CN101938801B - 一种实现网络间重定位的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现网络间重定位的方法，包括源RNC通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息，所述请求消息中携带所述UE的能力以及RNC为该UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；所述目标BSC接收到所述请求消息后，为所述UE分配无线资源，并检查所述Iur-g接口相应的用户面端口号可用，向源RNC发送切换请求证实消息；所述源RNC接收到所述切换请求证实消息后，向所述UE发送从UTRAN切出命令；本发明还提供了一种实现网络间重定位的系统。本发明的技术方案通过Iur-g接口进行的重定位方案在整个重定位过程中，节省了RNC到CN的资源准备过程中引入的时延，同时也降低了因为CN资源阻塞而导致重定位失败的概率。

Description

一种实现网络间重定位的方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及移动通信系统中的一种通过Iur-g接口实现网络间重定位的方法及系统。
背景技术
2G(第二代移动通信系统)GSM(Global System for MobileCommunications，全球移动通讯系统)网络在中国已经发展多年，运营商已经拥有良好覆盖的全国性GSM网络，当前GSM网络的建设已经相当成熟，具有良好的覆盖性和稳定性，可以提供优质的话音服务，未来仍会是良好的语音业务承载网。另一方面，随着3G(第三代移动通信系统)技术的不断成熟，商用进程的加快，以及在全球的逐步推广和应用，3G网络以其更高的频谱利用率，和能够提供更丰富个性化的业务得到了广泛的认可。相对于2G系统，3G网络在对数据业务的支持上有很大的提升，对于移动Web接入、音频流、视频流，及IP多媒体呼叫等的支持都更加完善。所以，2G和3G系统共存将是一种长期存在的局面。
在2G和3G共存的环境下，2G网络结构中包括BTS(基站)和BSC(基站控制器)，其中BSC主要负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理，控制UE(用户设备)和BTS无线连接的建立、接续和拆除等管理，控制完成UE的定位、切换和寻呼，提供语音编码、码型变换和速率适配等功能。3G网络结构中包括NodeB(基站)和RNC(无线网络控制器)，其中RNC用于管理并且确保最佳使用无线接入网的无线资源；控制无线接入网的移动性和切换；负责与GSM系统间的切换功能以及小区重选功能。CN(核心网)的主要功能是负责信息在系统内部的交换、路由、用户数据管理、安全等，以及与其他通信系统的信息交换传输。
如果UE刚开始是驻留在3G网络下的，当它在通话过程中发生位置的改变或者由于话务均衡的原因，就会向2G网络进行重定位，重定位等同于2G的切换概念，就是在系统间进行切换，在保持通话的情况下，从3G无线接入网切换进2G的无线接入网。现有协议3GPPTS25.413 V7.9.0中的3G网络往2G网络的重定位都是通过核心网CN来控制的。
具体流程如下：
步骤101：UE发送测量报告触发RNC发起重定位过程；
步骤102：如果RNC根据UE的测量报告结果判决需要发起系统间重定位，就向CN发起重定位要求，重定位要求消息中携带目标小区的信息；
步骤103：CN向目标BSC发起切换请求；
步骤104：目标BSC的无线资源准备完毕并且和CN之间的资源准备完毕后向CN回应切换请求证实消息；
步骤105：CN发送重定位命令通知RNC可以进行UE切换；
步骤106：RNC发送从UTRAN(Universal Terrestrial RadioAccess，全球陆上无线接入)切出命令通知UE发起切换；
步骤107：UE尝试从新信道接入，发送切换接入消息给BSC
步骤108：BSC发送切换检测消息通知CN；
步骤109：UE成功接入新信道，发送切换完成给BSC；
步骤110：BSC发送切换完成消息给CN；
步骤111：CN收到切换完成后，切换用户面承载，把用户面数据发往BSC并开始接收来自BSC的用户面数据；同时发送Iu释放命令通知RNC释放UE的相关资源；
步骤112：RNC完成UE相关资源的释放后，给CN回送Iu释放完成消息；
