Flex组网下建立连接的方法、寻呼方法、信令处理实体及网络系统的制作方法

专利名称:Flex组网下建立连接的方法、寻呼方法、信令处理实体及网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域：
，尤其涉及一种FLEX组网下建立连接的方法、寻呼方 法、信令处理实体及网络系统。
背景技术：
在第三代伙伴组织计划(3GPP，ThirdGeneration Partnership Projects)协议 的R5版本之前，一个射频接入网(RAN，Radio Access Network)节点只能连接到一个核 心网(CN，Core Network)节点，也就是一个接入网侧的一个射频网络控制器(RNC，Radio Network Controller)/ 基站控制器(BSC, BaseStation Controller)只能受唯一的核心 网节点控制，该核心网节点可以是移动业务交换中心(MSC，Mobile-services Switching Centre) /MSC 服务器(MSCServer)/MSCe，其中，MSCe 是 CDMA 领域中对应 MSC Server 的设 备。3GPP协议在R5版本中就引入了 Flex的概念，所谓Flex就是指支持一个RAN/BSC到多 个核心网节点的域内连接路由功能，由RAN/BSC为用户分配一个核心网节点地址，随后在 该核心网节点上处理该用户的所有核心网业务。
在通用移动通信系统(UMTS，UniversalMobile TelecommunicationsSystem) 领域被称为Iu-Flex技术，其中Iu是指Iu接口，即RAN和CN之间的接口，在全球移动通 信系统(GSM，Global System for MobileCommunications)及码分多址接入(CDMA，code division multiple access)领域，对应UMTS领域Iu接口的是A接口，所以在GSM及CDMA 领域可以被称为A-Flex技术。
在3GPP协议的R5版本中，具有Flex功能的组网结构由多个核心网节点和多个 RNC/BSC构成，这些RNC/BSC的无线覆盖范围组成一个池区，池区中的每个RNC/BSC都被 池区中所有或部分核心网节点控制；现以实例说明具有Flex功能的组网结构，如图1所 示，RNC/BSC104与MSC101、MSC102、MSC103分别相互连接，可以接受这三个MSC的控制； RNC/BSC105与MSC102、MSC103分别相互连接，可以接受这两个MSC的控制；RNC/BSC106与 MSC102、MSC103分别相互连接，可以接受这两个MSC的控制。
RNC/BSC根据负荷均衡原则，为用户选择池区中的核心网节点(可以为MSC/MSC Server/MSCe)进行业务处理，使某个用户在池区内漫游时，所有的核心网业务处理过程都 在池区内所选择的核心网节点上处理，即对于单个用户而言，其在池区内只归属于一个核 心网节点，也即在一个核心网节点上处理该用户的所有的核心网业务。池区内所有用户将 被均衡的划分到应归属的核心网节点上。这种对池区内用户应归属的核心网节点的均衡划 分，通常是在用户初次在这个池区内登记时，由RNC/BSC采用的负荷均衡算法来决定的。
在UMTS/GSM领域，当用户在池区中初始登记时，RNC/BSC采用负荷均衡算法将 信令连接控制部分(Signaling Connection Control Part, SCCP)上行连接请求消息发 送到某个核心网节点上，该核心网节点给该用户分配一个携带网络资源指示(Network Resource Indicator, NRI)的临时用户标识(TempMobile Subscriber Identify, TMSI)。而对于该用户后续在池区内再发起的SCCP上行连接请求消息都携带TMSI，根据TMSI与核 心网节点地址的映射关系，获取该核心网节点地址，并向该核心网节点发送该SCCP上行连 接请求消息。
在CDMA领域中，BSC采用负荷均衡算法将SCCP上行连接请求消息发送到某个核 心网节点，记录国际移动台标识(International Mobile Subscriberldentity, IMSI)与核 心网节点的映射关系，该核心网节点向BSC发送SCCP连接请求应答消息，而对于用户后续 在池区内再发起的SCCP上行连接请求消息都携带IMSI，根据已记录的IMSI与核心网节点 地址的映射关系，获取该核心网节点地址，并向该核心网节点发送该SCCP上行连接请求消 肩、ο
在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术存在以下问题
现有技术为了使系统支持Flex功能，必须对系统相关设备进行软件升级，比如 RNC/BSC等接入网侧的设备就需要将软件升级到支持Iu-Flex/A-Flex技术，而现有运行中 的网络已经非常庞大，拥有数量众多的RNC/BSC，一一升级需要消耗大量的人力物力，而且 支持Iu-Flex/A-Flex的RNC/BSC等接入网侧设备都需要配置与这个技术相关的数据，配置 数据的维护管理工作非常复杂，也需要消耗大量的人力物力。

发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种FLEX组网下建立连接的方法、寻呼 方法、信令处理实体及网络系统，能够在对现有网络系统架构改变很小的情况下，实现Flex 功能。
有鉴于此，本发明实施例提供
一种信令处理实体，包括
接入网侧消息接收单元，用于接收来自接入网侧的消息，所述来自接入网侧的消 息包括用于请求为用户建立连接的信令连接请求消息；
第一获取单元，用于在接收到所述信令连接请求消息后，获取能够处理所述用户 相关业务的核心网节点的标识；
接入网侧消息发送单元，用于向所述核心网节点发送所述来自接入网侧的消息， 所述来自接入网侧的消息包括所述信令连接请求消息；
核心网侧消息转发单元，用于接收来自所述核心网节点的消息并转发给所述接入 网侧，所述来自核心网节点的消息包括信令连接建立确认消息。
一种信令处理实体，包括
寻呼消息接收单元，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息；
映射关系存储单元，用于保存所述用户标识与所述核心网节点的标识的映射关 系；
寻呼消息发送单元，用于向接入网侧发送所述寻呼消息；
寻呼响应消息接收单元，用于接收接入网侧发送的携带所述用户标识的寻呼响应 消息；
