CN100381012C - 一种ue切换过程中数据传送管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在UE切换过程中，在无线网络控制器中进行的数据传送管理的方法。该方法在一种分布式体系结构RNC中实现，包括下列步骤：无线信令管理板从第一块ATM接口板获得UE的切换请求；无线信令管理板建立数据传送管理板与第二块ATM接口板之间的映射关系，所述数据传送管理板在切换前与第一块ATM接口板之间有映射关系；无线信令管理板通知UE在数据传送管理板和第二块ATM接口板之间进行数据传送。当UE在同一RNC所辖的两个小区间发生切换时，该方法能够避免同一UE的数据在不同的数据传送管理板间频繁倒换，从而降低了系统信令传递和处理过程的负荷，提高了系统有效处理的能力，同时，还降低了系统数据包丢失的几率。

Description

一种UE切换过程中数据传送管理的方法

技术领域

本发明一般涉及无线网络控制器，具体而言，涉及在UE切换过程中，在无线网络控制器中进行的数据传送管理的方法。

背景技术

无线网络控制器(RNC)是第三代移动通讯宽带码分多址系统(3G W-CDMA)的一个重要组成单元，它完成无线网络的接入控制、无线资源的管理、无线链路的建立和释放等重要功能。本发明的在UE切换过程中数据传送管理方法是在一种具有分布式体系结构的无线网络控制器中实现的。在这种分布式无线网络控制器中，无线信令管理功能和数据传送管理功能分别在不同的处理板上实现。每种功能可以在一块处理板上实现，也可由多块处理板共同实现。由于数据流量较大，所以数据传送管理功能一般在多块处理板上实现，一块处理板为一定数量的手机(UE)提供业务。

无线网络控制器在参与用户的移动性管理时，负责为手机(UE)分配无线资源，管理UE的数据传送。目前，大容量少局址是众多运营商一致的期望，这客观上要求单个RNC具备相当大的业务处理能力，其所管辖的小区也相对较多，因此，大多数情况下UE的切换可能是在同一RNC所管辖的小区之间进行的。对于采用分布式体系结构的RNC，由于有多块处理板(数据传送管理板)共同为RNC所辖小区提供业务，当UE在同一RNC所辖的两个小区间发生切换时，如何避免同一UE的数据传送在不同的数据传送管理板间频繁倒换是RNC设备提供商所面临的问题。

现有技术中，当UE在同一RNC所辖的不同小区(Cell)间发生切换时，在切换前后，相应的数据传送管理板也发生了切换。图1举例说明了同一UE在从Cell1切换到Cell2时的过程。

UE初始位置为Cell1，此时数据传送路由为：

UE←→ATM1←→DTM1←→CN/RSM

当UE切换到Cell2时，数据传送路由为：

UE←→ATM2←→DTM2←→CN/RSM

从图1可以看出，当UE从Cell1切换到Cell2时，在数据传送的路由中，不仅接口ATM板从ATM1变为ATM2，而且数据传送管理板(DTM)也发生了变化，即从DTM1变为DTM2。上述数据传送管理板的变化要求与该UE相关的信息内容也要相应地从DTM1转移到DTM2。将与UE相关的信息内容从DTM1转移到DTM2的任务由无线信令管理板(RSM)来完成。与UE相关的信息内容将通过无线信令管理板重新分配给DTM2。其中，需要倒换的UE信息内容包括：UE的状态信息，无线承载信息(包括信令承载和业务承载信息)，传输信道信息，与IU接口相关的参数配置信息(IU-UP或GTPU参数信息)。

当UE在不同的小区间切换时，如果需要在不同的数据传送管理板间倒换与UE相关的数据，会带来如下一些问题：当UE切换频繁时，如果UE位于两个小区的边缘，可能会发生乒乓切换，这将使板间的信令负荷增加，从而降低RNC系统的呼叫处理能力，使系统出现不稳定的现象。对于以TM(透明传输模式)或UM(非确认传输模式)方式传送的业务，由于存在切换的间隙，可能会造成数据包丢失。对于以AM方式传送的业务，在切换的间隙，会增加数据包重传的几率，造成系统负荷不必要的增加。