需要说明的是，前面步骤102中CN收到重定位要求后，需要根据目标小区标识判断当前重定位是CN内部的重定位还是CN之间的重定位。如果当前重定位是CN内部的重定位，即RNC和目标BSC归属于同一个CN，则后续处理与图1完全相同。如果当前重定位是CN之间的重定位，即RNC和目标BSC归属于不同的CN，此时，接收步骤102中重定位要求的CN为源CN，后续处理过程中，图1中未画出的是：源CN向目标CN转发重定位要求，然后目标CN执行步骤103，接收步骤104中切换请求证实消息的是目标CN，然后目标CN通知源CN切换请求证实，源CN执行步骤105。接收步骤108中的切换检测以及接收步骤110中的切换完成消息的CN为目标CN，然后目标CN把这两条消息转发给源CN，目标CN同时执行步骤111的前半部分，把用户面数据发往BSC并开始接收来自BSC的用户面数据。源CN执行步骤111的后半部分，发送Iu释放命令来通知RNC释放UE的相关资源。接收步骤112中的Iu释放完成消息的CN为源CN。
上述过程的各个步骤在时间上串行执行的，尤其是在步骤101到步骤106这段时间内，UE还在使用源小区的无线资源，如果UE移动速度较快，源小区的无线资源信号迅速恶化，UE的重定位失败的概率会比较高。
图2是系统间重定位前后的数据流流向图。
3GPP国际标准协议中有2G和3G无线接入系统间的一个标准接口Iur-g，能否利用Iur-g接口缩短无线资源的申请时间，以此来缩短整个重定位时延，从而提高重定位成功率。
发明内容
本发明提供了一种通过Iur-g接口实现网络间重定位的方法，以解决重定位失败率高的问题。
在标准Iur-g接口中，仅支持控制面的信令互传，本发明扩充该接口也支持用户面的互传，同时通过新增的系统间切换相关消息，使得UE可以成功从3G系统重定位到2G系统，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种实现网络间重定位的方法，由3G网络切换至2G网络，源无线网络控制器RNC与目标基站控制器BSC之间存在Iur-g接口，所述方法包括：
源RNC通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息，所述请求消息中携带所述UE的能力以及RNC为该UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；
所述目标BSC接收到所述请求消息后，为所述UE分配无线资源，并检查所述Iur-g接口相应的用户面端口号可用，向源RNC发送切换请求证实消息；
所述源RNC接收到所述切换请求证实消息后，向所述UE发送从UTRAN切出命令。
上述的方法，其中，源RNC通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息之前，所述方法还包括：所述源RNC根据用户设备UE上报的测量报告判断需要发起重定位；
上述的方法，其中，所述方法进一步包括：
所述UE接入新信道，发送切换接入消息给目标BSC；
上述的方法，其中，所述方法进一步包括：
目标BSC收到UE的切换接入消息后，通过Iur-g接口向源RNC发送切换检测消息，告知源RNC所述UE正在向目标BSC切入；
UE在成功接入新信道后，向目标BSC发送切换完成消息。
上述的方法，其中，所述方法进一步包括：
目标BSC在收到UE发送的切换完成消息时，通过Iur-g接口向源RNC发送所述切换完成消息；
RNC收到BSC发送的所述切换完成消息后，判断所述UE切换已经成功，释放其源小区的资源，利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面的数据传输。
上述的方法，其中，所述利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面的数据传输具体为：
上行用户面数据通过Iur-g接口从BSC传送到RNC，再由RNC处理转发到CN；下行用户面数据也是从CN传送到RNC，再经RNC处理转发到BSC；其中所述用户面数据由RNC实现2G格式到3G格式的互换。
本发明还提供了一种实现网络间重定位的系统，所述系统包括源RNC和目标BSC，所述源RNC与目标BSC之间存在Iur-g接口，其中，
所述源RNC用于根据UE上报的测量报告判断需要发起重定位，通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息，所述请求消息中携带所述UE的能力以及RNC为该UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；还用于接收到所述切换请求证实消息后，向所述UE发送从UTRAN切出命令；
所述目标BSC用于接收到所述切换请求消息后，为所述UE分配无线资源，并检查所述Iur-g接口相应的用户面端口号可用，向源RNC发送切换请求证实消息。
