CN101217824B

CN101217824B - 无线网络切换系统及其切换方法

Info

Publication number: CN101217824B
Application number: CN2008100651577A
Authority: CN
Inventors: 秦圣奕; 王姗姗
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2028-01-07
Also published as: CN101217824A

Abstract

本发明实施例公开了一种无线网络切换系统及其切换方法。该方法包括第一基站接收第一控制器发出的切换到该第一控制器的通知；将第一基站业务全部或部分地切换到第二基站，所述第二基站为第一基站的邻区基站且与第一基站所属不同控制器；第一基站切换到第一控制器。本发明实施例提供的方案不仅避免了突然流量对网络设备的冲击，进一步保障了网络安全，还能尽可能保证业务不中断，满足运营商的高可靠性需求。

Description

无线网络切换系统及其切换方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及无线网络切换系统及其切换方法。

背景技术

随着移动业务，如语音业务、数据业务需求的爆炸式增长，运营商对无线接入网部分的基站控制器，如无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)的容量需求开始提高。技术的进步为设备容量、集成度的大幅提高提供了保障。在其容量增长的同时，作为无线接入网核心部分的基站控制器的职责也在逐步加高。

以通用移动通讯系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)系统为例，网络系统中RNC与周围网元如核心网、基站通过各个接口连接。其中接口连接可以是物理连接，也可以是逻辑连接。当前无线接入网即无线网络子系统(Radio Network Subsystem，RNS)架构下，基站(NodeB)连接RNC，RNC是RNS的控制中心，控制整个RNS覆盖区域内所有用户设备(User Equipment，UE)的无线接入业务。

在现有网络中，NodeB可以通过控制器切换流程在不同RNC之间切换。由于NodeB上通常带有业务，NodeB发起控制器切换流程时，由于链路重建的原因，业务会被中断，因此给用户带来较差的感受。同时，当NodeB切换到RNC后，NodeB原有业务重建后，突发的流量可能引起RNC的故障。在容灾性网络中，当RNC故障恢复后，原属于该RNC的NodeB大量切回时，这种现象尤为明显。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题在于提出一种新的无线网络切换系统及其切换方法。

为解决上述问题，本发明实施例公开了一种无线网络切换系统。该系统包括第一控制器、第一基站、第二基站，第一基站用于将该第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站后，将该第一基站切换第一控制器。系统还包括第二基站，该第二基站与第一基站互为邻区基站，且该第二基站与第一基站的归属控制器不同，该第二基站用于全部或部分地接收第一基站的业务。

本发明实施例还公开了一种无线网络切换方法。该切换方法包括第一基站接收第一控制器发出的切换到该第一控制器的通知；将第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站，该第二基站为第一基站的邻区基站且与第一基站所属不同控制器；将第一基站切换到第一控制器。

本发明实施例的技术方案提高了网络运行的可靠性，可有效避免突发流量对网络设备的冲击，进一步保障了网络安全，还能尽可能保证业务不中断，有力保障通信网络的安全畅通，满足运营商关于网络安全的需求。

附图说明

图1为本发明第一实施例无线网络中的系统示意图。

图2为本发明第二实施例无线网络中的系统示意图。

图3为本发明第三实施例无线网络切换方法流程图。

图4为本发明第三实施例中切换流程的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明实施例中，无线网络切换系统及其切换方法通过基站在切换到控制器之前将业务切换到其他控制器所属的基站上，有效避免突发流量对该控制器的冲击，进一步保障了网络安全，还能尽可能保证业务不中断，有力保障通信网络的安全畅通，满足运营商关于网络安全的需求。

为了便于描述，本发明实施例描述仅以在UMTS系统中的应用为例进行说明。然而，通常情况下，本发明的系统可以为其他无线通信系统，其方法也可以应用于其他无线通信系统中，如全球移动通信系统(Global Systemfor Mobile communication，GSM)，UMTS系统，码分多址接入2000(CodeDivision Multiple Access 2000，CDMA2000)系统及时分-同步码分多址(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)系统，并不能因此认为本发明仅能够应用于UMTS系统，因此任何关于应用系统的变化均应为本发明实施例保护范围所涵盖。

