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CN1638502A - 在承载网络上用于低等待业务的信令传输 - Google Patents

在承载网络上用于低等待业务的信令传输 Download PDF

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CN1638502A
CN1638502A CNA200410103281XA CN200410103281A CN1638502A CN 1638502 A CN1638502 A CN 1638502A CN A200410103281X A CNA200410103281X A CN A200410103281XA CN 200410103281 A CN200410103281 A CN 200410103281A CN 1638502 A CN1638502 A CN 1638502A
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Abstract

本发明公开了一种无线通信网络，包括基站系统、交换系统和传输网络。传输网络包括配置以传输呼叫信令的常规信令网络和配置以传输用户通信的承载网络。由于建立了专用连接并且部分专用连接的容量留作传输呼叫信令，承载网络也传输呼叫信令。响应于来自移动无线设备或分组数据网的呼叫信令的接收，基站系统或交换系统确定该呼叫信令是否是用于低等待业务的。如果该呼叫信令是用于低等待业务的，那么基站系统或交换系统在专用连接上转发该呼叫信令。如果不是，那么基站系统或交换系统在常规信令网络上传送该呼叫信令。

Description

在承载网络上用于低等待业务的信令传输
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及由无线通信网络提供的在承载网络上的用于低等待业务的传输信令。
背景技术
通信运营商正在不断地改善他们向客户提供的业务。无线业务由于其提供客户的便利而变得很受欢迎。无线业务，例如蜂窝和PCS电话通用于个人和商务使用。因为许多通信提供者都提供基本的蜂窝或PCS业务，这些通信提供者竞相提供其它新的和有用的业务。
一个或多个通信提供者提供的一项业务就是按键通话(Push to Talk，PTT)业务。PTT业务是由Reston VA Nextel通信最初开展的。PTT类业务在此将被称为按键呼叫(Push to Call，PTC)业务。按键呼叫是一种能允许用户像使用步话机那样使用他们的蜂窝电话的业务。用户仅需按下电话上的一个按钮就能快速地连接到一个或多个设置在他们的群组列表或“好友列表”中的其他用户，群组列表或“好友目录”保存在按键呼叫(PTC)服务器上。有些用户喜欢这种由PTC业务提供的快速连接。
在提供PTC业务中的一个挑战是希望有建立低等待呼叫。端对端的呼叫建立应当以约一秒钟或更少的时间来提供使用户满意的步话机操作。其他业务也可能希望低等待呼叫建立。不幸的是，一些当前的无线通信网络还不能提供对于要求低等待呼叫建立的业务来说的足够快的呼叫建立。
无线通信网络一般包括信令网络和承载网络。当前的无线通信网络不能提供足够快的呼叫建立的一个原因是，用于传输呼叫建立消息的信令网络是为了容量而不是为了提供低等待呼叫建立而设计的。由于无线通信网络为几百万的用户提供服务，信令网络被设计为处理尽可能多的呼叫。信令网络增加容量的一个途径是消息打包。为了消息打包，在把信令消息发送给目的地前信令网络缓冲多个信令消息给目的地。消息打包能允许信令网络处理更高的呼叫负载，但是也可能增加呼叫建立等待。呼叫建立等待在信令网络中可能不那么重要，因为信令网络传输的信令消息通常是非实时紧急的。只要等待不过度，信令消息在没有可察觉的影响下被等待。典型呼叫的呼叫建立等待可能是数秒钟。
不幸地，许多无线通信网络目前并非构造成提供低等待呼叫建立。因为无线通信网络的呼叫建立等待可能过高而不能提供低等待业务，通信提供者无法向他们的客户和潜在的客户提供有价值的低等待业务，例如PTC业务。
发明内容
本发明在示范性实施例中描述的无线通信网络和操作无线通信网络的方法解决了上述问题以及其他问题。实施本发明的无线通信网络能通过在承载网络上传输用于低等待业务的呼叫信令来提供低等待业务。
该无线通信网络由基站系统、交换系统以及连接到所述基站系统和交换系统的传输网络组成。该传输网络包括信令网络和承载网络。信令网络被设置以传输呼叫信令，承载网络被设置以传输承载业务。
承载网络由多个连接组成。在该承载网络上建立在交换系统和基站系统之间的专用连接。随着该专用连接的建立，至少一部分专用连接的容量留作传输呼叫信令之用。专用连接的该备用容量的大小可动态的取决于无线通信网络的需要。
响应于来自诸如蜂窝电话的移动无线设备的呼叫信令的接收，基站系统确定该呼叫信令是否是用于低等待业务的。低等待业务的一个实例是按键呼叫业务。如果该呼叫信令是用于低等待业务的，那么基站系统通过承载网络上的专用连接转发该呼叫信令。如果该呼叫信令不是用于低等待业务的，那么基站系统通过传统的信令网络转发该呼叫信令。响应于在专用连接或信令网络上呼叫信令的接收，交换系统在分组数据网上转发该呼叫信令。
