专利名称：一种提高语音回落效率和成功率的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及LTE系统中，尤其涉及一种提高语音回落(CS Fallback)效率和成功率的方法及系统。
背景技术：
CS Fallback 是一种应用于 E-UTRAN 网络与 GERAN (GSM EDGE Radio AccessNetwork, GSM 无线接入网络)/UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network,通用移动通信系统陆地无线接入网)网络同覆盖时，将已驻留在LTE (Long Term Evolution，长期演进)网络的、与用户相关的CS域语音业务建立请求进行回落，在GERAN/UTRAN网络的CS域进行建立的技术。在LTE网络部署的初期，2G/3G网络的覆盖远远大于LTE网络，对于未部署MS(IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统)网络或者网络不支持VoIMS (Voice overIMS, IP多媒体子系统上语音)、UE (User Equipment,用户终端)不具备VoIP (Voice overInternet Protocol,网络电话)支持能力的情况,需将语音业务通过CS Fallback回落到传统的2G/3G网络的CS域进行处理。在已经部署了 MS网络的情况下，为了最大限度地利用现有的2G/3G网络投资，运营商仍会选择将部分语音业务通过CS Fallback回落到传统的2G/3G网络的CS域进行处理，而将LTE网络资源用于提供高速的PS (Packet Switched,分组交换)域的数据业务，以有效地利用LTE系统带宽。在CS FalIback过程中，若UE在接收到CS域业务请求时已建立非语音业务，并且该UE与目标网络支持PS HOCPacket Service Handover,分组域切换),则可通过PS HO过程(其中携带CS Fallback Indicatior (指示))将非语音业务切换到目标网络，将语音业务请求回落到目标网络。若UE与目标网络不支持PS HO, eNB (Evolved NodeB，演进NodeB)通过辅助UE重定向到GERAN/UTRAN网络或者CCCKCell Change Order,小区变更指示)(可选的NACC (Network Assistant Cell Change,网络辅助的小区变更))到GERAN网络，在目标GERAN/UTRAN网络的CS域发起语音业务的建立。LTE安全分为 NAS(Non access stratum,非接入层)层安全与 AS(Access Stratum,接入层)层安全，两者相互独立，分别使用不同的加密密钥和加密算法。如图I所示，AS层分别使用密钥 KRRCenc、KRRCint 和 KUPenc 用于 RRC (Radio Resource Control,无线资源控制协议)信令的加解密、RRC信令的完整性保护和用户数据加解密。由图I可知，这三个密钥都由KeNB派生的，而KeNB又是由KASME生成的。KASME会在每次UE与EPC (EvolvedPacket Core,演进分组核心网)进行AKA(Authentication Key Agreement,鉴权密钥协商)过程后更新。KeNB的初始值由EPC在UE初始接入时通过UE上下文修改请求携带给eNB。如果UE在上下文建立后与EPC进行了 AKA，并生成了新的KASME，EPC将使用该新的KASME生成新的KeNB，且会将新的KeNB通过上下文修改请求带给eNB。eNB此时需使用新的KeNB来重新生成AS层的密钥，并发起小区内切换的过程，完成AS层的密钥更新。在LTE系统中，UE的状态分为连接态(RRC_C0NNECTED)和空闲态(RRC_IDLE)两种。当处于RRC_CONNECTED状态下的UE发起语音业务时，EPC中的MME (Mobility ManagementEntity,移动管理单兀)会通过发起携带 CS Fallback Indicatior 的 UE CONTEXT MODIFYREQUEST (UE上下文修改请求)指示eNB该UE要发起CS Fallback过程。eNB收到EPC发来的上下文修改请求时，如果判断出该请求中携带有CS Fallback Indicatior标志,会根据目标小区和UE的能力判决发起PS HO或者CCO过程。同时，当处于RRC_CONNECTED状态下的UE和EPC进行AKA后，若KASME发生了更新，则需要更新KeNB。MME会在UE上下文修改请求中携带Security Key (安全密钥)信元，该信元的内容为更新后的KeNB。eNB收到新的密钥后需要使用该新的KeNB生成新的AS层密钥，并通过发起小区内切换流程来进行AS层密钥的更新。在小区内切换流程中，eNB向UE发送携带有SecurityHO信元的RRC重配消息，通过将SecurityHO信元的key-change-indicator (密钥更新指示)值设置为TRUE (真)来指示此时为小区内切换的流程。UE收到此RRC重配消息后，使用新的KeNB更新KeNB，再使用新的KeNB来计算新的AS层密钥并进行更新。UE在密钥更新完成后，发送RRC重配完成消息给eNB，该消息使用更新后的密钥进行加密和完整性保护。eNB也需使用更新后的密钥对RRC重配完成消息进行验证。如果在UE发起语音业务时，EPC与UE进行了 AKA过程，此时会生成一个新的密钥需要更新，且同时在EPC配置了 CS Fallback功能，此时EPC有可能会在UE上下文修改请求中同时携带CS Fallback indicator和更新后的密钥。根据3GPP TS (第三代合作伙伴计划技术规范)36. 413协议,CS Fallback indicator和Security Key两个信元都为可选信元，可以同时携带，但协议中并没有给出两个业务流程并行时eNB的处理优先级。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种提高语音回落效率和成功率的方法及系统，以提供eNB在接收到同时携带CS Fallback indicator和Security Key两个信元的UE上下文修改请求消息时的解决方案。 为解决上述问题，本发明提供了一种提高语音回落效率和成功率的方法，应用于演进节点B中，包括
