CN1947435B - 快速呼叫建立方法 - Google Patents

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Abstract

依照本发明所教授的内容，给出了无线网络中执行快速呼叫建立方法和装置。本发明实现了若干有效措施来减少在基于分组的网络中建立呼叫所需的时间。例如，同时执行呼叫发起(224)与基站子系统(BSS-202)资源分配；同时发起无线电链路资源和分组资源(242-244)；在为分组数据会话分配和连接分组控制功能(PCF)资源后立即建立A10接口(246)；以及在执行信道指配过程(250)后立即执行服务连接请求(254)。

Description

快速呼叫建立方法
技术领域
本发明涉及通信。更具体地说，本发明涉及通信呼叫的建立。
背景技术
常规的通信网络通常会包括分组交换技术。尽管电路交换网络是最先实现的，但它们是较早的更为传统的技术。分组交换网络是较新的更为灵活的网络。大量的新应用被实现以利用这些分组交换网络的灵活性。
在分组交换网络中，分组可以通过大量的不同路径到达给定之目的地。消息首先会被拆分成多个分组，经过网络传递，然后合并回原始的消息。由于分组并不需要采取同一路径，因此分组交换网络得到了广泛认可。例如，如果链路在路径上被破坏，分组可以很容易地被重新路由而仍然到达其目的地。
一般来讲，分组交换网络正在被广泛部署，而且在可预见的将来将继续被广泛部署。但是，并不是说分组交换网络就没有问题，并且新技术和应用的出现突出了这些问题中的一些。例如，在分组交换通信会话中较慢的一个方面就是呼叫的初始建立。另外，在许多应用中，比如按键通话等，有时不需要一个完整的电路，而只需要传送仅仅一些字节。不幸的是，常规的分组交换技术及协议最初并不是为这些类型的应用设计的，因而在实现这些应用时表现拙劣。
图1A和图1B示出了对基于分组的网络的常规实现的示例。图1A显示了一种常规的消息过程流程图。在图1A中示出了移动台(MS)100。该MS 100与基站子系统(BSS)102进行通信。BSS 102包括与基站控制器(BSC)106进行通信的基站收发信机(BTS)104。BSC 106还包括呼叫处理器(CP)108、资源管理器(RM)120和路由代理(RA)112。该RA 112与移动交换中心(MSC)120和分组控制功能(PCF)114进行通信。BSC 106与MSC 120及PCF 114进行通信。PCF 114与IP网络116进行通信。可以通过IP网络接入鉴权、授权和计费(AAA)服务器122。PDSN 118同样与IP网络116进行通信。
在常规的系统中，MS 100产生一个起始消息124。路由的起始126在BTS 104与RA 112之间完成。RA 112将起始消息传递给移动交换中心(MSC)120。MSC 120实施其与RA 112之间的建立会话132。RA 112向RM 110传递资源分配请求134，RM 110和CP 108进行资源的分配(如136所示)。RM 110向RA 112发送资源分配响应138。RA 112向CP 108传递呼叫建立请求140，CP 108传递对呼叫建立的响应142。RA 112向CP 108传递对无线电链路建立的请求144。CP 108与BTS 104进行信道资源的分配(如146所示)。CP108产生对无线电链路建立的响应148。信道指配过程150在CP 108与MS 100之间完成。CP 108与分组控制功能(PCF)114进行通信，用以为分组数据会话分配PCF资源152。PCF 114向CP 108传递对分组数据会话的PCF资源分配的响应154。
图1B显示了图1A所示的常规消息过程流程图的后续部分。在图1B中，CP 108与PCF 114进行通信，以请求为分组数据会话连接PCF资源156。PCF 114与分组数据服务节点(PDSN)118进行通信，以建立/连接A10接口158。PCF 114与CP 108进行通信，用以为分组数据会话连接PCF资源160。RA 112向CP 108发送服务连接(SC)请求162。CP 108和MS 100完成服务连接/协商过程164，CP 108向RA 112发送服务连接响应166。RA 112向MSC 120发送Sat出现消息168，并且至此，数据170即可在MS 100与PDSN 118之间进行传递。
从上述过程流程图可以清楚的看出，在基于分组的网络中，必须完成很多的步骤来建立呼叫。各种步骤都需要时间来建立呼叫。另外，在其他步骤完成之前需要很多步骤。上述过程将会导致更多的操作网络的成本，由于用户延时而带来的客户不满，甚至最终会限制能在网络上的实现的应用的类型。
因此，需要减少分组交换网络中呼叫建立的时间。另外，需要便于对分组交换网络进行激活操作的方法。
发明内容
本发明给出了一种减少基于分组的应用(如按键通话(PTT)以及IP语音(VoIP)等)的呼叫建立时间的方法和装置。在一个实施例中，通过增强MS与BSS之间的接口而减少呼叫建立的时间。
