专利名称：基于网络控制的终端间直接通信的方法
技术领域：
第三代伙伴计划(以下简称3GPP)进行第三代移动通讯的标准化工作，其中包括宽带码分多址(简称WCDMA)系统，和时分同步码分多址(以下简称TD-SCDMA)系统。TD-SCDMA是一种时分双工(TDD)系统，WCDMA也有TDD模式。
背景技术：
现有的CDMA移动通信系统的标准中，终端之间直接通信是没有的。所有的通信都是通过基站和网络的中转完成的，即使是两个终端所处的位置相隔的十分的近。在PHS(个人手持电话)系统中，两个终端之间可以直接通信，但是终端之间的通信是不受网络控制的。因为终端之间的通信使用的频率不是终端和基站之间通信所用的频率，所以终端之间的通信不会对基站和终端的通信造成干扰。
图3是现有标准中的通信方式。图4是改进后的通信方式。在现有的系统中，如果两个终端(302、303)之间的距离比较近，且两个终端都在基站(301)覆盖小区的边沿，终端301将数据发送到基站(304)，再由基站将数据发送给终端302。反之亦然。由于终端距离基站比较远，都得以比较大的发射功率来传输数据。那么这些发射能量对其它用户就是干扰。如图4所示，两个终端直接通信，由于距离较近，所需发射信号(406)的能量就小。终端和基站之间只保持信令的链接，虽然传信令所需的功率仍大，但信令很少，所以总的传输能量也很小。这样，即节约了手机电池的能量，也减少了对别人的干扰，从而能够提高小区的吞吐量。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于网络控制的终端间直接通信的方法。
为实现上述目的，一种在TDD的CDMA通信系统中基于网络控制的终端间直接通信的方法，包括步骤如果MSC发现需要通信的两个终端处在同一个RNC域，MSC通知RNC做进一步判断；RNC检查两个终端是否处于同一个或者相邻的基站内；如果两个终端处于同一个或者相邻的基站内，RNC向两个终端发送直接建立链路的消息。
本发明通过在现有的系统中增加一种新的功能，使得在一些特定的情况下，手机能够减少发射功率，减小对其他用户的干扰，从而达到提高整个系统的吞吐量。并且节约了用户手机的电池能量。
图1描述了两个终端距离较近时，在MSC，RNC等的辅助下，完成直接通信链路建立的信令过程。
图2是网络协助建立直接通信链路的流程图。
图3是两个终端距离较近，并位于小区边沿时，现有系统的通信示意图。
图4是两个终端距离较近，并位于小区边沿时，允许终端直接通信的示意图。
具体实施例方式
本发明提供了一种方法，在呼叫链路——初始的过程中，如果网络发现在两个终端之间存在比较好的无线信道，于是通过相应的指令，使得这两个终端之间直接建立连接，并在网络的控制下进行通信。
在实现该发明的过程中，一些新的功能或者算法，信令等需要加入到一些物理模块中，下面做一些说明√终端之间可能直接通讯的预判断在呼叫链路建立的过程中，网络必须能够猜测两个终端是否存在直接通信的可能性。如果两个终端所处的位置比较近，则有可能进行直接通信。所以网络必须先确定终端所处的位置。但由于网络中的不同模块对于终端所处的位置了解的细节的程度是不同的，所以预判断的功能，是通过两层的不同实体的相互协作在完成的。
基站控制器(简称MSC)属于核心网(简称CN)。无线网络控制器(简称RNC)属于无线接入网(简称RAN)部分。多个RNC可以接到一个MSC上。用户终端(或称手机User Equipment简称UE)通过基站(简称Node B)接入到RNC上。呼叫链路建立时，MSC只知道UE所在的RNC。RNC则知道UE所在的小区的基站。
呼叫链路建立的过程中，如果MSC发现需要通信的两个UE处在同一个RNC域，会给该RNC发出适当的消息，通知RNC再做进一步的判断。RNC收到MSC的消息后，检查两个UE是否处在同一个或者相邻的基站内。如果两个UE是再同一个基站或者相邻的基站的覆盖下，RNC认为这两个UE之间有可能直接通信，并给它们发送直接建立链路的消息。反之，RNC通知MSC，这两个UE不可能直接通信，MSC收到该消息有，按正常的方法进行链路的建立。
√终端之间直接通信链路建立的尝试UE在收到直接建立链路的消息后，主叫UE按照消息中所带的参数，如时隙号和扩频码等，在指定的信道上发送建立连接的请求消息。被叫UE则在指定的信道上接收信息。被叫UE收到主叫UE的请求建立连接的消息后，则发出回应的消息。主叫UE收到被叫UE的回应消息后，则——UE认为两个UE之间可以建立直接的通信链路。如果主叫UE逐次增加发射功率，直至DU2U所允许的最大发射功率，仍没有收到被叫UE的响应，则认为直接通信链路无法建立。不管成功建立链接与否，都将结果汇报给RNC，再由RNC报告给MSC。这个过程被称为直接通信连接建立(DU2U Connection Setup)过程。
DU2U Connection Setup过程中，主叫UE所允许使用的最大发射功率可由RNC在通知UE建立直接链接时作为参数传给UE。也可由系统在BCH公用信道进行广播。这个值要小于UE和基站之间允许发射的最大功率。
√为建立终端之间的链路定义的消息本发明中，增加了一些消息，以实现两个UE能直接通信的功能。
(1)DU2U Indicator此消息是一个RANAP(Radio Access Network ApplicationPart)协议的消息。它用于在呼叫链路建立过程中当MSC发现通信的两个UE来自同一个RNC域时，MSC通知RNC做进一步的检查，以判定这两个UE是否可能进行直接的通信。
