CN102469556A

CN102469556A - 无线资源控制过程中传输机器类型通讯标识的方法和系统

Info

Publication number: CN102469556A
Application number: CN2010105348268A
Authority: CN
Inventors: 戴谦; 塞尔吉奥·帕洛拉里; 艾建勋
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-05-23

Abstract

一种无线资源控制（RRC）连接过程中传输机器类型通讯标识的方法，包括：在建立无线资源控制（RRC）连接过程中，配置为机器类型通讯（MTC）的用户设备通过RRC连接建立请求消息或RRC连接建立完成消息向接入网节点发送MTC标识，接入网节点根据所述MTC标识为所述用户设备选择具有支持MTC业务的能力的核心网节点，以及选择针对MTC的过载控制机制，接入网节点可根据该标识为用户设备选择支持机器类型通讯的核心网节点或者在发生核心网拥塞时为机器类型通讯用户设备选择对应的拥塞解决机制。

Description

无线资源控制过程中传输机器类型通讯标识的方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种在无线资源控制过程中如何传输用户类型信息的方法及系统。

背景技术

目前，无线通讯系统中，接入网侧对于用户设备的接入有多层次的接入控制处理机制，以保证网络侧不会因为过量的用户设备接入而发生过载等情况。

用户设备接入网络侧需要完成如图1所示的几个过程：

随机接入过程：用户设备通过该过程完成和网络侧的同步

RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）连接建立过程：建立用户设备和接入网网元的信令承载

附着（Attach）过程：完成用户设备标识信息的获取、鉴权过程以及安全建立（Security Setup）。

在现有协议中，网络侧为不同的呼叫类型设置了15个接入级别（Access Class，简称AC），其中普通的呼叫均属于AC0~9，紧急呼叫属于AC10，其他高优先级的呼叫属于AC11~15。网络侧为AC0~9设置了一个控制因子，为AC10和AC11~15设置了“是否禁止”的标识，并广播给用户设备，以控制这些呼叫类型的随机接入行为。

在RRC连接建立过程中，用户设备和接入网网元的信令交互如图2和图3所示，有连接建立和连接拒绝两种流程。

网络侧通过这两个流程，就能够根据自身的数据负载能力和信令负载能力，以及空中接口负载能力等信息，对用户设备的RRC连接建立请求做出“接受”和“拒绝”的判断。

考虑到用户设备发起的连接请求可能是基于不同种类的业务，而业务的优先级可能是不同的，因此为了实现更灵活更高效的接纳控制，在目前的RRC层协议中，要求用户设备在RRC连接建立请求（RRC Connection Request）中携带连接建立的原因信息。

现有的连接建立原因信息（establishment Cause）包括下述内容：

Emergency（紧急，说明用户设备发起的是紧急呼叫）,

High Priority Access（高优先接入，说明用户设备发起的是高优先的服务类呼叫）,

mt-Access（说明用户设备是由于被叫而申请建立连接）,

mo-Signalling（说明用户设备是发起主叫信令类呼叫）,

mo-Data（说明用户设备是发起主叫数据类呼叫）。

连接建立原因信息作为一个独立的信息单元，包含在RRC连接建立请求消息中，方式如下：

RRCConnectionRequest ::= SEQUENCE {

criticalExtensions CHOICE {

rrcConnectionRequest-r8 RRCConnectionRequest-r8-IEs,

criticalExtensionsFuture SEQUENCE {}

}

RRCConnectionRequest-r8-IEs ::= SEQUENCE {

ue-Identity InitialUE-Identity,

establishmentCause EstablishmentCause,

spare BIT STRING (SIZE (1))

}

InitialUE-Identity ::= CHOICE {

s-TMSI S-TMSI,

randomValue BIT STRING (SIZE (40))

}

EstablishmentCause ::= ENUMERATED {

emergency, highPriorityAccess, mt-Access, mo-Signalling, mo-Data, spare3, spare2, spare1}

如上所述，连接建立原因是根据用户设备发起的业务类型来进行划分的。上述5种连接建立原因之间指示了不同的接入优先级，即emergency > highPriorityAccess > mt-Access > mo-Signalling > mo-Data。当接入网或者核心网发生拥塞时，接入网节点可以根据不同的拥塞程度，来决定对哪些接入优先级的（也即哪些连接建立原因）用户设备实施接入限制（即RRC连接拒绝）。上述连接建立原因信息仅适用于3GPP release（版本） 9及以前版本的用户设备。