依照本发明所教授的内容，对于诸如PTT和VoIP之类对延时敏感的基于分组的应用，通过完成对BSS内同时发生过程的执行来减少分组网络中的呼叫建立时间。在一个实施例中，呼叫起始与BSS内资源分配同时进行处理。在第一实施例中，呼叫起始在用户鉴权过程中处理。在第二实施例中，同时分配无线电链路资源和分组资源。在第三实施例中，信道指配过程之后直接执行服务连接和/或服务协商过程。在第四实施例中，在信道指配过程之后消除服务连接和/或服务协商过程。
依照本发明所教授的内容，在BSS内，多个步骤合并成单个步骤，作为向MS分配业务信道的呼叫建立过程的一部分。依照本发明所教授的内容，对基于分组的应用进行标识和/或记忆并且因而在无线接入网中接收特殊的处理，使得MS可以在最早的可能时间内分配业务信道。在一个示例中，向延时敏感的基于分组的应用(如PTT或VoIP)指配一个独特的服务选项。该服务选项可能被MS包括在起始消息中，使得网络就可以为这种特定的延时敏感基于分组的应用(如PTT或VoIP等)提供快速的呼叫建立服务。
一种操作基站子系统的方法，包括处理呼叫发起请求；以及同时在基站子系统内分配对准许对移动台的网络接入所需的资源的步骤。
一种操作基站子系统的方法，包括分配射频资源；以及同时分配分组会话资源的步骤。
一种操作无线网络的方法，包括如下步骤：建立A10接口；响应于建立A10接口，为分组数据会话分配分组控制功能资源；响应于分配PCF资源，为分组数据会话连接PCF资源。
一种操作无线网络的方法，包括如下步骤：建立A10接口；执行信道指配过程；以及响应于建立A10接口和响应于执行信道指配过程，发起服务连接请求。
附图说明
图1A显示了一种常规的消息过程流程图。
图1B显示了图1A所示的常规消息过程流程图的后续部分。
图2显示了一种依照本发明所教授的内容所实现的消息过程流程图。
图3显示了实现本发明所教授内容的一种计算机结构。
具体实施方式
尽管本文是参考具体应用的说明性实施例来描述本发明，但应当理解，本发明并不限于此。本领域的技术人员在阅读到本文所提供的教授内容后将认识到在其范围内或本发明明显实用的其他领域内的额外修改、应用及实施例。
图2显示了详述本发明的方法和装置的消息过程流程图。在一个实施例中，所呈现的方法和装置可被实现来为特定的延时敏感应用(如PTT、VoIP等)建立分组数据呼叫通信电路。在一个实施例中，延时敏感应用包括要求端到端通信在某时间范围内以便正确对其操作的应用。依照本发明所教授的内容，对于诸如PTT和VoIP等对延时敏感的基于分组的应用，通过在BSS内完成同时发生的过程执行来减少分组网络中的呼叫建立时间。在一个实施例中，同时发生的过程步骤包括在与其它过程的时间相比较而同时、相对同时执行和/或在与其它步骤的时间段相比较而在同一时间段的那些过程步骤。
图2中示出了移动台(MS)200。MS 200与基站子系统(BSS)202进行通信。BSS 202包括与基站控制器(BSC)206进行通信的基站收发信机(BTS)204。BSC 206还包括呼叫处理器(CP)208、资源管理器(RM)210和路由代理(RA)212。RA 212与MSC 220及分组控制功能(PCF)214进行通信。BSC 206与移动交换中心(MSC)220及PCF 214进行通信。PCF 214与IP网络216进行通信。可通过IP网络216接入鉴权、授权与计费(AAA)服务器222。PDSN 218同样与IP网络进行通信。应当理解，在备选实施例中，分组控制功能(PCF)214和PDSN 218均可各自用作BSS 202的一部分。
在一个实施例中，RM 210主要负责在BSC 206内分配资源，比如选择适当的CP 208、存储器资源等。在一个实施例中，RA 212是BSC 206内的功能性实体，负责在BSS 202内对消息进行路由。
在本发明的一个实施例中，消息从MS 200发送到PSDN 218，用以为数据传输建立起通信路径。即时应用中讨论的消息和体系结构由各种无线标准所规定。这些标准包括3GPP2接入网接口互用性规范(A.S0002-A版本2.0，3GPP2，http：//www.3gpp2.org/Public_html/specs/A：S0002-A_v2.0.pdf，2002年6月)，以及CDMA2000接入网互用性规范(IOS)第7部分(A20和A22接口，3G-IOSv4.3，3GPP2A.S0027-A，版本2.0.2，http：//www.3gpp2.org/Public_html/specs/A：S0027-A_v2.0.2_222903，pdf，2003年7月)，两者均通过引用结合于此。
MS 200向BTS 204发送呼叫建立发起消息224，如起始消息、寻呼响应消息，重新连接消息等。BTS 204将呼叫建立发起消息226转发给RA 212。BTS 204向MS 200发送基站确认消息(BS Ack)234，以指示呼叫建立发起消息224已经被收到。
一旦接收到呼叫建立发起消息226后，RA 212就将该呼叫识别为需要作特殊处理的特定的基于分组的应用(如PTT应用、VoIP应用、按键多媒体、即时消息等)的分组数据呼叫。依照本发明所教授的内容，RA 212执行如下两项任务：