在另一个实施例中，交换系统可以从分组数据网接收呼叫信令。象上一个实施例中一样，建立承载网络上的专用连接，并且该专用连接的一部分容量留作传输呼叫信令。响应于呼叫信令的接收，交换系统确定该呼叫信令是否用于低等待业务。如果该呼叫信令是用于低等待业务的，那么交换系统通过承载网络上的专用连接转发该呼叫信令。如果该呼叫信令不是用于低等待业务的，那么交换系统通过信令网络转发该呼叫信令。
有利地，上述无线通信网络能使用承载网络上的专用连接为传输呼叫信令来提供低等待呼叫建立。承载网络上的专用连接和信令网络包括并行信令网络。通过使用专用连接和信令网络两者来传送呼叫信令，无线通信网络可最优化呼叫建立等待而不必牺牲容量。通过专用连接产生的低呼叫建立等待可允许无线通信网络提供低等待业务。
本发明可包括如下所述其他示范性实施例。
附图说明
在所有附图中，相同的标记数字表示相同的元件。
附图1A和1B说明现有技术通信网络，以帮助更好地理解本发明。
附图2说明本发明的一个示范实施例的无线通信网络。
附图3说明用于本发明的一个示范实施例的无线通信网络的处理，在该无线通信网络中除信令网络之外，承载网络也传输呼叫信令。
附图4A和4B说明本发明的一个示范实施例的通信网络。
具体实施方式
现有技术通信网络--附图1A和1B
附图1A和1B说明先有技术通信网络100助以更好地理解本发明。在图1A中，通信网络100包括无线接入网络(RAN)102，分组数据网143，分组数据服务节点(PDSN)服务器141，PDSN服务器146，按键呼叫(PTC)服务器142，以及认证、授权和计费(AAA)服务器144。RAN 102，PDSN服务器141，PDSN服务器146，PTC服务器142以及AAA服务器144全部连接到分组数据网143。在图1B中，通信网络100还包括连接到分组数据网143的RAN 104(见附图1A中连接145)。通信网络100是提供语音和数据业务第三代移动系统(3G)。
在附图1A中，RAN 102在通信网络100中执行无线功能。RAN 102包括无线通信网控制器(RNC)110和通过传输网络130连接的基站收发信机(BTS)120。传输网络130包括多个在RNC 110和BTS 120之间的连接131。传输网络130包括信令网络133和承载网络134。信令网络133在附图1A中用虚线表示。承载网络134在附图1A中用实线表示。
BTS 120端接和例如PTC电话140这样的无线设备的无线通信。每个BTS 120包括多个无线收发器(TXR)122和信道单元(CE)组124。无线收发器122包括在租用的无线频率上发送与接收信号的天线(未示出)；无线收发器122在能与无线收发器122通话的电话之间创建一个“蜂窝”。信道单元组124表示在每个BTS 120中的多个信道单元。信道单元是表示BTS 120中的资源的逻辑元件，BTS 120执行处理以处理呼叫。
BTS 120在信令网络133上与无线控制服务器(RCS)136、移动性管理器(MM)138和RNC 110通信以交换信号。通常在RAN 102中每一个BTS 120有一个RCS 136。BTS 120在承载网络134上与RNC 110通信以交换承载业务。
RNC 110作为BTS 120和分组数据网143之间的交换机传输分组语音和数据。RNC 110包括业务控制服务器(TCS)112、分组控制功能(PCF)114和帧选择器(FS)组116。TCS 112管理RNC 110中的资源，例如在FS组116中分配和解除分配帧选择器，并管理呼叫建立和呼叫断开。PCF 114通过分组数据网143与RNC 110接合。FS存储组116表示在RNC 110中帧选择器的组。帧选择器是表示RNC 110中的资源的逻辑元件，RNC 110执行处理以处理呼叫。
在附图1B中，RAN 104在通信网络100中也执行无线功能。RAN 104包括无线通信网络控制器(RNC)150和通过传输网络170连接的基站收发信机(BTS)160。传输网络170包括多个在RNC 150和BTS 160之间的连接171。传输网络170包括信令网络173和承载网络174。信令网络173在附图1B中用虚线表示。承载网络174在附图1B中用实线表示。
BTS 160端接和无线设备，例如PTC电话180，的无线通信。每个BTS 160包括多个无线收发器(TXR)162和信道单元(CE)组164。无线收发器162包括在租用的无线频率上发送与接收信号的天线(未示出)。无线收发器162在能与无线收发器162通信的电话内创建“蜂窝”。CE组164表示在每个BTS 160中的多个信道单元。
BTS 160在信令网络173上与无线控制服务器(RCS)176、移动性管理器(MM)178和RNC 150通信以交换信号。通常在RAN 104中每一个BTS 160有一个RCS 176。BTS 160在承载网络174上与RNC 150通信以交换承载业务。
RNC 150作为BTS 160和分组数据网143之间的交换机传输分组语音和数据。RNC 150包括业务控制服务器(TCS)152、分组控制功能(PCF)154和帧选择器(FS)组156。TCS 152管理RNC 150中的资源，例如在FS组156中分配和解除分配帧选择器，并管理呼叫建立和呼叫断开。PCF 154通过分组数据网143与RNC 150接合。FS组156表示在RNC 150中帧选择器的组。