此外，RRC连接建立完成消息的内容如下：

RRCConnectionSetupComplete ::= SEQUENCE {

rrc-TransactionIdentifier RRC-TransactionIdentifier,

criticalExtensions CHOICE {

c1 CHOICE{

rrcConnectionSetupComplete-r8 RRCConnectionSetupComplete-r8-IEs,

spare3 NULL, spare2 NULL, spare1 NULL

},

criticalExtensionsFuture SEQUENCE {}

}

RRCConnectionSetupComplete-r8-IEs ::= SEQUENCE {

selectedPLMN-Identity INTEGER (1..6),

registeredMME RegisteredMME OPTIONAL,

dedicatedInfoNAS DedicatedInfoNAS,

nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL

}

RegisteredMME ::= SEQUENCE {

plmn-Identity PLMN-Identity OPTIONAL,

mmegi BIT STRING (SIZE (16)),

mmec MMEC

}

随着物联网概念的发展，M2M（Machine to Machine，机器到机器）的通讯（在3GPP中称之为机器类型通讯，即MTC）将逐步引入整个社会。M2M狭义上的定义是机器到机器的通信，广义上的定义是以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。其基于智能机器终端，以多种通信方式为接入手段，为客户提供的信息化解决方案，用于满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。

MTC的应用中，业务类型非常广泛，例如家庭抄表、工业生产仪表自动化、水质监控、智能交通以及资产追踪等等，MTC的应用将进入各行各业、千家万户，而MTC的业务类型也将是成千上万，对网络侧和对运营商的QoS（服务质量，Quality of Service）要求也将是多种多样的。MTC的用户设备的数量也将会远远超过目前手机终端，这就对当前乃至未来的无线网络构成了业务负载的巨大压力，如何保护网络，如何防止网络出现过载，目前已成为一个主要问题。此外，由于MTC的新的需求，现有的核心网设备的功能可能无法支持MTC的应用，因此在MTC和核心网建立连接的机制上也提出了新的要求。

当前的协议中，用户设备可以在随机接入在和网络建立连接，并完成附着的过程中，接入网网元可以对随机接入过程进行接入控制，也可以在RRC层对用户设备的RRC连接建立过程进行控制，但目前的控制机制的灵活度不能满足对高密度、MTC类型的用户设备的控制了。

如前所述，目前RRC连接建立请求中所包含的可以指示用户信息的内容只有和业务相关的“连接建立原因”一个信息单元，而现有的连接建立原因是按照现有版本的用户设备所具有的业务类型来进行划分的，不适用于代表MTC类型的用户设备。

目前，3Gpp会议上，达成了一项共识是希望在用户设备连接网络侧的过程中引入一个MTC标识，该标识用于指示接入网节点为MTC用户设备（3Gpp也称之为“配置为MTC的用户设备”，意思是支持MTC业务或者应用的用户设备）选择一个合适的支持MTC的核心网节点，进一步的，当核心网发生拥塞时，也可以根据该标识来选择对应MTC用户设备的核心网拥塞解决机制。

在此基础上，有部分提案提出的解决方案是：将一个MTC的标识作为一个新的连接建立原因引入到RRC连接建立请求消息中（即在现有的连接建立原因信息单元中新定义一个比特位，作为MTC标识）。但是MTC标识并不适合作为一个“连接建立原因”，因为MTC标识和现有的连接建立原因之间并不存在接入优先级关系，MTC应用中既可能包含现有的5种连接建立原因对应的业务类型，也可能包含其他新的业务类型。MTC标识引入到RRC连接建立过程中的主要目的是指示接入网节点为发起所述RRC连接建立过程的用户设备选择一个合适的支持MTC的核心网节点。因此，将MTC标识作为一种“连接建立原因”实际上是一种错误的方式，相当于给接纳控制机制引入了一个错误的输入信息，而现有的接纳控制机制并没有针对MTC类型设备的处理方法，这就会导致接入网节点在进行接纳控制时无法判断该如何对MTC类型设备进行接纳。

