间间隔都比较短，如果一个网络下有大量终端在进行这种业务，对A接口信令链路负荷的冲击很大。
空中接口，即基站与终端之间的信令接口，寻呼信道负荷较重。基站向核心网发送服务请求的目的是获取寻呼范围，如位置区(LAC)。位置区是一组小区，位置区规划的范围可以很大也可很小，目前很多运营商为了提高语音寻呼响应率，将位置区划分的范围很大，甚至几个BS共用一个LAC。一次SDB模式数据业务寻呼会发往一个LAC下所有的小区。当网络下有大量的这种定位终端在进行这种业务时，空中接口寻呼消息量非常大，寻呼信道易过载。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种小流量无线数据传输业务的方法和基站系统，解决SDB模式的数据业务中A接口信令链路负荷大的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种小流量无线数据传输方法，应用于控制信道短数据突发(SDB)模式的数据业务，所述方法包括：
在所述数据业务开始后，核心网、基站系统(BS)和终端先进行一次控制信道SDB被叫流程和主叫流程，且所述BS在收到所述终端发送的SDB起呼消息后，存储所述消息中携带的所述终端当前的接入小区信息；
在所述控制信道SDB被叫流程和主叫流程之后进行的控制信道SDB被叫流程和主叫流程中，当所述BS在本地存储有所述接入小区信息时，直接根据所述接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围，在收到所述终端发送的SDB起呼的消息后，更新存储的所述终端当前的接入小区信息。
进一步地，所述BS根据所述接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围时，是将所述接入小区及其邻接小区作为所述终端的寻呼范围。
进一步地，所述数据业务为GPS定位业务。
进一步地，所述数据业务开始后，所述BS第一次收到核心网发送的所述数据业务请求时，按照被叫控制信道SDB流程，向核心网请求寻呼范围，核心网返回终端当前所在位置区，所述BS以该位置区为寻呼范围对所述终端发起SDB寻呼。
进一步地，所述数据业务是定时进行的；
所述BS收到所述终端的SDB起呼消息后，还为所述终端启动定时器，所述定时器时长大于所述数据业务定时时长，如所述BS在所述定时器到时前收到核心网发来的所述数据业务请求，则直接根据存储的接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围并停止所述定时器；在收到所述终端的SDB起呼消息后，所述BS对存储的所述接入小区信息进行更新，并重新启动所述定时器；
如所述定时器超时，则所述BS删除存储的所述接入小区信息。
进一步地，所述BS删除存储的所述接入小区信息后，如再次收到核心网发来的所述数据业务请求，则从核心网获取寻呼范围并对所述终端进行寻呼，在收到终端发起的SDB起呼的消息后透传给核心网，并重新存储所述终端当前的接入小区信息。
本发明还提供了一种基站系统，包括A接口、空中接口、寻呼处理模块、起呼处理模块、存储模块和定时维护模块，其中：
A接口是BS与核心网之间的信令接口，空中接口是BS与终端之间的接口；
寻呼处理模块用于收到核心网通过A接口发来的SDB模式的数据业务请求后，通知定时维护模块需寻呼的终端，并向存储模块获取所述终端的位置信息或通过A接口向核心网获取所述终端的位置信息，根据所述位置信息确定寻呼范围并通过空中接口向所述终端发起寻呼；
起呼处理模块用于收到所述终端通过空中接口发来的SDB起呼消息后，将消息中的接入小区信息保存到存储模块或更新存储模块原有的接入小区信息，同时通知定时维护模块所述终端发起SDB起呼；
存储模块用于保存所述终端的接入小区信息；
定时维护模块用于收到所述终端发起SDB起呼的通知后启动一定时器，收到寻呼处理模块需寻呼的所述终端的通知后，停止所述定时器，当所述定时器超时后，删除存储模中所述终端的接入小区信息。
进一步地，所述数据业务时定时进行的，所述定时器时长大于所述数据业务定时时长。
