长期演进网络中的业务建立控制方法、系统和终端设备

摘要

本发明公开了一种长期演进网络中有效提高业务建立速度的业务建立控制方法、系统和终端设备，方法包括以下步骤：UE在RRC连接受限的状态下监听来自网络侧的寻呼消息，所述寻呼消息指示所述UE的系统消息发生改变；UE按照所述寻呼消息读取改变后的系统消息，并根据所述改变后的系统消息判断RRC连接是否受限；如果UE判断RRC连接不受限，则UE的RRC层向非接入层NAS发送受限解除信息。本发明通过监听网络侧的寻呼消息，判断UE的RRC连接是否仍然受限，并在判断RRC连接不受限的状态下及时通知NAS，从而可以尽可能快地向网络侧再次发起建立RRC连接的请求。本发明能有效加速UE与网络侧建立相应业务的进程，提高LTE网络的响应速度。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通讯技术，尤其涉及一种LTE(Long Term Evolution：长期演进)网络中的业务建立控制方法、系统和终端设备。

背景技术

目前，3G(The 3rd Generation：第三代移动通信)技术已经得到广泛应用，为了满足用户对于移动数据业务不断增长的需求，针对3G技术启动的3GPP(The 3rd Generation Partnership Project：第三代移动通信标准伙伴项目)也相应地受到了越来越多的关注。为了使3GPP无线接入技术在未来移动通信领域的激烈竞争中处于有利地位，需要考虑3GPP无线接入技术的长期演进，基于长期演进的LTE网络通过改进和增强3G的空中接入技术，能有效减少业务响应时间，提高数据传输速率，扩展业务容量和覆盖范围，并减少运营商的耗费。

如图1所示，LTE网络主要分为三个组成部分：UE 10(User Equipment：用户设备)、E-UTRAN 20(Evolution Universal Terrestrial Radio Access Network：接入网)和CN 30(Core Network：核心网)。接入网20和核心网30都位于网络侧，接入网20由多个eNB 21(eNodeB：演进型节点B)组成，核心网30由多个MME 31(移动管理实体)和S-GW 32(服务网关)组成。LTE网络中的各设备之间采用国际标准接口通信，如UE 10和接入网20之间的接口为空中接口(Uu口)，接入网20中各eNodeB 21之间的接口为X2接口，接入网20与核心网30之间的接口为S1接口。如图2所示，LTE网络中，空中接口的协议栈分为NAS(Non Access Stratum：非接入层)和AS(Access Sratum：接入层)两部分，NAS负责UE 10与核心网30中的MME 31建立连接并进行信令交互，AS负责UE与接入网20中的eNodeB 21建立连接并进行信令交互，即UE 10与eNodeB 21之间通过不同的协议层，实现RRC(Radio Resource Control：无线资源控制)协议、PDCP(分组数据汇聚)协议、RLC(无线链路控制)协议、MAC(媒体访问控制)协议、PHY(物理接口收发)等各种形式的信令交互。

UE 10与网络侧之间建立通讯业务时，首先需要建立UE 10与接入网20的eNodeB 21之间的RRC连接。通常情况下，UE 10通过NAS向RRC层发出建链请求，并由RRC层负责与接入网20建立RRC连接。根据协议规定，RRC层与接入网20之间具有以下四种类型的RRC连接：被叫、紧急呼叫、Mo(Mobile Originating：移动主叫)信令和Mo数据。当UE 10向网络侧发出建立RRC连接的请求之前，需要判断NAS发起的建链请求的类型是否受限，不受限则表明允许接入，RRC层才能在公共信道上向网络侧请求建立该类型的RRC连接。

