数据传输方法和网元 |
|||||||
申请号 | CN200580036491.4 | 申请日 | 2005-09-15 | 公开(公告)号 | CN101048987B | 公开(公告)日 | 2012-11-28 |
申请人 | 高智发明第一有限责任公司; | 发明人 | O·基尔拉; | ||||
摘要 | 本 发明 实施方式涉及一种通信系统,包括源网元、目标网元和核心网元。目标网元包括用于为网络控制分配资源的装置(114)。核心网元包括用于沿下行链路方向将用户相关数据传送到源网元(110)的装置(112)。目标网元包括用于沿上行链路方向将用户相关数据传送到源网元(119)的装置(114)。 | ||||||
权利要求 | 1.一种通信系统中的数据传输方法,所述方法包括: |
||||||
说明书全文 | 数据传输方法和网元技术领域[0001] 本发明涉及在通信系统中的数据传输方法并涉及网元。 背景技术[0002] 服务无线网络控制器(SRNC)重定位是在3G通信系统中提供移动性方面的重要特征。重定位是指其中在通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN)中用户终端连接的路由选择改变的一种过程。 [0003] 然而,由于在漂移RNC(DRNC)与核心网(CN)之间的切换功能,重定位过程是用户数据流中断的原因。因为存在RNC与CN之间的传播延迟以及信令消息的处理延迟,不可能同步地控制切换功能。尤其是在实时服务中,例如语音和电路交换的数据,用户数据流中断是不理想的。 发明内容[0004] 根据本发明的一方面,提供了一种通信系统中的数据传输方法,该方法包括:在网元之间对至少一个消息进行第一通信,该消息指示从源网元到目标网元的网络控制的转移;在目标网元中为网络控制分配资源;将用户相关数据传送到源网元和目标网元沿上行链路方向经由目标网元将用户相关数据传送到源网元以及沿下行链路方向经由核心网元将用户相关数据传送到源网元;在网元之间对至少一个消息进行第二通信,用于将网络控制从源网元转移到目标网元;以及终止用户相关数据到源网元的传送。 [0005] 根据本发明另一方面,提供了一种包括源网元、目标网元和核心网元的通信系统,该通信系统包括:网元包括用于对指示从源网元到目标网元的网络控制的转移的至少一个消息进行通信的装置;目标网元包括用于为网络控制分配资源的装置;核心网元包括用于沿下行链路方向将用户相关数据传送到源网元将用户相关数据传送到源网元和目标网元的装置;目标网元包括用于沿上行链路方向将用户相关数据传送到源网元传送到源网元和核心网元的装置;网元包括用于对用于将网络控制从源网元转移到目标网元的至少一个消息进行通信的装置;以及目标网元和核心网元包括用于终止用户相关数据到源网元的传送的装置。 [0006] 根据本发明的一方面,提供了一种目标网元,包括:用于对指示从源网元到目标网元的网络控制的转移的至少一个消息进行通信的装置;用于为网络控制分配资源的装置;用于沿上行链路方向将用户相关数据传送到源网元传送到源网元和核心网元的装置;用于在网元之间对用于将网络控制从源网元转移到目标网元的至少一个消息进行通信的装置; 以及用于终止用户相关数据到源网元的传送的装置。 [0007] 根据本发明的一方面,提供了一种核心网元,包括:用于对指示从源网元到目标网元的网络控制的转移的至少一个消息进行通信的装置;用于将用户相关数据传送到源网元和目标网元沿下行链路方向传送到源网元的装置;用于在网元之间对用于将网络控制从源网元转移到目标网元的至少一个消息进行通信的装置;以及用于终止用户相关数据到源网元的传送的装置。 [0008] 根据本发明的一方面,提供了一种目标网元,其配置用于:对指示从源网元到目标网元的网络控制的转移的至少一个消息进行通信;为网络控制分配资源;将用户相关数据传送到源网元和核心网元沿上行链路方向传送到源网元;在网元之间对用于将网络控制从源网元转移到目标网元的至少一个消息进行通信;以及终止用户相关数据到源网元的传送。 [0009] 根据本发明的一方面,提供了一种核心网元,其配置用于:对指示从源网元到目标网元的网络控制的转移的至少一个消息进行通信;将用户相关数据传送到源网元和目标网元沿下行链路方向传送到源网元;在网元之间对用于将网络控制从源网元转移到目标网元的至少一个消息进行通信;以及终止用户相关数据到源网元的传送。 [0010] 本发明提供了多个优点。本发明实施方式提供了重定位过程,其中用户数据流在网络控制转移期间不中断,这是因为用户数据对于源无线网络控制器(源网元的示例)和目标无线网络控制器(目标网元的示例)二者为双播。