专利名称：宽带码分多址网络中的软切换方法
技术领域：
本发明涉及通信系统中的软切换方法，尤其涉及WCDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access，宽带码分多址)无线接入网中，基于不同版本的DRNC(Drift Radio network Controller，漂移无线网络控制器)、SRNC(Serving Radio network Controller，服务无线网络控制器)与Node B(WCDMA网络的无线基站)之间的软切换。
背景技术：
目前，3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代伙伴工程)共有两类版本R99版本和R00版本，其中R00版本中还包含R4和R5版本。R99版本和R00版本中的R4版本无线接入网侧的传输技术是基于ATM的，而R5版本无线接入网侧的传输技术则基于IP。由于IP传输技术的一些优势，预计以后将会越来越多的替代ATM传输技术。因此产生了一个新的问题，即，ATM节点和IP节点如何互通。
同时，由于3G网络中发生RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)间软切换比较频繁，每个RNC都为软切换服务预留了较多的资源。软切换次数较多，容易引起通信质量的下降，尤其是在RNC覆盖的边缘地带，用户设备的频繁移动往往导致两个RNC间频繁的切换。与RNC内软切换相比，RNC间软切换时需要SRNC、Node B和DRNC共同处理，导致开销巨大。因此现在迫切需要能够在不同传输技术，即IP与ATM传输技术混用的环境下，良好地进行RNC间的软切换的解决方法。
下面介绍现有技术中基于不同传输技术的RNC之间软切换的相关内容和方法。先介绍一下软切换中关于邻近小区的几个重要概念活动集，指的是用户设备当前正在使用的小区的集合，软切换的执行结果就表现在活动集中小区增加或减少。
观察集，用户设备根据UTRAN(Universal Mobile telecommunicationsSystem，通用移动通信系统)给的邻近小区信息，正在观察但不在活动集中的小区，用户设备对观察集中的小区进行测量，当测量结果符合一定的条件时，这些小区可能被加入活动集，所以有时也称为候选集。
已检测集，用户设备已检测到，但既不属于活动集也不属于观察集的小区，UTRAN可以要求用户设备报告已检测集的测量结果；由于它们不属于邻近小区列表，所以有时也称之为未列出集。
在现有技术中，RNC之间的软切换过程可分为一下几个步骤1)用户设备根据SRNC给的测量控制信息，对同频的邻近小区进行测量，测量结果经过处理后，上报给SRNC；2)SRNC对上报的测量结果进行切换判决，决定是否需要进行软切换；3)切换判决后如果有新的无线链路需要增加，SRNC通过信令网关，向DRNC发送RNSAP(Radio Network Subsystem Application Part，无线网络子系统应用部分)消息，由此通知Node B准备好资源；4)DRNC和Node B之间建立信令连接后，SRNC先与DRNC建立数据承载，然后与Node B建立数据承载。然后通过活动集更新消息，通知用户设备增加和/或删除无线链路；5)在用户设备成功进行了活动集更新后，在新的Node B下增加无线链路。如果需要删除小区，则通知Node B释放相应的资源。
此时，如果SRNC和Node B传输方式不同，其中，DRNC是IP传输方式则传输路径上需要经过互通IWU(Interworking Unit，互通单元)和DRNC进行用户面转换，流程比较复杂。
由于直接传输的主要控制功能单元是DRNC，并且只在R5以后版本支持，所以这里只考虑DRNC是IP传输方式时的情况。
根据图1可以分出互通时可能实现的SRNC-Node B直接传输的情况，以及各自对应的传输路径。其中，依照DRNC是IP节点，DRNC分别是ATM和IP两种情况来考虑。
在IR SRNC与ATM Node B的环境下，需要先后经过以下节点IP SRNC、Edge Router、IP网络、Edge Router、IP DRNC、Edge Router、IP网络、ATM网络，以及ATM Node B。
在ATM SRNC与IP Node B的环境下，需要先后经过以下节点ATM SRNC、ATM网络、IWU、IP网络、Edge Router、IP DRNC、Edge Router、IP网络/EdgeRouter，以及IP Node B。
由此可见，现有网络的传输路径比较复杂。传输路径上总节点数为8个。
