一種小流量無線數據傳輸的方法和基站系統的製作方法
2023-04-26 21:37:01
專利名稱：一種小流量無線數據傳輸的方法和基站系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種小流量無線數據傳輸的方法和基站系統，尤其是短數據突發 (SDB)模式的數據業務中的小流量無線數據傳輸方法和基站系統。
背景技術：
CDMA2000 IxA接口協議標準(I0S 5. 0. 1以上版本)中，提出了短數據突發(SDB) 的概念。SDB模式是專為小流量數據傳輸而設計的。網絡系統和終端系統都有一個SDB門 限參數，當數據量小於該門限參數時才會觸發SDB模式。SDB模式的數據業務流程區分為主叫和被叫流程，主被叫又分別有控制信道SDB 和業務信道SDB兩種流程。由於在控制信道SDB模式下不需要為每個用戶建立私有的業務 信道，所有用戶可以通過共享的控制信道傳輸業務信息，從而大大提高了信道單元資源的 利用率，可以解決網絡資源佔用的問題，也符合小流量數據的特性。主被叫的控制信道SDB 流程見圖1和圖2。由流程圖可見，SDB模式數據業務流程在基站與終端的空中接口方面的流程與短 消息流程類似，在基站與核心網的A接口方面的流程除了短消息流程外，還有數據業務的 流程，這種特性決定了這種小流量無線數據業務比較適用於數據上報頻度高，單次上報數 據量小，傳輸可靠性和數據安全性要求不高的使用場景，比如車載船載全球定位系統(GPS) 定位業務。按照圖3的傳統GPS定位業務流程，分組數據業務節點(PDSN)和分組控制功能 (PCF)尋呼終端是通過被叫控制信道SDB流程完成的，其中基站系統需向核心網發送服務 請求，其目的主要是請求核心網通知空中接口的尋呼範圍，根據得到的位置區(LAC)尋呼 終端。終端向PCF和PDSN上報定位位置是通過主叫控制信道SDB流程實現的。控制信道SDB流程應用於車載船載GPS定位業務等小流量、高頻度、移動性強的數 據業務時，通常定位終端上報位置信息請求後需要核心網回復應答，核心網應答發送控制 命令或提示信息非常頻繁。這樣被叫控制信道SDB流程，即網絡前向應答就存在兩個需要 解決的問題A接口，即基站與核心網之間的信令接口，信令流量大。在小流量、高頻度、移動性 強的數據業務中，每次終端終結業務中，基站系統(BS)需要向移動交換中心(MSC)發送尋 呼範圍請求消息、接收MSC的應答和MSC發送的尋呼範圍通知消息，並向MSC返回應答，每 次終端始發業務中，BS需要向MSC發送鑑權請求消息並接收MSC的鑑權響應消息。由於該 數據業務發生頻率高，上報和應答時間間隔都比較短，如果一個網絡下有大量終端在進行 這種業務，對A接口信令鏈路負荷的衝擊很大。空中接口，即基站與終端之間的信令接口，尋呼信道負荷較重。基站向核心網發送 服務請求的目的是獲取尋呼範圍，如位置區(LAC)。位置區是一組小區，位置區規劃的範圍 可以很大也可很小，目前很多運營商為了提高語音尋呼響應率，將位置區劃分的範圍很大， 甚至幾個BS共用一個LAC。一次SDB模式數據業務尋呼會發往一個LAC下所有的小區。當網絡下有大量的這種定位終端在進行這種業務時，空中接口尋呼消息量非常大，尋呼信道 易過載。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種小流量無線數據傳輸業務的方法和基站 系統，解決SDB模式的數據業務中A接口信令鏈路負荷大的問題。為了解決上述問題，本發明提供了一種小流量無線數據傳輸方法，應用於控制信 道短數據突發(SDB)模式的數據業務，所述方法包括在所述數據業務開始後，核心網、基站系統(BQ和終端先進行一次控制信道SDB 被叫流程和主叫流程，且所述BS在收到所述終端發送的SDB起呼消息後，存儲所述消息中 攜帶的所述終端當前的接入小區信息；在所述控制信道SDB被叫流程和主叫流程之後進行的控制信道SDB被叫流程和主 叫流程中，當所述BS在本地存儲有所述接入小區信息時，直接根據所述接入小區信息確定 對所述終端的尋呼範圍，在收到所述終端發送的SDB起呼的消息後，更新存儲的所述終端 當前的接入小區信息。