核心网节点标识获取单元，用于根据所保存的用户标识与所述核心网节点的标识 的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识；[0023]寻呼响应消息发送单元，用于向所述核心网节点发送所述寻呼响应消息。
一种FLEX组网下建立连接的方法，该方法包括
信令处理实体接收接入网侧发送的用于请求为用户建立连接的信令连接请求消 息，获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识，向所述核心网节点发送所述信 令连接请求消息；
所述信令处理实体接收所述核心网节点发送的信令连接建立确认消息，并转发给 接入网侧。
一种FLEX组网下的寻呼方法，该方法包括
信令处理实体接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息，保存所述用户标 识与所述核心网节点的标识的映射关系，并向接入网侧发送所述寻呼消息；
信令处理实体接收接入网侧发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息，根据所述 用户标识与所述核心网节点标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点 的标识，向所述核心网节点发送所述寻呼响应消息。
一种网络系统，包括射频网络控制器/基站控制器RNC/BSC，信令处理实体和核 心网节点，其中，
所述信令处理实体，用于接收RNC/BSC发送的用于请求为用户建立连接的信令连 接请求消息，获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识，向所述核心网节点发 送所述信令连接请求消息；接收所述核心网节点发送的信令连接建立确认消息，并转发给 所述 RNC/BSC。
一种网络系统，包括射频网络控制器/基站控制器RNC/BSC，信令处理实体和核 心网节点，其中，
所述信令处理实体，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息，保存 所述用户标识与所述核心网节点标识的映射关系，并向所述RNC/BSC发送所述寻呼消息； 接收所述RNC/BSC发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息，根据所述用户标识与所述核 心网节点标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识，向所述核心 网节点发送所述寻呼响应消息。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果
本发明实施例采用了与RNC/BSC独立存在的信令处理实体，该信令处理实体在接 收到信令连接请求消息后获取核心网节点标识，向核心网节点发送该信令连接请求消息； 接收核心网节点发送的信令连接建立确认消息并转发给接入网侧，能够在对现有的网络系 统架构改变很小的情况下，实现Flex功能，而不需要采用对RNC/BSC软件升级和数据配置 来实现Flex功能，避免了对RNC/BSC进行软件升级和数据配置的繁重工作。


图1为现有技术提供的具有Flex功能的组网结构图；
图2-A为本发明实施例所提供的具有Flex功能的组网结构图；
图2-B为本发明实施例所提供的具有Flex功能的组网结构图；
图3为本发明实施例一所提供的FLEX组网下建立连接的方法流程图；
图4为本发明实施例二所提供的FLEX组网下建立连接的方法流程图；[0041]图5为本发明实施例三所提供的FLEX组网下寻呼的方法流程图；
图6为本发明实施例四所提供的信令处理实体结构图；
图7为本发明实施例五所提供的信令处理实体结构图；
图8为本发明实施例六所提供的信令处理实体结构图；
图9为本发明实施例七和八所提供的网络系统结构图。
具体实施方式
参阅图2-A和图3，本发明实施例一提供一种实现Flex功能的方法，该方法可应 用于CDMA领域，在网络系统中增加一个或者多个信令处理实体，在信令处理实体上实现 Flex功能，其中，信令处理实体可以位于信令网关(Signaling Gateway, SGW)、信令转接点 (Signaling Transfer Point, STP)、基于 IP 的 STP(STP based on IP, IPSTP)等专业的信 令处理设备上，也可以作为一个独立的物理实体。每个RNC/BSC至两个成对配置的信令处 理实体都配置信令连接以增强信令传输的可靠性，核心网节点与RNC/BSC之间交互的SCCP 层及更上层的信令消息要经过信令处理实体。在IP组网情况下，RNC/BSC可以直接连到信 令处理实体上，也可以通过媒体网关(MediaGateway，MGff)再连接到信令处理实体上，参阅 图2-B ；而当BSC/RNC采用时分复用传输(Time Division Multiplexing, TDM)或者异步传 输模式(Asynchronous Transfer Mode, ATM)组网时，一般需要经过MGW再连接到信令处理 实体，也可以不通过MGW直接连到信令处理实体，均可以实现本发明的目的，如果BSC/RNC 经过MGW再连接到信令处理实体上，MGff对BSC/RNC与信令处理实体之间的交互信令只起 到转发的作用。下面以RNC/BSC直接连到信令处理实体为例，具体描述实现Flex功能的方 法，该方法具体包括
步骤301、终端向RNC/BSC发送初始层3消息，该初始层3消息中携带用户标识 IMSI。
步骤302、RNC/BSC向信令处理实体发送SCCP上行连接请求消息(SCCPconnection request)，该SCCP上行连接请求消息中携带用户标识IMSI。
步骤303、信令处理实体解析SCCP上行连接请求消息，获取能够处理该用户相关 业务的核心网节点标识。
