CN101651506B - 一种地震海啸预警***主要通知消息的发送及接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地震海啸预警***ETWS主要通知消息的发送方法,基站在收到ETWS主要通知消息后,在当前的***消息修改周期内发送寻呼消息给终端,寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息部分;基站在下一个***消息修改周期,广播包含有ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息。本发明还公开了一种ETWS主要通知消息的接收方法,终端接收寻呼消息,读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分;在下一个***信息修改周期接收并读取携带ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息,验证基本信息是否真实。本发明只对基站和终端进行少量修改,实现ETWS主要消息通知在4秒内到达终端的时延要求。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种地震海啸预警***主要通知消息的发送及接收方法。
背景技术
为了积极应对地震海啸等自然灾害,有必要建立一套ETWS(Earthquakeand Tsunami Waming System,地震海啸预警***)。通过使用这个***,可以在发生地震海啸自然灾害的时候,及时的给用户发送灾害相关的信息,从而减轻地震海啸自然灾害的对人类的影响。
图1是一个PLMN(public land mobile network,公众陆地移动电话网)运营商通过ETWS***给用户提供地震海啸预警服务的网络结构图。当灾害事件即将发生或发生后,政府或其它机构向PLMN运营商发布警报通知,PLMN运营商通过虚框所包含的ETWS***向广大用户发送警报通知消息。根据紧急程度和目的的不同,警报通知消息可以分为两种类型:第一种类型的通知消息称之为主要通知消息(Primary notification),这个消息中有最重要的灾害信息(如:地震或海啸即将发生),要求***在4秒内将这个消息传递给用户;第二种类型的通知消息称之为次要通知消息(SecondaryNotification),这个消息包含与灾害相关的辅助信息(如:可以在哪里获得援助等),要求***在10秒到30秒将消息传递给用户。主要通知消息由基本信息和安全信息两部分组成,基本信息包含了预警类型,预警区域等内容,有5个字节的长度;安全信息部分是为基本信息提供数字签名和时间戳,大约有50个字节长。在LTE(Long Term Evolution,长期演进)***中,ETWS***可以采用CBS(Cell Broadcast Service,小区广播业务)核心网实现,其网元组成和接口如图2所示,CBC(Cell Broadcast Center,小区广播短消息中心)通过EPS(Evolution Packet System,演进的分组***)将数据发往各终端。在空中接口(基站与终端之间的接口),一般的***消息更新过程为,当有***消息发生变更时,基站在下一个***消息修改周期,通过寻呼信道向用户发起寻呼,在PDSCH(Physical Downlink Share Channel,物理下行共享信道)上通过SIBl(System Information Block1,***信息块1)指示修改后的SIB和SI(System Information,***信息)之间的映射关系以及SI的调度周期,在分组专用控制信道PDCCH(Physical Downlink Control Channel,物理下行控制信道)上指示SI所使用的时间频率资源。在ETWS***中,对终端的寻呼可以采取特殊的IMSI(International Mobile Subscriber Identifier,国际移动用户识别码),即ETWS IMSI。由于***消息修改周期一般会超过5秒的时间,所以寻呼终端就有可能在5秒以后。如果采用一般的***消息更新过程,将ETWS主要通知消息传递给终端,不能确保满足主要通知消息4秒内到达终端的时延要求。
