具体实施方式
本发明提供一种RNC Iu/Iur的接口控制面的分布式方案,改善了系统的可靠性和资源的合理分配。
根据本发明的一个实施例,把通信网络的协议功能实体分布在多个不同的处理单元上。在此把协议功能实体分为两大类:高层协议栈和底层协议栈。其中,高层协议栈例如是包含用户(UE)上下文的应用层协议栈。底层协议栈例如是不包含UE上下文信息的链路层协议栈。
高层协议实体和底层协议实体逻辑上分开,但是物理上可以在相同的处理单元上。高层协议实体例如分布在CCP(呼叫控制处理)逻辑单元上,底层协议实体例如分布在LCP(链路控制处理)逻辑单元上。高层协议和底层协议之间通过代理模块通信。负荷的分担以及处理单元的选择,实际上通过代理实体来完成。
为了便于说明,在本发明中把高层协议实体置于高层协议装置中,而底层协议实体置于底层协议装置中。并且该高层协议装置和底层协议装置之间的通信由主控装置来控制。
以下,首先对本发明所涉及的高层协议装置100、101、102、底层协议装置200、201、202以及主控装置300、301进行详细的描述。
图1示出了根据本发明的高层协议装置的结构框图。
如图1所示,高层协议装置100包括高层协议实体111、高层协议数据存储器112、高层代理装置113以及高层公共数据存储器114。
高层协议实体111可以是如上所述的包含用户上下文信息的应用层实体部分,用于根据高层协议处理用户数据。
高层代理装置113用于实现分布式管理、节点间消息的路由和分发以及配合主控装置实现数据的同步、备份和恢复。该分布式管理对于高层协议实体111来说是透明的。用户数据分布在多个高层协议装置中,通过底层协议装置的链路资源来发送和接收用户数据,并且同一个用户的用户数据需要用相同的底层协议装置的链路资源来传输。因此,需要把分布在多个高层协议装置中的同一个用户的用户数据映射到相同的底层协议装置,并且由底层协议装置顺序地进行传输。这种映射处理由高层代理装置113和将在下文中描述的底层协议装置中的底层代理装置来实现。
高层公共数据存储器114用于存储在多个高层协议装置100之间共享的高层公共数据。其它无需共享的协议数据则存储在高层协议数据存储器112中。该高层公共数据包括高层协议装置100与底层协议装置之间的映射关系等信息。例如,由于故障原因导致映射关系重新调整,使得高层公共数据发生改变时,主控装置300通知高层代理,高层代理处理同步请求,更新公共数据。
具体来说,高层代理装置113还用于如果接收到来自主控装置发送的高层公共数据同步请求,则根据同步请求中包含的同步数据,对高层公共数据存储器114中的高层公共数据进行同步。
图2示出了根据本发明的底层协议装置200的结构框图。
如图2所示,底层协议装置200包括底层协议实体211、底层协议数据存储器212、底层代理装置213以及底层公共数据存储器214。
底层协议实体211可以是如上所述的不包含用户上下文信息的协议实体部分,用于根据底层协议传输用户数据。
底层代理装置213与所述高层代理装置113相配合用于接收高层协议装置根据映射关系映射的用户数据,以及根据所述映射关系把来自通信相对方的用户数据映射到所述高层协议装置,实现分布式管理。所述底层协议实体用于根据底层协议将来自高层协议装置的用户数据发送到通信相对方,并且接收来自通信相对方的用户数据。
底层公共数据存储器214用于存储多个底层协议装置之间共享的底层协议数据。其它无需共享的底层协议数据则存储在底层协议数据存储器212中。
例如由于故障或者链路状态发生改变导致底层公共数据发生改变时,该底层代理装置213向主控装置发送底层公共数据变化消息,并且配合主控装置实现底层公共数据的同步。
上述高层代理装置和/或底层代理装置能够实现协议数据的统计,如统计流量、链路占用比等性能数据,并将统计结果报告给主控装置。
图3示出了根据本发明的主控装置的结构框图。
如图3所示,主控装置300包括主控制器311、高层公共数据存储器312以及底层公共数据存储器313。
高层公共数据存储器312用于存储高层公共数据,并且底层公共数据存储器313用于存储底层公共数据。
主控制器311用于在接收到公共数据变化消息时,向所有高层协议装置发送数据同步请求。数据同步请求包含公共数据变化消息中包含的同步数据。具体地,如果接收到高层公共数据变化消息,则发送高层数据同步请求,高层数据同步请求包含高层公共数据变化消息中包含的同步数据,并且如果接收到底层公共数据变化消息,则发送底层数据同步请求,底层数据同步请求包含底层公共数据变化消息中包含的同步数据。