对于CDMA领域，信令处理实体在接收到来自RNC/BSC的SCCP上行连接请求消息 时，首先查询是否存在IMSI与池区中的核心网节点标识的映射关系，如果不存在，采用负 荷均衡算法，得到能够处理该用户相关业务的核心网节点标识，并保存IMSI与所得到的核 心网节点标识的映射关系。其中，IMSI与核心网节点标识的映射关系可以是IMSI与所得 到的核心网节点地址的映射关系；如果存在IMSI与池区中的核心网节点标识的映射关系 且该核心网节点可用，获取该IMSI所对应的核心网节点的地址；如果存在IMSI与池区中的 核心网节点标识的映射关系但该核心网节点不可用，采用负荷均衡算法，重新得到用于处 理该用户相关业务的新的核心网节点地址，将原来保存的IMSI与核心网节点地址的映射 关系更新为IMSI与新的核心网节点地址的映射关系。上述判断核心网节点是否可用的方 式可以是信令处理实体判断与IMSI所映射的核心网节点之间的通信是否中断，如果是则 表示该核心网节点不可用，如果否则表示该核心网节点可用；或者，判断IMSI所映射的核 心网节点是否处于暂时不处理业务的管理禁止状态，如果是则表示该核心网节点不可用，如果否则表示该核心网节点可用。
该步骤中采用负荷均衡算法，获取池区中的MGC地址具体实现方式是根据池区 中的各个核心网节点的能力(用户容量及动态负荷)和自身所记录的至各个核心网节点的 业务消息分发比例，按照负荷均衡算法，计算该用户应该归属于哪个核心网节点。
该步骤中当经过查询获知不存在IMSI与池区中的核心网节点地址的映射关系 时，也可以采用如下方式获取用于处理该用户的业务数据的核心网节点地址，具体为将 IMSI进行[(IMSI div 10) module 1000]计算，得到一个数值，根据预置的数值集合与核 心网节点的映射关系，获取用于处理该用户的业务数据的核心网节点地址，例如，可以预置对应第一核心网节点地址，[334-666]对应第二核心网节点地址，[667-999]对应 第三核心网节点地址。
步骤304、信令处理实体向核心网节点发送SCCP上行连接请求消息。
步骤305、核心网节点向信令处理实体发送SCCP下行面向连接消息，该消息为 SCCP信令连接建立确认消息(SCCP Connect Confirm)，该消息中携带核心网节点寻址信
肩、ο
其中，核心网节点寻址信息位于SCCP信令连接建立确认消息中的源本端参考 (Source Local Reference)中。
步骤306、信令处理实体根据SCCP下行面向连接消息中的消息传递部分第3层标 识MTP3LABEL，向RNC/BSC转发该SCCP下行面向连接消息。
步骤307、RNC/BSC向终端发送层3消息。
步骤308、终端向RNC/BSC发送层3消息。
步骤309、RNC/BSC向信令处理实体发送SCCP上行面向连接消息。
步骤310、解析SCCP上行面向连接消息，根据SCCP上行面向连接消息中的核心网 节点寻址信息，获取核心网节点寻址信息所映射的核心网节点地址。
其中，上述核心网节点寻址信息位于SCCP上行面向连接消息的目的本端参考 (Destination Local Reference)中。
从上述说明可以看出核心网节点寻址信息是用几个比特位表示的，假定核心网节 点寻址信息为0100，如果网络预定0100映射到第四个核心网节点上，此时信令处理实体根 据0100直接找到第四个核心网节点地址；如果网络预定0100映射到第三个核心网节点上， 此时，需要信令处理实体预存核心网节点寻址信息与核心网节点的映射关系(比如0100与 第三个核心网节点的映射关系)，根据核心网节点寻址信息与核心网节点的映射关系，获取 核心网节点寻址信息所映射的核心网节点地址。
步骤311、信令处理实体向核心网节点发送SCCP上行面向连接消息。
步骤312、核心网节点向信令处理实体发送SCCP下行面向连接消息。
步骤313、信令处理实体根据SCCP下行面向连接消息中的MTP3LABEL，向RNC/BSC 转发该SCCP下行面向连接消息。
步骤314、RNC/BSC向终端发送层3消息。
在步骤310后，信令处理实体还可以判断所映射的核心网节点是否可用，具体判 断方式与步骤303中的相同，当所映射的核心网节点不可用时，直接丢弃SCCP上行面向连 接消息，不再执行步骤311-步骤314。[0068]在CDMA领域，为了使成对配置的信令处理实体对同一用户的业务消息能够发送 到同一个核心网节点，因此，上述实施例一中的信令处理实体需要将IMSI与核心网节点地 址的映射关系同步到与自身配对的信令处理实体上，同步的方式可以通过配对的信令处理 实体之间的信令连接或者其他私有通讯链路实现。成对配置的信令处理实体可以处于两 种工作模式一种为负荷分担模式，即成对配置的信令处理实体都处理业务，也就是RNC/ BSC上行的业务可以由成对配置的信令处理实体分担处理，比如将用户的第一个呼叫由一 个信令处理实体处理，而另一个呼叫由另一个信令处理实体处理；另一种为主备用模式， 即成对配置的信令处理实体中只有一个正常工作，作为主用信令处理实体。当主用信令处 理实体故障时，由备用信令处理处理业务。
参阅图2-A和图4，本发明实施例二提供一种实现Flex功能的方法，该方法可应用 于UMTS/GSM领域，在网络系统中增加一个或者多个信令处理实体，在信令处理实体上实现 Flex功能，该方法具体包括
步骤401、终端向RNC/BSC发送初始层3消息。
步骤402、RNC/BSC向信令处理实体发送SCCP上行连接请求消息。
步骤403、信令处理实体解析SCCP上行连接请求消息，发现SCCP上行连接请求消 息中没有TMSI或者TMSI无效或者TMSI中的NRI为null_NRI，按照负荷均衡算法，获取能 够处理该用户相关业务的核心网节点标识，把SCCP上行连接请求消息分发到该核心网节
；卜.ο
对于GSM/UMTS领域，现有的协议中定义了使用NRI标识核心网节点地址，NRI是 TMSI的一部分，可以在TMSI中可配置的BIT位置区间导出。该步骤中SCCP上行连接请求 消息中没有TMSI或者TMSI无效，也就没有NRI或者NRI无效，上述NRI无效指解析时发现 字段错误，或者，该NRI不是本池区内的NRI而是其他池区内的NRI等情况，因此才需要按 照负荷均衡算法把业务分发到一个核心网节点上。
NRI为null-NRI的情况是指用户原来所归属的核心网节点处于过载状态，由于网 管设备一直监控核心网节点，当发现某个核心网节点的负载过重，需要卸载时，向该核心网 节点和信令处理实体发送需要卸载该核心网节点的指示消息，核心网节点收到该指示消息 后，向原归属于该核心网节点的用户在适当的时机如位置更新时发送携带TMSI的消息，该 TMSI的NRI为null-NRI，用户后续发送的SCCP连接请求消息中携带上述TMSI。当信令处 理实体从SCCP消息中导出的NRI为null-NRI时，需要按照负荷均衡算法把SCCP连接请求 消息分发到一个处于非卸载且非管理禁止状态的核心网节点上。
步骤404、核心网节点为该用户分配TMSI，并向信令处理实体发送SCCP下行面向 连接消息，该消息中携带TMSI。
