CN1863140B - 一种提高无线通信***网络资源利用率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高无线通信***网络资源利用率的方法。本发明通过SGSN直接出Gi接口，提供到Internet的业务访问来提高网络资源的利用效率，以适应高速无线接入技术对核心网处理能力的要求。本发明实现了到达Internet的数据流只通过SGSN，而VPN业务经过专网、GGSN到达VPN，不仅节省了GGSN资源，而且减少了对专网业务的干扰、简化了组网，且该操作不对协议产生任何影响。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高无线通信***网络资源利用率的方法。
背景技术
在典型的WCDMA(Wideband Code Division Multiple Aceess，宽带码分多址)网络中，分组域用户面数据需要经过NODEB(基站)-RNC(无线网络控制器)-SGSN(服务GPRS支持节点)-GGSN(网关GPRS支持节点)后从Gi接口才能进入Internet网，尤其是在SGSN和GGSN不是就近放置的情况下，普通的internet业务增加了对SGSN-GGSN间传输资源和GGSN资源的浪费。
如图1所示是典型的WCDMA分组域用户面网络结构图，其中终端MS(移动终端)的数据包将经过NODEB、RNC、SGSN、GGSN最后从Gi接口被发送到Internet或VPN(虚拟私有网)网络。相反方向也一样，由VPN或Internet的数据包需要经过GGSN、SGSN、RNC、NODEB发送到用户终端MS。
下面将结合不同组网情况，分析现有的数据包传输过程中存在的缺点。
WCDMA分组网络建设时需要承载在传输网络上，通常有两种方法：一种是直接承载在Internet骨干网上，这种方法的好处是可以复用现有网络资源，缺点是因为Internet骨干网同时还承载了宽带接入等其他Internet业务，WCDMA网络传输的分组数据包可能会受到其他业务的干扰；另一种方法是为WCDMA分组网络建设专网承载，此时WCDMA网络中的分组数据将不会被其他网络干扰，但存在承载建设成本高的问题。
WCDMA分组网络从整个IP网络的角度看是一个无线宽带接入网，其接入点在GGSN外侧的Gi接口，WCDMA分组网络最终从Gi接口接入到业务网中；其基本的接入方向有两个，一个是接入Internet，此时为用户提供的就是普通的上网业务；一个是接入VPN专网，此时一般是为商业客户提供服务，商业客户需要通过WCDMA分组网络接入到其公司内部的VPN专网中。在提供用户接入VPN专网服务时，一般要求WCDMA分组网络提供较好的服务质量保证，这也间接对WCDMA分组网络的承载网提出了要求。
首先，如图2所示，当WCDMA分组网络承载在Internet骨干网上时，SGSN和GGSN不是就近连接，他们之间需要经过Internet骨干网互连，这就导致了发送到Internet的数据包两次经过Internet骨干网，因而浪费了大量网络资源。同时，由于到达VPN的流量和到达Internet的流量在经过SGSN/GGSN间的Internet骨干网时路径相同，使得到VPN的流量受到经过internet骨干网其他流量的干扰。
在另外一种典型的组网环境下，WCDMA分组网络承载在承载专网上，此时SGSN/GGSN间的流量全部经过专网，如图3所示，则不仅浪费了专网的资源、在承载专网中，也使得到internet流量和到VPN流量无法避免相互干扰。
另外一种优化的承载网建设方法是使SGSN/GGSN的流量分为两个部分，一部分(VPN专网访问业务)经过承载专网传输，另一部分(Internet访问业务)经过Internet骨干网传输.如图4所示，此时可以避免Internet流量和到VPN流量相互干扰，但因为SGSN/GGSN为达到把流量分流的目的必须同时接入两个网络，并规划两个网络的流量规模，这需要规划额外的IP地址和开发专门的功能才能支持，从而加大了网络规划的难度.而且这种方法无法解决访问Internet业务流量反复两次经过Internet骨干网的问题.
