專利名稱：移動通信系統(tǒng)中減小呼叫建立時延的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信中的呼叫建立方法，尤其涉及第三代移動通信系統(tǒng)中的呼叫建立方法，以有效地減小呼叫建立時間。
背景技術：
在移動通信中，從一移動臺發(fā)出呼叫請求一直到與被呼叫方建立連接，需要移動臺、基站、無線網絡控制器和核心網等之間交換一定量的信息，以便在主叫臺與被叫臺之間建立通信鏈路，這種建立需要一定的持續(xù)時間。從通信質量上來說，這種持續(xù)時間越短，質量越高。當然對于普通的通信服務來說，這種質量的降低有時還可以容忍，然而對于某些對這種接續(xù)時延敏感的業(yè)務，例如交互式游戲、或者VOIP等業(yè)務來說，目前的移動通信系統(tǒng)中，尤其是第三代移動通信系統(tǒng)的呼叫建立時延顯得較長(一般達到6-10秒)，已在很大程度上影響了這類業(yè)務的質量。
圖1示出了目前的第三代移動通信系統(tǒng)中主叫端的呼叫建立信令流程的示意圖；圖2示出了目前的第三代移動通信系統(tǒng)中被叫端的呼叫建立信令流程。如圖1所示，以VOIP業(yè)務中的一個典型業(yè)務即移動按鍵通話PoC業(yè)務為例。當主叫端發(fā)出呼叫請求之后，在作為主叫端的移動臺UE、基站NodeB、無線網絡控制器RNC和核心網CN之間需要進行一系列的動作，以完成呼叫建立。目前的呼叫建立主要包括三個過程過程1無線資源控制(RRC)連接建立；過程2非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程；以及過程3無線接入承載(RAB)建立過程。
RRC連接建立過程的目的在于在移動臺和陸地無線接入網之間建立專用的信令連接通道，以通過空中接口在移動臺UE與陸地無線接入網之間以及移動臺UE與核心網CN之間傳送交互的信令。
NAS信令連接建立過程的目的在于在移動臺UE和核心網CN之間建立信令交互的通道，其主要包括業(yè)務請求(Service Request)、IU接口(無線網絡控制器RNC與核心網CN之間接口)信令連接控制部分(SCCP)建立、鑒權和加密、安全模式(Security Mode)設置、TMSI(臨時移動用戶標識)重分配、PDP(分組數據協(xié)議)激活請求等過程。根據協(xié)議，NAS信令中的鑒權和加密、TMSI重分配等過程可選。
在NAS信令連接建立完成后，開始RAB建立過程。在該過程中，核心網CN發(fā)送RAB分配請求(RAB Assignment Request)消息給無線網絡控制器RNC，無線網絡控制器RNC收到該消息后進行RAB(無線接入承載)到RB(無線承載)的映射，然后對基站NodeB進行無線鏈路(RL，Radio Link)重配置、接入鏈路控制應用部分(ALCAP，Access Link Control Application Part)建立、幀協(xié)議FP(Frame Protocol)同步等操作，然后無線網絡控制器RNC發(fā)送無線承載建立(RB Setup)消息給移動臺UE，移動臺UE收到該消息后配置本端的無線鏈路控制器RLC(Radio LinkController)、媒體接入控制器MAC(Media Access Controller)和物理層等實體，然后移動臺UE發(fā)送RB建立完成(RB Setup Complete)消息給無線網絡控制器RNC，無線網絡控制器RNC在配置好本端的RLC、MAC之后發(fā)送RAB分配響應(RABAssignment Response)消息通知核心網CN，RAB建立成功，核心網CN收到該消息后發(fā)送接受PDP激活(Activate PDP Context Accept)消息給移動臺UE，通知移動臺UE可以開始數據的發(fā)送了，至此，RAB建立成功。
在上述三個過程建立完成后，可進行尋呼(pageing)過程。尋呼(paging)過程用于尋呼被叫，網絡側對尋呼進行調度并在尋呼信道上發(fā)射尋呼信息，移動臺UE采用非連續(xù)方式接收(DRX)尋呼，網絡通過系統(tǒng)消息廣播或其他信令通知移動臺UE DRX周期。3GPP協(xié)議25.331中規(guī)定，空閑模式下的移動臺UE DRX接收周期為{0.64，1.28，2.56，5.12}秒。影響尋呼時延的一個關鍵因素就是DRX周期。具體對于移動按鍵通話PoC業(yè)務而言，此時可以發(fā)送會話發(fā)起協(xié)議SIP邀請消息給會話發(fā)起協(xié)議/網絡協(xié)議核心(SIP/Ipcore)，接著SIP/IPcore路由此消息給PoC服務器，并解析SIP邀請消息。