其中，SCCP下行面向连接消息中的源本端参考(Source Local Reference)中的 几个比特表示核心网节点的寻址信息。
上述步骤403是假定SCCP上行连接请求消息中没有TMSI或者TMSI无效或者TMSI 中的NRI为null-NRI，当SCCP上行连接请求消息携带有效的TMSI时，根据预置的NRI与核 心网节点地址的映射关系，获取所映射的核心网节点，然后判断所映射的核心网节点是否 可用，当所映射的核心网节点可用时，将SCCP上行连接请求消息发送给核心网节点，此时 步骤404中核心网节点正常情况下不需要为该用户分配TMSI，直接执行向信令处理实体发
12送SCCP下行面向连接消息。当所映射的核心网节点不可用时，按照负荷均衡算法，获取能 够处理该用户相关业务的核心网节点标识，把SCCP上行连接请求消息分发到该核心网节 点上；其中，判断所映射的核心网节点是否可用的方式可以与实施例一相同。
步骤405、信令处理实体根据SCCP下行面向连接消息中的MTP3LABEL，向RNC/BSC 转发该SCCP下行面向连接消息。
步骤406、RNC/BSC向终端发送层3消息。
步骤407、终端向RNC/BSC发送层3消息。
步骤408、RNC/BSC向信令处理实体发送SCCP上行面向连接消息。
步骤409、解析SCCP上行面向连接消息，根据SCCP上行面向连接消息中的核心网 节点寻址信息，获取核心网节点寻址信息所映射的核心网节点地址。
其中，上述核心网寻址信息位于SCCP上行面向连接消息的目的本端参考中。
从上述说明可以看出核心网节点寻址信息是用几个比特位表示的，假定核心网节 点寻址信息为0100，如果网络预定0100映射到第四个核心网节点上，此时信令处理实体 根据0100直接找到第四个核心网节点的地址；如果网络预定0100映射到第三个核心网节 点上，此时，需要信令处理实体预存核心网节点寻址信息与核心网节点的映射关系(比如 0100与第三个核心网节点的映射关系)，根据核心网节点寻址信息与核心网节点的映射关 系，获取核心网节点寻址信息所映射的核心网节点地址。
步骤410、信令处理实体向核心网节点发送SCCP上行面向连接消息。
步骤411、核心网节点向信令处理实体发送SCCP下行面向连接消息。
步骤412、信令处理实体根据SCCP下行面向连接消息中的MTP3LABEL，向RNC/BSC 转发该SCCP下行面向连接消息。
步骤413、RNC/BSC向用户发送层3消息。
其中，在步骤409之后，信令处理实体还可以判断所映射的核心网节点是否可用， 具体判断方式与实施例一中的相同，当所映射的核心网节点不可用时，直接丢弃SCCP上行 面向连接消息，不再执行步骤410-步骤413。
参阅图5，本发明实施例三提供一种实现Flex功能的方法，该方法可应用于UMTS/ GSM/CDMA领域，尤其对于GSM/UMTS领域，核心网节点一般前两次寻呼使用TMSI，都失败后 第三次使用IMSI寻呼，由信令处理实体处理核心网节点发起的寻呼，该方法具体包括
步骤501、核心网节点向信令处理实体发送寻呼(PAGING)消息。
步骤502、信令处理实体解析出该寻呼消息中的IMSI，并存储IMSI与发送该寻呼 消息的核心网节点标识的映射关系，该IMSI与发送该寻呼消息的核心网节点标识的映射 关系可以为=IMSI与发送该寻呼消息的核心网节点地址的映射关系。
步骤503、信令处理实体根据该寻呼消息中的MTP3 LABEL，将该寻呼消息发送到 RNC/BSC。
步骤504、RNC/BSC向终端发送该寻呼消息。
步骤505、终端向RNC/BSC发送寻呼响应消息，该响应消息中携带IMSI。
步骤506、RNC/BSC向信令处理实体发送寻呼响应消息。
步骤507、信令处理实体根据IMSI与核心网节点标识的映射关系，获取该IMSI所 映射的核心网节点标识，向该核心网节点发送该寻呼响应消息。[0098]在上述实施例三中，如果在UMTS领域，终端(UE)如果有TMSI的话，也可能用TMSI 响应携带IMSI的寻呼，此时信令处理实体可以根据TMSI中的NRI对消息进行分发。
在UMTS/GSM领域中，需要将IMSI与核心网节点地址的映射关系同步到配对的信 令处理实体上，可以通过如下两种方式实现第一种为信令处理实体把IMSI与核心网节点 地址的映射关系同步到与自身配对的信令处理实体上；另一种为核心网节点向配对的信令 处理实体广播IMSI与核心网节点地址的映射关系，使配对的信令处理实体能获知IMSI与 核心网节点地址的映射关系。
对于CDMA领域，目前所有的用户流程都以IMSI为基础实现，将IMSI与核心网节 点地址的映射关系同步到配对的信令处理实体上的实现方式可以与上述介绍的相同。
上述本发明实施例在IP组网情况下，RNC/BSC可以直接连到信令处理实体上， 也可以通过MGW再连接到信令处理实体上，参阅图2-B ；而当BSC/RNC采用时分复用传输 (Time Division Multiplexing, TDM)或者异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode, ATM)组网时，一般需要经过MGW再连接到信令处理实体，也可以不通过MGW直接连到信令处 理实体，均可以实现本发明的目的。
上述实施例所提到的配对的信令处理实体可以采用负荷分担模式工作，或者，只 有一个正常处理业务，另外一个作为备用，只有在原正常处理业务的信令处理实体发生故 障时才工作。也可以在RNC/BSC与核心网节点之间配多个信令处理实体，不影响本发明的 实现。
本发明实施例所提供的信令处理实体需要支持多信令点编码功能，即信令处理实 体拥有多个信令点编码，向接入网侧提供同一信令点编码，向其他节点或者配对的信令处 理实体提供不同的信令编码，可以保证与相关设备之间建立信令连接。
其中，信令处理实体与相关设备之间的信令连接如下
1、配对的信令处理实体之间，可以使用基于IP承载的信令传输 (SignalingTransform, SIGTRAN)连接，也可以使用基于TDM/ATM间的SS7信令连接。
2、信令处理实体与核心网节点之间，可以使用基于IP承载的SIGTRAN连接， SIGTRAN协议可以使用信令连接控制部分用户适配层(SignallingConnection Control Part User Adaptation Layer, SUA)或者七号信令系统消息传递部分第三层用户适配层 M3UA ；也可以使用基于TDM/ATM间的SS7信令连接。
