CN101867906B

CN101867906B - 一种基于无线资源控制的信令交互管理方法

Info

Publication number: CN101867906B
Application number: CN 201010189941
Authority: CN
Inventors: 张炜道; 李致兴; 杜洁; 施渊籍; 张玉成; 胡金龙; 石晶林
Original assignee: Institute of Computing Technology of CAS
Current assignee: Institute of Computing Technology of CAS
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: CN101867906A

Abstract

本发明是一种基于无线资源控制的信令交互管理方法，包括：无线终端UE接收信令，查找通用陆地无线接入网端UTRAN存有的该无线终端对应的无线资源，并判断所述信令的类型；在状态机的状态转移表中查找到该信令的无线终端无线资源，基于所述信令的类型，在所述信令对应的状态转移表中通过状态机定位在目前的状态下对该信令的处理；修改所述信令所对应的、记录含有信令的信令交互过程的信息的状态标记的值。该方法极大的提高了信令处理的效率，使UTRAN与UE之间的信令交互更加快捷，避免了反复逐条操作所带来的资源浪费。

Description

一种基于无线资源控制的信令交互管理方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，本发明涉及一种基于无线资源控制的信令交互管理方法。

背景技术

第三代移动通信系统能够提供多种类型的高质量多媒体业务，实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。目前3G的主流制式包括欧洲的宽带码分多址(WCDMA)、美国的码分多址2000(cdma2000)和中国的时分同步码分多址(TD-SCDMA)制式。

第三代移动通信系统可用于多媒体通信，通过提供高质量的视频和图像来增强人们相互之间的通信能力，其更灵活的通信能力和更高的数据速率使得公用网络和专用网络上的信息和业务的接入能力大为增强。

作为处理无线终端(UE)和通用陆地无线接入网(UTRAN)之间控制平面第三层信息的核心规范的无线资源控制协议(RRC协议)包括UE和UTRAN之间传递的几乎所有控制信令，以及UE在各种状态下的无线资源使用情况、测量任务和执行的操作。RRC可以对无线资源进行分配并且发送相关信令。UE和UTRAN之间的控制信令主要是RRC消息，RRC消息承载了建立、修改和释放数据链路层和物理层实体所需的全部参数，同时携带非接入层的部分信令。RRC协议主要实现的无线功能包括：广播核心网非接入层提供的信息；建立、重新建立、维持和释放在UE和UTRAN之间的RRC连接；完成RRC连接无线资源的分配、重新配置和释放；RRC连接的移动性管理；初始化小区选择和空闲模式的小区重新选择。

现有信令交互技术，或者直接逐条收发来自UTRAN端高层的下行信令或UE端的上行信令，或者不能根据目前该UE所处状态进行记录和更新，或者不对信令的收发情况做记录，或者对每条信令的处理过程相互完全独立。这些情况带来的缺陷包括如下：

在RRC层面信令收发过程中，UTRAN并不对每个UE的不同无线资源分配情况进行记录，导致RRC对于每条信令都要进行发送，而很多和UE目前所处无线资源分配情况不符的信令，UE都不会执行，这些不符信令的发送过程浪费了系统资源；

在RRC层面信令收发过程中，UTRAN并不对所收发的信令做记录，导致信令的收发不连贯，没有记录可循，容易导致信令的丢失和重复发送；

涉及无线资源管理的信令有很多条，各条信令都是单独调用某个处理函数，这些被调用函数杂乱地归于某几个程序文件中，而无线信令具有易扩展的特点，一旦需要新加入某个信令，会导致整个模块都要随之改动，程序稳定性不足且函数重复利用率不高；

UTRAN对UE是一对多的关系，每个UE都需要一套信令处理函数，但这些函数的重复利用率不高且共用时容易出错，查找过程复杂，一旦UTRAN与大量UE同时进行信令交互，效率很低。