根据标准协议，RRC层根据UE 10所在小区的系统消息2中的接入控制信元ac-BarringInfo信元的状态判断某种类型的RRC连接是否允许接入，而系统消息2来自于eNodeB。数据通信过程中，核心网30为与网络侧进行通讯的UE10进行专用的资源分配，而核心网30的每台设备资源有限，如果MME 31的设备负荷过大则容易发生业务过载或阻塞，此时MME 31会向与该MME 31连接的eNodeB 21发送过载启动消息，eNodeB 21可根据核心网30的过载启动消息或接入网20的过载状况，修改过载MME 31作为服务MME 31的小区的系统消息，并实时向该小区内的UE 10广播该系统消息，从而对某种类型的业务进行限制。当RRC层根据系统消息判断某种类型的RRC连接接入受限时，会拒绝NAS的建链请求，并启动相应的定时器(Mo数据类型的RRC连接受限时启动定时器T303，Mo信令类型的RRC连接受限时启动定时器T305)，在不考虑小区重选的情况下，定时器超时之前并不允许RRC层再次向网络侧发起建立RRC连接的请求。而对于紧急呼叫和被叫类型的RRC连接，由于紧急呼叫无受限时间限制，NAS可以反复尝试建链，而被叫在受限的情况下，网络侧向UE 10发出RrcConnectionReject(RRC建链拒绝)消息，因此这两种类型的RRC连接控制不在本发明的讨论范围之内。

实际应用中，定时器运行期间核心网30或接入网20可能由于一些UE 10的业务完成而释放了部分资源，使过载状况得到了缓解，因此可解除对于Mo数据或Mo信令的业务限制，然而根据现有标准，RRC只有等到定时器超时才会再次尝试建立RRC连接，这种现状在一定程度上延缓了UE 10与网络侧建立RRC连接的过程，对通讯业务建立的速度造成一定影响。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种长期演进网络中有效提高业务建立速度的业务建立控制方法、系统和终端设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种长期演进网络中的业务建立控制方法，用于控制终端设备UE与网络侧之间建立无线资源控制RRC连接，包括以下步骤：

UE在RRC连接受限的状态下监听来自网络侧的寻呼消息，所述寻呼消息指示所述UE的系统消息发生改变；

UE按照所述寻呼消息读取改变后的系统消息，并根据所述改变后的系统消息判断RRC连接是否受限；

如果UE判断RRC连接不受限，则UE的RRC层向非接入层NAS发送受限解除信息。

UE在RRC连接受限的状态下监听来自网络侧的寻呼消息之前，还包括以下步骤：UE判断RRC连接受限，则启动建链受限定时器；

UE的RRC层向NAS发送受限解除信息之前，还包括以下步骤：如果所述建链受限定时器未超时，则停止定时。

进一步地，UE的RRC层向非接入层NAS发送受限解除信息后，还包括以下步骤；

NAS向RRC层发起建链请求；

RRC层根据所述建链请求向网络侧发起建立RRC连接的请求。

所述系统消息包括系统消息2，UE根据所述改变后的系统消息判断RRC连接是否受限的具体方式为：根据所述系统消息2中接入控制信元的状态判断RRC连接是否受限。

所述RRC连接包括Mo数据类型的RRC连接或Mo信令类型的RRC连接。

对于Mo数据类型的RRC连接，以下任一状况下判断RRC连接不受限：接入控制信元不存在，接入控制信元存在且Mo数据接入控制信元不存在，接入控制信元存在、Mo数据接入控制信元存在但当前UE可用的特殊接入等级AC对应的比特位为0。

对于Mo信令类型的RRC连接，以下任一状况下RRC层判断所述RRC连接不受限：接入控制信元不存在，接入控制信元存在且Mo信令接入控制信元不存在，接入控制信元存在、Mo信令接入控制信元存在但当前UE可用的特殊接入等级AC对应的比特位为0。

