CN1863140A - 一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法。本发明通过SGSN直接出Gi接口，提供到Internet的业务访问来提高网络资源的利用效率，以适应高速无线接入技术对核心网处理能力的要求。本发明实现了到达Internet的数据流只通过SGSN，而VPN业务经过专网、GGSN到达VPN，不仅节省了GGSN资源，而且减少了对专网业务的干扰、简化了组网，且该操作不对协议产生任何影响。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法。
背景技术
在典型的WCDMA(Wideband Code Division Multiple Aceess，宽带码分多址)网络中，分组域用户面数据需要经过NODEB(基站)-RNC(无线网络控制器)-SGSN(服务GPRS支持节点)-GGSN(网关GPRS支持节点)后从Gi接口才能进入Internet网，尤其是在SGSN和GGSN不是就近放置的情况下，普通的internet业务增加了对SGSN-GGSN间传输资源和GGSN资源的浪费。
如图1所示是典型的WCDMA分组域用户面网络结构图，其中终端MS(移动终端)的数据包将经过NODEB、RNC、SGSN、GGSN最后从Gi接口被发送到Internet或VPN(虚拟私有网)网络。相反方向也一样，由VPN或Internet的数据包需要经过GGSN、SGSN、RNC、NODEB发送到用户终端MS。
下面将结合不同组网情况，分析现有的数据包传输过程中存在的缺点。
WCDMA分组网络建设时需要承载在传输网络上，通常有两种方法：一种是直接承载在Internet骨干网上，这种方法的好处是可以复用现有网络资源，缺点是因为Internet骨干网同时还承载了宽带接入等其他Internet业务，WCDMA网络传输的分组数据包可能会受到其他业务的干扰；另一种方法是为WCDMA分组网络建设专网承载，此时WCDMA网络中的分组数据将不会被其他网络干扰，但存在承载建设成本高的问题。
WCDMA分组网络从整个IP网络的角度看是一个无线宽带接入网，其接入点在GGSN外侧的Gi接口，WCDMA分组网络最终从Gi接口接入到业务网中；其基本的接入方向有两个，一个是接入Internet，此时为用户提供的就是普通的上网业务；一个是接入VPN专网，此时一般是为商业客户提供服务，商业客户需要通过WCDMA分组网络接入到其公司内部的VPN专网中。在提供用户接入VPN专网服务时，一般要求WCDMA分组网络提供较好的服务质量保证，这也间接对WCDMA分组网络的承载网提出了要求。
首先，如图2所示，当WCDMA分组网络承载在Internet骨干网上时，SGSN和GGSN不是就近连接，他们之间需要经过Internet骨干网互连，这就导致了发送到Internet的数据包两次经过Internet骨干网，因而浪费了大量网络资源。同时，由于到达VPN的流量和到达Internet的流量在经过SGSN/GGSN间的Internet骨干网时路径相同，使得到VPN的流量受到经过internet骨干网其他流量的干扰。
在另外一种典型的组网环境下，WCDMA分组网络承载在承载专网上，此时SGSN/GGSN间的流量全部经过专网，如图3所示，则不仅浪费了专网的资源、在承载专网中，也使得到internet流量和到VPN流量无法避免相互干扰。
另外一种优化的承载网建设方法是使SGSN/GGSN的流量分为两个部分，一部分(VPN专网访问业务)经过承载专网传输，另一部分(Internet访问业务)经过Internet骨干网传输。如图4所示，此时可以避免Internet流量和到VPN流量相互干扰，但因为SGSN/GGSN为达到把流量分流的目的必须同时接入两个网络，并规划两个网络的流量规模，这需要规划额外的IP地址和开发专门的功能才能支持，从而加大了网络规划的难度。而且这种方法无法解决访问Internet业务流量反复两次经过Internet骨干网的问题。
还有一种网络建设优化方案是把GGSN就近建设在SGSN旁边，并且让到Internet的业务访问全部通过就近的GGSN完成，如图5所示，这样可以解决访问Internet业务流量反复经过Internet骨干网的问题。同时因为VPN专网只能从一个GGSN接入，因此WCDMA网络中SGSN需要经过承载组网接入到“接入VPN专网”的GGSN，来保证VPN专网业务的服务质量。这种方法显然比其他方案更加优化，但依然存在两个问题：一个是此时GGSN的作用只是SGSN的一个附属设备，其存在本身就是一种浪费；另一个是因为GGSN只能和其就近的SGSN的互连，就限制了GGSN的容量不能超过SGSN的容量，而实际情况是GGSN的容量通常比SGSN大很多；当要求GGSN间进行备份时问题就更突出，因为此时要求SGSN就近要部署两个以上的GGSN，这将造成GGSN容量的进一步浪费。
