CN1964544A - 移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，包括：每个基站与控制器间至少设有两条链路，设置该链路总流量最小阈值M及链路流量的最大阈值N；正常通信时，基站与基站控制器之间启用一条链路作为主用链路，来完成信令交互，其余链路作为备用链路；流量检测模块检测主用链路的流量，并判断该主用链路流量与N的大小，若大于N，则由链路分配模块开始启用所有备用链路，以共同承担基站侧的总业务；检测所有链路的流量，并计算当前总流量，比较模块判断当前总流量与M，若小于M，则关闭所有备用链路，将当前总业务切换至主用链路上。本发明可靠性较高，提高了系统资源利用率，减少了资源浪费。

Description

移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统中信令链路分配的方法，尤其涉及一种移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法。

背景技术

20世纪80年代以来，移动通信以其便捷、灵活的特点满足了人们工作、生活中对通信的要求，呈现快速发展的势头。移动通信用户数快速增长，移动通信的地位日益提高。移动通信的业务也在发生变化，随着Internet的发展和普及，移动数据业务被普遍看好。用户数的增长和移动数据业务的发展，需要更多频谱资源，也对移动通信的数据传输能力提出了更高要求；现有的第二代移动通信的频谱效率和频谱资源是无法满足这种需求的，在不少国家已经出现了频谱资源紧张的局面，迫切需要采用新的频段和频谱效率更高的技术。针对这一情况，国际电信联盟(ITU)提出了第三代(3G)移动通信系统，以缓解频谱资源的紧张，满足多媒体业务和高服务质量的要求。

3G移动通信系统包括核心网(CN)、无线网络子系统(RNS)和用户设备(UE)三部分。无线网络子系统又包括无线网络控制器(RNC)和Node B两个实体。其中，Node B是3G系统的基站，通过Iub接口与RNC相连。

目前对Iub接口局间链路的控制通常采用两种方式：一种为主备倒换方式，即在通常情况下，只使用主用链路，备用链路闲置，当主用链路发生问题不能够完成正常的信令传输时，启动主备倒换过程，将备用链路设为主用，原主用链路变为备用。另一种方式是负荷分担的方式，即同时使用多条链路来共同为上层用户提供服务。

目前现有的两种链路控制方式虽然实现简单，但都存在缺点。对于主备倒换方式，在通常情况下该方式的可靠性比较好，但备用链路占用了资源却大部分时间(主用链路不损坏)里却处于闲置状态，造成资源利用率较低。并且，当业务不忙时，这种方式可以正常提供服务，但当大量业务同时发生，主用链路已经不堪重负，发生丢包，但只要链路状态还正常时，备用链路依然处于闲置状态，直到主用链路状态变化。而且从发现主用链路出现问题，到启用备用链路这个过程，数据传输的可靠性也会下降。负荷分担方式使用所有Iub接口局间链路资源协调工作，减少了资源的浪费，提高了信令传输效率。但同时使用多条链路为某一用户服务时，若出现某条链路拥塞等异常情况，虽然还能保证每条链路上的数据传输，但这些拥塞的链路数据上传给用户时可能已导致了时序关系的错乱，从而降低了传输的可靠性。

发明内容

针对上述现有移动通信系统中信令链路分配方法中所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种数据传输可靠性高、资源利用率高、实现简单的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法。

本发明是这样实现的：一种移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，包括以下步骤：

(1)每个基站与其对应的基站控制器之间至少连接有两条链路，并设置该基站与其对应基站控制器之间链路总流量最小阈值及每条链路流量的最大阈值；

(2)正常通信时，所述基站与其对应的基站控制器之间启用一条链路作为主用链路，来完成该基站与其对应的基站控制器之间的信令交互，所述主用链路之外的链路作为备用链路；所述基站控制器的流量检测模块检测主用链路的流量，并由比较模块判断该检测出的主用链路流量与所述链路流量的最大阈值的大小，若主用链路流量超出了所述链路流量的最大阈值，则由链路分配模块开始启用所有备用链路，以共同承担所述基站与其对应的基站控制器之间的业务；所述流量检测模块检测所有链路的流量，并计算所述基站与其对应的基站控制器之间的当前总流量，所述比较模块判断当前总流量与总流量最小阈值的大小，若当前总流量低于所述总流量最小阈值，则关闭所有备用链路，将所述基站与其对应的基站控制器之间的业务切换至主用链路上。

