CN100433916C - 无线接入网节点至核心网节点的域内连接建立方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线接入网(RAN)节点至核心网(CN)节点的域内连接建立方法，该方法采取：RAN节点从网络配置的所有属于建立连接的目标CN域类型的CN节点中选取当前可用流量等级最高的CN节点，并与该CN节点建立域内连接，所述可用流量等级表示CN节点的过载程度且CN节点过载程度越轻，可用流量等级越高。从而克服了现有技术中采取当RAN节点根据该消息中的IDNNS路由参数信息选取CN节点失败时，按照随机原则从网络配置的CN节点中选取目标CN节点，而可能导致的网络配置的CN节点负载失衡和UE服务质量无法保证的缺陷。

Description

无线接入网节点至核心网节点的域内连接建立方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统的呼叫接续技术，特别是指一种无线接入网(RAN)节点至核心网(CN)节点的域内连接建立方法。
背景技术
在第三代(3G)移动通信系统的呼叫建立过程中，如果说无线资源控制(RRC)连接建立了用户设备(UE)与UMTS地面接入网(UTRAN)之间的信令通路，那么Iu信令连接则建立了UE与核心网(CN)之间的信令通路。Iu信令连接的建立发生在RRC连接建立之后，其实质上是RAN节点与CN节点建立域内连接的过程，该域内连接建立的具体过程如下：当RAN节点接收到来自UE的初始直传消息(IDTM，INITIAL DIRECT TRANSFERMESSAGE)后，为该UE确定提供服务的CN节点，然后向该CN节点发送含有该UE非接入层信息的初始UE消息(IUM，INITIAL UE MESSAGE)，在发送消息的同时建立与该CN节点的域内连接。当该连接建立后，UE与CN节点就可以通过下行直传消息(DOWNLINK DIRECT TRANSFERMESSAGE)和上行直传消息(UPLINK DIRECT TRANSFER MESSAGE)进行非接入层(NAS)消息传递。
从上述RAN节点至CN节点的域内连接建立过程可以看出，当RAN节点接收到来自UE的IDTM后，需要为该UE确定提供服务的CN节点，然后才能将呼叫接续至相应的CN节点。而当系统为一般方式组网时，一个RAN节点只能与一个CN节点建立连接，因此RAN节点可以直接根据接收自UE的IDTM中指示CN域信息，即连接至的目标CN节点的类型为电路交换(CS)域或分组交换(PS)域的信息，将呼叫接续至相应CN节点。而当系统为Iu灵活(Iu-Flex)组网方式时，一个RAN节点可以连接至多个CN节点，此时RAN节点就需要具备非接入层(NAS)节点选择功能(NNSF)，并基于该功能从接收自UE的IDTM中获取携带的域内NAS节点选择器(IDNNS)路由参数信息，然后根据该IDNNS路由参数信息为该UE确定合适的服务CN节点，再将呼叫接续至该CN节点。其中RAN节点根据IDNNS路由参数信息为UE确定合适服务CN节点的具体方式为：RAN节点将IDNNS路由参数按照二进制长度由大到小的顺序依次取值，然后将每次取值与网络中配置的CN节点的网络资源标识(NRI)进行匹配，如果匹配成功，则将相应的CN节点作为该UE的服务CN节点。例如，IDNNS路由参数通常为10位(bit)二进制数，如“1000000000”，RAN节点首先取二进制长度为10，得到的值为2^10，然后查询网络中是否存在NRI值为2^10的CN节点，如果是，则将该CN节点确定为最终的服务CN节点，结束本流程；否则，继续取二进制长度为9，直到查询到网络中存在NRI值与相应二进制长度取值相对应的CN节点为止，如果直到二进制长度为0时，依然没有匹配的CN节点，则匹配失败。
不难看出，RAN节点按照上述方式为UE确定服务CN节点的前提是：UE必须在发送至RAN节点的IDTM中携带包含特定CN节点NRI的IDNNS路由参数信息，且该CN节点必须为网络配置的可用CN节点。而当不满足上述前提条件或者当RAN节点按照上述根据IDTM中携带的IDNNS路由参数信息选择服务CN节点失败时，RAN节点将采取在网络配置的属于该消息发往的CN域类型的所有CN节点中随机选取一个可用CN节点，并将选取的该CN节点作为该UE的服务CN节点，然后将呼叫接续至该CN节点。上述根据IDTM中携带的IDNNS路由参数信息选择服务CN节点失败的情况具体包括：RAN节点根据接收自UE的IDTM中携带的IDNNS路由参数信息与网络中配置的CN节点匹配失败，或者虽然根据IDNNS路由参数信息匹配到网络中配置的CN节点，但该CN节点不可用等情况。
