CN101442715A - 一种gprs网络扁平化架构的实现方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GPRS网络扁平化架构的实现方法，在基站子系统(BSS)和GPRS服务支持节点(SGSN)之间接口，增加所述接口的应用部分协议层，以下称为Gb－AP协议层，所述Gb－AP用于代理并中转SGSN的GMM/SM协议层和BSS的LLC/SNDCP协议层之间的消息。本发明还公开了一种GPRS网络系统，以及一种BSS和SGSN。本发明方案对BSS和SGSN之间接口可以实现GPRS网络的控制面和用户面分离，有利于GPRS网络平滑过渡到宽带码分多址复用(WCDMA)网络以及后续的演进网络；该方案使得SGSN的业务负担大大减轻，提高了BSS和SGSN之间接口的转发能力。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)网络扁平化架构的实现方法、装置和系统。
背景技术
图1为现有通用分组无线业务(General Package Radio Service，GPRS)网络的分组交换(Packet Switched，PS)域系统架构图，包括用户设备(UserEquipment，UE)、基站子系统(Base Station System，BSS)、服务GPRS支持节点(Serving GPRS Supporting Node，SGSN)、GPRS网关支持节点(Gateway GPRS Supporting Node，GGSN)、归属位置寄存器(Home LocationRegister，HLR)。其中，BSS用于实现所有与无线有关的功能，在UE和SGSN之间传递分组域的数据。SGSN核心功能是实现路由转发、移动性管理、会话管理和用户信息存储等功能。GGSN主要用于和外部网络进行接口，同时还用于实现用户面数据的传输。HLR用于存储用户签约信息。
现有GPRS网络的控制面协议栈如图2所示，UE和BSS之间为无线接口Um，BSS与SGSN之间为Gb接口。UE的控制面协议栈自下而上分为5层，依次为：全球移动通信系统(GSM)无线频率(RF)层、媒介接入控制层(MAC)、无线链路控制(RLC)层、逻辑链路控制(LLC)层和GPRS移动性管理(GPRS Mobility Management，GMM)层/会话管理(SessionManagement，SM)层。SGSN的控制面协议栈自下而上也分为5层，依次为：L1bis层、网络服务(Network Service，NS)层、基站子系统GPRS协议(Base SubSystem GPRS Protocol，BSSGP)层、LLC层和GMM/SM层。其中，UE和SGSN的上两层之间可以直接交互，BSS仅仅负责转发；而下三层需要BSS进行中继。
用户面协议栈如图3所示，UE与BSS通过Um接口交互，BSS与SGSN之间通过Gb接口交互，SGSN与GGSN之间通过Gn接口交互。UE的用户面协议栈自下而上分为7层，其中下4层与UE的控制面协议栈一致，而再往上依次为：子网相关的收敛协议(Sub-Network Dependent ConvergenceProtocol，SNDCP)层、IP层和应用层。GGSN的用户面协议栈自下而上依次为：第一层(L1)即物理层，第二层(L2)即链路层、IP层、用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)层、GPRS隧道协议用户面(GPRSTunnelling Protocol-User plane，GTP-U)层和IP层。SGSN在Gb接口的用户面协议栈与其控制面协议栈相同，而SGSN在Gn接口的用户面协议栈则与GGSN的用户面协议栈的下五层相同，SGSN中要实现L1bis层和L1、NS层和L2、BSSGP层和IP层、LLC和UDP、SNDCP和GTP-U之间的中继。
现有GPRS网络架构存在如下缺点：
1、在Gb接口没有实现用户面和控制面的分离，用户面和控制面的协议栈在Gb接口是一样的，这与宽带码分多址接入(Wideband Code DivisionMultiple Access，WCDMA)网络以后后续的演进网络中控制面和用户面分离的机制相违背。这样GPRS网络不利于后续演进到WCDMA网络以及后续的演进网络，不利于保护运营商的投资。
2、在SGSN上需要实现众多功能，例如需要实现LLC协议层的加密、SNDCP协议层的压缩以及BSSGP协议层流控等，导致SGSN的处理复杂，Gb接口的数据转发能力不强。后续数据业务大幅增长时Gb接口的转发能力将成为瓶颈。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种扁平化GPRS架构的实现方法、装置和系统，可以实现用户面和控制面的分离，并提高数据转发能力。
所述GPRS网络扁平化架构的实现方法，扩展在基站子系统BSS和GPRS服务支持节点SGSN之间接口，增加所述接口的应用部分协议处理层，以下称为Gb-AP协议层，所述Gb-AP协议层将SGSN的GPRS移动性管理GMM/会话管理SM协议层消息转发给BSS，或将BSS的逻辑链路控制LLC/子网相关的收敛协议SNDCP协议层消息转发给SGSN；包括步骤：
