CN104066123B - 一种承载预建立传输管道的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种承载预建立传输管道的方法及装置，该方法包括：地面传输承载相关的网元间通过请求与响应消息，相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；所述传输管道用于业务建立时的传输承载使用。装置中的一对地面传输承载相关的网元，分别用于相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；所述传输管道用于业务建立时的传输承载使用。采用本发明，解决了信令风暴情况下RAN的信令处理能力引起的业务接入瓶颈问题。

Description

一种承载预建立传输管道的方法及装置

技术领域

本发明涉及承载预建立技术，尤其涉及一种承载预建立传输管道的方法及装置。

背景技术

随着移动宽带用户爆发性的增长，无线接入网（RAN，Radio Access Network）中的信令流量激增，俗称信令风暴，导致地面传输承载相关的网元，如无线资源控制器（RNC）与基站（NodeB）间、核心网（CN）与增强型基站（eNodeB）间、基站控制器（BSC）与基站收发信台（BTS）间的信令处理能力成为业务接入的瓶颈。由于，针对公用与专用信令，现有技术是在每次信令建立时，都要在地面传输承载相关网元之间建立传输承载，且承载建立流程中涉及的系统多且流程复杂，统计显示承载配置在业务建立或者删除过程中占CPU消耗的40%，因此，目前迫切需要一种方法来提高信令风暴时RAN信令处理能力。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种承载预建立传输管道的方法及装置，解决了信令风暴情况下RAN的信令处理能力引起的业务接入瓶颈问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种承载预建立传输管道的方法，该方法包括：

地面传输承载相关的网元间通过请求与响应消息，相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道。

其中，该方法还包括：所述传输管道在上、下行分开配置，在地面传输承载相关的网元间接口的上、下行数据帧中增加传输信道的索引值，数据帧到达时根据所述传输信道的索引值映射到对应的业务处理单元。

其中，传输上行数据帧时，所述传输信道的索引值由所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元分配，并通过信令请求消息将所述控制网元的用户处理单元的地址、及分配的所述传输信道的索引值发送给所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元。

其中，传输下行数据帧时，所述传输信道的索引值由所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元分配，并通过信令响应消息将所述受控网元的用户处理单元的地址、及分配的所述传输信道的索引值发送给所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元。

其中，所述地面传输承载相关的网元具体为无线资源控制器RNC与基站NodeB时，所述受控网元具体为NodeB；所述控制网元具体为RNC。

一种承载预建立传输管道的装置，该装置包括：一对地面传输承载相关的网元；

所述地面传输承载相关的网元，用于相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道。

其中，所述传输管道在上、下行分开配置，所述地面传输承载相关的网元间存在接口，在所述接口的上、下行数据帧中增加传输信道的索引值，所述传输信道的索引值，用于数据帧到达时根据所述传输信道的索引值映射到对应的业务处理单元。

其中，所述传输信道的索引值，进一步用于传输上行数据帧时，由所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元分配；或者，

所述传输信道的索引值，进一步用于传输下行数据帧时，由所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元分配。

其中，所述地面传输承载相关的网元具体为RNC与NodeB时，所述受控网元具体为NodeB；所述控制网元具体为RNC。

其中，所述RNC侧包括用户处理单元和业务处理单元；

所述RNC侧的业务处理单元，用于在下行数据发送时将传输信道的索引值加入数据帧中，通过用户处理单元标识ID选择预建立的目标传输管道，将所述数据帧发送到NodeB侧的用户处理单元解析；

所述RNC侧的用户处理单元，用于用于从NodeB侧接收到数据帧并解析出传输信道的索引值，根据传输信道的索引值将数据帧映射到对应的业务处理单元。

其中，所述NodeB侧包括用户处理单元和业务处理单元；

所述NodeB侧的业务处理单元，用于在上行数据发送时将传输信道的索引值加入数据帧中，通过用户处理单元标识ID选择预建立的目标传输管道，将所述数据帧发送到RNC侧的用户处理单元解析；

所述NodeB侧的用户处理单元，用于从RNC侧接收到数据帧并解析出传输信道的索引值，根据传输信道的索引值将数据帧映射到对应的业务处理单元。

本发明的方法是：地面传输承载相关的网元间通过请求与响应消息，相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；所述传输管道用于业务建立时的传输承载使用。

