CN103974306A - Iub接口公共传输信道与小区标识的自动匹配方法 - Google Patents

Iub接口公共传输信道与小区标识的自动匹配方法 Download PDF

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CN103974306A CN201310037112.XA CN201310037112A CN103974306A CN 103974306 A CN103974306 A CN 103974306A CN 201310037112 A CN201310037112 A CN 201310037112A CN 103974306 A CN103974306 A CN 103974306A
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肖日城
陈根妃
于萍
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Abstract

本发明涉及一种IUB接口公共传输信道及传输承载与小区标识的自动匹配方法。本发明利用NBAP协议消息无线链路建立请求和RRC协议消息无线资源控制连接建立之间存在固有时序关系和时延关系，从无线链路建立请求消息中读取小区标识，而无线资源控制连接建立消息是在公共传输信道中的FACH上传输的，可以统计得到FACH及传输承载和小区标识之间的对应关系。公共传输信道RACH与小区标识的对应关系通过FACH和RACH之间的关联获得。本发明可以在不重启小区、不影响网络运行的情况下自动获得公共传输信道及其传输承载与小区标识的对应关系。

Description

IUB接口公共传输信道与小区标识的自动匹配方法
技术领域
本发明涉及第三代(3G：the3rd Generation)移动通信技术领域，尤其是3G移动通信网络的监测和维护。
背景技术
宽带码分多址(WCDMA：Wideband Code Division Multiple Access)系统和时分同步码分多址(TD-SCDMA：Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access)系统由UMTS陆地无线接入网络(UTRAN：UMTS TerrestrialRadio Access Network)和核心网(CN：Core Network)组成。WCDMA和TD-SCDMA中最重要的接口是IUB接口和IU接口，其中IUB接口是节点B(Node B)和无线网络控制器(RNC：Radio Network Controller)之间的接口，IU接口是RNC和移动交换中心(MSC：Mobile Switching Center)及GPRS服务支持节点(SGSN：Serving GPRS Support Node)之间的接口。对WCDMA和TD-SCDMA各接口的信令监测有助于定位故障、统计业务、优化网络、跟踪呼叫等，这对于网络的运营维护有很重要的意义。其中以IUB接口的信令监测最为复杂。图1为IUB接口的协议栈结构。从水平平面来看，分为无线网络层和传输网络层。所有与无线接入有关的协议都包含在无线网络层；传输网络层是被UTRAN所选用的标准传输技术，目前普遍选用的是异步传输模式(ATM：Asynchronous Transfer Mode)技术和网际协议(IP：Internet Protocol)技术。从垂直平面来看，分为无线网络控制平面和用户平面，以及传输网络控制平面。如果是采用ATM传输，由上层数据到底层ATM需要经过ATM适配层(AAL：ATM Adaptation Layer)，无线网络控制平面和传输网络控制平面采用AAL5适配，无线网络用户平面采用AAL2适配。如果是采用IP传输，无线网络控制平面在IP上选用流控制传输协议(SCTP：Stream Control Transmission Protocol)传输，无线网络用户平面在IP上选用用户数据包协议(UDP：User DatagramProtocol)传输。无线网络用户平面是用来传输各传输信道的帧协议(FP：FrameProtocol)帧，包括数据帧和控制帧。数据帧是按照各种传输信道对应的帧格式封装的无线资源控制(RRC：Radio Resource Control)信令和用户的语音/分组数据，然后在IUB接口用户平面的AAL2链路或者UDP端口上传送，实现用户设备(UE：User Equipment)和RNC之间经过Node B透明传输信令和业务数据。
作为不依赖于厂商的第三方进行IUB接口信令监测，不只要识别每个公共传输信道承载在哪个ATM连接或者哪个UDP端口上，即确定其ATM连接参数虚路径标识(VPI：Virtual Path Identifier)、虚通道标识(VCI：Virtual ChannelIdentifier)和连接标识(CID：Connection Identifier)或者IP地址和UDP端口号；还要识别各个公共传输信道对应的是哪个小区，即得到公共传输信道、ATM传输承载VPINCI/CID或者IP传输承载IP地址/UDP端口号和小区标识(CellID)之间的对应关系。这些公共传输信道包括随机接入信道(RACH：RandomAccess Channel)和前向接入信道(FACH：Forward Access Channel)。因为在为UE建立专用信道之前，UE只能利用公共传输信道与RNC之间进行无线资源管理的信令交互；而为UE建立专用信道时，需要关联公共传输信道FACH上传输的RRC信令和Node B应用部分(NBAP：Node B Application Part)信令才能得到为UE分配的专用资源，从而得到之后UE完整的信令流程。每个小区的公共传输信道及传输承载是在小区建立时动态分配的，只有小区重启时才可能会变化。目前获得公共传输信道及传输承载与Cell ID对应关系的方法有两个：一个是重启小区，捕捉公共传输信道的建立过程，得到该小区的每个公共传输信道及传输承载，但是这样会造成大量的业务中断，对于正常运行的现网显然是不可行的。另一种方法是从后台网管中查找每个小区的公共传输信道及传输承载，然后手动配置这些参数，但是这种方法要依赖厂商。
利用本发明，可以根据NBAP协议消息无线链路建立请求和RRC协议消息无线资源控制连接建立之间的固有时序关系和时延关系，推断公共传输信道可能对应的Cell ID，这样通过对网络中一定数量的实时数据进行分析，能够自动识别出各公共传输信道及传输承载与Cell ID的对应关系，从而可以进行完整深入的信令监测和协议分析。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种IUB接口公共传输信道及传输承载与小区标识的自动匹配方法，解决不依赖于设备厂商的第三方在不需要小区重启的情况下实时获得公共传输信道及传输承载与Cell ID的对应关系，从而实现完整信令监测的问题。
本发明提供了一种IUB接口公共传输信道及传输承载与小区标识的自动匹配方法，包括：
步骤1，自动识别或配置公共传输信道和其ATM传输承载VPINCI/CID之间的对应关系，或者公共传输信道和其IP传输承载IP地址/UDP端口号之间的对应关系；
步骤2，读取从IUB接口采集的AAL服务数据单元，从中解析NBAP协议消息无线链路建立请求，提取小区标识；