还有一种网络建设优化方案是把GGSN就近建设在SGSN旁边，并且让到Internet的业务访问全部通过就近的GGSN完成，如图5所示，这样可以解决访问Internet业务流量反复经过Intenet骨干网的问题。同时因为VPN专网只能从一个GGSN接入，因此WCDMA网络中SGSN需要经过承载组网接入到“接入VPN专网”的GGSN，来保证VPN专网业务的服务质量。这种方法显然比其他方案更加优化，但依然存在两个问题：一个是此时GGSN的作用只是SGSN的一个附属设备，其存在本身就是一种浪费；另一个是因为GGSN只能和其就近的SGSN的互连，就限制了GGSN的容量不能超过SGSN的容量，而实际情况是GGSN的容量通常比SGSN大很多；当要求GGSN间进行备份时问题就更突出，因为此时要求SGSN就近要部署两个以上的GGSN，这将造成GGSN容量的进一步浪费。
因此，需要提供一种方法可以避免GGSN资源的浪费，并减少到internet流量和到VPN流量之间的相互干扰。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，通过SGSN直接出Gi接口，提供到Internet的业务访问来提高网络资源的利用效率，以适应高速无线接入技术对核心网处理能力的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，包括：
A、服务GPRS支持节点SGSN接收到分组数据协议PDP激活请求，根据PDP激活请求信息使用的接入点名APN确定业务类型；
B、若确定业务类型为普通互联网Internet业务，则SGSN中的控制面实体CTL向SGSN内的用户面USR请求并获取用户面资源和用户IP地址，以及向无线接入网RAN请求并获取无线资源，并根据获取的用户面资源、用户IP地址及无线资源通过移动终端MS、RAN、SGSN内的USR、Internet转发数据包。
所述步骤B还包括：
获取无线资源后，发送PDP激活应答。
当用户发生SGSN间切换，并通过原SGSN的Gi接口访问Internet时，原SGSN将其用户IP地址作为GGSN地址传送给新的SGSN，数据流将经过新的SGSN和原SGSN的USR。
所述方法还包括：
根据PDP激活请求信息使用的接入点名APN确定业务类型为专用私有网VPN业务。
所述VPN业务的处理方法包括：
获取用户面资源；
向网关GPRS支持节点GGSN获取GGSN资源及用户IP地址；
GGSN向VPN请求专网IP地址，并将该专网IP地址、上述GGSN资源及用户IP地址回传至SGSN；
获取无线资源；
根据上述获取的用户面资源、GGSN资源及用户IP地址、专网IP地址经过MS、RAN、SGSN内的USR、GGSN、VPN转发数据包。
所述方法还包括：
获取无线资源后，发送PDP激活应答。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了到达Internet的数据流只通过SGSN，而VPN业务经过专网、GGSN到达VPN，这样不仅节省了GGSN资源，而且减少了对专网业务的干扰、简化了组网，且该操作不对协议产生任何影响。
附图说明
图1为现有技术分组域用户面网络结构图；
图2为现有技术缺陷示意图1；
图3为现有技术缺陷示意图2；
图4为现有技术缺陷示意图3；
图5为现有技术缺陷示意图4；
图6为本发明普通Internet业务处理流程图；
图7为本发明VPN业务处理流程图；
图8为本发明有益效果示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是将普通Internet业务通过SGSN直接出Gi接口，提供到Internet的业务访问来提高网络资源的利用效率，以适应高速无线接入技术对核心网处理能力的要求。
本发明提供了一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，通过SGSN直接出Gi接口，避免了发送到Internet的业务流量与发送到VPN的业务流量相互干扰，同时减少了资源的浪费。
参照图6所示，为本发明普通Internet业务处理流程，该流程包括：
步骤10：MS向SGSN端发送PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)激活请求；
SGSN内的CTL(控制面实体)接受该PDP激活请求；
步骤11：SGSN内的CTL判断用户是否使用的是普通Internet业务；
CTL主要是根据MS激活PDP使用的APN(接入点名)来确定该用户是否使用的是普通Internet业务，该业务可以是普通Internet业务或VPN业务，若用户使用的是普通Internet业务，则执行步骤12；
步骤12：CTL向SGSN内的USR(用户面)发送用户面资源和用户IP地址的请求，并获取该用户面资源和用户IP地址；
普通Internet业务由USR直接分配用户面资源和用户IP地址。
步骤13：CTL获取上述用户面资源及用户IP地址后，向RAN(无线接入网)端发送无限资源分配请求，并获取无线资源；
RAN端根据资源使用情况为上述请求分配无线资源；
步骤14：SGSN的CTL向MS发送PDP激活成功应答；