接收用户设备上下文修改请求消息；
若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。进一步地，
在判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元后,所述方法还包括
向演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应。进一步地,所述方法还包括
若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中仅携带安全密钥信元，则发起小区内切换流程。进一步地,所述方法还包括
在小区内切换成功后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应；在小区内切换失败后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改失败响应。相应地，本发明还提供了一种提高语音回落效率和成功率的系统，应用于演进节点B中，包括
第一装置，用于接收用户设备上下文修改请求消息；
第二装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。进一步地，所述系统还包括
第三装置，用于在第二装置判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元后，向演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应。
进一步地，所述系统还包括
第四装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中仅携带安全密钥信元，则发起小区内切换流程。进一步地，所述系统还包括
第五装置，用于在小区内切换成功后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应；还用于在小区内切换失败后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改失败响应。采用本发明后，eNB在收到MME下发的同时携带有CS Fallback indicator和Security Key信元的UE上下文修改请求时,能有效提高在密钥更新同时进行CS Fallback的效率和成功率，有效的保证语音业务的及时性及成功率。
图I是现有技术中LTE安全密钥层次 图2是本发明实施例中提高CS Fallback效率和成功率的方法流程 图3是本发明应用示例I中eNB在收到同时携带CS Fallback和Security Key信元的UE上下文修改请求时进行PS HO的处理流程 图4是本发明应用示例2中eNB在收到同时携带CS Fallback和Security Key信元的UE上下文修改请求时进行CCO的处理流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。eNB在收到MME下发的同时携带有CS Fallback indicator信兀和Security Key信元的UE上下文修改请求时，如果eNB采取先进行小区内切换流程更新密钥再进行CSFallback的处理方法,会增加CS FalIback执行前信令交互的开销,且CS Fallback过程的目的是将语音业务回落到2G/3G网络，在回落之前再进行一次AS层的密钥更新意义不大。此外，在小区内切换的过程中，eNB和UE都需要重新计算密钥，并使用新的密钥对RRC重配完成消息进行加解密和完整性保护，如果此过程中出现异常，如由于UE不支持该功能而导致重配失败，eNB会发起UE的释放,这会使得CS Fallback流程无法继续,影响CSFallback过程的成功率。因此，本实施例提出了一种提高CS Fallback效率和成功率的方法，应用于eNB中，如图2所示，包含如下步骤
第一步，接收UE上下文修改请求消息(即UE CONTEXT MODIFY REQUEST)；
第二步，若判断出该消息中携带有CS Fallback Indicator信元和Security Key信元，则开始执行CS Fallback处理流程。此外，在判断出该消息中携带有上述两信元时，eNB还需向EPC回复UE上下文修改响应(即 UE CONTEXT MODIFY RESPONSE)。若判断出该消息中仅携带Security Key信元,贝U发起小区内切换流程；在切换成功后，向MME回上下文修改响应，在切换失败时返回上下文修改失败响应。
相应地，在本实施例中，一种提高语音回落效率和成功率的系统，应用于演进节点B中，包括
第一装置，用于接收用户设备上下文修改请求消息；
第二装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。较优地，上述系统还可包括
第三装置，用于在第二装置判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元后，向演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应。较优地，上述系统还可包括
第四装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中仅携带安全密钥信元，则发起小区内切换流程。较优地，上述系统还可包括
第五装置，用于在小区内切换成功后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应；还用于在小区内切换失败后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改失败响应。下面以两个应用示例说明本发明的实施步骤。应用示例I :
eNB在收到MME下发的UE上下文修改请求中同时携带CS Fallback Indicator和Security Key，判决后需执行PS HO时，如图3所示，将执行如下步骤
第101步eNB对UE上下文修改请求消息进行解码，并保存相关的信元；