在主機尋呼過程建立完畢移動通信系統(tǒng)獲得被叫信息后，則進入被叫端的呼叫建立流程，這時可參見圖2。服務通用包無線服務支持節(jié)點(SGSN)開始發(fā)出對被叫移動臺的尋呼。被叫移動臺接收到尋呼消息后，完成RRC連接建立過程，NAS信令連接和信令交互過程，RAB建立過程。然后再響應來自PoC服務器的SIP invite消息，進入PoC會話業(yè)務。因為被叫端的RRC連接建立過程、NAS信令連接建立過程以及RAB建立過程與主叫端對應過程基本相同，僅在上述三個過程之前增加了一個尋呼過程，所以不再重復描述。
通過上面的分析可知，對于VOIP業(yè)務而言整個呼叫的延時是主叫加上被叫的時延，以及SIP邀請消息的傳輸時間。呼叫建立過程涉及到的信令過程比較多，而每次信令交互都需要一定的時間進行傳輸和處理，因而呼叫建立時間較長。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于對已有的移動通信系統(tǒng)中的呼叫建立方法進行改進，提前主叫端的尋呼，縮短呼叫建立的時間，以改善移動通信質量。
申請人發(fā)現(xiàn)在上述傳統(tǒng)的主叫端建立信令流程中，尋呼過程必須在主叫端完成無線資源控制(RRC)連接建立、非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程和無線接入承載(RAB)建立過程之后才能進行。這樣就增加了呼叫建立的時延。但是可以在非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程中添加與被叫有關的信息，比如被叫號碼、被叫位置和被叫路由信息等，這樣就可以在該過程之后無線接入承載(RAB)建立過程之前對被叫進行尋呼。在這一次尋呼中若被叫端處于閑置狀態(tài)，則被叫端進行RRC連接，否則在該次尋呼中不作任何操作。當主叫發(fā)送完SIP邀請后再次對被叫發(fā)起尋呼，被叫接收到這第二次的尋呼后可直接進行NAS信令交互和RAB建立，從而縮短了建立時延。
基于上述原理，本發(fā)明一種移動通信系統(tǒng)中減小主叫端呼叫建立時延的方法，所述移動通信系統(tǒng)包括移動臺、基站、無線網絡控制器、服務通用包無線服務支持節(jié)點和網關通用包無線服務支持節(jié)點，該方法包括無線資源控制連接建立過程、非接入層信令連接建立和交互過程以及無線接入承載建立過程，在所述三個過程完畢后傳輸、解析SIP邀請信息，然后進行尋呼，本發(fā)明的發(fā)明點在于，首先重新處理所述非接入層信令連接建立和交互過程，所述重新處理包括對于所述非接入層直傳消息的業(yè)務請求消息，在所述請求消息內容的業(yè)務類型中添加被叫業(yè)務的標識；在分組數據協(xié)議上下文激活消息中添加被叫電話號碼；所述移動臺向所述SGSN發(fā)送激活分組數據協(xié)議上下文請求信息，所述SGSN收到所述分組數據協(xié)議上下文請求消息，并從中獲得被叫的電話號碼；所述SGSN對所述電話號碼進行號碼分析，與此同時所述SGSN向所述GGSN發(fā)送創(chuàng)建所述分組數據協(xié)議上下文請求消息；所述GGSN收到所述請求消息后，查詢位置服務器主位置寄存器HLR，對被叫用戶進行認證，認證成功后發(fā)送所述創(chuàng)建分組數據協(xié)議上下文請求響應給所述SGSN；所述SGSN從所述位置服務器HLR中獲得被叫的位置信息和路由信息，在獲得所述被叫號碼的分析結果和被叫的位置信息和路由區(qū)域后發(fā)出對被叫的第一次尋呼指示；修改尋呼信息，在所述尋呼信息的尋呼原因中附加被叫業(yè)務的提示；然后，根據被叫移動臺的空閑狀態(tài)設定所述尋呼消息的類型，將部分尋呼過程提前到所述無線承載建立過程之前并分開處理不同尋呼類型的尋呼業(yè)務。