采用本发明，通过承载预建立传输管道，简化网络中承载配置流程，显著提高网络的信令处理能力，彻底解决信令风暴情况下RAN的信令处理能力引起的业务接入瓶颈问题，使用户得以顺利接入。

附图说明

图1为本发明方法原理的实现流程示意图；

图2本发明应用实例RNC和NodeB间IP承载预建立管道流程图；

图3为现有业务建立过程IP承载分配流程图；

图4为现有业务建立过程ATM承载分配流程图；

图5为本发明应用实例RNC和NodeB间IP承载预建立管道示意图；

图6为本发明应用实例增加传输信道索引的Iub口数据帧格式示意图；

图7为本发明应用实例采用承载预配置的无线链路建立IP承载分配流程图；

图8为本发明应用实例采用承载预配置的无线链路建立ATM承载分配流程图；

图9为本发明应用实例上下行数据帧到达目的业务处理单元示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：地面传输承载相关的网元间通过请求与响应消息，相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；所述传输管道用于业务建立时的传输承载使用。

一种承载预建立传输管道的方法，如图1所示的方法原理流程包括以下步骤：

步骤11、地面传输承载相关的网元间通过请求与响应消息，相互通知对端各自的用户处理单元的地址。

步骤12、根据对端各自的用户处理单元的地址，在地面传输承载相关的网元各自的用户处理单元间承载预建立传输管道；所述传输管道用于业务建立时的传输承载使用。

这里，本发明区别于现有技术，不采用现有的地面承载分配方案，即：不需要每次业务建立时，在地面传输承载相关的网元间实时建立相应的地面传输承载。本发明是先在地面传输承载相关网元的用户处理单元之间预建立传输管道，用于业务建立时的传输承载使用，从而避免了实时承载建立时不可避免的信令开销，当信令过多，出现信令风暴的情况下，能提高RAN的信令处理能力。

本发明进一步将上、下行数据的传输分开配置，并采用两级索引，即用户处理单元的标识（ID）+传输管道中所包含具体传输信道索引（ChannelIndex）。根据ID+ChannelIndex索引到具体的传输信道，将数据帧发送到索引到的传输信道所在的业务处理单元进行处理，也就是说，先根据用户处理单元ID到达对应的用户处理单元，然后根据ChannelIndex数据帧最终到达对应的业务处理单元，从而通过以上两级索引的配置方式，解决上下行用户数据传输的问题。

采用上述两级索引时，该方法具体包括：

步骤101：地面传输承载相关网元之间通过请求与响应消息的方式握手，分别获得对方用户处理单元的地址，预配置并建立地面传输承载相关网元之间的传输管道。

步骤102：在地面传输承载相关网元间接口的上下行数据帧中增加传输信道类型的索引值。

这里，上行数据帧的传输信道索引由控制网元分配，通过信令请求消息将控制网元用户处理单元地址、传输信道索引发给受控网元。下行数据帧的传输信道索引由受控网元分配，通过信令响应消息将该网元用户处理单元地址、传输信道索引发给控制网元。

步骤103：通过步骤101与步骤102中的配置信息（用户处理单元地址及传输信道索引），控制网元与受控网元之间的数据帧可以到达目的业务处理单元。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

应用实例一：如图2所示，地面传输承载相关的网元为NodeB和RNC，NodeB与RNC通过审计请求与审计响应，相互通知对端各自的用户处理单元地址，即RNC端口号（Port）和NodeB Port，建立NodeB与RNC的用户处理单元之间的传输管道，不需要每次业务建立时实时建立承载。