進一步地，所述BS根據所述接入小區信息確定對所述終端的尋呼範圍時，是將所 述接入小區及其鄰接小區作為所述終端的尋呼範圍。進一步地，所述數據業務為GPS定位業務。進一步地，所述數據業務開始後，所述BS第一次收到核心網發送的所述數據業務 請求時，按照被叫控制信道SDB流程，向核心網請求尋呼範圍，核心網返回終端當前所在位 置區，所述BS以該位置區為尋呼範圍對所述終端發起SDB尋呼。進一步地，所述數據業務是定時進行的；所述BS收到所述終端的SDB起呼消息後，還為所述終端啟動定時器，所述定時器 時長大於所述數據業務定時時長，如所述BS在所述定時器到時前收到核心網發來的所述 數據業務請求，則直接根據存儲的接入小區信息確定對所述終端的尋呼範圍並停止所述定 時器；在收到所述終端的SDB起呼消息後，所述BS對存儲的所述接入小區信息進行更新，並 重新啟動所述定時器；如所述定時器超時，則所述BS刪除存儲的所述接入小區信息。進一步地，所述BS刪除存儲的所述接入小區信息後，如再次收到核心網發來的所 述數據業務請求，則從核心網獲取尋呼範圍並對所述終端進行尋呼，在收到終端發起的SDB 起呼的消息後透傳給核心網，並重新存儲所述終端當前的接入小區信息。本發明還提供了一種基站系統，包括A接口、空中接口、尋呼處理模塊、起呼處理 模塊、存儲模塊和定時維護模塊，其中 A接口是BS與核心網之間的信令接口，空中接口是BS與終端之間的接口 ；尋呼處理模塊用於收到核心網通過A接口發來的SDB模式的數據業務請求後，通 知定時維護模塊需尋呼的終端，並向存儲模塊獲取所述終端的位置信息或通過A接口向核 心網獲取所述終端的位置信息，根據所述位置信息確定尋呼範圍並通過空中接口向所述終 端發起尋呼；起呼處理模塊用於收到所述終端通過空中接口發來的SDB起呼消息後，將消息中的接入小區信息保存到存儲模塊或更新存儲模塊原有的接入小區信息，同時通知定時維護 模塊所述終端發起SDB起呼；存儲模塊用於保存所述終端的接入小區信息；定時維護模塊用於收到所述終端發起SDB起呼的通知後啟動一定時器，收到尋呼 處理模塊需尋呼的所述終端的通知後，停止所述定時器，當所述定時器超時後，刪除存儲模 中所述終端的接入小區信息。進一步地，所述數據業務時定時進行的，所述定時器時長大於所述數據業務定時 時長。進一步地，所述尋呼處理模塊收到核心網通過A接口發來的SDB模式的數據業務 請求後，對要尋呼的每個終端，判斷存儲模塊是否保存有所述終端的接入小區信息，如是， 根據所述接入小區確定尋呼範圍，通過空中接口向所述終端發起尋呼，否則從核心網查詢 得到所述終端的位置區，以所述位置區為尋呼範圍，通過空中接口向所述終端發起尋呼。上述方案的方法和系統可以較好的解決小流量、高頻度、移動性強的數據業務尋 呼問題。由於基站系統可以存儲終端接入小區，只是在核心網首次發起SDB模式的數據業 務請求時，向核心網查詢一次尋呼範圍，之後在業務進行過程中每次核心網發起SDB數據 業務請求後，基站系統無需再向核心網請求尋呼範圍，減輕了 A接口信令鏈路負荷。進一步 地，基站系統可以只將終端接入小區及其鄰接小區作為尋呼範圍向終端發送SDB尋呼，這 個範圍比通常規劃的LAC位置區小很多，減輕了空中接口尋呼信道的負荷。更進一步，基站 系統可以通過設置定時器來實現對活動用戶的接入小區信息的臨時存儲，當核心網不再發 起SDB數據業務請求時，基站系統及時刪除該終端的小區，不會佔用太多靜態資源。
圖1為主叫控制信道SDB流程圖；圖2為被叫控制信道SDB流程圖；
圖3為GPS定位業務流程圖；圖4為本發明實施例基站系統的模塊圖；圖5為本發明實施例的SDB模式數據業務流程圖；圖6為本發明實施例應用於GPS業務的流程圖。
具體實施例方式下面將結合附圖及實施例對本發明的技術方案進行更詳細的說明。本實施例基於的系統包括核心網、基站系統和終端，其中核心網和終端的功能可 以不變，基站系統的功能則進行了升級。如圖4所示，基站系統(BS)包括A接口、空中接口、尋呼處理模塊、起呼處理模 塊、存儲模塊和定時維護模塊，其中A接口是BS與核心網之間的信令接口，空中接口是BS與終端之間的接口。尋呼處理模塊用於收到核心網通過A接口發來的SDB模式的數據業務請求後，通知 定時維護模塊需尋呼的終端，並向存儲模塊獲取該終端的位置信息或通過A接口向核心網獲 取該終端的位置信息，根據該位置信息確定尋呼範圍並通過空中接口向終端發起尋呼。