优选地，所述链路总流量最小阈值小于或等于每条链路流量的最大阈值。

优选地，所述步骤(2)还包括以下步骤：

所述流量检测模块检测所有链路的流量后，还须由所述比较模块判断各链路的流量与所述链路流量的最大阈值的大小，若有超出了所述链路流量最大阈值的链路，则由业务控制模块减少所述基站与其对应的基站控制器之间的业务或由所述链路分配模块在所述基站与其对应的基站控制器之间添加临时链路。

优选地，该方法还包括以下步骤：

所述基站与其对应的基站控制器之间添加了临时链路后，所述流量检测模块检测所有链路的流量，计算所述基站与其对应的基站控制器之间的当前总流量，当当前总流量小于主备用链路条数与链路流量的最大阈值之积时，收回所述临时链路；若各链路的流量超出了所述链路流量的最大阈值，则由所述业务控制模块减少该基站与其对应的基站控制器之间的业务或由所述链路分配模块在该基站与其对应的基站控制器之间继续添加临时链路。

本发明通过在各基站与其对应的基站控制器之间设置多条链路而完成信令交互时，正常情况下，仅采用其中一条链路作为基站与其对应的基站控制器之间的主用链路来进行通信，其余链路作为备用链路。但当主用链路流量超出了设定的链路最大流量阈值时，启用备用链路以共同承担信令流量。如果流量降低到一条链路能承载的时候，则将流量切换至任一链路，该承载链路作为主用链路。

具体而言，本发明具有以下优点：

可靠性较高。在业务量较小时使用主用链路来完成通信，一条链路传输信令是最稳定可靠的。当业务量增加到一定程度后，仅使用一条链路可能引起拥塞，此时将启用所有链路共同分担流量，虽然负荷分担方式可能会引起链路上数据的时序问题，但相比在大业务量下依然使用一条链路而导致拥塞或链路故障而言，这种方式将具有更高的可靠性。

提高了资源利用率，减少了资源浪费。系统中存在一些闲置的资源，如果将这些资源平均分给每个基站，对其可能不会有多大的帮助，并且对于流量不大的基站，分配资源纯属浪费。本发明将系统中的闲置资源作为动态的临时链路，当某基站启用了备用链路仍不能满足流量负荷时，可将临时链路分配于这些基站，而当这些基站的流量下降后，再收回临时链路。这大大提高了整个系统资源的有效利用率。

附图说明

图1是本发明各流量状态示意图；

图2是本发明Iub接口链路使用状态示意图；

图3是本发明RNC的实现结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明以3G移动通信系统为例进行说明。RNC和Node B之间通过Iub接口连接。每个Node B与RNC之间至少连接有两条链路，每个Node B与RNC之间的链路组成流量负荷组，设置负荷组内总流量最小阈值M及每条链路流量的最大阈值N。其中，如图1所示，N值是这样设置的：在系统中，针对每条链路均设置有数据缓冲区，来保存已发送但未收到响应的数据，N值即是根据处理器处理速度及缓冲区大小而确定，以使链路不发生拥塞及丢包为准。N值可以用占用缓冲区的具体缓冲块个数来表示，也可以用最大可占用缓冲区在整个缓冲区的比例来表示。具体的数值及表示形式可以根据实际的系统来确定。对于M，应满足M≤N。