PTC电话140是提供语音、数据和按键呼叫(PTC)业务的3G电话。为了使按键呼叫(PTC)业务生效，PTC电话140必须在PTC服务器142上注册。在开机时，PTC电话140产生注册请求并在无线频率上发送该注册请求。BTS 120中的一个无线收发器122从PTC电话140接收该注册请求。接收BTS 120然后在信令网络133上发送该注册请求。RNC 110通过RCS 136和MM 138在信令网络133上接收该注册请求。
在RNC 110中，PCF 114接收该注册请求。响应于该注册请求，PCF 114与PDSN服务器141通信以从PDSN的组中选择一个PDSN。选择的PDSN在PTC电话140和PDSN服务器141之间建立和维持点对点协议(PPP)会话。随PPP会话的建立，PCF 114将该注册请求转发给PTC服务器142。为了便于将来的通信，RNC110建立一个包括PTC电话140的身分和用于该选择的PDSN的地址的记录。
依据接收该注册请求，PTC服务器142记录为PTC电话140服务的PDSN服务器141的身分。作为缺省值，给PTC电话140分配那些最经常为PTC电话140服务呼叫的本地RAN或本地MSC。因为PTC电话140是移动的，PTC电话140可“漫游”到本地RAN服务的区域之外。当PTC电话140漫游时，PTC服务器142通常通过记录当前服务PTC电话140的PDSN服务器141的身分，来产生PTC电话140的位置的记录。PTC服务器142还包括PTC电话140的身分、为PTC电话140设置的“好友目录”，等等。PTC服务器142的工作很像标识位置登记器(HLR)，跟踪PTC电话140的位置。
在附图1B中，PTC电话180也是必须在PTC服务器142上注册的3G电话。在开机时，PTC电话180产生注册请求并在无线频率上发送该注册请求。BTS 160中的一个无线收发器162从PTC电话180接收该注册请求。该接收BTS 160然后在信令网络173上发送该注册请求。RNC 150通过RCS 176和MM 178在信令网络173上接收该注册请求。
在RNC 150中，PCF 154接收该注册请求。响应于该注册请求，PCF 154联络PDSN服务器146以从PDSN的组中选择一个PDSN。该选择的PDSN在PTC电话180和PDSN服务器146之间建立和维持点对点协议(PPP)会话。随PPP会话的建立，PCF 154将该注册请求转发给PTC服务器142。为了便于将来的通信，RNC 150建立一个包括PTC电话180的身分和用于该选择的PDSN地址的记录。
依据接收该注册请求，PTC服务器142记录为PTC电话180服务的PDSN服务器146的身分。当PTC电话180漫游时，PTC服务器142通常通过记录当前服务PTC电话180的PDSN服务器146的身分，来产生PTC电话180的位置的记录。
PTC电话140和180都在PTC服务器142上注册时，PTC电话140可创建PTC类呼叫。为了启动该呼叫，PTC电话140的用户按下PTC电话140上的按键呼叫按钮。PTC电话140产生PTC请求并在无线频率上发送该PTC请求。该PTC请求可以是到一个或多个接收方的。BTS 120中的一个无线收发器122从PTC电话140接收该注册请求。该接收BTS 120然后在信令网络133上发送该PTC请求。RNC 110通过RCS 136和MM 138在信令网络133上接收该PTC请求。
响应于PTC电话140的该PTC请求，RNC 110查找为PTC电话140建立的记录。该记录显示了曾与PDSN服务器141(指发起的PDSN)建立先前的PPP会话的PDSN地址。PCF 114通过PDSN服务器141将该PTC请求转发给PTC服务器142。
响应于该PTC请求，PTC服务器142确定该PTC呼叫的接收方。PTC服务器142可查找呼叫接收方的记录。PTC服务器142可察看先前为PTC电话140建立的好友目录或群组列表。在这种情况下接收方是PTC电话180。
因为PTC电话180已经与PDSN服务器146建立了PPP会话，PTC服务器142具有包括曾建立先前的PPP会话的PDSN(指终止的PDSN或PDSN服务器146)地址、PTC电话180的身分等的记录。根据该记录，PTC服务器142通过PDSN服务器146将该PTC请求转发给RNC 150的PCF 154。
RNC 150可能不知道哪个BTS 160正为PTC电话180服务。因此，MM138生成寻呼请求来使BTS 160“寻呼”PTC电话180。RNC 150在信令网络173上将该寻呼请求发送给所有BTS 160。响应于该寻呼请求，每个BTS 160在寻呼频道广播一个寻呼。
如果PTC电话180收到该寻呼，那么PTC电话180在无线频率上发送一应答。BTS 160中的一个无线收发器162从PTC电话180接收该应答。该接收BTS160然后在信令网络173上发送该应答。RNC 150通过RCS 176和MM 178在信令网络173上接收该应答。
在RNC 150中，PCF 154使用PDSN服务器146将该应答转发给PTC服务器。PTC服务器142接收该应答并使用PDSN服务器141将该应答转发给RNC 110的PCF 114。RNC 110通过MM 138和RCS 136在信令网络133将该应答转发给BTS120。RNC 110可能必须发寻呼请求发送给所有BTS 120以定位服务PTC电话140的BTS 120。
响应于该应答的接收，BTS 120在无线频率上把该应答发送给PTC电话140。PTC电话140接收该应答，该应答显示PTC呼叫已被建立。