UMTS系统是采用宽带码分多址(Wideband Code Division MultipleAccess，WCDMA)空中接口技术的第三代移动通信系统，因此通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。

UMTS系统的网络部分分为核心网(Core Network，CN)和无线接入网络(Radio Access Network，RAN)两部分。CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能，其从逻辑上分为电路交换域(Circuit Switched Domain，CS)和分组交换域(Packet SwitchedDomain，PS)。

无线接入网络亦称无线网络子系统(RNS)，一个RNS由一个无线网络控制器(RNC)和多个基站(NodeB)组成，用于处理所有与无线有关的功能。RNC控制UMTS陆地无线接入网(UMTS Terrestrial radio accessnetwork，UTRAN)的无线资源，即分配和控制与之相连或相关的NodeB的无线资源，主要完成RRC连接建立和断开、切换(硬切换、软切换、更软切换)、宏分集合并、无线资源管理等功能。具体如下：

(1)执行系统信息广播与系统接入控制功能；

(2)切换和服务RNC迁移等移动性管理功能；

(3)宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。

NodeB是UMTS系统的基站，包括无线收发信机和基带处理部件。NodeB主要完成Iub协议处理和Uu接口物理层协议的处理，完成Iub接口和Uu接口之间的数据流的转换，同时也参与一部分无线资源管理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。

本发明实施例公开了一种无线网络切换系统，该系统包括第一控制器和第一基站，第一基站用于将该第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站，还用于将该第一基站切换第一控制器。该系统还包括第二基站，该第二基站与第一基站互为邻区基站，且该第二基站与第一基站的归属控制器不同，该第二基站用于全部或部分地接收第一基站的业务。

无线网络切换系统的第一实施例如图1所示。RNC1与接入网的全部或部分RNC组成RNC资源池(以下简称RNC POOL)。接入网中RNC POOL中的数量可以由运营商根据需要或具体情况配置，甚至在网络运行过程中，还可以通过数据配置增加新的RNC加入资源池或将某些RNC退出资源池。RNC POOL中RNC的数量可以仅为网络运行所必须的RNC数量，即N RNCPOOL，也可以为了进行负荷分担，多于最小所需数量配置，即为N+1 RNCPOOL或者N+M RNC POOL。其中，N+1或N+M RNC POOL的冗余资源可以均分在RNC POOL内的各个RNC上面，从而进一步提高网络可靠性、增加设备资源的利用率和抗突发流量的能力。在这种网络架构中，通常情况，RNC POOL内任意一个RNC发生崩溃性故障，都可以使用其他的RNC提供服务。

在第一实施例中， RNC之间相互进行逻辑链路是否通畅的检测，如发送心跳检测信号，当该RNC故障时，其他RNC检测不到心跳，其他RNC即据此判断该RNC故障。通常，单个接口故障不影响检测信号的传送，仅当检测信号彻底丢失时才认为RNC故障。

RNC故障后，RNC POOL内的其他一个或多个RNC附着故障RNC的信令点和RNC ID，代理其业务，或者换句话说，即为RNC POOL中的其他一个或多个RNC代理故障RNC。通常情况，RNC POOL内任意一个RNC发生故障，都可以使用其他的RNC提供服务。CN和RNC POOL内的所有RNC全互连，代理RNC通过Iu接口，藉由CN与故障RNC的Iu接口获取故障RNC的信令点信息，并通过多信令点技术附着于该信令点。或者，在数据配置时即在每个RNC中记录RNC POOL内的所有其他RNC的信令点信息及RNC ID信息，一旦发现RNC故障，即读取记录的信息，附着该信令点。

