具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
参见图1,为本发明实施例提供的LTE(Long Term Evolution,长期演进)***中Idle(空闲)状态下的MTC终端在随机接入过程中上报告警信息的流程示意图。LTE***的网络架构中通常包括eNB(演进基站)、MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体)、S-GW(Serving Network Gateway,服务网关)、P-GW(Packet Data Network Gateway,分组数据网关)、HSS(Home Subscriber Server,用户归属服务器)。其中,MTC终端与eNB之间的接口为Uu接口,eNB与MME之间的接口为S1接口。
Idle状态下,MTC设备可以在RRC(Radio Resource Control,无线资源控制)连接建立完成消息中携带告警信息指示。当eNB收到此消息后,根据获得的终端信息(例如注册的PLMN或者MME等),将告警信息通过S1接口协议通知相应的MME。S1接口协议可以采用现有消息加告警信息或者采用新定义的S1接口信令。MME收到告警指示后,解析出NAS PDU(非接入层分组数据单元)可以获得终端标识(终端ID),并能够定位该终端发生了告警。
如图1所示,当MTC终端的AS层(即应用层)收到触发的告警信息上报以后,首先发起随机接入过程,并通过随机接入过程中的RRC连接建立信令将告警消息发送给eNB,并由eNB通过其与核心网设备间的S1接口发送给核心网设备。该随机接入流程可包括:
步骤101,当MTC终端有告警信息需要发送时,首先根据***配置的随机接入资源信息,等待随机接入信道(RACH)调度周期,选择一个preamble码向eNB发送(Msg1)。
步骤102,eNB在接收到MTC终端发送的preamble(Msg1)后,在随机接入响应窗中对该MTC终端发送随机接入响应(Msg2)。一条随机接入响应消息(Msg2)可以对多个终端的随机接入请求(preamble)进行响应。Msg2由RA-RNTI(随机接入-无线网络临时标识)加扰的DCI(Downlink Control Information,下行控制信息)进行调度,RA-RNTI由发送Msg1的时频资源位置确定。Msg2中的内容包括:backoff(回退)参数、与Msg1对应的preamble标识、上行传输定时提前量(TA)、Msg3分配的上行资源(Msg3调度信息)、临时C-RNTI(小区无线网络临时标识)。backoff参数用于指示如果本次随机接入失败,终端下次发起随机接入的时延均值。终端通过RA-RNTI和Msg2中的preamble标识确定发送给自己的随机接入响应,如果Msg2中的preamble标识对应的preamble中包含有自己发起随机接入时的preamble,那么认为自己成功接收到随机接入响应消息,后续将向网络侧发送Msg3。如果终端没有正确接收到Msg2,则依据backoff参数的时延限制确定发起下一次随机接入的时延,另外选择随机接入资源发起下一次随机接入。达到最大随机接入次数后,终端MAC(Media Access Control,媒体访问控制)层向RRC层上报随机接入问题,触发无线链路失败过程。
步骤103,MTC终端在接收到Msg2后,在Msg2分配的上行资源上发送Msg3。在初始接入时,Msg3中携带RRC层生成的RRC连接重建请求消息。
步骤104,eNB和MTC终端通过Msg4完成最终的竞争解决。Msg4内容与Msg3的内容相对应的。初始接入时,Msg4中携带终端竞争解决标识MAC层控制单元(ContentionResolution Identity MAC CE),这个MAC CE中包含终端在Msg3中传输的CCCH SDU(公共控制信道业务数据单元),终端在接收到该MAC CE后,与自身RRC层信息比较,以完成竞争解决。另外,Msg4中可以包含RRC连接建立消息,用于建立终端的信令无线承载1(SRB1)。
步骤105,当终端收到RRC连接建立消息之后,在RRC连接建立完成消息中增加告警信息指示(alarm indication),并且携带初始NAS PDU,NAS PDU中携带有终端的ID信息。
步骤106,当eNB收到终端上报的告警指示信息之后,在S1接口通过S1接口信令(NAS业务请求)将此终端的告警信息传递给核心网MME,并请求MME建立该终端对应的eNB与核心网网元间的相关连接(与MME的控制面连接和与S-GW的无线接入承载E-RAB)。MME收到eNB传递的告警信息以后,解析出NAS PDU获得终端ID,便可定位终端的告警信息。
步骤107,MME将该终端对应连接的信息通知eNB。
步骤108,eNB向该终端发送安全模式命令(SMC)和RRC连接重配消息,用于激活该终端的安全性和为该终端建立数据无线承载(DRB)和其他信令无线承载(SBR2)。需要指出的是安全模式命令(SMC)和RRC连接重配可以在一条RRC消息中发送,也可以分别发送。
