CN1697536A - 数据传输系统和数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输系统及其方法，其中多个U平面控制器连接到一个C平面控制器，并且增加或减少U平面控制器的数目以实现低成本的网络结构并满足各种条件和需求。每个U平面控制器向C平面控制器发送网络流量状态、该U平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态。C平面控制器选择用于向用户终端提供服务的最优U平面链路，并且请求核心网络执行经由最优U平面控制器的U平面链路交换。核心网络执行U平面链路交换。

Description

数据传输系统和数据传输方法

技术领域

本发明涉及数据传输系统和数据传输方法，其中C平面控制器和U平面控制器彼此分离，并且C平面控制器选择最优传输线路。

背景技术

AUTRAN(通用地面无线电接入网络)是位于UE(用户设备)或诸如移动电话等的用户终端与诸如交换网络等的CN(核心网络)之间的节点，并且实现它们的接口之间的互连。RNC(无线电网络控制器)经由Iub接口容纳有多个无线电基站，并且执行涉及控制信道(CCH)和流量信道(TCH)的多种处理，其中所述Iub接口用于将无线电基站连接到RNC，所述控制信道用于传送控制信息或数据，所述流量信道用于传输用户数据。这种情形中，用户之间通常共享公共信道，并且向每个用户分配单独的信道。

近年来，在3GPP(第三代合作伙伴计划)标准化中，对作为无线电基站的控制器的RNC的全IP连网(all IP networking)有着热烈的讨论。因为预期U平面(用户数据平面)的使用率将来会增加，所以必需考虑其中C平面(控制平面)和U平面彼此分离的RNC。在实现全IP连网和C平面/U平面分离的RNC中出现了新问题。也就是说，不仅需要RNC能保证传统系统所实现的操作，并且能通过一个C平面控制器来控制多个U平面控制器，这是在C平面/U平面分离状态下考虑的。对于这个新问题，在3GPP标准化中没有给出清晰的有效资源使用系统。

如上所述，C平面代表控制平面，即是这样的链路，控制消息数据通过该链路在设备间传递，并且U平面代表用户数据平面，即是这样的链路，各种内容数据实际通过该链路在用户间传递。

通常，在一个设备内实现了用于控制C平面和U平面的功能，并且流过数据的链路通过相同的路由。为了实现满足各种可扩展性的网络结构，将用于C平面和U平面的控制器彼此分离。这一概念被称为平面分离或C平面/U平面分离。

在日本专利早期公开No.2004-48209中公开了另一种技术。即，当在宽带码分多址通信系统中，用于用户数据的U平面控制器繁忙时，该U平面控制器处理的一部分由另一备份U平面控制器来进行处置，以维持该处理。结果，当预期用户数据增加时，可以容易地将网络内用户数据的处理进行分发，以防止整个系统崩溃。

但是，在这种传统系统中，还是存在问题。即，无线电基站必需与U平面控制器一一对应，并且如果可以将U平面控制器层中的处理负载分发，则不能根据服务区域内用户数据流量的增加或减少，从多个U平面控制器中选出用于实现最优传输线路的一个U平面控制器。

发明内容

因此，由于现有技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种数据传输系统，其中，本发明包括一个C平面控制器和连接到该C平面控制器的多个U平面控制器，因此本发明能够改变U平面控制器的数目，以实现低成本的网络结构并满足各种条件和需求，例如各种可扩展性。

根据本发明的一个方面，提供了一种数据传输系统，包括：要被连接到无线电基站的用户终端、连接到无线电基站的多个用户数据平面控制器、经由网络连接到用户数据平面控制器的控制平面控制器、以及经由所述网络连接到用户数据平面控制器的核心网络，每个用户数据平面控制器包括状态报告器，用于监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且将监视到的状态信息发送到控制平面控制器，控制平面控制器包括：状态信息接收器，用于从用户数据平面控制器的状态报告器接收状态信息；用户数据平面链路选择器，用于在状态信息接收器所接收到的状态信息的基础上，选择用于向用户终端提供服务的最优用户平面链路；和用户数据平面链路交换命令器，用于请求核心网络执行经由最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换，核心网络包括用户数据平面链路交换器，用于执行用户数据平面链路交换。

在数据传输系统中，用户数据平面控制器的状态报告器监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且在控制平面控制器的报告请求的基础上，将所监视到的状态信息发送到控制平面控制器。