a)RA 212将呼叫建立起始消息228转发给MSC 220作进一步处理，如229所示的鉴权、对用户简档的检索等。
b)RA 212传递资源分配请求230，用以请求RM 210分配BSC 206内所需的所有资源，以完成呼叫建立过程；RM210与CP 208进行通信以分配资源232；RM 210向RA 212传递对资源分配的响应236。
RM 210分配适当的CP 208资源并传递分配资源消息232以告知所选的CP 208模块：它已被选择用来处理基于分组的应用(如PTT和VoIP)的该具体的呼叫建立消息。MSC 220用建立会话消息238来答复呼叫起始消息228，该建立会话消息可包括MS 200的简档，如补充信道(SCH)能力、短数据突发(SDB)、支持比特等。RM 210传递资源分配响应236以告知RA 212：适当的CP 208模块及BSC 206内的其他所需资源均已分配。在一个实施例中，RM 210向RA 212提供诸如CP 208模块的IP(因特网协议)地址之类的身份。在另一实施例中，RM 210也将CP 208单元的软件记录编号提供给RA 212。
RA 212将该呼叫识别为特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)的分组数据呼叫。因而将呼叫建立和无线电链路建立的功能合并到单一消息中，然后再将其转发给CP 208。使用合并消息(即经合并的呼叫及无线电链路建立请求240)，CP 208执行在MS 200和BSS 202之间建立呼叫与建立无线电链路所需的所有必需任务。这样，在RA 212与CP 208之间的消息被最小化为单一消息，而不是多个消息。在一个实施例中，该合并消息可包括比如服务质量(QoS)优先级、SDB比特等参数。一旦接收到合并的呼叫及无线电链路建立的请求240后，CP 208可执行如下两方面的功能(在其他之中)：
a)使用分配信道资源消息242，CP 208请求BTS 204分配无线电链路相关的资源。无线电链路相关的资源包括建立、操作以及终止无线电链路所需的资源。在第一实施例中，无线电相关的资源可包括信道单元(CE)、基本信道(FCH)、FCH Walsh码、射频信道、分组调度器、帧处理器、码(如长码掩码、Walsh码等)发生器、码(如长码掩码、Walsh码等)分配器、射频发射机和射频接收机。此外，无线电链路相关资源可包括但不限于以下资源：BTS 204、BSC 206、PCF 214内处理基于分组的会话的硬件和软件实体；管理这种资源的软件管理器(如PCF管理器)；用以创建和维护诸如国际移动用户身份码(IMSI)、移动台识别号码(MIN)、移动设备标识符(MEID)之类的用户的无线电相关地址之间的共同关系的软件绑定高速缓存(也称作软件“绑定”)；用户的分组相关的地址，如IP地址、网络接入标识符(NAI)、以太网地址等；用以创建和维护分组会话ID、分组会话状态、R-P会话信息等的软件会话管理器；以及用以维护分组域中的移动性信息的移动性管理器。CP 208还可在前向FCH上发送空帧，作为分配无线电链路相关资源的一部分；
b)CP 208向PCF 214发送消息(即为分组数据会话分配和连接PCF资源的消息244)，以请求PCF 214分配适当的资源(即分组资源)来为特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)建立该分组数据呼叫。分组资源包括建立、操作和终止分组链路所需的资源。在一个实施例中，分组资源包括：BSC 206及PCF 214内用来处理基于分组的会话的硬件和软件实体；管理这种资源的软件管理器(如PCF管理器)；用以创建和维护诸如国际移动用户身份码(IMSI)、移动台识别号码(MIN)、移动设备标识符(MEID)之类的用户的无线电相关地址之间的共同关系的软件绑定高速缓存(也被称作软件“绑定”)；用户的分组相关的地址，如IP地址、网络接入标识符(NAI)、以太网地址等；用以创建和维护分组会话ID、分组会话状态、R-P会话信息等的软件会话管理器；以及用以维护分组域中的移动性信息的移动性管理器。在一个实施例中，为分组数据会话分配和连接的PCF资源的消息244可包括转换标识(即表示MS 200是从空转换至激活还是从休眠转换至激活)和/或MS 200的国际移动用户身份码(IMSI)。
PCF 214为特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)建立分组数据呼叫分配所需的适当资源。PCF 214资源可包括一块只读存储器、分组会话标识(SID)、端口标识等。然后，PCF 214可向PDSN218发送A11登记请求消息，用以建立(或重新连接)A10接口(如246所示)以服务于特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)。PCF214也可在PCF 214与PDSN 218之间创建专有的A10接口。
