CN100589431C

CN100589431C - 移动通信系统接口流量控制方法

Info

Publication number: CN100589431C
Application number: CN200410075099A
Authority: CN
Inventors: 刘衍民
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: CN1741495A

Abstract

本发明涉及通信中的流控技术，公开了一种移动通信系统接口流量控制方法，使得在接入MS或BVC较多，但实际进行数据传送的MS或BVC较少时，能够有效提高流量控制效率，减小CPU的利用率，保证系统安全稳定运行。这种移动通信系统接口流量控制方法构造了两个存储区，第一个存储区用于存储有流控信息的信息单元，第二个存储区用于存储空闲的信息单元，并且规定了两个存储区中信息单元相互转化的方法。SGSN在进行流控时仅对第一个存储区中的信息单元进行扫描和处理。从而有效提高了扫描效率。

Description

移动通信系统接口流量控制方法

技术领域

本发明涉及通信中的流控技术，特别涉及Gb接口的流量控制方法。

背景技术

通用无线分组业务(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)网络是在现有全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，简称“GSM”)网络基础上发展起来的用于提供分组数据交换业务的网络。其通过在GSM网络中添加服务GPRS支持节点(Service GPRS Support Node，简称“SGSN”)、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node，简称“GGSN”)，在基站子系统(Base Station Subsystem，简称“BSS”)或基站收发信台(Base Transceiver Station，简称“BTS”)中添加了分组控制单元(Packet Control Unit，简称“PCU”)，使得移动用户可以与常用分组数据网络(Packet Data Network，简称“PDN”)实现数据交换，在用户与用户间实现端到端的数据发送和接收。

下面将简单描述一下GPRS网络进行数据发送和接收的过程。发送数据时，首先在移动台(Mobile Station，简称“MS”)与GPRS基站子系统(BaseStation Subsystem，简称“BSS”)建立连接，然后将移动台发送的分组数据从BSS发送到SGSN节点，SGSN节点通过GPRS隧道协议(GPRS TunnelProtocol，简称“GTP”)与GGSN建立连接并进行通信，由GGSN对分组数据进行相应的处理，再将其发送到因特网或者X.25网络。接收数据时，首先由GGSN接收来自因特网或者X.25网络的带有MS地址的网际协议(Internet Procotol，简称“IP”)包，并将该IP包转发到SGSN上，继而经BSS传送到MS。

在实际的传送过程中，MS与BSS之间采用无线接口Um进行连接，BSS与SGSN间是采用Gb接口进行连接，以进行信令和用户数据的交换。由于Gb接口能使多个用户复用同一物理资源，资源在用户有数据发送或接收时分配给用户，而在活动结束时马上收回重新分配。当有多个MS需要使用同一BSS进行数据接收时，SGSN通过Gb接口将数据传送到BSS，然后由BSS根据记录的内容将数据分别发送给各个MS。由于BSS处理能力有限，为了保证BSS能够最大限度地进行处理而又不会导致网络的拥塞，需要对Gb接口传送的数据流量进行控制。