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起呼處理模塊用於收到終端通過空中接口發來的SDB起呼消息後，將消息中的接 入小區信息保存到存儲模塊或更新存儲模塊原有的接入小區信息，同時通知定時維護模塊 該終端發起SDB起呼。存儲模塊用於保存終端的接入小區信息。定時維護模塊用於收到終端發起SDB起呼的通知後啟動一定時器，收到尋呼處理 模塊需尋呼的終端的通知後，停止該定時器，當該定時器超時後，刪除存儲模中該終端的接 入小區信息。上述定時器時長要大於該數據業務的定時時長。具體地，尋呼處理模塊收到核心網通過A接口發來的SDB模式的數據業務請求後， 對要尋呼的每個終端，判斷存儲模塊是否保存有該終端的接入小區信息，如是，根據該接入 小區確定尋呼範圍，通過空中接口向該終端發起尋呼，否則從核心網查詢得到該終端的位 置區，以該位置區為尋呼範圍，通過空中接口向該終端發起尋呼。本實施例根據接入小區確 定尋呼範圍時，是以該終端的接入小區及其鄰接小區為尋呼範圍，其他實施例中，也可以以 該接入小區所在的位置區為尋呼範圍，特別在終端以高速運動的場景下。上述定時維護模塊是可選的，接入小區信息也可以在業務結束後再刪除。如圖5所示，當核心網向終端發起SDB模式的數據業務請求時，本方案實施例流程 的步驟如下步驟201 核心網向BS發送SDB模式數據業務請求；步驟202 =BS的尋呼處理模塊通過A接口收到該請求後，查詢存儲模塊，發現存儲 模塊中沒有該終端的接入小區信息，則按照被叫控制信道SDB流程通過A接口向核心網發 送消息請求尋呼範圍，消息中包含該終端的國際移動用戶識別碼IMSI ；步驟203 核心網根據終端的IMSI號碼確定該終端所在位置區，向BS返回消息進 行尋呼範圍通知，消息中包含該終端當前所在位置區；步驟204 :BS的尋呼處理模塊通過A接口收到步驟203返回的位置區，根據該位置 區確定尋呼範圍，通過空中接口向該位置區對該終端進行SDB尋呼；步驟205 該終端向BS發送消息進行SDB起呼，該消息中包含該終端當前的接入 小區，起呼處理模塊通過空中接口收到該終端的SDB起呼消息，將消息中的接入小區信息 保存到存儲模塊，並通知定時維護模塊該終端發起SDB起呼，定時維護模塊為該終端啟動 一定時器，該定時器時長比核心網發起SDB模式數據業務請求的周期長，同時起呼處理模 塊通過A接口向核心網轉發該SDB起呼消息，返回SDB模式數據業務響應；步驟206 定時器超時前，BS再次收到核心網發送的SDB模式數據業務請求；步驟207 :BS的尋呼處理模塊通過A接口收到該請求後，通知定時維護模塊需尋呼 的終端，定時維護模塊停止該終端的定時器，同時，尋呼處理模塊判斷存儲模塊保存有該終 端的接入小區信息，取出該終端的接入小區，結合本地資料庫保存的該小區的鄰接小區，組 成尋呼小區組，通過空中接口向該尋呼小區組對該終端發起SDB尋呼；步驟208 該終端向BS發送消息進行SDB起呼，攜帶該終端當前的接入小區，BS起 呼處理模塊通過空中接口收到SDB起呼消息，更新存儲模塊中原有的該終端的接入小區， 並通知定時維護模塊該終端發起SDB起呼，定時維護模塊重新為該終端啟動一定時器，同 時，起呼處理模塊通過A接口向核心網轉發SDB起呼消息，返回SDB模式數據業務響應；文中，「更新記錄的該終端的接入小區」是指保證存儲的接入小區與起呼消息中的接入小區一致的一種處理，該更新處理在具體操作上，可以是將SDB起呼消息中的接入小 區直接替換掉原來存儲的接入小區，也可以先比較SDB起呼消息中的接入小區與記錄的接 入小區是否相同，在不同時，再替換掉存儲的接入小區信息。步驟209 如果該定時器超時，BS沒有收到核心網發出的SDB模式數據業務請求， 則定時維護模塊刪除存儲模塊中該終端的接入小區信息。