终端在1x网络下建立HRPD网络分组数据业务的方法
技术领域
本发明涉及一种终端与HRPD网络进行信息交互的方法,特别是一种终端在1x网络下建立HRPD网络分组数据业务的方法。
背景技术
CDMA2000 1x网络是目前用户规模最大的CDMA网络,以电路语音业务和中低速数据业务为主。CDMA2000 1x EV-DO是为了优化数据应用而设计的,也称为HRPD(高速率分组数据)。HRPD版本A的反向链路可以达到1.8Mbit/s,而前向链路则可达到3.1Mbit/s的峰值速率。HRPD性能优越的关键在于它使用了闭路速率控制(Closed-loop rate control)和增强容量调度算法(Capacity enhancing scheduler)在可能的最高速率下以突发的方式将数据传送给每个用户。换句话说,对调制方法和传送时间的选择可以根据信道环境而做动态的控制以获取最佳的效果。
HRPD版本A也有其他方面的增强,包括服务质量(QoS)、即时多媒体、定位服务(LBS)、均衡器、接收分集、VoIP和多载波。QoS允许HRPD以不同的方式处理不同的应用(例如VoIP和可视电话),因此,运营商可以根据不同的数据用量和QoS级别提供不同等级的计费。
HRPD可以独立地建成无线移动数据网络,也可以与1x混合组网,互为补充,完成ITU对3G系统制定的功能要求。出于3G业务市场尚未全面启动,以及网络的建设成本方面的考虑,HRPD网络建设第一阶段普遍采用热点覆盖的方案。这样,在HRPD网络的边缘必然存在1x和HRPD网络间的业务切换的问题;同时,在HRPD网络内部,出于1x和HRPD网络间负载调节的需要也会出现同样的问题。因此有必要对1x和HRPD网络间业务无缝切换(即切换引起的业务中断时间是极低的)进行研究,以实现两种网络间优势互补,同时保证用户体验。
如图1和图2所示,HRPD网络与1x网络有两种不同的连通方式,这两种方式可能同时存在,其中,在HRPD网络侧,PDSN为分组数据服务节点,PCF为分组控制功能,AN为接入网;在1x网络侧,MSC为移动交换中心,BSS为基站控制器。第一种方式是HRPD网络和1x网络通过信令接口A1/A1p连通,其中A1接口基于电路连接,A1p基于IP连接,信令接口A1/A1p主要用来传递1x电路业务相关信令;第二种方式是HRPD网络和1x网络通过信令接口A21连通,A21接口主要用来在终端进行HRPD网络业务时传递1x空口相关消息。
如果终端在1x网络下进行业务时,能够在HRPD网络建立分组数据业务,将对1x和HRPD网络间业务无缝切换十分有益。
目前,终端与HRPD网络没有分组数据会话时,在1x网络下与HRPD网络建立分组数据业务的过程为:
1、终端需要建立分组数据业务时,在1x网络的空口建立通道,用于承载终端和HRPD网络之间信息流;
2、终端与接入网(AN)建立HRPD会话,包括分配UATI(单播接入终端标识)、进行会话协商,还可能进行接入鉴权等;
3、分配无线业务信道;
4、AN和分组控制功能(PCF)建立连接,PCF和分组数据服务节点(PDSN)建立连接;
5、终端和PDSN建立PPP(点到点协议)连接,可能进行MIP(移动IP)注册。
以上方法给出了终端与HRPD网络没有分组数据会话时,在1x网络下与HRPD网络建立分组数据业务的方法,没有解决终端在HRPD网络已有休眠分组数据会话时,建立新的HRPD网络分组数据业务的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种终端与HRPD网络存在休眠分组数据会话的情况下,终端在1x网络下建立HRPD网络分组数据业务的方法,解决终端在1x网络下进行业务,且在HRPD网络已有休眠分组数据会话时,不能建立HRPD网络分组数据业务的问题。
为实现上述目的,本发明提出了一种终端在1x网络下建立HRPD网络分组数据业务的方法,执行以下步骤:
a、终端向HRPD网络目标接入网/分组控制功能发起会话建立请求;
b、所述目标接入网/分组控制功能获取已有HRPD会话信息后,与所述终端建立HRPD会话;
c、所述目标接入网/分组控制功能与所述终端利用所述会话信息进行会话配置,并为分组数据业务建立数据连接。
所述终端利用已有1x网络业务信道的信令传输能力与HRPD网络进行信息交互,完成建立HRPD网络分组数据业务,所述已有1x网络业务信道为基本信道。
所述步骤a之前还包括以下步骤:
步骤a0、在1x网络空口创建通道,用以承载所述终端和HRPD网络之间的信息流。
所述步骤a0具体为:
终端向基站发送业务请求消息,该消息中包含业务配置信息记录,记录中包括复用选项、业务信道请求、业务ID;
所述基站返回业务连接响应消息,该消息中包含业务配置开始有效时间,也包含业务配置信息记录,记录中包括复用选项、业务信道指配、业务ID。
所述业务信道采用专用控制信道来实现所述通道。
所述步骤a0也可以为:
终端向基站发送增强始呼消息;
所述基站回复基站应答指令后,向移动交换中心发送增加业务请求消息;
所述移动交换中心回复分配请求消息;
所述终端向所述基站发送业务请求消息,该消息中包含业务配置信息记录,记录中包括复用选项、业务信道请求、业务ID;
所述基站返回业务连接响应消息,该消息中包含业务配置开始有效时间,也包含业务配置信息记录,记录中包括复用选项、业务信道指配、业务ID。
所述业务信道采用补充码分信道或补充信道来实现所述通道。
所述通道以数据突发消息承载所述终端和HRPD网络之间的信息流;所述通道也可以以业务数据方式承载所述终端和HRPD网络之间的信息流。
所述步骤b中具体包括:所述目标接入网/分组控制功能判断自身是否拥有所述终端的全部HRPD会话信息,若拥有,则与所述终端完成建立HRPD会话;否则执行以下步骤:
b1、所述目标接入网/分组控制功能从源接入网/分组控制功能获取HRPD会话信息,与所述终端完成建立HRPD会话。
步骤b1之后还包括:
b2、所述目标接入网/分组控制功能与分组数据服务节点建立数据连接;
b3、所述源接入网/分组控制功能与所述分组数据服务节点释放旧的数据连接。
步骤c中所述会话配置具体为:
终端向目标接入网/分组控制功能发送配置请求消息,消息中包含一属性记录;
所述目标接入网/分组控制功能回复配置响应消息,消息中包含另一属性记录,该另一属性记录为终端与目标接入网/分组控制功能都支持的属性,为所述一属性记录的子集,从而实现对IP流的配置,并更新IP流的QoS。
步骤c中所述为分组数据业务建立数据连接具体执行以下步骤:
目标接入网/分组控制功能向分组数据服务节点发送注册请求消息,其中包含所述目标接入网/分组控制功能与所述分组数据服务节点之间用于传递业务数据的数据连接的生命周期;
所述分组数据服务节点回复注册答复消息,完成所述数据连接的建立。
所述终端与HRPD网络之间的信息流数据经过目标接入网/分组控制功能和1x基站,包括所述基站向所述目标接入网/分组控制功能传递所述信息流数据的过程及所述目标接入网/分组控制功能向所述基站传递所述信息流数据的过程,其中,所述基站向所述目标接入网/分组控制功能传递所述信息流数据具体执行以下步骤:
所述基站向移动交换中心发送应用数据发送业务发送消息;
所述移动交换中心向所述目标接入网/分组控制功能发送应用数据发送业务寻呼消息;
所述目标接入网/分组控制功能向所述基站传递所述信息流具体执行以下步骤:
所述目标接入网/分组控制功能向所述移动交换中心发送基站业务请求消息;
所述移动交换中心向所述目标接入网/分组控制功能返回基站业务响应消息后,向所述基站发送应用数据发送业务发送消息;
所述信息流数据在所述目标接入网/分组控制功能和1x基站之间传递时,采用应用数据发送业务的用户部分承载。
所述终端与HRPD网络之间的信息流数据经过目标接入网/分组控制功能和1x基站,包括所述基站向所述目标接入网/分组控制功能传递所述信息流数据的过程及所述目标接入网/分组控制功能向所述基站传递所述信息流数据的过程,其中,所述基站向所述目标接入网/分组控制功能传递所述信息流数据具体执行以下步骤:
所述基站向所述目标接入网/分组控制功能发送消息,包含所述信息流数据;
所述目标接入网/分组控制功能向所述基站返回应答消息;
所述目标接入网/分组控制功能向所述基站传递所述信息流数据具体执行以下步骤:
所述目标接入网/分组控制功能向所述基站发送消息,包含所述信息流数据;
所述基站向所述目标接入网/分组控制功能返回应答消息。
本发明通过终端在1x网络下进行业务时(如语音业务,短消息业务等),借助1x空口及1x网络与HRPD网络AN的连接发起HRPD网络分组数据业务建立,并按需要进行HRPD网络AN间休眠切换,从而解决了终端在1x网络下进行业务,且在HRPD网络已有休眠分组数据会话时,建立HRPD网络分组数据业务的问题。有益于1x和HRPD网络间业务无缝切换,进而实现两种网络间优势互补和改善用户体验。
附图说明
图1为现有技术中HRPD网络与1x网络基于A1/A1p接口连通的结构图;
图2为现有技术中HRPD网络与1x网络基于A21接口连通的结构图;
图3为本发明终端在1x网络下建立HRPD网络分组数据业务的方法的实施例的流程图;