具体的，RNC业务模块及RNC传输模块位于RNC的用户处理单元，NodeB业务模块及NodeB传输模块位于NodeB的用户处理单元，建立传输管道包括以下步骤：

步骤201、RNC业务模块向NodeB业务模块发送审计请求，携带有RNC本端用户处理单元的地址，即RNC Port。

步骤202、NodeB业务模块向NodeB传输模块发送传输管道配置请求。

步骤203、NodeB传输模块执行传输管道预建立。

步骤204、NodeB业务模块向RNC业务模块发送审计响应，携带NodeB本端用户处理单元的地址，即NodeB Port。

步骤205、RNC业务模块向RNC传输模块发送传输管道配置。

步骤206、RNC传输模块执行传输管道预建立。

至此，RNC与NodeB间的传输管道承载预建立完成。

如图3、图4为现有技术的两个方案，对比现有技术的方案，具体来说，如图3所示，在现有的方案中，是在每次信令建立时，都要在地面传输承载相关网元之间建立传输承载，以IP承载下无线链路建立信令流程为例，RNC下发无线链路建立请求，携带RNC IP与RNC的UDP端口号即RNC Port，NodeB的业务处理单元收到消息后，转发给相应的用户处理单元。用户处理单元的业务模块即现有的NodeB业务模块，向现有的NodeB承载模块申请承载，在承载分配请求中携带RNC IP和RNC Port，NodeB承载模块分配承载（NodeB IP、NodeB的UDP端口号即NodeB Port），NodeB承载模块向NodeB QE发送承载QE配置，携带RNC IP，RNC Port，NodeB IP，NodeB Port。然后向用户处理单元的业务模块即NodeB业务模块返回前述承载，在承载分配响应中携带NodeB IP，NodeB Port，用户处理单元的NodeB业务模块通过无线链路建立响应信令将承载（NodeB IP，NodeB Port）发给RNC。总之，每次业务建立过程都伴随着一次冗长的承载分配流程。

图4所示，在现有的方案中，是在每次信令建立时，都要在地面传输承载相关网元之间建立传输承载，ATM承载下无线链路建立时，RNC下发无线链路建立请求，NodeB的业务处理单元收到消息后，转发给相应的用户处理单元。用户处理单元的业务模块即NodeB业务模块向NodeB承载模块申请预建立ATM承载，NodeB承载模块分配承载（BindingId），然后向用户处理单元返回该承载，用户处理单元通过无线链路建立响应信令将承载（BindingId）发给RNC。收到NodeB预建立的承载之后，RNC向NodeB承载模块发起ALCAPERQ，携带BindingId与CID，NodeB承载模块将PVC，CID等ALCAP链路参数配置到NodeB QE，再给RNC响应ALCAPECF。总之，每次业务建立过程都伴随着ATM承载预建立，ATM承载建立的流程。

可见，采用现有技术，如图3、图4所示，不管在IP还是ATM承载模式下，由于当RAN受到大量信令冲击时，RNC与NodeB的信令处理能力将成为网络性能的一个瓶颈，而且由于在每次信令建立时，都要在地面传输承载相关网元之间建立传输承载，即每次信令建立需实时承载，都必不可少承载分配请求，承载分配及承载分配响应的这几个流程，从而如图3、图4所示需引入用户处理单元中的诸多模块进行交互处理，而本发明由于承载预建立传输管道，因此，无需实时承载时必不可少的承载分配请求，承载分配及承载分配响应的这几个流程，从而也相应地减少了执行这几个流程所涉及的诸多模块交互，可见：采用本发明，通过承载预建立传输管道，简化网络中承载配置流程，显著提高网络的信令处理能力，彻底解决信令风暴情况下RAN的信令处理能力引起的业务接入瓶颈问题，使用户得以顺利接入。

应用实例二：

图5所示，将上、下行数据的传输分开配置，RNC与NodeB间的Iub接口，其承载的作用是RNC和NodeB间收发每个用户的传输信道上下行数据，数据传输的数据来源、和目的地是RNC的用户处理单元和NodeB的用户处理单元，可以在NodeB的用户处理单元和RNC的用户处理单元预建立传输管道，为了减少管道规模，采用用于上行数据传输的上行传输管道、及用于下行数据传输的下行传输管道分开配置的方式，不需要建立数据源和目的地的网状管道结构。这里，采用上下行分开配置传输管道的方式时，需要预建立的管道总数=RNC用户处理单元M+NodeB用户处理单元N。