将BSS的LLC协议层消息或SNDCP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，然后将BSS的Gb-AP协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，再将SGSN的Gb-AP协议层消息转发至SGSN的GMM/SM协议层；
或者，将SGSN的GMM/SM协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，然后将SGSN的Gb-AP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，再将BSS的Gb-AP协议层消息转发到BSS的LLC协议层或SNDCP协议层。
本发明实施例提出的通用分组无线业务GPRS网络系统，包括BSS、SGSN，其特征在于，所述BSS包括：
LLC协议处理模块，用于提供用户设备与BSS之间的逻辑链路，
SNDCP协议处理模块，用于控制用户设备与BSS之间的分组数据传输；
Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议层的消息发送到到所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块；
所述SGSN包括：
GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能；
Gb-AP协议栈模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理单元的消息，将所述消息发送到BSS的Gb-AP协议层；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，并将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
本发明实施例提出的一种移动通信网络中的接入设备，用于将用户设备通过空中接口接入到通信网络中，所述接入设备包括SNDCP协议处理模块和LLC协议处理模块，所述LLC协议处理模块用于为用户设备提供到接入设备之间的逻辑链路，所述SNDCP协议处理模块用于控制用户设备到接入设备之间的分组数据传输；
所述接入设备还包括Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息发送到到所述LLC协议栈模块或SNDCP协议栈模块。
本发明实施例提出的GPRS网络中的SGSN，所述SGSN与BSS相连，包括GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能，所述SGSN包括Gb-AP协议处理模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理模块的消息，并向BSS的Gb-AP协议层发送Gb-AP协议层消息；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
从以上技术方案可以看出，通过增加BSS和SGSN之间接口的应用部分协议层以及将原Gb接口的LLC、SNDCP协议层在BSS侧实现，对BSS和SGSN之间接口可以实现GPRS网络的控制面和用户面分离，有利于GPRS网络平滑过渡到WCDMA网络以及后续的演进网络；该方案使得SGSN的业务负担大大减轻，提高了BSS和SGSN之间接口的转发能力。
附图说明
图1为现有技术的GPRS网络架构图；
图2为现有技术的GPRS控制面协议栈示意图；
图3为现有技术的GPRS用户面协议栈示意图；
图4为本发明实施例非直接隧道的GPRS网络架构图；
图5为本发明实施例直接隧道的GPRS网络架构图；
图6为本发明实施例GPRS控制面协议栈示意图；
图7为本发明实施例非直接隧道的GPRS用户面协议栈示意图；
图8为本发明实施例直接隧道的GPRS用户面协议栈示意图；
图9为本发明第一实施例的终端附着过程的信令交互流程图；
图10为本发明第二实施例的上下文激活过程的信令交互流程图；
图11为本发明第三实施例的上行数据传输流程图；
图12为本发明第四实施例的下行数据传输流程图。
具体实施方式
本发明实施例提出的GPRS网络扁平化架构，其实质在于BSS和核心网之间的接口的用户面和控制面协议层分离，并简化SGSN的功能，BSS和SGSN增加Gb应用部分协议层，将LLC、SNDCP协议层移到BSS侧处理。
GPRS网络中的直接隧道(Direct Tunnel)直接在接入网和GGSN之间实现用户面处理，而无需通过SGSN来处理。对于Direct Tunnel的GPRS网络来说，SGSN上只需处理控制面的功能。
根据是否采用直接隧道，本发明实施例提出两类GPRS网络的扁平化架构，其中，未采用直接隧道的架构如图4所示，BSS与SGSN之间存在控制面和用户面的交互；采用直接隧道的架构如图5所示，BSS与SGSN之间仅有控制面的交互，BSS与GGSN之间进行用户面的交互。图4和图5中，控制面用虚线表示，用户面用实线表示。
GPRS网络扁平化后BSS与核心网(SGSN或者GGSN)之间的接口在原有的Gb接口的基础上进行扩展，在以下描述中将扩展后的接口称为增强型Gb接口(Gb+)。Gb+接口与原有Gb接口的变化为：