附图说明 [0011] 下面,将参照实施方式和附图更详细地描述本发明,附图中: [0012] 图1示出通信系统的示例, [0013] 图2示出现有技术的重定位信令的示例, [0014] 图3A-3B示出现有技术用户数据流的示例, [0015] 图4是流程图, [0016] 图5示出重定位信令的示例, [0017] 图6A-6B示出用户数据流的示例, [0018] 图7示出网络控制器的示例, [0019] 图8示出网元的示例, [0020] 图9示出另一网元的示例,以及 [0021] 图10示出又一网元的示例。 具体实施方式[0022] 参照图1,我们分析本发明实施方式可以应用于其的数据传输系统的示例。本发明可以应用于各种通信系统。这些通信系统的一个示例是通用移动通信系统(UMTS)无线接入网。它是一种无线接入网,其包括宽带码分多址(WCDMA)技术并且还可以提供实时电路和分组交换服务。然而,实施方式不限于作为示例给出的系统,而是本领域技术人员可以将解决方案应用于具有所需特性的其他系统。 [0024] 图1是根据本发明的解决方案可以对其应用的数据传输系统的简化图。这是蜂窝无线系统的一部分,其包括节点B(基站)100,其具有到用户终端(UE)106和108的双向无线链路102和104。用户终端可以是固定的、车载的或便携的。例如,节点B包括收发器。存在从节点B的收发器到天线单元的连接,其建立到用户终端的双向无线链路。节点B还连接至无线网络控制器(RNC)110,其将终端的连接传输至网络的其他部分。无线网络控制器还连接至核心网(CN)112。取决于该系统,CN侧的配对物可以是移动服务交换中心(MSC)、媒体网关(MGW)或服务通用分组无线业务(GPRS)支持节点(SGSN)。 [0025] 还示出另一无线网络控制器114。在该示例中,在越区切换情况下,无线网络控制器110是源无线网络控制器,而无线网络控制器114是目标无线网络控制器。 [0026] 蜂窝无线系统还可以与其他网络通信,例如公共交换电话网或因特网。 [0027] 接着,通过图2解释现有技术重定位信令。应该注意,在UMTS陆地无线接入网(UTRAN)与用户设备(UE,即用户终端)之间的无线接口(Uu)上的信道资源以及在RNC与基站收发器之间的接口(Iub)上的信道资源在重定位期间保持不变。这称为用户终端不被包括的重定位。此外,一种用户终端执行硬越区切换的重定位是可能的。重定位是指其中在通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN)中用户终端连接的路由选择改变的一种过程。换言之,重定位意味着SRNC状态的转移。当移动用户终端离开由其当前无线网络控制器控制的小区时典型地执行重定位。在SRNC状态转移到另一无线网络控制器之前,该无线网络控制器保持作为服务无线网络控制器(SRNC),并且在核心网与用户终端之间的通信量经由其传送。重定位实现通信网络资源的更有效使用。 [0028] 根据图2,重定位源RNC 110在其已注意到用户终端已离开由其控制的小区之后发送重定位需求消息到核心网(CN)112。消息类型是无线接入网应用部分(RANAP)。RANAP是指无线接入网信令协议,其包括处理在核心网与无线接入网(RAN)之间的过程的机制。该消息是重定位需求(Relocation Required)。 [0029] 然后核心网112发送RANAP:重定位请求(Relocation Request)消息到重定位目标RNC 200,并且RNC 200保留用于网络控制的资源204。目标RNC发送RANAP:重定位请求应答(Relocation RequestAck)消息(ACK=acknowledgement),表示其已接收到重定位请求消息。 [0030] 在重定位请求消息之后执行用于新SRNC连接的用户平面建立206。用户平面是数据传输系统的一层,其中用户数据典型地由适当的成帧结构封装,在网络节点之间传递。例如,用户平面处理包括语音信道的代码转换和用于数据的数据格式转换。 [0031] RANAP:重定位命令(Relocation Command)消息从核心网112发送到源RNC 110。源RNC发射RNSAP:重定位提交(RelocationCommit)消息到目标RNC。RNSAP表示无线网络子系统应用部分。RNSAP是用于Iur接口的无线网络子系统信令协议。 [0032] 接着,服务RNC转移,并且启动从Iur到新Iu的双向用户平面(UP)切换208。