步骤109,在安全性激活和DRB、SRB2配置完成后,该终端向网络侧发送安全模式完成消息和RRC连接重配完成消息。
步骤110,在经过上述过程后,该终端的用户面数据由DRB、S1承载,通过eNB、S-GW发送给核心网;该终端与核心网的控制信令通过SRB和eNB与MME之间的控制面连接发送给MME。
上述流程中的步骤101~104、107~110与现有的随机接入流程一致。如果终端发起了告警信息的同时,又同时发起业务接入的需求,则终端将业务请求挂起,首先发送告警信息。
上述流程中,步骤105中Uu接口的RRC连接建立完成消息,以及步骤106中S1接口的初始UE消息可以增加如下的IE(信息单元)指示信息:
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 RRCConnectionSetupComplete-v8a0-IEs OPTIONAL
}
RRCConnectionSetupComplete-v8a0-IEs ::= SEQUENCE {
lateNonCriticalExtension OCTET STRING OPTIONAL,
nonCriticalExtension RRCConnectionSetupComplete-v1020-IEs OPTIONAL
}
RRCConnectionSetupComplete-v1020-IEs ::= SEQUENCE {
gummei-Type-r10 ENUMERATED{native, mapped} OPTIONAL,
rlf-InfoAvailable-r10 ENUMERATED {true} OPTIONAL,
logMeasAvailable-r10 ENUMERATED {true} OPTIONAL,
rn-SubframeConfigReq-r10 ENUMERATED {required,notRequired} OPTIONAL,
nonCriticalExtension RRCConnectionSetupComplete-vxy0-IEs OPTIONAL
}
RRCConnectionSetupComplete-vxy0-IEs ::= SEQUENCE {
priorityalarmindication ENUMERATED{true} optional,
nonCriticalExtension SEQUENCE {}
}
其中,RRCConnectionSetupComplete-vxy0-IEs为新增的IE,用来携带MTC终端的告警指示信息。
具体的,S1接口信令可以在Initial UE Message(初始用户消息)信息单元中携带告警信息,如表1所示:
表1、Initial UE Message信息单元格式
其中,Priorityalarmindication用于指示终端的告警信息。
MTC终端在连接状态下,不会向eNB发送RRC连接建立完成消息,因此本发明实施例对于连接状态下的终端,在Uu接口新定义一条RRC告警信令(例如PriorityAlarmIndication),其中携带终端的告警信息,即终端通过该信令上报其告警信息。eNB收到告警信令后挂起终端正在进行的业务通信,首先将告警信息通过S1接口协议通知MME(可以定义新信令或者利用现存信令),因为是在连接状态,eNB和MME都能够识别终端ID。其告警信息上报流程可如图2所示,其中, MTC终端处于RRC连接状态,当MTC终端检测到告警时,该流程可包括:
步骤201,MTC终端的RRC层发起RRC告警信令,上报给eNB。
步骤202,eNB收到终端上报的告警指示信息之后,在S1接口通过S1接口信令将此终端的告警信息传递给核心网MME。
MME收到告警信息后,可以继续将告警信息向上递交,此部分不在本发明实施例范围内。
上述流程中,步骤201中的RRC告警信令为本发明实施例新定义的信令,该信令中的PriorityAlarmIndication用来承载终端的告警指示信息,具体为:
PriorityAlarmIndication ::= SEQUENCE {
criticalExtensions CHOICE {
c1 CHOICE {
PriorityAlarmIndication -rx PriorityAlarmIndication –rx-IEs,
spare3 NULL, spare2 NULL, spare1 NULL
},
criticalExtensionsFuture SEQUENCE {}
}
}
PriorityAlarmIndication –rx-IEs ::= SEQUENCE {
priorityalarmindication ENUMERATED{true} optional,