上述现有技术存在一下缺点1.互通时业务流的路径上的节点过多，影响IP网络的带宽利用率；2.增加业务延迟，可能导致业务中断，为运营商带来不利影响。
发明内容
本发明目的在于针对上述问题，提出一种新的软切换方法，适用于DRNC采用IP传输技术，而SRNC和Node B采用相互不同的传输技术的情况。
另外，这种方法能够克服现有技术中由于传输路径上的节点过多引起的带宽利用率不高，以及由于业务延迟有可能导致业务中断的问题。
本发明提供的宽带码分多址网络中的软切换方法包含以下步骤步骤1IP SRNC通过信令网关，向ATM DRNC发送无线链路建立请求；步骤2IP DRNC对IP SRNC的无线链路建立请求消息中包含的资源信息进行判断，确定是否可用，如果可用，则IP DRNC向ATM Node B发送无线链路建立请求；步骤3ATM Node B上报无线链路建立响应消息，通知IP DRNC已经建立成功；步骤4IP DRNC向IP SRNC发送无线链路建立响应；步骤5IP SRNC与ATM NodeB建立无线链路承载；步骤6和步骤7ATM Node B和IP SRNC为已经存在的相关链路建立同步；步骤8IP SRNC向用户设备发送活动集更新消息；步骤9用户设备向IP SRNC发送小区更新完成消息。
在上述方案中，步骤1中的所述无线链路建立请求消息包含以下资源信息小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、上行扰码、IP SRNC的IP地址，以及IP SRNC分配的本端UDP端口号。
在上述方案中，步骤2中的所述无线链路建立请求包含以下参数小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、以及上行扰码。
在上述方案中，步骤3中的所述无线链路建立响应消息中包含以下参数信令链路中止、数据传输承载建立的传输层地址信息，所述传输层地址信息中包含ATM Node B传输层地址，以及绑定ID。
在上述方案中，步骤4中的所述响应消息中包含传输层地址信息。
本发明还提供了一种宽带码分多址网络中的软切换方法，包含以下步骤步骤1ATM SRNC通过信令网关向IP DRNC发送无线链路建立请求；步骤2IP DRNC对ATM SRNC的无线链路建立请求消息中包含的资源信息进行判断，如果确定是可用的，则IP DRNC向IP Node B发送无线链路建立请求；步骤3IP Node B无线链路建立响应发送给IP DRNC；步骤4IP DRNC向ATM SRNC发送无线链路建立响应消息；步骤5ATM SRNC与IP Node B建立无线链路承载；步骤6和7IP Node B和ATM SRNC为它们之间已经存在的无线链路建立同步；步骤8ATM DRNC向用户设备发送无线资源控制消息进行活动集更新；步骤9用户设备向ATM SRNC发送小区更新完成消息。
在上述方案中，步骤1中的请求消息中包含以下资源信息小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、以及上行扰码等参数。
在上述方案中，步骤2中的所述请求消息中包含以下参数小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、上行扰码等参数。
在上述方案中，步骤3中的所述无线链路建立响应消息中包括以下参数IP Node B对应与IWU上的传输层地址和绑定ID。
在上述方案中，步骤4中的所述无线链路建立响应消息中包含以下参数传输层地址信息、邻近小区消息等参数，其中，传输层地址信息包含IP NodeB上报的AAL2地址，以及数据链路承载AAL2绑定ID。
图1是现有技术中SRNC与Node B软切换路径示意图；图2是本发明的SRNC与Node B软切换路径示意图；图3是本发明的IP SRNC与ATM Node B在IP DRNC条件下的软切换流程图；具体实施方式
图2示出本发明中，采用不同传输技术的SRNC与Node B的直接传输承载路径。其中，实线和虚线分别对应两种不同的情况，其中实线是IP SRNC和ATM Node B时的路径，虚线是ATM SRNC和IP Node B时的路径。
根据图2示出的传输路径，可以看出，本发明在实现直接传输后，传输路径得到很大的优化。具体表现为，在IP DRNC的条件下，当SRNC为IP传输模式，而Node B为ATM传输模式时，传输路径上先后经过以下节点IP SRNC、Edge Router、IP网络、IWU、ATM网络，以及ATM Node B；当SRNC为ATM传输模式，而Node B为IP传输模式时，传输路径上先后经过以下节点ATM SRNC、ATM网络/IWU、IP网络、Edge Router，以及IP Node B。