目标RNC发送RANAP:重定位检测(RelocationDetect)消息到核心网(CN)并且完成用户平面切换210。目标RNC(漂移RNC)的状态改变为SRNC。当CN接收到重定位检测消息时,其将用户平面从旧Iu切换到新Iu。箭头202示出由重定位过程导致的用户数据流中断。从图2可以看出,中断的持续时间是显著的。 [0033] RRC(无线资源控制):UTRAN移动性信息(UTRAN MobilityInformation)和UTRAN移动性信息确认(UTRAN Mobility InformationConfirm)消息在用户终端与目标RNC之间改变,以更新用户终端的SRNC信息。 [0034] 目标RNC发送RANAP:重定位完成(Relocation Complete)消息到核心网。核心网依次发送Iu释放(Iu Release)消息到源RNC。源RNC释放Iu连接并发送RANAP:Iu释放完成(Iu Release Complete)消息到核心网。在Iu释放完成消息之后释放旧SRNC连接的用户平面212。 [0035] 图3A中示出现有技术的在重定位之前的双向用户数据流。图3B示出现有技术的在重定位之后的双向用户数据流。 [0036] 用户终端106具有到基站100的双向连接Uu 304。在基站与DRNC200之间的接口称为Iub 306。在该示例中,漂移RNC(DRNC)是目标RNC,并且服务RNC(SRNC)110是源RNC。在DRNC与SRNC之间的接口称为Iur 308。在SRNC与CN之间的接口称为Iu 312而在DRNC与CN之间的接口称为Iu’310从而将它们彼此区分。漂移RNC和核心网还包括双路开关,其便于切换用户数据流。 [0037] 用户数据在重定位之前经由服务RNC(SRNC)转移,其由虚线302示出。在重定位之后,图3B,双向数据不通过原始SRNC传送,而是仅通过DRNC(目标RNC),其现在是新SRNC。数据流由虚线314示出。元件名称在图3B中未改变以更清楚地示出数据流差异。 [0038] 以下,通过图4更详细说明通信系统中数据传输方法的一个实施方式。 [0039] 实施方式包括用于上行链路方向和下行链路方向的双播功能性。双播是指例如,数据在重定位期间发送到旧Iu和新Iu连接(或到旧Iur连接和新Iu连接)。用于上行链路的双播典型地在无线网络控制器中执行,而对于下行链路,通常在核心网元中(在本申请中,都称为网元)。到上行链路的双播典型地在这种RNC实体中实现,其能够同时通过Iur接口向源RNC传送专用传输信道(DCH)帧(3GPP TS25.427)并通过Iu接口向核心网传送用户平面(UP)帧(3GPP TS25.415)。双播可以同时在两个方向上执行。 [0040] 典型地,当使用本实施方式时,与现有技术对照RANAP、RNSAP和RRC信令保持不变。实施方式在框400开始。 [0041] 在框402中,在网元之间对指示从源网元到目标网元的网络控制的转移的至少一个消息进行通信。重定位处理的示例可以在图5中看到。在该示例中,指示网络控制的转移的消息是RANAP:重定位需求和RANAP:重定位请求。 [0042] 在框404中,用于网络控制的资源分配给目标网元。 [0043] 在框406中,用户相关数据传送到源网元和目标网元。这称为双播。双播可以在核心网与目标无线网络控制器之间的用户平面建立之后启动。 [0044] 在框408中,在网元之间对用于将网络控制从源网元转移到目标网元的至少一个消息进行通信。在图5的示例中,用于转移网络控制而传送的消息是例如RANAP:重定位命令、RNSAP:重定位提交和RANAP:重定位检测。 [0045] 在框410中,终止用户相关数据到源网元的传送。例如,只要CN已从目标RNC接收到重定位检测消息,就可以执行从源RNC到目标RNC Iu连接的上行链路切换。可以在接收到重定位完成或Iu释放消息时或者当释放在源RNC与CN之间的用户平面时,停止在核心网侧对源RNC的用户数据传送。 [0046] 实施方式在框412结束。 [0047] 每个传输方向的双播典型地比切换元件更接近数据源来执行。例如,UMTS系统的重定位:上行链路双播在DRNC中执行而上行链路切换在CN中执行。下行链路双播在CN中执行而下行链路切换在DRNC中执行。这样便于当在网元之间存在延迟时,对于两个方向不中断的重定位。 [0048] 双播可以表示当数据传送到源网元的Iu连接和目标网元的Iu连接时,用户数据传送到源网元和目标网元二者。 [0049] 双播还可以表示数据传送到源网元和核心网元二者,传送到源网元的Iur连接和在目标以及核心网元之间的Iu连接。 [0050] 接着,通过图5说明根据实施方式的重定位信令的示例。 [0051] 重定位源RNC 110在其已注意到用户终端已离开由其控制的小区之后发送重定位需求消息到核心网(CN)112。消息类型是无线接入网应用部分(RANAP)。RANAP是指无线接入网信令协议,其包括处理在核心网与无线接入网(RAN)之间的过程的机制。消息是重定位需求消息。 [0052] 然后核心网112发送RANAP:重定位请求消息到重定位目标RNC200,并且RNC200保留用于网络控制的资源500。目标RNC发送RANAP:重定位请求应答消息(ACK=acknowledgement),表示其已接收到重定位请求消息。 [0053] 在重定位请求消息之后执行用于新SRNC连接的用户平面建立502。 [0054] 在用户平面建立之后,在核心网112和目标RNC(漂移RNC)200中启动下行链路(DL)和上行链路(UL)双播504、506。 [0055] RANAP:重定位命令消息从核心网112发送到源RNC 110。源RNC发射RNSAP:重定位提交消息到目标RNC。RNSAP表示无线网络子系统应用部分,其是用于Iur接口的无线网络子系统信令协议。 [0056] 在目标RNC已从源RNC接收到重定位提交消息之后,服务RNC转移操作508开始。下行链路用户数据流从Iur切换到目标Iu连接510。由于下行链路双播,没有用户数据流的中断的重定位切换在下行链路方向是可能的。 [0057] 目标RNC发送RANAP:重定位检测消息到核心网(CN)。当CN接收到重定位检测消息时,其将上行链路用户数据流旧Iu切换到新Iu 512。上行链路数据帧从目标RNC传送到源RNC,直到在Iur上释放专用通信信道(DCH)。在上行链路双播期间,相同数据帧可用于源和目标Iu连接,便于在上行链路方向没有用户数据流中断的重定位切换。 [0058] RRC(无线资源控制):UTRAN移动性信息和UTRAN移动性信息确认消息在用户终端与目标RNC之间变换,以更新用户终端的SRNC信息。 [0059] 目标RNC发送RANAP:重定位完成消息到核心网,其依次发送Iu释放消息到源RNC。源RNC释放Iu连接并发送RANAP:Iu释放完成消息到核心网。在Iu释放完成消息之后释放旧SRNC连接的用户平面514。可以当发送Iu释放消息或接收到Iu释放完成时或者当释放在源RNC与CN之间的用户平面时,停止下行链路双播。 [0060] 图6A-B示出根据上述实施方式用户相关数据的数据流的示例。图6A示出在重定向期间上行链路用户数据流,以及图6B示出在重定向期间下行链路数据流。 [0061] 用户终端106具有到基站100的双向连接Uu 304。在基站与DRNC200之间的接口称为Iub 306。在该示例中,漂移RNC(DRNC)是目标RNC,并且服务RNC(SRNC)110是源RNC。在DRNC与SRNC之间的接口称为Iur 308。在SRNC与CN之间的接口称为Iu 312而在DRNC与CN之间的接口称为Iu’310从而将它们彼此区分。漂移RNC包括用于向上行链路方向双播的装置,并且核心网包括上行链路切换装置。此外,CN包括用于在下行链路方向双播的装置,并且漂移RNC包括下行链路切换装置。 [0062] 在上行链路方向,用户数据从用户终端106经由漂移RNC 200(目标RNC)以及经由服务RNC 110转移到核心网(CN)112。数据流在图6A中用虚线600标出。 [0063] 在下行链路方向,用户数据从核心网通过漂移RNC 200(目标RNC)以及经由服务RNC 110转移到用户终端106。数据流在图6B中用虚线602标出。 [0064] 在重定位之后,漂移RNC 200将作为新服务RNC。 [0065] 参照图7,简化框图示出无线网络控制器(RNC)逻辑结构的示例。无线网络控制器是(源或)目标网元的示例。RNC是UTRAN的切换和控制元件。开关700负责在核心网与用户终端之间的连接。无线网络控制器位于Iub 702与Iu 714接口之间。网络控制器经由接口单元704、712连接至这些接口。还有用于RNC间传输的接口称为Iur716。接口还可以是IuCS或IuPS。 [0066] 无线网络控制器的功能可以分为两类:UTRAN无线资源管理(RRM)功能706和控制功能710。操作和管理接口功能708用作用于与网络管理功能间信息转移的介质。无线资源管理是用于共享和管理无线路径连接的一组算法,使得连接的质量和能力是足够的。