发明内容

因此，本发明通过提供一种UE切换过程中的数据传送管理的方法来解决上述问题，避免当UE在不同的小区间切换时，UE数据在不同的数据传送管理板间频繁倒换所带来的数据传送管理板间信令负荷增加、数据包丢失和发生无线链路断链的可能性增大以及系统负荷不必要增加等种种缺陷。

实现本发明的技术方案是，提供一种在分布式体系结构RNC中使用的UE切换过程中的数据传送管理方法，所述RNC包括由一块或多块无线信令管理板组成的无线信令管理模块，由一块或多块数据传送管理板组成的数据传送管理模块，接口管理模块，以及接口ATM板，该方法的实现包括下列步骤：无线信令管理板从第一块接口ATM板获得UE的切换请求；无线信令管理板建立数据传送管理板与第二块接口ATM板之间的映射关系，所述数据传送管理板在UE切换前与第一块接口ATM板之间有映射关系；无线信令管理板通知UE在数据传送管理板和第二块接口ATM板之间进行数据传送。

与现有技术相比，利用本发明的数据传送管理方法，在UE切换过程中，UE的数据传送管理固定在一块数据传送管理板上处理，避免了大量的UE信息数据在不同的数据传送管理板间倒换，降低了系统信令传递和处理过程的负荷，提高了系统有效处理的能力。同时，由于不再需要复杂的信令处理过程，使切换的间隙尽可能小，降低了系统数据包丢失的几率。

下面将结合附图和具体实施例详细说明本发明。

附图说明

图1为示意图，说明在现有技术中，UE在同一RNC内不同小区间发生切换时的情况；

图2为本发明实施例中所用的分布式无线网络控制器的结构示意图；

图3为根据本发明的具体实施例，UE在同一RNC内不同小区发生切换时的数据传送管理板使用情况的示意图；

图4为根据本发明的具体实施例，UE从呼叫建立到切换发生过程的流程示意图；

图5为根据本发明的具体实施例，UE切换过程中数据传送管理方法的流程图。

具体实施方式

图2所示为在本发明实施例中使用的一种分布式无线网络控制器的结构示意图。应该指出，本发明并不限于图2所示的特定结构，并且该无线网络控制器在与系统中其他网元之间进行信息传输时，可以采用诸如ATM交换和支持服务质量(Qos)的IP交换等多种交换方式。该无线网络控制器参与用户的移动性管理，当UE在同一无线网络控制器所管辖的不同小区间发生切换时，负责为UE分配无线资源，管理UE的数据传送。

图2所示的分布式无线网络控制器的结构如下：

在物理接口上，RNC和外部网元之间主要有三个接口：Iu接口，提供RNC和CN之间的连接；Iub接口，提供RNC和NodeB之间的连接；Iur接口，提供RNC和RNC之间的连接。本发明所用的分布式无线网络控制器采用3GPP Release 1999规范规定的标准ATM接口，这些接口通过接口ATM板提供。每块接口ATM板可提供1条或多条光纤与相应的其他设备连接。每块接口ATM板都能实现IP/ATM转换功能，通过一个100M以太网口和核心路由交换机相连，实现和RNC其他功能板之间的数据交互。各接口ATM板的数量可按需求任意增加或减少。

除接口ATM板外，RNC主要有三大类功能模块：接口管理模块、无线信令管理模块、数据传送管理模块。各模块的功能如下：

接口管理模块分为Iu接口管理模块、Iub接口管理模块和Iur接口管理模块。Iu接口管理模块功能主要包括：RAB管理、Iu接口链路管理、UE和CN之间NAS信息传送等功能。Iub接口管理模块功能主要包括：小区配置管理、Iub接口链路管理、NodeB操作维护等功能。Iur接口管理模块主要管理Iur接口链路，为SRNS和DRNS之间提供通讯通道。

