CN101674664A - 用户面数据传输的方法和网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户面数据传输的方法和网络系统，尤其是一种用户面数据传输的方法、基站控制设备、媒体网关、基站、基站系统和网络系统。该方法包括建立媒体网关与基站之间的直接的IP连接；通过所述直接的IP连接传输所述媒体网关与基站之间的用户面数据。通过本发明实施例可以降低用户面传输时延，简化结构。

Description

用户面数据传输的方法和网络系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其是一种用户面数据传输的方法、基站控制设备、媒体网关、基站、基站系统和网络系统。

背景技术

移动通信系统，例如全球移动通信系统(Global System for Mobilecommunication，GSM)包括移动交换中心(Mobile Switching Center，MSC)、基站子系统(Base Station Subsystem，BSS)和移动台(Mobile Station，MS)。BSS包括基站和基站控制设备，以GSM为例，BSS包括基站收发信台(BaseTransceiver Station，BTS)和基站控制器(Base Station Controller，BSC)。MSC和BSS之间的接口为A接口，BTS和BSC之间的接口为Abis接口。R4版本的核心网中电路(Circuit Switching，CS)域实现了呼叫控制与承载分离，将MSC分离为负责呼叫控制的MSC服务器(MSC Sever，MSS)和媒体流承载/转换的媒体网关(Media GateWay，MGW)，MSS和MGW均通过A接口和BSS相连接。在移动通信系统IP化的进程中，分别对A接口和Abis接口建立IP连接来传输用户面数据。

现有方法建立A接口和Abis接口的用户面IP连接的时候，BSC会为A接口侧和Abis接口侧分别分配一个IP传输地址，以根据Abis接口侧的IP传输地址与BTS建立IP连接，根据A接口侧的IP传输地址与MGW建立IP连接。对于一个MS呼叫，通过BTS与BSC之间的IP连接及BSC与MGW之间的IP连接传输用户面数据。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术至少存在如下问题：首先，MGW和BTS之间的用户面数据需要经过BSC转发，由两个IP连接(BTS与BSC之间的IP连接和BSC与MGW之间的IP连接)传输，增加了传输时延；其次，由于需要BSC转发，增加了对BSC的用户面数据传输转发能力的要求，增加了对BSC性能的要求，使BSC结构复杂度增加。

发明内容

本发明提供一种用户面数据传输的方法、基站控制设备、媒体网关、基站、基站系统和网络系统，用以降低用户面数据传输时延、简化基站控制设备结构。

为此，本发明实施例提供了一种用户面数据传输的方法，包括：

建立媒体网关与基站之间的直接的IP连接；

通过所述直接的IP连接传输所述媒体网关与基站之间的用户面数据。

本发明实施例提供了一种基站控制设备，包括：

第一接收模块，用于接收移动交换中心服务器获取并发送的媒体网关地址；

第一发送模块，用于将所述媒体网关地址发送给基站；

第二接收模块，用于接收所述基站发送的基站地址；

第二发送模块，用于将所述基站地址通过所述移动交换中心服务器发送给媒体网关。

本发明实施例提供了一种媒体网关，包括：

第三发送模块，用于根据移动交换中心服务器发送的添加用户面IP连接端点的请求，分配一个媒体网关地址，将所述媒体网关地址通过移动交换中心服务器和基站控制设备发送给基站；

第三接收模块，用于接收移动交换中心服务器获取并发送的基站地址；

第一建立模块，用于根据所述媒体网关地址和基站地址建立与所述基站之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

本发明实施例提供了一种基站，包括：

第四接收模块，用于接收媒体网关通过移动交换中心服务器和基站控制设备发送的媒体网关地址；

第四发送模块，用于分配与所述媒体网关地址对应的基站地址，将所述基站地址通过基站控制设备和移动交换中心服务器发送给所述媒体网关；

第三建立模块，用于根据所述媒体网关地址和基站地址建立与所述媒体网关之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

本发明实施例提供了一种基站系统，包括：

基站控制设备和基站；

所述基站控制设备用于接收媒体网关通过移动交换中心服务器发送的媒体网关地址，及接收所述基站发送的基站地址，并将所述媒体网关地址发送给所述基站，及将所述基站地址通过移动交换中心服务器发送给所述媒体网关；

所述基站用于根据所述媒体网关地址和基站地址建立与所述媒体网关之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