由此可见，在进行本发明提出的直接传输方法后，路径比原来优化了很多，中间节点数减少在一半以上，再加上低速链路处理和IWU的处理时延，对时延的优化也应该相当可观。
下面再针对IP DRNC条件下，IP SRNC与ATM Node B，以及ATM SRNC与IP Node B两种情况的软切换过程进行描述。
1.IP SRNC和ATM Node B图3描述了IP SRNC在接收到用户设备上报的针对ATM Node B的测量信息MEHO(Mobile evaluated handover，移动台估计值切换)后，发起软切换的流程。
步骤1IP SRNC通过信令网关，向ATM DRNC发送无线链路建立请求，增加一条新的无线链路。在该无线链路建立请求中，包含例如小区ID、每个DCH(Dedicated Channel，专用通道)的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、上行扰码、IP SRNC的IP地址，以及IP SRNC分配的本端UDP端口号等参数。
步骤2IP DRNC对IP SRNC的无线链路建立请求消息中包含的资源信息进行判断，确定是否可用，如果可用，则IP DRNC通过NBAP(Radio NetworkSubsystem Application Part，无线网络子系统应用部分)向ATM Node B发送无线链路建立请求。该请求中包含例如小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、以及上行扰码等参数。
需要说明的是，此处的IP SRNC的IP地址和UDP端口号没有被DRNC转发到ATM Node B，需要IP SRNC在后面的IP ALCAP(接入链路控制应用协议)建立时连同ATM Node B的E.164地址和绑定ID一起由SRNC通过IP ALCAP的ERQ(Establish Request，建立请求)送给IWU。
步骤3ATM Node B指派IP DRNC请求中包含的资源，完成后向IP DRNC上报无线链路建立响应消息，通知IP DRNC已经建立成功。其中，无线链路建立响应消息中包含例如信令链路中止、数据传输承载建立的传输层地址信息等参数。需要说明一下，传输层地址信息中，包含例如ATM Node B传输层地址，即ATM Node B的AAL2地址，以及绑定ID，即区分每一条链路的标识ID。
步骤4IP DRNC向IP SRNC发送无线链路建立响应。该响应消息中包含传输层地址信息，即ATM Node B上报的AAL2地址、AAL2B数据链路承载、邻近小区信息等。
步骤5IP SRNC与ATM Node B建立无线链路承载。具体地说，SRNC发现其参数是Node B上报的传输层地址和绑定ID，则通过IP ALCAP向IWU发起IP ALCAP建立流程，在IP ALCAP中将SRNC的IP地址、UDP端口号上报给IWU。
需要说明的是，在本实施例中，IP SRNC仍然需要将自己的IP地址、UDP端口号再发一遍给IWU，虽然在第一步中已经发送给了IP DRNC，但在检测到IP DRNC返回的地址是ATM地址后，需要再发一遍给IWU。
在该流程中，IWU将IP SRNC的IP地址和UDP端口号和ATM Node B的传输层地址和绑定ID一一对应起来。
步骤6和步骤7ATM Node B和IP SRNC通过交换适当的专用信道协议帧，即下行链路同步和上行链路同步，为已经存在的相关链路，即ATM Node B与IP SRNC之间的链路建立同步。
需要说明的是，如果建立同步失败，表示目的不可达，但由于IP SRNC和ATM DRNC同为IP传输的方式，用IP DRNC发起建立也同样会不可达。则认为本次建立失败。
步骤8IP SRNC向用户设备发送活动集更新消息，即增加一条无线链路。其中，该消息中包含消息例如更新类型、小区ID、下行扰码、功率控制信息、邻近小区信息等参数。
步骤9用户设备向IP SRNC发送小区更新完成消息。
2.ATM SRNC和IP Node B下面描述ATM SRNC在接收到用户设备上报的针对IP Node B的测量信息MEHO(Mobile evaluated handover，移动台估计值切换)后，发起软切换的流程。
步骤1ATM SRNC通过信令网关向IP DRNC发送无线链路建立请求，增加一条新的无线链路。该请求消息中包含例如小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、以及上行扰码等参数。