PCF 214向CP 208传递为分组会话分配和连接PCF资源的消息248，以告知CP 208：适当的资源及A10接口已分配(或连接)用以为特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)建立该分组数据。如信道指配过程250所示，CP 208与MS 200进行通信以完成MS 200与BSS 202之间的信道指配过程。依照本发明所教授的内容，在一个实施例中，信道指配过程250可以在执行为分组数据会话分配和连接PCF资源244、建立/连接A10接口246以及为分组会话分配和连接PCF资源248步骤的同时继续进行。在一个实施例中，信道指配过程250可包括：CP 208在寻呼信道上向MS 200发送扩展信道指配消息(ECAM)，所指配的CE获取反向FCH，BTS接收来自MS 200的业务信道前置码，CP 208接受来自MS 200的空业务数据，CP 208向MS 200发送BS Ack消息234，MS 200向CP 208发送MS确认(MSAck)234消息，CP 208向MS 200发送状态请求消息以及MS 200向CP 208发送状态响应消息等。
CP 208传递对呼叫与无线电链路建立的响应252，以告知RA212：已经为服务特定应用(如PTT和VoIP)的该分组数据呼叫成功建立信道。RA 212传递服务连接(SC)请求254，以请求CP 208向MS 200发送服务连接消息。在一个实施例中，SC请求254包括用户区ID、用户网络ID以及其他位置相关信息。
CP 208完成服务连接过程，如256所示。在一个实施例中，完成服务连接过程256包括向MS 200发送服务连接消息，然后接收来自MS 200的服务连接完成消息。服务连接消息告知MS 200呼叫已经建立好，用以服务于特定的应用(如PTT和VoIP)。在一个实施例中，服务连接消息中可包括比如复用选项、编码类型、交织类型以及允许的无线电配置等参数。
如SC响应258所示，CP 208告知RA 212：MS 200已经被准许接入到BSS 202以服务于特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)。在一个实施例中，CP 208向RA 212告知有关MS 200的SCH能力、SDB支持比特、PCF 214地址等。在另一实施例中，可以省略SC请求254、服务连接过程256和SC响应258以减少呼叫建立时间。这是基于网络已经知道用户当前正处于启动特定的基于分组的应用(如PTT和VoIP)的过程中而完成的。
RA 212向MSC 220发送Sat出现消息260告知MSC 220：MS 200已经被允许在网络中，即已经给MS 200分配业务信道。在一个实施例中，Sat出现消息260也可将MS 200的SCH能力、SDB支持比特等告知MSC 220。
现在，MS 200可启动由数据262所示的特定的基于分组的应用。在启动该特定的基于分组的应用之前，MS 200也可以建立无线电链路协议(RLP)及点对点(PPP)会话(附图中未示出)。
图3显示了实现本发明所教授内容的一种计算机结构。计算机300可用来实现图2中的MS 200、BSC 206、CP 208、RM 210、RA 212、MSC 220、PCF 214、IP网络216、AAA 222以及PDSN 218。中央处理器(CPU)302相当于计算机300的大脑。图中示出了内存304。该内存304包括短期存储器306和长期存储器308。短期存储器306可以是一块随机存取存储器(RAM)或者用来存储信息的高速缓存。长期存储器308可以是只读存储器(ROM)或其他用于存储信息的备选形式。储存存储器320可以是驻留在计算机300内的不同于内存304以外的其他任何存储器。在本发明的一个实施例中，储存存储器320由硬驱动器实现。通信路径310用来在计算机300内传递信息。此外，通信路径310还与各接口相连，这些接口向计算机300外传递信息并将信息接收到计算机300内。
输入设备如312所示，如触觉型输入设备、操纵杆、键盘、麦克风、通信连接器或鼠标。输入设备312通过输入接口314与计算机300相接。输出设备如316所示，如监视器、话筒、通信连接器等。输出设备316通过输出接口318与计算机300进行通信。
尽管本文是参考具体应用的说明性实施例来描述本发明，但应当理解，本发明并不限于此。本领域的技术人员在阅读到本文所提供的教授内容后将认识到在其范围内或本发明明显实用的其他领域内的额外修改、应用及实施例。
因此，所附的权利要求书意在涵盖本发明范围内的任何和全部这种应用、修改和实施例。

Claims (26)

1.一种操作基站子系统的方法，包括以下步骤：
接收包含独特的服务选项的呼叫发起请求，所述独特的服务选项被指配给对延迟敏感的基于分组的应用；
从所述独特的服务选项识别所述呼叫发起请求与所述对延迟敏感的基于分组的应用相关联；以及
执行快速呼叫建立过程，其特征在于同时执行以下两个操作：