在数据传输系统中，用户终端包括小区运动通信器，用于在处于CELL_PCH状态的用户终端运动到另一无线电基站时，将小区运动信息发送到控制平面控制器，并且控制平面控制器还包括小区运动信息接收器，用于接收从用户终端的小区运动通信器发送的小区运动信息。用户数据平面链路交换命令器在小区运动信息接收器所接收到的小区运动信息的基础上，检查运动目标的无线电基站被分配到U平面控制器中的哪一个，并且请求核心网络执行经由最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换。

根据本发明的另一方面，提供了一种数据传输方法，包括要被连接到无线电基站的用户终端、连接到无线电基站的多个用户数据平面控制器、经由网络连接到用户数据平面控制器的控制平面控制器、以及经由所述网络连接到用户数据平面控制器的核心网络，所述方法包括：步骤1，用于通过每个用户数据平面控制器的状态报告器，监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且将监视到的状态信息发送到控制平面控制器；步骤2，用于通过控制平面控制器的状态信息接收器，从用户数据平面控制器的状态报告器接收状态信息；步骤3，用于通过控制平面控制器的用户数据平面链路选择器，在状态信息接收器所接收到的状态信息的基础上，选择用于向用户终端提供服务的最优用户平面链路；步骤4，用于通过控制平面控制器的用户数据平面链路交换命令器，请求核心网络执行经由最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换；和步骤5，用于通过核心网络的用户数据平面链路交换器，执行用户数据平面链路交换。

在数据传输方法中，在步骤1中，用户数据平面控制器的状态报告器监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且在控制平面控制器的报告请求的基础上，将所监视到的状态信息发送到控制平面控制器。

数据传输方法还包括：步骤6，用于通过用户终端的小区运动通信器，在处于CELL_PCH状态的用户终端运动到另一无线电基站时，将小区运动信息发送到控制平面控制器；和步骤7，用于通过控制平面控制器的小区运动信息接收器，接收从用户终端的小区运动通信器发送的小区运动信息，并且在步骤4中，用户数据平面链路交换命令器在小区运动信息接收器所接收到的小区运动信息的基础上，检查运动目标的无线电基站被分配到U平面控制器中的哪一个，并且请求核心网络执行经由最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换。

在根据本发明的数据通信系统及其方法中，多个U平面控制器连接到一个C平面控制器，并且增加或减少U平面控制器的数目以实现低成本的网络结构并满足各种条件和需求。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述中，本发明的目的、特征和优点将变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明一个实施例的数据传输系统的方框图；

图2是图1所示的U平面控制器的一个实施例的方框图；

图3是图1所示的C平面控制器的一个实施例的方框图；

图4是图1所示的数据传输系统中交换了U平面链路的方框图；

图5是图1所示的数据传输系统中又交换了U平面链路的方框图；

图6是示出了用于如图1和图4所示交换U平面链路的过程的流程图；

图7是示出了用于如图5所示交换U平面链路的过程的流程图。

具体实施方式

现参考附图，图1中示出了根据本发明一个实施例的数据传输系统。

在图1中，数据传输系统包括两个无线电基站1和2、两个U平面控制器11和12、C平面控制器20、核心网络30和无线UE(用户设备或终端)40，其中U平面控制器11连接到无线电基站1，U平面控制器12连接到无线电基站1和2。

C平面控制器20和核心网络30每个都经由网络100与两个U平面控制器11和12耦合。

U平面控制器11和12被分配到C平面控制器20。无线电基站1属于U平面控制器11，并且无线电基站2属于U平面控制器12。

如图1所示，UE 40现在正处于使用无线电基站1和U平面控制器11的PS(分组服务)呼叫通信状态中，并且U平面链路经由U平面控制器11和无线电基站1执行与UE 40的通信，例如进行发送和接收。

在图2中，示出了图1所示的U平面控制器11或12的一个实施例，其包括用于存储程序、数据等的存储器202，状态报告器204，用于控制存储器202和状态报告器204的控制器201，以及控制器201、存储器202和状态报告器204放置于其上的总线203，其中状态报告器204用于监视网络流量状态、U平面控制器内的资源使用状态、故障状态等状态中的至少一个，并将监视到的状态报告给该U平面控制器分配到的C平面控制器20。