上述当RAN节点按照IDNNS路由参数信息选择CN节点失败时，采取随机选取方式为UE确定服务CN节点往往存在很大的盲目性。因为不同的CN节点负载情况不尽相同，RAN节点随机选择的CN节点可能当时已经过载。而在这种情况下，还将该CN节点作为该UE的服务CN节点，将呼叫接续至该CN节点，一方面，无疑会导致该CN节点的过载情形进一步加重，造成网络中CN节点负载失衡的现象；另一方面，则会严重影响该UE所获得服务的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种RAN节点至CN节点的域内连接建立方法，解决RAN节点如何与合适的CN节点建立域内连接的问题。
为了达到上述目的，本发明方法预先在RAN节点对网络配置的每个CN节点维护可用流量等级，并采取如下步骤：
a、RAN节点从网络配置的所有属于建立连接的目标CN域类型的CN节点中选取当前可用流量等级最高的CN节点，并与该CN节点建立域内连接，所述可用流量等级表示CN节点的过载程度且CN节点过载程度越轻，可用流量等级越高。
在上述方法中，所述步骤a之前进一步包括步骤：a0、RAN节点从接收自用户设备UE的初始直传消息IDTM中获取携带的CN域信息，根据该CN域信息得到该消息发往的CN域类型，然后将该CN域类型作为目标CN域类型；
步骤a中，所述与CN节点建立域内连接的方式为：RAN节点向选取的CN节点发送初始UE消息IUM。
在上述方法中，所述步骤a0之前进一步包括：RAN节点从接收自UE的IDTM中获取域内非接入层节点选择器IDNNS路由参数信息，并根据该IDNNS路由参数信息选取目标CN节点，当所述根据该IDNNS路由参数信息选取目标CN节点失败时，执行所述步骤a0。
在上述方法中，所述在RAN节点为CN节点维护可用流量等级的步骤包括：在RAN节点针对网络配置的每个CN节点设置可用流量等级，并将各CN节点未发生流控情形时的可用流量等级设置为最大值，而当RAN节点监测到相应CN节点发生流控情形时，则降低相应CN节点的可用流量等级；而当RAN节点监测到在设定的时间间隔内相应CN节点未发生流控情形时，则提高相应CN节点的可用流量等级。
在上述方法中，所述RAN节点监测CN节点发生流控情形的方式为：RAN节点监测是否接收到来自相应CN节点的过载OVERLOAD消息，如果是，则为该CN节点发生流控情形；否则，为该CN节点未发生流控情形。
在上述方法中，所述RAN节点降低CN节点的可用流量等级的方式为：RAN节点从接收自CN节点的OVERLOAD消息中获取携带的过载信息，然后根据该过载信息降低相应CN节点的可用流量等级；或者RAN节点每接收到一个来自特定CN节点的OVERLOAD消息，则将相应CN节点的可用流量等级降低设定的步长值。
在上述方法中，所述RAN节点提高CN节点的可用流量等级的方式为：当RAN节点在每个设定的时间间隔内未检测到相应CN节点发生流控情形时，则将相应CN节点的可用流量等级增加设定的步长值，直到增至设定的最大值为止。
在上述方法中，所述步骤a进一步包括：当所述RAN节点选取的当前可用流量等级最高的CN节点为一个以上时，进一步从选取出的当前可用流量等级最高的CN节点中选取最久未被连接的CN节点，然后与该最久未被连接的CN节点建立域内连接。
综上所述，本发明方法采取：RAN节点从网络配置的所有属于目标CN域类型的CN节点中选取负载最轻的CN节点，并与该CN节点建立域内连接。优选地，本发明可以采取当RAN节点根据接收自UE的IDTM中携带的IDNNS路由参数信息选取目标CN节点失败时，根据接收自UE的IDTM中携带的CN域信息，选取可用流量等级最高的CN节点作为服务CN节点，并与该CN节点建立域内连接。从而克服了现有技术中所采取的当RAN节点根据接收自UE的IDTM中携带的IDNNS路由参数信息选取目标CN节点失败时，按照随机选取原则从网络配置的CN节点中选择服务CN节点，可能导致的网络中CN节点负载失衡，以及UE服务质量无法保证的缺陷。
附图说明
图1为本发明RAN节点至CN节点的域内连接建立方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明的核心思想是：RAN节点从网络配置的所有属于目标CN域类型的CN节点中选取负载最轻的CN节点，并与该CN节点建立域内连接。