进一步地，所述寻呼处理模块收到核心网通过A接口发来的SDB模式的数据业务请求后，对要寻呼的每个终端，判断存储模块是否保存有所述终端的接入小区信息，如是，根据所述接入小区确定寻呼范围，通过空中接口向所述终端发起寻呼，否则从核心网查询得到所述终端的位置区，以所述位置区为寻呼范围，通过空中接口向所述终端发起寻呼。
上述方案的方法和系统可以较好的解决小流量、高频度、移动性强的数据业务寻呼问题。由于基站系统可以存储终端接入小区，只是在核心网首次发起SDB模式的数据业务请求时，向核心网查询一次寻呼范围，之后在业务进行过程中每次核心网发起SDB数据业务请求后，基站系统无需再向核心网请求寻呼范围，减轻了A接口信令链路负荷。进一步地，基站系统可以只将终端接入小区及其邻接小区作为寻呼范围向终端发送SDB寻呼，这个范围比通常规划的LAC位置区小很多，减轻了空中接口寻呼信道的负荷。更进一步，基站系统可以通过设置定时器来实现对活动用户的接入小区信息的临时存储，当核心网不再发起SDB数据业务请求时，基站系统及时删除该终端的小区，不会占用太多静态资源。
附图说明
图1为主叫控制信道SDB流程图；
图2为被叫控制信道SDB流程图；
图3为GPS定位业务流程图；
图4为本发明实施例基站系统的模块图；
图5为本发明实施例的SDB模式数据业务流程图；
图6为本发明实施例应用于GPS业务的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
本实施例基于的系统包括核心网、基站系统和终端，其中核心网和终端的功能可以不变，基站系统的功能则进行了升级。
如图4所示，基站系统(BS)包括：A接口、空中接口、寻呼处理模块、起呼处理模块、存储模块和定时维护模块，其中：
A接口是BS与核心网之间的信令接口，空中接口是BS与终端之间的接口。
寻呼处理模块用于收到核心网通过A接口发来的SDB模式的数据业务请求后，通知定时维护模块需寻呼的终端，并向存储模块获取该终端的位置信息或通过A接口向核心网获取该终端的位置信息，根据该位置信息确定寻呼范围并通过空中接口向终端发起寻呼。
起呼处理模块用于收到终端通过空中接口发来的SDB起呼消息后，将消息中的接入小区信息保存到存储模块或更新存储模块原有的接入小区信息，同时通知定时维护模块该终端发起SDB起呼。
存储模块用于保存终端的接入小区信息。
定时维护模块用于收到终端发起SDB起呼的通知后启动一定时器，收到寻呼处理模块需寻呼的终端的通知后，停止该定时器，当该定时器超时后，删除存储模中该终端的接入小区信息。上述定时器时长要大于该数据业务的定时时长。
具体地，寻呼处理模块收到核心网通过A接口发来的SDB模式的数据业务请求后，对要寻呼的每个终端，判断存储模块是否保存有该终端的接入小区信息，如是，根据该接入小区确定寻呼范围，通过空中接口向该终端发起寻呼，否则从核心网查询得到该终端的位置区，以该位置区为寻呼范围，通过空中接口向该终端发起寻呼。本实施例根据接入小区确定寻呼范围时，是以该终端的接入小区及其邻接小区为寻呼范围，其他实施例中，也可以以该接入小区所在的位置区为寻呼范围，特别在终端以高速运动的场景下。
上述定时维护模块是可选的，接入小区信息也可以在业务结束后再删除。
如图5所示，当核心网向终端发起SDB模式的数据业务请求时，本方案实施例流程的步骤如下：
步骤201：核心网向BS发送SDB模式数据业务请求；
步骤202：BS的寻呼处理模块通过A接口收到该请求后，查询存储模块，发现存储模块中没有该终端的接入小区信息，则按照被叫控制信道SDB流程通过A接口向核心网发送消息请求寻呼范围，消息中包含该终端的国际移动用户识别码IMSI；
步骤203：核心网根据终端的IMSI号码确定该终端所在位置区，向BS返回消息进行寻呼范围通知，消息中包含该终端当前所在位置区；
步骤204：BS的寻呼处理模块通过A接口收到步骤203返回的位置区，根据该位置区确定寻呼范围，通过空中接口向该位置区对该终端进行SDB寻呼；
步骤205：该终端向BS发送消息进行SDB起呼，该消息中包含该终端当前的接入小区，起呼处理模块通过空中接口收到该终端的SDB起呼消息，将消息中的接入小区信息保存到存储模块，并通知定时维护模块该终端发起SDB起呼，定时维护模块为该终端启动一定时器，该定时器时长比核心网发起SDB模式数据业务请求的周期长，同时起呼处理模块通过A接口向核心网转发该SDB起呼消息，返回SDB模式数据业务响应；