本发明实施例提供了一种网络系统，包括：

基站控制设备、基站、移动交换中心服务器和媒体网关；

所述基站控制设备用于接收所述媒体网关通过所述移动交换中心发送的媒体网关地址，并将所述媒体网关地址转发给所述基站；

所述基站控制设备还用于接收所述基站发送的基站地址，并将所述基站地址通过所述移动交换中心服务器转发给所述媒体网关；

所述基站和媒体网关用于根据所述媒体网关地址和基站建立直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过直接建立基站与媒体网关之间的IP连接，旁路基站控制设备，用户面数据可以通过基站与媒体网关之间的直接的IP连接进行传输，而无需基站控制设备进行转发。因此可以降低用户面数据需要基站控制设备转发造成的传输时延，可以简化基站控制设备的结构。

附图说明

图1为本发明用户面数据传输的方法实施例一的流程示意图；

图2为本发明用户面数据传输的方法实施例二的流程示意图；

图3为本发明用户面数据传输的方法中BTS切换实施例的流程示意图；

图4为图3中切换时承载建立示意图；

图5为本发明用户面数据传输的方法实施例中A接口用户面协议栈示意图；

图6为本发明基站控制设备实施例一的结构示意图；

图7为本发明基站控制设备实施例二的结构示意图；

图8为本发明媒体网关实施例一的结构示意图；

图9为本发明媒体网关实施例二的结构示意图；

图10为本发明基站实施例的结构示意图；

图11为本发明网络系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。下面的实施例中基站及基站控制设备分别以GSM中的BTS、BSC为例，但不限于GSM系统。

图1为本发明用户面数据传输的方法实施例一的流程图，该实施例包括：

步骤11：MGW与BTS建立直接的IP连接。

步骤12：MGW与BTS通过所述直接的IP连接传输MGW与BTS之间的用户面数据。

与现有技术相比，本实施例中的MGW与BTS直接IP连接，MGW与BTS进行用户面数据传输时，无需BSC进行转发，可以减小传输延时；并且无需要求BSC具有用户面数据转发能力，可以简化BSC的结构。

其中，具体的MGW与BTS建立IP连接的过程可参见下述的实施例二：

图2为本发明用户面数据传输的方法实施例二的流程示意图，该实施例包括：

步骤201：MSS向MGW发送添加用户面IP连接端点的请求，该添加请求Add Req中可以携带语音版本列表Codec_list。

步骤202：MGW添加成功后，分配本端地址，即MGW地址(IP地址+UDP端口号)，将该MGW地址IP_Tran Layer_Addr_MGW携带在添加响应Add Rsp中发送给MSS。

步骤203：MSS向BSC发送指配请求ASSIGNMENT REQ，该指配请求中携带该MGW地址，还携带语音版本列表；

步骤204：BSC在语音版本列表中选择一个语音版本作为本次语音业务使用的语音版本。

步骤205：BSC将MGW地址携带在通道激活请求Channel Activate中发送给BTS，该通道激活请求中还携带选择的语音版本；

步骤206：BTS为本次语音业务分配本端地址，即BTS地址(IP地址+UDP端口号)，并将该BTS地址IP_Tran_Layer_Addr_BTS携带在通道激活响应Channel Activate Ack中发送给BSC。

步骤207-208：BSC通过BTS向MS发送指配命令消息AssignmentCommand，其中携带选择的语音版本。

步骤209-210：MS通过BTS向BSC返回相应的指配完成消息AssignmentComplete。实现BSS无线侧指配。

步骤211：BSC向MSS返回指配响应ASSIGNMENT COMPLETE，携带BTS地址，还携带选择的语音版本。

步骤212：MSS向MGW发送通知请求Mod_Req，携带该BTS地址，还携带该选择的语音版本。

步骤213：MGW向MSS返回相应的响应Mod_Rsp。

步骤214：根据该MGW地址和BTS地址以及选择的语音版本建立MGW与BTS之间的IP连接。A接口用户面直接的IP连接建立，通过该IP连接传输MGW与BTS之间的用户面数据。

步骤215：建立MS与BTS之间的空中接口连接，传输MS与BTS之间的数据。该步骤与现有技术相同，实现完整的语音业务建立流程。

现有技术中BSC需要分别与BTS及MGW建立IP连接，BTS与MGW之间传输用户面数据需要BSC转发，本实施例无需BSC转发，本实施例给出了建立BTS与MGW之间的直接的IP连接的较完整的流程。

