CN1964318A - 分组交换域中无线接入承载的下行映射的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分组交换域中无线接入承载的下行映射的方法,其核心为:当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,首先建立PDP上下文以及对应的无线接入承载RAB,并将所述PDP上下文对应的RAB下行映射到高速下行共享信道HS-DSCH上;然后基于所述承载结构传输相应的IP报文。通过本发明,能够针对用户接入网络的初始阶段传输的报文的特性,分别将所述报文的无线承载映射到合理的无线传输信道上,提供合理的带宽,以适应IP网络的带宽共享特性、满足突发性的IP流的传输,同时减少或消除无线带宽的浪费、减少或消除突发IP应用层信令流传输的延迟、消除无线侧计费和网络侧计费的冲突。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种分组交换域中无线接入承载的下行映射的方法。
背景技术
在宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access;WCDMA)***中,提供了广播域(BC)、电路交换域(CS)和分组交换域(PS)的接入和传输。所述BC域,用于提供***内广播、所述CS域用于提供电路交换的业务的接入和传输,所述PS域用于提供分组业务的接入和传输(主要是IP报文)。所述WCDMA***的网络结构如图1所示,包括:
用户设备(UE)、UMTS***地面无线接入网络(UTRAN)、核心网(CN)和外部网。其中所述CN包括GGSN和SGSN;所述UTRAN包括无线网络控制器(Radio Network Controller;RNC)和***基站(NodeB)。
为了通过PS域传输IP报文,需要在所述GGSN和UE之间建立一个或多个激活分组数据协议上下文(Activated PDP Context)。GGSN和UE之间建立PDP Context时的通讯过程如下:
GGSN将接收到的IP报文传给SGSN后,通过SSGN与RNC之间的Iu接口传送给RNC,再由RNC通过无线链路的空中接口Uu传输给UE。
SGSN和UE之间的PDP Context是通过无线接入承载(Radio AccessBearer;RAB)进行传输的。RAB建立、释放是由SGSN控制和发起,并由UTRAN执行。
SGSN根据不同业务的QoS建立RAB,并将其映射到Uu接口承载上和Iu连接(GTP-U Tuunel)上,而RNC将它映射到无线接口承载(RB)上,而RB是基于RNC和UE之间的无线接口为用户提供服务的,其协议结构如图2所示,主要包括无线物理层(PHY)、媒体接入控制层(MAC)、无线链路控制层(RLC)和分组数据聚合协议层(PDCP)。
所述无线物理层(PHY),用于通过传输信道(Transport Channel)提供Uu接口的数据传输服务。
所述媒体接入控制层(MAC),用于通过逻辑信道提供报文的调度和传输。传输数据的逻辑信道为专用业务信道(Dedicated Traffic Channel;DTCH)。所述逻辑信道需要映射到传输信道。一个DTCH可以映射到一个或多个传输信道。DTCH在下行,可以映射到专用信道(Dedicated Channel;DCH)、前向接入信道(Forward Access Channel;FACH,属于下行公共信道)和高速下行共享信道(High Speed Downlink Shared Channel;HS-DSCH)上,在上行可以映射到专用信道DCH上,或随机接入信道(Random Access Channel;RACH,属于上行公共信道)上。
所述无线链路控制层(RLC),用于通过报文的分片、重组、确认重传、排序、流控等提供报文在无线承载(Radio Bearer;RB)上的传输。
所述分组数据聚合协议层(PDCP),用于提供报文在RB上的分流、压缩等服务。
Uu接口的协议实体和服务提供点的结构如图3所示,从图中可以看出:
SGSN首先发送无线接入承载建立请求(RAB Assignment Request)给RNC。RNC收到后,建立相应的RB来承载RAB上的业务,其可以建立一个或多个RB。接着,每个RB需要对应一个PDCP实体(在某些情况下,可以不用PDCP实体)和一个RLC实体。紧接着一个RLC实体可以建立一个或两个DTCH,然后将DTCH的PDU传到MAC层的MAC-d实体,由MAC-d实体进行调度。