如圖6所示，是本發明應用於GPS定位業務的一個應用示例，圖中的請求GPS終端 上報定位位置消息是通過被叫控制信道SDB流程中A9短數據傳輸消息發送的，請求尋呼 範圍是通過AlBS服務請求消息發送的，MSC通知尋呼範圍是通過ADDS尋呼消息來通知的， BS向PCF上報GPS終端定位位置是通過主叫控制信道SDB流程中A9短數據傳輸消息發送 的。圖中只包括主被叫控制信道SDB流程中的主要消息，但本方案應用於GPS定位業務的 實現也包括主被叫控制信道SDB流程中的相關消息。本發明應用於GPS定位業務包括如下 步驟步驟301 =PDSN通過PCF，向BS發送消息請求GPS終端上報定位位置信息；步驟302 =BS根據該GPS終端的國際移動用戶識別碼IMSI號碼，向MSC發送消息 請求尋呼範圍，查詢該GPS終端用戶的登記位置區；步驟303 =MSC訪問VLR或HLR獲得GPS終端所在位置區，通知BS本次尋呼的範 圍；步驟304 =BS根據步驟303得到的尋呼範圍，向GPS終端發起SDB尋呼；步驟305 =GPS終端收到SDB尋呼後，進行定位業務處理，然後向BS發起SDB起呼 上報定位位置信息，BS收到SDB起呼消息後，向PCF上報該GPS終端的GPS終端定位位置 信息，同時BS存儲本次起呼的接入小區，並啟動定時器Trecordposition，GPS定位業務一 般是定時進行，定時器Trecordposition的時長比GPS定位業務的時間間隔長2秒；步驟306 若定時器"Trecordposition超時之前，BS再次收到PCF發送消息請求 GPS終端上報定位位置信息，則停止定時器Trecordposition，取出存儲的該GPS終端上一 次接入的小區，結合本地資料庫保存的該小區的鄰接小區，組成尋呼小區組；步驟307 =BS根據步驟306確定的尋呼小區組，向GPS終端發起SDB尋呼；步驟308 =GPS終端收到SDB尋呼後，進行定位業務處理，然後向BS發起SDB起呼 上報定位位置信息，BS收到SDB起呼消息後，向PCF上報該GPS終端定位位置信息，同時BS 更新該終端的接入小區，並重新啟動定時器Trecordposition ；步驟309 若定時器"Trecordposition超時之前，BS再次收到PCF發送消息請求 GPS終端上報定位位置信息，則按照步驟306進行處理；步驟310 若定時器Trecordposition超時沒有收到PCF發送消息請求GPS終端 上報定位位置信息，BS刪除存儲的接入小區信息，且不重新啟動定時器Trecordposition。本實施例在定時器的時限內BS保存終端的接入小區信息，也可以用其他方式，如 SDB模式數據業務開始時BS保存該終端的接入小區信息，並在該業務進行中更新該終端的 接入小區信息，直至該業務結束。本方法以該改進的GPS定位業務為一個實施例，並不限於GPS定位業務，本發明可 以有各種更改和變形或者應用於其他具有類似特性的業務。凡在本發明的精神和原則之 內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的權利要求範圍之內。
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權利要求
1.一種小流量無線數據傳輸方法，應用於控制信道短數據突發(SDB)模式的數據業 務，所述方法包括在所述數據業務開始後，核心網、基站系統(BQ和終端先進行一次控制信道SDB被叫 流程和主叫流程，且所述BS在收到所述終端發送的SDB起呼消息後，存儲所述消息中攜帶 的所述終端當前的接入小區信息；在所述控制信道SDB被叫流程和主叫流程之後進行的控制信道SDB被叫流程和主叫流 程中，當所述BS在本地存儲有所述接入小區信息時，直接根據所述接入小區信息確定對所 述終端的尋呼範圍，在收到所述終端發送的SDB起呼的消息後，更新存儲的所述終端當前 的接入小區信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述BS根據所述接入小區信息確定對所述終端的尋呼範圍時，是將所述接入小區及 其鄰接小區作為所述終端的尋呼範圍。