本发明还保护了一种终端设备，用于在长期演进网络中建立业务，所述终端设备包括RRC层和非接入层NAS，还包括监听模块、判断模块和受限解除指示模块；

监听模块用于在RRC连接受限的状态下监听来自网络侧的寻呼消息，所述寻呼消息指示所述UE的系统消息发生改变；

判断模块用于按照所述寻呼消息读取改变后的系统消息，并根据所述改变后的系统消息判断RRC连接是否受限；

受限解除指示模块用于在所述判断模块判断RRC连接不受限时，控制RRC层向NAS发送受限解除信息。

进一步地，还包括定时控制模块和建链受限定时器；

定时控制模块用于在RRC层向NAS发送受限解除信息之前，如果判断所述建链受限定时器未超时，则控制所述建链受限定时器停止定时。

所述受限解除指示模块设在RRC层，所述RRC层还包括建链模块；

建链模块用于根据NAS接收所述受限解除信息后发起的建链请求，向网络侧发起建立RRC连接的请求。

本发明还保护了一种长期演进网络中的业务建立控制系统，包括网络侧和以上任一项所述的终端设备。

本发明的有益效果是：本发明通过监听网络侧的寻呼消息，判断UE的RRC连接是否仍然受限，并在判断RRC连接不受限的状态下及时通知NAS，使其转入RRC连接不受限的状态，从而可以尽可能快地向网络侧再次发起建立RRC连接的请求。本发明使UE根据核心网或者接入网的负载状态动态调整RRC连接的受限状态，能够有效加速UE与网络侧建立相应业务的进程，进一步提高LTE网络的响应速度。

一旦核心网或者接入网由于释放部分资源而缓解了过载状况，UE判断RRC连接不受限并及时向NAS发出受限解除信息，避免UE等待建链受限定时器超时才再次尝试建链而导致的时间延误，使UE能够及时与网络侧建立相应类型的RRC连接。

附图说明

图1为LTE网络的架构图；

图2为LTE网络中空口协议栈的信令交互示意图；

图3为本发明一种实施例的长期演进网络中的业务建立方法的流程图；

图4为本发明Mo数据类型的建链处理流程图；

图5为系统消息中接入控制信元的构成示意图；

图6为本发明一种实施例的终端设备框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明长期演进网络中业务建立控制方法用于控制UE 10与网络侧之间建立RRC连接，UE 10在RRC连接受限的状态下监听网络侧指示系统消息发生改变的寻呼消息，并根据改变后的系统消息判断RRC连接是否仍然受限，如果UE 10判断RRC连接不受限，则RRC层及时向NAS发送受限解除信息，使其尽快向网络侧发起建立RRC连接的请求，尝试与网络侧建立RRC连接，从而加速了UE 10与网络侧之间的业务建立进程。

如图3所示，本发明一种实施例的长期演进网络中的业务建立方法包括以下步骤：

步骤S301：UE 10与网络侧之间的RRC连接受限，即UE 10通过NAS向RRC层发起某种类型的建链请求后，RRC层根据UE 10当前收到的系统消息判断RRC连接受限，此时RRC层向NAS发送建链拒绝信息，使NAS处于该类型的RRC连接的受限状态，暂时不会向RRC层发起该类型的建链请求。

系统消息包括系统信息2以及其他形式的系统消息，其中系统消息2中可能包括ac-BarringInfo信元等信元，本发明中，RRC层根据系统消息2中ac-BarringInfo信元的状态判断RRC连接是否受限。具体地，RRC连接主要包括Mo数据类型的RRC连接或Mo信令类型的RRC连接，对于不同的连接类型，根据系统消息2中ac-BarringInfo信元的状态判断RRC连接是否受限的方式也不一定相同。

请参见图5，根据协议规定，系统消息2中的ac-BarringInfo信元为可选项，可能包括ac-BarringForEmergency(紧急呼叫控制)信元，ac-BarringForMo-Signalling(Mo信令接入控制)信元和ac-BarringForMo-Data(Mo数据接入控制)信元等信元，其中ac-BarringForEmergency为布尔型变量，ac-BarringForMo-Signalling和ac-BarringForMo-Data为可选项，后两种信元还可分别包含ac-BarringFactor(接入受限系数)、ac-BarringTime(接入受限时间)和ac-BarringForSpecialAC(特殊AC阻塞信息)等参数，具体判断方法如下：