因此，需要提供一种方法可以避免GGSN资源的浪费，并减少到internet流量和到VPN流量之间的相互干扰。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，通过SGSN直接出Gi接口，提供到Internet的业务访问来提高网络资源的利用效率，以适应高速无线接入技术对核心网处理能力的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，包括：
A、在服务GPRS支持节点SGSN上确定业务类型；
B、根据上述确定的业务类型采用特定的节省网络资源的方式转发相应的数据包。
所述步骤A包括：
A1、接收PDP激活请求；
A2、根据激活PDP使用的接入点名APN确定业务类型。
所述步骤A包括：
A3、确定业务类型为普通互联网Internet业务。
所述步骤B包括：
B11、获取用户面资源和用户IP地址；
B12、获取无线资源；
B13、根据获取的用户面资源、用户IP地址及无线资源通过移动终端MS、无线接入网RAN、SGSN内的用户面USR、Internet转发数据包。
所述步骤B还包括：
B14、获取无线资源后，发送PDP激活应答给MS。
当用户发生SGSN间切换，并通过原SGSN的Gi接口访问Internet时，原SGSN将其用户IP地址作为GGSN地址传送给新的SGSN，数据流将经过新的SGSN和原SGSN的USR。
所述步骤A包括：
A4、确定业务类型为专用私有网VPN业务。
所述步骤B包括：
B21、获取用户面资源；
B22、向网关GPRS支持节点GGSN获取GGSN资源及用户IP地址；
B23、GGSN向VPN请求专网IP地址，并将该专网IP地址、上述GGSN资源及用户IP地址回传至SGSN；
B24、获取无线资源；
B25、根据上述获取的用户面资源、GGSN资源及用户IP地址、专网IP地址经过MS、RAN、SGSN内的USR、GGSN、VPN转发数据包。
所述步骤B还包括：
B26、获取无线资源后，发送PDP激活应答。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了到达Internet的数据流只通过SGSN，而VPN业务经过专网、GGSN到达VPN，这样不仅节省了GGSN资源，而且减少了对专网业务的干扰、简化了组网，且该操作不对协议产生任何影响。
附图说明
图1为现有技术分组域用户面网络结构图；
图2为现有技术缺陷示意图1；
图3为现有技术缺陷示意图2；
图4为现有技术缺陷示意图3；
图5为现有技术缺陷示意图4；
图6为本发明普通Internet业务处理流程图；
图7为本发明VPN业务处理流程图；
图8为本发明有益效果示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是将普通Internet业务通过SGSN直接出Gi接口，提供到Internet的业务访问来提高网络资源的利用效率，以适应高速无线接入技术对核心网处理能力的要求。
本发明提供了一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，通过SGSN直接出Gi接口，避免了发送到Internet的业务流量与发送到VPN的业务流量相互干扰，同时减少了资源的浪费。
参照图6所示，为本发明普通Internet业务处理流程，该流程包括：
步骤10：MS向SGSN端发送PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)激活请求；
SGSN内的CTL(控制面实体)接受该PDP激活请求；
步骤11：SGSN内的CTL判断用户是否使用的是普通Internet业务；
CTL主要是根据MS激活PDP使用的APN(接入点名)来确定该用户是否使用的是普通Internet业务，该业务可以是普通Internet业务或VPN业务，若用户使用的是普通Internet业务，则执行步骤12；
步骤12：CTL向SGSN内的USR(用户面)发送用户面资源和用户IP地址的请求，并获取该用户面资源和用户IP地址；
普通Internet业务由USR直接分配用户面资源和用户IP地址。
步骤13：CTL获取上述用户面资源及用户IP地址后，向RAN(无线接入网)端发送无限资源分配请求，并获取无线资源；
RAN端根据资源使用情况为上述请求分配无线资源；
步骤14：SGSN的CTL向MS发送PDP激活成功应答；
CTL以向MS端发送应答的方式表示该PDP激活请求已接受，即成功获取用户面资源、用户IP地址及无限资源；
步骤15：转发数据包；
上述操作完成后，MS发送Internet数据包，经RAN透传到SGSN，SGSN内的USR接受该数据包，根据该数据包的目的IP地址确定要发送的Internet地址，在Internet端进行相关业务操作，将需回执内容回传，经过SGSN的USR，在此处获得上述申请的IP地址并转换成RAN可接收格式，根据该地址将上述内容经RAN透传至MS端，该数据包转发过程无需经过GGSN，直接由USR经过RAN发送至MS；
当用户发生SGSN间切换，并通过原SGSN的Gi接口访问Internet时，原SGSN将其用户IP地址作为GGSN地址传送给新的SGSN，此时数据转发继续进行，数据流将经过新的SGSN和原SGSN的USR，此过程不会引起SGSN间的流量变化。