应用实例三：

图6所示为上下行传输数据的数据帧的格式，在Iub接口上下行数据帧FP帧中增加一个传输信道索引ChannelIndex，还包括：使用字节大小User BufferSize，可以为1个字节；使用连续字节大小User Buffer Size(cont)，可以为1字节；空闲可扩展SpareExtension，可以为0-32个字节。

RNC和NodeB的传输信道采用两级索引，即由用户处理单元ID+ChannelIndex索引到具体的传输信道。这里，所述用户处理单元ID可以为用户处理单元的传输管道号。

下行数据帧FP帧中的ChannelIndex由NodeB分配，通过信令响应消息通知RNC，RNC在下行数据发送时在FP帧中填写ChannelIndex，选择下行数据发送目标传输管道，发送到NodeB的用户处理单元；NodeB的用户处理单元识别FP帧中的ChannelIndex，把FP帧映射到指定的传输信道；上行FP帧中的ChannelIndex由RNC分配，通过信令请求消息通知NodeB，NodeB在上行数据发送时在FP帧中填写ChannelIndex，选择上行数据发送目标传输管道，发送到指定的RNC用户处理单元。RNC的用户处理单元识别FP帧中的ChannelIndex，把FP帧映射到指定的传输信道。

应用实例四：

图7所示，采用承载预建立方式，IP模式下，无线链路建立流程中取消了承载分配和承载配置过程。RNC只需要分配RNC IP、RNC Port、上行ChannelIndex，并通过无线链路建立请求携带分配的RNC IP、RNC Port、上行ChannelIndex（即UL ChIdx）发送给NodeB；NodeB只需在用户处理单元的业务模块，即NodeB业务模块内集中分配NodeB IP、NodeB Port和下行的ChannelIndex（即DL ChIdx），并通过无线链路建立响应携带分配的NodeB IP、NodeBPort和下行的ChannelIndex发给RNC。无需经过用户处理单元的承载模块，QE模块进行承载分配与配置，从而采用本发明应用实例，大大简化了现有的业务建立流程，使RNC和NodeB的信令处理能力得到极大的提升。

应用实例五：

图8所示，采用承载预建立方式，ATM模式下，无线链路建立流程中取消了承载预分配和承载配置过程。RNC只需要分配RNC Port、上行ChannelIndex，并通过无线链路建立请求携带分配的RNC Port、上行ChannelIndex（即ULChIdx）发送给NodeB；NodeB只需在用户处理单元的业务模块内集中分配NodeB Port和下行的ChannelIndex（即DL ChIdx），并通过无线链路建立响应携带分配的NodeB Port和下行的ChannelIndex发送给RNC。无需经过用户处理单元的承载模块，QE模块进行承载分配与配置，从而采用本发明应用实例，大大简化了现有的业务建立流程，使RNC和NodeB的信令处理能力得到极大的提升。

应用实例六：

图9所示，传输管道在上、下行分开配置，具体的，对于上行，NodeB业务处理单元将图6或图7中获得的RNC侧的上行ChannelIdx0编入FP帧，前述ChannelIdx0包括了RNC侧的用户处理单元和业务处理单元的地址，通过预建立的传输管道发给RNC，RNC收到之后解析上行ChannelIdx0，直接将FP帧发前述用户处理单元的业务处理单元，完成上行FP帧的传输。对于下行，RNC通过图6或图7获得NodeB侧的用户处理单元号（管道号Port3）和业务处理单元号(下行ChannelIdx2)，RNC侧的业务处理单元将下行ChannelIdx2编入下行FP帧中，在Port3中发送该FP帧，NodeB收到后将该FP帧发到Port3所示的用户处理单元，用户处理单元解出下行ChannelIdx2，再将FP帧发往ChannelIdx2所示的业务处理单元。

一种承载预建立传输管道的装置，该装置包括：一对地面传输承载相关的网元，一对地面传输承载相关的网元，分别用于相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；所述传输管道用于业务建立时的传输承载使用。

这里，所述传输管道在上、下行分开配置，所述地面传输承载相关的网元间存在接口，在所述接口的上、下行数据帧中增加传输信道的索引值。根据所述传输信道的索引值映射到对应的业务处理单元。

这里，所述传输信道的索引值，进一步用于传输上行数据帧时，由所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元分配；或者，