NodeB采用多归属方案，即NodeB连接2个或2个以上的RNC，其中一个RNC为该NodeB的主归属RNC，其余的RNC为该NodeB的从归属RNC。如图1所示的第一实施例中，NodeB 1主归属于RNC1，从归属于RNC2；NodeB3主归属于RNC4，从归属于RNC3。NodeB 1和NodeB3互为邻区基站，即NodeB3有小区与NodeB1的小区呈邻区关系。在主归属连接故障时，NodeB可以与一个从归属RNC建立主归属连接。如图1所示的实施例，RNC POOL所管理的NodeB采用的是双归属方案。另外，在实际的网络架构中，运营商还可以根据实际情况，将部分NodeB采用双归属、部分NodeB采用双归属以上的多归属混合方案。主归属于同一个RNC的NodeB对应的从归属RNC可以不相同。主归属、从归属信息可以在NodeB或RNC的配置信息中静态设置，NodeB上电时获取该设置信息；或者也可以在网络运行过程中通过网络优化算法自适应设置、动态调整，或者通过操作维护模块人为设置、调整。在实施例中，网络可采用负荷分担算法，根据RNC POOL内的各RNC的容量比例来均衡负载配置NodeB的从归属RNC；或者根据各RNC的当前话务量情况动态调整NodeB的从归属RNC，以达到优化网络配置，提高网络可靠性的目的。

在RNC1故障后，NodeB1与RNC2建立主归属连接。NodeB1设有检测装置定时或者实时对RNC1进行检测。RNC1故障恢复后，其下原归属的 NodeB1可检测到RNC1故障恢复，通知当前连接的RNC2准备切回主归属RNC1。

在第一实施例中，NodeB1需要发起控制器切换流程到RNC1。控制器切换流程即基站从原连接的控制器切换到新控制器建立连接的流程。在切换流程发起之前，为避免NodeB1上的业务引起的大数据流造成RNC1的流量突发，从而引起RNC1再次故障，NodeB1启动业务切换流程。NodeB3在业务切换流程中接收NodeB1的业务。在实施例中，NodeB1可以将全部的业务都切换到NodeB3上面，也可以将部分业务切换到NodeB3，部分业务切换到其他邻区基站。对于NodeB1而言，它可以将全部的业务切换到其他基站，也可以只切换部分业务。对于切换出去的业务，当NodeB1完成切换到RNC1的操作后，还可以由NodeB1再次发起业务切换流程，再切换到NodeB1上。为了避免切换过程中还有新的业务接入，导致新的业务接入后马上由于控制器切换的原因而中断，NodeB1还可以关闭其所辖小区的无线信号。

在第一实施例中，无线网络切换系统还包括RNC2，或者其他RNCPOOL中的任意RNC。该RNC用来在NodeB1准备发起控制器切换流程之前对RNC1进行交互检测，以确认RNC1已经恢复正常。

在第二实施例无线网络切换系统中，如图2所示，RNC1与RNC2、RNC3相互通过Iur接口连接。NodeB1主归属于RNC1，NodeB2主归属于RNC3。NodeB1与NodeB2互为邻区基站，即NodeB1有小区与NodeB2的小区呈邻区关系。NodeB1需要发起控制器切换流程到RNC2。NodeB1在启动控制器切换流程之前，先发起业务切换流程，将NodeB1上的业务部分或全部的切换到NodeB2上。NodeB1的业务可以将部分业务切换到NodeB2，部分业务切换到其他不归属于RNC2的邻区基站。对于NodeB1而言，它可以将全部的业务切换到不归属于RNC2的邻区基站，也可以只切换部分业务。对于切换出去的业务，当NodeB1完成切换到RNC2的操作后，还可以再次发起业务切换流程，再切换到NodeB1上。

为了避免切换过程中还有新的业务接入，导致新的业务接入后马上由于控制器切换的原因而中断，NodeB1还可以关闭其所辖小区的无线信号。

在第二实施例中，无线网络切换系统中的RNC，包括RNC1和RNC3，都可以在NodeB1准备发起控制器切换流程之前对RNC2进行交互检测，以确认RNC2是否正常，是否可以进行切换操作。NodeB1也可以对RNC2进行交互检测，以确认RNC2是否正常，是否可以进行切换操作。在实施例中，具体的交互检测的内容可以包括检查RNC2中的负载容量、当前负载状况等。

