专利名称：一种基于分布式无线接入网的网络优化方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于分布式无线接入网的网络优化方法。
背景技术：
在标准IEEE 802.16中，定义了固定宽带无线接入(BWA)的无线城域网标准。该标准针对不同频段定义了不同的物理层技术。该标准的应用范围主要面向住宅、小办公室/家庭办公室(SOHO)、远程工作者以及小企业用户(SME)市场。IEEE 802.16 MAC支持很不利的用户环境，能够应付在每个信道上可能有成百上千个用户的的应用环境，支持连续式和突发式等不同的业务量。它具有ATM汇聚子层和分组汇聚子层，通过将多个高层数据单元经过汇聚子层处理后封装成一个MAC PDU发送，可以实现对ATM、IP和以太网业务的协议透明性。
WiMAX为世界微波接入互操作性行业组织，旨在提升IEEE 802.16(IEEE802.16、IEEE 802.16d、IEEE 802.16e)系列空口协议在全球的推广和应用。本文中所指的Wimax均指满足IEEE 802.16空口协议的网络实体。
如图1所示，是与该协议相一致的网络示意图，从该图中可以看出，移动台(MSS)通过基站(BS)接入至基站服务节点(BSSN)，并由BSSN接入至核心网。
由于IEEE 802.16协议只是涉及了无线网络架构中的空口接口部分，对于网络优化等没有相关的方案，在已有的技术方案中，BS和BSSN等在网络中，只是被动的传送、转发数据。从图1中可见，不同的BSSN可能同时与多个BS建立连接，由于不同的接口承载的数据量不同，必然导致服务质量(QS)的不同，使网络的负载不均衡，降低了网络运行的效率。
发明内容
本发明的目的，是提供一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，以有效地协调不同网络实体间的资源分配，均衡网络间的负载，优化路由，为用户提供更好的服务质量保障。为此本发明采用如下技术方案一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的基站(BS)经第一R6接口接入至基站服务节点(BSSN)，所述的BSSN经第一R3接口接入至核心网(CN)，其特征在于包括以下步骤A、BS检测网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信；C、目标BSSN与CN建立第二R3接口，并通过第二R3接口进行通信。
所述的网络性能参数包括如下之一或者组合端口流量信息、网络时延信息或负载信息。
所述的步骤A，还包括步骤A1、BSSN向BS广播网络性能信息，所述的网络性能信息携带如下内容之一或者组合处理器剩余资源、存储器剩余资源、入端口剩余流量和出端口剩余流量。
所述的步骤B中，所述的步骤B中，所述的目标BSSN选取，采用如下步骤B11、BS向相邻BSSN发送请求消息，所述的请求消息中，携带有资源需求信息；B12、所述的相邻BSSN向BS发送回应信息，所述的回应信息携带有相邻BSSN资源信息；B13、BS选取资源信息符合要求的优选相邻BSSN作为目标BSSN；B14、BS与目标BSSN建立第二R6接口。
所述的步骤B13中，所述的优选相邻BSSN，是指相邻BSSN中，负载和网络时延均符合要求的BSSN。
所述的步骤B14，进一步包括B141、BSSN向BS发送第一R6接口迁移命令消息；B142、BS向目标BSSN发送第一R6接口迁移执行消息，所述的第一R6接口迁移执行消息中携带第一R6接口当前传递的数据报文的序列号；B143、目标BSSN和BS初始化第二R6接口；B144、BS向BSSN发送第一R6接口释放命令消息；B145、BSSN删除保存的第一R6接口的信息和资源，并向BS发送第一R6接口释放完成消息。
所述的步骤C进一步包括C1、BSSN将向CN发送第一R3接口迁移请求消息，并告知第二R3接口迁移目的地址；C2、CN向目标BSSN发送第二R3接口建立请求消息；C3、目标BSSN回复第二R3接口建立请求确认消息，目标BSSN为BS的迁移链路预留资源；C4、CN向服务BSSN发送第一R6接口迁移命令消息，BSSN停止与对应终端的数据交互；C5、BSSN将向目标BSSN发送第一R3接口迁移执行消息，消息中携带当前传递的数据报文的序列号；C6、目标BSSN和CN初始化第二R3接口；C7、CN向BSSN发送第一R3接口释放命令消息；C8、BSSN删除第一R3接口的信息和资源，并向CN发送第一R3接口释放完成消息。