图4为本发明的实施例中1x网络的终端与HRPD网络的AN进行信息交互的第一种方式的流程图;
图5为本发明的实施例中1x网络的终端与HRPD网络的AN进行信息交互的第二种方式的流程图。
具体实施方式
本发明的总体思想在于:终端在1x网络下进行业务时(如语音业务,短消息业务等),借助1x空口及1x网络与HRPD网络AN的连接发起HRPD网络分组数据业务建立。另外,在此过程中,如果源AN/PCF和目标AN/PCF不为同一AN/PCF,则需要进行HRPD网络休眠切换。
本发明是在终端与HRPD网络已有分组数据会话,且该会话处于数据会话休眠状态的情况下,与HRPD网络建立新的分组数据业务。在建立新业务的过程中,如果源AN/PCF和目标AN/PCF不同,则需要进行休眠切换;如果相同,则直接执行业务建立的流程,但该流程与现有技术中没有分组数据会话的情况下,建立新业务的流程有所不同,本发明只需修改已有HRPD会话的配置,并在其上增加相应的新业务即可,而不需为该业务建立一个新的HRPD会话,以及为该分组数据会话建立PPP连接。
终端与HRPD网络存在休眠数据会话指的是终端在HRPD网络不占有无线业务信道,但终端和PDSN保持PPP逻辑连接,PDSN和PCF保持A10连接。当网络有数据要发送给终端,如果终端在监听HRPD网络,则收到AN下发的寻呼消息后主动发出连接建立请求以激活数据会话,网络会为其分配无线业务信道,并建立有线连接,然后进行数据接收,该有线连接为A8连接;如果终端在1x网络下进行业务,HRPD网络将请求1x网络向终端发送寻呼信息,终端自行决策是否转入HRPD网络接收数据。当终端有数据要发送给HRPD网络,则主动发起数据会话激活。数据传输完毕后,如果一定时间内终端和HRPD网络没有数据交互,则可能又进入数据会话休眠状态。而休眠切换是指终端与HRPD网络存在分组数据业务休眠时,由于终端的移动性,需要将HRPD会话(session)信息从源AN/PCF转移到目标AN/PCF,为分组数据业务激活做准备,所述会话信息即HRPD空口协议属性值和相关公共数据值,而分组数据业务激活状态指的是业务数据传输状态。这个过程中可能引起A10连接切换,即新的连接建立,旧的连接被释放。
AN和PCF是两个网络设备,HRPD网络重要的会话管理/移动性管理功能可以在AN,也可以在PCF实现。然而,实际的产品实现往往将AN和PCF做在一起,它们之间可能采用私有接口。为了描述方便,本文使用AN/PCF对两种设备进行整体描述,但并不表示AN和PCF是一一对应的,比如(AN/PCF)1和(AN/PCF)2的AN不同,但PCF可能是同一个。
图3为本发明终端在1x网络下建立HRPD网络分组数据业务的方法的实施例的流程图,本实施例具体执行以下步骤:
步骤101、在1x网络空口创建通道,用以承载终端和HRPD网络之间的信息流;创建通道有两种方法:
a.终端与1x网络进行协商,申请增加新的无线业务信道,作为终端与HRPD网络之间的通道,该通道可以为专用控制信道(DCCH),其流程为:终端向BS发送业务请求消息,包含业务配置信息记录,记录中包括复用选项、业务信道请求、业务ID等;BS返回业务连接响应消息,其中包含业务配置开始有效时间,也包含业务配置信息记录,记录中包括复用选项、业务信道指配、业务ID;
b.终端发起1x分组业务请求,得到无线业务信道,作为终端与HRPD网络之间的通道,但1x BS不去建立与1x PCF的A8连接,建立的通道为补充码分信道(SCCH)或补充信道(SCH),其流程为:终端向BS发送增强始呼消息;BS回复基站应答指令后,向MSC发送增加业务请求消息;MSC回复分配请求消息;BS与终端进行业务协商,协商过程同a;
在建立的通道上,方法a建立的通道可以使用数据突发消息来承载终端与HRPD网络的信息流数据,而方法b建立的通道则可以直接传递信息流数据;
也可以利用现有的业务信道的信令传输能力,使用已有业务所使用的信道作为终端与HRPD网络之间的通道,无需另外建立1x业务信道,该通道为基本信道(FCH),可以使用数据突发消息来承载终端与HRPD网络的信息流,在这种情况下,就无需再建立新的通道,而直接执行步骤102;
步骤102、终端向AN/PCF发起HRPD会话建立请求,判断目标AN/PCF与源AN/PCF为同一AN/PCF,如果是,则执行步骤107;否则执行步骤103;
步骤103、目标AN/PCF从源AN/PCF获取该终端已有HRPD会话信息;
步骤104、终端与目标AN/PCF完成HRPD会话建立;