上述的系统，其中，
所述目标BSC还用于在收到UE发送的切换完成消息时，通过Iur-g接口向源RNC发送所述切换完成消息；
所述RNC还用于收到BSC发送的所述切换完成消息后，判断所述UE切换已经成功，释放其源小区的资源，利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面数据的传输。
上述的系统，其中，
所述RNC还用于实现所述用户面数据由实现2G格式到3G格式的互换。
整个重定位过程对CN完全屏蔽，UE在从RNC重定位到BSC后，到CN的锚点仍然保留在RNC内，对于CN来说，从RNC到BSC的切换过程不可见，就好像是RNC内部的切换。
切换完成后，RNC需要完成A口/Iu口的消息适配以及用户面数据的处理，此后对于BSC来说，RNC完全等同于CN，UE和CN之间的消息传递以及语音传送，都经过Iur-g接口进行转发，上行的信令或数据从BSC发送到RNC，由RNC进行消息的适配或者语音数据的转换，再从Iu口发往CN，下行的信令或数据由CN发到RNC，再由RNC进行消息的适配或者语音数据的转换，再从Iur-g接口发往BSC。
与现有技术相比，本发明的技术方案通过Iur-g接口进行的重定位方案在整个重定位过程中，节省了RNC到CN的资源准备过程中引入的时延，同时也降低了因为CN资源阻塞而导致重定位失败的概率。
附图说明
图1是3G系统向2G系统的普通重定位流程图；
图2是普通的系统间重定位前后的数据流流向图；
图3是Iur-g接口用户面协议栈示意图；
图4是通过Iur-g接口进行的系统间重定位流程图；
图5是通过Iur-g接口进行系统间重定位前后用户面数据流流向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。
由于标准Iur-g接口仅支持IP传输，所以本发明扩充Iur-g接口用户面数据的承载与A口IP方式下的用户面数据承载相同，都通过RTP/UDP/IP(实时传输协议/用户数据报数据/网络互连协议)来进行承载，语音数据封装在RTP的数据包中进行传送，具体的协议栈见图3。
当3G的RNC和2G的BSC间存在Iur-g接口的情况下，如果RNC判决UE需要向2G小区发起切换，那么它可以选择Iur-g接口进行快速切换。其具体的过程如图4所示：
步骤401：处于通话状态的UE发送测量报告触发RNC进行切换判断。
步骤402：RNC决策需要发起从3G小区到2G小区的重定位时，如果该RNC和2G的目标小区所在的BSC间存在Iur-g接口，则通过该Iur-g接口发送切换请求消息为UE在目标小区申请无线资源，该消息里包含了UE的能力以及Iur-g接口上RNC为UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；
步骤403：BSC根据UE能力分配相应的无线资源，同时检查Iur-g接口相应的用户面端口号是否可用，如果可用，就向RNC回送切换请求证实消息；
步骤404：RNC收到BSC的切换请求证实消息后，向UE发送从UTRAN切出命令；
步骤405：UE尝试接入新信道，发送切换接入消息给目标BSC；
步骤406：目标BSC收到UE的切换接入后，通过Iur-g接口向源RNC发送切换检测消息，告知源RNC此UE正在尝试向目标BSC切入。
步骤407：UE在成功接入新信道后，向目标BSC发送切换完成消息；
步骤408：目标BSC在收到UE发送的切换完成消息时，也通过Iur-g接口通知源RNC，UE已经成功切换到BSC下；
步骤409：RNC收到BSC发送的切换完成消息后，认为UE切换已经成功，释放其源小区的资源，并同时把该UE用户面的数据切换到Iur-g接口上。
此后对于BSC来说，RNC就好像是一个CN，RNC与BSC之间的消息通过A接口流程进行交互，由RNC完成A接口和Iu接口之间的适配处理。上行消息由BSC通过Iur-g接口发到RNC，RNC完成从A口到Iu口的适配，并发往CN。下行消息由CN发往RNC，RNC完成从Iu口到A口的适配，并发往BSC。用户面数据也由RNC实现2G格式到3G格式的互换，上行数据通过Iur-g接口从BSC传送到RNC，再由RNC处理转发到CN，下行的数据也是从CN传送到RNC，再经RNC处理转发到BSC。
用户面数据在切换前后的走向图如图5所示。
这种通过Iur-g接口进行的切换方案在整个切换过程中，节省了RNC到CN的资源准备过程中引入的时延，同时也降低了因为CN资源阻塞而导致切换失败的概率。
本发明还提供了一种实现网络间重定位的系统，所述系统包括源RNC和目标BSC，所述源RNC与目标BSC之间存在Iur-g接口，其特征在于，