处理所述呼叫发起请求；以及
在所述基站子系统内分配准许移动台进行网络接入所需的资源。
2.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述呼叫发起请求是起始请求。
3.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述呼叫发起请求是寻呼响应消息。
4.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述呼叫发起请求是重新连接消息。
5.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述资源为硬件资源。
6.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述资源为软件资源。
7.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述方法在路由代理内执行。
8.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述资源包括资源管理器资源。
9.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述资源包括呼叫处理资源。
10.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述同时分配资源的步骤在用户鉴权期间执行。
11.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述处理呼叫发起请求的步骤在基站收发信机上执行。
12.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述处理呼叫发起请求的步骤在基站控制器上执行。
13.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述处理呼叫发起请求的步骤在呼叫处理器上执行。
14.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述处理呼叫发起请求的步骤在资源管理器上执行。
15.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述处理呼叫发起请求的步骤在分组控制功能单元上执行。
16.如权利要求1所述的操作基站子系统的方法，其中所述处理呼叫发起请求的步骤在移动交换中心上执行。
17.一种操作基站子系统的方法，包括以下步骤：
接收包含独特的服务选项的呼叫发起请求，所述独特的服务选项被指配给对延迟敏感的基于分组的应用；
从所述独特的服务选项识别所述呼叫发起请求与所述对延迟敏感的基于分组的应用相关联；以及
执行快速呼叫建立过程，其特征在于同时执行以下两个操作：
分配射频资源；以及
分配分组会话资源。
18.如权利要求17所述的操作基站子系统的方法，其中由路由代理发起所述分配射频资源的步骤。
19.如权利要求17所述的操作基站子系统的方法，其中由呼叫处理代理发起所述分配分组会话资源的步骤。
20.一种操作无线网络的方法，包括以下步骤：
接收包含独特的服务选项的呼叫发起请求，所述独特的服务选项被指配给对延迟敏感的基于分组的应用；
从所述独特的服务选项识别所述呼叫发起请求与所述对延迟敏感的基于分组的应用相关联；以及
执行快速呼叫建立过程，其特征在于：
接收对于分配分组控制功能资源和对于连接所述分组控制功能资源的一个组合请求；
建立A10接口；
响应A10接口之建立，为分组数据会话分配分组控制功能资源；以及
响应所述分组控制功能资源之分配，为所述分组数据会话连接所述分组控制功能资源。
21.如权利要求20所述的操作无线网络的方法，其中由分组控制功能单元执行所述分配分组控制功能资源的步骤。
22.如权利要求20所述的操作无线网络的方法，其中所述A10接口在分组控制功能单元与分组数据服务节点(PDSN)之间建立。
23.一种操作无线网络的方法，包括以下步骤：
接收包含独特的服务选项的呼叫发起请求，所述独特的服务选项被指配给对延迟敏感的基于分组的应用；
从所述独特的服务选项识别所述呼叫发起请求与所述对延迟敏感的基于分组的应用相关联；以及
执行快速呼叫建立过程，其特征在于：
建立A10接口；
与分配和连接分组控制功能资源同时，执行信道指配过程；以及
响应所述A10接口之建立并响应所述信道指配过程之执行，发起服务连接请求。
24.如权利要求23所述的操作无线网络的方法，其中所述A10接口在分组控制功能单元与分组数据服务节点之间建立。
25.如权利要求23所述的操作无线网络的方法，其中所述信道指配过程在呼叫处理器与移动台之间执行。
26.如权利要求23所述的操作无线网络的方法，其中所述服务连接请求通过路由代理产生。
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