步骤105、目标AN/PCF与PDSN建立数据连接;
步骤106、源AN/PCF与PDSN释放旧的数据连接;如果存在多个休眠分组数据业务,步骤105和步骤106需要执行多次,直至多个业务被切换到新的数据连接上;
步骤107、终端与目标AN/PCF进行会话配置,其流程为:终端向目标AN/PCF发送配置请求消息,消息中包含属性记录,将该属性记录标记为a;目标AN/PCF回复配置响应消息,消息中包含属性记录b,b为终端与目标AN/PCF都支持的属性,是a的子集,从而实现了对IP流的配置,并更新IP流的QoS;
步骤108、目标AN/PCF与PDSN之间为分组数据业务建立连接;其流程为:目标AN/PCF向PDSN发送A11注册请求消息,其中包含目标AN/PCF与PDSN之间用于传递业务数据的A10连接的生命周期;PDSN回复A11注册答复消息,完成A10连接的建立,所述A11连接用于传送目标AN/PCF与PDSN之间的信令。
步骤108之后,终端无需再和PDSN建立PPP连接。
在以上流程中,1x网络的终端与HRPD网络的AN/PCF之间的信令传递有两种方式,在第一种方式中,AN/PCF通过A1/A1p接口与MSC连接,另一种方式中,AN/PCF不经过MSC,而是通过A21接口与BS直接连接。第一种传递方式的流程如图4所示,具体执行以下步骤:
其中,终端向AN/PCF发送信息时执行以下步骤:
步骤201、终端通过1x网络空口向1x网络的BS发送数据突发消息;
步骤202、BS通过1x网络空口的通道在空口协议栈第二层向终端返回应答消息;
步骤203、BS通过A1/A1p接口向移动交换中心发送应用数据发送业务(ADDS)发送消息;
步骤204、移动交换中心向AN/PCF发起应用数据发送业务寻呼;
AN/PCF向终端发送信息时执行以下步骤:
步骤301、AN/PCF向移动交换中心发送基站业务请求;
步骤302、移动交换中心向AN/PCF返回基站业务响应后,通过A1/A1p接口向BS发送应用数据发送业务发送消息;
步骤303、BS通过1x网络空口的通道向终端返回数据突发消息;
步骤304、终端通过1x网络空口的通道在空口协议栈第二层向基站发送应答消息;
步骤305、BS通过A1/A1p接口向移动交换中心发送应用数据发送业务发送消息应答;
步骤306、移动交换中心向AN/PCF发送业务数据已经成功发送给终端的事件通知。
在以上方法中,需要对现有协议进行相应修改,具体包括:扩展数据突发消息,扩展ADDS寻呼、ADDS发送和基站业务请求消息的ADDS User Part字段的定义,扩展事件通知消息Event字段的定义。
1)对1x空口数据突发消息DBM进行的扩展,具体说是创建一个新的数据突发类型,DBM消息格式和修改如下:
字段Field |
长度Length(bits) |
MSG_NUMBER |
8 |
BURST_TYPE |
6 |
NUM_MSGS |
8 |
NUM_FIELDS |
8 |
chari |
8 |
表1
目前数据突发类型BURST_TYPE已经使用到‘000111’,而‘001000’至‘111101’是保留的,可以选择一个如‘001000’使用。其余字段Field的说明如下:
MSG_NUMBER是该DBM消息在数据突发流中的序号;
NUM_MSGS是本次数据突发流中切分的DBM消息总数;
NUM_FIELDS是该DBM消息携带的数据字节数;
CHARi是该DBM消息携带的数据。
2)对ADDS寻呼消息的ADDS用户部分ADDS User Part信息元素的扩展为:
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Octet |
=>ADDS User Part:Al Element Identifier=3DH |
1 |
Length=<variable> |
2 |
保留 |
Data Burst Type=[[000011](SMS),[000101](PDS),[000110](SDB),[001000](HRPD-INF)] |
3 |
MSB |
Application Data Message=<any value> |
4 |
... |
|
|
LSB |
n |
表2
其中,数据突发类型Data Burst Type定义了一个建议新值‘001000’以表征Application Data Message传递的是HRPD网络应用数据信息,即DBM消息携带的数据。
3)对ADDS发送消息的ADDS用户部分ADDS User Part信息元素的扩展为:
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Octet |
=>ADDS User Part:Length=<variable> |
1 |
保留【00】 |
Data Burst Type=[[000011](SMS),[000100](OTASP),[000101](PDS),[000110](SDB),[001000](HRPD-INF)] |
2 |
MSB |
Application Data Message=<any value> |
3 |
... |
|
|
LSB |
n |
表3
其中,数据突发类型Data Burst Type定义了一个建议新值‘001000’以表征Application Data Message传递的是HRPD网络应用数据信息,即DBM消息携带的数据。
4)基站业务请求消息的ADDS用户部分ADDS User Part信息元素的扩展为:
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Octet |
=>ADDS User Part:Al Element Identifier=3DH] |
1 |
Length=<variable> |
2 |
保留 |
Data Burst Type=[[000110](SDB),[001000](HRPD-INF)] |
3 |
MSB |
Applicati on Data Message=<any value> |
4 |
... |
|
|
LSB |
n |
表4
其中,Data Burst Type定义了一个建议新值‘001000’以表征ApplicationData Message传递的是HRPD网络应用数据信息,即DBM消息携带的数据。
5)事件通知消息的Event信息元素的扩展为:
=>Event:Al Element Identifier=[7EH] |
1 |
Length=[01H] |
2 |
Event Identifier=[00000001,00000011] |
3 |
Event Identifier定义 |
二进制值 |
意义 |
00000001 |
1x Registration |
00000010 |
1x Power Down |
00000011 |
HRPD网络相关数据信息已经成功发送给终端 |
A other values are reserved |
表5
其中,定义一个新的Event Identifier类型,以指示HRPD网络应用数据信息已经成功发送给终端。
以上是终端与HRPD网络的AN/PCF进行信息交互的第一种方式,在第二种方式中,终端不经过1xMSC,通过A21接口与AN/PCF进行信息交互,其流程如图5所示,具体执行以下步骤:
其中,终端向AN/PCF发送信息时执行以下步骤:
步骤401、终端通过1x网络空口的通道向1x网络的BS发送数据突发消息;
步骤402、BS通过1x网络空口的通道在空口协议栈第二层向终端返回应答消息;
步骤403、BS通过A21接口向AN/PCF发送A21-HRPD空口消息;
步骤404、AN/PCF向BS返回A21-应答;
AN/PCF向终端发送信息时执行以下步骤:
步骤501、AN/PCF向1x网络的BS发送A21-HRPD空口消息;
步骤502、BS向AN/PCF返回A21-应答后,通过1x网络空口的通道向终端发送数据突发消息;
步骤503、终端通过1x网络空口的通道在空口协议栈第二层向BS返回应答消息;
步骤504、BS向AN/PCF发送业务数据已经成功发送给终端的事件通知。
在以上方法中,BS与AN通过A21接口连接,需要对现有协议进行相应修改,具体包括:
1)对数据突发消息的扩展与第一种方式相同;
2)创建三个新的A21接口消息:A21-HRPD空口消息用来在BS和AN/PCF之间传递HRPD网络相关信息;A21-应答用来在BS和AN/PCF之间对进行A21-HRPD空口消息应答;A21-事件通知消息用来通知AN/PCFHRPD网络相关数据信息已经成功发送给终端。
在以上两种1x网络的终端与HRPD网络的AN/PCF之间的信令传递方式中,分为两部分,第一部分为终端与BS之间的信令传递,采用空口进行传递,另一部分为BS与AN/PCF之间的传递,在有线连接上进行传递。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。