一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的BS经第一R6接口接入至BSSN，所述的BSSN经第一R3接口接入至CN，其特征在于包括以下步骤A、BSSN检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换第一R6接口；C、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信；D、目标BSSN与核心网建立第二R3接口，并通过第二R3接口进行通信。
一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的BS经服务BS通过第一R6接口转发数据至BSSN，所述的BSSN经第一R3接口接入至CN，其特征在于包括以下步骤A、BS检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BS与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口与BSSN进行通信。
一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的BS经服务BS通过第一R6接口转发数据至BSSN，所述的BSSN经第一R3接口接入至CN，其特征在于包括以下步骤A、BSSN检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换第一R6接口；C、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信。
通过本发明方案，引入R6接口的切换过程，使得网络资源的利用可以更加有效，通过该门限值的使用，使得该R6接口切换过程能够灵活方便地实现。
图1是现有技术中基于分布式无线接入网的网络示意图；图2是本发明实施例1和实施例2的R6接口切换示意图；图3是本发明实施例1的流程示意图；图4是本发明实施例1中选取目标BSSN的流程示意图；图5是本发明实施例1中，BS与BSSN建立新的R6’接口的流程示意图；图6是本发明实施例1中，选取目标BSSN的流程示意图；图7是本发明实施例1的总体流程示意图；图8是本发明实施例2的流程示意图；图9本发明实施例3和实施例4的R6接口切换示意图；图10是本发明实施例3的流程示意图；图11是本发明实施例4的流程示意图。
具体实施例方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式
。
实施例1如图2所示，是本发明实施例1和实施例2的网络示意图，在该图2中，BS经R6接口接入至BSSN，BSSN经R3接口接入至CN。如果BSSN的资源使用和负载情况达到设定门限，则根据本发明的方案要进行R6接口的切换，具体包括以下内容。
如图3所示，是本发明实施例1的流程示意图，从图3中可见，本发明主要包括以下步骤S11、BSSN周期性地向BS广播其网络性能信息。
这里可以通过骨干网消息BSSN Resource ADV来广播。该消息中携带网络的资源和负载信息，可以包括如下信息处理器剩余资源(资源占用率)、存储器剩余资源(资源占用率)、入端口剩余流量以及出端口剩余流量。
S12、BS检测其网络性能参数。
该网络性能参数可以有多种，比如端口流量信息、网络时延信息、网络负载信息等反映网络性能的相关参数，在本实施例中，采用端口流量来反映网络性能，采用其他的网络时延信息、网络负载信息等方式来检测网络性能的方案与此相似处理。
BS周期性检测端口流量，通过自身接收和发送的数据包的统计，得出其端口流量信息，因为该端口流量反映出BS网络资源的使用情况。
S13、判断所检测到的端口流量是否超过BS设定的门限值，如果是，进入步骤S14，如果否，返回步骤S12。
在这里，该门限值可以是百分比的形式、相对值的方式或者具体数值的方式给出，采用何种方式，对本发明的方案并无影响。
S14、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立新的R6’接口，通过该新的R6’接口进行通信。
在这里BS选取符合其要求的目标BSSN，并和目标BSSN建立起新的R6’接口，通过该新的R6’接口进行通信。
S15、目标BSSN与CN建立新的R3’接口，并通过该新的R3’接口进行通信。
由于原BSSN通过R3接口与核心网通信，当选取目标BSSN后，其到核心网的通信路径发生了变化，因此需要目标BSSN与CN建立新的R3’接口，并通过该新的R3’接口进行通信。
本实施例1中，步骤S11在具体的方案中可以不作要求，即在具体方案可以不采用BSSN周期性地向BS广播其资源和负载情况。这样BS需要主动去获取相关的信息，可以通过其他消息完成该功能，在此不必细述。
如图4所示，该实施例1的步骤S14中，选取目标BSSN可以采用如下方案。
S141、BS向相邻BSSN发送请求消息，所述的请求消息中，携带有资源需求信息。