在图3中，示出了图1所示的C平面控制器20的一个实施例，其包括用于存储程序、数据等的存储器302，用于从每个U平面控制器11或12接收状态报告的状态信息接收器304，用于选择最优U平面链路的U平面链路选择器305，用于从UE 40接收小区运动信息的运动信息接收器306，用于请求U平面控制器11或12的U平面链路交换的U平面链路交换命令器307，用于控制存储器302、状态信息接收器304、U平面链路选择器305、小区运动信息接收器306和U平面链路交换命令器307的控制器301，以及控制器301、存储器302、状态信息接收器304、U平面链路选择器305、小区运动信息接收器306和U平面链路交换命令器307放置于其上的总线303。

现在将参考图1和图4至图7详细描述根据本发明一个实施例的数据传输系统中的U平面链路交换的操作。

首先，如图1和图6所示，根据3RPP标准化的规定，当在某段时间的PS呼叫通信中没有分组数据被传送时，允许用户终端从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态，以便执行对无线电资源的有效使用，并节省用户终端的发送功率。在CELL_PCH状态中，释放从UE 40到无线电基站1并从无线电基站1到U平面控制器11的U平面链路(步骤S601)。U平面链路是无线电通信上单独的信道资源。

在该实施例中，CELL_DCH状态代表用户终端正在通信的状态，并且在该状态中，U平面链路被伸长(stretch)或连接。CELL_PCH状态代表用户终端仅等待无线电寻呼(paging)的状态，并且在该状态中，U平面链路不伸长或断开连接。

以这种方式，在CELL_PCH状态中，从网络侧看起来，用户终端被临时禁用，以保全无用的资源，并节省无线电资源。

如上所述，当在用户开始通信后某段时间中不进行U平面的连接时，允许用户终端从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态，以达到有效使用资源的目的。

对于从U平面控制器11经由网络100到核心网络30的U平面链路，因为RNC侧不能得知何时会将下行分组数据发送到RNC侧，所以在步骤S602中为U平面控制器11维护在UE 40从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态时所使用的U平面链路。

在图4中，示出了无线电基站1和核心网络30之间经由U平面控制器11或12的U平面链路交换的一个实施例，即，尽管在图1所示的UE40从CELL_DCH状态变为CELL_PCH状态后，处于CELL_PCH状态的UE 40仍然属于无线电基站1，还是以网络侧引导(network-side-leading)的方式从如图1所示的U平面控制器11交换到U平面控制器12。

在图4和图6中，U平面控制器11或12的状态报告器24监视当前的网络流量状态、U平面控制器内的资源使用状态、故障状态等，并且周期性地向状态报告器204所分配到的C平面控制器20报告监视到的结果(步骤S603)。

在C平面控制器20中，U平面链路选择器305在状态信息接收器304从每个U平面控制器接收到的状态报告的基础上，选择用于向UE 40提供服务的最优U平面链路(步骤S604)。

当C平面控制器20判断无线电基站1和核心网络30之间经由U平面控制器11的当前U平面链路最优时，其中就在UE 40从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态之前使用了该U平面链路，C平面控制器20不会向核心网络30发送任何请求。另一方面，当C平面控制器20判断无线电基站1和核心网络30之间经由U平面控制器12的当前U平面链路最优时，U平面链路交换命令器307向核心网络30发出U平面链路交换请求，以通过使用新定义的消息来执行从U平面控制器11到U平面控制器12的U平面链路交换(步骤S605)。

这种情形中，“新定义的消息”表示这样的新消息，其用来请求核心网络30在C平面控制器20控制U平面控制器11和12的流量状态同时，基于U平面控制器11和12的流量状态，将数据传输到不同的U平面控制器。因为在传统系统中不考虑C平面/U平面分离，所以该消息是在本系统中新定义的。

当从C平面控制器20接收到U平面链路交换请求时，核心网络30通过从U平面控制器11改变到U平面控制器12，来交换U平面链路(捕捉S606)。另外，在该实施例中，当U平面链路被交换时，因为在核心网络侧(即RNC侧)中的呼叫连接信息协商已经完成，所以不需要从U平面控制器12到核心网络30的新的C平面设置，并且只执行分组数据的发送方向中的U平面链路变化。