因此，需要采用更合适的方法来传输MTC标识。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种在无线资源控制过程中传输机器类型通讯标识的方法和系统，以使得接入网节点可根据该标识为用户设备选择支持机器类型通讯的核心网节点或者在发生核心网拥塞时为机器类型通讯用户设备选择对应的拥塞解决机制。

为了解决上述问题，本发明提供一种无线资源控制（RRC）连接过程中传输机器类型通讯标识的方法，包括：

在建立无线资源控制（RRC）连接过程中，配置为机器类型通讯（MTC）的用户设备通过RRC连接建立请求消息或RRC连接建立完成消息向接入网节点发送MTC标识，接入网节点根据所述MTC标识为所述用户设备选择具有支持MTC业务的能力的核心网节点，以及选择针对MTC的过载控制机制。

有鉴于此，本发明提供一种在无线资源控制过程中传输机器类型通讯标识的方法和系统，接入网节点可根据该标识为用户设备选择支持机器类型通讯的核心网节点或者在发生核心网拥塞时为机器类型通讯用户设备选择对应的拥塞解决机制。

附图说明

图1为用户设备接入网络侧需要完成的流程示意图；

图2为RRC连接建立过程完成的流程示意图；

图3为RRC连接建立过程拒绝的流程示意图；

图4为本发明的MTC标识发送的流程图；

图5为本发明的配合MTC标识发送的RRC连接建立过程中加入过载控制的流程图；

图6为MTC标识通过RRC连接建立请求消息发送的RRC连接建立过程实施例流程图；

图7为MTC标识通过RRC连接建立完成消息发送的RRC连接建立过程实施例流程图。

具体实施方式

图4为本发明的RRC连接建立过程的流程图，如图4所示，包括步骤：

S10、配置为MTC的用户设备和接入网节点建立无线资源控制（RRC）连接过程中，用户设备向基站发送RRC连接建立请求消息，并在该消息中携带独立的MTC标识的信息单元；

S20、接入网节点根据所述MTC标识为用户设备选择支持机器类型通讯的核心网节点。

图5为本发明的RRC连接建立过程中根据核心网拥塞情况进行拥塞控制的流程图，如图5所示，包括步骤：

S101、配置为MTC的用户设备和接入网节点建立无线资源控制（RRC）连接过程中，用户设备向基站发送RRC连接建立请求消息，并在该消息中携带独立的MTC标识的信息单元；

S102、接入网节点检查其所能连接的支持MTC的核心网节点是否都发生了过载；

S103、接入网节点选择针对MTC用户设备的过载控制机制；

S104、接入网节点根据所述MTC标识为用户设备选择未过载的支持MTC的核心网节点。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

以下实施例适用于LTE系统或者UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，环球移动通信系统）。

方法一，配置为MTC的用户设备通过RRC连接建立请求消息携带MTC标识，方法流程如图6所示，包括下面步骤：

S201、配置为MTC的用户设备和基站建立同步；

S202、配置为MTC的用户设备发起RRC连接建立过程，首先向接入网节点发送RRC连接建立请求消息，并在该消息中携带独立的MTC标识的信息单元；

S203、接入网节点判断其所能连接的支持MTC的核心网节点是否都发生了过载；若是则进入步骤S204；若否则进入步骤S207；

S204、接入网节点选择针对MTC用户设备的过载控制机制；

S205、接入网节点根据所述的过载控制机制判断是否要拒绝MTC用户设备的接入；若是则进入步骤S206；若否则进入步骤S207；

S206、接入网节点向MTC用户设备发送RRC连接建立拒绝消息；

S207、接入网节点根据所述MTC标识为用户设备选择未过载的支持MTC的核心网节点；

S208、接入网节点向MTC用户设备发送RRC连接建立消息；

S209、MTC用户设备向接入网节点反馈RRC连接建立完成消息。

其中，步骤S202所述的在RRC连接建立请求消息中携带独立的MTC标识的信息单元的方法是：

建立一个独立的专用于版本10的信息单元、或者配置为MTC用户设备的信息单元（Information Element，简称IE）。所述IE中包含一个MTC标识，MTC标识可以是一个1比特的布尔值，用于指示发起RRC连接请求的用户设备是否是配置为MTC的。所述IE可以包含在RRC连接建立请求消息中，也可以包含在RRC连接建立请求消息的除“连接建立原因”信息单元之外的某个信息单元中，也可以将现有RRC连接建立请求消息中的除“连接建立原因”信息单元之外的某个信息单元中的空闲比特（spare bit）重定义为所述新IE或者MTC标识。