CTL以向MS端发送应答的方式表示该PDP激活请求已接受，即成功获取用户面资源、用户IP地址及无限资源；
步骤15：转发数据包；
上述操作完成后，MS发送Internet数据包，经RAN透传到SGSN，SGSN内的USR接受该数据包，根据该数据包的目的IP地址确定要发送的Internet地址，在Internet端进行相关业务操作，将需回执内容回传，经过SGSN的USR，在此处获得上述申请的IP地址并转换成RAN可接收格式，根据该地址将上述内容经RAN透传至MS端，该数据包转发过程无需经过GGSN，直接由USR经过RAN发送至MS；
当用户发生SGSN间切换，并通过原SGSN的Gi接口访问Internet时，原SGSN将其用户IP地址作为GGSN地址传送给新的SGSN，此时数据转发继续进行，数据流将经过新的SGSN和原SGSN的USR，此过程不会引起SGSN间的流量变化。
参照图7所示，为本发明VPN业务处理流程，该流程包括：
步骤20：MS发送PDP激活请求；
步骤21：SGSN内的CTL根据MS激活PDP使用的APN判断用户是否使用的是VPN业务，若是VPN业务则执行步骤22；
步骤22：CTL向SGSN内的USR发送用户面资源请求，并获取该用户面资源；
处理VPN业务时，USR只为上述请求分配用户面资源；
步骤23：CTL向GGSN请求GGSN资源及用户IP地址；
GGSN为上述请求分配GGSN资源及用户IP地址，相应的IP地址用于后续USR回传相关内容时确定需发送的目的地址；
步骤24：GGSN向VPN请求专网IP地址，并将该专网IP地址连同GGSN资源及用户IP地址发送至CTL；
GGSN向VPN发送专网IP地址请求，VPN接受该请求并分配一专网IP地址传送至GGSN端，该专网IP地址用于回传数据内容时确定需发送的SGSN的USR地址；
步骤25：CTL向RAN端发送无限资源分配请求并获取无线资源；
步骤26：CTL向MS发送PDP激活成功应答，以表示上述PDP激活请求已被接受，并成功获取用户面资源、GGSN资源及IP地址、专网IP地址，并且已被分配无线资源等；
步骤27：转发数据包；
上述操作完成后，MS发送VPN数据包，经RAN透传到SGSN，SGSN内的USR接受该数据包，得到该数据包信息，根据该信息得到对应的GGSN的IP地址，将该业务发送至GGSN端，GGSN根据该业务的目的IP地址确定要发送的VPN地址，在VPN端进行相关业务操作，将需回传的内容回传，经过GGSN端，在此根据回传内容建立隧道包，根据上述申请的专网IP地址传送至SGSN的USR，在此处获得上述申请的IP地址并转换成RAN可接收格式，根据该地址将回传内容经RAN透传至MS端；
采用上述方法，本发明实现了到达Internet的数据流只通过SGSN，而VPN业务经过专网、GGSN到达VPN，如图8所示，这样不仅节省了GGSN资源，而且减少了对专网业务的干扰、简化了组网.
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，其特征在于，包括：
A、服务GPRS支持节点SGSN接收到分组数据协议PDP激活请求，根据PDP激活请求信息使用的接入点名APN确定业务类型；
B、若确定业务类型为普通互联网Internet业务，则SGSN中的控制面实体CTL向SGSN内的用户面USR请求并获取用户面资源和用户IP地址，以及向无线接入网RAN请求并获取无线资源，并根据获取的用户面资源、用户IP地址及无线资源通过移动终端MS、RAN、SGSN内的USR、Internet转发数据包。
2.如权利要求1所述的一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
获取无线资源后，发送PDP激活应答。
3.如权利要求1所述的一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，其特征在于，当用户发生SGSN间切换，并通过原SGSN的Gi接口访问Internet时，原SGSN将其用户IP地址作为GGSN地址传送给新的SGSN，数据流将经过新的SGSN和原SGSN的USR。
4.如权利要求1所述的一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据PDP激活请求信息使用的接入点名APN确定业务类型为专用私有网VPN业务。
5.如权利要求4所述的一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，其特征在于，所述VPN业务的处理方法包括：
获取用户面资源；
向网关GPRS支持节点GGSN获取GGSN资源及用户IP地址；
GGSN向VPN请求专网IP地址，并将该专网IP地址、上述GGSN资源及用户IP地址回传至SGSN；
获取无线资源；
根据上述获取的用户面资源、GGSN资源及用户IP地址、专网IP地址经过MS、RAN、SGSN内的USR、GGSN、VPN转发数据包。
6.如权利要求5所述的一种提高无线通信***网络资源利用率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取无线资源后，发送PDP激活应答。
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