目前的一种解决方案是,直接采用寻呼消息方式携带主要通知消息的基本信息部分和安全信息部分。但由于主要通知消息的内容比较大,所以采用这种方式会导致主要通知消息的分段和对现有寻呼消息结构的修改等问题,对***修改比较多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提出一种地震海啸预警***主要通知消息的发送及接收方法,克服现有的方法导致主要通知消息的分段和对现有寻呼消息结构的修改的问题,且能够满足地震海啸预警***主要通知消息在4秒内到达终端的要求。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种地震海啸预警***ETWS主要通知消息的发送方法,基站在收到ETWS主要通知消息后,在当前的***消息修改周期内发送寻呼消息给终端,所述寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息部分;基站在收到ETWS主要通知消息的下一个***消息修改周期,广播包含有ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息。
进一步地,当基站收到ETWS主要通知消息后,立即在终端寻呼时机发送寻呼消息给终端。
进一步地,基站发送所述寻呼消息的时间至少持续一个***消息修改周期,基站对终端的寻呼结束时间由核心网侧网元决定。
进一步地,发给终端的寻呼消息中的国际移动用户识别码IMSI为ETWSIMSI,其移动通信国家码MCC为901,移动网络码MNC为08。
进一步地,若基站在***消息修改周期n发送寻呼消息,在***消息修改周期n+1广播携带ETWS主要通知消息安全信息部分的***信息块SIB。
进一步地,基站在收到ETWS主要通知消息的下一个***消息修改周期,开始增加***消息中***信息块1SIB1中的携带ETWS主要通知消息的SIB向***信息SI映射的映射信息以及调度周期;并在所述调度周期到达时,在物理下行控制信道PDCCH指示所述映射的SI的时间频率位置,并在物理下行共享信道PDSCH上广播包括所述SI的***消息。
为了解决上述技术问题,本发明还提供一种地震海啸预警***主要通知消息的接收方法,终端接收寻呼消息,读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分;终端在下一个***信息修改周期接收并读取携带ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息,验证基本信息是否真实。
进一步地,若终端收到多个所述寻呼消息,则忽略除第一个以外的寻呼消息,所述多个寻呼消息在一个***消息调度周期内,或者是跨越连续的***消息调度周期。
进一步地,终端接收寻呼消息,若接收到的寻呼消息IMSI为ETWS IMSI,确定此寻呼为ETWS寻呼,则读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分。
进一步地,终端读取所述寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分后,在终端界面上立即显示ETWS主要通知消息基本信息部分内容。
进一步地,终端在接收到所述寻呼消息的下一个***信息修改周期,接收并读取SIB1中的携带ETWS主要通知消息的SIB向SI映射的映射信息以及调度周期;通过监听PDCCH信息,确定所述映射的SI的时间频率位置,通过PDSCH接收并读取ETWS主要通知消息安全信息部分。
通过本发明提供的技术方案,只对基站和终端进行少量修改,实现ETWS主要消息通知在4秒内到达终端的时延要求。
附图说明
图1是一个PLMN运营商通过ETWS***给用户提供地震海啸预警服务的网络结构示意图;
图2是ETWS***网元组成与接口的示意图;
图3是本发明应用实例中ETWS主要通知消息实现示意图;
图4是本发明应用实例中ETWS主要通知消息基站侧实现流程图;
图5是本发明应用实例中ETWS主要通知消息终端侧实现流程图。
具体实施方式
本发明提出在空中接口,主要通知消息的基本消息部分采用寻呼消息通知终端,安全信息部分采用***消息广播发送给终端,同时为了满足4秒的时延要求,优化***消息修改寻呼流程,在当前的***消息修改周期立即寻呼终端,而不等待到下一个***消息修改周期。
本发明的核心思想为:基站在接收到主要通知消息后,立即寻呼所有的终端,寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息部分,终端在接收到ETWS寻呼后,获取ETWS主要通知消息的基本信息。
采用这种方式,可以满足4秒的时延要求,同时不需要对***消息的调度发送进行修改。由于ETWS主要通知消息的安全信息部分承载在***消息内,所以终端在4秒内最初获取的ETWS主要通知消息基本信息不一定真实,要等到下一个***信息修改周期终端读取ETWS主要通知消息SIB中的安全信息部分以后,才能确定通过寻呼获取的ETWS主要通知消息基本信息是否真实。由于对ETWS主要通知消息的真实性没有4秒的时间延迟要求,因此本方案具有实用性。