当BS决定发起R6接口迁移的时候，BS会根据前面接收到的相邻BSSN的资源广播信息，选取特定的几个相邻BSSN，向其发送BS-requirement-Notify消息告知BSSN它的QOS以及资源需求信息。
S142、相邻BSSN向BS发送回应信息，所述的回应信息携带有相邻BSSN资源信息。
该相邻BSSN收到以后，根据BS的需求以及自身资源情况，作出回应，通过消息BS-requirement-Reply，该回应信息中，携带有相邻BSSN的资源信息。
S143、BS选取符合要求的优选相邻BSSN作为目标BSSN。
BS根据自身的资源需求，选取合适的BSSN作为目标BSSN，准备发起R6接口的切换。
S144、BS与目标BSSN建立新的R6’接口。
BS根据选定的相邻BSSN，建立新的R6接口，通过该新的R6接口与BSSN通信。
如图5所示，是BS与BSSN建立新的R6’接口的流程图，从图5中可见，建立新的R6’接口包括如下步骤S1441、BSSN向BS发送R6接口迁移命令消息。
S1442、BS向目标BSSN发送R6接口迁移执行消息，所述的R6接口迁移执行消息中携带R6接口当前传递的数据报文的序列号。
S1443、目标BSSN和BS初始化新的R6’接口连接。
S1444、BS向BSSN发送R6接口释放命令消息。
S1445、BSSN删除保存的R6接口的信息和资源，并向BS发送R6接口释放完成消息。
如图6所示，是实施例1步骤S15中，选取目标BSSN采用的方案。
S151、BSSN将向CN发送R3接口迁移请求消息，并告知新的R3’接口迁移目的地址。
BSSN收到BS发送的R6接口迁移请求消息以后，发现BS要求R6接口迁移到另外一个目标BSSN，此时涉及到R3接口的迁移，因此BSSN将向CN发送R3接口迁移请求消息，并告知R3接口迁移目的地址。
S152、CN向目标BSSN发送新的R3’接口建立请求消息。
S153、目标BSSN回复新的R3’接口建立请求确认消息，目标BSSN为BS的迁移链路预留资源。
BSSN收到CN发送的新的R3’接口建立请求消息以后，回复新的R3’接口建立请求确认消息给CN；同时BSSN将为该BS的迁移链路预留资源。
S154、CN向BSSN发送R6接口迁移命令消息，BSSN停止与对应终端的数据交互。
S155、BSSN将向目标BSSN发送R3接口迁移执行消息，消息中携带当前传递的数据报文的序列号。
S156、目标BSSN和CN初始化新的R3’接口。
目标BSSN收到以后，将进行角色转换，扮演对应终端数据交互的服务BSSN的角色，并和CN初始化新的R3’接口连接。
S157、CN向BSSN发送R3接口释放命令消息。
S158、BSSN删除R3接口的信息和资源，并向CN发送R3接口释放完成消息。
如图7所示，是本发明实施例1的一个整体流程图。该图中，BS对其端口流量进行检测，并根据检测结果选定目标BSSN进行R6接口切换。图中BSSN1、BSSN2、BSSN3分别与BS相邻，BS根据各BSSN广播信息选取目标BSSN并进行相应的切换。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，该R6接口的切换是由BSSN发起的，如图8所示，是实施例2的流程示意图，从图8中可见，该方案可以包括以下内容。
S21、BSSN周期性地向BS广播其资源和负载情况。
这里可以通过骨干网消息BSSN Resource ADV来广播。该消息中携带如下信息处理器剩余资源(资源占用率)、存储器剩余资源(资源占用率)、入端口剩余流量以及出端口剩余流量。
S22、BSSN检测其网络时延信息。
在本实施例中，BSSN检测其网络性能参数的内容，可以是BSSN的网络时延信息。
与实施例1有所不同，在这里，由BSSN周期性检测网络时延信息。
该网络时延的测量，可能的方式是BSSN发送一个数据报文，并携带发送该数据报文的时刻信息，接收方收到以后返回该报文，并将之前所携带的时刻信息返回，BSSN收到以后对比当前时刻和数据报文发送时刻，从而获得网络时延信息。
S23、BSSN判断所检测到的时延信息是否超过BSSN设定的门限值，如果是，进入步骤S24，如果否，返回步骤S22。
在这里，网络时延信息的门限值也作同样的设置，比如当前网络时延已经达到0.01秒，网络时延信息给出的方式可以是实际具体值。
S24、BSSN向BS发送R6接口切换请求消息，触发BS切换R6接口；这里，当BSSN判断其网络时延信息超过设定的门限值时，便决定进行R6接口的切换，但该切换是要使与其连接的BS重新选择新的BSSN，所以需要由BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换R6接口。
S25、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立新的R6接口，通过该新的R6接口进行通信。