步骤206：定时器超时前，BS再次收到核心网发送的SDB模式数据业务请求；
步骤207：BS的寻呼处理模块通过A接口收到该请求后，通知定时维护模块需寻呼的终端，定时维护模块停止该终端的定时器，同时，寻呼处理模块判断存储模块保存有该终端的接入小区信息，取出该终端的接入小区，结合本地数据库保存的该小区的邻接小区，组成寻呼小区组，通过空中接口向该寻呼小区组对该终端发起SDB寻呼；
步骤208：该终端向BS发送消息进行SDB起呼，携带该终端当前的接入小区，BS起呼处理模块通过空中接口收到SDB起呼消息，更新存储模块中原有的该终端的接入小区，并通知定时维护模块该终端发起SDB起呼，定时维护模块重新为该终端启动一定时器，同时，起呼处理模块通过A接口向核心网转发SDB起呼消息，返回SDB模式数据业务响应；
文中，“更新记录的该终端的接入小区”是指保证存储的接入小区与起呼消息中的接入小区一致的一种处理，该更新处理在具体操作上，可以是将SDB起呼消息中的接入小区直接替换掉原来存储的接入小区，也可以先比较SDB起呼消息中的接入小区与记录的接入小区是否相同，在不同时，再替换掉存储的接入小区信息。
步骤209：如果该定时器超时，BS没有收到核心网发出的SDB模式数据业务请求，则定时维护模块删除存储模块中该终端的接入小区信息。
如图6所示，是本发明应用于GPS定位业务的一个应用示例，图中的请求GPS终端上报定位位置消息是通过被叫控制信道SDB流程中A9短数据传输消息发送的，请求寻呼范围是通过A1BS服务请求消息发送的，MSC通知寻呼范围是通过ADDS寻呼消息来通知的，BS向PCF上报GPS终端定位位置是通过主叫控制信道SDB流程中A9短数据传输消息发送的。图中只包括主被叫控制信道SDB流程中的主要消息，但本方案应用于GPS定位业务的实现也包括主被叫控制信道SDB流程中的相关消息。本发明应用于GPS定位业务包括如下步骤：
步骤301：PDSN通过PCF，向BS发送消息请求GPS终端上报定位位置信息；
步骤302：BS根据该GPS终端的国际移动用户识别码IMSI号码，向MSC发送消息请求寻呼范围，查询该GPS终端用户的登记位置区；
步骤303：MSC访问VLR或HLR获得GPS终端所在位置区，通知BS本次寻呼的范围；
步骤304：BS根据步骤303得到的寻呼范围，向GPS终端发起SDB寻呼；
步骤305：GPS终端收到SDB寻呼后，进行定位业务处理，然后向BS发起SDB起呼上报定位位置信息，BS收到SDB起呼消息后，向PCF上报该GPS终端的GPS终端定位位置信息，同时BS存储本次起呼的接入小区，并启动定时器Trecordposition，GPS定位业务一般是定时进行，定时器Trecordposition的时长比GPS定位业务的时间间隔长2秒；
步骤306：若定时器Trecordposition超时之前，BS再次收到PCF发送消息请求GPS终端上报定位位置信息，则停止定时器Trecordposition，取出存储的该GPS终端上一次接入的小区，结合本地数据库保存的该小区的邻接小区，组成寻呼小区组；
步骤307：BS根据步骤306确定的寻呼小区组，向GPS终端发起SDB寻呼；
步骤308：GPS终端收到SDB寻呼后，进行定位业务处理，然后向BS发起SDB起呼上报定位位置信息，BS收到SDB起呼消息后，向PCF上报该GPS终端定位位置信息，同时BS更新该终端的接入小区，并重新启动定时器Trecordposition；
步骤309：若定时器Trecordposition超时之前，BS再次收到PCF发送消息请求GPS终端上报定位位置信息，则按照步骤306进行处理；
步骤310：若定时器Trecordposition超时没有收到PCF发送消息请求GPS终端上报定位位置信息，BS删除存储的接入小区信息，且不重新启动定时器Trecordposition。
本实施例在定时器的时限内BS保存终端的接入小区信息，也可以用其他方式，如SDB模式数据业务开始时BS保存该终端的接入小区信息，并在该业务进行中更新该终端的接入小区信息，直至该业务结束。
本方法以该改进的GPS定位业务为一个实施例，并不限于GPS定位业务，本发明可以有各种更改和变形或者应用于其他具有类似特性的业务。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种小流量无线数据传输方法，应用于控制信道短数据突发SDB模式的数据业务，所述方法包括：