在该PTC呼叫建立期间，建立连接并且分配资源以处理该呼叫。为了创建连接，RCS 136在承载网络134上建立RNC 110和BTS 120之间的连接。承载网络134上的该连接是用于传输该PTC呼叫的承载业务的。类似地，RCS 176在承载网络I74上建立RNC 150和BTS 160之间的连接。承载网络174上的该连接也是用于传输该PTC呼叫的承载业务的。
为了分配资源，RCS 136从CE组124中选择一信道单元(CE)以处理该PTC呼叫。TCS112从FS组116中选择一帧选择器(FS)以处理该呼叫。该选择的帧选择器和该选择的信道单元至少在该PTC呼叫的持续时间中彼此对应。
随着呼叫的建立，用户开始对PTC电话140说话。PTC电话140中的麦克风产生表示用户的语音的模拟话音信号。然后PTC电话140数字化该模拟话音信号并将该数字化话音插入帧。PTC电话140根据码分多址(CDMA)协议编码该数字化话音并在无线频率上发送该数字化话音帧。
BTS 120中的一个无线收发器122，以及在电话150范围内的任意其他BTS，接收该数字化话音帧。接收无线收发器122将该数字化话音帧发送给指定处理该呼叫的信道单元。信道单元执行数字化话音帧的任何其他处理。信道单元在承载网络134中选定的连接上将该数字化话音帧传输给指定处理该呼叫的RNC110中FS存储组116中对应的帧选择器。该帧选择器可进一步编码该数字化话音帧并将该数字化话音帧转发给PCF 114。PCF 114通过PDSN服务器141将该数字化话音帧转发给PTC服务器142。PCF 114通过PDSN服务器146将该数字化话音帧转发给PCF 154。
PCF 154将该数字化话音帧转发以FS组156中指定处理该呼叫的帧选择器。该帧选择器在承载网络174中选定连接上转发该数字化话音帧给对应的CE组164中的信道单元。信道单元执行数字化话音帧的任何其他处理。该信道单元将该数字化话音帧转发给其中一个无线收发器162。无线收发器162在无线频率上发送该数字化话音帧。
PTC电话180接收该数字化话音帧。PTC电话180根据码分多址(CDMA)协议解码该数字化话音帧。PTC电话180然后将该数字化话音转换成模拟话音信号并将该模拟话音信号提供给扬声器。PTC电话180上的扬声器然后给用户放出可听的声音。
不幸地，RAN 102和RAN 104事实上不是为处理低等待业务设计的，然而低等待业务需要更快的呼叫建立(例如，一秒钟或更少的时间)。RAN 102和RAN104中的呼叫建立时间可能至少数秒钟。RAN 102和RAN 104中更高的等待可能是因为BTS 120和BTS 160在信令网络133和173上发送呼叫信令，例如PTC请求和响应。信令网络133和173主要优先的是容量，并且由于存在几百万的用户，信令网络133和173是为处理尽可能多的呼叫而设计的。由于RAN 102和RAN 104的高呼叫建立等待，RAN 102和RAN 104不足以提供低等待业务，例如按键呼叫业务。
无线通信网络配置与操作--附图2-3
附图2-3及其后的描述描绘了本发明的一种特殊示范实施例，以教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式。为了教导发明的原理，本发明的一些常规的方面被简化或省略。本领域技术人员将能理解，这些实施例的变体仍属于本发明的范围。本领域技术人员将能理解如下所述的特征能够以各种方式组合以形成本发明的变体。因此，本发明不应被限制为如下所述的特定实施例，而是由权利要求和它们的等同物限定。
附图2说明本发明的一个示范实施例的无线通信网络200。无线通信网络200在某些实施例中可包括无线接入网络(RAN)。无线通信网络200包括基站系统202、交换系统204以及设置以连接基站系统202和交换系统204的传输网络206。无线通信网络200可包括未在附图2中示出的其他元件、装置或系统。
基站系统202被设置以与交换系统204和移动无线设备210通信。基站系统202的一个实例包括基站收发信机(BTS)。移动无线设备210包括所有的掌上型的器材或其他便携式装置，设置以通过无线信号通信。移动无线设备210可包括蜂窝电话、PCS电话、计算机、个人数字助理(PDA)或另一个移动无线设备。基站系统202可使用CDMA、TDMA、GSM、UMTS、802.11b、802.11g或其他无线协议与移动无线设备210通信。在GSM或UMTS网络中，基站系统202可包括与BTS的功能类似的节点B。
交换系统204被设置以与基站系统202和分组数据网(未示出)通信。交换系统204包括被设置为在基站系统和分组数据网之间交换通信的任何系统或装置。交换系统204的一个实例包括无线通信网络控制器(RNC)。在GSM网络中，交换系统204可包括基站控制器(BSC)。
传输网络206连接基站系统202并交换系统204。传输网络206包括信令网络212和承载网络214。信令网络212被设置以传输呼叫信令，在附图2中以虚线表示。呼叫信令包括任何用于促进呼叫处理的消息或信号，比如呼叫建立和呼叫断开消息、按键呼叫请求、或另一个消息。
承载网络214由一个或多个在交换系统204和基站系统202之间的连接组成。承载网络214被设置以传输承载业务，在附图2中以实线表示。承载业务包括在呼叫用户和被呼叫用户之间的呼叫中发送的、或在分组数据网中移动客户机和服务器之间发送的话音和/或数据。在这些实施例中，承载网络214还被设置为传输呼叫信令。