其中，RAN节点可以是无线网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)等，而CN节点可以是：移动交换中心(MSC)或(SGSN)等。
下面通过具体实施例详细说明本发明方法，在该方法中，需要预先在RAN节点对网络配置的所有CN节点维护用于表示各CN节点过载程度的可用流量等级。
其中，RAN节点对CN节点维护可用流量等级的具体方法为：RAN节点首先针对每个CN节点设置一个用于表示CN节点过载程度的可用流量等级，该可用流量等级可以为一个0～最大值的数。在CN节点没有过载的情况下，即该CN节点未发生流控情形时，针对该CN节点设置的可用流量等级为设定的最大值；当RAN节点监测到某个CN节点发生流控情形，即接收到来自相应CN节点的OVERLOAD消息时，则降低该CN节点的可用流量等级；如果RAN节点在设定的时间间隔内未监测到该CN节点发生流控情形，即未接收到来自该CN节点的OVERLOAD消息时，则提高该CN节点的可用流量等级。也就是说，相应CN节点的可用流量等级越大，则表明相应CN节点的过载程度越轻；而可用流量等级的值越小，则表明相应CN节点的过载程度越重。
其中，RAN节点降低特定CN节点可用流量等级的方式可以采取：由CN节点在发送至RAN节点的OVERLOAD消息中携带相应的过载信息，然后RAN节点根据接收到的OVERLOAD消息中携带的过载信息降低相应CN节点的流量等级。也可以采取在RAN节点预先设定一个降低步长，然后当RAN节点每接收到一个来自特定CN节点的OVERLOAD消息时，就将相应CN节点的可用流量等级降低一个设定的降低步长值。
RAN节点提高CN节点的可用流量等级的方式可以采取：在RAN节点预先设定检测时间间隔和流量等级的增长步长，然后当RAN节点在每个设定的时间间隔内未检测到相应CN节点发生流控情形时，则将相应CN节点的可用流量等级增加设定的增长步长值，直到增加到设定的最大值为止。
以上说明了RAN节点维护CN节点可用流量等级的方式，下面详细说明本发明的RAN节点至CN节点的域内连接建立方法，该方法流程如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤101：RAN节点从接收自UE的IDTM中获取携带的IDNNS路由参数信息，并根据该IDNNS路由参数信息为该UE选取服务CN节点，然后判断选取CN节点是否成功，如果是，则执行步骤102；否则，执行步骤103。
其中，根据该IDNNS路由参数信息为该UE选取服务CN节点的具体步骤请参见背景技术部分的相关描述，此处不再赘述。且RAN节点判断选取CN节点是否成功的步骤包括：RAN节点判断根据接收自UE的IDTM中携带的IDNNS路由参数信息与网络中配置的CN节点匹配是否成功，以及虽然根据IDNNS路由参数信息与网络中配置的CN节点匹配成功，但该CN节点是否可用等。
步骤102：RAN节点与该选取的CN节点建立域内连接。
其中，建立域内连接的具体方式为：RAN节点通过向该选取的CN节点发送IUM将UE的非接入层信息透转至该CN节点。
步骤103：RAN节点从接收自UE的IDTM中获取携带的CN域信息，并根据该CN域信息获取该消息要发往的CN域类型，然后将该CN域类型作为目标CN域类型，最后从网络配置的所有属于该目标CN域类型的CN节点中选取可用流量等级最高的CN节点作为目标CN节点，并向该CN节点发送IUM，与该CN节点建立域内连接。
其中，在该步骤103中，所述CN域类型包括：CS域和PS域。也就是说，当RAN节点根据接收自UE的IDTM中携带的CN域信息判定该消息发往的CN域类型为CS域时，则从网络配置的所有CS域类型的CN节点中选择流量等级最高的CN节点；而当RAN节点根据接收到的IDTM中携带的CN域信息判定该消息发往的CN域类型为PS域时，则从网络中配置的所有PS域类型的CN节点中选择流量等级最高的CN节点，作为该UE的服务CN节点。
另外，在上述步骤103中，当网络中存在属于目标CN域类型的多个流量等级最高的可用CN节点时，则RAN节点从这些流量等级最高的可用CN节点中选取最久未被使用的CN节点作为目标CN节点，并与该CN节点建立域内连接。
