CN1968534B - 用于在移动通信系统中连接重建的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是用于移动通信系统中连接重建的方法，包括：一个步骤，其中负责向处于空闲模式的移动台发起寻呼过程的网络实体发送携带涉及所述移动台的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息的寻呼请求；一个步骤，其中，在接收到所述寻呼请求时，负责在寻呼区域中通过无线接口进行通信的网络实体，存储所述移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息并通过所述无线接口发送寻呼消息；一个步骤，其中通过所述无线接口从所述移动台接收对所述寻呼消息的响应的网络实体使用所述存储的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息，用于针对所述移动台通过所述无线接口的所述连接重建。

Description

用于在移动通信系统中连接重建的方法
技术领域
本发明一般地涉及移动通信系统。
背景技术
一般地，移动通信系统是标准化的；因此能够在由相应的标准化组织出版的相应标准中发现关于这样的系统的细节。
简单地回顾这样的系统，如3GPP(2G-3G)系统，
移动台(MS)，也称作用户设备(UE)，
无线接入网络(RAN)，包含基站(BS)(也称作节点B)，和基站控制器(BSC)(也称作无线网络控制器(RNC))，
核心网络(CN)，包含若干实体，具体来说，例如用于电路交换(CS)域的移动交换中心(MSC)，和用于分组交换(PS)域的服务GPRS支持节点(SGSN)。
回顾在这样的系统中，与移动台建立连接需要建立信令(或控制平面)连接和用户平面连接。
同样回顾，从移动性管理(MM)的角度来看，对于CN PS域，当为移动台建立了信令连接时，该移动台从所谓的空闲模式转移到所谓的连接模式，或由于例如移动台的休止状态(inactivity)而使得释放了信令连接时，该移动台从连接模式转移回空闲模式。
同样回顾在空闲模式中，CN仅在一组小区的精确度内明了移动台，上述小区也称作位置区域(LA)，或在PS域的情况下称作路由区域(RA)，且在与处于空闲模式的移动台建立连接之前需要寻呼过程。
在分组连接的情况中，当用户平面连接上没有足够活动性时，可以由网络释放信令连接。如果又有一些活动性，那么问题就是由连接的重新建立所引入的延迟，依照通常过程，上述连接的重新建立是一个相对长的过程，需要相对多的步骤，如现在联系图1中所回顾的。
在步骤1，负责发起寻呼过程的网络实体，或寻呼发起者(例如SGSN)将寻呼请求发送给负责向先前已定位有MS/UE的位置区域(LA)或路由区域(RA)的全部BS/节点B转发寻呼请求的网络实体或寻呼分配者(例如RNC或BSC/PCU(分组控制单元))。
在步骤2，每个寻呼分配者向先前已定位有MS/UE的位置区域(LA)或路由区域(RA)的全部BS/节点B转发寻呼请求。
在步骤3，通过无线接口从LA/RA的每个BS/节点B发送寻呼消息。这些消息包含待寻呼MS/UE的身份。
在步骤4，由MS/UE向BS/节点B或服务BS/节点B发送寻呼响应。利用在寻呼消息中使用的UE/MS身份的值，UE应答该寻呼请求。
在步骤5，在MS/UE和服务BS/节点B之间建立信令连接或RRC(无线资源控制)连接。
在步骤6，由服务BS/节点B将MS/UE的寻呼响应转发到寻呼分配者，且进一步由该寻呼分配者转发到寻呼发起者。
在步骤7，由寻呼发起者(例如SGSN)将安全模式命令发送到服务BS/节点B，以建立MS/UE的移动性和安全性(MM)上下文(该安全模式命令携带如加密和完整性密钥的参数，和所允许的算法)。
在步骤8，服务BS/节点B命令MS/UE应用从寻呼发起者(例如SGSN)接收到的安全参数并且协商安全算法。尽管没有在图1中明确地举例说明，步骤8包含：第一步骤，其中服务BS/节点B向MS/UE发送安全模式命令；和第二步骤，其中MS/UE向服务BS/节点B发送安全模式响应。
在步骤9，在从服务BS/节点B到寻呼发起者(SGSN)的响应中发送安全模式完成。
在步骤10，RAB(无线接入承载)分配请求从寻呼发起者(SGSN)发送给服务BS/节点B(该分配请求包含这样的参数，如描述将为MS/UE建立的承载的QoS属性的参数)。