此消息包含的主要信息有需要进一步判定的标志主叫UE的号码(Calling UE ID)被叫UE的号码(Called UE ID)(2)DU2U Connection此消息是一个RANAP(Radio Access Network ApplicationPart)协议的消息。它是RNC用于响应MSC的DU2U Indicator消息。当两个UE的直接链路建立成功后，RNC通知MSC两个UE进入了直接通信的状态；当RNC发现两个UE不存在直接通信的可能时，或者两个UE尝试建立链接失败后，RNC通知MSC两个UE不能进行直接通信，需要按照正常的通信链路进行。
此消息包含的主要信息有 UE建立直接通信链路的结果(成功或不成功) 主叫UE的号码(Calling UE ID) 被叫UE的号码(Called UE ID)(3)DU2U Setup Request此消息是一个RRC(Radio Resource Control)协议消息。当RNC发现需要通信的两个UE有可能直接进行通信时，RNC用这条消息来通知UE，使其进行直接通信链路的连接。
此消息包含的主要信息有 对端UE-Id UE直接通信所允许采用的最大发射功率 发射信号采用的时隙 发射信号采用的扩频码的号码 接收信号采用的时隙 接收信号采用的扩频码的号码 传输组合格式集 物理信道时隙格式(4)DU2U Setup Response此消息是一个RRC(Radio Resource Control)协议消息。UE通过此消息向RNC汇报建立直接链路的结果。
此消息包含的主要信息有 UE建立直接链接的结果(成功或不成功) 对端UE-ID实施例本发明通过在正常的呼叫链路建立的过程中，增加适当的判断信令等动作，以实现在物理条件允许的情况下，两个用户终端(UE)之间直接的进行通信。图1对链路建立的过程进行了详细地描述。
101主叫用户(简称Calling-UE)希望发起一次呼叫，则首先要和RNC建立一个RRC连接。Calling-UE和RNC之间通过”RRCConnection Setup”子过程来实现RRC连接的建立。
102进行呼叫之间，首先要通过“Authentication and SecurityControl”子过程对Calling-UE进行身份鉴定和加密控制。
103经过身份鉴定和加密控制之后，Calling-UE的呼叫控制模块(CallControl简称CC)向MSC发出”CCSetup”消息。希望同网络之间建立链接。
104 MSC向被叫用户(Called-UE)可能在的几个RNC发送寻呼消息，通过发送”RANAPPaging”。
105如果Called-UE和RNC没有RRC Connection链接，RNC通过公共信道(Common Channel)发送”RRCPaging Type 1”。如果已有RRCConnection，RNC则通过专有信道(Dedicated Channel)发送”RRCPaging Type 2”。
106 MSC向Calling-UE发送”CCCall Proceeding”以表示其发出的”CCSetup”正在处理。
107 Called-UE收到寻呼信息后，通过”RRC Connect ion Setup”子过程和RRC建立RRC Connection。
108 MSC对Called-UE进行身份鉴定和加密控制。
109 MSC对Called-UE发送”CCSetup”110 Called-UE向MSC发送”CCConfirmed”，表示收到呼叫请求。
111 Called-UE准备好呼叫处理后，开始响铃，并同时向MSC发送”CCAlert”，表示已经开始响铃。
112 MSC向Calling-UE发送”CCAlert”。
113如果MSC发现Calling-UE和Called-UE处于同一个RNC域，则向该RNC发送”RANAPDU2U Indicator”消息，表示这两个UE有可能直接通信，需要RNC进一步确定。在给RNC的消息中，包含了两个UE的Id。
114和113是同一条消息。
115 RNC通过RRC协议，向Calling-UE发送”RRCDU2U Setup Request”，消息中包含该UE在直接通信的过程中分别用于发送和接收的时隙和扩频码等资源的信息，通知UE去尝试建立直接的链接。
116 RNC通过RRC协议，向Called-UE发送”RRCDU2U Setup Request”，消息中也包含该Called-UE在直接通信的过程中分别用于发送和接收的时隙和扩频码等资源的信息，通知UE去尝试建立直接的链接。
117 Calling-UE和Called-UE利用RNC分配的无线资源，包括时隙和扩频码，在指定的物理信道上进行”DU2U Connection Setup”过程。
118 N/A119 Calling-UE和Called-UE之间的链接建立起来后，Calling-UE向RNC发送链接成功的消息，即发送”RRCDU2U Setup Response”，在该消息中设置链路建立成功的标志。
120 Called-UE向RNC发送链接成功的消息，即发送”RRCDU2U SetupResponse”，在该消息中设置链路建立成功的标志。
121 RNC收到DU2U Connection成功的消息后，发送”RANAPDU2UConnection Result”消息，通知MSC。
122 N/A123用户摘机后，Called-UE发送”CCConnect”给MSC。