步骤3，读取从IUB接口采集的AAL服务数据单元，从中解析RRC协议消息无线资源控制连接建立；
步骤4，统计无线链路建立请求消息之后收到的无线资源控制连接建立消息及其传输该消息的公共传输信道FACH，得到小区标识和FACH的对应关系。具体的判断依据如下：每当解析到一条无线资源控制连接建立消息，在预定时间内，如果有解析到的无线链路建立请求消息，则标记这些无线链路建立请求消息中提取的小区标识与解析出无线资源控制连接建立消息的FACH信道对应；每当解析到一条无线资源控制连接建立消息，在预定时间内，对于已经标记为与某个FACH信道对应的小区标识，如果解析到的无线链路建立请求消息中没有提取到这些小区的小区标识，则标记这些小区标识不与解析出无线资源控制连接建立消息的FACH信道对应；统计一段时间之后，每个FACH信道会有一个对应指数最高的小区标识，即得到每个FACH信道所在的小区。
步骤5，关联公共传输信道RACH和FACH，得到RACH和小区标识的对应关系。
本发明能够使不依赖于设备厂商的第三方在不需要小区重启、不影响网络正常运行的情况下就可以确定公共传输信道及传输承载与Cell ID的对应关系，从而可以实现IUB接口完整的信令监测。
附图说明
图1是IUB接口的协议栈结构图；
图2是UE从空闲模式发起业务时IUB接口上的信令流程示意图；
图3是本发明的实施流程图。
具体实施方式
本发明提出了一种利用NBAP协议消息无线链路建立请求(Radio LinkSetup Request)和RRC协议消息RRC连接建立(RRC Connection Setup)之间存在固有时序关系和时延关系，从而识别公共传输信道及传输承载与小区标识对应关系的方法。图2为UE从空闲模式发起业务时IUB接口上的信令流程示意图，从图中可以看到Radio Link Setup Request消息和RRC ConnectionSetup消息进行交互的时机和次序，还可以看到传送RRC消息所使用的传输信道类型。
判断一个传输RRC Connection Setup消息的公共传输信道FACH与某个Cell ID对应主要依据以下原则：
1.每当解析到一条无线资源控制连接建立消息，在预定时间内，如果有解析到的无线链路建立请求消息，则标记这些无线链路建立请求消息中提取的小区标识与解析出无线资源控制连接建立消息的FACH信道对应；
2.每当解析到一条无线资源控制连接建立消息，在预定时间内，对于已经标记为与某个FACH信道对应的小区标识，如果解析到的无线链路建立请求消息中没有提取到这些小区的小区标识，则标记这些小区标识不与解析出无线资源控制连接建立消息的FACH信道对应；
3.需要一定数量的数据测试才能确定，以避免RNC在给一个UE发送RRCConnection Setup时别的UE刚好因为建立RRC连接或者切换而在建立无线链路。统计一段时间之后，每个FACH信道会有一个对应指数最高的小区标识，即得到每个FACH信道所在的小区。
本发明主要用于3G接入网的信令监测，下面结合图3，以WCDMA标准、ATM传输承载为例，介绍本发明的具体实现方式。具体实施步骤如下：
1.自动识别或配置公共传输信道和其ATM传输承载VPINCI/CID之间的对应关系。
在为UE建立专用信道之前，UE只能利用公共传输信道与RNC之间进行无线资源管理的信令交互，因此作为不依赖于厂商的第三方进行IUB接口信令监测，首先要自动识别或手动配置好公共传输信道的ATM传输承载VPINCI/CID。实际应用中，一个IUB接口会负责传输多个小区的全部信道，同一个类型的公共传输信道可能有多个，即自动识别或手动配置的结果是哪些VPINCI/CID对应的是一种公共传输信道，如FACH信道对应一组VPINCI/CID，RACH信道对应一组VPINCI/CID。
2.读取从IUB接口采集的AAL服务数据单元(SDU：Service Data Unit)，从中解析NBAP协议消息Radio Link Setup Request，提取Cell ID。
从IUB接口采集的AAL SDU中提取AAL5 SDU，利用NBAP的协议结构解析出Radio Link Setup Request消息，并从消息中提取Cell ID字段的值。
3.读取从IUB接口采集的AAL SDU，从中解析RRC协议消息RRCConnection Request和RRC Connection Setup，并记录解析出RRCConnection Request消息的RACH信道所对应的VPINCI/CI D和RRCConnection Setup消息的FACH信道所对应的VPINCI/CID。
从IUB接口采集的AAL SDU中提取AAL2 SDU，即FP帧，从中过滤掉控制帧，只保留数据帧，按照FP、MAC、RLC和RRC的协议结构解析出RRC Connection Request消息和RRC Connection Setup消息，并记录每条RRC Connection Request消息所对应的RACH信道及ATM传输承载VPINCI/CID和RRC Connection Setup消息所对应的FACH信道及ATM传输承载VPINCI/CID。同时分别从RRC Connection Request消息和RRCConnection Setup消息中提取IMSI、TMSI或者P-TMSI字段的值。
4.根据解析出的RRC Connection Setup消息和Radio Link SetupRequest消息的时序，针对以下几种情况执行不同的操作：
a)每当解析到一条RRC Connection Setup消息，在预定时间内，如之前1秒之内，如果有解析到的Radio Link Setup Request消息，且从Radio Link Setup Request消息中提取的Cell ID不在传输RRCConnection Setup消息的FACH信道的对应列表里，则把该Cell ID添加到该FACH可能对应的Cell ID列表中。
b)每当解析到一条RRC Connection Setup消息，在预定时间内，如之前1秒之内，如果有解析到的Radio Link Setup Request消息，且从Radio Link Setup Request消息中提取的Cell ID已经在传输RRCConnection Setup消息的FACH信道的对应列表里，则增加该CellID与FACH的对应指数。
c)每当解析到一条RRC Connection Setup消息，在预定时间内，如之前1秒之内，如果某个Cell ID已经在FACH可能对应的Cell ID列表中，但是在这1秒内所有解析出的Radio Link Setup Request消息中没有提取到该Cell ID，则降低该Cell ID与FACH的对应指数。
5.执行完上述操作后，取下一条RRC Connection Setup消息，循环判断。经过一定数量的消息或者一段时间之后，每个FACH信道会有一个对应指数最高的小区标识，即得到每个FACH信道所在的小区。
6.利用IMSI、TMSI或者P-TMSI关联公共传输信道RACH和FACH，得到RACH和小区标识的对应关系。
依据RRC Connection Setup消息和Radio Link Setup Request消息固有的时序关系和时延关系，实时地判断公共传输信道及传输承载与Cell ID的对应关系，以便实现完整的信令监测。本发明适用于3G标准中的两个主流标准：WCDMA和TD-SCDMA。