1、将LLC、SNDCP协议层移到BSS侧进行处理。
2、原有Gb接口的NS、BSSGP协议层不再使用。
3、Gb+接口将用户面和控制面分开处理。对于Gb+接口的两侧分别使用相同的用户面协议层和控制面协议层，在以下所举实施例中，用户面使用GTP-U协议，控制面使用信令控制传输协议(Signaling Control TransmissionProtocol，SCTP)协议，实际应用中也可以采用其它用户面协议层或控制面协议层。
4、Gb+接口的两侧增加Gb接口的应用部分协议层，实现Gb+接口的承载管理，代理并中转GMM/SM协议层和LLC/SNDCP协议层之间的消息等功能。为便于表述，将Gb接口的应用部分协议层称为Gb-AP。
GPRS网络扁平化架构的控制面协议栈如图6所示，用户面协议栈分别如图7和图8所示，其中图7是未应用直接隧道的情况，图8是应用了直接隧道的情况。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体的应用流程对本发明方案进一步的详细阐述。
本发明第一实施例是GPRS网络的终端附着(attach)流程，主要包括如下处理过程：
UE发送附着请求(Attach Request)消息到SGSN，这个消息通过如下方式传递给SGSN：
第一步，UE的GMM协议层发送携带附着请求的逻辑链路数据单元请求(LL-UNITDATA-REQ)消息到UE的LLC协议层；第二步，UE的LLC协议层发送携带附着请求的非确认信息(Unconfirmed Information，UI)消息到BSS的LLC协议层；第三步，BSS的LLC协议层通过Gb-AP协议层将包含附着请求的逻辑链路数据单元指示(LL-UNITDATA-IND)消息发送到SGSN的Gb-AP协议层；第四步，SGSN的Gb-AP协议层将包含附着请求的LL-UNITDATA-IND消息转给GMM协议层。
SGSN在收到附着请求后，需要与BSS进行附着处理过程，包括：
第一步，SGSN的GMM协议层发送逻辑链路GPRS移动性管理指配请求(LLGMM-ASSIGN-REQ)消息到SGSN的Gb-AP协议层；第二步，Gb-AP协议层将这个消息转发给BSS的Gb-AP协议层；第三步，BSS的Gb-AP协议层将这个消息转发给BSS的LLC协议层；第四步，BSS的LLC协议处理完这个消息后通过BSS的Gb-AP和SGSN的Gb-AP协议层回复逻辑链路GPRS移动性管理指配确认(LLGMM-ASSIGN-CNF)消息给SGSN的GMM协议层。
SGSN接受用户的附着请求后，回复附着接受(Attach Accept)消息给UE，这个消息如下传递给UE：
第一步，SGSN的GMM协议层通过SGSN的Gb-AP和BSS的Gb-AP协议层将包含Attach Accept消息的LL-UNITDATA-REQ消息转发给BSS的LLC协议层；第二步，BSS的LLC协议层转发包含Attach Accept消息的UI消息到UE的LLC协议层；第三步，UE的LLC协议层转发包含AttachAccept消息的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM协议层。
以上只描述与本发明方案相关的流程，终端附着过程中可能存在的其它的与本发明方案无关的流程则不作描述。
图9为本实施例的终端附着过程的信令交互流程图，包括如下步骤：
步骤901：UE决定发送附着(Attach)流程，UE的GMM协议层发送包含Attach Request消息的LL-UNITDATA-REQ消息到UE的LLC协议层。
步骤902：UE的LLC协议层发送包含Attach Request消息的UI消息到BSS的LLC协议层。
步骤903：BSS的LLC协议处理UI消息，发现这个消息是发给GMM协议层的，则BSS的LLC协议层发送包含Attach Request消息的LL-UNITDATA-IND消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤904：BSS的Gb-AP协议层转发所述LL-UNITDATA-IND消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤905：SGSN的Gb-AP协议层转发所述LL-UNITDATA-IND消息到SGSN的GMM协议层。
步骤906：SGSN的GMM协议处理UE的Attach Request消息。SGSN和HLR执行位置更新(Location Update)和签约数据获取(Insert SubscriberData)等处理过程。
步骤907：SGSN的GMM协议层发送LLGMM-ASSIGN-REQ消息给SGSN的Gb-AP协议层。
步骤908：SGSN的Gb-AP协议层转发所述LLGMM-ASSIGN-REQ消息给BSS的Gb-AP协议层。
步骤909：BSS的Gb-AP协议层转发所述LLGMM-ASSIGN-REQ消息给BSS的LLC协议层。
步骤910：BSS的LLC协议处理LLGMM-ASSIGN-REQ消息，回LLGMM-ASSIGN-CNF消息给BSS的Gb-AP协议层。
步骤911：BSS的Gb-AP协议层转发LLGMM-ASSIGN-CNF消息给SGSN的Gb-AP协议层。