参照图7所示，为本发明VPN业务处理流程，该流程包括：
步骤20：MS发送PDP激活请求；
步骤21：SGSN内的CTL根据MS激活PDP使用的APN判断用户是否使用的是VPN业务，若是VPN业务则执行步骤22；
步骤22：CTL向SGSN内的USR发送用户面资源请求，并获取该用户面资源；
处理VPN业务时，USR只为上述请求分配用户面资源；
步骤23：CTL向GGSN请求GGSN资源及用户IP地址；
GGSN为上述请求分配GGSN资源及用户IP地址，相应的IP地址用于后续USR回传相关内容时确定需发送的目的地址；
步骤24：GGSN向VPN请求专网IP地址，并将该专网IP地址连同GGSN资源及用户IP地址发送至CTL；
GGSN向VPN发送专网IP地址请求，VPN接受该请求并分配一专网IP地址传送至GGSN端，该专网IP地址用于回传数据内容时确定需发送的SGSN的USR地址；
步骤25：CTL向RAN端发送无限资源分配请求并获取无线资源；
步骤26：CTL向MS发送PDP激活成功应答，以表示上述PDP激活请求已被接受，并成功获取用户面资源、GGSN资源及IP地址、专网IP地址，并且已被分配无线资源等；
步骤27：转发数据包；
上述操作完成后，MS发送VPN数据包，经RAN透传到SGSN，SGSN内的USR接受该数据包，得到该数据包信息，根据该信息得到对应的GGSN的IP地址，将该业务发送至GGSN端，GGSN根据该业务的目的IP地址确定要发送的VPN地址，在VPN端进行相关业务操作，将需回传的内容回传，经过GGSN端，在此根据回传内容建立隧道包，根据上述申请的专网IP地址传送至SGSN的USR，在此处获得上述申请的IP地址并转换成RAN可接收格式，根据该地址将回传内容经RAN透传至MS端；
采用上述方法，本发明实现了到达Internet的数据流只通过SGSN，而VPN业务经过专网、GGSN到达VPN，如图8所示，这样不仅节省了GGSN资源，而且减少了对专网业务的干扰、简化了组网。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1、一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，包括：
A、在服务GPRS支持节点SGSN上确定业务类型；
B、根据上述确定的业务类型采用特定的节省网络资源的方式转发相应的数据包。
2、如权利要求1所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
A1、接收PDP激活请求；
A2、根据激活PDP使用的接入点名APN确定业务类型。
3、如权利要求1或2所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
A3、确定业务类型为普通互联网Internet业务。
4、如权利要求3所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤B包括：
B11、获取用户面资源和用户IP地址；
B12、获取无线资源；
B13、根据获取的用户面资源、用户IP地址及无线资源通过移动终端MS、无线接入网RAN、SGSN内的用户面USR、Internet转发数据包。
5、如权利要求4所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
B14、获取无线资源后，发送PDP激活应答给MS。
6、如权利要求4所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，当用户发生SGSN间切换，并通过原SGSN的Gi接口访问Internet时，原SGSN将其用户IP地址作为GGSN地址传送给新的SGSN，数据流将经过新的SGSN和原SGSN的USR。
7、如权利要求1或2所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
A4、确定业务类型为专用私有网VPN业务。
8、如权利要求6所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤B包括：
B21、获取用户面资源；
B22、向网关GPRS支持节点GGSN获取GGSN资源及用户IP地址；
B23、GGSN向VPN请求专网IP地址，并将该专网IP地址、上述GGSN资源及用户IP地址回传至SGSN；
B24、获取无线资源；
B25、根据上述获取的用户面资源、GGSN资源及用户IP地址、专网IP地址经过MS、RAN、SGSN内的USR、GGSN、VPN转发数据包。
9、如权利要求6所述的一种提高无线通信系统网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
B26、获取无线资源后，发送PDP激活应答。
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