无线信令管理模块功能主要包括：系统消息广播管理、UE和UTRAN间无线链路管理、移动性管理、无线资源管理、外环功率控制、公共传送信道上的信令/数据传送管理等功能。

数据传送管理模块主要完成专用传送信道上的数据传送管理。

为了保证各模块间数据的无阻塞交换，该无线网络控制器采用一种支持Qos的IP交换网络实现各模块之间的通讯。这个IP交换网络包含一组集中器路由交换机和核心路由交换机，所有这些交换机都支持IP DiffServ(区分服务)Qos，能识别并满足不同的服务质量要求。

集中器路由交换机可作为交换网络的边缘路由器，它收集来自于无线网络控制器其他功能模块的业务，并可以分类、整顿和整形所有进入IP交换网络的业务流，然后传达业务分类信息(DiffServ域的值)到交换网络核心路由交换机。集中器路由交换机可以控制或分配不同业务流的DiffServ值，如语音、短消息、FTP、Email、视频等业务流。核心路由交换机提供G比特以太网口，它通常不参与完全的业务分类，它读取IP头并且根据DiffServ域的附加分类信息来区分这些业务。这两种路由交换机均可实现排队和调度功能。

每种功能模块可以是在一块板实现，也可以是多块板分担完成。每种板的数量可根据板的处理能力、系统容量及所实现功能的特点决定。每块板都通过一个100M以太网口和核心路由交换机相连，实现板间数据交互。

当无线网络控制器的某功能板要和其他功能板进行数据交互时，该功能板将要发送的数据组成IP包发送给集中器路由交换机，集中器路由交换机根据业务流的不同和IP源/目的地址，控制或分配该IP包的DiffServ域中的DSCP-区分服务码点(DiffServ codepoint)，集中器路由交换机然后将该IP包转发到核心路由交换机，核心路由交换机将该IP包转发到目的板。

可以看出，图2所示的分布式无线网络控制器中包括由多块无线信令管理板组成的无线信令管理模块，由多块数据传送管理板组成的数据传送管理模块，多块Iub接口ATM板和一块Iub接口管理板，多块Iur接口ATM板和一块Iur接口管理板、多块Iu接口ATM板和一块Iu接口管理模块，当不需建立专用连接时，信令接续、资源分配及链路管理功能由无线信令管理模块和接口管理模块协同完成。当需要建立专用连接时，无线信令管理模块指定一块数据传送管理板负责处理数据传送，并建立相应接口ATM板和该数据传送管理板之间的路由映射关系，此后的数据包就直接由接口ATM板送给数据传送管理板处理，无线信令管理板和接口管理板不再需要参与对数据包的处理。

当一个UE初次在RNC所辖小区接入并进行数据传送时，无线信令管理板会指定一块数据传送管理板负责管理该UE的数据传送，并建立接口ATM板和数据传送管理板之间的映射关系。

下面结合图3详细描述本发明的具体实施方式。

当UE初次从小区1接入时，无线信令管理板从第一块ATM接口板，即Iub接口ATM板1获取UE的接入请求，并为该UE选择一块数据传送管理板负责管理该UE的数据传送。接着，无线信令管理板将该数据传送管理板的索引号U-Index通知Iub接口ATM板1，Iub接口ATM板1根据U-Index从路由配置表中获得数据传送管理板的IP地址；无线信令管理板又将Iub接口ATM板1的索引号A-Index1通知数据传送管理板，数据传送管理板根据A-Index1从路由配置表中获得Iub接口ATM板1的IP地址。之后，无线信令管理板通知UE配置成功，可以开始传送数据。这时，下行数据传送为从数据传送管理板到Iub接口ATM板1的关于A-Index1+数据包的传送，上行数据传送为从Iub接口ATM板1到数据传送管理板的关于U-Index+数据包的传送。