目前GPRS中的Gb接口流量控制主要分MS流量控制和通用分组无线业务基站子系统协议(Base Station Subsystem GPRS Protocol，简称“BSSGP”)虚拟连接(BSSGP Virtual Connection，简称“BVC”)流量控制两级，这两级流量控制均可以采用独立的流量控制机制。现有技术并没有对具体的流量控制机制进行规定，通常的做法是在SGSN侧开辟一个存储区，存储区的每一个存储单元用于存储MS或者BVC的数据单元。当一个MS或BVC传送数据业务，而BSS来不及进行处理时，SGSN将申请存储区中一个存储单元对该MS或BVC的数据进行缓存。SGSN通过扫描整个存储区的每一个存储单元，获得整个存储区所存储的数据信息，从而进行流量控制。熟悉本领域的技术人员应该知道，SGSN对存储区的使用通常由BSS侧向SGSN周期性发送的流量控制信息触发，当BSS侧发送的流量控制信息表明BSS侧来不及对数据进行处理时，则SGSN进行流量控制，否则表明无需流量控制，数据可以直接发送给BSS。所述流量控制信息应该包括BSS当前处理的数据长度、数据时延以及服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)等信息。所述存储区的大小跟SGSN向BSS发送的数据总量和BSS的处理能力有关，BSS处理能力越大，所述存储区要求越小；SGSN向BSS发送的数据总量越大，所述存储区要求越大。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：SGSN在需要对发送的下行数据进行流量控制时，需要对有缓存数据存储的数据单元和无缓存数据存储的数据单元都进行扫描，在存储区中有缓存数据存储的数据单元相对比例较低时，将会花费大量时间来扫描无缓存数据存储的数据单元，从而导致扫描时间较长，流量控制效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信系统接口流量控制方法，使得在接入MS或BVC较多，但实际进行数据传送的MS或BVC较少时，能够有效提高流量控制效率，减小CPU的利用率，保证系统安全稳定运行。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统接口流量控制方法，包含以下步骤：

A当服务通用无线分组业务支持节点需要对发向移动台或通用无线分组业务基站子系统协议虚拟连接的数据进行缓存时，在空闲的信息单元中填写对该数据的流控信息；

B所述服务通用无线分组业务支持节点仅对填写有所述流控信息的信息单元进行扫描，获取相关数据信息，并对所述数据进行流控处理；

C当保存有流控信息的信息单元缓存的数据传输完毕时，将该信息单元设置成空闲的信息单元；

其中：所述流控信息包括该移动台或通用无线分组业务基站子系统协议虚拟连接的地址以及所传送的数据大小。

其中，每一个所述填写有流控信息的信息单元作为一个节点链接在第一队列中；每一个所述空闲的信息单元作为一个节点链接在第二队列中。

所述步骤B中的扫描是对所述第一队列中的节点依次处理。

所述第一和第二队列中还包含队列控制块，用于保存队列控制信息，辅助节点的出队入队。

所述步骤A还进一步包含以下子步骤：

当所述服务通用无线分组业务支持节点需要对发向移动台或通用无线分组业务基站子系统协议虚拟连接的数据进行缓存时，所述服务通用无线分组业务支持节点从所述第二队列中获取一个空闲的信息单元，填写对所述数据的流控信息，将该信息单元作为新的节点插入所述第一队列。

所述步骤C还进一步包含以下子步骤：

C1当所述缓存的数据传输完毕时，所述服务通用无线分组业务支持节点将所述第一队列中保存相应流控信息的信息单元作为新节点插入所述第二队列。

所述步骤C1中，所述服务通用无线分组业务支持节点将所述信息单元插入到所述第二队列以前，对所述信息单元进行初始化。

所述服务通用无线分组业务支持节点初始化时，所述方法还包含以下步骤：

对所有的信息单元进行初始化，并链接在所述第二队列中；

将所述第一队列设置成空队列。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，当服务通用无线分组业务支持节点需要对发向移动台或通用无线分组业务基站子系统协议虚拟连接的数据进行缓存时，在空闲的信息单元中填写该数据信息，在进行流控时仅对填写有数据信息单元进行扫描和处理。从而有效提高了扫描的效率。特别是在有多个MS或BVC连接而仅有很少的MS或BVC进行传送数据时，能够很大程度的提高扫描效率，减小数据包的时延。特别是BSS中接入的MS或BVC均无数据传送时，BSS根本无需扫描，有效解决了CPU利用率过高的问题。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的实现GPRS Gb接口流量控制的空闲队列存储区结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的实现GPRS Gb接口流量控制的忙队列存储区结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的SGSN需要进行数据包缓存流控时的处理流程图；

图4是根据本发明一个实施例的SGSN对忙队列中节点的处理流程图。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