步骤912：SGSN的Gb-AP协议层转发LLGMM-ASSIGN-CNF消息给SGSN的GMM协议层。
步骤913：SGSN的GMM协议层接受UE的附着请求，回复包含AttachRequest消息的LL-UNITDATE-REQ消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤914：SGSN的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤915：BSS的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS的LLC协议层。
步骤916：BSS的LLC协议层发送包含Attach Request消息的UI消息到UE的LLC协议层。
步骤917：UE的LLC协议层发送包含Attach Request消息的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM协议层。
本发明第二实施例是GPRS网络的激活流程，主要包括如下处理过程：
首先，UE发送激活PDP上下文请求(Activate PDP Context Request)消息到SGSN，这个消息如下传递给SGSN：第一步，UE的GMM/SM协议层发送包含Activate PDP Context Request的LL-UNITDATA-REQ消息到UE的LLC协议层；第二步，UE的LLC协议层发送包含Activate PDP ContextRequest的UI消息到BSS的LLC协议层；第三步，BSS的LLC协议层通过Gb-AP协议层将包含Activate PDP Context Request的LL-UNITDATA-IND消息发送到SGSN的Gb-AP协议层；第四步，SGSN的Gb-AP协议层将包含Activate PDP Context Request的LL-UNITDATA-IND消息转给GMM/SM协议层。
接着，SGSN的GMM/SM协议处理UE的Activate PDP Context Request消息，发送无线接入承载指配请求(RAB ASSIGNMENT REQUEST)消息到SGSN的Gb-AP协议层，Gb-AP协议层转发这个消息到BSS的Gb-AP协议层。
然后，BSS的Gb-AP协议处理RAB ASSIGNMENT REQUEST消息，建立无线接入承载(Radio Access Bearer，RAB)。
如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理由BSS侧的Gb-AP协议层管理，则BSS的Gb-AP协议层发送子网相关的收敛协议与会话管理(SNSM)激活指示(ACTIVATE.indication)消息给BSS的SNDCP协议层，指示这个协议层创建用户的PDP上下文。
如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理由SGSN侧的SM协议层管理，则SGSN侧的SM协议层发送SNSM-ACTIVATE.indication消息到SGSN侧的Gb-AP协议层，SGSN的Gb-AP协议层转发这个消息到BSS侧的Gb-AP协议层，BSS的Gb-AP协议层将这个消息转发给BSS侧的SNDCP协议层。
最后，SGSN接受用户的Activate PDP Context Request后，回复ActivatePDP Context Accept消息给UE，这个消息如下传递给UE：第一步，SGSN的GMM/SM协议层通过SGSN的Gb-AP和BSS的Gb-AP协议层将包含Activate PDP Context Accept的LL-UNITDATA-REQ消息转发给BSS的LLC协议层；第二步，BSS的LLC协议层转发包含Activate PDP Context Accept的UI消息到UE的LLC协议层；第三步，UE的LLC协议层转发包含ActivatePDP Context Accept的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM/SM协议层。
图10为本实施例的终端激活过程的信令交互流程图，包括如下步骤：
步骤1001：UE决定发起激活(Activate)流程，UE的GMM/SM协议层发送包含Activate PDP Context Request消息的LL-UNITDATA-REQ消息到UE的LLC协议层。
步骤1002：UE的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Request消息的UI消息到BSS的LLC协议层。
步骤1003：BSS的LLC协议处理UI消息，发现这个消息是发给GMM协议层的，则BSS的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Request消息的LL-UNITDATA-IND消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤1004：BSS的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-IND消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤1005：SGSN的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-IND消息到SGSN的GMM/SM协议层。