当UE需要从小区2接入时，UE从小区1发送切换请求。无线信令管理板首先从接口ATM板1获得UE的切换请求，得知UE将在小区2接入，将数据传送管理板的索引号U-Index通知第二块ATM接口板，即Iub接口ATM板2，Iub接口ATM板2根据路由配置表获得数据传送管理板的IP地址；无线信令管理板又将Iub接口ATM板2的索引号A-IndeX2通知数据传送管理板，数据传送管理板根据路由配置表获得Iub接口ATM板2的IP地址，并更新UE数据流的传送路由。之后，无线信令管理板通知UE配置成功，可以开始数据传送，这时，下行数据传送为从数据传送管理板到Iub接口ATM板2的关于A-Index2+数据包的传送，上行数据传送为从Iub接口ATM板2到数据传送管理板的关于U-Index+数据包的传送。

如图3所示，当UE在同一无线网络控制器的不同小区间发生切换时，数据传送的路由只是使用了不同的接口ATM板，而数据传送管理板则仍使用最初呼叫建立时的处理板。在一个无线网络控制器内部，为了增加无线网络控制器的呼叫处理能力，仍旧可以设有多块数据传送管理板，但对于某一用户来说，当他在属于该无线网络控制器所管辖的小区之间移动时，始终都使用相同的数据传送管理板。在这种情况下，当用户在一个无线网络控制器内的小区间切换时，只需重新配置数据传送管理板与ATM接口板之间的映射关系。

当UE在小区之间发生切换时，无线信令管理板通过接收到的UE的消息，首先获得UE将要切换到的目标小区。对无线网络控制器来说，小区与ATM接口板之间通过OAM配置，有固定的映射关系。把无线信令管理板作为映射关系的控制点，因此，无线信令管理板除了处理无线信令外，还需要存储一些必要的配置表。优选情况下，无线信令管理板需要存储下面的映射关系表：

映射关系表1：

小区标识	小区扰码号	ATM索引号	ATM IP地址

映射关系表2：

数据传送管理板标识	数据传送管理板IP地址

在呼叫建立时，无线信令管理板依据一定的规则，在无线网络控制器内部为该UE指定一块数据传送管理板，并建立一条从接口ATM板到数据传送管理板的路由，然后将该路由信息分别通知数据传送管理板和接口ATM板。该路由信息需要在无线信令管理板内存储。路由信息包括：

UE标识号；

小区标识号；

ATM索引号；

ATM链路号(上行/下行)；

数据传送管理板标识号等。

当UE在不同的小区间切换时，无线信令管理板搜索小区与接口ATM板间的映射关系，并重新配置数据传送管理板与接口ATM板的映射关系，建立新的数据传送路由。由于切换前后使用的是相同的数据传送管理板，因而，无需在不同的数据传送管理板间倒换UE的信息数据。

图4给出了一个用户从呼叫建立到发生切换这一过程中数据传送管理方法的示意图。图5为在同一无线网络控制器内UE切换过程中数据传送管理方法的流程图。

将图4和图5结合起来，可以更清楚地说明，当UE在同一RNC内的不同小区间发生切换时，如何实现本发明的数据传送管理方法。

图4所示UE开始所在的位置为NodeB1，与其相应的接口ATM板为ATM 1。在图5中的步骤S1，UE从该NodeB1发出呼叫建立请求，无线信令管理板RSM在无线网络控制器内部为该UE指派数据传送管理板为DTM1，建立ATM1板与DTM1板的映射关系(图5步骤S2)，并为ATM1板和DTM1板配置信令承载，层2参数信息和路由信息等。之后，无线信令管理板通知UE配置成功，可以开始传送数据，从而初始呼叫建立完成。