附图3说明用于本发明的一个示范实施例的无线通信网络200的处理300，在该无线通信网络中除信令网络212之外，承载网络214也传输呼叫信令。为了传输呼叫信令，在步骤302中在承载网络214上建立专用连接216。交换系统204、基站系统202、或另一个系统可建立专用连接216。专用连接216可使用传统方法或装置建立。可以建立多个专用连接。在步骤304，至少一部分专用连接216的容量留作传输呼叫信令之用。专用连接216容量分配的大小可动态的取决于无线通信网络200的需要。
响应于来自移动无线设备210的呼叫信令的接收，在步骤306基站系统202确定该呼叫信令是否是用于低等待业务的。低等待业务包括与传统业务相比需要更快的呼叫建立时间，例如一秒钟或更少，的用于无线通讯网络的任何通信业务。低等待业务的一个实例包括按键呼叫业务。如果呼叫信令是用于低等待业务的，那么在步骤308基站系统202通过承载网络214上的专用连接216转发该呼叫信令。如果该呼叫信令不是用于低等待业务的，那么在步骤310基站系统202通过传统的信令网络212转发该呼叫信令。响应于在专用连接216或信令网络上呼叫信令212的接收，交换系统204在分组数据网上转发该呼叫信令。
有利地，无线通信网络200能通过使用用于传输呼叫信令的承载网络214提供低等待呼叫建立通常，承载网络传输实时紧急的承载业务，比如语音呼叫。该实时紧急的承载业务是更加不能容忍等待和抖动的。例如，在语音帧的传输中用于访问214的等待对听众可能是明显的。该等待可导致一部分谈话内容丢失。由于等待有不利影响，承载网络是为最小化等待和抖动来设计的。因此，与更加注重容量的信令网络212相比，承载网络214更加注重低等待。由于承载网络214被设置用于低等待传送，承载网络214能够提供实时紧急的业务，例如按键呼叫业务，需要的低等待呼叫建立。
承载网络214上的专用连接216和信令网络212包括并行信令网络。使用专用连接216和信令网络212两者来传送呼叫信令，无线通信网络200可最优化呼叫建立等待而不必牺牲容量。
专用连接216可以传输除呼叫信令之外的承载业务。为了控制专用连接216上的等待，控制系统(未示出)可控制专用连接216上允许的承载业务的数量。
在另一个实施例中，交换系统204是来自分组数据网(未示出)的呼叫信令的接收方。在上述实施例中，在步骤302建立承载网络214上的专用连接216，并且在步骤304中专用连接216的一部分容量留作传输呼叫信令。响应于分组数据网上呼叫信令的接收，在步骤306交换系统204确定该呼叫信令是否是用于低等待业务的。如果216的呼叫信令是用于低等待业务的，那么在步骤308交换系统204通过承载网络214上的专用连接216转发该呼叫信令。如果该呼叫信令不是用于低等待业务的，那么在步骤310交换系统204通过信令网络212转发该呼叫信令。
无线通信网络配置与操作--附图4A和4B
附图4A和4B说明本发明的一个示范实施例的通信网络400。在图4A中，通信网络400包括无线接入网络(RAN)402，分组数据网443，分组数据服务节点(PDSN)服务器441，PDSN服务器146，按键呼叫(PTC)服务器442，以及认证、授权和计费(AAA)服务器444。RAN402，PDSN服务器441，PDSN服务器446，PTC服务器442以及AAA服务器444全部连接到分组数据网443。在GSM或UMTS网络中，可使用服务GPRS业务节点(SGSN)和网关GPRS业务节点(GGSN)来代替PDSN服务器441和PCF 414。分组数据网443可以是网际协议(IP)网络、异步传输模式(ATM)网络或二者的综合。在图4B中，通信网络400还包括连接到分组数据网443的RAN 404(见附图4A和4B中的连接445)。通信网络400是提供语音和数据业务的第三代移动系统(3G)CDMA网络。在其他实施例中，通信网络400可以是GSM、TDMA或UMTS网络。
在附图4A中，RAN 402在通信网络400中执行无线功能。RAN 402包括无线通信网络控制器(RNC)410和通过传输网络430连接的基站收发信机(BTS)420。在GSM网络或UMTS网络中，RNC410可以是基站控制器(BSC)。传输网络430包括多个在RNC 410和BTS 420之间的连接431。传输网络430包括信令网络433和承载网络434。信令网络433在附图4A中用虚线表示。承载网络434在附图4A中用实线表示。
BTS 420端接和无线设备，例如PTC电话440的无线通信。每个BTS 420包括多个无线收发器(TXR)422、检测系统423和信道单元(CE)组424。无线收发器422包括在租用的无线频率上发送和接收信号的天线(未示出)。无线收发器422在蜂窝式电话、PCS电话或其他能与无线收发器422通信的无线设备间创建“蜂窝”。CE组424表示在每个BTS 420中的多个信道单元。信道单元是表示在BTS 420中的资源的逻辑元件，BTS 420执行处理以处理呼叫。
BTS 420在信令网络433上与无线控制服务器(RCS)436、移动性管理器(MM)438和RNC 410通信以交换信号。通常在RAN 402中每一个BTS 420有一个RCS 436。BTS 420在承载网络434上与RNC 410通信以交换承载业务。在GSM网络或UMTS网络中，RCS436也可以是无线资源控制器(RRC)。