步骤1006：SGSN的GMM/SM协议层处理UE的Activate PDP ContextRequest消息，发送RAB ASSIGNMENT REQUEST消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤1007：SGSN的Gb-AP协议层转发RAB ASSIGNMENT REQUEST消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤1008：BSS的Gb-AP协议层处理RAB ASSIGNMENT REQUEST消息，创建用户的RAB承载。如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理由BSS侧的Gb-AP协议层管理，则BSS的Gb-AP协议层发送SNSM-ACTIVATE.indication消息给B SS的SNDCP协议层，指示SNDCP协议层建立相应的PDP上下文。
步骤1009：BSS的SNDCP协议层建立用户的PDP上下文，回SNSM-ACTIVATE response消息给BSS的Gb-AP协议层。
步骤1010：BSS的Gb-AP协议层回RAB ASSIGNMENT RESPONSE消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤1011：SGSN的Gb-AP协议层回RAB ASSIGNMENT RESPONSE消息到SGSN的GMM/SM协议层。
在实际应用中，BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理可以由SGSN侧的SM协议层管理，在这种情况下需要包括如下步骤1012至1013；如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文由BSS侧的Gb-AP协议层进行管理，则直接执行步骤1014。
步骤1012：如果，则SGSN侧的SM协议层发送SNSM-ACTIVATE.indication消息到SGSN侧的Gb-AP协议层，SGSN的Gb-AP协议层转发这个消息到BSS侧的Gb-AP协议层，BSS的Gb-AP协议层将这个消息转发给BSS侧的SNDCP协议层。
步骤1013：BSS的SNDCP协议层建立用户的PDP上下文，回SNSM-ACTIVATE response消息给BSS的Gb-AP协议层，BSS的Gb-AP协议层转发这个消息到SGSN的Gb-AP协议层，SGSN的Gb-AP协议层转发这个消息到SGSN侧的SM协议层。
步骤1014：SGSN的GMM/SM协议层接受UE的激活请求，回复包含Activate PDP Context Accept消息的LL-UNITDATE-REQ消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤1015：SGSN的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤1016：BSS的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS的LLC协议层。
步骤1017：BSS的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Accept消息的UI消息到UE的LLC协议层。
步骤1018：UE的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Accept消息的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM/SM协议层。
本发明第三实施例是GPRS网络的上行数据传输流程，其信令流程图如图11所示，包括如下步骤：
步骤1101：UE决定发送上行数据，UE的SNDCP协议层发送LL-UNITDATA-REQ消息到UE的LLC协议层。
步骤1102：UE的LLC协议层发送UI消息到BSS的LLC协议层。
步骤1103：BSS的LLC协议处理UI消息，发现这个消息是发给SNDCP协议层的，则BSS的LLC协议层发送LL-UNITDATA-IND消息到BSS的SNDCP协议层。
步骤1104：BSS的SNDCP协议层发送上行(Uplink)PDU消息到BSS的GTP-U协议层。
如果未采用Direct Tunnel机制，则执行下述步骤1105a；如果采用DirectTunnel机制，则执行下述步骤1105b。
步骤1105a：BSS的GTP-U协议层发送Uplink PDU消息到SGSN的GTP-U协议层，SGSN的GTP-U协议层发送Uplink PDU消息到GGSN的GTP-U协议层。
步骤1105b：BSS的GTP-U协议层发送Uplink PDU消息到GGSN的GTP-U协议层。
步骤1106：GGSN的GTP-U协议层转发上行数据到PDN网络。