以上说明了当RAN节点根据接收自UE的IDTM中携带的IDNNS路由参数信息选取目标CN节点失败时，再根据接收自UE的IDTM中携带的CN域信息，选取可用流量等级最高的CN节点作为服务CN节点，并与该CN节点建立域内连接的过程。当上述过程只是说明了本发明的一个优选实施例，本发明也可采取：RAN节点不根据接收自UE的IDTM中携带的IDNNS路由参数信息选取目标CN节点，而是由RAN节点直接根据接收自UE的IDTM中携带的CN域信息选取负载最轻的CN节点作为服务CN节点，并与该CN节点建立域内连接。
另外，上述采取在RAN节点对网络中配置的每个CN节点维护可用流量等级，以及根据可用流量等级的高低选取服务CN节点的方式，只是作为RAN节点选取负载最轻的可用服务CN节点的一种方式，本发明也可采取其它方式实现选取负载最轻的可用CN节点，此处不再一一列出。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种无线接入网RAN节点至核心网CN节点的域内连接建立方法，其特征在于，预先在RAN节点对网络配置的每个CN节点维护可用流量等级，该方法还包括如下步骤：
a、RAN节点从网络配置的所有属于建立连接的目标CN域类型的CN节点中选取当前可用流量等级最高的CN节点，并与该CN节点建立域内连接，所述可用流量等级表示CN节点的过载程度且CN节点过载程度越轻，可用流量等级越高。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前进一步包括步骤：a0、RAN节点从接收自用户设备UE的初始直传消息IDTM中获取携带的CN域信息，根据该CN域信息得到该消息发往的CN域类型，然后将该CN域类型作为目标CN域类型；
步骤a中，所述与CN节点建立域内连接的方式为：RAN节点向选取的CN节点发送初始UE消息IUM。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤a0之前进一步包括：RAN节点从接收自UE的IDTM中获取域内非接入层节点选择器IDNNS路由参数信息，并根据该IDNNS路由参数信息选取目标CN节点，当所述根据该IDNNS路由参数信息选取目标CN节点失败时，执行所述步骤a0。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法中，所述在RAN节点为CN节点维护可用流量等级的步骤包括：在RAN节点针对网络配置的每个CN节点设置可用流量等级，并将各CN节点未发生流控情形时的可用流量等级设置为最大值，而当RAN节点监测到相应CN节点发生流控情形时，则降低相应CN节点的可用流量等级；而当RAN节点监测到在设定的时间间隔内相应CN节点未发生流控情形时，则提高相应CN节点的可用流量等级。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法中，所述RAN节点监测CN节点发生流控情形的方式为：RAN节点监测是否接收到来自相应CN节点的过载OVERLOAD消息，如果是，则为该CN节点发生流控情形；否则，为该CN节点未发生流控情形。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法中，所述RAN节点降低CN节点的可用流量等级的方式为：RAN节点从接收自CN节点的OVERLOAD消息中获取携带的过载信息，然后根据该过载信息降低相应CN节点的可用流量等级；或者RAN节点每接收到一个来自特定CN节点的OVERLOAD消息，则将相应CN节点的可用流量等级降低设定的步长值。
7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法中，所述RAN节点提高CN节点的可用流量等级的方式为：当RAN节点在每个设定的时间间隔内未检测到相应CN节点发生流控情形时，则将相应CN节点的可用流量等级增加设定的步长值，直到增至设定的最大值为止。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括：当所述RAN节点选取的当前可用流量等级最高的CN节点为一个以上时，进一步从选取出的当前可用流量等级最高的CN节点中选取最久未被连接的CN节点，然后与该最久未被连接的CN节点建立域内连接。
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