方法二，配置为MTC的用户设备通过RRC连接建立完成消息携带MTC标识，方法流程如图7所示，包括下面步骤：

S301、配置为MTC的用户设备和基站建立同步；

S302、配置为MTC的用户设备向接入网节点发送RRC连接建立请求消息；

S303、接入网节点向MTC用户设备发送RRC连接建立消息；

S304、MTC用户设备向接入网节点反馈RRC连接建立完成消息，并在该消息中携带独立的MTC标识的信息单元；

S305、接入网节点判断其所能连接的支持MTC的核心网节点是否都发生了过载；若是则进入步骤S306；若否则进入步骤S309；

S306、接入网节点选择针对MTC用户设备的过载控制机制；

S307、接入网节点根据所述的过载控制机制判断是否要释放MTC用户设备的接入；若是则进入步骤S308；若否则进入步骤S309；

S308、接入网节点发起RRC连接释放流程，向MTC用户设备发送RRC连接建立释放消息；

S309、用户设备继续和核心网的连接建立过程。

其中，步骤S304所述的在RRC连接建立完成消息中携带独立的MTC标识的信息单元的方法是：

建立一个独立的专用于版本10的信息单元、或者配置为MTC用户设备的信息单元（Information Element，简称IE）。所述IE中包含一个MTC标识，MTC标识可以是一个1比特的布尔值，用于指示发起RRC连接请求的用户设备是否是配置为MTC的。所述IE可以包含在RRC连接建立完成消息中，也可以包含在RRC连接建立完成消息的某个信息单元中，也可以将现有RRC连接建立完成消息中的某个信息单元中的空闲比特（spare bit）重定义为所述新IE或者MTC标识。

下面是上述方法的几个MTC标识的实现例子：

例1：

在连接建立请求消息中增加专用于版本10的信息单元、或者配置为MTC用户设备的信息单元：

RRCConnectionRequest ::= SEQUENCE {

criticalExtensions CHOICE {

rrcConnectionRequest-r8 RRCConnectionRequest-r8-IEs,

criticalExtensionsFuture RRCConnectionRequest-r10{},

（或者：criticalExtensionsFuture MTCType）

}

RRCConnectionRequest-r10或MTCType即是新增的IE，以RRCConnectionRequest-r10为例：

RRCConnectionRequest-r10 ::= SEQUENCE {

MTC BOOLEAN,

nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL

}

其中，MTC=1表示发起RRC连接的用户设备是配置为MTC的；MTC=0表示发起RRC连接的用户设备是非MTC设备。

上述例子中的IE的名字“RRCConnectionRequest-r10”和“MTCType”也可以取其他名字，只要符合本发明的实质与精神即可。以下例子中对IE或者变量的取名也没有强制要求，只要符合本发明的实质与精神即可。

例2：

在RRC连接建立请求消息中直接携带MTC标识：

RRCConnectionRequest ::= SEQUENCE {

criticalExtensions CHOICE {

rrcConnectionRequest-r8 RRCConnectionRequest-r8-IEs,

MTC BOOLEAN,

criticalExtensionsFuture SEQUENCE {},

}

例3：

所述IE可以包含在RRC连接建立请求消息中，也可以包含在RRC连接建立请求消息的除“连接建立原因”信息单元之外的某个信息单元中，例如增加在RRCConnectionRequest-r8-IEs中：

RRCConnectionRequest ::= SEQUENCE {

criticalExtensions CHOICE {

rrcConnectionRequest-r8 RRCConnectionRequest-r8-IEs,

criticalExtensionsFuture SEQUENCE {},

}

RRCConnectionRequest-r8-IEs ::= SEQUENCE {

ue-Identity InitialUE-Identity,

establishmentCause EstablishmentCause,

spare BIT STRING (SIZE (1)),

mtcType MTCType

}

MTCType ::= SEQUENCE {

MTC BOOLEAN,

nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL

}

例4：

也可以将现有RRC连接建立请求消息中的除“连接建立原因”信息单元之外的某个信息单元中的空闲比特（spare bit）重定义为所述新IE或者MTC标识。例如对RRCConnectionRequest-r8-IEs的spare bit进行重定义：