由于在现有技术中，如果BSS来不及对SGSN下发的数据进行处理，需要在SGSN中开辟存储区对下发的数据进行缓存，SGSN通过对整个存储区的扫描并进行处理从而实现流量控制。当存储区中有缓存数据存储的数据单元较少时，SGSN大部分扫描时间都花费在扫描无缓存数据存储的数据单元，从而导致流量控制效率低下。如果SGSN能仅扫描有缓存数据的数据单元，而不扫描无缓存数据存储的数据单元，则势必可以有效减少扫描所花费的时间，提高流量控制的效率。

由于MS流量控制和BVC流量控制是相互独立的，因此本发明可以分别应用到MS流量控制或BVC流量控制。下面将具体介绍本发明实现GPRS Gb接口流量控制的方法。

本发明对MS或BVC均采用两个存储区，每个存储区都采用单循环队列方式进行管理。第一队列中每一个节点都是一个填写有流控信息的信息单元，第二队列中每一个节点都是一个空闲的信息单元。为了便于理解，下文中把第一队列称为忙队列，相应的存储区称为忙队列存储区，把第二队列称为空闲队列，相应的存储区称为空闲队列存储区。熟悉本领域的技术人员应该知道，上述存储区也可以采用其他方式进行管理，例如使用散列(HASH)方式进行管理。

图1是根据本发明一个实施例的实现GPRS Gb流量控制的空闲队列存储区结构示意图。如图所示，该结构主要由队列控制块10和空闲队列结点11、12、13、14组成。其中空闲队列结点11、12、13、14以单循环队列方式排列，队列控制块10对空闲队列节点11和空闲队列节点12进行控制。

其中，队列控制块10用于辅助完成空闲队列存储区中空闲队列节点的出队和入队操作。队列控制块10有两个指针，在进行出队操作时，其一个指针用于指向前一个队列节点，另一个指针指向当前队列节点；在执行入队操作时，其一个指针用于指向待插入队列的节点，另一个指针用于指向当前队列节点。熟悉本领域的技术人员应该知道，若空闲队列存储区的队首节点为空闲队列节点11、下一个节点为空闲队列节点12，在执行队首节点出队操作时，队列控制块10中指向前一个空闲队列节点的指针指向已出队的空闲队列节点11、队列控制块10中指向当前空闲队列节点的指针则指向因出队操作而成为队首的空闲队列节点12。在执行入队操作时，若待插入的空闲队列节点为A，当前队列节点为空闲队列节点11，则队列控制块10的一个指针用于指向空闲队列节点A，另一个用于指向空闲队列节点11。

空闲队列节点11、12、13、14用于为忙队列存储区提供数据存储单元或者接收来自忙队列存储区已经释放的数据存储单元。熟悉本领域的技术人员应该知道，空闲队列节点11、12、13、14都是经过初始化的相同信息单元，其中不包含任何与用户有关的信息。

图2是根据本发明一个实施例的实现GPRS Gb接口流量控制的忙队列存储区结构示意图。如图所示，该结构主要与空闲队列存储区的结构相似，主要由队列控制块20，忙队列节点21、22、23、24组成，并且忙队列节点21、22、23、24以单循环队列方式排列。

队列控制块20的功能与图1中队列控制块10的功能类似，也是通过两个分别指向当前忙队列节点和前一个忙队列节点的指针实现队列的出队和入队管理操作。

忙队列节点21、22、23、24用于存储正在进行数据业务传送的MS或BVC的缓存流量控制包。熟悉本领域的技术人员应该知道，所述缓存流量控制包中应该包含有该MS或BVC的地址以及所传送的数据大小等信息。

上面简要描述了空闲队列存储区和忙队列存储区的结构以及各个部分的功能，下面将详细描述通过这两个存储区进行流量控制的过程。

如图3所示，在步骤310中，SGSN收到待发数据后，判断是否需要对流量进行控制。如果SGSN收到的待发数据无法直接发送给BSS，需要在SGSN侧进行缓存，则触发流控。熟悉本领域的技术人员可以知道，SGSN可以通过BSS周期性发送过来的流量控制信息进行判断。如果需要对流量进行控制，则进入步骤315，否则进入步骤350。