具体来说,在基站测:
基站收到ETWS主要通知消息后,通过寻呼消息通知终端更新ETWS主要通知消息:基站在收到ETWS主要通知消息后,在当前的***消息修改周期内发送寻呼消息给终端,所述寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息部分;
基站在收到ETWS主要通知消息的下一个***消息修改周期广播包含有ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息。
其中,基站在收到ETWS主要通知消息后,立即在终端寻呼时机发送寻呼消息给所有终端,发送寻呼消息的时间可以根据需要,至少持续一个***消息修改周期,基站对终端的寻呼结束时间由核心网侧网元决定。
如果在***消息修改周期n发送寻呼消息,那么需要在***消息修改周期n+1广播携带ETWS主要通知消息安全信息部分的SIB。
发给终端的寻呼消息中的IMSI可以为ETWS IMSI,其MCC(MobileCountry Code,移动通信国家码)为901,MNC(Mobile Network Code,移动网络码)为08。
在终端侧:
终端接收寻呼消息,读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分;终端在下一个***信息修改周期接收并读取携带ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息,根据安全信息部分的数字签名和时间戳,验证基本信息是否真实。
如果终端收到多个寻呼消息,终端可以忽略除第一个以外的寻呼消息;,所述多个寻呼消息可以是在一个***消息调度周期内,也可以是跨越连续的***消息调度周期。
如果终端在***消息修改周期n收到第一个寻呼消息,那么在***消息修改周期n+1接收和处理包含ETWS主要通知消息的***消息。
下面结合附图以本发明的一个应用实例进一步加以说明。
假设携带ETWS主要通知消息的安全信息部分的SIB为SIB-X,SIB-X映射到SI-3上,SI-3的调度周期为160ms。ETWS主要通知消息相关的寻呼和***信息示意图如图3所示,其中,SIB的SFN(System Frame Number,***帧编号)0~7中空白的方块为MIB(Master Information Block,管理信息块),带横条的方块为携带有SIB1的SI-1,带竖条的方块为寻呼信息,带格子的方块为携带有SIB-X的SI-3。
如图4中所示,基站将ETWS主要通知消息发送给终端的过程包括如下步骤:
步骤401,基站在***消息修改周期中间某时刻接收到核心网的ETWS主要通知消息;
步骤402,基站立即通过寻呼信道向所有终端发起寻呼(paging),寻呼消息的IMSI为ETWS IMSI,寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息部分,即向所有终端发送ETMS寻呼消息。
步骤403,基站在下一个***信息修改周期开始增加***消息中其SIB1中的SIB向SI映射信息,将SIB-X映射到SI-3上,指定SI-3的调度周期为160ms;
步骤404,基站在下一个***信息修改周期SI-3的160ms调度周期到达时,在PDCCH上指示SI-3的时间频率位置,并通过PDSCH广播包含SI-3的***消息,所述SI-3内携带SIB-X,SIB-X中是ETWS主要通知消息的安全信息部分。
如图3,由于***消息修改周期n的剩余时间不足以对所有的终端进行寻呼,所以还需要在***消息修改周期n+1中,继续对没有完成寻呼的终端进行寻呼。由于对终端的寻呼可能是发生在***消息修改周期n+1中,所以SIB-X需要在***信息修改周期n+2中继续广播。
如图5中所示,终端侧接收ETWS主要通知消息的处理过程包括如下步骤:
步骤501,终端接收寻呼消息,接收到的寻呼消息IMSI为ETWS IMSI,确定此寻呼为ETWS寻呼,读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分,终端需要在终端界面上立即显示ETWS主要通知消息基本信息部分内容;
步骤502,终端下一个***信息修改周期通过PDSCH信道接收并读取SIB1信息,成功读取到SIB1信息中携带有SIB-X向SI-3的映射信息,并且获知SI-3的调度周期为160ms;
步骤503,终端监听PDCCH信息,确定SI-3的时频资源的位置,通过PDSCH信道接收并获得SIB-X中ETWS主要通知消息安全信息部分;
步骤504,终端根据安全信息部分的数字签名和时间戳,验证基本信息是否真实。