在上述方法中，所述設定尋呼消息的類型，提前部分尋呼過程并對此分開處理的過程具體包括在所述第一次尋呼指示中，若所述被叫移動臺處于閑置狀態(tài)，則設定所述尋呼消息為類型一，否則設定所述尋呼消息為類型二；在被叫端收到所述第一次尋呼指示后，若所述尋呼消息為類型一，則進行被叫端的無線資源控制連接，完成對所述被叫端的尋呼，若所述尋呼消息為類型二，則暫時不作處理；若所述尋呼消息為類型二，則所述主叫端在發(fā)送SIP(請?zhí)峁┲形男g語)邀請后將發(fā)送第二次發(fā)送尋呼指示給所述被叫移動臺，所述被叫接收到所述第二次尋呼指示后即開始進行被叫端的非接入層信令連接建立和交互以及無線接入承載建立過程，完成對所述被叫端的尋呼。
在上述方法中，所述分組數據協(xié)議上下文請求信息包括接入節(jié)點名稱、分組數據協(xié)議地址、服務質量和被叫號碼。
在上述方法中，所述號碼分析可以在SGSN的內部實現(xiàn)。
在上述方法中，所述號碼分析可以由SGSN把所述號碼送到移動切換中心實現(xiàn)。
在上述方法中，所述被叫業(yè)務包括交互式游戲業(yè)務、緊急語音呼叫業(yè)務、無線按鍵通話業(yè)務、基本語音呼叫業(yè)務、基本分組域業(yè)務、基本流業(yè)務和交互業(yè)務。
在上述方法中，所述移動臺的本端實體包括本端的無線鏈路控制器、媒體接入控制器和物理層。
在上述方法中，所述無線網絡控制器的本端實體包括本端的無線鏈路控制器和媒體接入控制器。
由于本發(fā)明將被叫業(yè)務相關的信息，比如業(yè)務類型、被叫號碼或者被叫路由等，在非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程中被預先處理，本發(fā)明提供的方法相對現(xiàn)有方法來說，就可以把原來需要在第三過程即無線接入承載(RAB)建立之后才進行的尋呼部分提前至第二過程即非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程之后進行。在進行提前尋呼時，當被叫移動臺處于閑置狀態(tài)時，被叫端可進行RRC連接操作，主叫端尋呼完畢。否則，在主叫發(fā)送SIP邀請后再次發(fā)送尋呼指示給被叫移動臺時，被叫端直接進行NAS信令交互和RAB建立，主叫端尋呼完畢。這樣被叫端能提前進行RRC連接，節(jié)省了這一步操作所需的時間，從而有效節(jié)省了呼叫建立的時延。


圖1是傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中主叫端的呼叫建立信令流程的示意圖。
圖2是傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中被叫端的呼叫建立信令流程的示意圖。
圖3是本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中主叫端的呼叫建立信令流程的示意圖。
圖4是本發(fā)明的呼叫步驟的詳細示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的呼叫建立過程的實施例。
如圖3所示，其示出了本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中主叫端的呼叫建立信令流程的示意圖。
對比圖1和圖3可知，在整個建立過程中，第一過程無線資源控制(RRC)連接建立、第三過程無線接入承載(RAB)建立過程，兩者是相同的，為節(jié)省篇幅和突出本發(fā)明的實質性特征，對該兩過程不再作詳細的描述，我們相信，本領域的普通技術人員可以根據目前的公知技術得以了解和實現(xiàn)。
本發(fā)明的改進點在于上述的過程二即非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程。如上所述，本發(fā)明的構思是基于在主叫端中提前部分尋呼進程并根據當時被叫移動臺的閑置與否分情況處理尋呼消息。在傳統(tǒng)的方法中主叫端中尋呼是發(fā)生在三個過程完成之后。本發(fā)明在第二階段預置被叫相關信息，可以在第三過程之前提前發(fā)出對被叫端的尋呼指示，當被叫移動臺處于閑置狀態(tài)時，被叫端可進行RRC無線資源控制連接操作，完成對被叫端的尋呼；否則，在主叫發(fā)送SIP邀請后再次發(fā)送尋呼指示給被叫移動臺時，被叫端直接進行NAS信令交互和RAB建立，完成對被叫端的尋呼。這樣被叫端能提前進行RRC連接，可以減少主叫呼叫時延。