Claims (2)

1.一种IUB接口公共传输信道及其传输承载与小区标识的自动匹配方法，其特征在于，包括：
步骤1，自动识别或配置公共传输信道和其ATM传输承载VPINCI/CID之间的对应关系，或者公共传输信道和其IP传输承载IP地址/UDP端口号之间的对应关系；
步骤2，读取从IUB接口采集的AAL服务数据单元，从中解析NBAP协议消息无线链路建立请求，提取小区标识；
步骤3，读取从IUB接口采集的AAL服务数据单元，从中解析RRC协议消息无线资源控制连接建立；
步骤4，统计无线链路建立请求消息之后收到的无线资源控制连接建立消息及其传输该消息的公共传输信道FACH，得到小区标识和FACH的对应关系；
步骤5，关联公共传输信道RACH和FACH，得到RACH和小区标识的对应关系。
2.如权利要求1所述的IUB接口公共传输信道及其传输承载与小区标识的自动匹配方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括：
步骤21，每当解析到一条无线资源控制连接建立消息，在预定时间内，如果有解析到的无线链路建立请求消息，则标记这些无线链路建立请求消息中提取的小区标识与解析出无线资源控制连接建立消息的FACH信道对应；
步骤22，每当解析到一条无线资源控制连接建立消息，在预定时间内，对于已经标记为与某个FACH信道对应的小区标识，如果解析到的无线链路建立请求消息中没有提取到这些小区的小区标识，则标记这些小区标识不与解析出无线资源控制连接建立消息的FACH信道对应；
步骤23，统计一段时间之后，每个FACH信道会有一个对应指数最高的小区标识，即得到每个FACH信道所在的小区。
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