124 MSC收到Called-UE的消息后，发送”CCConnect”给Calling-UE。
125 Calling-UE发送”CCConnect.Acknowledgement”给MSC。
126 MSC发送”CCConnect.Acknowledgement”给Called-UE。
两个UE便可通过DU2U Connection直接进行数据传输了。
图2用流程图的方式说明了本发明相比较原来的呼叫建立过程的变化，图中红颜色部分都是本发明加入的模块。
201 Called-UE对基站的寻呼进行响应，并和RNC建立了RRC链接。
202 MSC判断两个UE是否是在同一个RNC域。如果不是，说明不可能进行直接的通信，则转向207，进行无线接入承载的分配。如果两个UE属于同一个RNC，203。
203 MSC通知UE所在的RNC，做进一步的判决。
204 RNC判断两个UE是否处于同一个小区或者在相邻的小区，如果不是，则说明这两个UE不可能进行直接通信，转向207进行无线接入承载的分配，否则205205 RNC通知两个UE尝试建立直接的链接。
206 UE的直接链接是否成功的建立？如果没有成功，则转向207进行无线接入承载的分配。如果成功建立直接链接，则跳过无线接入承载的分配，等待呼叫控制的状态机的转换。
207两个UE无法直接进行通信，建立MSC对每个UE的无线接入承载的分配。
208 Called-UE发给MSC消息，”CCConnection”，呼叫控制的状态转移到Connection状态。当然这时候并非一定收到这个消息，也可能是Called-UE拒绝呼叫，或者主叫放弃呼叫等。
权利要求
1.一种在TDD的CDMA通信系统中基于网络控制的终端间直接通信的方法，包括步骤如果MSC发现需要通信的两个终端处在同一个RNC域，MSC通知RNC做进一步判断；RNC检查两个终端是否处于同一个或者相邻的基站内；如果两个终端处于同一个或者相邻的基站内，RNC向两个终端发送直接建立链路的消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括步骤当两个终端之间的业务数据通过直接的链路进行传输时，终端和基站之间保持信令的链接，保证网络对终端所用无线资源的管理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的两个终端之间建立链路包括主叫终端发起呼叫后，被叫终端响应无线网络的寻呼，并由网络对其进行身份鉴定和加密控制等；MSC和RNC结合完成终端直接通信可能性的预判断，并由终端根据指定资源进行直接链接的尝试，最后报告给MSC。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在终端直接通信中设置最大发射功率，所述最大发射功率小于UE和基站之间允许发射的最大功率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于最大发射功率取值可作为RNC在通知UE建立直接链接时的参数传给UE，也可以在系统BCH公用信道进行广播。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述直接建立链路的消息包括DU2U Indicator、DU2U Connection、DU2U Setup Request和DU2U SetupResponse。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述DU2U Indicator消息包括下述信息需要进一步判定的标志；主叫终端的号码；被叫终端的号码。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述DU2U Connection消息包括信息终端建立直接通信链路的结果；主叫终端的号码；被叫终端的号码。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述DU2U Setup Request消息包括信息对端终端的Id；终端直接通信所允许采用的最大发射功率；发射信号采用的时隙；发射信号采用的扩频码的号码；接收信号采用的时隙；接收信号采用的扩频码的号码；传输组合格式集；物理信道时隙格式。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述DU2U Setup Response消息包括信息终端建立直接链路的结果；对端终端的ID。
全文摘要
一种在TDD的CDMA通信系统中基于网络控制的终端间直接通信的方法，包括步骤如果MSC发现需要通信的两个终端处在同一个RNC域，MSC通知RNC做进一步判断；RNC检查两个终端是否处于同一个或者相邻的基站内；如果两个终端处于同一个或者相邻的基站内，RNC向两个终端发送直接建立链路的消息。本发明通过在现有的系统中增加一种新的功能，使得在一些特定的情况下，手机能够减少发射功率，减小对其他用户的干扰，从而达到提高整个系统的吞吐量。并且节约了用户手机的电池能量。
文档编号H04W76/02GK1619993SQ20031011646
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日
发明者杜高科, 李小强, 李周稿, 金正坤 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社