所述传输信道的索引值，进一步用于传输下行数据帧时，由所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元分配。

这里，所述地面传输承载相关的网元具体为RNC与NodeB时，所述受控网元具体为NodeB；所述控制网元具体为RNC。

这里，所述RNC侧包括用户处理单元和业务处理单元；

所述RNC侧的业务处理单元，用于在下行数据发送时将传输信道的索引值加入数据帧中，通过用户处理单元标识ID选择预建立的目标传输管道，将所述数据帧发送到NodeB侧的用户处理单元解析；

所述RNC侧的用户处理单元，用于用于从NodeB侧接收到数据帧并解析出传输信道的索引值，根据传输信道的索引值将数据帧映射到对应的业务处理单元。

这里，所述NodeB侧包括用户处理单元和业务处理单元；

所述NodeB侧的业务处理单元，用于在上行数据发送时将传输信道的索引值加入数据帧中，通过用户处理单元标识ID选择预建立的目标传输管道，将所述数据帧发送到RNC侧的用户处理单元解析；

所述NodeB侧的用户处理单元，用于从RNC侧接收到数据帧并解析出传输信道的索引值，根据传输信道的索引值将数据帧映射到对应的业务处理单元。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种承载预建立传输管道的方法，其特征在于，该方法包括：

地面传输承载相关的网元间通过审计请求与审计响应，相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；

所述传输管道在上、下行分开配置，在地面传输承载相关的网元间接口的上、下行数据帧中增加传输信道的索引值，根据用户处理单元标识ID将数据帧发送到对应的用户处理单元，根据所述传输信道的索引值映射到对应所述对应的用户处理单元的业务处理单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，传输上行数据帧时，所述传输信道的索引值由所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元分配，并通过审计请求将所述控制网元的用户处理单元的地址、及分配的所述传输信道的索引值发送给所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，传输下行数据帧时，所述传输信道的索引值由所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元分配，并通过审计响应将所述受控网元的用户处理单元的地址、及分配的所述传输信道的索引值发送给所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述地面传输承载相关的网元具体为无线资源控制器RNC与基站NodeB时，所述受控网元具体为NodeB；所述控制网元具体为RNC。

5.一种承载预建立传输管道的装置，其特征在于，该装置包括：一对地面传输承载相关的网元；

所述地面传输承载相关的网元，用于通过审计请求与审计响应相互通知对端各自的用户处理单元的地址，根据所述地址在所述地面传输承载相关的网元间承载预建立传输管道；

所述传输管道在上、下行分开配置，所述地面传输承载相关的网元间存在接口，在所述接口的上、下行数据帧中增加传输信道的索引值，根据用户处理单元标识ID将数据帧发送到对应的用户处理单元，所述传输信道的索引值，用于根据所述传输信道的索引值映射到对应所述对应的用户处理单元的业务处理单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述传输信道的索引值，进一步用于传输上行数据帧时，由所述地面传输承载相关的网元中作为控制网元的网元分配；或者，

所述传输信道的索引值，进一步用于传输下行数据帧时，由所述地面传输承载相关的网元中作为受控网元的网元分配。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述地面传输承载相关的网元具体为RNC与NodeB时，所述受控网元具体为NodeB；所述控制网元具体为RNC。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述RNC侧包括用户处理单元和业务处理单元；

所述RNC侧的业务处理单元，用于在下行数据发送时将传输信道的索引值加入数据帧中，通过用户处理单元标识ID选择预建立的目标传输管道，将所述数据帧发送到NodeB侧的用户处理单元解析；

所述RNC侧的用户处理单元，用于从NodeB侧接收到数据帧并解析出传输信道的索引值，根据传输信道的索引值将数据帧映射到对应的业务处理单元。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述NodeB侧包括用户处理单元和业务处理单元；

所述NodeB侧的业务处理单元，用于在上行数据发送时将传输信道的索引值加入数据帧中，通过用户处理单元标识ID选择预建立的目标传输管道，将所述数据帧发送到RNC侧的用户处理单元解析；

所述NodeB侧的用户处理单元，用于从RNC侧接收到数据帧并解析出传输信道的索引值，根据传输信道的索引值将数据帧映射到对应的业务处理单元。

Images