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述數據業務為GPS定位業務。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述數據業務開始後，所述BS第一次收到核心網發送的所述數據業務請求時，按照被 叫控制信道SDB流程，向核心網請求尋呼範圍，核心網返回終端當前所在位置區，所述BS以 該位置區為尋呼範圍對所述終端發起SDB尋呼。
5.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述數據業務是定時進行的；所述BS收到所述終端的SDB起呼消息後，還為所述終端啟動定時器，所述定時器時 長大於所述數據業務定時時長，如所述BS在所述定時器到時前收到核心網發來的所述數 據業務請求，則直接根據存儲的接入小區信息確定對所述終端的尋呼範圍並停止所述定時 器；在收到所述終端的SDB起呼消息後，所述BS對存儲的所述接入小區信息進行更新，並重 新啟動所述定時器；如所述定時器超時，則所述BS刪除存儲的所述接入小區信息。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於所述BS刪除存儲的所述接入小區信息後，如再次收到核心網發來的所述數據業務請 求，則從核心網獲取尋呼範圍並對所述終端進行尋呼，在收到終端發起的SDB起呼的消息 後透傳給核心網，並重新存儲所述終端當前的接入小區信息。
7.一種基站系統，包括A接口、空中接口、尋呼處理模塊、起呼處理模塊、存儲模塊和定 時維護模塊，其中A接口是BS與核心網之間的信令接口，空中接口是BS與終端之間的接口 ；尋呼處理模塊用於收到核心網通過A接口發來的SDB模式的數據業務請求後，通知定 時維護模塊需尋呼的終端，並向存儲模塊獲取所述終端的位置信息或通過A接口向核心網 獲取所述終端的位置信息，根據所述位置信息確定尋呼範圍並通過空中接口向所述終端發 起尋呼；起呼處理模塊用於收到所述終端通過空中接口發來的SDB起呼消息後，將消息中的接 入小區信息保存到存儲模塊或更新存儲模塊原有的接入小區信息，同時通知定時維護模塊所述終端發起SDB起呼；存儲模塊用於保存所述終端的接入小區信息；定時維護模塊用於收到所述終端發起SDB起呼的通知後啟動一定時器，收到尋呼處理 模塊需尋呼的所述終端的通知後，停止所述定時器，當所述定時器超時後，刪除存儲模中所 述終端的接入小區信息。
8.如權利要求7所述的基站系統，其特徵在於所述數據業務時定時進行的，所述定時器時長大於所述數據業務定時時長。
9.如權利要求7所述的基站系統，其特徵在於所述尋呼處理模塊收到核心網通過A接口發來的SDB模式的數據業務請求後，對要尋 呼的每個終端，判斷存儲模塊是否保存有所述終端的接入小區信息，如是，根據所述接入小 區確定尋呼範圍，通過空中接口向所述終端發起尋呼，否則從核心網查詢得到所述終端的 位置區，以所述位置區為尋呼範圍，通過空中接口向所述終端發起尋呼。
全文摘要
本發明公開了一種小流量無線數據傳輸方法，應用於控制信道短數據突發(SDB)模式的數據業務，包括在述數據業務開始後，核心網、基站系統(BS)和終端先進行一次控制信道SDB被叫流程和主叫流程，且BS在收到終端發送的SDB起呼的消息後，存儲該消息中攜帶的終端當前的接入小區信息；在所述數據業務之後進行的控制信道SDB被叫流程和主叫流程中，BS在本地存儲有所述接入小區信息時，直接根據所述接入小區信息確定對所述終端的尋呼範圍，在收到所述終端發送的SDB起呼的消息後，更新存儲的所述終端當前的接入小區信息。本發明解決了小流量、高頻度、移動性強的數據業務A接口信令鏈路負荷大的問題。
文檔編號H04W68/00GK102088770SQ200910252059
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者徐維江, 楊寶國, 韓桂魯 申請人:中興通訊股份有限公司