BS根据前面接收到的相邻BSSN的资源广播信息情况，以及上面得到的与相邻BSSN的网络时延信息，从中选取负载相对最轻而网络时延相对最小的那个BSSN作为迁移对象。
S26、目标BSSN与CN建立新的R3接口，并通过该新的R3接口进行通信。
该方案中BS选择目标BSSN以及进行R6及R3接口切换的方案，可以参照实施例1的相关内容。
实施例3在网络空口切换的过程中，会存在如图9所示的状态，该状态下，BS不是直接与服务BSSN通信，而是通过另外的服务BS进行数据转发，通过该服务BS将上下文数据传送给服务BSSN，这样，当前BS如果发生R6接口切换，就存在切换后的R6接口直接与服务BSSN相连的情况，而对于R3接口来说，就不必进行相关的切换了，因为R6接口切换后，依旧是通过原来的R3接口与核心网交互数据。如图7所示，是实施例3的流程示意图，该切换流程由BS发起，从图7中可见，本实施例主要包括以下步骤S31、BSSN周期性地向BS广播其资源和负载情况。
S32、BS检测其负载信息。
BS周期性检测其负载信息，通过自身接收和发送的数据包的统计，得出其负载信息。
S33、判断所检测到的负载信息是否超过BS设定的门限值，如果是，进入步骤S34，如果否，返回步骤S32。
S34、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立新的R6接口，通过该新的R6接口进行通信。
S35、目标BSSN与CN通过已经存在的R3接口进行通信。
该方案中BS选择目标BSSN以及进行R6切换的方案，可以参照实施例1的相关内容。
实施例4
如图8所示，是实施例4的流程示意图，该实施例4与实施例3的网络环境相同，该切换流程由BSSN发起，从图8中可见，本实施例主要包括以下步骤S41、BSSN周期性地向BS广播其资源和负载情况。
S42、BSSN检测其端口流量。
与实施例1有所不同，在这里，由BSSN周期性检测端口流量，通过自身接收和发送的数据包的统计，得出其端口流量。
S43、BSSN判断所检测到的端口流量是否超过BSSN设定的门限值，如果是，进入步骤S44，如果否，返回步骤S42。
S44、BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换R6接口；这里，当BSSN判断其端口流量超过设定的门限值时，便决定进行R6接口的切换，但该切换是要使与其连接的BS重新选择新的BSSN，所以需要由BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换R6接口。
S45、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立新的R6接口，通过该新的R6接口进行通信。
S46、目标BSSN通过原R3接口进行通信。
该方案中BS选择目标BSSN以及进行R6接口切换的方案，可以参照实施例1的相关内容。
本发明的方案包括BS选择目标BSSN的R6迁移过程，以及目标BSSN与CN的迁移过程。本发明中BSSN考虑用户面以及控制面分离，每个BS都有一个默认的BSSN，在控制面接受默认BSSN的控制。
在业务面，每个BS自由选择BSSN。选择的依据是BSSN的网络资源，以及BS到BSSN的路由拥塞情况。
在后端网络自我优化过程中，当前BS所属的BSSN可以控制BS，以完成优化过程。
本方案强调用户面和控制面的分离，强调BSSN和CN的网关分开放置，这个做法对用户面的负荷分担，QOS有很大的优势，对信令面的备份保护最大限度的保证了系统的可靠。BS或者BSSN会根据当前网络质量和业务的QOS要求，寻找新的从BS到CN的路径，以满足业务的QOS要求，平衡网络负载，优化网络性能。当满足一定的条件，并触发新的路由选择后，目标BS会选择一个更优的目标BSSN，并且把R3接口切换到目标BSSN上，同时伴随R6接口切换到目标BSSN。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的基站(BS)经第一R6接口接入至基站服务节点(BSSN)，所述的BSSN经第一R3接口接入至核心网(CN)，其特征在于包括以下步骤A、BS检测网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信；C、目标BSSN与CN建立第二R3接口，并通过第二R3接口进行通信。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的网络性能参数包括如下之一或者组合端口流量信息、网络时延信息或负载信息。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的步骤A，还包括步骤A1、BSSN向BS广播网络性能信息，所述的网络性能信息携带如下内容之一或者组合处理器剩余资源、存储器剩余资源、入端口剩余流量和出端口剩余流量。