为了提高终端准确接收到寻呼的概率,基站一般会在一个***消息修改周期时间长度内,对终端寻呼多次,所以终端在连续的***消息修改周期可能接收到多个ETWS寻呼消息,参考图3所示,大致可分为3种情况,这3种情况终端侧的处理为:
1.如果终端只在***消息修改周期n中,接收到了基站侧的ETWS寻呼消息,那么终端只处理第一个ETWS寻呼消息,在***消息修改周期n+1读取ETWS主要通知消息***消息广播;
2.如果终端只在***消息修改周期n+1中,接收到了基站侧的ETWS寻呼消息,那么终端只处理第一个ETWS寻呼消息,在***消息修改周期n+2读取ETWS主要通知消息***消息广播;
3.如果终端在***消息修改周期n和周期n+1中,都接收到了基站侧的ETWS寻呼消息,终端只处理周期n中收到的第一个ETWS寻呼消息,将其余的寻呼消息都忽略,并只在***消息修改周期n+1读取ETWS主要通知消息***消息广播。
如果不考虑由于空口质量问题等导致基站寻呼消息终端没有接收到,寻呼一个终端的最大时间延迟为2.56s,所以采取本方案,ETWS主要通知消息基本信息部分内容到达终端的时间大概为2.56s。
当然,本发明还可有其它多种实施例,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,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种地震海啸预警***ETWS主要通知消息的发送方法,其特征在于,
基站在收到ETWS主要通知消息后,在当前的***消息修改周期内发送寻呼消息给终端,所述寻呼消息中携带有ETWS主要通知消息的基本信息部分,所述基本信息部分包括预警类型和预警区域;
基站在收到ETWS主要通知消息的下一个***消息修改周期,广播包含有ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息,所述安全信息部分是为基本信息部分提供数字签名和时间戳。
2.如权利要求1所述的发送方法,其特征在于,当基站收到ETWS主要通知消息后,立即在当前的***消息修改周期内的终端寻呼时机发送寻呼消息给终端。
3.如权利要求1所述的发送方法,其特征在于,基站发送所述寻呼消息的时间至少持续一个***消息修改周期,基站对终端的寻呼结束时间由核心网侧网元决定。
4.如权利要求1所述的发送方法,其特征在于,发给终端的寻呼消息中的国际移动用户识别码IMSI为ETWS IMSI,其移动通信国家码MCC为901,移动网络码MNC为08。
5.如权利要求1所述的发送方法,其特征在于,基站在收到ETWS主要通知消息的下一个***消息修改周期,开始增加***消息中***信息块1SIB1中的携带ETWS主要通知消息的SIB向***信息SI映射的映射信息以及所述SI的调度周期;并在所述调度周期到达时,在物理下行控制信道PDCCH指示所述映射的SI的时间频率位置,并在物理下行共享信道PDSCH上广播包括所述SI的***消息。
6.一种地震海啸预警***ETWS主要通知消息的接收方法,其特征在于,终端接收寻呼消息,读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分;终端在接收到所述寻呼消息的下一个***信息修改周期接收并读取携带ETWS主要通知消息安全信息部分的***消息,验证基本信息是否真实;
其中,所述基本信息部分包括预警类型和预警区域,所述安全信息部分是为基本信息部分提供数字签名和时间戳。
7.如权利要求6所述的接收方法,其特征在于,若终端收到多个所述寻呼消息,则忽略除第一个以外的寻呼消息,所述多个寻呼消息在一个***消息调度周期内,或者是跨越连续的***消息调度周期。
8.如权利要求6所述的接收方法,其特征在于,终端接收寻呼消息,若接收到的寻呼消息IMSI为ETWS IMSI,确定此寻呼为ETWS寻呼,则读取其寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分。
9.如权利要求6所述的接收方法,其特征在于,终端读取所述寻呼消息中携带的ETWS主要通知消息基本信息部分后,在终端界面上立即显示ETWS主要通知消息基本信息部分内容。
10.如权利要求6所述的接收方法,其特征在于,终端在接收到所述寻呼消息的下一个***信息修改周期,接收并读取SIB1中的携带ETWS主要通知消息的SIB向SI映射的映射信息以及所述SI的调度周期;通过监听PDCCH信息,确定所述映射的SI的时间频率位置,通过PDSCH接收并读取ETWS主要通知消息安全信息部分。
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