請參見圖3與圖4，與圖1的方法相比，本發(fā)明的主叫端呼叫建立過程中，首先對非接入層(NAS)信令連接建立和非接入層(NAS)信令交互過程中的某些步驟進行了重新處理，預置了尋呼相關的信息，該處理包括了對于所述非接入層直傳消息的業(yè)務請求消息，在所述請求消息內容的業(yè)務類型中添加被叫業(yè)務的標識；在分組數據協(xié)議上下文激活消息中添加被叫電話號碼；所述移動臺向所述SGSN發(fā)送激活分組數據協(xié)議上下文請求信息，所述SGSN收到所述分組數據協(xié)議上下文請求消息，并從中獲得被叫的電話號碼；所述SGSN對所述電話號碼進行號碼分析，與此同時所述SGSN向所述GGSN發(fā)送創(chuàng)建所述分組數據協(xié)議上下文請求消息；所述GGSN收到所述請求消息后，查詢位置服務器HLR(請?zhí)峁┲形男g語)，對被叫用戶進行認證，認證成功后發(fā)送所述創(chuàng)建分組數據協(xié)議上下文請求響應給所述SGSN；所述SGSN從所述位置服務器HLR中獲得被叫的位置信息和路由信息，在獲得所述被叫號碼的分析結果和被叫的位置信息和路由區(qū)域后發(fā)出對被叫的尋呼；修改尋呼信息，在所述尋呼信息的尋呼原因中附加被叫業(yè)務的提示，并根據被叫移動端自身所處的狀態(tài)對尋呼消息進行分類。當被叫用戶端處于閑置狀態(tài)時，設置此時的尋呼消息為尋呼類型一，當其處于工作狀態(tài)時，設置該尋呼消息為尋呼類型二。
被叫收到該尋呼指示后，根據尋呼消息的分類來分情況處理尋呼消息。具體實現(xiàn)為當接收的尋呼消息為類型一時，被叫端進行RRC無線資源控制連接操作；當接收的尋呼消息為類型二時，被叫端不作任何處理。
主叫端在無線接入承載RAB建立完成之后發(fā)送SIP邀請消息給SIP/IPcore，接著SIP/IPcore路由此消息給PoC服務器，在其中解析SIP邀請消息。同時SGSN再次發(fā)起尋呼指示給被叫移動臺，此時尋呼消息中的類型一定是尋呼類型二。被叫在收到這一次尋呼指示后，不需進行RRC無線資源控制連接操作這一步驟，而直接開始非接入層(NAS)信令連接建立和交互過程以及無線接入承載(RAB)建立過程，于是對被叫端的尋呼操作完成。當被叫端的三個步驟完成后才響應來自PoC server的SIP invite消息，進入PoC會話業(yè)務中。
在一個具體實施例中，這些特定的被叫業(yè)務可以是交互式游戲業(yè)務、緊急語音呼叫業(yè)務、無線按鍵通話業(yè)務、基本語音呼叫業(yè)務、基本分組域業(yè)務、基本流業(yè)務和交互業(yè)務等。而在本實施例中是借移動按鍵通話PoC業(yè)務來描述的。
在本實施例中，分組數據協(xié)議PDP上下文請求信息包括APN、分組數據協(xié)議地址、服務質量和被叫號碼。而SGSN可以在其內部對從數據協(xié)議上下文請求消息中獲得的電話號碼進行號碼分析，也可以將號碼送到MSC中進行分析。在這里，移動臺的本端實體可以是本端的無線鏈路控制器、媒體接入控制器和物理層。無線網絡控制器的本端實體包括本端的無線鏈路控制器和媒體接入層。
權利要求
1一種移動通信系統(tǒng)中減小主叫端呼叫建立時延的方法，所述移動通信系統(tǒng)包括移動臺、基站、無線網絡控制器、服務通用包無線服務支持節(jié)點和網關通用包無線服務支持節(jié)點，該方法包括無線資源控制連接建立過程、非接入層信令連接建立和交互過程以及無線接入承載建立過程，在所述三個過程完畢后傳輸、解析會話發(fā)起協(xié)議邀請信息，然后進行尋呼，其特征在于，首先重新處理所述非接入層信令連接建立和交互過程，所述重新處理包括對于所述非接入層直傳消息的業(yè)務請求消息，在所述請求消息內容的業(yè)務類型中添加被叫業(yè)務的標識；在分組數據協(xié)議上下文激活消息中添加被叫電話號碼；所述移動臺向所述服務通用包無線服務支持節(jié)點發(fā)送激活分組數據協(xié)議上下文請求信息，所述服務通用包無線服務支持節(jié)點收到所述分組數據協(xié)議