当产生了上行或下行分组数据时，经由U平面控制器12，重新设置每个单独信道的无线电链路资源(步骤S607)。

在图5中，示出了无线电基站1或2和核心网络30之间经由U平面控制器11或12的U平面链路交互的另一实施例，即在图1所示的UE 40从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态后，当处于CELL_PCH状态的UE 40从属于无线电基站1的一个区域运动到属于无线电基站2的另一区域时，通过使用消息“小区更新”作为触发，从如图1所示的无线电基站1和U平面控制器11的链路交换为无线电基站2和U平面控制器12的链路，其中消息“小区更新”是从UE 40发送到作为RNC侧的C平面控制器20的。

在图5和图7中，当处于CELL_PCH状态的UE 40从属于无线电基站1的区域运动到属于无线电基站2的另一区域时，在步骤S701中，UE 40根据3GPP标准化的约定，向C平面控制器20通知UE 40运动到了另一小区。

在C平面控制器20中，当小区运动信息接收器306从UE 40接收到小区运动信息时，U平面链路交换命令器307在小区运动信息接收器306接收到的小区运动信息的基础上，检查运动目标的无线电基站2被分配到U平面控制器11或12中的哪一个，并且判断所检查到的U平面控制器是否是UF 40从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态时所连接的U平面控制器11。当判定所检查的U平面控制器不同于先前的U平面控制器11时，U平面链路交换命令器307向核心网络发出U平面链路交换请求，以执行从U平面控制器11到U平面控制器12的U平面链路交换(步骤S702)。

当从C平面控制器20接收U平面链路交换请求时，核心网络30通过从U平面控制器11改变到U平面控制器12，来交换U平面链路(步骤S703)。

当产生上行或下行分组数据时，经由U平面控制器12，重新设置每个单独信道的无线电链路资源(步骤S704)。

在上述实施例中，通过新定义从C平面控制器20到核心网络30的接口，使用先前存在的UE 40的位置信息通信功能，只经由最优U平面控制器交换U平面链路，而不需要向先前存在的UE 40和每个无线电基站加入任何改变，从而简化了U平面数据的发送路由。另外，在使用C平面/U平面分离的网络结构中，在U平面控制器的状态报告的基础上，可以执行流量控制和路由控制。

因此，在传统的系统中，当UE 40从CELL_DCH状态改变为CELL_PCH状态时，不改变从RNC到核心网络30的U平面链路。当UE40运动到属于不同RNC的另一小区时，也不进行U平面链路交换。因此，在传统的系统中，当处于CELL_PCH状态的UE 40运动到不同小区，然后在返回到CELL_DCH位置之后进行通信时，U平面数据一度被发送到先前的RNC，而UE 40在CELL_PCH状态中已经改变了该RNC，并且这些U平面数据必须被传输到UE 40现在所属的新RNC。因此，根据本发明，可以改进网络内的重连接时间以及路由控制中出现的问题。另外，在传统的系统中，当在3GPP标准化的规范内执行从由3GPP标准化所调整的RNC经由接口到核心网络30的U平面链路交换时，仅有U平面链路交换没有考虑，因此必须从C平面设置重新开始操作。根据本发明，可以改进传统系统中的这一问题。

虽然参考具体的示例性实施例描述了本发明，但是本发明不受这些实施例的限制，而是由权利要求限定。还应该理解，本领域的技术人员可以改变并修改这些实施例，而不脱离本发明的范围和精神。例如，一个U平面控制器的部分功能包括C平面控制器的功能。另外，用来允许信息处理设备来执行上述优选实施例中的全部或部分处理操作的程序也包括在本发明中。

Claims (8)

1.一种数据传输系统，包括：

用户终端，要被连接到无线电基站；

多个用户数据平面控制器，连接到所述无线电基站；

控制平面控制器，经由网络连接到所述用户数据平面控制器；和

核心网络，经由所述网络连接到所述用户数据平面控制器，

每个用户数据平面控制器包括状态报告器，用于监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且将监视到的状态信息发送到所述控制平面控制器，

所述控制平面控制器包括：

状态信息接收器，用于从所述用户数据平面控制器的所述状态报告器接收所述状态信息；

用户数据平面链路选择器，用于在所述状态信息接收器所接收到的所述状态信息的基础上，选择用于向所述用户终端提供服务的最优用户平面链路；和

用户数据平面链路交换命令器，用于请求所述核心网络执行经由最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换，