第102步eNB判断出UE上下文修改请求消息中包含CS Fallback Indicator信元，直接向EPC中的MME回复上下文修改响应；
第103步eNB根据UE支持能力，若判决出有支持PS HO的Grean/Utran目标小区，就会给MME发送Handover Required (切换请求)消息请求进行PS切换,且将重配消息打包透传给UE ；
第104步MME收到Handover Required消息后,会进行目标侧的无线资源准备,准备成功后，向eNB发送Handover Command (切换命令)以指示eNB执行切换；
第 105 步eNB 收到 Handover Command 消息后，向 UE 发送MobiIityFromEUTRANCommand(切换到异系统命令)消息，该消息中携带CS Fallback Indicator信元,且该信元中的purpose字段的值为handover,用于指示UE为CS Fallback流程发起的PS HO ；
第106步UE收到该消息后，将按照MobilityFromEUTRANCommand中指示的目标小区尝试进行切入，建立CS域业务；
第107步UE在切入到Grean/Utran目标小区成功后，目标小区所属的MSC (MobileSwitch Center,移动交换中心)会通知源MME ;源MME收到UE切入成功的消息后，向eNB发送Ue Context Release Command (UE上下文释放命令)以通知其释放UE资源；
第108步eNB收到Ue Context Release Command后,成功释放该UE的资源，向源MME回复Ue Context Release Complete (UE上下文释放完成)表示释放完成。应用示例2
eNB在收到MME下发的UE上下文修改请求中同时携带CS Fallback Indicator和 Security Key，判决后续执行CCO时，如图4所示，将执行如下步骤
第201步eNB对UE上下文修改请求消息进行解码，并保存相关的信元；
第202步eNB判断出UE上下文修改请求消息中包含CS Fallback Indicator信元，直接给EPC中的MME回上下文修改响应；
第203步eNB根据UE支持能力，判决出没有支持PS HO的Grean/Utran目标小区，但可以执行CCO ；
第204步eNB向UE发送MobilityFromEUTRANCommand消息，该消息中携带CSFallback Indicator信元,且该信元中的purpose字段的值为CC0,指示UE为CS Fallback流程发起的CCO ；
第205步eNB发送Ue Context Release Requst (Ue上下文释放请求)给MME,请求MME释放UE资源；
第206步eNB收到Ue Context Release Command后,成功释放UE资源，向MME回复Ue Context Release Complete 表不释放完成。此后，UE尝试通过CCO进入进行切入Grean/Utran，建立CS域业务。本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种提高语音回落效率和成功率的方法，应用于演进节点B中，包括 接收用户设备上下文修改请求消息； 若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于 在判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元后,所述方法还包括 向演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中仅携带安全密钥信元，则发起小区内切换流程。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 在小区内切换成功后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应；在小区内切换失败后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改失败响应。
5.一种提高语音回落效率和成功率的系统，应用于演进节点B中，包括 第一装置，用于接收用户设备上下文修改请求消息； 第二装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括 第三装置，用于在第二装置判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元后，向演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括 第四装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中仅携带安全密钥信元，则发起小区内切换流程。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括 第五装置，用于在小区内切换成功后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改响应；还用于在小区内切换失败后，向所述演进分组核心网回复用户设备上下文修改失败响应。
全文摘要
本发明公开了一种提高语音回落效率和成功率的方法及系统，所述方法应用于演进节点B中，包括接收用户设备上下文修改请求消息；若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。所述系统应用于演进节点B中，包括第一装置，用于接收用户设备上下文修改请求消息；第二装置，用于若判断出所述用户设备上下文修改请求消息中携带有语音回落指示信元和安全密钥信元，则开始进行语音回落处理流程。采用本发明后，eNB在能有效提高在密钥更新同时进行CSFallback的效率和成功率，有效的保证语音业务的及时性及成功率。
文档编号H04W12/04GK102781003SQ20111012323
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者李静岚, 黄晶 申请人:中兴通讯股份有限公司