在步骤11，针对用户平面连接，在服务BS/节点B和MS/UE之间建立RB(无线承载)。尽管没有在图1中明确地举例说明，但步骤11包含：第一步骤，其中服务BS/节点B向MS/UE发送无线承载建立请求；和第二步骤，其中MS/UE向服务BS/节点B发送无线承载建立完成。
在步骤12，RAB分配响应从服务BS/节点B发送到寻呼发起者(SGSN)。
在步骤13，MS/UE能够真正地接收数据。
图2旨在举例说明对于依照如图1中回顾的在先技术的方法，建立延迟的计算的实例。
用于这个实例中的延迟计算的假设如下：
传输时间：
在CN和BS/ENB之间(由于微波传送)：5ms
从BS/ENB到BS/ENB(由于2跳(hop)微波)：8ms
空中接口(假设RRC消息能够在1个TTI(传输时间间隔)内传输)：0.5ms
处理时间：
用于RRC消息的UE内部处理时间：10ms
用于信令消息的ENB内部时间：10ms(假设与在UE/MS内的RRC处理时间相同)
用于信令消息的寻呼发起者(CN)内部处理时间：10ms(假设与在UE/MS内的RRC处理时间相同)
在这个实例中，能够看到在MS/UE处的全部延迟是165ms。
如由本发明所认识到的，这样的过程不是优化的，特别地，它导致了在无线接口上由MS/UE接收到寻呼(由于如IP分组的进入数据)到MS/UE真正地接收到这个数据(IP分组)的时刻之间的太长的延迟。
如进一步由本发明所认识到的，这样的过程不适于未来一代网络和服务架构演进的上下文，因为其中一个主要的目标就是减小建立延迟和用户平面等待时间。
如进一步由本发明所认识到的，尤其需要减小将MS/UE从空闲模式转移到称作激活模式的模式的时间，其中在激活模式MS/UE真正接收由网络发送的数据。
如进一步由本发明所认识到的，尤其需要对网络发起将UE/MS从空闲转移到激活模式的过程进行优化，用于IMS(IP多媒体子系统)服务。确实，凭借网络发送呼叫发起消息(INVITE)或即时消息(MESSAGE)的可能性，网络发起将UE/MS从空闲转换到激活模式的过程变得更加的频繁和具有更为迫切的实时要求。
发明内容
本发明特别地能够解决部分或全部的上述问题，或避免部分或全部上述的缺点。更一般地，本发明能够改进在这样的系统中的服务质量。
在本发明的一个方面，这些和其他目的通过用于在移动通信系统中连接重建的方法实现，该方法包含：
一个步骤，其中负责向处于空闲模式的移动台发起寻呼过程的网络实体发送携带涉及所述移动台的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息的寻呼请求，
一个步骤，其中在接收到所述寻呼请求时，负责在寻呼区域中通过无线接口进行通信的网络实体，存储所述移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息并通过所述无线接口发送寻呼消息，
一个步骤，其中通过所述无线接口从所述移动台接收对所述寻呼请求的响应的网络实体使用所述存储的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息，用于针对所述移动台通过所述无线接口的所述连接重建。
在本发明的另一个方面，这些和其他目的通过用于移动通信系统的网络实体实现，该网络实体包括：
用于向处于空闲模式的移动台发送寻呼请求的装置，所述寻呼请求携带涉及所述移动台的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息。
在本发明的另一个方面，这些和其他目的通过用于移动通信系统的网络实体实现，该网络实体包括：
装置，用于，在接收到携带涉及移动台的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息的寻呼请求时，存储涉及所述移动台的所述移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息。
在本发明的另一个方面，这些和其他目的通过用于移动通信系统的网络实体实现，该网络实体包括：
装置，用于，在从移动台接收到对寻呼消息的响应时，使用存储的涉及这个移动台的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息，用于针对所述移动台通过无线接口的连接重建。
附图说明
从如下结合附图进行的描述中，本发明的这些和其他目的将变得更加显而易见：