上述的实施例二中给出了一个BTS与MGW之间传输用户面数据的流程，当传输用户面数据的BTS改变时，具体的实现BTS切换的流程可参见下述的实施例：

图3为本发明用户面数据传输的方法中BTS切换实施例的流程示意图，该实施例包括：

步骤301：与MGW进行用户面数据传输的原来的BTS(第一BTS)向BSC发送切换请求Handover Indication，进行BTS间切换。

步骤302：BSC确定出另一BTS(第二BTS)，向该第二BTS发送通道激活请求。

步骤303：第二BTS分配本端地址，即第二BTS地址(IP地址+UDP端口号)，将该第二BTS地址IP_Tran_Layer_Addr_BTS2发送给BSC。

步骤304：BSC向MSS发送通道修改请求Channel Modify Prepare，该通道修改请求中携带该第二BTS地址，还可以进一步地携带新选择的语音版本。

步骤305：MSS向MGW发送添加请求，其中携带该第二BTS地址。由于MGW获知了第二BTS的地址，因此可以与第二BTS建立IP连接，同时保持与第一BTS的IP连接。此时，MGW可以同时向第一BTS和第二BTS发送用户面数据，但由于未完成BTS切换，该MGW只接收第一BTS发送的用户面数据。具体的交互结构示意图可参见图4，从图4中可见，MGW向第一BTS和第二BTS均发送用户面数据，如语音包，但只接收第一BTS发送的语音包。

步骤306：MGW分配本端新的MGW地址，即第二MGW地址(IP地址+UDP端口号)，将该第二MGW地址IP_Tran_Layer_Addr_MGW2携带在添加响应中发送给MSS。

步骤307：MSS将该第二MGW地址携带在通道修改响应ChannelModify Prepare Complete中发送给BSC。

步骤308：BSC将该第二MGW地址携带在通道激活请求中发送给第二BTS。

步骤309：第二BTS向BSC返回相应的通道激活响应。因此，MGW与第二BTS分别获知对方的地址，可以建立第二BTS与MGW之间的新的IP连接。

步骤310-311：BSC通过第一BTS向MS发送切换命令消息HandoverCommand。

步骤312-313：MS通过第二BTS向BSC返回相应的切换完成消息Handover Complete。

步骤314：BSC完成BTS切换，通知第一BTS释放IP连接，向MSS发送切换响应Handover performed，通知MSS切换完成。

步骤315：MSS向MGW发送通知请求Sub Request，通知MGW删除与第一BTS之间的IP连接。

步骤316：MGW向MSS返回相应的响应Sub Response。

步骤317：建立第二BTS与MGW之间的直接的新的IP连接，通过MGW与第二BTS之间的新的IP连接传输用户面数据。

步骤318：建立MS与第二BTS之间的空中接口连接传输空口用户面数据。

图5为本发明用户面数据传输的方法实施例中A接口用户面协议栈示意图，MGW和BTS实现用户面IP直接连接时，采用实时传输协议(Realtime Transport Protocol，RTP)/用户数据报协议(User DatagramProtocol，UDP)/IP来承载用户面数据。选择的语音版本为AMR编码时，净荷(Payload)采用RFC4867定义的格式进行封装，语音版本为FR/EFR/HR编码时，净荷采用ETSI 101、138定义的格式进行封装。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图6为本发明基站控制设备实施例一的结构示意图，该实施例包括第一接收模块61、第一发送模块62、第二接收模块63和第二发送模块64。第一接收模块61用于接收MSS发送的MGW地址，具体的可为MSS将获取的MGW地址携带在指配请求中；第一发送模块62用于将所述MGW地址发送给BTS，如将MGW地址携带在通道激活请求中；第二接收模块63用于接收所述BTS发送的BTS地址，如BTS地址可以携带在通道激活响应中；第二发送模块64用于将所述BTS地址通过MSS发送给MGW，具体可为该BTS地址携带在指配响应中。

与现有技术相比，本实施例将BTS地址通知给MGW，将MGW地址通知给BTS，可以实现MGW与BTS的直接IP连接，当MGW与BTS进行用户面数据传输时，无需BSC进行转发，可以减小传输延时；并且无需要求BSC具有用户面数据转发能力，可以简化BSC的结构。

图7为本发明基站控制设备实施例二的结构示意图，与实施例相比，本实施例中还包括选择模块71，第一接收模块61接收的所述指配请求中还携带语音版本列表。选择模块71用于在所述语音版本列表中选择语音版本，并将所述选择的语音版本发送给所述BTS以及通过所述MSS发送给MGW。