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的步骤B中，所述的目标BSSN选取，采用如下步骤B11、BS向相邻BSSN发送请求消息，所述的请求消息中，携带有资源需求信息；B12、所述的相邻BSSN向BS发送回应信息，所述的回应信息携带有相邻BSSN资源信息；B13、BS选取资源信息符合要求的优选相邻BSSN作为目标BSSN；B14、BS与目标BSSN建立第二R6接口。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述的步骤B13中，所述的优选相邻BSSN，是指相邻BSSN中，负载和网络时延均符合要求的BSSN。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述的步骤B14，进一步包括B141、BSSN向BS发送第一R6接口迁移命令消息；B142、BS向目标BSSN2发送第一R6接口迁移执行消息，所述的第一R6接口迁移执行消息中携带第一R6接口当前传递的数据报文的序列号；B143、目标BSSN和BS初始化第二R6接口；B144、BS向BSSN发送第一R6接口释放命令消息；B145、BSSN删除保存的第一R6接口的信息和资源，并向BS发送第一R6接口释放完成消息。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的步骤C进一步包括C1、BSSN将向CN发送第一R3接口迁移请求消息，并告知第二R3接口迁移目的地址；C2、CN向目标BSSN发送第二R3接口建立请求消息；C3、目标BSSN回复第二R3接口建立请求确认消息，目标BSSN为BS的迁移链路预留资源；C4、CN向服务BSSN发送第一R6接口迁移命令消息，BSSN停止与对应终端的数据交互；C5、BSSN将向目标BSSN发送第一R3接口迁移执行消息，消息中携带当前传递的数据报文的序列号；C6、目标BSSN和CN初始化第二R3接口；C7、CN向BSSN发送第一R3接口释放命令消息；C8、BSSN删除第一R3接口的信息和资源，并向CN发送第一R3接口释放完成消息。
8.一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的BS经第一R6接口接入至BSSN，所述的BSSN经第一R3接口接入至CN，其特征在于包括以下步骤A、BSSN检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换第一R6接口；C、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信；D、目标BSSN与核心网建立第二R3接口，并通过第二R3接口进行通信。
9.一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的BS经服务BS通过第一R6接口转发数据至BSSN，所述的BSSN经第一R3接口接入至CN，其特征在于包括以下步骤A、BS检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BS与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口与BSSN进行通信。
10.一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的BS经服务BS通过第一R6接口转发数据至BSSN，所述的BSSN经第一R3接口接入至CN，其特征在于包括以下步骤A、BSSN检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BSSN向BS发送切换请求消息，触发BS切换第一R6接口；C、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信。
全文摘要
本发明涉及一种基于分布式无线接入网的网络优化方法。一种基于分布式无线接入网的网络优化方法，所述的基站(BS)经第一R6接口接入至基站服务节点(BSSN)，所述的BSSN经第一R3接口接入至核心网(CN)，其特征在于包括以下步骤A、BS检测其网络性能参数，并判断所述的网络性能参数是否超过设定的门限值，如果是，进入步骤B，如果否，重复步骤A；B、BS选取目标BSSN，并与目标BSSN建立第二R6接口，通过第二R6接口进行通信；C、目标BSSN与CN建立第二R3接口，并通过第二R3接口进行通信。
文档编号H04L12/28GK1855857SQ20051006466
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者吴建军, 谢勇 申请人:华为技术有限公司