发明内容

为克服现有信令收发导致的系统资源浪费和连续性差的缺陷，本发明提供一种基于无线资源控制的信令交互管理方法。

根据本发明的一个方面，提供一种基于无线资源控制的信令交互管理方法，包括：

步骤1)、无线终端UE接收多条信令，查找通用陆地无线接入网端UTRAN存有的该无线终端对应的无线资源，并判断所述多条信令的类型；

步骤2)、在状态机的状态转移表中查找到该多条信令的无线终端无线资源，基于信令的类型，在所述信令对应的状态转移表中通过状态机定位在目前的状态下对该信令的处理；

步骤3)、修改所述信令所对应的、记录含有信令的信令交互过程信息的状态标记值。

当所接收信令是上行信令时，所述步骤1)包括：

步骤11)、若为RRC连接拒绝信令，则直接发送；

步骤12)、根据信令的无线终端标识，查找在状态机中记录的无线资源；

其中，若为RRC连接建立消息且查找不到无线终端无线资源，新建对应于该无线终端的无线资源记录和状态标记。

其中，步骤2)包括：

步骤21)、如果该信令类型属于与RRC连接及无线承载建立相关的信令交互过程，根据无线终端所处的RRC状态与信令类型，在对应的状态转移表中，确定对该条信令的操作；

步骤22)、如果该信令类型属于UTRAN端和UE端需要交互的信令过程，根据无线终端所处的RRC状态与信令类型，在对应的状态转移表中确定对该条信令的操作。

其中，在所述状态转移表中，横行表示该UE所对应UTRAN端无线资源的状态，竖行表示信令事件，根据横纵行确定对该条信令的预定唯一地调用处理函数或丢弃。

本发明针对无线通信系统中无线资源管理层的大量信令交互，保证信令交互业务的响应时间的严格要求，同时节约了系统资源与无线资源，避免不必要的信令交互，保证了信令交互的及时准确。

在对信令交互处理的及时性方面，使用状态机通过两张记录UE无线资源分配情况的状态转移表，可以迅速定位在目前的状态下对该信令的处理方式，避免不必要的信令发送，节约了系统资源。

在信令交互连续性方面，采用了两个状态标记RrcStateFlag和tran_flag，记录了含有多条信令的信令交互过程的信息，赋予状态机记忆功能，使信令交互过程具有更好的连续性，提高了系统的检错率。

该状态机具有很好的扩展性，对于新增的信令，只需在状态转移表中添加该信令条目即可，状态标记tran_flag目前可支持最多32个信令的同时交互；该状态机可以同时支持UTRAN与多UE的信令交互，每个UE可同时进行多条信令交互，完全满足多UE同时大量信令交互的要求。

附图说明

图1示出无线资源状态机的结构；

图2示出本发明的无线资源管理状态机对下行信令的处理流程图；

图3示出本发明在发送下行信令后对状态转移表1的操作流程图；

图4示出本发明对状态表2所对应标志位的处理流程图；

图5示出本发明的无线资源管理状态机对上行信令的处理流程图；

图6示出收到上行信令后对状态转移表1及状态标记的处理流程图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例，对本发明提供的一种基于无线资源控制的信令交互管理方法进行详细描述。

本发明提供的信令处理方法基于无线资源状态机通过对交互信令的处理，实现对无线资源的管理。通常，将RRC信令过程根据UTRAN端和UE是否发生交互可以分为以下四种类型：1)、与RRC连接及RB(无线承载)建立相关的信令交互过程，包括RRC连接建立、RRC连接释放、RB连接建立、RB连接释放。2)、UTRAN端和UE端需要交互的其他信令过程，包括：能力信息传输、安全模式控制、计数器校验过程、重配置过程等。3)、UTRAN与UE端不需要交互的信令过程。4)、其他一些由RRM(无线资源管理)直接调用的信令过程。

图1示出根据本发明实施例的无线资源状态机，由于RRC信令过程中的类型3和类型4不涉及UTRAN端和UE端的交互，没有过多的信令合法性检查，所以本申请的状态机中为示意简化而不包含这两类交互功能。信令过程类型1和类型2各对应一张状态转移表，状态转移表1用来描述该UE与信令过程类型1相关的状态。状态转移表2用来描述该UE与信令过程类型2相关的状态。而状态标记RrcStateFlag(无线资源状态标记)记录该UE对属于信令交互类型1中信令的处理信息，状态标记tran_flag(信令收发标记)记录该UE对属于信令交互类型2中信令的处理信息。

每个UE根据其唯一的标识，在无线资源状态机中存有其无线资源信息，无线资源分配状态根据其所对应的信令类型不同，存储在状态转移表1与状态转移表2中。而对信令的处理情况，则记录在状态标记RrcStateFlag(针对状态转移表1)与状态标记tran_flag(针对状态表2)中。