3、对于核心网承载与控制分离的架构，媒体网关控制器(Media GatewayController,MGC)相当于上述实施例中的核心网节点，接入网侧的信令由媒体网关 (Media Gateway, MGff)的内嵌信令网关中继转发到信令处理实体，信令处理实体与MGW之 间可以使用基于IP承载的SIGTRAN连接，且与MGW和RNC/BSC之间的承载方式有关，当MGW 与RNC/BSC之间采用ATM承载，信令处理实体与MGW之间采用的SIGTRAN协议使用M3UA， 当MGW与RNC/BSC之间采用TDM承载，信令处理实体与MGW之间采用的SIGTRAN协议使用 M3UA或者七号信令系统消息传递部分第二层用户适配层M2UA。
4、信令处理实体与RNC/BSC之间现有技术在接入网与核心网之间采用IP承载方 式后，RNC/BSC与核心网节点之间一般不会经过中间信令设备。本发明实施例在RNC/BSC 与核心网节点之间增加信令处理实体，来自RNC/BSC的信令直接发送到信令处理实体上。 3GPP规范倾向使用适配协议为M3UA的基于IP承载的SIGTRAN连接，3GPP2规范倾向使用适配协议为SUA的基于IP承载的SIGTRAN连接。当然在接入网与核心网之间仍然采用ATM/ TDM承载方式时，RNC/BSC与核心网节点之间也可以插入信令处理实体完成Flex功能，其 中，RNC/BSC可以绕过MGW直接连到信令处理实体上，但承载连接的代价比较大。
本发明实施例所提供的信令处理实体可以作为一个独立的物理实体存在，也可以 作为一个逻辑实体，集成在其他通信设备中。比如，可以由MGW内嵌的信令网关来执行信令 处理实体所具有的Flex功能，即选择一对或者多个MGW内嵌的信令网关来实现Flex功能。 或者，可以将信令处理实体内嵌入MGC设备中。也可以演化出MGW内嵌的信令网关和信令 处理实体分担功能实现Flex功能，比如，MGff内嵌信令网关把负载均衡功能的相关信令消 息(比如，SCCP上行连接请求消息)转发到信令处理实体，由信令处理实体实现负载均衡功 能向核心网节点发送SCCP上行连接请求消息，信令处理实体接收核心网节点发送的SCCP 连接建立确认消息并转发给MGW内嵌信令网关，该消息中携带核心网节点寻址信息。而MGW 内嵌信令网关汇聚RNC/BSC的上行SCCP面向连接消息，从SCCP上行面向连接消息中的目 的本端参考(Destination Local Reference)中导出核心网节点寻址信息，根据核心网节 点寻址信息与核心网节点地址的映射关系，将SCCP上行面向连接消息发送给相应的核心 网节点。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以 通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，例 如，只读存储器，磁盘或光盘等。
参阅图6，本发明实施例四提供一种信令处理实体，可以用于CDMA领域，该设备包 括
接入网侧消息接收单元601，用于接收来自接入网侧的消息，来自接入网侧的消息 包括用于请求为用户建立连接的信令连接请求消息；
第一获取单元602，用于在接收到信令连接请求消息后，获取核心网节点标识；
接入网侧消息发送单元603，用于向所述核心网节点发送来自接入网侧的消息，来 自接入网侧的消息包括信令连接请求消息；
核心网侧消息转发单元604，用于接收来自核心网节点的消息并转发给所述接入 网侧，来自核心网节点的消息包括信令连接建立确认消息。
其中，信令连接请求消息中携带IMSI，该信令处理实体还包括
所述信令连接请求消息中携带IMSI，该信令处理实体还包括第一判断单元605， 用于判断是否存有IMSI与核心网节点标识的映射关系；
第二判断单元606，用于在第一判断单元605的判断结果为是时，判断IMSI所映射 的核心网节点标识是否可用；
第一获取单元602包括获取标识单元一 6021和获取标识单元二 6022，
获取标识单元一 6021，用于在第一判断单元605的判断结果为否时，采用负荷均 衡算法，获取核心网节点标识。
获取标识单元二 6022，用于当第二判断单元606的判断结果为是时，获取IMSI所 映射的核心网节点标识，当第二判断单元606的判断结果为否时，采用负荷均衡算法，获取 新的核心网节点标识。
记录单元607，用于记录IMSI与第一获取单元602中采用负荷均衡算法所获取的
15核心网节点标识的映射关系。
上述信令连接建立确认消息中携带核心网节点寻址信息，所述接入网侧消息接收 单元601接收的来自接入网侧的消息还包括携带核心网节点寻址信息的上行面向连接消 息；
第二获取单元608，用于根据核心网节点寻址信息获取核心网节点地址。
此时，接入网侧消息发送单元603发送的来自接入网侧的消息还包括向第二获 取单元608所获取的核心网节点地址发送的上行面向连接消息。
该信令处理实体还包括
映射关系发送单元609，用于将所述记录单元所记录的IMSI与核心网节点标识的 映射关系发送到配对的信令处理实体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体 负荷分担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体。
参阅图7，本发明实施例五提供一种信令处理实体，可以用于GSM/UMTS领域，该设 备包括
接入网侧消息接收单元701，用于接收来自接入网侧的消息，来自接入网侧的消息 包括用于请求为用户建立连接的信令连接请求消息；
第一获取单元702，用于在接收到信令连接请求消息后，获取核心网节点标识；
接入网侧消息发送单元703，用于向所述核心网节点发送来自接入网侧的消息，来 自接入网侧的消息包括信令连接请求消息；
核心网侧消息转发单元704，用于接收来自核心网节点的消息并转发给所述接入 网侧，来自核心网节点的消息包括信令连接建立确认消息。
第一获取单元702包括获取标识单元三7023，获取标识单元四7024，获取标识单 元五7025，获取标识单元六7026 ；
该信令处理实体还包括第三判断单元705，
第三判断单元705，用于判断信令连接请求消息中是否携带TMSI ；获取标识单元 三7023，用于在第三判断单元705的判断结果为否时，采用负荷均衡算法，获取新的核心网 节点标识。
第四判断单元706，用于在第三判断单元705的判断结果为是时，判断TMSI是否有 效；获取标识单元四7024，用于在第四判断单元706的判断结果为TMSI无效时，采用负荷 均衡算法，获取新的核心网节点标识。