如图1所示，Node B与RNC通信过程中，正常情况下，流量不是很大，Node B与RNC之间应采用一条链路完成该负荷组内的数据交互，该启用的链路即为主用链路，其余链路为备用链路，处于闲置状态。RNC中设置有流量检测模块，负责检测及监控已启用链路的流量(即检测已启用链路对应缓冲区的占用情况)，同时RNC中的比较模块判断主用链路流量是否超过了链路流量的最大阈值N，若超过了N值，则由系统的链路分配模块开始启用该负荷组内所有的备用链路，Node B与RNC间设置的所有链路共同承担负荷组内的所有流量，转变为负荷分担发式。根据具体需要，可设定流量检测模块对各已启用链路的检测周期，状态切换较频繁时，可适当减小检测周期，反之则增大检测周期。另外，稀土资源较大时，可适当减小检测周期，反之则增大检测周期。

在负荷分担发式情况下，流量检测模块按设定周期对各主备用链路进行流量检测，系统将首先对各链路检测出的流量进行求和，并与设定的总流量最小阈值M进行比较，若小于M，则说明此时该Node B与RNC之间的总流量可由一条链路承载，而为了避免负荷分担发式的理论瑕疵(有可能出现导致数据时序错乱，从而影响通信质量)，本发明将立即将负荷组内的业务转移至某一条链路上，仍然采用主用链路启用状态来保证通信质量。若各链路流量和大于M，则由比较模块判断是否有流量超出N的链路，若有，则说明当前流量已到达满负荷状态，需要减少负荷组内的业务或在该负荷组内增加临时链路，本发明转至请求链路添加状态。

在请求链路添加状态下，系统根据当前资源状况来决定添加临时链路或减少业务。若系统资源不足，没有可用临时链路，那么系统将无法增加临时链路，而是通过在负荷组内减少业务来实现。虽然，减少业务的做法会导致一部分用户在该时刻无法享有服务，但相比使整个负荷组内当前所有用户通信质量下降而言，仍不失为一种较佳方式。当然，如果系统有充足的可用资源，存在临时链路，则在业务较多的负荷组内添加临时链路，以与主、备用链路一起分担该负荷组内业务。

在负荷分担发式情况下对各链路流量进行检测后，本领域普通技术人员应当理解，也可先判断是否有流量超出N的链路，若有则转至请求链路添加状态，否则计算出各链路流量之和，并判断该流量之和是否小于M。

对于分配了临时链路的负荷组，同样需要对各链路(包括临时链路)进行流量检测。设此时负荷组内的链路条数为L，则计算出各链路流量之和H，若H＜(L-1)×N，则转至请求删除临时链路状态，并删除一条临时链路，若当前负荷组内不再含有临时链路，则状态自动转至负荷分担状态。若负荷组内含有流量超出N的链路，则转至请求链路添加状态，在该负荷组内继续添加临时链路或减少该负荷组内业务。

在主用链路启用，备用链路闲置状态下，若流量检测模块检测出主用链路出现故障或流量异常，则启用备用链路作为Node B与RNC之间信令交互链路，该启用链路作为主用链路。

本发明的3G移动通信系统是指时分同步码分多址(TD-CDMA)系统、宽带码分多址(WCDMA)系统和CDMA2000系统。

如图2所示，图中明确示出了Node B与RNC之间的各链路连接情况。图中，虚箭头线表示备用链路，实箭头线表示已启用的链路，点划箭头线表示启用的临时链路。该图是以主用链路、备用链路和临时链路各为一条为例示出的。本发明实际上包括三种工作状态，即流量不大时，启用主备用链路状态(仅启用主链路)，流量持续增大超出主用链路流量阈值时，同时启用主备用链路，形成负荷分担状态，如果流量继续增大，链路仍然超出设定阈值，则启用临时链路(如果有可用临时链路)，变成含临时链路的负荷分担状态；或者减少该链路组中业务。