本发明实施例还公开了一种无线网络系统中的切换方法。实施例中，该切换方法包括第一基站接收第一控制器发出的切换到该第一控制器的通知；将第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站，该第二基站为第一基站的邻区基站且与第一基站所属不同控制器；将第一基站切换到第一控制器。

本发明第三实施例无线网络系统的切换方法的流程图如图3所示。

S201，第一RNC通知第一NodeB进行控制器切换操作。在实施例中，第一RNC可以是在自身故障恢复正常后，通知原来归属于自身的NodeB切换到该第一RNC，也可以是出于均衡网络负载等考虑可以主动要求第一NodeB切换到该第一RNC上。通知的方式，可以是RNC主动通知NodeB进行控制器切换操作；也可以由NodeB向RNC请求，RNC通过确认通知NodeB进行控制器切换操作。NodeB向第一RNC发起请求时，可以告知当前与NodeB连接的RNC，该NodeB准备向第一RNC进行控制器切换操作。

S203-S205，交互检测，以确认第一RNC是否正常并能够建立业务连接。

无线网络中的其他通过Iur接口连接的RNC均可以对该第一RNC进行交互检测，并通过Iur接口共享检测结果。交互检测的内容可以是第一RNC的负载容量、当前负载状况，以确认第一NodeB切换到该第一RNC之后，会不会造成该第一RNC拥塞。对于第一RNC在自身故障恢复正常后、通知原来归属于自身的第一NodeB切换到该RNC的情况，交互检测的内容可以以检测第一RNC是否正常、能否建立业务连接为主。交互检测的方式可以是交互检测的方式可以为心跳检测，或者其他确认为确认第一RNC是否能够建立业务连接的检测。如果通过该交互检测确认第一RNC还不能建立业务连接，检测的RNC通过Iur接口向检测结果发给第一RNC或者通过与第一NodeB连接的RNC发给第一NodeB，结束切换流程。

在第三实施例中，交互检测也可以由第一NodeB完成。另外，交互检测的操作也可以在第一RNC通知第一NodeB进行控制器切换操作之前进行。具体地，当通知方式为第一NodeB请求第一RNC进行切换，第一RNC通过确认通知时，该交互检测可以在第一NodeB发起请求之后进行。

S207，第一NodeB将业务切换第二NodeB上，第二NodeB为第一NodeB的邻区基站且与第一NodeB所属不同控制器。在准备切换到第一RNC后，为避免突发流量导致第一RNC故障，第一NodeB将业务切换第二NodeB上。在实施例中，第一NodeB的不同业务可以分别切换到不同NodeB，并且这些NodeB也可以不归属于同一个RNC，但是这些NodeB都应该是第一NodeB的邻区基站且与第一NodeB所属不同控制器。另外，这里的业务切换可以为全部业务切换，也可以为部分业务切换。

S209，第一NodeB发起控制器切换流程，切换到第一RNC上。

在第三实施例中，S207-S209中的交互检测完成之后，第一NodeB切换到第一RNC的切换流程如图4所示。

S301，关闭小区。为了避免切换流程中有新的业务接入，第一NodeB可以先关闭小区，待控制器切换流程完成之后再开放小区。这个操作是可选操作。

S303-S305，第一NodeB发起业务切换，将第一NodeB上的业务全部或部分地切换到邻区基站第二NodeB。

在实施例中，为了避免切换流程过长，第一NodeB发起切换流程时可以启动定时器，当定时器超时时，第一NodeB强行发起RNC切换。

S307-S311，第一Node发起控制器切换，与第一RNC建立业务承载链路；在切换完成后，将切换到其他基站如第二NodeB的原属于第一NodeB的业务切换回第一NodeB。为了避免流量突发，第一NodeB还可以逐步地将业务切回。