本发明第四实施例是GPRS网络的下行数据传输流程，其信令流程图如图12所示，包括如下步骤：
步骤1201：GGSN的GTP-U协议层收到PDN网络发送的下行数据。
如果未采用Direct Tunnel机制，则执行步骤1202a；如果采用DirectTunnel机制，则执行步骤1202b。
步骤1202a：GGSN的GTP-U协议层发送下行(Downlink)PDU消息到SGSN的GTP-U协议层，SGSN的GTP-U协议层发送Downlink PDU消息到BSS的GTP-U协议层。
步骤1202b：GGSN的GTP-U协议层发送Downlink PDU消息到BSS的GTP-U协议层。
步骤1203：BSS的GTP-U协议层发送Downlink PDU消息到BSS的SNDCP协议层
步骤1204：BSS的SNDCP协议层发送LL-UNITDATA-REQ消息到BSS的LLC协议层。
步骤1205：BSS的LLC协议层发送UI消息到UE的LLC协议层。
步骤1206：UE的LLC协议层发送LL-UNITDATA-IND消息到UE的SNDCP协议层。
本发明第四实施例提出一种GPRS网络系统，包括BSS、SGSN，述BSS包括：
LLC协议处理模块，用于提供用户设备与BSS之间的逻辑链路，
SNDCP协议处理模块，用于控制用户设备与BSS之间的分组数据传输；
Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议层的消息发送到到所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块；
所述SGSN包括：
GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能；
Gb-AP协议栈模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理单元的消息，将所述消息发送到BSS的Gb-AP协议层；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，并将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
所述BSS还包括LLC协议处理模块，用于与UE的LLC协议层进行交互。
所述BSS的Gb-AP协议处理模块还用于建立无线接入承载。
该系统还包括GGSN，在非直接隧道的情况下，所述BSS、GGSN和SGSN分别包括用户面协议处理模块，SGSN的所述用户面协议处理模块从BSS的所述用户面协议处理模块接收上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的所述用户面协议处理模块；或者，SGSN的所述用户面协议处理模块从GGSN的所述用户面协议处理模块接收下行数据，并将所述下行数据转发到BSS的所述用户面协议处理模块。
在直接隧道的情况下，所述BSS和GGSN分别包括相同的用户面协议处理模块，BSS的所述用户面协议处理模块将上行数据发送给GGSN的所述用户面协议处理模块，或者，GGSN的所述用户面协议处理模块将下行数据发送给BSS的所述用户面协议处理模块。
所述BSS的SNDCP协议处理模块还用于接收来自BSS的LLC协议层的上行数据，并将所述上行数据发送到BSS的用户面协议层；或者接收来自BSS用户面协议层的下行数据，并将所述下行数据发送到BSS的LLC协议层。
本发明第五实施例提出一种移动通信网络中的接入设备，用于将用户设备通过空中接口接入到通信网络中，所述接入设备包括SNDCP协议处理模块和LLC协议处理模块，所述LLC协议处理模块用于为用户设备提供到接入设备之间的逻辑链路，所述SNDCP协议处理模块用于控制用户设备到接入设备之间的分组数据传输；
所述接入设备还包括Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息发送到到所述LLC协议栈模块或SNDCP协议栈模块。
所述LLC协议处理模块还用于与用户设备的LLC协议层进行用户面的数据交互；
所述接入设备还包括用户面协议处理模块，用于与SGSN或GGSN的用户面协议层进行用户面的数据交互；
所述SNDCP协议处理模块还用于将来自所述LLC协议处理模块的上行数据转发至所述设备的用户面协议处理模块，或者，将来自所述接入设备的用户面协议处理模块的下行数据转发至所述LLC协议处理模块。
所述接入设备的Gb-AP协议处理模块还包括无线接入承载单元，用于当收到的来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息为无线接入承载建立请求时，建立相应的无线接入承载。
本发明第六实施例提出一种GPRS网络中的SGSN，所述SGSN与BSS相连，包括GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能，所述SGSN包括Gb-AP协议处理模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理模块的消息，并向BSS的Gb-AP协议层发送Gb-AP协议层消息；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