当ac-BarringForMo-Data信元存在时，限制普通用户的Mo数据类型的RRC连接。

当ac-BarringForMo-Data信元存在，且ac-BarringForMo-Data中的ac-BarringFactor设置为0时，限制所有用户的Mo数据类型的RRC连接。

当ac-BarringForMo-Signalling信元存在时，限制普通用户的Mo信令类型的RRC连接。

ac-BarringForMo-Signalling信元存在，且ac-BarringForMo-Signalling中的ac-BarringFactor设置为0时，限制所有用户的Mo信令类型的RRC连接。

其中，普通用户指的是用户的SIM(用户识别模块)卡内接入能力为AC0～AC10的用户，所有用户指的是普通用户以及接入能力为AC11～AC15的高优先级的用户。以上信元更加详细的含义和使用方法可以参见3GPP 36.331。

步骤S302：UE 10判断某种类型的RRC连接受限后，启动相应的建链受限定时器(例如T303或T305)，在不考虑小区重选的情况下，UE 10的RRC层等待建链受限定时器超时，才允许NAS再次发起该类型的建链请求。

步骤S303：UE 10监听来自网络侧的寻呼消息。在建链受限定时器运行期间，核心网30或者接入网20可能由于一些用户的业务完成而释放了部分资源，从而过载状况得到了缓解，因此通过eNodeB 21向小区内的UE 10广播改变后的系统信息，其中修改了小区的系统消息2中的ac-BarringInfo信元，从而解除了对Mo数据或Mo信令类型的RRC连接的限制，而eNodeB 21在系统消息发生改变时，还会向UE 10发送寻呼消息，用于指示UE 10的系统消息发生改变，UE 10通过监听该寻呼消息，能够及时判断RRC连接是否受限的更新状况。

步骤S304：UE 10按照寻呼消息读取改变后的系统消息，根据需要，系统消息可能具有多种，其中可能包含系统消息2。

步骤S305：UE 10根据改变后的系统消息判断RRC连接是否受限，具体地，根据其中系统消息2中ac-BarringInfo信元的状态判断RRC连接是否受限，如判断某种类型的RRC连接不受限，则进入步骤S306，否则进入步骤S303继续监听。

对于不同类型的RRC连接，UE 10判断RRC连接不受限的方式不同：

例如，对于Mo数据类型的RRC连接，以下任一状况下判断RRC连接不受限：ac-BarringInfo信元不存在，或ac-BarringInfo信元存在且ac-BarringForMo-Data信元不存在，或ac-BarringInfo信元存在、ac-BarringForMo-Data信元存在但ac-BarringForSpecialAC中当前UE可用的特殊接入等级AC对应的比特位为0。

对于Mo信令类型的RRC连接，以下任一状况下判断RRC连接不受限：ac-BarringInfo信元不存在，或ac-BarringInfo信元存在且ac-BarringForMo-Signalling信元不存在，或ac-BarringInfo信元存在、ac-BarringForMo-Signalling信元存在但ac-BarringForSpecialAC中当前UE可用的特殊接入等级AC对应的比特位为0。

步骤S306：根据以上方式判断某种类型的RRC连接不受限时，如果对应的建链受限定时器未超时，则停止该建链受限定时器定时。

步骤S307：RRC层向NAS发送受限解除信息，使NAS转入相应类型的RRC连接不受限的状态。接着，NAS可根据具体需要随时向RRC层再次发起建链请求，RRC层再根据该建链请求向网络侧发起建立RRC连接的请求，从而尝试与网络侧建立RRC连接。

如图4所示，一种实施例中，对于Mo数据类型的RRC连接的具体控制方法包括以下步骤：

步骤401：NAS在Mo数据类型的RRC连接不受限的状态下，向RRC层发起Mo数据类型的建链请求。

步骤S402：RRC层根据当前收到的系统消息2中的ac-BarringInfo信元的状态判断Mo数据类型的RRC连接是否受限，如果不受限，则执行步骤403，否则执行步骤404。