状态转移表1

状态转移表1

状态转移表1和状态转移表2的结构大致相同，横行表示该UE所对应UTRAN端无线资源的三种基本状态：RRC-IDLE(无RRC连接)、RRC-ESTABLISHED(有RRC连接但无RB连接)、RRC-ESTABLISHED-RB(RRC连接与RB连接均有)；竖行表示信令事件，根据横纵坐标，即可定位出对该条信令预先记录的处理方式(调用处理函数或丢弃)，该处理方式根据RRC层技术要求协议，只有当无线资源状态与信令符合时，才进行处理，否则视为无效信令，直接丢弃。

状态转移表1和状态转移表2中的具体状态和事件的释义如下所述：

RRC STATE：该无线终端所处的无线资源控制状态；

RRC EVENT：由信令所触发的无线资源控制事件；

RLC_RRC_CONNECTON_REQUEST：无线资源控制连接建立请求；

RRM_RRC_CONNECTION_SETUP：无线资源控制连接连接建立请求；

RRM_RRC_CONNECTION_REJECT：无线资源控制连接连接建立拒绝；

RLC_RRC_CONNECTION_SETUP_COMPLETE：无线资源控制连接连接建立完成；

RRM_RRC_CONNECTION_RELEASE_CCCH：公用控制信道上的无线资源控制连接连接释放请求；

RRM_RRC_CONNECTION_RELEASE_DCCH：专用控制信道上的无线资源控制连接连接释放请求；

RLC_RRC_CONNECTION_RELEASE_COMPLETE：无线资源控制连接连接释放完成；

RRM_RRC_RADIO_BEARER_SETUP：无线承载建立请求；

RLC_RRC_RADIO_BEARER_SETUP_COMPLETE：无线承载建立完成；

RLC_RRC_RADIO_BEARER_SETUP_FAILURE：无线承载建立失败；

RRM_RRC_RADIO_BEARERRELEASE：无线承载释放请求；

RLC_RRC_RADIO_BEARER_RELEASE_COMPLETE：无线承载释放完成；

RLC_RRC_RADIO_BEARER_RELEASE_FAILURE：无线承载释放失败。

在状态过程1中，由于专用控制信道(DCCH)上传输的下行RRC连接释放信令需要收到UE端的连接释放的上行信令回复，RB连接建立信令需要收到UE端对RB连接建立的上行回复信令，RB连接释放信令需要收到UE端对RB连接释放的回复信令后，再在UTRAN侧进行相关操作，所以需要有一个状态标记，来记录UE是否处于已发送RRC连接释放、RB连接建立或RB连接释放信令后的等待回复状态，这里用RrcStateFlag来标记UTRAN端对已发送信令的等待状态，使状态机具有记忆功能，1表示DCCH上连接释放信令已发送的等待回复状态，2表示RB连接建立信令已发送的等待回复状态，3表示RB连接释放信令已发送的等待回复状态。

状态过程2的标记tran_flag共64位，每2位表示一个信令交互过程。每个过程包含四个状态，START_STATE(RRC初始状态，未收到该信令，00)、RRM_SEND_STATE(RRC已发送下行信令，01)、RLC_SEND_STATE(RRC已收到上行信令，10)以及OTHER_STATE(其他状态，11)。这样，整个状态标记就可以表示最多32种信令交互过程。

下面结合附图，对本发明提供的一种基于无线资源控制的信令处理方法进行详细描述。图2示出了本发明对下行信令的处理过程，该过程主要包括以下4个步骤：1)收到下行信令，查找UTRAN端存有的该UE对应的无线资源，并判断信令类型；2)根据信令类型，判断其属于哪一张状态转移表，在状态转移表中对信令进行操作；3)修改该信令所对应的状态标记的值；4)过程结束。

进一步参考图2，其中步骤1又包含如下步骤：

11)若为RRC连接拒绝信令，则直接发送，结束过程，不进行以下操作；

12)根据信令的UE标识，查找其在状态机中记录的无线资源。

12)又包含以下步骤：

121)若为RRC连接建立消息，且查找不到UE无线资源，则新建对应于该UE的无线资源记录(两张状态转移表，初始化为START_STATE(初始状态))、两个状态标记，初始化为0；

