CN1223217C - 一种gprs系统中的小区管理方法 - Google Patents

Abstract

一种GPRS系统中的小区管理方法，在SGSN的数据库的小区配置信息中增加一个字段，标志该小区是静态手工配置还是动态配置；当PCU发出小区复位消息时，如果在SGSN数据库的配置信息中没有配置该小区，则选择一个GB接口处理单元，创建该小区实体，并将该信息存入数据库，完成该小区的动态配置；当PCU发出SIG复位消息时，SGSN检查数据库中所有属于该SIG管理的小区的配置信息，保留静态手工配置的小区，删除动态配置的小区。本发明可以动态地配置和删除小区信息，节省了手工配置的大量工作，并且可以根据当前可用带宽选择一个GB接口处理单元建立小区实体，有效提高了SGSN设备GB接口的通信能力。

Description

一种GPRS系统中的小区管理方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及对GPRS系统中的小区管理方法。

背景技术

如图1所示，在GPRS(通用分组无线业务)系统中，主要包括网络子系统(NSS)、基站子系统(BSS)、操作子系统(OSS)、移动台(MS)，NSS连接到外部网络。分组控制单元(PCU)是在BSS侧的一个处理单元，主要完成BSS侧的分组业务处理和分组无线信道资源的管理；服务GPRS支持节点(SGSN)是NSS侧的一个网元设备，主要为本SGSN服务区域的MS的转发输入/输出的IP分组；PCU与SGSN通过GB接口连接，SGSN通过该接口完成同BSS系统和MS之间的通信。一个SGSN设备上有多个GB接口处理单元，即GB接口板，可以连接多个CPU，每个CPU管理多个小区。

根据ETSI的技术规范，GB接口协议栈按照层次由底向上的顺序依次为网络服务(NS)协议、基站子系统GPRS协议(BSSGP)、逻辑链路控制(LLC)协议和子网相关收敛协议(SNDCP)。

如图2所示，其中BSSGP层的功能是为上层(LLC和SNDCP)提供无连接的数据传输服务，GB接口两侧的设备SGSN和PCU通过BSSGP共同管理所有的小区，由于GB接口两侧设备的BSSGP之间没有直接的物理链路，因此GB接口两侧的BSSGP之间的逻辑链路称为BVC(BSSGP虚连接)，每个小区都有唯一对应的点对点(PTP)实体，在GB接口每个小区都有唯一的PTP BVC，GB接口通过每个小区的PTP BVC传输该小区所有用户的无线侧与网络侧之间的通信内容，GB接口两侧设备的BSSGP模块对所有PTP BVC链路进行管理，这个链路管理是由信令实体(SIG)进行管理的，一个PCU可以有多个SIG，一个SIG可以管理多个PTP实体，链路管理的消息在GB接口上的传输通过SIG BVC进行传输。NS层在PCU和SGSN之间的逻辑链路称为NSVC(NS虚连接)。GB接口底层的物理链路为帧中继(FR)，FR协议的逻辑链路称为PVC(永久虚连接)。GB接口两侧的BSSGP协议之间的通信数据需要通过本设备的NS协议发送到对端，也就是在BVC上传输的信息实际上是通过NSVC来传输的，NSVC也是逻辑链路，所以NSVC上传输的信息实际上是通过FR协议的PVC来实现的。

为了提高GB接口数据传输的稳定性，SGSN与PCU之间的GB接口一般有多条NSVC，这些NSVC分布在不同的底层物理链路上，这样当部分NSVC链路出现故障时，NS层可以将上层的数据包通过其他的NSVC进行传输，这些NSVC都属于相同的NSE(网络服务实体)，因此一个NSE可以管理多条NSVC。而在BSSGP层上的SIG是与NS层上的NSE是一一对应的，也就是说在BSSGP层与NS层之间的通信中，一个SIG管理的所有小区的通信内容在一个NSE所管理的所有NSVC上传输，这就是NS协议的负荷分担概念。

在ETSI的BSSGP协议规范中给出了复位、闭塞、解闭这三种链路管理流程。对于复位，只是要求每个PTP BVC的标志(BVCI，BSSGP虚连接标志)的值是由PCU侧设置的，在PCU发送给SGSN的小区复位消息中要带上这个BVCI，当SGSN接受到小区复位消息后，从消息中取出该小区的BVCI并保存起来，在以后GB接口两侧BSSGP模块之间的通信消息中都要带上这个BVCI，以此保证消息不会发送到其他的小区里。规范中没有明确SGSN侧小区的管理方法，目前的实现方案是这样的：