RRCConnectionRequest-r8-IEs ::= SEQUENCE {

ue-Identity InitialUE-Identity,

establishmentCause EstablishmentCause,

mtcType BIT STRING (SIZE (1))

}

这里把原来的spare比特重定义为MTC标识，其作用同前述的例子。

类似上述的例子，也可在RRC连接建立完成消息中携带独立的MTC标识的信息单元，下面是对应的例子。

例5：

建立一个独立的专用于版本10的信息单元、或者配置为MTC用户设备的信息单元：

RRCConnectionSetupComplete ::= SEQUENCE {

rrc-TransactionIdentifier RRC-TransactionIdentifier,

criticalExtensions CHOICE {

c1 CHOICE{

rrcConnectionSetupComplete-r8 RRCConnectionSetupComplete-r8-IEs,

spare3 NULL, spare2 NULL, spare1 NULL

},

criticalExtensionsFuture RRCConnectionRequest-r10{},

（或者：criticalExtensionsFuture MTCType）

}

RRCConnectionRequest-r10 ::= SEQUENCE {

MTC BOOLEAN,

nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL

}

例6：

在RRC连接建立完成消息中直接携带MTC标识：

RRCConnectionSetupComplete::= SEQUENCE {

rrc-TransactionIdentifier RRC-TransactionIdentifier,

criticalExtensions CHOICE {

c1 CHOICE{

rrcConnectionSetupComplete-r8 RRCConnectionSetupComplete-r8-IEs,

spare3 NULL, spare2 NULL, spare1 NULL

},

MTC BOOLEAN,

criticalExtensionsFuture SEQUENCE {}

}

例7：

所述IE可以包含在RRC连接建立完成消息中，也可以包含在RRC连接建立完成消息的某个信息单元中，例如增加在RRCConnectionSetupComplete-r8-IEs中：

RRCConnectionSetupComplete-r8-IEs ::= SEQUENCE {

selectedPLMN-Identity INTEGER (1..6),

registeredMME RegisteredMME OPTIONAL,

dedicatedInfoNAS DedicatedInfoNAS,

nonCriticalExtension MTCType {} OPTIONAL

}

MTCType ::= SEQUENCE {

MTC BOOLEAN,

nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL

}

其中MTCType就是新增的IE，其中包含了MTC标识。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，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保护范围之内。

Claims

1.一种无线资源控制（RRC）连接过程中传输机器类型通讯标识的方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述配置为机器类型通讯（MTC）的用户设备通过RRC连接建立请求消息或RRC连接建立完成消息向接入网节点发送MTC标识的方法包括：

在所述RRC连接建立请求消息中，建立一个独立的专用于新版本协议的信息单元（Information Element，简称IE）、或者建立一个独立的配置为MTC用户设备的信息单元；

所述MTC标识包含在所述新建立的信息单元中；或者

在所述RRC连接建立完成消息中，建立一个独立的专用于新版本协议的信息单元（Information Element，简称IE）、或者建立一个独立的配置为MTC用户设备的信息单元；

所述MTC标识包含在所述新建立的信息单元中；或者

在所述RRC连接建立请求消息中的除“连接建立原因”信息单元之外的某个信息单元中建立一个独立的专用于新版本协议的信息单元（Information Element，简称IE）、或者建立一个独立的配置为MTC用户设备的信息单元；

所述MTC标识包含在所述新建的信息单元中；或者

在所述RRC连接建立完成消息中的某个信息单元中建立一个独立的专用于新版本协议的信息单元（Information Element，简称IE）、或者建立一个独立的配置为MTC用户设备的信息单元；

所述MTC标识包含在所述新建的信息单元中；或者

在所述RRC连接建立请求消息或RRC连接建立完成消息中，直接加入所述MTC标识；或者

将现有RRC连接建立请求消息中的除“连接建立原因”信息单元之外的某个信息单元中的空闲比特（spare bit）重定义为所述MTC标识。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述MTC标识不同时包含于RRC连接建立请求消息和RRC连接建立完成消息中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接入网节点包括长期演进（LTE）系统的eNB（evolved NodeB，演进的节点B）或通用移动通信系统（UMTS）的NodeB。

5.权利要求1至4所述任一方法，其特征在于：所述系统为长期演进系统或通用移动通信系统。