所述核心网络包括用户数据平面链路交换器，用于执行所述用户数据平面链路交换。

2.如权利要求1所述的数据传输系统，其中所述用户数据平面控制器的所述状态报告器监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且在所述控制平面控制器的报告请求的基础上，将所监视到的状态信息发送到所述控制平面控制器。

3.如权利要求1所述的数据传输系统，其中所述用户终端包括小区运动通信器，用于在处于CELL_PCH状态的所述用户终端运动到另一无线电基站时，将小区运动信息发送到所述控制平面控制器，并且所述控制平面控制器还包括小区运动信息接收器，用于接收从所述用户终端的所述小区运动通信器发送的所述小区运动信息，并且其中所述用户数据平面链路交换命令器在所述小区运动信息接收器所接收到的所述小区运动信息的基础上，检查运动目标的所述无线电基站被分配到所述用户数据平面控制器中的哪一个，并且请求所述核心网络执行经由所述最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换。

4.如权利要求2所述的数据传输系统，其中所述用户终端包括小区运动通信器，用于在处于CELL_PCH状态的所述用户终端运动到另一无线电基站时，将小区运动信息发送到所述控制平面控制器，并且所述控制平面控制器还包括小区运动信息接收器，用于接收从所述用户终端的所述小区运动通信器发送的所述小区运动信息，并且其中所述用户数据平面链路交换命令器在所述小区运动信息接收器所接收到的所述小区运动信息的基础上，检查运动目标的所述无线电基站被分配到所述用户数据平面控制器中的哪一个，并且请求所述核心网络执行经由所述最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换。

5.一种数据传输方法，包括要被连接到无线电基站的用户终端、连接到所述无线电基站的多个用户数据平面控制器、经由网络连接到所述用户数据平面控制器的控制平面控制器、以及经由所述网络连接到所述用户数据平面控制器的核心网络，所述方法包括：

步骤1，用于通过每个用户数据平面控制器的状态报告器，监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且将监视到的状态信息发送到所述控制平面控制器；

步骤2，用于通过所述控制平面控制器的状态信息接收器，从所述用户数据平面控制器的所述状态报告器接收所述状态信息；

步骤3，用于通过所述控制平面控制器的用户数据平面链路选择器，在所述状态信息接收器所接收到的所述状态信息的基础上，选择用于向所述用户终端提供服务的最优用户平面链路；

步骤4，用于通过所述控制平面控制器的用户数据平面链路交换命令器，请求所述核心网络执行经由最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换；和

步骤5，用于通过所述核心网络的用户数据平面链路交换器，执行所述用户数据平面链路交换。

6.如权利要求5所述的数据传输方法，其中在步骤1中，所述用户数据平面控制器的所述状态报告器监视特定时间处的网络流量状态、该用户数据平面控制器内的资源使用状态和故障状态中的至少一个状态，并且在所述控制平面控制器的报告请求的基础上，将所监视到的状态信息发送到所述控制平面控制器。

7.如权利要求5所述的数据传输方法，还包括：

步骤6，用于通过所述用户终端的小区运动通信器，在处于CELL_PCH状态的所述用户终端运动到另一无线电基站时，将小区运动信息发送到所述控制平面控制器；和

步骤7，用于通过所述控制平面控制器的小区运动信息接收器，接收从所述用户终端的所述小区运动通信器发送的所述小区运动信息，其中在步骤4中，所述用户数据平面链路交换命令器在所述小区运动信息接收器所接收到的所述小区运动信息的基础上，检查运动目标的所述无线电基站被分配到所述用户数据平面控制器中的哪一个，并且请求所述核心网络执行经由所述最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换。

8.如权利要求6所述的数据传输方法，还包括：

步骤6，用于通过所述用户终端的小区运动通信器，在处于CELL_PCH状态的所述用户终端运动到另一无线电基站时，将小区运动信息发送到所述控制平面控制器；和

步骤7，用于通过所述控制平面控制器的小区运动信息接收器，接收从所述用户终端的所述小区运动通信器发送的所述小区运动信息，其中在步骤4中，所述用户数据平面链路交换命令器在所述小区运动信息接收器所接收到的所述小区运动信息的基础上，检查运动目标的所述无线电基站被分配到所述用户数据平面控制器中的哪一个，并且请求所述核心网络执行经由所述最优用户数据平面控制器的用户数据平面链路交换。

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