步骤2IP DRNC对ATM SRNC的无线链路建立请求消息中包含的资源信息进行判断，如果确定是可用的，则IP DRNC通过NBAP(Radio Network SubsystemApplication Part，无线网络子系统应用部分)向IP Node B发送无线链路建立请求。该请求中包含例如小区ID、每个DCH的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、上行扰码等参数。
需要说明的是，IP DRNC知道该IP Node B是IP传输方式。同时，IP DRNC通过ATM SRNC发来的无线链路建立请求中包含的参数，可以知道ATM SRNC不是IP传输方式，为了不改动无线网络层的消息，IP DRNC此处将自己看作ATM传输方式来处理，即此消息中不携带自己的IP地址和UDP端口号。
步骤3IP Node B指派IP DRNC请求的资源，完成无线链路连接后，将无线链路建立响应发送给IP DRNC。需要说明的是，由于IP Node B接收的无线链路建立请求消息中没有IP地址和端口号，故使IP Node B认为IP DRNC是ATM传输方式，在无线链路建立响应消息中包括自己对应在IWU上的传输层地址和绑定ID。
其中，无线链路建立响应消息包含例如信令链路中止、数据传输承载建立的传输层地址信息等参数。传输层地址信息中有与IP Node B在IWU上的传输层地址对应的AAL2地址，以及区分每一条链路的标识ID的AAL2绑定ID。
步骤4IP DRNC向ATM SRNC发送无线链路建立响应消息。该消息中包含例如传输层地址信息，以及邻近小区消息等参数。其中，传输层地址信息包含IP Node B上报的AAL2地址，以及数据链路承载AAL2绑定ID。
步骤5ATM SRNC与IP Node B建立无线链路承载。ATM SRNC发现IP NodeB的参数是传输层地址和绑定ID，则使用ALCAP，通过IWU向IP Node B发起IP ALCAP，建立流程，并且在ALCAP中将ATM SRNC的传输层地址、绑定ID上报给IWU。
0在该流程中，IWU将ATM SRNC的传输层地址和绑定ID，与IP Node B的IP地址和UDP端口号相互对应起来。将IP Node B的UDP端口号与Iub接口的专用信道数据传输承载进行绑定。每个端口号都对应一个无线链路。
步骤6和7IP Node B和ATM SRNC通过适当的专用信道协议帧——下行链路同步和上行链路同步为它们之间已经存在的无线链路建立同步。随后由IP Node B开始下行链路发射。需要说明的是，如果建立同步失败，表示目的不可达，但由于SRNC和DRNC同为IP传输的方式，用DRNC发起建立也同样会不可达。则认为本次建立失败。
步骤8ATM DRNC通过专用控制信道向用户设备发送无线资源控制消息进行活动集更新——增加一条无线链路。该无线资源控制消息中包含例如更新类型、小区ID、下行扰码、功率控制信息以及邻近小区信息等。
步骤9用户设备向ATM SRNC发送小区更新完成消息。
需要说明的是，当ATM DRNC覆盖的区域内有多个Node B被加入用户设备的活动集时，将重复以上过程。
随后，当在一定条件下ATM SRNC决定迁移时，向CN发送迁移请求消息。随后CN开始发起CN与IP DRNC之间的无线接入承载的建立，同时IP DRNC发起与IP Node B之间的传输承载。当完成上述两个承载之后，原先核心网与ATM SRNC，以及ATM SRNC与IP Node B之间的无线承载将被释放。从而IP DRNC变成IP SRNC，完成迁移过程。
本发明优化了现有DRNC的处理和信令流程来，实现了SRNC和Node B不是相同传输方式时建立直接传输承载。
权利要求
1.一种宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于包含以下步骤步骤1IP服务无线网络控制器通过信令网关，向ATM漂移无线网络控制器发送无线链路建立请求；步骤2IP漂移无线网络控制器对IP服务无线网络控制器的无线链路建立请求消息中包含的资源信息进行判断，确定是否可用，如果可用，则IP漂移无线网络控制器向ATM无线基站发送无线链路建立请求；步骤3ATM无线基站上报无线链路建立响应消息，通知IP漂移无线网络控制器已经建立成功；步骤4IP漂移无线网络控制器向IP服务无线网络控制器发送无线链路建立响应；步骤5IP服务无线网络控制器与ATM无线基站建立无线链路承载；步骤6和步骤7ATM无线基站和IP服务无线网络控制器为已经存在的相关链路建立同步；步骤8IP服务无线网络控制器向用户设备发送活动集更新消息；步骤9用户设备向IP服务无线网络控制器发送小区更新完成消息。