第五判断单元707，用于在第三判断单元705的判断结果为是时，判断TMSI中的网 络资源指示NRI是否为null-NRI ；获取标识单元五7025，用于在第五判断单元的判断结果 为是时，采用负荷均衡算法，获取新的核心网节点标识。
第六判断单元708，用于在当第四判断单元706的判断结果为TMSI有效时，或者， 当第五判断单元707的判断结果为NRI不是null-NRI时，判断TMSI所映射的核心网节点 是否可用；获取标识单元六7026，用于在第六判断单元708的判断结果为TMSI所映射的核 心网节点可用时，获取TMSI所映射的核心网节点标识，当所述第六判断单元708的判断结 果为所述TMSI所映射的核心网节点不可用时，采用负荷均衡算法，获取新的核心网节点标 识。
所述信令连接建立确认消息中携带核心网节点寻址信息；[0140]所述接入网侧消息接收单元接收的来自接入网侧的消息还包括携带核心网节点 寻址信息的上行面向连接消息；
第二获取单元709，用于根据核心网节点寻址信息获取核心网节点地址。
此时，接入网侧消息发送单元703发送的来自接入网侧的消息还包括向第二获 取单元709所获取的核心网节点地址发送的上行面向连接消息。
参阅图8，本发明实施例六提供一种信令处理实体，可以用于CDMA/GSM/UMTS领域 中核心网节点使用IMSI寻呼的情况，该设备包括
寻呼消息接收单元801，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息；
映射关系存储单元802，用于保存所述用户标识与所述核心网节点标识的映射关 系；
寻呼消息发送单元803，用于向接入网侧发送所述寻呼消息；
寻呼响应消息接收单元804，用于接收接入网侧发送的携带所述用户标识的寻呼 响应消息；
核心网节点标识获取单元805，用于根据所保存的用户标识与所述核心网节点标 识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识；
寻呼响应消息发送单元806，用于向所述核心网节点发送所述寻呼响应消息。
该信令处理实体还包括
映射关系发送单元807，用于将所述映射关系存储单元802所保存的IMSI与核心 网节点标识的映射关系发送到配对的信令处理实体，所述配对的信令处理实体是与所述 信令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体。
参阅图9，本发明实施例七提供一种网络系统，包括射频网络控制器/基站控制 器RNC/BSC，信令处理实体和核心网节点，其中，
信令处理实体，用于接收RNC/BSC发送的用于请求为用户建立连接的信令连接请 求消息，获取核心网节点标识，向所述核心网节点发送所述信令连接请求消息；接收核心网 节点发送的携带核心网节点寻址信息的信令连接建立确认消息，并转发给所述RNC/BSC ； 接收RNC/BSC发送的携带核心网节点寻址信息的上行面向连接消息，根据核心网节点寻址 信息，获取核心网节点的地址，将上行面向连接消息发送给核心网节点。
参图图9，本发明实施例八提供一种网络系统，包括射频网络控制器/基站控制 器RNC/BSC，信令处理实体和核心网节点，其中，
所述信令处理实体，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息，保存 所述用户标识与所述核心网节点标识的映射关系，并向所述RNC/BSC发送所述寻呼消息； 接收所述RNC/BSC发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息，根据所述用户标识与所述核 心网节点标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识，向所述核心 网节点发送所述寻呼响应消息。
从以上分析可以看出，本发明实施例具有如下有益效果
1、本发明实施例采用了与RNC/BSC独立存在的信令处理实体，该信令处理实体在 接收到信令连接请求消息后获取核心网节点标识，向核心网节点发送该信令连接请求消 息；接收核心网节点发送的信令连接建立确认消息并转发给接入网侧，能够在对现有的网 络系统架构改变很小的情况下，实现Flex功能，而不需要采用对RNC/BSC软件升级和数据配置来实现Flex功能，避免了对RNC/BSC进行软件升级和数据配置的繁重工作。
2、在网络中集中的信令处理实体上实现负载均衡功能，相对于接入网侧的RNC/ BSC上实现负载均衡功能，网络的负载分配更加均衡。
3、由于可以采用配对的信令处理实体传输用户与核心网节点间的业务信令信息， 能够更有效的保证业务信令信息传送的可靠性。
以上对本发明所提供的一种实现Flex功能的方法、信令处理实体及网络系统进 行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及 应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种信令处理实体，其特征在于，包括接入网侧消息接收单元，用于接收来自接入网侧的消息，所述来自接入网侧的消息包括用于请求为用户建立连接的信令连接请求消息；第一获取单元，用于在接收到所述信令连接请求消息后，获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识；接入网侧消息发送单元，用于向所述核心网节点发送所述来自接入网侧的消息，所述来自接入网侧的消息包括所述信令连接请求消息；核心网侧消息转发单元，用于接收来自所述核心网节点的消息并转发给所述接入网侧，所述来自核心网节点的消息包括信令连接建立确认消息；所述信令连接请求消息中携带国际移动台标识IMSI，该信令处理实体还包括第一判断单元，记录单元和映射关系发送单元；所述第一判断单元，用于判断是否存有所述IMSI与核心网节点标识的映射关系；所述第一获取单元包括获取标识单元一，所述获取标识单元一，用于当所述第一判断单元的判断结果为否时，采用负荷均衡算法，获取核心网节点标识；所述记录单元，用于记录IMSI与第一获取单元中采用负荷均衡算法所获取的核心网节点标识的映射关系；所述映射关系发送单元，用于将所述记录单元所记录的IMSI与核心网节点标识的映射关系发送到配对的信令处理实体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体。
2.根据权利要求