所述SGSN还包括用户面协议处理模块，用于接收来自BSS的用户面协议层的上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的用户面协议层，或者，接收来自GGSN的用户面协议层的下行数据，并将所述下行数据转发至BSS的用户面协议层。
本发明实施例提出的GPRS网络的扁平化的架构及其系统、协议层，可以实现GPRS网络的控制面和用户面分离，有利于GPRS网络平滑过渡到WCDMA网络以及后续的演进网络；该方案使得SGSN的业务负担大大减轻，提高了Gb接口的转发能力。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1、一种GPRS网络扁平化架构的实现方法，其特征在于，扩展在基站子系统BSS和GPRS服务支持节点SGSN之间接口，增加所述接口的应用部分协议处理层，以下称为Gb-AP协议层，所述Gb-AP协议层将SGSN的GPRS移动性管理GMM/会话管理SM协议层消息转发给BSS，或将BSS的逻辑链路控制LLC/子网相关的收敛协议SNDCP协议层消息转发给SGSN；包括步骤：
将BSS的LLC协议层消息或SNDCP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，然后将BSS的Gb-AP协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，再将SGSN的Gb-AP协议层消息转发至SGSN的GMM/SM协议层；
或者，将SGSN的GMM/SM协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，然后将SGSN的Gb-AP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，再将BSS的Gb-AP协议层消息转发到BSS的LLC协议层或SNDCP协议层。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将BSS LLC协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层之前，进一步包括：BSS的LLC协议层接收来自用户设备UE的LLC协议层消息；
或者，所述将BSS的Gb-AP协议层消息转发到BSS的LLC协议层之后，进一步包括：将BSS的LLC协议层消息转发到UE的LLC协议层。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述SGSN的GMM/SM协议层消息为无线接入承载指配请求，
则BSS的Gb-AP协议层接收到SGSN的Gb-AP协议层转发的所述无线接入承载指配请求之后，进一步包括：BSS的Gb-AP协议层根据所述无线接入承载指配请求，建立无线接入承载。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在BSS、SGSN和GPRS服务支持节点GGSN上分别设置相同的用户面协议层，该方法进一步包括如下步骤：
将上行数据从BSS的所述用户面协议层发送到SGSN的所述用户面协议层，再将所述上行数据从SGSN的所述用户面协议层发送到GGSN的所述用户面协议层；
或者，将下行数据从GGSN的所述用户面协议层发送到SGSN的所述用户面协议层，再将所述下行数据由SGSN的用户面协议层发送到BSS的所述用户面协议层。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在BSS和GGSN上分别设置相同的用户面协议层，该方法进一步包括如下步骤：
将上行数据从BSS的所述用户面协议层发送到GGSN的所述用户面协议层；
或者，将下行数据从GGSN的所述用户面协议层发送到BSS的所述用户面协议层。
6、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述将上行数据从BSS的所述用户面协议层发送到SGSN的所述用户面协议层或GGSN的所述用户面协议层之前，进一步包括：
BSS的LLC协议层接收来自UE的LLC协议层的包含上行数据的消息，向BSS的SNDCP协议层发送包含所述上行数据的消息，BSS的SNDCP协议层将所述上行数据发送到BSS的所述用户面协议层；
或者，将下行数据从GGSN的所述用户面协议层或SGSN的所述用户面协议层发送到BSS的所述用户面协议层之后，进一步包括：
BSS的所述用户面协议层将所述下行数据发送到BSS的SNDCP协议层，BSS的SNDCP协议层向BSS的LLC协议层发送包含所述下行数据的消息，BSS的LLC协议层再向UE发送包含所述下行数据的消息。
7、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述用户面协议层为GPRS隧道协议用户面GTP-U协议层。
8、根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述转发控制面消息为：采用信令控制传输协议SCTP转发控制面消息。
9、一种通用分组无线业务GPRS网络系统，包括BSS、SGSN，其特征在于，所述BSS包括：
LLC协议处理模块，用于提供用户设备与BSS之间的逻辑链路，