为便于管理,公共数据采用全局唯一的索引为不同的信息元素编号。当该主控制器311发现公共信息发生改变时(如收到高层或底层代理装置的通知),立即用组播消息通知所有的相关装置修改相关的信息。为不影响正常的处理,只广播所修改的部分,并附加上全局的索引,以便于进行各处理单元的定位。可以在初始化时通过配置消息将公共数据传给每个处理单元。当数据发生变化时,通过主控制器311与高层和底层代理装置的交互来完成公共数据的同步。
高层协议装置和底层协议装置的公共数据同步过程是相互独立的,底层公共数据的改变对高层协议装置来说是透明的,同样高层公共数据的改变对于底层协议装置来说也是透明的。
主控制器311根据是否满足高层或底层公共数据备份条件来相应地对高层或底层公共数据进行备份。如上所述,该备份条件可以为是否经过指定的备份时间,或检测到高层或底层公共数据发生了改变。本领域的普通技术人员还可以设定各种条件以对公共数据进行备份。
主控制器311还能够根据来自高层和底层代理装置的协议数据统计信息来跟踪和查询系统性能,通过调整所述高层协议装置与所述底层协议装置之间的映射关系来实现负荷分担。也就是说,使得用户数据均匀地在各个高层协议装置之间分布,并且使得各个底层协议装置上的链路负荷均匀分配。
本发明的分布式方案将协议实体的不同功能部分分布在不同的处理单元上,并且通过主控装置对处理单元进行分布式控制。图4是根据本发明的RNC的结构框图。RNC 400将协议实体分为高层协议实体和底层协议实体,并将这些实体分别置于高层协议装置101、102和底层协议装置201、202中。其中高层协议实体是包含用户上下文信息的协议实体部分,诸如在RNC Iu接口的无线接入网应用部分(RANAP)、接入链路控制应用协议(ALCAP)以及信令连接控制部分(SCCP)等;底层协议实体是不包含用户上下文信息的协议实体部分,诸如B-ISDN消息传输部分层3功能(MTP3b)和信令ATM适配层-网络节点接口(SAAL-NNI)等。在RNC Iur接口中,只需将高层协议实体的RANAP替换为无线网络子系统应用协议(RNSAP)即可。
如图4所示,根据本发明的RNC 400包括高层协议装置101、102、底层协议装置201、202以及主控装置301。高层协议装置101、102用于完成与高层协议实体有关的处理,并且还用于将用户数据映射到底层协议装置上。
底层协议装置201、202用于完成与底层协议实体有关的处理,并且还用于协助高层协议装置101、102完成用户数据的分布。
主控装置301用于完成高层协议装置101、102和底层协议装置201、202的数据同步操作、备份操作等处理。
图5示出了根据本发明将用户数据从高层协议实体映射到底层协议实体的示意图。
参见图5,(S1,S2,...,Sn)是高层代理公共数据的集合,在高层协议装置101中,高层代理装置1131、1132...根据存储的映射关系、用户数据的归属等信息将在高层协议实体1111、1112...发出的用户数据映射到底层协议装置201、202、...中。高层代理装置1131、1132...根据用户数据中携带的信息,将同一用户的用户数据映射到相同的底层协议装置上。例如在图中,把携带S1相关信息的用户数据都映射到底层协议装置201上,以及把携带S2相关信息的用户数据都映射到底层协议装置202上。然后,利用底层协议装置上的链路资源将其发送到通信相对方。类似地,从通信相对方接收的用户数据由底层代理装置2111、2112...映射到高层协议装置101、102...。
当底层实体故障或故障恢复时,需要修改映射关系,但在正常状态下,映射关系不变。该映射关系保存在高层公共数据存储器中。
以下,将参照图6-图8详细地描述本发明的工作流程。
图6示出了根据本发明的高层通信处理的流程图。
处理开始于步骤601。在步骤602和步骤603中,高层协议实体进行初始化操作。在步骤602中接收到高层协议实体的配置数据之后,在步骤603中对高层协议实体进行配置。在本实施例中,RNC Iu接口的高层协议实体可以包括无线接入网应用部分(RANAP)、接入链路控制应用协议(ALCAP)以及信令连接控制部分(SCCP)等。在RNC Iur接口中,只需将高层协议实体的RANAP替换为无线网络子系统应用协议(RNSAP)即可。