1所述的信令处理实体，其特征在于， 该信令处理实体还包括第二判断单元，所述第二判断单元，用于在所述第一判断单元的判断结果为是时，判断所述IMSI所映 射的核心网节点标识是否可用；所述第一获取单元还包括获取标识单元二 ；所述获取标识单元二，用于当所述第二判断单元的判断结果为是时，获取所述IMSI所 映射的核心网节点标识；当所述第二判断单元的判断结果为否时，采用负荷均衡算法，获取 新的核心网节点标识。
3.根据权利要求
1所述的信令处理实体，其特征在于， 该信令处理实体还包括第三判断单元，第三判断单元，用于判断所述信令连接请求消息中是否携带临时用户标识TMSI ； 所述第一获取单元包括获取标识单元三，所述获取标识单元三，用于在所述第三判断单元的判断结果为否时，采用负荷均衡算 法，获取新的核心网节点标识。
4.根据权利要求
3所述的信令处理实体，其特征在于， 该信令处理实体还包括第四判断单元，所述第四判断单元，用于在所述第三判断单元的判断结果为是时，判断所述TMSI是否 有效；所述第一获取单元还包括获取标识单元四，所述获取标识单元四，用于当所述第四判断单元的判断结果为TMSI无效，采用负荷均 衡算法，获取新的核心网节点标识。
5.根据权利要求
4所述的信令处理实体，其特征在于， 该信令处理实体还包括第五判断单元，所述第五判断单元，用于在所述第三判断单元的判断结果为是时，判断所述TMSI中的 网络资源指示NRI是否为nulI-NRI ；所述第一获取单元还包括获取标识单元五，所述获取标识单元五，用于当所述第五判断单元的判断结果为是时，采用负荷均衡算 法，获取新的核心网节点标识。
6.根据权利要求
5所述的信令处理实体，其特征在于， 该信令处理实体还包括第六判断单元，所述第六判断单元，用于在当所述第四判断单元的判断结果为TMSI有效时，或者，当 所述第五判断单元的判断结果为NRI不是null-NRI时，判断所述TMSI所映射的核心网节 点是否可用；所述第一获取单元还包括获取标识单元六，所述获取标识单元六，用于当所述第六判断单元的判断结果为所述TMSI所映射的核 心网节点可用时，获取所述TMSI所映射的核心网节点标识；当所述第六判断单元的判断结 果为所述TMSI所映射的核心网节点不可用时，采用负荷均衡算法，获取新的核心网节点标 识。
7.根据权利要求
1所述的信令处理实体，其特征在于，所述信令连接建立确认消息中携带核心网节点寻址信息；所述接入网侧消息接收单元接收的来自接入网侧的消息还包括携带核心网节点寻址 信息的上行面向连接消息；该信令处理实体还包括第二获取单元，用于根据所述核心网节点寻址信息获取核心 网节点地址；所述接入网侧消息发送单元发送的来自接入网侧的消息还包括向所述第二获取单元 所获取的核心网节点地址发送的所述上行面向连接消息。
8.一种信令处理实体，其特征在于，包括寻呼消息接收单元，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息； 映射关系存储单元，用于保存所述用户标识与所述核心网节点的标识的映射关系；所 述用户标识为国际移动台标识IMSI ；寻呼消息发送单元，用于向接入网侧发送所述寻呼消息；寻呼响应消息接收单元，用于接收接入网侧发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息；核心网节点标识获取单元，用于根据所保存的用户标识与所述核心网节 点的标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识； 寻呼响应消息发送单元，用于向所述核心网节点发送所述寻呼响应消息； 映射关系发送单元，用于将所述映射关系存储单元所保存的IMSI与核心网节点标识 的映射关系发送到配对的信令处理实体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体。
9.一种FLEX组网下建立连接的方法，其特征在于，该方法包括信令处理实体接收接入网侧发送的用于请求为用户建立连接的信令连接请求消息，获 取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识，向所述核心网节点发送所述信令连接 请求消息；所述信令处理实体接收所述核心网节点发送的信令连接建立确认消息，并转发给接入 网侧；其中，当所述信令连接请求消息中携带IMSI，且信令处理实体上没有所述IMSI与核 心网节点标识的映射关系时，所述获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识包 括采用负荷均衡算法，获取核心网节点标识；该方法还包括所述信令处理实体将采用负 荷均衡算法所获取的核心网节点的标识与所述IMSI的映射关系发送到配对的信令处理实 体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述 用户相关业务的实体；或者，当所述信令连接请求消息中携带用户标识，且，信令处理实体上存有所述用户标 识与核心网节点标识的映射关系时，在获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标 识之前，该方法还包括判断所述用户标识所映射的核心网节点是否可用，如果是，所述获 取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识具体为获取所述用户标识所映射的核 心网节点标识；如果否，所述获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识具体为 采用负荷均衡算法，获取新的核心网节点标识；当所述用户标识是IMSI时，该方法还包括 所述信令处理实体将采用负荷均衡算法所获取的核心网节点的标识与所述IMSI的映射关 系发送到配对的信令处理实体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分 担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体。
10.根据权利要求
9所述的方法，其特征在于，所述判断所述用户标识所映射的核心网节点是否可用具体为判断所述用户标识所映射的核心网节点是否处于暂时不处理业务的管理禁止状态，所 述用户标识所映射的核心网节点处于所述管理禁止状态则表示所述核心网节点不可用，否 则所述核心网节点可用。
11.根据权利要求