在SGSN侧接受到PCU侧发送来的小区复位消息之前，必须由网络管理人员事先在SGSN设备的数据库中手工配置小区的一些信息，其中包括小区标志(CellID)和该小区预先确定的GB接口处理单元编号，SGSN的BSSGP模块接收到PCU侧发送的一条某个小区的第一次复位消息之后，根据消息中所带的CellID检索SGSN设备的数据库，如果检索结果为没有在数据库中配置该小区，则对此小区复位消息的处理过程结束，向网管上报告警，并向PCU返回一条消息说明这个小区在SGSN中是不存在的，这时必须由网络管理人员进行手工的配置；如果PCU侧删除了某个以前使用过的小区，由于GB接口上没有用于小区删除通知的消息，因此SGSN侧是不知道对端已经删除了该小区，所以SGSN侧数据库中还保留了该小区的配置信息，因此也必须手工删除数据库中的该小区信息。

现有技术的缺点是：

1、SGCN侧所有的小区都必须手工配置和删除，工作量很大；

2、由人来配置小区时，很难知道当前各个小区的话务量，因此有可能BSSGP层次的通信量与底层(NS层)的链路带宽不匹配，这样BSSGP与NS之间的通信需要经过在GB接口处理单元之间进行转发，从而降低了SGSN设备的通信能力。

发明内容

本发明针对以上缺点提出一种小区管理方法，在SGSN侧可以动态地配置和删除小区信息，使SGSN侧能够随PCU侧小区的改变而改变，与PCU侧小区的信息一致。

本发明包括：

(A)在服务GPRS支持节点(SGSN)的数据库的小区配置信息中增加标志字段，标志该小区是静态手工配置还是动态配置；

(B)当分组控制单元(PCU)发出小区复位消息时，SGSN的GB接口处理单元收到所述小区复位消息，如果在SGSN数据库的配置信息中没有配置该小区，则选择一个GB接口处理单元，创建该小区实体，并将该信息存入数据库，完成该小区的动态配置；

(C)当PCU发出信令实体(SIG)复位消息时，SGSN的GB接口处理单元收到所述的SIG复位消息后，检查数据库中所有属于该SIG管理的小区的配置信息，如果是静态手工配置的小区，则不删除该配置信息；如果是动态配置的小区，则删除该配置信息。

在所述的步骤B中还包括如下步骤：

(B1)SGSN的GB接口处理单元收到所述小区复位消息后，检查是否在已配置好的GB接口处理单元上已经建立小区实体，如果已经建立，将该复位消息转发给该小区的点对点数据业务(PTP)实体；如果没有建立，转下一步；

(B2)用所述小区复位消息中的小区标志(CellID)检查SGSN数据库的配置信息中是否已经配置了该小区，如果已经配置，就在该小区已配置的GB接口处理单元上建立该小区实体；如果没有配置，转下一步；

(B3)选择一个GB接口处理单元，创建该小区实体，并将该信息存入数据库。

所述的选择一个GB接口处理单元是在管理该小区的SIG所对应的GB接口处理单元中，选择当前可用带宽最大的GB接口处理单元。

具体包括如下步骤：

(a)在SGSN中，帧中继(FR)模块定时向每一个GB接口处理单元的网络服务(NS)模块发送每一个网络服务虚拟连接(NSVC)的当前使用率；

(b)每一个GB接口处理单元的NS模块收到后，计算出属于本GB接口处理单元的每一个网络服务实体(NSE)的所有NSVC的当前可用带宽；

(c)当一个NSE属于多个GB接口处理单元时，这些GB接口处理单元的NS模块向主GB接口处理单元上报自己该NSE的当前可用带宽；主GB接口处理单元定时向基站子系统GPRS协议(BSSGP)模块上报该NSE在所述这些GB接口处理单元的当前可用带宽；

(d)BSSGP模块得到了各个NSE所对应的各个GB接口处理单元的当前可用带宽，当需要建立小区实体时，根据管理该小区的SIG对应的NSE，在该NSE对应的各个GB接口处理单元中选择当前可用带宽最大的GB接口处理单元，与这个小区相对应，建立小区实体。

其中所述的主GB接口处理单元是在属于该NSE的所有正常工作的GB接口处理单元中任意选择一个作为主GB接口处理单元，当该主GB接口处理单元故障时，选择其他正常工作的GB接口处理单元。

所述的配置信息包括：小区标志(CellID)、小区的BVC标志、小区所属NSE标志、与该小区对应的GB接口处理单元编号。

本发明的优点是：1、SGSN侧小区无需手工配置和删除，可以动态地配置和删除小区信息，同时支持手工配置小区的操作，可以人为规划网络结构的功能；2、所有小区在动态配置过程中，SGSN侧设备根据底层链路的空闲带宽选择一个GB接口处理单元，降低了BSSGP层与NS层之间的数据包在本侧GB接口处理单元之间转发的概率，提高了SGSN设备GB接口的通信能力。