在步骤604中,将来自高层协议实体的用户数据映射到底层协议实体。为了实现所述分布式方案,高层协议实体之间需要共享一些诸如分布信息的关键信息。以下,将需要共享的全局数据称为公共数据,将协议实体所需的其它信息称为协议数据。该全局数据如协议实体状态等。
本实施例中,对用户数据进行分布式处理时,将根据所有底层协议实体的负荷情况,将用户数据分布到不同的底层协议实体以实现底层协议实体的负荷分担。这种负荷分担提高了整个系统的可靠性。即使某一个底层协议实体发生故障,系统仍然能够通过其它协议实体正常工作。
在步骤605中,对是否接收到来自主控装置的高层公共数据同步请求进行监测。如果监测到接收了高层公共数据同步请求,则处理转到步骤606,否则处理就转到步骤607。在步骤606中,根据与高层公共数据同步请求一并发送来的数据对高层公共数据进行同步。步骤606的处理结束后,执行步骤607,判断高层协议实体是否发生故障,如果没有发生故障则转到步骤604重复以上步骤。如果发生故障,则进行到步骤608,启用一个空闲的高层协议实体来取代发生故障的装置,利用高层公共数据存储器中备份的用户上下文信息来恢复通信,然后转到步骤604重复以上步骤。
图7示出了根据本发明的底层通信处理的流程图。
处理开始于步骤701。在步骤702和步骤703中,底层协议实体进行初始化操作。在步骤702中接收到底层协议实体的配置数据之后,在步骤703中对底层协议实体进行配置。在本实施例中,RNC Iu/Iur接口的底层协议实体可以包括MTP3b和SAAL-NNI等。
在步骤704中,底层协议实体接收来自高层协议实体的用户数据并对其进行相应的处理。根据需要,还可以将来自底层协议实体的用户数据映射到高层协议实体。
在步骤705中,对底层公共数据是否发生变化进行监测。如果监测到发生变化,则处理转到步骤706,否则处理就转到步骤707。在步骤706中,将发送包含底层共享数据的底层公共数据变化消息,优选地,为了减少数据传输,发送包含已变化数据的底层公共数据变化消息。
在步骤707中,对是否接收到底层公共数据同步请求进行监测。如果监测到接收了底层公共数据同步请求,则处理转到步骤708,否则处理就转到步骤709。在步骤708中,根据与底层公共数据同步请求一并发送来的数据对底层公共数据进行同步。
在步骤709中,对底层协议实体是否发生故障进行监测。如果监测到某个底层协议实体发生故障,则处理转到步骤710,否则处理就转到步骤704重复以上步骤。在步骤710中,根据故障的类型进行处理,当发生不可恢复的故障时,启用另外一个空闲或备用的底层协议实体来替换发生故障的底层协议实体;特别的当发生可恢复故障时(也称为逻辑故障,如某条链路故障),底层代理通知主控装置,主控装置修改底层代理数据,把发生故障的底层协议实体上承担的业务量转到其他底层协议实体上。步骤710的处理结束后,转到步骤704重复以上步骤。
图8示出了根据本发明的由主控装置执行的控制方法的流程图。
处理开始于步骤801。处理851(步骤802至步骤803)对是否有数据变化消息发出进行监测,如果监测到数据变化消息,则发送公共数据同步请求。在步骤802中,对是否收到公共数据变化消息进行监测。如果监测到接收了所述变化消息,则处理转到步骤803,否则处理就转到步骤804。在步骤803中,相应地向所有高层或底层协议实体发送高层公共数据同步请求。
处理852(步骤804至步骤805)是对公共数据进行备份的过程。在步骤804中,判断是否满足高层或底层公共数据备份条件。该条件可以为是否经过指定的备份时间,或检测到高层或底层公共数据发生了改变。本领域的普通技术人员还可以设定各种条件以对公共数据进行备份。如果步骤804判断满足高层或底层公共数据备份条件,则处理转到步骤805,否则处理就转到步骤806。在步骤805中,对与所满足的高层或底层公共数据备份条件对应的高层或底层公共数据进行备份。
处理853(步骤806至步骤807)是对底层协议实体的故障进行处理的过程。在步骤806中,对底层协议实体是否发生故障进行监测。如果监测到某一底层协议实体发生故障,则在步骤807中用空闲的底层协议实体代替发生故障的底层协议实体,或者通过更改映射关系将与发生故障的底层协议实体进行通信的所有数据转移到其它底层协议实体上。
本领域的普通技术人员应该理解,本发明不限于上述的处理851、852以及853的执行顺序,并且还应该理解图8中的处理过程是一个循环的过程,除非系统因为发生意外或其它原因而被停机。
前述实施方式只是为了进行示例性说明。不脱离本发明的范围和构思,可以做出多种改变和变形。本发明的范围由所附权利要求书确定。