上下文請求消息，并從中獲得被叫的電話號碼；所述服務通用包無線服務支持節(jié)點對所述電話號碼進行號碼分析，與此同時所述服務通用包無線服務支持節(jié)點向所述網關通用包無線服務支持節(jié)點發(fā)送創(chuàng)建所述分組數據協(xié)議上下文請求消息；所述網關通用包無線服務支持節(jié)點收到所述請求消息后，查詢位置服務器主位置寄存器，對被叫用戶進行認證，認證成功后發(fā)送所述創(chuàng)建分組數據協(xié)議上下文請求響應給所述服務通用包無線服務支持節(jié)點；所述服務通用包無線服務支持節(jié)點從所述位置服務器主位置寄存器中獲得被叫的位置信息和路由信息，在獲得所述被叫號碼的分析結果和被叫的位置信息和路由區(qū)域后發(fā)出對被叫的第一次尋呼指示；修改尋呼信息，在所述尋呼信息的尋呼原因中附加被叫業(yè)務的提示，所述重新處理完畢；然后，根據被叫移動臺的空閑狀態(tài)設定所述尋呼消息的類型，將部分尋呼過程提前到所述無線承載建立過程之前并分開處理不同尋呼類型的尋呼業(yè)務。
2根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述設定尋呼消息的類型，提前部分尋呼過程并對此分開處理的過程具體包括在所述第一次尋呼指示中，若所述被叫移動臺處于閑置狀態(tài)，則設定所述尋呼消息為類型一，否則設定所述尋呼消息為類型二；在被叫端收到所述第一次尋呼指示后，若所述尋呼消息為類型一，則進行被叫端的無線資源控制連接，完成對所述被叫端的尋呼，若所述尋呼消息為類型二，則暫時不作處理；若所述尋呼消息為類型二，則所述主叫端在發(fā)送會話發(fā)起協(xié)議，邀請后將發(fā)送第二次發(fā)送尋呼指示給所述被叫移動臺，所述被叫接收到所述第二次尋呼指示后即開始進行被叫端的非接入層信令連接建立和交互以及無線接入承載建立過程，完成對所述被叫端的尋呼。
3根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分組數據協(xié)議上下文請求信息包括接入節(jié)點名稱、分組數據協(xié)議地址、服務質量和被叫號碼。
4根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述號碼分析可以在服務通用包無線服務支持節(jié)點的內部處理。
5根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述號碼分析可以由服務通用包無線服務支持節(jié)點把所述號碼送到移動切換中心處理。
6根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述被叫業(yè)務包括交互式游戲業(yè)務、緊急語音呼叫業(yè)務、無線按鍵通話業(yè)務、基本語音呼叫業(yè)務、基本分組域業(yè)務、基本流業(yè)務和交互業(yè)務。
7根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述移動臺的本端實體包括本端的無線鏈路控制器、媒體接入控制器和物理層。
8根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線網絡控制器的本端實體包括本端的無線鏈路控制器和媒體接入控制器。
全文摘要
本發(fā)明是移動通信系統(tǒng)中減少呼叫建立時延的方法。目前的呼叫建立時延較長，很大程度上影響對接續(xù)時延敏感的業(yè)務質量。造成建立時間較長的一個原因是主叫端必須在完成所有過程后才能發(fā)出對被叫端的尋呼。本發(fā)明把尋呼業(yè)務的相關信息在非接入層信令連接建立和交互過程中預先處理，從而在該過程之后立即進行尋呼，并根據被叫端的閑置與否分開處理尋呼消息，節(jié)省了RRC無線資源控制建立過程，縮短了被叫等待主叫尋呼的時間，進而縮短了整個呼叫建立過程的時延。
文檔編號H04W76/02GK1972501SQ200510110790
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權日2005年11月25日
發(fā)明者吳濤, 呂玲, 許佰魁 申請人:展訊通信(上海)有限公司