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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