本实施例BTS与MGW可以根据地址及语音版本建立直接的IP连接，降低传输时延，简化结构。

图8为本发明媒体网关实施例一的结构示意图，该实施例包括第三发送模块81、第三接收模块82和第一建立模块83。第三发送模块81用于根据MSS发送的添加用户面IP连接端点的请求，分配MGW地址，将所述MGW地址通过MSS和BSC发送给BTS；第三接收模块82用于接收所述BTS通过BSC和MSS发送的BTS地址；第一建立模块83用于根据所述MGW地址和BTS地址建立与所述BTS之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

其中，第三接收模块82还可以用于接收BSC选择的语音版本；第一建立模块83具体根据所述MGW地址和BTS地址及选择的语音版本建立所述IP连接。

本实施例MGW可以根据地址及语音版本建立与BTS之间的直接的IP连接，可以降低传输时延，简化结构。

图9为本发明媒体网关实施例二的结构示意图，与实施例一相比，本实施例还包括第二建立模块91和删除模块92；第三接收模块82还用于接收另一个BTS通过BSC和MSS发送的另一BTS地址；第三发送模块81还用于分配与所述另一BTS地址对应的另一MGW地址，通过MSS和BSC向所述另一BTS发送所述另一MGW地址；第二建立模块91用于建立与所述另一BTS之间的新的IP连接，通过所述新的IP连接传输用户面数据；删除模块92用于在第二建立模块91为另一BTS分配另一MGW地址后，删除所述第一建立模块83建立的与原来的BTS之间的IP连接。

与实施例一相比，本实施例还可以实现BTS切换后与MGW的直接IP连接。

图10为本发明基站实施例的结构示意图，该实施例包括第四接收模块101、第四发送模块102和第三建立模块103。第四接收模块101用于接收MGW通过MSS和BSC发送的MGW地址；第四发送模块102用于分配与所述MGW地址对应的BTS地址，将所述BTS地址通过BSC和MSS发送给所述MGW；第三建立模块103用于根据所述MGW地址和BTS地址建立与所述MGW之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

其中，第四接收模块101还可以用于接收BSC选择的语音版本；第三建立模块103建立所述IP连接还根据所述选择的语音版本。

本实施例BTS可以根据地址及语音版本建立与MGW之间的直接的IP连接，可以降低传输时延，简化结构。

基于上述的BTS和BSC，本发明可以提供一种基站系统，包括图6或图7所示的BSC和图10所示的BTS。具体为：BSC用于接收MGW通过MSS发送的MGW地址，及接收BTS发送的BTS地址，并将所述MGW地址发送给BTS，及将所述BTS地址通过MSS发送给MGW；所述BTS用于根据所述MGW地址和BTS地址建立与所述MGW之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

图11为本发明网络系统实施例的结构示意图，该实施例包括BTS111、BSC112、MGW113和MSS115，BTS111与MGW113直接IP连接。其中，BTS111为图6或图7所示的BTS，BSC112为图8或图9所示的BSC，MGW113为图10所示的MGW。具体为：BSC112用于接收MGW113通过MSS 115发送的媒体网关地址，并将所述媒体网关地址转发给BTS111；BSC112还用于接收BTS111发送的基站收发信台地址，并将所述基站收发信台地址通过MSS115转发给MGW113。其中，BTS11与BSC12之间的接口为Abis接口，BSC112与MSS115之间的接口为A接口，MSS115和MGW113之间的接口为Mc接口。

该网络系统还可以包括MS114，MS114和BTS111之间的接口为Um接口。

本实施例BTS与MGW之间的直接建立IP连接，可以降低传输时延，简化结构。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1、一种用户面数据传输的方法，其特征在于，包括：

建立媒体网关与基站之间的直接的IP连接；

通过所述直接的IP连接传输所述媒体网关与基站之间的用户面数据。

2、根据权利要求1所述的用户面数据传输的方法，其特征在于，所述建立媒体网关与基站之间的直接的IP连接包括：

将自身的媒体网关地址通过移动交换中心服务器及基站控制设备发送给基站；

接收所述基站通过所述基站控制设备及移动交换中心服务器发送的基站地址；

根据所述媒体网关地址和基站地址建立媒体网关与基站之间的IP连接。

3、根据权利要求1所述的用户面数据传输的方法，其特征在于，所述建立媒体网关与基站之间的直接的IP连接包括：

将自身的媒体网关地址通过移动交换中心服务器及基站控制设备发送给基站；

接收所述基站通过所述基站控制设备及移动交换中心服务器发送的基站地址；

接收基站控制设备通过移动交换中心服务器发送的语音版本，所述语音版本是所述基站控制设备在接收的移动交换中心发送的语音版本列表中选择的；

根据所述媒体网关地址和基站地址以及所述语音版本建立所述媒体网关与基站之间的IP连接。

4、根据权利要求2所述的用户面数据传输的方法，其特征在于，所述建立媒体网关与基站之间的直接的IP连接还包括：接收所述移动交换中心服务器发送的添加用户面IP连接端点的请求，并在添加成功后，将分配的媒体网关地址发送给所述移动交换中心服务器。