在所述数据业务开始后，核心网、基站系统BS和终端先进行一次控制信道SDB被叫流程和主叫流程，且所述BS在收到所述终端发送的SDB起呼消息后，存储所述消息中携带的所述终端当前的接入小区信息；
在所述控制信道SDB被叫流程和主叫流程之后进行的控制信道SDB被叫流程和主叫流程中，当所述BS在本地存储有所述接入小区信息时，直接根据所述接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围，在收到所述终端发送的SDB起呼的消息后，更新存储的所述终端当前的接入小区信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述BS根据所述接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围时，是将所述接入小区及其邻接小区作为所述终端的寻呼范围。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述数据业务为GPS定位业务。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述数据业务开始后，所述BS第一次收到核心网发送的所述数据业务请求时，按照被叫控制信道SDB流程，向核心网请求寻呼范围，核心网返回终端当前所在位置区，所述BS以该位置区为寻呼范围对所述终端发起SDB寻呼。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述数据业务是定时进行的；
所述BS收到所述终端的SDB起呼消息后，还为所述终端启动定时器，所述定时器时长大于所述数据业务定时时长，如所述BS在所述定时器到时前收到核心网发来的所述数据业务请求，则直接根据存储的接入小区信息确定对所述终端的寻呼范围并停止所述定时器；在收到所述终端的SDB起呼消息后，所述BS对存储的所述接入小区信息进行更新，并重新启动所述定时器；
如所述定时器超时，则所述BS删除存储的所述接入小区信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述BS删除存储的所述接入小区信息后，如再次收到核心网发来的所述数据业务请求，则从核心网获取寻呼范围并对所述终端进行寻呼，在收到终端发起的SDB起呼的消息后透传给核心网，并重新存储所述终端当前的接入小区信息。
7.一种基站系统，包括A接口、空中接口、寻呼处理模块、起呼处理模块、存储模块和定时维护模块，其中：
A接口是基站系统BS与核心网之间的信令接口，空中接口是BS与终端之间的接口；
寻呼处理模块用于收到核心网通过A接口发来的短数据突发SDB模式的数据业务请求后，通知定时维护模块需寻呼的终端，并向存储模块获取所述终端的位置信息或通过A接口向核心网获取所述终端的位置信息，根据所述位置信息确定寻呼范围并通过空中接口向所述终端发起寻呼；
起呼处理模块用于收到所述终端通过空中接口发来的SDB起呼消息后，将消息中的接入小区信息保存到存储模块或更新存储模块原有的接入小区信息，同时通知定时维护模块所述终端发起SDB起呼；
存储模块用于保存所述终端的接入小区信息；
定时维护模块用于收到所述终端发起SDB起呼的通知后启动一定时器，收到寻呼处理模块需寻呼的所述终端的通知后，停止所述定时器，当所述定时器超时后，删除存储模中所述终端的接入小区信息。
8.如权利要求7所述的基站系统，其特征在于：
对所述数据业务进行定时时，所述定时器时长大于所述数据业务定时时长。
9.如权利要求7所述的基站系统，其特征在于：
所述寻呼处理模块收到核心网通过A接口发来的SDB模式的数据业务请求后，对要寻呼的每个终端，判断存储模块是否保存有所述终端的接入小区信息，如是，根据所述接入小区确定寻呼范围，通过空中接口向所述终端发起寻呼，否则从核心网查询得到所述终端的位置区，以所述位置区为寻呼范围，通过空中接口向所述终端发起寻呼。
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