如图3所示，本发明可很好地用于Iub接口的信令链路管理中。在RNC内部，可通过传输网络子系统的内部链路管理模块来实现对Iub接口的信令链路的动态管理。链路管理模块位于传输网络子系统，对Iub接口的所有局间链路进行管理。图中，底层通信平台用于提供局间及板间的通信服务；操作维护提供本地维护管理功能及人机接口等；传输网络提供传输网络层局间信令的互控和高层局间信令的传输功能；高层信令的功能包括语音及数据呼叫的控制、无线资源控制与分配、切换控制、基站系统的控制等。图中的各模块对于本领域普通技术人员来讲是清楚的，这里不再赘述。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1、一种移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)每个基站与其对应的基站控制器之间至少连接有两条链路，并设置该基站与其对应基站控制器之间链路总流量最小阈值及每条链路流量的最大阈值；

(2)正常通信时，所述基站与其对应的基站控制器之间启用一条链路作为主用链路，来完成该基站与其对应的基站控制器之间的信令交互，所述主用链路之外的链路作为备用链路；所述基站控制器的流量检测模块检测主用链路的流量，并由比较模块判断该检测出的主用链路流量与所述链路流量的最大阈值的大小，若主用链路流量超出了所述链路流量的最大阈值，则由链路分配模块开始启用所有备用链路，以共同承担所述基站与其对应的基站控制器之间的业务；所述流量检测模块检测所有链路的流量，并计算所述基站与其对应的基站控制器之间的当前总流量，所述比较模块判断当前总流量与总流量最小阈值的大小，若当前总流量低于所述总流量最小阈值，则关闭所有备用链路，将所述基站与其对应的基站控制器之间的业务切换至主用链路上。

2、根据权利要求1所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，所述链路总流量最小阈值小于或等于每条链路流量的最大阈值。

3、根据权利要求1所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括以下步骤：

所述流量检测模块检测所有链路的流量后，还须由所述比较模块判断各链路的流量与所述链路流量的最大阈值的大小，若有超出了所述链路流量最大阈值的链路，则由业务控制模块减少所述基站与其对应的基站控制器之间的业务或由所述链路分配模块在所述基站与其对应的基站控制器之间添加临时链路。

4、根据权利要求3所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

所述基站与其对应的基站控制器之间添加了临时链路后，所述流量检测模块检测所有链路的流量，计算所述基站与其对应的基站控制器之间的当前总流量，当当前总流量小于主备用链路条数与链路流量的最大阈值之积时，收回所述临时链路；若各链路的流量超出了所述链路流量的最大阈值，则由所述业务控制模块减少该基站与其对应的基站控制器之间的业务或由所述链路分配模块在该基站与其对应的基站控制器之间继续添加临时链路。

5、根据权利要求1所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

所述基站与其对应的基站控制器之间采用一条主用链路通信时，若所述流量检测模块检测出主用链路出现故障或流量异常，则启用备用链路作为基站与其对应的基站控制器之间信令交互链路。

6、根据权利要求1至5中任一权利要求所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，所述流量检测模块对所述基站与其对应的基站控制器之间已启用链路的流量检测的周期可根据具体情况而设定。

7、根据权利要求1至5中任一权利要求所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，所述移动通信系统为第三代移动通信系统，所述基站为Node B基站，所述基站控制器为无线网络控制器(RNC)，一个或一个以上的Node B连接于一个RNC，组成无线网络子系统。

8、根据权利要求7所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，所述第三代移动通信系统是指时分同步码分多址(TD-CDMA)系统、宽带码分多址(WCDMA)系统和CDMA2000系统。

9、根据权利要求1至5中任一权利要求所述的移动通信系统中基站侧信令链路动态分配的方法，其特征在于，所述链路流量的最大阈值按以下方式设定：

每条链路均设置有缓冲区，来保存已发送但未收到响应的数据，所述流量的最大阈值根据处理器处理速度及缓冲区大小而确定，以不发生拥塞及丢包为准。

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