图1旨在回顾用于依照在先技术的连接建立的方法的实例；
图2旨在举例说明使用依照图1中所回顾的在先技术的方法的建立延迟；
图3旨在举例说明用于依照本发明的连接建立的方法的实例；
图4旨在举例说明使用依照本发明的方法(例如如图3中所举例说明的)的建立延迟。
具体实施方式
本发明也可以如下解释。
本发明特别地提出由BS/节点B(或在未来一代网络的上下文中ENB(增强的节点B))接收的寻呼请求包含(与待寻呼的UE的身份一起)用于该UE/MS的移动性管理(身份码、安全....)和无线承载上下文。全部BS/节点B/ENB在通过无线接口发送寻呼消息之前存储这些信息。因此UE/MS出现在其上的BS/节点B/ENB(在其上UE/MS应答寻呼请求)能够立即重新建立与UE/MS的安全链路和用于UE/MS的无线承载，而不用必须等待来自寻呼发起者的显式请求。
换句话说，本发明提出了用于连接重建的方法，包括：
一个步骤，其中负责向处于空闲模式的移动台发起寻呼过程的网络实体发送携带涉及所述移动台的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息的寻呼请求，
一个步骤，其中在接收到所述寻呼请求时，负责在寻呼区域中通过无线接口进行通信的网络实体，存储所述移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息并通过所述无线接口发送寻呼消息，
一个步骤，其中通过所述无线接口从所述移动台接收对所述寻呼请求的响应的网络实体使用所述存储的移动性管理上下文信息和/或服务管理上下文信息，用于针对所述移动台通过所述无线接口的所述连接重建。
特别地，所述移动性管理上下文信息可以包含至少一种在包含有：安全信息、用户身份码、用户访问权利(例如用于切换时的小区选择)等的组中的信息。
特别地，所述安全信息可以包含加密和完整性密钥。
特别地，所述服务管理上下文信息可以包含待为所述移动台建立的承载的QoS属性。
特别地，所述移动性管理上下文信息可以包含作为为所述移动台执行的最近认证事件的结果而在网络中存储的信息。
特别地，所述服务管理上下文信息可以包含作为针对所述移动台的由所述网络接收的服务请求的结果而在网络中存储的信息。
优选地，本方法进一步包含：
一个步骤，其中如果所述网络实体在定时器溢出的时刻没有从所述移动台接收到对所述寻呼消息的响应，则在所述定时器溢出的时刻，删除这样存储的信息。
依照本发明的方法的实例在图3中举例说明。
在步骤21，负责发起寻呼过程的网络实体，或寻呼发起者(例如SGSN或长期演进网络中的同等设备)将寻呼请求发送给负责向先前已定位有MS/UE的位置区域(LA)或路由区域(RA)或跟踪区(TA)(TA是覆盖具体术语LA/RA的更一般的术语)的全部BS/节点B/增强节点B转发寻呼请求的网络实体，或寻呼分配者(例如RNC或用于传统网络的PCU(分组控制单元)/BSC)。
与图1中所回顾的在先技术中的情况相反地，这个寻呼请求携带关于如下的信息：
MM上下文：要寻呼的UE/MS的移动和安全上下文(如用户身份、在切换时对小区选择的用户权利、作为UE/MS最近认证的结果在网络和UE/MS之间协商的加密和完整性密钥的信息)
SM上下文：服务上下文(例如稍后将为UE建立的具有其QoS参数的无线承载(RB))
在步骤22，每个寻呼分配者向先前已定位有MS/UE的位置区域(LA)或路由区域(RA)或跟踪区域(TA)的全部BS/节点B转发寻呼请求。
在步骤22’，每个BS/ENB临时地存储与UE/MS关联的MM和SM上下文。每个BS/ENB将一个定时器与该存储关联。如果在这个定时器溢出时，UE/MS还没有出现在本地小区中，将无声地删除与UE/MS关联的上下文信息，如在步骤22”处所举例说明的。
在步骤23，通过无线接口从LA/RA的每个BS/节点B发送寻呼消息。这些消息包含待寻呼MS/UE的身份。
在步骤24，由MS/UE向BS/节点B或服务BS/节点B发送寻呼响应。利用在寻呼消息中使用的UE/MS的身份的值，UE应答该寻呼请求。
在步骤25，在MS/UE和服务BS/节点B之间建立信令连接，或RRC(无线资源控制)连接。
在步骤26，由服务BS/节点B向控制这个服务BS/节点B的寻呼分配者转发MS/UE的寻呼响应，且进一步通过这个寻呼分配者转发到寻呼发起者。
在步骤27，服务BS/ENB重新得到：
与MS/UE关联的移动和安全性(MM)上下文；