附图说明

图1为本发明的网络环境示意图；

图2为本发明中的协议层次示意图。

具体实施方式

本发明小区管理中的小区动态配置过程这样的：PCU发出小区复位消息，SGSN的GB接口处理单元中的BSSGP模块的SIG接收到这条复位消息之后，先检查是否在已配置好的GB接口处理单元上已经建立小区实体，如果已经建立，就将该复位消息转发给该小区的PTP实体，由PTP实体进行复位处理；如果该小区实体还没有建立，就用复位消息中所带的小区标志(CellID)检查SGSN数据库的配置信息中是否已经配置了该小区，如果数据库中已经配置了该小区的数据，就在已配置好的GB接口处理单元上建立该小区实体；如果数据库中没有配置该小区的数据，就选择一个GB接口处理单元，然后在其上建立小区实体，成功之后在数据库中增加这个小区的信息。所述的配置信息包括如下内容：小区标志(CellID)、小区的BVC标志、小区所属NSE标志、与该小区对应的GB接口处理单元编号等。

BSSGP动态删除小区的实现方案是这样的：一个SIG管理多个小区，根据BSSGP协议规范，当SIG进行复位后，其管理的所有小区的PTP实体都必须进行复位，也就是说PCU发出SIG复位消息之后，会接着发出所有小区的小区复位消息。SGSN的数据库中保存了所有小区的配置信息，本发明在配置信息中增加一个字段表明该小区是手工配置的还是动态配置的，例如：手工配置的以0表示，动态配置的则以1表示。虽然本发明给出了动态配置的方法，但有时进行手工配置是必要的，比如在运行初期已经预见到某个小区的话务量会很大，就可以手工将它配置在底层链路带宽比较充足的GB接口处理单元上。在SGSN收到PCU发来的SIG复位消息之后，检查数据库中所有属于该SIG的小区的配置信息，新增的字段表明每一个小区是静态手工配置还是动态配置，对于静态手工配置的小区，不删除这些小区配置信息，对于用前述方法动态配置的小区，则删除这些小区的配置信息。因为PCU发出SIG复位消息之后，会接着发出所有小区的小区复位消息，所以对于在

SGSN数据库中没有配置信息的小区，可以接着用前述的动态配置方法，分配到一个GB接口板上，同时在数据库中增加该配置信息。这样，在PCU侧删除或修改小区信息之后不用在SGSN侧手工删除这些小区的信息，当PCU侧删除或修改的小区数量比较多的时候，只要对SIG进行复位，就可以更新SGSN侧数据库中的小区配置信息，因为SGSN侧数据库中保存的小区的数量总是有限的，而这样就可以删除已经无效的小区信息。

在BSSGP层，由SIG管理多个小区，每一个SIG在NS层有对应的NSE，一个NSE管理多个NSVC，所有属于一个SIG的小区的信息在对应的NSE所管理的多个NSVC上传输。一个NSE可以属于多个GB接口处理单元，一个GB接口处理单元可以有多个NSE。当一个小区需要在SGSN上分配一个GB接口处理单元(即GB接口板)时，要看该小区所属的SIG所对应的NSE，在该NSE所属的GB接口板中选一个与该小区对应，在原来的手工配置小区时，由于在配置时很难知道各个小区的话务量，当GB接口板带宽比较繁忙时，就需要转发给该NSE所属的其他GB接口板，降低了SGSN设备的通信能力。本发明提供的方法可以根据该小区对应的NSE所属的各个GB接口板的当前可用带宽，选择最空闲的一个，分配给这个小区。如何选择出一个最空闲的GB接口板，方法是这样的：

NSVC是逻辑链路，NSVC实际上是通过FR协议的PVC来实现通信的，FR协议中要求实现PVC的链路带宽和使用率以及拥塞状态，因此利用这一点，NS层可以通过FR协议得到任何NSVC的带宽和负荷情况，NSE再将其管理的所有NSVC的带宽和负荷情况汇报到BSSGP，于是BSSGP协议就可以根据底层链路状态选择在当前底层链路通信最空闲的GB接口处理单元上建立新的小区实体了。