RNC 410作为BTS 420和分组数据网443之间的交换机传输分组语音和数据。RNC 410包括业务控制服务器(TCS)412、分组控制功能(PCF)414和帧选择器(FS)组416。RNC 410也可与其他BTS(未示出)、其他RNC(未示出)和移动通信交换中心(MSC)(未示出)通信。TCS 412管理RNC 410中的资源。例如，RNC 410可包括二十个联合工作的处理器。TCS 412可管理每个处理器处理的工作量。TCS 412分配和解除分配FS组416中的帧选择器并管理呼叫建立和呼叫断开。PCF 414通过PDSN服务器441用分组数据网443对接RNC 410。FS组416表示在RNC 410中帧选择器的组。帧选择器是表示RNC 410中的资源的逻辑元件，RNC 410执行处理以处理呼叫。在GSM或UMTS网络中，帧选择器可被认为是数据通道，并且FS组416可被认为是数据通道组。
在附图4B中，RAN 404在通信网络400中也执行无线功能。RAN 404包括无线通信网络控制器(RNC)450和通过传输网络470连接的基站收发信机(BTS)460。传输网络470包括多个在RNC 450和BTS 460之间的连接471。传输网络470包括信令网络473和承载网络474。信令网络473在附图4B中用虚线表示。承载网络474在附图4B中用实线表示。
BTS 460端接与无线设备，例如PTC电话480的无线通信。每个BTS 460包括多个无线收发器(TXR)462、检测系统463和信道单元(CE)组464。无线收发器462包括在租用的无线频率上发送和接收信号的天线(未示出)。无线收发器462在蜂窝式电话、PCS电话或其他能与无线收发器462通信的无线设备间创建“蜂窝”。CE组464表示在每个BTS 460中的多个信道单元。
BTS 460在信令网络473上与无线控制服务器(RCS)476、移动性管理器(MM)478和RNC 450通信以交换信号。通常在RAN 404中每一个BTS 460有一个RCS 476。BTS 460在承载网络474上与RNC 450通信以交换承载业务。
RNC 450作为BTS 460和分组数据网443之间的交换机传输分组语音和数据。RNC 450包括业务控制服务器(TCS)452、分组控制功能(PCF)454和帧选择器(FS)组456。RNC 450也可与其他BTS(未示出)、其他RNC(未示出)和移动通信交换中心(MSC)(未示出)通信。TCS 452管理RNC 450中的资源，例如在FS组456中分配和解除分配帧选择器，并管理呼叫建立和呼叫断开。PCF454通过PDSN服务器446用分组数据网443对接RNC 450。FS组456表示在RNC450中帧选择器的组。
通信网络400按照与先前的网络不同的方式建立和操作以处理低等待业务。专用连接435被预安置在承载网络434上以传输呼叫信令。该专用连接435可在帧中继、ATM或IP网络上得到支持。取决于所需带宽和RNC 410服务的BTS的数目，通信网络400可预建立多个专用连接。在RAN 402中专用连接435包括分离、并行信令网络。
在专用连接435上，一部分专用连接435的容量留作传输信令消息之用。例如，假定专用连接435包括T-1线路。专用连接435的容量的部分可包括DS0、或一个或多个DS0的部分。在另一个实例中，假定专用连接435包括光纤设备。保留给传输呼叫信令的专用连接435的容量部分包括该光纤设备的带宽的至少一部分。
在建立专用连接435时，BTS 420和/或RCS 436从CE组424中指定一专用信道单元(s-CE)来处理呼叫信令。RNC 410或RNC 410中的TCS 412从FS组416专用一个小的帧选择器418组以处理来自BTS 420的呼叫信令。该专用帧选择器组418的专用帧选择器(s-FS)相当于BTS 420中的专用信道单元(s-CE)。每个直接地或间接地连接到RNC 410的BTS 420，可如上所述建立专用连接。
保留给呼叫信令的专用连接435的容量部分可升级的取决于RAN 402的需要。当与低等待信号相关联的业务增加时，RNC 410可调节专用以处理呼叫信令的专用FS组418的大小。假定RNC 410包括二十个处理器并且每个处理器能执行一百个帧选择器的功能。RNC 410可从FS组416专用两百个帧选择器以处理用于低等待业务的呼叫信令，这意味着二十个处理器中的两个可被专用于处理用于低等待业务的呼叫信令。如果RAN 402正处理增加了数量的低等待业务，那么RNC 410可为FS组418专用更多帧选择器以处理用于低等待业务的呼叫信令。如果需要，更多处理器可被加到RNC 410。同时，如果需要，每个BTS 420可专用多个专用信道单元(s-CE)以处理呼叫信令。
参考附图4B，可以按类似方式在RAN 404中建立专用连接475。
假定该实施例中PTC电话440和PTC电话480已经向PTC服务器442注册，如同在附图1A和1B中所述的一样。在PTC电话440和PDSN服务器441之间的PPP会话，和PTC电话480和PDSN服务器446之间的PPP会话是未执行的。PTC电话440和480都是提供语音、数据和按键呼叫(PTC)业务的3G电话。PTC电话440和480都在PTC服务器442上注册时，PTC电话440可创建PTC类呼叫。为了启动该呼叫，PTC电话440的用户按下PTC电话440上的按键呼叫按钮。PTC电话440产生呼叫建立消息，例如PTC请求，并且在无线频率上发送该呼叫建立消息。该PTC请求可以是到一个或多个接收方的。