SNDCP协议处理模块，用于控制用户设备与BSS之间的分组数据传输；
Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议层的消息发送到到所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块；
所述SGSN包括：
GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能；
Gb-AP协议栈模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理单元的消息，将所述消息发送到BSS的Gb-AP协议层；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，并将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
10、根据权利要求9所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS还包括LLC协议处理模块，用于与UE的LLC协议层进行交互。
11、根据权利要求9所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS的Gb-AP协议处理模块还用于建立无线接入承载。
12、根据权利要求10所述的GPRS网络系统，其特征在于，该系统还包括GGSN，所述BSS、GGSN和SGSN分别包括用户面协议处理模块，SGSN的所述用户面协议处理模块从BSS的所述用户面协议处理模块接收上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的所述用户面协议处理模块；或者，SGSN的所述用户面协议处理模块从GGSN的所述用户面协议处理模块接收下行数据，并将所述下行数据转发到BSS的所述用户面协议处理模块。
13、根据权利要求10所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS和GGSN分别包括相同的用户面协议处理模块，BSS的所述用户面协议处理模块将上行数据发送给GGSN的所述用户面协议处理模块，或者，GGSN的所述用户面协议处理模块将下行数据发送给BSS的所述用户面协议处理模块。
14、根据权利要求12或13所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS的SNDCP协议处理模块还用于接收来自BSS的LLC协议层的上行数据，并将所述上行数据发送到BSS的用户面协议层；或者接收来自BSS用户面协议层的下行数据，并将所述下行数据发送到BSS的LLC协议层。
15、一种移动通信网络中的接入设备，用于将用户设备通过空中接口接入到通信网络中，所述接入设备包括SNDCP协议处理模块和LLC协议处理模块，所述LLC协议处理模块用于为用户设备提供到接入设备之间的逻辑链路，所述SNDCP协议处理模块用于控制用户设备到接入设备之间的分组数据传输；
其特征在于，所述接入设备还包括Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息发送到到所述LLC协议栈模块或SNDCP协议栈模块。
16、根据权利要求15所述接入设备，其特征在于，所述LLC协议处理模块还用于与用户设备的LLC协议层进行用户面的数据交互；
所述接入设备还包括用户面协议处理模块，用于与SGSN或GGSN的用户面协议层进行用户面的数据交互；
所述SNDCP协议处理模块还用于将来自所述LLC协议处理模块的上行数据转发至所述设备的用户面协议处理模块，或者，将来自所述接入设备的用户面协议处理模块的下行数据转发至所述LLC协议处理模块。
17、根据权利要求15所述的接入设备，其特征在于，所述接入设备的Gb-AP协议处理模块还包括无线接入承载单元，用于当收到的来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息为无线接入承载建立请求时，建立相应的无线接入承载。
18、一种通用分组无线业务GPRS网络中的GPRS业务支持节点SGSN，所述SGSN与BSS相连，包括GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能，其特征在于，所述SGSN包括Gb-AP协议处理模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理模块的消息，并向BSS的Gb-AP协议层发送Gb-AP协议层消息；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。19、根据权利要求18所述的SGSN，其特征在于，所述SGSN还包括用户面协议处理模块，用于接收来自BSS的用户面协议层的上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的用户面协议层，或者，接收来自GGSN的用户面协议层的下行数据，并将所述下行数据转发至BSS的用户面协议层。
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