在第三实施例中，系统还可以设置业务量门限值，当第一NodeB业务量高于门限值时，在第一NodeB切换到第一RNC之前，要求第一NodeB将全部或部分或仅是高出门限值的部分业务切换到第二NodeB上。

在第一NodeB的控制器切换操作流程中，由于第一NodeB的业务已经全部或者部分地切换到其他RNC所属的NodeB，此时，第一NodeB的小区没有负载或者负载很小，因此切换操作对第一RNC的冲击非常小，避免了第一NodeB由于业务量较多、较多的流量突然切换到第一RNC造成第一RNC的故障的情况出现。在大量NodeB短时间内迅速切换到第一RNC时的情况下，这种好处尤为明显。另一方面，由于第一NodeB的业务在切换到第一RNC之前已经转移到其他基站，因此第一NodeB上的业务不会因为RNC切换引起的重建链路等问题被迫中断。

在大量NodeB短时间内迅速切换到第一RNC时的情况下，第三实施例还包括，待第一NodeB切换完成之后，第一RNC才开始通知下一个NodeB进行切换。或者，第三实施例可以在“S201，第一RNC通知第一NodeB进行控制器切换操作”的通知消息中增加信元。该信元可以是时间信元，表示第一RNC要求第一NodeB发起控制器切换操作的时间。第三实施例通过时间调度，避免大量基站几乎同时或者在很短时间内迅速切换到第一RNC，造成流量突发，从而引起第一RNC故障。

为避免NodeB的乒乓切换，RNC可采取一定的措施对切换进行限制，如增加惩罚定时器。在切换完成后启动定时器，在定时器超时前，不允许再次切换。

本发明实施例无线网络中的切换方法，由于其提供了切换之前的故障检测机制，保证了切换的成功性，同时，在切换中考虑到大量业务突发流量对RNC的冲击，将业务在RNC切换之前进行业务切换，不仅避免了突发流量对网络设备的冲击，进一步保障了网络安全，还能尽可能保证业务不中断，满足运营商的高可靠性需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无线网络切换系统，其特征在于：所述系统包括第一控制器，第一基站，第二基站；

所述第一基站，用于将所述第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站后，将所述第一基站切换到所述第一控制器；

所述第二基站，用于全部或部分地接收所述第一基站的业务，所述第二基站与所述第一基站互为邻区基站，并且所述第二基站与所述第一基站的归属控制器不同。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一基站还用于在第一基站切换到第一控制器之后，将切换到所述第二基站的业务切换回所述第一基站。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括第二控制器，用于在第一基站将所述第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站之前对所述第一控制器进行交互检测，确认所述第一控制器正常并能够建立业务连接。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一基站还用于在将所述第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站前关闭小区，在将所述第一基站切换到第一控制器后，开放小区。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述第一基站还用于将所述第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站之前对所述第一控制器进行交互检测，确认所述第一控制器正常并能够建立业务连接。

6.一种无线网络切换方法，其特征在于：该方法包括

第一基站接收第一控制器发出的切换到所述第一控制器的通知；

所述第一基站业务全部或部分地切换到第二基站，所述第二基站为所述第一基站的邻区基站且与所述第一基站所属不同控制器；

所述第一基站切换到所述第一控制器。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在第一基站切换到所述第一控制器后，所述第一基站将切换到所述第二基站的业务切换回所述第一基站。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括所述第一基站的业务全部或部分地切换到第二基站之前，对所述第一控制器进行交互检测，确认所述第一控制器正常并能够建立业务连接。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述对所述第一控制器进行交互检测的操作为第二控制器或所述第一基站对所述第一控制器进行交互检测。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第一基站在第一基站业务全部或部分地切换到第二基站前关闭小区，在第一基站切换到所述第一控制器后，开放小区。

11.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括在所述第一基站切换到所述第一控制器后，所述第一控制器通知第三基站切换到所述第一控制器。

12.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第一控制器发出的切换到所述第一控制器的通知中包括所述第一基站进行切换操作的时间要求。