9所述的方法，其特征在于，所述判断所述用户标识所映射的核心网节点是否可用具体为判断与所述核心网节点的通信连接是否中断，与所述核心网节点的通信连接中断则表 示所述核心网节点不可用，否则所述核心网节点可用。
12.根据权利要求
9所述的方法，其特征在于，该方法还包括将原有的IMSI与核心网节点标识的映射关系更新为所述IMSI与所述新的核心网节点 标识的映射关系。
13.根据权利要求
9所述的方法，其特征在于，当所述信令连接请求消息中不携带TMSI，或者，所携带的TMSI为无效的TMSI，或者，所 携带的TMSI中的网络资源指示NRI为null-NRI时，所述获取能够处理所述用户相关业务 的核心网节点的标识包括采用负荷均衡算法，获取核心网节点标识。
14.根据权利要求
9所述的方法，其特征在于，所述信令连接建立确认消息包括核心网寻址信息；该方法还包括接收接入网侧发送的携带核心网寻址信息的上行面向连接消息，根据所述核心网节点 寻址信息，获取所述核心网节点的地址，将所述上行面向连接消息发送给所述核心网节点。
15.一种FLEX组网下的寻呼方法，其特征在于，该方法包括信令处理实体接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息，保存所述用户标识与 所述核心网节点的标识的映射关系，并向接入网侧发送所述寻呼消息；信令处理实体接收接入网侧发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息，根据所述用户 标识与所述核心网节点标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点的标 识，向所述核心网节点发送所述寻呼响应消息；当所述用户标识是IMSI时，该方法还包括所述信令处理实体将IMSI与核心网节点标识的映射关系发送到配对的信令处理实 体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述 用户相关业务的实体；或者，所述核心网节点通过广播的方式向配对的信令处理实体发送所述IMSI与核心网节点 标识的映射关系，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分担或者作为主 备用传输所述用户相关业务的实体。
16.一种网络系统，其特征在于，包括射频网络控制器/基站控制器RNC/BSC，信令处 理实体和核心网节点，其中，所述信令处理实体，用于接收RNC/BSC发送的用于请求为用户建立连接的信令连接请 求消息，所述信令连接请求消息中携带国际移动台标识IMSI，查询是否存在IMSI与池区中 的核心网节点标识的映射关系，如果不存在，采用负荷均衡算法，得到能够处理该用户相关 业务的核心网节点标识；如果存在IMSI与池区中的核心网节点标识的映射关系但该核心 网节点不可用，采用负荷均衡算法，重新得到用于处理该用户相关业务的新的核心网节点 地址；将IMSI与核心网节点地址的映射关系同步到与自身配对的信令处理实体上；所述配 对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述用户相关业 务的实体；向所述核心网节点发送所述信令连接请求消息；接收所述核心网节点发送的信 令连接建立确认消息，并转发给所述RNC/BSC。
17.根据权利要求
16所述的网络系统，其特征在于，所述信令连接建立确认消息携带所述核心网节点的寻址信息；所述信令处理实体，还用于接收所述RNC/BSC发送的携带核心网节点寻址信息的上行 面向连接消息，根据所述核心网节点寻址信息，获取所述核心网节点的标识，将所述上行面 向连接消息发送给所述核心网节点。
18.一种网络系统，其特征在于，包括射频网络控制器/基站控制器RNC/BSC，信令处 理实体和核心网节点，其中，所述信令处理实体，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息，保存所述 用户标识与所述核心网节点标识的映射关系，并向所述RNC/BSC发送所述寻呼消息；接收 所述RNC/BSC发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息，根据所述用户标识与所述核心网 节点标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识，向所述核心网节 点发送所述寻呼响应消息；当所述用户标识是IMSI时，将IMSI与核心网节点标识的映射关 系发送到配对的信令处理实体，所述配对的信令处理实体是与所述信令处理实体负荷分 担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体； 或者，所述信令处理实体，用于接收核心网节点发送的携带用户标识的寻呼消息，保存所述 用户标识与所述核心网节点标识的映射关系，并向所述RNC/BSC发送所述寻呼消息；接收 所述RNC/BSC发送的携带所述用户标识的寻呼响应消息，根据所述用户标识与所述核心网 节点标识的映射关系，获取所述用户标识所映射的所述核心网节点标识，向所述核心网节 点发送所述寻呼响应消息；所述核心网节点，用于当所述用户标识是IMSI时，通过广播的方式向配对的信令处理 实体发送所述IMSI与核心网节点标识的映射关系，所述配对的信令处理实体是与所述信 令处理实体负荷分担或者作为主备用传输所述用户相关业务的实体。
专利摘要
本发明公开了一种信令处理实体，包括接入网侧消息接收单元，用于接收来自接入网侧的消息，所述来自接入网侧的消息包括用于请求为用户建立连接的信令连接请求消息；第一获取单元，用于在接收到所述信令连接请求消息后，获取能够处理所述用户相关业务的核心网节点的标识；接入网侧消息发送单元，用于向所述核心网节点发送所述来自接入网侧的消息，所述来自接入网侧的消息包括所述信令连接请求消息；核心网侧消息转发单元，用于接收来自所述核心网节点的消息并转发给所述接入网侧，所述来自核心网节点的消息包括信令连接建立确认消息。使用本发明提供的技术方案，能够在对现有网络系统架构改变很小的情况下，实现Flex功能。
文档编号H04W28/08GKCN101472294 B发布类型授权 专利申请号CN 200710305680
公开日2010年12月8日 申请日期2007年12月28日
发明者陈友军 申请人:华为技术有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (4),