随着用户向NodeB2的方向移动，并需要从NodeB2接入时，UE从NodeB1发送切换请求(图5步骤S3)。无线信令管理板首先从ATM1板获得UE的切换请求，得知UE将从NodeB2接入。在无线信令管理板中存储有小区与接口ATM板之间的映射关系表，无线信令管理板搜索映射关系表，依据其中存储的目标小区与ATM板的映射关系找到对应的ATM2板(图5步骤S4)。

对于频内软切换的情况，当用户从一个小区向与该小区邻接的小区移动时，依据3GPP Release99，无线网络控制器根据收到的UE测量报告情况，若测量报告由事件1A触发，即表明UE请求在新的小区建立无线链路，无线网络控制器进行接入控制，若接入控制通过，则允许该链路增加到UE的活动集，无线网络控制器分配相关的资源，在新小区建立无线链路，并通知UE活动集的改变；若测量报告由事件1B触发，即表明UE请求断开与信号较差的小区间的无线链路，无线网络控制器释放相关的资源，同时通知UE更新相应的活动集。对于触发小区间硬切换的判决条件(可能是频内，频间或系统间的硬切换)3GPP Release99并无明确的规定，不同的系统制造商会有不同的策略。总之，当切换判决条件满足时，无线网络控制器指示用户开始切换。无线信令管理板RSM指示建立ATM2板与DTM1板的映射关系(图5步骤S5)，建立无线链路，通知UE切换完成，并删除旧的ATM1板与DTM1板的映射关系，整个切换过程完成(图5步骤S6)。

图5为在同一无线网络控制器内UE切换过程中数据传送管理方法的流程图。在步骤S1，UE在小区1发出呼叫建立请求。与UE开始所在的小区1相关的接口ATM板1为ATM1板，无线信令管理板RSM为该UE指配数据传送管理板DTM1板；在步骤S2，RSM指定DTM1并建立ATM1板与DTM1板的映射关系。无线信令管理板RSM配置信令承载、层2参数信息和路由信息等，在无线信令管理板和小区1之间建立无线链路，进而完成小区1与无线信令管理控制板间的呼叫建立。在步骤S3，UE发出到小区2的切换请求。在UE向小区2的方向移动并且满足切换判决条件时，无线网络控制器指示用户开始切换，与小区2相关的接口ATM板为接口ATM板2。在步骤S4，无线信令管理板RSM依据目标小区与接口ATM板的映射关系，找到与目标小区对应的ATM2板。在步骤S5，无线信令管理板RSM建立ATM2板与DTM1板的映射关系，配置路由信息，在无线信令管理板和小区2建立无线链路，进而通知UE切换完成。在步骤S6，无线信令管理板删除小区1与无线信令管理板之间的无线链路以及旧的ATM1板与数据传送管理板1之间的映射关系，整个切换过程完成。

Claims (4)

1.一种在分布式体系结构RNC中使用的UE切换过程中的数据传送管理方法，所述RNC包括无线信令管理板、数据传送管理板和接口ATM板，该方法的特征在于包括下列步骤：

无线信令管理板从第一块ATM接口板获得UE在同一RNC内的小区发送的切换请求；

无线信令管理板建立数据传送管理板与第二块ATM接口板之间的映射关系，所述数据传送管理板在切换前与第一块ATM接口板之间有映射关系，所述数据传送管理板与所述第一块ATM接口板和所述第二块ATM接口板的映射关系设置在无线信令管理板中存储的配置表中；

无线信令管理板通知UE在数据传送管理板和第二块ATM接口板之间进行数据传送。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，建立数据传送管理板和第二块ATM接口板之间的映射关系的步骤进一步包括：

无线信令管理板使第二块ATM接口板获知数据传送管理板的IP地址；

无线信令管理板使数据传送管理板获知第二块ATM接口板的IP地址。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，接口ATM板根据数据传送管理板的索引号获得其IP地址，数据传送管理板根据接口ATM板的索引号获得其IP地址。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，无线信令管理板在切换后将第一块ATM接口板与数据传送管理板之间的映射关系删除。

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