BTS 420中的一个无线收发器422从PTC电话440接收该呼叫建立消息。接收的无线收发器422将该呼叫建立消息转发给检测系统423。检测系统423处理该呼叫建立消息以确定该呼叫建立消息是否是用于低等待业务的。如果该呼叫建立消息不是用于低等待业务的，那么BTS 420在信令网络433上以如附图1A和1B描述的常规方法传递该PTC消息。如果该呼叫建立消息是用于低等待业务的，那么检测系统423将该呼叫建立消息转发给CE组424中专用于处理呼叫信令的专用信道单元(s-CE)。该专用信道单元(s-CE)在承载网络434上的专用连接435上转发该呼叫建立消息给专用FS组418中的专用帧选择器(s-FS)。
该专用帧选择器(s-FS)然后将该呼叫建立消息转发给PCF 414。该专用帧选择器(s-FS)可编码或进一步处理该呼叫建立消息。响应于呼叫建立消息的接收，PCF 414查看用于PTC电话440的记录。该记录显示了曾与PDSN服务器441(被认为是发起PDSN)建立先前的PPP会话的PDSN地址。PCF 414通过PDSN服务器441将该呼叫建立消息转发给PTC服务器442。在GSM或UMTS网络中，PCF 414和PDSN服务器441可以是服务GPRS业务节点(SGSN)和网关GPRS业务节点(GGSN)。
响应于该呼叫建立消息，PTC服务器442确定该PTC呼叫的接收方。PTC服务器442可查找呼叫接收方的记录。PTC服务器442可察看先前为PTC电话440建立的“好友目录”或群组列表。在这种情况下接收方是PTC电话480。
PTC服务器442查看用于PTC电话480的记录。该记录显示了曾建立先前的PPP会话的PDSN(被认为是终止PDSN)的地址、PTC电话的身分等。根据该记录，PTC服务器442通过PDSN服务器446将该呼叫建立消息转发给RNC 450的PCF 454。
响应于该呼叫建立消息的接收，RNC450确定该呼叫建立消息是否是用于低等待业务的。如果该呼叫建立消息是用于低等待业务的，那么RNC 450将该呼叫建立消息转发给在专用FS组458中的每个专用帧选择器(s-FS)。RNC 450可能不知道哪个BTS 460正为PTC电话480服务。因此，RNC450还产生寻呼使BTS 460“寻呼”PTC电话480。RNC 450将该寻呼请求转发给专用帧选择器组458中的每个专用帧选择器(s-FS)，然后每个专用帧选择器(s-FS)在承载网络474上的专用连接475上将该寻呼请求和该呼叫建立消息转发给CE组464中对应的专用信道单元。
响应于由专用信道单元(s-CE)接收到的寻呼请求，每个BTS 460在寻呼频道上发送寻呼。如果PTC电话480收到该寻呼和接下来的呼叫建立消息，那么PTC电话480在无线频率上发送一响应消息。BTS 460中的一个无线收发器462从PTC电话480接收该响应消息。
接收的BTS460然后将该响应消息转发给检测系统423。检测系统423处理该响应响应消息以确定该响应响应消息是否是用于低等待业务的。如果该响应消息不是用于低等待业务的，那么BTS 460在信令网络473上以如附图1A和1B描述的常规方法传递该响应消息。如果该响应响应消息是用于低等待业务的，那么检测系统423将该响应响应消息转发给CE组464中专用于处理呼叫信令的专用信道单元(s-CE)。该专用信道单元(s-CE)在承载网络474上的专用连接475上将该响应消息转发给专用FS组458中的专用帧选择器(s-FS)。
该专用帧选择器(s-FS)然后将该呼叫建立消息转发给PCF 454。PCF 454使用在PTC电话480和PDSN服务器446之间建立的PPP会话将该响应消息转发给PTC服务器442。PTC服务器442接收该响应消息并且使用在PTC电话440和PDSN服务器441之间建立的PPP会话将该响应消息转发给RNC 410的PCF 414。
RNC 410确定该响应消息是否是用于低等待业务的。如果该响应响应消息是用于低等待业务的，那么RNC 410将该响应响应消息转发给在专用FS组418中的每个专用帧选择器(s-FS)。然后该专用帧选择器(s-FS)在承载网络434上的CE连接435上转发该响应消息给CE组424中的专用信道单元(s-CE)。
响应于该响应消息的接收，BTS 420在无线频率上把该响应消息发送给PTC电话440。PTC电话440接收该响应消息，该响应消息指示PTC呼叫已被建立。
随着呼叫的建立，PTC电话440的用户能够与PTC电话480的用户通话。在电话440和480之间的分组语音业务的交换在承载网络434和474上进行。当专用连接435和475被建立并用于发送呼叫信令时，它们也被用于(如果容量许可)传输传统的语音和数据承载业务，以最大化传输设备(T1和E1)的效率。控制系统，例如RCS 436和RCS 437，可控制在专用连接435和475上允许的承载业务的数量，以帮助确保在专用连接435和475上的等待。并且，承载业务很制能最小化对在专用连接435和475上传送的语音和数据呼叫的品质的影响。