122)若不为RRC连接建立消息，且查不到UE无线资源，则报错。123)查找到该信令的UE无线资源，进入步骤2。

步骤2分为如下几步：

21)若信令属于状态转移表1，根据UE所处的RRC状态与信令类型，在状态转移表1中唯一确定对该条信令的操作；

22)若信令属于状态转移表2，根据UE所处的RRC状态与信令类型，在状态转移表2中唯一确定对该条信令的操作；

23)执行完相应函数后，若操作失败，则报错。操作成功，则传入步骤3。

21)又包括以下：

211)若操作类型为RRC_DISCARD(丢弃状态)，则丢弃该信令，退出状态机，过程结束；

212)若操作类型不为RRC_DISCARD，则调用相应函数接口，完成功能；

213)进入步骤3。

22)又包括以下：

221)若操作类型为RRC_DISCARD，则丢弃该信令，退出状态机，过程结束；

222)若操作类型不为RRC_DISCARD，则调用相应函数接口，完成功能。

步骤3又包括如下几步操作：

31)若信令类型属于状态转移表1，则如图3所示，修改状态标记信息；

32)若信令类型属于状态转移表2，则如图4所示，此处为下行信令，因此设置tran_flag为01。

33)转入步骤4。

步骤31又包括如下几步操作：

311)若为DCCH上下行的RRC连接释放信令，则设置状态标记为RrcStateFlag为1，结束过程；

312)若为RB连接释放信令，则设置状态标记为RrcStateFlag为2，结束过程；

313)若为RB连接建立信令，则设置状态标记为RrcStateFlag为3，结束过程。

图5示出了本发明对上行信令的处理过程，该过程主要包括以下4个步骤：1)收到上行信令，查找UTRAN端存有的该UE对应的无线资源，并判断信令类型；2)根据信令类型，判断其属于哪一张状态转移表，在状态转移表中对信令进行操作；3)修改该信令所对应的状态标记的值；4)过程结束。

其中步骤1包括如下步骤：

11)若为RRC连接建立请求信令，则直接发送，结束过程，不进行以下操作；

12)若非RRC连接建立请求信令，根据信令的UE标识，查找其在状态机中记录的无线资源，找到后进入步骤2。

步骤2分为如下几步：

21)若信令属于状态转移表1，则在状态转移表1中，根据UE所处的RRC状态与信令类型，唯一确定对该条信令的操作；

22)若信令属于状态转移表2，则在状态转移表2中，根据UE所处的RRC状态与信令类型，唯一确定对该条信令的操作；

23)执行完相应函数后，若操作失败，则报错；操作成功，则传入步骤3。

21)又包括以下：

211)若操作类型为RRC_DISCARD，则丢弃该信令，退出状态机，过程结束；

212)若操作类型不为RRC_DISCARD，则调用相应函数接口，完成功能。213)进入步骤3。

22)又包括以下：

步骤3又包括如下几步操作：

31)若信令类型属于状态转移表1，修改状态标记信息；

32)若信令类型属于状态转移表2，此处为上行信令，因此设置tran_flag为10；

33)转入步骤4。

具体地，如图6所示，步骤31还包括：

311)若为RRC连接释放完成信令，则设置状态标记为RrcStateFlag为0；若为RRC释放成功信令，将状态转移表1中的RRC状态改为RRC_IDLE，否则，RRC状态不变，结束过程；

312)若为RB连接释放完成/失败信令，则设置状态标记为RrcStateFlag为0；若为RB释放成功信令，将状态转移表1中的RRC状态改为RRCESTABLISHED，否则，RRC状态不变，结束过程；

313)若为RB连接建立成功信令，则设置状态标记为RrcStateFlag为0，若为RRC释放成功信令，将状态转移表1中的RRC状态改为RRC_ESTABLISHED_RB，否则，RRC状态不变，结束过程。

如上所述，信令处理主要进行及时高效的信令处理与交互，与传统的信令处理不同，本申请不是单纯的逐条信令判断处理，而是通过状态机来进行统一的决策管理。本申请极大的提高了信令处理的效率，使UTRAN与UE之间的信令交互更加快捷，避免了反复的逐条操作所带来的弊端。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims

1.一种基于无线资源控制的信令交互管理方法，包括：

步骤1）、无线终端UE接收多条信令，查找通用陆地无线接入网UTRAN端存有的该无线终端对应的无线资源，并判断所述多条信令的类型；

步骤2）、在状态机的状态转移表中查找到该多条信令的无线终端无线资源，基于信令的类型，在所述信令对应的状态转移表中通过状态机定位在目前的状态下对该信令的处理，其中所述状态转移表包括该UE所对应UTRAN端无线资源的状态、信令事件和对该条信令的预定处理；