最重要的无线资源管理算法是越区切换控制、功率控制、许可控制、分组调度和代码管理。 UTRAN控制功能负责涉及在基站与用户终端之间的无线连接的建立、维持和释放的功能。 [0067] 无线网络控制器(RNC)的精确实现是依赖于vendor的。 [0068] 本发明的实施方式的公开功能,例如控制双播,可以有利地通过在无线网络控制器的合适部分中(典型地在开关功能700中和在操作和管理接口功能708中)的软件来实现。其他实现方案也是可能的,例如不同硬件实现,例如由独立逻辑组件构成的电路或者一个或多个客户专用集成电路(专用集成电路,ASIC)。这些实现的混合也是可行的。 [0069] 参照图8,简化框图示出移动交换中心逻辑结构的示例。移动交换中心或多媒体网关(MGM)是核心网元(或网元)的示例。移动交换中心设备的一个示例是移动服务交换中心(MSC)还可以使用其他缩写。移动交换中心是在其操作范围中执行交换功能并控制与其他网络的交互的网元,例如公共交换电话网(PSTN)。 [0070] 开关800负责在其他网络与基站系统之间的连接。移动交换中心位于IuCS 802与PSTN(或A、Nb、Mb,后两个用于MGW)814接口之间。移动交换中心经由接口单元804、812连接至这些接口。 [0071] 移动交换中心的功能可以分为两类:用户平面处理功能806和控制功能810。如果用户平面和控制平面处理是分开的,则MGW执行用户平面处理并且MSC服务器处理控制平面处理。操作和管理接口功能808用作用于信息转移的介质。 [0072] 移动交换中心的精确实现是依赖于vendor的。 [0073] 本发明的实施方式的公开功能,例如控制双播,可以有利地通过在移动交换中心的合适部分中(例如在开关功能800中和在用户平面处理功能806中)的软件来实现。其他实现方案也是可能的,例如不同硬件实现,例如由独立逻辑组件构成的电路或者一个或多个客户专用集成电路(专用集成电路,ASIC)。这些实现的混合也是可行的。 [0074] 在图9中,简化框图示出服务GPRS支持节点逻辑结构的示例(GPRS=通用分组无线业务)。服务GPRS支持节点(SGSN)是第三网元(或网元)的另一示例。SGSN是通过经由基站子系统或无线接入网发送或接收分组服务于GPRS用户终端的GPRS支持节点。 [0075] 切换和路由900负责在基站子系统与无线网络子系统之间的连接。SGSN位于IuPS902与Gn 914或Gp 916接口之间。当SGSN和网关GPRS支持节点(GGSN)位于相同公共陆地移动网络(PLMN)内部时使用Gn接口。如果SGSN和GGSN位于不同PLMN中,则使用Gp接口。SGSN经由接口单元904、912连接至这些接口。 [0076] SGSN的功能包括控制功能910。操作和管理接口功能908用作用于信息转移的介质。 [0077] SGSN的精确实现是依赖于vendor的。 [0078] 本发明的实施方式的公开功能,例如控制双播,可以有利地通过在SGSN的合适部分中(例如在切换功能900中)的软件来实现。其他实现方案也是可能的,例如不同硬件实现,例如由独立逻辑组件构成的电路或者一个或多个客户专用集成电路(专用集成电路,ASIC)。这些实现的混合也是可行的。 [0079] 参照图10,简化框图示出网关GPRS支持节点逻辑结构的示例(GPRS=通用分组无线业务)。网关GPRS支持节点(GGSN)是第三网元的又一示例。GGSN是用作在GPRS网络与分组交换公共数据网(PSPDN)之间的网关的GPRS支持节点。 [0080] 对于PSPDN,GPRS网络类似子网,其能够与GPRS用户终端间转移数据。GGSN封装分组。外部网络将GGSN看作到子网的路由器。 [0081] 切换和路由1000负责在SGSN与GGSN之间的连接。SGSN位于Gn 1002与Gi 1014接口之间。当GGSN和SGSN位于相同公共陆地移动网络(PLMN)内部时使用Gn接口。SGSN经由接口单元1004、1012连接至这些接口。 [0082] GGSN的功能包括控制功能1010。操作和管理接口功能1008用作用于信息转移的介质。 [0083] GGSN的精确实现是依赖于vendor的。 [0084] 本发明的实施方式的公开功能,例如控制双播,可以有利地通过在GGSN的合适部分中(例如在切换功能1000中)的软件来实现。其他实现方案也是可能的,例如不同硬件实现,例如由独立逻辑组件构成的电路或者一个或多个客户专用集成电路(专用集成电路,ASIC)。这些实现的混合也是可行的。 |