5、根据权利要求1所述的用户面数据传输的方法，其特征在于，还包括：

通过基站控制设备和移动交换中心服务器接收另一基站发送的另一基站地址；

分配与所述另一基站地址对应的另一媒体网关地址，并通过所述移动交换中心服务器和基站控制设备将所述另一媒体网关地址发送给所述另一基站；

与所述另一基站建立新的IP连接，并删除所述媒体网关与原来的基站之间的IP连接；

通过所述新的IP连接传输所述另一基站与媒体网关之间的用户面数据。

6、一种基站控制设备，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收移动交换中心服务器获取并发送的媒体网关地址；

第一发送模块，用于将所述媒体网关地址发送给基站；

第二接收模块，用于接收所述基站发送的基站地址；

第二发送模块，用于将所述基站地址通过所述移动交换中心服务器发送给媒体网关。

7、根据权利要求6所述的基站控制设备，其特征在于，所述基站控制设备还包括：

选择模块，用于接收移动交换中心服务器发送的语音版本列表，在所述语音版本列表中选择语音版本，并将所述选择的语音版本发送给所述基站以及通过所述移动交换中心服务器发送给媒体网关。

8、一种媒体网关，其特征在于，包括：

第三发送模块，用于根据移动交换中心服务器发送的添加用户面IP连接端点的请求，分配一个媒体网关地址，将所述媒体网关地址通过移动交换中心服务器和基站控制设备发送给基站；

第三接收模块，用于接收移动交换中心服务器获取并发送的基站地址；

第一建立模块，用于根据所述媒体网关地址和基站地址建立与所述基站之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

9、根据权利要求8所述的媒体网关，其特征在于：

所述第三接收模块还用于接收基站控制设备选择的语音版本；

所述第一建立模块用于根据所述媒体网关地址和基站地址以及所述语音版本建立IP连接。

10、根据权利要求8所述的媒体网关，其特征在于：

所述第三接收模块还用于接收另一基站通过基站控制设备和移动交换中心服务器发送的另一基站收发信台地址；

所述第三发送模块还用于分配与所述另一基站地址对应的另一媒体网关地址，通过移动交换中心服务器和基站控制设备向所述另一基站发送所述另一媒体网关地址；

所述媒体网关还包括第二建立模块，用于建立与所述另一基站之间的新的IP连接，通过所述新的IP连接传输用户面数据；

所述媒体网关还包括删除模块，用于在所述第二建立模块建立新的IP连接后，删除所述第一建立模块建立的与原来的基站之间的IP连接。

11、一种基站，其特征在于，包括：

第四接收模块，用于接收媒体网关通过移动交换中心服务器和基站控制设备发送的媒体网关地址；

第四发送模块，用于分配与所述媒体网关地址对应的基站地址，将所述基站地址通过基站控制设备和移动交换中心服务器发送给所述媒体网关；

第三建立模块，用于根据所述媒体网关地址和基站地址建立与所述媒体网关之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

12、根据权利要求11所述的基站，其特征在于：

所述第四接收模块还用于接收基站控制设备选择的语音版本；

所述第三建立模块用于根据所述媒体网关地址和基站地址以及所述语音版本建立IP连接。

13、一种基站系统，其特征在于，包括：

基站控制设备和基站；

所述基站控制设备用于接收媒体网关通过移动交换中心服务器发送的媒体网关地址，及接收所述基站发送的基站地址，并将所述媒体网关地址发送给所述基站，及将所述基站地址通过移动交换中心服务器发送给所述媒体网关；

所述基站用于根据所述媒体网关地址和基站地址建立与所述媒体网关之间的直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

14、一种网络系统，其特征在于，包括：

基站控制设备、基站、移动交换中心服务器和媒体网关；

所述基站控制设备用于接收所述媒体网关通过所述移动交换中心发送的媒体网关地址，并将所述媒体网关地址转发给所述基站；

所述基站控制设备还用于接收所述基站发送的基站地址，并将所述基站地址通过所述移动交换中心服务器转发给所述媒体网关；

所述基站和媒体网关用于根据所述媒体网关地址和基站建立直接的IP连接，通过所述IP连接传输用户面数据。

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