步骤3）、根据所述步骤2）中对所述信令的处理的情况，修改所述信令所对应的、记录含有信令的信令交互过程信息的状态标记值。

2.根据权利要求1所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，当所接收信令是下行信令时，所述步骤1）包括：

步骤11）、若所接收信令为RRC连接拒绝信令，则直接发送该RRC连接拒绝信令是否成功；

步骤12）、根据信令的无线终端标识，查找在状态机中记录的无线资源；

其中，若所接收信令为RRC连接建立消息且查找不到无线终端无线资源，新建对应于该无线终端的无线资源记录和状态标记。

3.根据权利要求2所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，步骤2）包括：

步骤21）、如果该信令所属的信令过程属于与RRC连接及无线承载建立相关的信令交互过程，根据无线终端所处的RRC状态与信令类型，在对应的状态转移表中，确定对该条信令的操作；或者

步骤22）、如果该信令类型属于UTRAN端和UE端需要交互的信令过程，根据无线终端所处的RRC状态与信令类型，在对应的状态转移表中确定对该条信令的操作。

4.根据权利要求3所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，在所述状态转移表中，横行表示该UE所对应UTRAN端无线资源的状态，竖行表示信令事件，根据横纵行确定对该条信令的预定唯一地调用处理函数或丢弃。

5.根据权利要求4所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，如果该信令所属的信令过程属于与RRC连接及无线承载建立相关的信令交互过程，步骤3）包括：

步骤31）、若为专用控制信道上下行的RRC连接释放信令，则设置无线资源状态标记RrcStateFlag为1；或者

步骤32）、若为无线承载连接释放信令，则设置无线资源状态标记RrcStateFlag为2；或者

步骤33）、若为无线承载连接建立信令，则设置无线资源状态标记RrcStateFlag为3。

6.根据权利要求4所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，步骤3）包括：如果该信令所属的信令过程属于UTRAN端和UE端需要交互的信令过程，设置信令收发标记tran_flag。

7.根据权利要求1所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，当所接收信令是上行信令时，步骤1）包括：

步骤11）、若所接收信令为RRC连接建立请求信令，则直接发送该RRC连接建立请求信令；

步骤12）、若所接收信令非RRC连接建立请求信令，根据信令的无线终端标识，查找其在状态机中记录的无线资源。

8.根据权利要求7所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，步骤2）包括：

步骤22）、如果该信令所属的信令过程属于UTRAN端和UE端需要交互的信令过程，根据无线终端所处的RRC状态与信令类型，在对应的状态转移表中确定对该条信令的操作。

9.根据权利要求8所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，在所述状态转移表中，横行表示该UE所对应UTRAN端无线资源的状态，竖行表示信令事件，根据横纵行确定对该条信令的预定唯一地调用处理函数或丢弃。

10.根据权利要求9所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，如果该信令所属的信令过程属于与RRC连接及无线承载建立相关的信令交互过程，步骤3）包括：

步骤31）、若为RRC连接释放完成信令，则设置无线资源状态标记RrcStateFlag为0；若为RRC释放成功信令，将对应的状态转移表中的RRC状态改为不可用；或者

步骤32）、若为RB连接释放完成/失败信令，则设置无线资源状态标记RrcStateFlag为0；若为RB释放成功信令，将对应的状态转移表中的RRC状态改为RRC连接；或者

步骤33）、若为RB连接建立成功信令，则设置无线资源状态标记RrcStateFlag为0，若为RRC释放成功信令，将对应的状态转移表中的RRC状态改为无线资源控制和无线承载都连接。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，所述状态标记包括记录该UE对属于与无线资源控制连接及无线承载建立相关的信令交互过程中信令的处理信息无线资源状态标记RrcStateFlag，和记录该UE对属于UTRAN端和UE端需要交互的信令过程中信令的信令收发标记tran_flag。

12.根据权利要求11所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，所述处理信息无线资源状态标记RrcStateFlag来标记UTRAN端对已发送信令的等待状态，包括专用控制信道上连接释放信令已发送的等待回复状态、无线承载连接建立信令已发送的等待回复状态和无线承载连接释放信令已发送的等待回复状态。

13.根据权利要求11所述的基于无线资源控制的信令交互管理方法，其中，所述信令收发标记tran_flag中，每2位表示一个信令交互过程，每个信令交互过程的状态包括RRC初始状态、RRC已发送下行信令和RRC已收到上行信令。