nonCriticalExtension SEQUENCE {} OPTIONAL
}
上述流程中步骤202中的S1接口信令可如表2所示:
表2、UE SPECIFIC PRIORITY ALARM INDICATION
其中,Priority alarm indication用于指示终端的告警信息。
参见图3,为本发明实施例提供的UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem,意即通用移动通信***)中Idle状态下的MTC终端在随机接入过程中上报告警信息的流程示意图。UMTS***的网络架构中通常包括NB(基站)、RNC(Radio NetworkController,无线网络控制器)、CN(Core Network,核心网)。CN中可包括MSC(MobileSwitching Center,移动交换中心)、SGSN(Serving GPRS Support Node,GPRS服务支持节点)、HLR(Home Location Register,归属位置寄存器)等设备。其中,MTC终端与NB之间的接口为Uu接口, RNC与CN之间的接口为Iu接口。
Idle状态下,MTC终端可以在RRC连接建立完成消息中携带告警信息指示。当RNC收到此消息后,根据终端发起的Initial Direct Transfer(初始直传)消息中携带的注册的PLMN(Public Land Mobile Network,公共陆地移动网络) ID、CN域等信息,将告警信息通过Iu接口RANAP(Radio Access Network Application Part,无线接入网络应用部分)协议递交到核心网。Iu接口协议可以采用现有消息加告警信息或者采用新定义的Iu接口信令。MSC/SGSN收到告警指示后,解析出NAS PDU可以获得终端ID,并能够定位终端发生了告警。
如图3所示,当MTC终端的AS层收到触发的告警信息上报以后,首先发起随机接入过程,并通过随机接入过程中的RRC连接建立信令将告警消息发送给RNC,并由RNC通过其与核心网设备间的Iu接口发送给核心网设备。该随机接入流程可包括:
步骤301,MTC终端在上行CCCH上发送RRC Connection Request(RRC连接请求)消息,请求建立RRC连接。该消息中携带的主要参数包括:Initial UE Identity(初始用户ID)、Establishment cause(建立原因)、Protocol Error Indicator(协议错误指示)等。
步骤302,RNC在下行CCCH上向该终端发送RRC Connection Setup(RRC连接建立)消息,用于建立上行传输信道、下行传输信道、物理信道,UL(上行链路)无线资源和DL(下行链路)无线资源等。
步骤303,当MTC终端收到RRC连接建立消息之后,在RRC Connection SetupComplete(RRC连接建立完成)消息中增加告警信息指示(alarm indication),并通过上行DCCH向RNC发送该在RRC Connection Setup Complete消息。
步骤304,MTC终端发起初始直传消息(携带NAS PDU),其中携带选择的PLMN ID、CN域等信息。
步骤305,RNC收到初始直传消息后根据PLMN ID、CN域等信息选择Iu接口路由,同时在Initial UE Message(初始用户消息)传递终端上报的告警信息。MSC/SGSN收到RNC传递的告警信息以后,解析出NAS PDU获得UE ID,便可定位终端的告警信息。
上述流程中的步骤301~302、304与现有的随机接入流程一致。如果终端发起了告警信息的同时,又发起业务接入的需求,则终端将业务请求挂起,首先发送告警信息。
上述流程中,步骤303中的RRC connection setup complete消息携带告警信息,具体的信令可以如表3所示:
表3、在Uu接口通过RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息携带告警指示信息:
其中,Priority Alarm Indication用于指示终端的告警信息。
上述流程中,步骤305中Iu接口上的Initial UE message消息中携带告警信息,Initial UE message消息内容可如表4所示:
表4、Initial UE message:
其中,Priority Alarm Indication用于指示终端的告警信息。
MTC终端在连接状态下,不会向RRC发送连接建立完成消息,因此本发明实施例对于连接状态下的终端,在Uu接口新定义一条专用RRC告警信令(例如PriorityAlarmIndication),其中携带终端的告警信息。RNC收到告警信令后挂起该终端正在进行的业务通信,首先将告警信息通过Iu接口协议通知MSC/SGSN(可以定义新信令或者利用现存信令),因为是在连接状态,RNC和SGSN都能够识别UEID。其告警信息上报流程可如图4所示,其中, MTC终端处于RRC连接状态,当MTC终端检测到告警时,该流程可包括:
步骤401,MTC终端的RRC层发起RRC告警信令,上报给RNC。
步骤402,RNC收到终端上报的告警指示信息之后,在Iu接口通过RANAP协议信令将此终端的告警信息传递给核心网MSC/SGSN。
MSC/SGSN收到告警信息后,可以继续将告警信息向上递交,此部分不在本发明实施例范围内。
上述流程中,步骤401中的Uu接口上新定义的信令PRIORITY ALARM INDICATION可如表5所示:
表5、Uu接口的PRIORITY ALARM INDICATION信令
上述流程中,步骤402中的Uu接口上新定义的信令UE SPECIFIC PRIORITY ALARMINDICATION可如表6所示:
表6、Iu接口新定义的信令UE SPECIFIC PRIORITY ALARM INDICATION
其中,Priority Alarm Indication用于指示终端的告警信息。
通过以上流程可以看出,如果采用现有的业务传输方式上报终端的告警信息,亦即告警信息在上行用户平面中上报,则告警信息将会被延迟,网络侧不能很实时的监控设备的告警信息;同时,按照当前的数据发送方式也需要通过信令流程建立起DRB/RB、S1/Iu承载后,才能通过DRB/RB、S1/Iu承载将数据发送给网络侧。而采用本发明实施例,在承载建立过程中通过RRC连接建立完成消息上报终端的告警信息,能够及时的上报告警信息,也减少了信令开销和空口资源。
本发明的上述实施例是以MTC终端为例描述的,对于有告警上报需求的其它移动通信终端,也可采用本发明实施例提供的告警信息上报机制。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种终端设备和一种接入网设备。
参见图5,为本发明实施例提供的接入网设备的结构示意图,该接入网设备可以是基站设备。如图所示,该设备可包括:接入处理模块501、告警上报模块502,其中:
接入处理模块501,用于接收终端发送的RRC连接建立完成消息,其中携带有所述终端的告警信息;其中,当所述终端处于空闲状态下且有告警信息需要上报时,发起随机接入过程,并在该过程中将告警信息携带于RRC连接建立完成消息发送给接入网设备;告警上报模块502,用于将所述终端的告警信息发送给核心网设备。
进一步的,该接入网设备还可包括业务处理模块503,用于接收终端发送的RRC告警消息,其中携带有所述终端的告警信息;其中,当所述终端处于连接状态下且有告警信息需要上报时,向接入网设备发送RRC告警消息。相应的,告警上报模块502将所述终端的告警信息发送给核心网设备。
进一步的,业务处理模块503还用于:在接收到终端发送的所述RRC告警消息后、将所述终端的告警信息发送给核心网设备之前,将所述终端当前正在进行的其它业务挂起。
具体的,告警上报模块502通过扩展或新增所述接入网设备和所述核心网设备之间的接口协议信令,将所述告警信息发送给所述核心网设备。在LTE***中,所述接入网设备为基站,所述基站的告警上报模块通过S1接口消息(如Initial UE Message消息)将所述终端的告警信息发送给核心网设备;在UMTS***中,所述接入网设备为RNC,所述RNC的告警上报模块通过Iu接口消息(如Initial UE Message消息)将所述终端的告警信息发送给核心网设备。
参见图6,为本发明实施例提供的终端设备的结构示意图,该终端设备可以是MTC终端。如图所示,该终端设备可包括:接入处理模块61,所述接入处理模块61可包括:接入处理模块601、告警处理模块602,其中:
接入处理模块601,用于当所述终端处于空闲状态下且有告警信息需要上报时,发起随机接入过程;
告警处理模块602,用于在所述随机接入过程中,将告警信息携带于RRC连接建立完成消息发送给接入网设备,以通过所述接入网设备将告警信息发送给核心网设备。
进一步的,该终端设备还可包括业务处理模块603或/和业务处理模块604。业务处理模块603用于当所述终端设备处于空闲状态下,并且除有告警信息需要上报以外还有其它以外请求需要发起时,将所述其它业务请求挂起。业务处理模块604用于在所述终端处于连接状态下,且有告警信息需要上报时,挂起所述终端当前正在进行的业务;相应的,告警处理模块602还用于将告警信息携带于告警消息,并将所述告警消息发送给接入网设备,以通过所述接入网设备将告警信息发送给核心网设备。业务处理模603和业务处理模块604也可以通过一个业务处理模块实现,即在终端处于空闲状态下并发起随机接入过程时,若有告警信息需要上报的同时还要进行其它业务请求,则挂起该其它业务请求;在终端处于连接状态下并由告警信息需要上报的同时还正在进行其它业务,则先挂起该其它业务。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。