通过建立用于传输呼叫信令的专用连接435和475，通信网络400能方便地处理低等待业务。通过使用专用连接435和475来传输呼叫信令，通信网络400能够提供更快的呼叫建立，例如一秒钟或更短时间。
承载网络434和474被设置以传输实时紧要通信，例如语音电话。实时紧要通信更不能容忍等待和抖动，所以承载网络434和474被设计设置以最小化等待和抖动。因为承载网络434和474注重低等待，承载网络434和474可用于提供低等待业务。
同时，如果不需要低等待呼叫建立，通信网络400在信令网络433和473上传输呼叫信令。信令网络433和473注重容量，因此能够处理高容量的呼叫。通过使用并行信令网络，通信网络400能够方便地最优化呼叫建立等待而不牺牲容量。

Claims (10)

1.一种配置以向移动无线设备提供低等待业务的无线通信网络(200)，所述无线通信网络包括：
传输网络(206)，包括：
配置以传输呼叫信令的信令网络(212)；和
配置以传输承载业务的承载网络(214)；
连接到传输网络的基站系统(202)；以及
连接到传输网络的交换系统(204)，
所述无线通信系统的特征是：
建立在所述承载网络的专用连接(216)，并且该专用连接的至少一部分容量留作传输呼叫信令；
所述基站系统，响应于来自移动无线设备(210)的呼叫信令的接收，确定呼叫信令是否用于低等待业务，如果呼叫信令是用于低等待业务的，则在承载网络的专用连接上转发所述呼叫信令，如果呼叫信令不是用于低等待业务的，则在信令网络上转发呼叫信令；以及
所述交换系统，响应于在承载网络的专用连接上或在信令网络上的呼叫信令的接收，在分组数据网上转发呼叫信令。
2.权利要求1所述的无线通信网络(200)，其特征进一步是：
所述交换系统(204)，响应于来自分组数据网的呼叫信令的接收，确定所述呼叫信令是否用于低等待业务，如果呼叫信令是用于低等待业务的，在承载网络(214)的专用连接(216)上转发呼叫信令，如果呼叫信令不是用于低等待业务的，在信令网络(212)上转发呼叫信令。
3.权利要求1所述的无线通信网络(200)，其中所述低等待业务包括按键呼叫业务。
4.权利要求1所述的无线通信网络(200)，其中所述专用连接(216)除传输呼叫信令之外也传输承载业务，所述无线通信网络进一步包括控制系统(436，438，410，420)，该控制系统控制专用连接上允许的承载业务的数量，以帮助确保专用连接上的等待。
5.一种操作无线通信网络(200)的方法，所述无线通信网络(200)被配置以向移动无线设备提供低等待业务，无线通信网络包括传输网络(206)、基站系统(202)和交换系统(204)，传输网络包括配置以传输呼叫信令的信令网络(212)和配置以传输承载业务的承载网络(214)，所述方法的特征在于步骤：
在所述承载网络上建立专用连接(216)；
在专用连接上保留至少一部分容量用于传输呼叫信令；
响应在基站系统中来自移动无线设备(210)的呼叫信令的接收，
确定基站系统收到的呼叫信令是否用于低等待业务，
如果所述呼叫信令是用于低等待业务的，则在承载网络上通过专用连接转发该呼叫信令，和
如果呼叫信令不是用于低等待业务的，则在信令网络上转发呼叫信令；以及
响应于在交换系统中专用连接或信令网络上呼叫信令的接收，在分组数据网上转发呼叫信令。
6.如权利要求5所述的方法，其中响应于从分组数据网到所述交换系统(204)的呼叫信令接收，所述方法进一步包括步骤：
确定交换系统收到的呼叫信令是否用于低等待业务，
如果呼叫信令是用于低等待业务的，则在承载网络(214)上通过专用连接(216)转发呼叫信令，和
如果呼叫信令不是用于低等待业务的，则在信令网络(212)上转发呼叫信令。
7.如权利要求5所述的方法，进一步包括步骤：
在专用连接(216)上除呼叫信令之外传输承载业务；和
控制专用连接上允许的承载业务的数量，以帮助确保专用连接上的等待。
8.一种操作无线通信网络(200)的方法，所述无线通信网络(200)被配置以向移动无线设备提供低等待业务，所述无线通信网络包括传输网络(206)、基站系统(202)和交换系统(204)，所述传输网络包括配置以传输呼叫信令的信令网络(212)和配置以传输承载业务的承载网络(214)，所述方法的特征为步骤：
在承载网络建立专用连接(216)；
在专用连接上保留至少一部分容量用于传输呼叫信令；
响应于在交换系统中来自分组数据网的呼叫信令的接收，
确定交换系统收到的呼叫信令是否用于低等待业务，
如果呼叫信令是用于低等待业务的，则在承载网络上通过专用连接转发呼叫信令，和
如果呼叫信令不是用于低等待业务的，则在信令网络上转发呼叫信令；以及
在基站系统中响应于专用连接或信令网络上呼叫信令的接收，将呼叫信令转发给移动无线设备(210)。
9.如权利要求8所述的方法，其中响应于从所述移动无线设备(210)到所述基站系统(202)的呼叫信令接收，所述方法进一步包括步骤：
确定基站系统收到的呼叫信令是否用于低等待业务，
如果呼叫信令是用于低等待业务的，则在承载网络(214)上通过专用连接(216)转发所述呼叫信令，和
如果呼叫信令不是用于低等待业务的，则在信令网络(212)上转发所述呼叫信令。
10.如权利要求8所述的方法，进一步包括步骤：
在专用连接(216)上除呼叫信令之外传输承载业务；和
控制专用连接上允许的承载业务的数量，以帮助确保专用连接上的等待。
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