与MS/UE关联的服务(SM)上下文(例如无线承载)。
在步骤28，服务BS/ENB使用来自重新得到的MM上下文的相应信息命令MS/UE来应用安全模式命令。
在步骤29，使用来自重新得到的SM上下文的相应信息，在服务BS/ENB和MS/UE之间建立RB(用于用户平面连接)。
如在步骤30和31处所举例说明的，MS/UE可以真正接收数据。
因此，与图1中所回顾的在先技术相反，安全和RB建立的过程不是由通常存储MM和SM上下文信息的寻呼发起者(例如SGSN)发起的，而是由借助于寻呼过程涉及所考虑的MS/UE的MM和SM上下文信息所传输到的服务BS/ENB发起。因此，与图1中回顾的在先技术相反，对于服务BS/ENB来说不需要等待来自寻呼发起者(例如SGSN)的请求，因此缩短了全部的过程。
图4旨在举例说明使用依照本发明的方法(例如如图3中所举例说明的)的建立延迟的计算的实例。对于延迟计算的假设与图2中的一样。
能够看到在这个实例中，对于MS/UE的全部延迟是84.5ms(其比使用依照图1和2中所回顾的在先技术的方法的165ms短得多)。
因此，当网络已得到发送给移动台的数据且MS/UE处于空闲模式时，比在先技术中短得多的时间来唤醒MS/UE。这允许减少建立连接所需的延迟，特别地，减少建立会话如IMS会话所需的延迟。
本发明目的也包括具有包含用于实现依照本发明的方法(例如上面结合图3所公开的)的网络实体。
上述装置的详细实现不会对本领域熟悉的人员造成任何特别的问题，因此对于本领域熟悉的人员，这样的装置不需要比上文通过其功能已进行的更为完全的公开。

Claims (9)

1.一种用于在移动通信系统中连接重建的方法，包含：
一个步骤，其中负责向处于空闲模式的移动台发起寻呼过程的第一网络实体向多个第二网络实体发送携带涉及所述移动台的移动性管理上下文信息和服务管理上下文信息的寻呼请求；
一个步骤，其中在接收到所述寻呼请求时，负责在寻呼区域中通过无线接口进行通信的所述多个第二网络实体存储所述移动性管理上下文信息和服务管理上下文信息并通过所述无线接口发送寻呼消息；
一个步骤，其中在所述多个第二网络实体中的一个第二网络实体通过所述无线接口从所述移动台接收到对所述寻呼消息的响应时，使用所述存储的移动性管理上下文信息和服务管理上下文信息，用于针对所述移动台通过所述无线接口的所述连接重建。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动性管理上下文信息包含至少一种在包含有：安全信息、用户身份、用户访问权利的组中的信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述安全信息包含加密和完整性密钥。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述服务管理上下文信息包含待为所述移动台建立的承载的QoS属性。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动性管理上下文信息包含作为为所述移动台执行的最近认证事件的结果而在网络中存储的信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述服务管理上下文信息包含作为用于所述移动台的由所述网络接收的服务请求的结果而在网络中存储的信息。
7.根据权利要求1所述的方法，包含：
一个步骤，其中如果所述第二网络实体在定时器溢出的时刻没有从所述移动台接收到对所述寻呼消息的响应，则在所述定时器溢出的时刻，所述第二网络实体删除这样存储的信息。
8.一种用于移动通信系统的网络实体，包含：
用于在接收到携带涉及移动台的移动性管理上下文信息和服务管理上下文信息的寻呼请求时，存储涉及所述移动台的所述移动性管理上下文信息和服务管理上下文信息，并通过无线接口发送寻呼消息的装置；以及
用于在从所述移动台接收到对所述寻呼消息的响应时，使用存储的涉及所述移动台的移动管理上下文信息和服务管理上下文信息，用以针对所述移动台通过无线接口的连接重建的装置。
9.根据权利要求8所述的网络实体，包含：
用于如果所述网络实体在定时器溢出的时刻没有从所述移动台接收到对寻呼消息的响应，在所述定时器溢出的时刻，删除这样存储的信息的装置。
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