具体的可以采用如下方法实施：

FR模块定时向NS模块发送所有NSVC的当前带宽使用率，NS模块接收到后，由每个GB接口板的NSE保存本单板上属于该NSE的所有NSVC的当前可用带宽。一个GB接口板可能有几个NSE，一个NSE也可能属于几个GB接口板(相同的NSE在不同的GB接口板上有相同的NSE标识)，当一个NSE属于多个GB接口板时，可以用以下方法：这些GB接口板上的NSE定时向主GB接口板汇报各自所有NSVC的当前可用带宽的总和，当主GB接口处理单元接收到所有其他GB接口处理单元的属于该NSE的NSVC当前总的可用带宽数据之后，通知BSSGP模块的SIG，SIG得到了它所对应的所有GB接口板上的可用带宽，也就是可以为该SIG下所有PTP实体提供传输服务的NSVC的带宽，这样当需要建立新的小区实体时，就可以选择在当前NSVC链路最空闲的GB接口板上建立该小区实体。前述所说的“主GB接口板”是指在这些有相同NSE并且处于正常工作状态的GB接口板中选一个作为主GB接口板，如果这个主GB接口板坏了，再选择其他正常工作的GB接口板作为主GB接口板，选择的方法例如：在正常工作的板中，总是选择编号最小的GB接口板作为主接口板。

Claims (6)

1、一种GPRS系统中的小区管理方法，其特征在于：

(A)在服务GPRS支持节点SGSN的数据库的小区配置信息中增加标志字段，标志该小区是静态手工配置还是动态配置；

(B)当分组控制单元PCU发出小区复位消息时，SGSN的GB接口处理单元收到所述小区复位消息，如果在SGSN数据库的配置信息中没有配置该小区，则选择一个GB接口处理单元，创建该小区实体，并将该信息存入数据库，完成该小区的动态配置；

(C)当PCU发出信令实体SIG复位消息时，SGSN的GB接口处理单元收到所述的SIG复位消息后，检查数据库中所有属于该SIG管理的小区的配置信息，如果是静态手工配置的小区，则不删除该配置信息；如果是动态配置的小区，则删除该配置信息。

2、如权利要求1所述的GPRS系统中的小区管理方法，其特征在于，在所述的步骤B中还包括如下步骤：

(B1)SGSN的GB接口处理单元收到所述小区复位消息后，检查是否在已配置好的GB接口处理单元上已经建立小区实体，如果已经建立，将该复位消息转发给该小区的点对点数据业务PTP实体；如果没有建立，转下一步；

(B2)用所述小区复位消息中的小区标志CellID检查SGSN数据库的配置信息中是否已经配置了该小区，如果已经配置，就在该小区已配置的GB接口处理单元上建立该小区实体；如果没有配置，转下一步；

(B3)选择一个GB接口处理单元，创建该小区实体，并将该信息存入数据库。

3、如权利要求1所述的GPRS系统中的小区管理方法，其特征在于，所述的选择一个GB接口处理单元是在管理该小区的SIG所对应的GB接口处理单元中，选择当前可用带宽最大的GB接口处理单元。

4、如权利要求3所述的GPRS系统中的小区管理方法，其特征在于，所述的选择一个GB接口处理单元还包括如下步骤：

(a)在SGSN中，帧中继FR模块定时向每一个GB接口处理单元的网络服务NS模块发送每一个网络服务虚拟连接NSVC的当前使用率；

(b)每一个GB接口处理单元的NS模块收到后，计算出属于本GB接口处理单元的每一个网络服务实体NSE的所有NSVC的当前可用带宽；

(c)当一个NSE属于多个GB接口处理单元时，这些GB接口处理单元的NS模块向主GB接口处理单元上报自己该NSE的当前可用带宽；主GB接口处理单元定时向基站子系统GPRS协议BSSGP模块上报该NSE在所述这些GB接口处理单元的当前可用带宽；

(d)BSSGP模块得到了各个NSE所对应的各个GB接口处理单元的当前可用带宽，当需要建立小区实体时，根据管理该小区的SIG对应的NSE，在该NSE对应的各个GB接口处理单元中选择当前可用带宽最大的GB接口处理单元，与这个小区相对应，建立小区实体。

5、如权利要求4所述的GPRS系统中的小区管理方法，其特征在于，所述的主GB接口处理单元是在属于该NSE的所有正常工作的GB接口处理单元中任意选择一个作为主GB接口处理单元，当该主GB接口处理单元故障时，选择其他正常工作的GB接口处理单元作为主GB接口处理单元。

6、如权利要求1-5任一项中所述的GPRS系统中的小区管理方法，其特征在于，所述的配置信息包括：小区标志CellID、小区的基站子系统GPRS协议虚连接BVC标志、小区所属网络服务实体NSE标志、与该小区对应的GB接口处理单元编号。

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