2.如权利要求1所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤1中，所述无线链路建立请求消息中包含以下资源信息小区ID、每个专用通道的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、上行扰码、IP服务无线网络控制器的IP地址，以及IP服务无线网络控制器分配的本端UDP端口号。
3.如权利要求1所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤2中，所述无线链路建立请求包含以下参数小区ID、每个专用通道的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、以及上行扰码。
4.如权利要求1所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤3中，所述无线链路建立响应消息中包含以下参数信令链路中止、数据传输承载建立的传输层地址信息，所述传输层地址信息中包含ATM无线基站传输层地址，以及绑定ID。
5.如权利要求1所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤4中，所述响应消息中包含传输层地址信息。
6.一种宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于包含以下步骤步骤1ATM服务无线网络控制器通过信令网关向IP漂移无线网络控制器发送无线链路建立请求；步骤2IP漂移无线网络控制器对ATM服务无线网络控制器的无线链路建立请求消息中包含的资源信息进行判断，如果确定是可用的，则IP漂移无线网络控制器向IP无线基站发送无线链路建立请求；步骤3IP无线基站无线链路建立响应发送给IP漂移无线网络控制器；步骤4IP漂移无线网络控制器向ATM服务无线网络控制器发送无线链路建立响应消息；步骤5ATM服务无线网络控制器与IP无线基站建立无线链路承载；步骤6和7IP无线基站和ATM服务无线网络控制器为它们之间已经存在的无线链路建立同步；步骤8ATM漂移无线网络控制器向用户设备发送无线资源控制消息进行活动集更新；步骤9用户设备向ATM服务无线网络控制器发送小区更新完成消息。
7.如权利要求6所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，所述步骤1中的请求消息中包含以下资源信息小区ID、每个专用通道的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、以及上行扰码等参数。
8.如权利要求6所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤2中，所述请求消息中包含以下参数小区ID、每个专用通道的传输格式集合、传输格式集的集合、频率、上行扰码等参数。
9.如权利要求6所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤3中，所述无线链路建立响应消息中包括以下参数IP无线基站对应与互通单元上的传输层地址和绑定ID。
10.如权利要求6所述的宽带码分多址网络中的软切换方法，其特征在于，在步骤4中，所述无线链路建立响应消息中包含以下参数传输层地址信息、邻近小区消息等参数，其中，传输层地址信息包含IP无线基站上报的从L2地址，以及数据链路承载AAL2绑定ID。
全文摘要
本发明提供了一种宽带码分多址网络中的软切换方法，适用于DRNC采用IP传输技术，而SRNC和Node B采用不同的传输技术的情况。本发明的方法能够克服现有技术中用户设备与网络互通时业务流的路径上的节点过多，影响IP网络的带宽利用率；以及由于业务延迟导致业务中断的问题。本发明的软切换方法包含以下步骤ATM SRNC向IP DRNC发送无线链路建立请求；IP DRNC向IP Node B发送无线链路建立请求；IP Node B无线链路建立响应发送给IP DRNC；IP DRNC向ATM SRNC发送无线链路建立响应消息；ATM SRNC与IP Node B建立无线链路承载；IP Node B和ATM SRNC为它们之间已经存在的无线链路建立同步；ATM DRNC向用户设备发送无线资源控制消息进行活动集更新；用户设备向ATM SRNC发送小区更新完成消息。
文档编号H04W76/02GK1761358SQ20041008533
公开日2006年4月19日 申请日期2004年10月11日 优先权日2004年10月11日
发明者高全中 申请人:华为技术有限公司