步骤403：RRC发送RrcConnectionRequest(RRC连接请求消息)到网络侧，尝试与网络侧建立Mo数据类型的RRC连接。

步骤404：RRC层发送RRC连接拒绝信息给NAS，其中可携带拒绝原因为数据建链受限。NAS收到该信息后进入Mo数据类型的RRC连接受限状态，暂时不会再发起Mo数据类型的建链请求。

步骤405：RRC层启动建链受限定时器T303，用于在T303超时时，通知NAS发起建链受限解除。

步骤406：RRC层监听到网络侧的寻呼消息paging，该寻呼消息中包含了系统消息发生改变的指示。

步骤407：RRC层读取改变后的系统消息，其中包括系统信息2以及其他形式的系统消息。

步骤408：RRC层根据的系统消息2中ac-BarringInfo信元的状态判断Mo数据类型的RRC连接是否受限，如果判断不受限，则执行步骤409，否则继续不做任何处理。

步骤409：定时器T303还未超时，则RRC层停止定时器T303的定时。

步骤410：RRC层向NAS层发送Mo数据类型的受限解除信息，使其进入Mo数据类型的RRC连接不受限的状态。

步骤S411：NAS再次向RRC层发起Mo数据类型的建链请求。

步骤S412：RRC层根据NAS的建链请求向网络侧发起建立Mo数据类型的RRC连接的请求，再次尝试与网络侧建立RRC连接。

对于Mo信令类型或其他类型的RRC连接，其处理过程与以上过程类似，只是在步骤S405和409中，对T305进行相应的操作。

如图7所示，本发明用于在长期演进网络中建立业务的UE 10包括监听模块11、判断模块12、受限解除指示模块131、建链模块132、定时控制模块14以及建链受限定时器15。

其中，监听模块11用于在RRC连接受限的状态下监听来自网络侧的寻呼消息，寻呼消息指示UE 10的系统消息发生改变，并在监听到寻呼消息时通知判断模块11。

判断模块11用于按照寻呼消息读取改变后的系统消息，并根据所述改变后的系统消息判断RRC连接是否受限，具体地，判断模块11通过判断系统消息2中ac-BarringInfo信元的状态判断RRC连接是否受限，对于不同类型的RRC连接，判断模块11可采用不同的判断方式。

受限解除指示模块131和建链模块132设在RRC层，根据需要，建链受限定时器15等其他功能模块也可设置在RRC层。

受限解除指示模块131用于在判断模块12判断某种类型的RRC连接不受限时，控制RRC层向NAS发送该类型的受限解除信息，使NAS处于该类型的RRC连接的不受限状态。

NAS接收受限解除信息后，可根据需要再次向RRC层发起该类型的建链请求，建链模块132用于根据该建链请求向网络侧发起建立该类型的RRC连接的请求。

根据不同类型的RRC连接，建链受限定时器15可包括T303和T305，通常在RRC层判断某种类型的RRC连接受限时自动启动，分别用于实现Mo数据类型和Mo信令类型的RRC连接的受限定时控制。

定时控制模块14用于判断模块12判断某种类型的RRC连接不受限时，在RRC层向NAS发送该类型的受限解除信息之前，如果判断建链受限定时器15未超时，则控制建链受限定时器15停止定时，以避免NAS等到建链受限定时器15超时才会再次尝试建立RRC连接而导致的时间延误。

本发明通过监听网络侧的寻呼消息，判断UE的RRC连接是否仍然受限，并在判断RRC连接不受限的状态下及时向NAS层发出受限解除信息，使UE根据核心网或接入网的负载状态动态调整RRC连接的受限状态。一旦核心网或接入网由于释放部分资源而缓解了过载状况，UE判断得出RRC连接不受限并及时通知NAS进入RRC连接的不受限状态，以便快速向RRC层发起建链请求，避免UE等待建链受限定时器超时才再次尝试建链而导致的时间延误，因此能够有效加速UE与网络侧建立相应的通讯业务的进程，进一步提高LTE网络的响应速度。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。