在步骤315中，SGSN进一步判断待发数据包对应的MS或BVC流控单元是否已在忙队列中，如果是，则进入步骤318，否则进入步骤320。

在步骤318中，将该待发数据包缓存到相应的忙队列流控单元。假设一个流控单元节点可以缓存100个数据包，这样如果这个MS或BVC又有新数据包需要缓存时，就不需要从空闲队列里面取了，直接在忙队列里面找到这个对应的节点，再把新数据包存进去就行了。如果正被缓存的数据包已经达到100个，就丢弃新来的数据包。

在步骤320中，在空闲队列存储区对一个空闲队列节点执行出队操作。队列控制块10的指向前一个节点的指针指向出队的队首节点。进行流控时，如果MS或者BVC不在忙队列中，则从空闲队列节点里面取一个出来，进入忙队列节点，并把流控的数据包缓存进去。

然后进入步骤330，SGSN在出队的空闲队列节点中写入缓存流量控制包，从而将其转换为忙队列节点。

接着进入步骤340，将忙队列存储区中队列控制块20的指向插入队列节点的指针值设置为指向上述转化的忙队列节点，完成插入操作。

在步骤350中，SGSN直接向BSS发送数据，由BSS对数据进行处理，并进而发送给各个BS或BVC。

如图4所示，在步骤410中，SGSN对忙队列中的各个忙队列节点进行扫描，获取数据信息，从而实现流量控制。

此后进入步骤420，SGSN判断是否有忙队列节点处理完毕，如果是则进入步骤430，否则进入步骤410，继续对忙队列中的各个节点进行扫描和处理。

在步骤430中，SGSN查找到终止数据传送的MS或BVC所对应的忙队列节点，并将其出队，队列控制块20的指向前一个节点的指针指向该出队的节点。此后进入步骤440。由于SGSN向连接到BSS上的MS或BVC的数据传送完毕或者由于某种原因而终止，为了保证在以后的扫描过程中再也不会扫描到这些节点，因此需要将这些无缓存流量控制包存储的节点出队。以后如果这个MS或者BVC又需要缓存时，就会从空闲队列里面再取一个，又加入忙队列。

在步骤440中，SGSN对该出队的节点进行初始化处理，将其转换为空闲队列节点。此后进入步骤450。

在步骤450中，将空闲队列存储区队列控制块10的指向插入队列节点的指针指向上述转换的空闲队列节点，并将其插入到空闲队列存储区。

从上面的说明可以知道，由于在进行流量控制时，SGSN仅扫描忙队列存储区中所存储的各个缓存流量控制包，获取每个缓存流量控制包所包含的与相应MS或BVC相关的数据信息，以便在扫描结束后实现流量控制，因此能够有效提高流量控制效率，保证系统稳定快速运行。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，每一个所述填写有流控信息的信息单元作为一个节点链接在第一队列中；每一个所述空闲的信息单元作为一个节点链接在第二队列中。

3.根据权利要求2所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤B中的扫描是对所述第一队列中的节点依次处理。

4.根据权利要求2所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，所述第一和第二队列中还包含队列控制块，用于保存队列控制信息，辅助节点的出队入队。

5.根据权利要求2所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤A还进一步包含以下子步骤：

6.根据权利要求2所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤C还进一步包含以下子步骤：

7.根据权利要求6所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤C1中，所述服务通用无线分组业务支持节点将所述信息单元插入到所述第二队列以前，对所述信息单元进行初始化。

8.根据权利要求2所述的移动通信系统接口流量控制方法，其特征在于，所述服务通用无线分组业务支持节点初始化时，所述方法还包含以下步骤：

对所有的信息单元进行初始化，并链接在所述第二队列中；

将所述第一队列设置成空队列。