所述源RNC用于根据UE上报的测量报告判断需要发起重定位，通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息，所述请求消息中携带所述UE的能力以及RNC为该UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；还用于接收到所述切换请求证实消息后，向所述UE发送从UTRAN切出命令；
所述目标BSC用于接收到所述切换请求消息后，为所述UE分配无线资源，并检查所述Iur-g接口相应的用户面端口号可用，向源RNC发送切换请求证实消息。
上述的系统，其中，
所述目标BSC还用于在收到UE发送的切换完成消息时，通过Iur-g接口向源RNC发送所述切换完成消息；
所述RNC还用于收到BSC发送的所述切换完成消息后，判断所述UE切换已经成功，释放其源小区的资源，利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面数据的传输。
上述的系统，其中，
所述RNC还用于实现所述用户面数据由实现2G格式到3G格式的互换。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (5)

1.一种实现网络间重定位的方法，由3G网络切换至2G网络，源无线网络控制器RNC与目标基站控制器BSC之间存在Iur-g接口，其特征在于，所述方法包括：
源RNC通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息，所述请求消息中携带用户设备UE的能力以及RNC为该UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；
所述目标BSC接收到所述请求消息后，为所述UE分配无线资源，并检查所述Iur-g接口相应的用户面端口号可用，向源RNC发送切换请求证实消息；
所述源RNC接收到所述切换请求证实消息后，向所述UE发送从UTRAN切出命令；
所述UE接入新信道，发送切换接入消息给目标BSC；
目标BSC收到UE的切换接入消息后，通过Iur-g接口向源RNC发送切换检测消息，告知源RNC所述UE正在向目标BSC切入；
UE在成功接入新信道后，向目标BSC发送切换完成消息；
目标BSC在收到UE发送的切换完成消息时，通过Iur-g接口向源RNC发送所述切换完成消息；
RNC收到BSC发送的所述切换完成消息后，判断所述UE切换已经成功，释放其源小区的资源，利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面的数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，源RNC通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息之前，所述方法还包括：所述源RNC根据用户设备UE上报的测量报告判断需要发起重定位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面的数据传输具体为：
上行用户面数据通过Iur-g接口从BSC传送到RNC，再由RNC处理转发到核心网CN；下行用户面数据也是从CN传送到RNC，再经RNC处理转发到BSC；其中所述用户面数据由RNC实现2G格式到3G格式的互换。
4.一种实现网络间重定位的系统，所述系统包括源RNC和目标BSC，所述源RNC与目标BSC之间存在Iur-g接口，其特征在于，
所述源RNC用于根据UE上报的测量报告判断需要发起重定位，通过所述Iur-g接口向目标BSC发送切换请求消息，所述请求消息中携带所述UE的能力以及RNC为该UE分配的Iur-g接口承载用户面数据的端口号；还用于接收到切换请求证实消息后，向所述UE发送从UTRAN切出命令；还进一步用于收到BSC发送的切换完成消息后，判断所述UE切换已经成功，释放其源小区的资源，利用所述Iur-g接口进行所述UE用户面数据的传输；
所述目标BSC用于接收到所述切换请求消息后，为所述UE分配无线资源，并检查所述Iur-g接口相应的用户面端口号可用，向源RNC发送切换请求证实消息；还用于在收到UE发送的切换完成消息时，通过Iur-g接口向源RNC发送所述切换完成消息。
5.根据权利4所述的系统，其特征在于，
所述RNC还用于实现所述用户面数据由实现2G格式到3G格式的互换。
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