在将DTCH的PDU传到MAC层的MAC-d实体过程中,需要首先将不同的DTCH映射到不同的传输信道中,然后将传输信道映射到物理信道上传输数据。
其中,所述传输信道分为专用传输信道(DCH),公共传输信道(RACH,FACH),共享传输信道(HS-DSCH)三类。其中所述的专用传输信道,用于分配专用的无线信道给某个用户独享;所述的公共传输信道,小区内的所有用户都可以使用;所述的共享传输信道,小区内的所有用户通过NodeB控制信令(HS-SCCH)的高速调度来共享无线信道。
例如,DCH映射到专用物理信道(DPCH),上行公共信道(RACH)映射到物理随机接入信道(PRACH),下行公共信道(FACH)映射到次公共控制物理信道(S-CCPCH),下行共享信道(HS-DSCH)映射到高速下行物理信道(HS-PDSCH)。
当UE发起一个PS域的连接请求时,将建立一个主分组数据协议上下文(Primary PDP Context)。UE通过该主分组数据协议上下文传输IP报文。以后当UE需要建立PS域的其它具体业务的时候,比如VoIP业务,可以建立次分组数据协议上下文(Secondary PDP Context)。次分组数据协议上下文可以有多个,每一个分组数据协议上下文对应一个RAB。
与本发明有关的现有技术一,是在3GPP协议中,UE首先进行PS域的呼叫及RAB的建立流程,然后通过IP应用层信令建立起业务,即采用更改主PDP上下文和RAB,扩大带宽和改变相应的QoS,在原来的RAB上传输新业务数据的方案。
当UE发起PS域的连接请求后,将建立主分组数据协议上下文(PrimaryPDP Context),主PDP上下文是基于DCH上建立的RAB。UE的PS域呼叫及RAB的建立流程如图4所示,包括:
步骤1、UE为了能够与SGSN/GGSN建立连接,必须首先同RNC建立RRC连接,这时,RNC将分配DCH和DPCH给4个SRB;
步骤2、UE同SGSN/GGSN建立呼叫连接;
步骤3、UE发起激活PDP上下文请求,请求建立会话上下文;
步骤4、SGSN接到这个请求后,将发起RAB建立请求,请求建立新的RAB并将会话需要的QoS等信息发送给RNC,在这里需要指定确切的带宽需求;
步骤5、因为在步骤1的RRC Connection Setup流程中已经建立了无线链路-Radio Link,在步骤5,RNC根据QoS需求,分配并预留专用无线信道,重新配置无线链路。
步骤6、RNC发起无线承载建立请求给UE。
步骤7、所述UE根据所述无线承载建立请求建立无线承载,并发送无线承载建立完成消息给RNC。
步骤6和7中,通过UE和RNC间传递的RRC信令,建立无线承载,并配置UE,将专用无线信道的配置信息发送到UE。增加DCH和DPCH。形成如图5所示的无线承载信道结构。IP报文就通过该无线承载信道发送到UE。
步骤8、RNC向SGSN发送RAB建立回应;
步骤9、GGSN向UE发送激活PDP上下文接受消息。
至此主PDP上下文建立完成,IP报文就可以在网络和UE之间传输了。
从图5中可以看出,现有技术中,主PDP上下文的RAB/RB是映射到DCH之上的(根据实现的不同,可能有一个或多个DCH)。无线资源控制信令RRC(SRB1,SRB2,SRB3,SRB4)映射到另一个DCH之上。所有DCH复用到一个编码合成传输信道(CCTrCH)上后,再复用到一个或多个物理信道DPCH上(根据带宽和具体实现决定物理信道的个数和参数)。
DCH是一种专用资源,对某个UE来说,DCH建立起来后,其带宽是确定的。所以,UE在接入到WCDMA PS域时,就必须确定其所需要的分组交换域的带宽。这个同实际用户的接入情况是不符合的。用户接入WCDMA PS域的目的是通过它连接到Internet或其它IP网络,而在IP网络中,实时业务是通过IP上层的应用层信令(属于交互类或后台类的报文,比如SIP,HTTP,FTP等)建立起来的,在还没有交互IP上层的应用层信令时,不会建立实时业务,如会话类和流类业务,因此没有办法确定所需要的带宽。而且,在3G中,提供分组接入的永远在线,很多时候UE仅仅是连接在网络上,但没有任何业务。
上述交互类(Conversational)和后台类(Background)的IP报文属于突发性数据流,其流量是不恒定和不可预测的,不需要均匀地传输数据,如果在专用信道上传输,会出现有的时间,DCH信道上没有数据,因此容易导致无线资源的浪费;但在另外一些时间里,当突发流量到来时,却出现拥塞,进而会加大IP报文的传输延迟;当有交互类和后台类报文同时出现时,将竞争同一个专用信道资源,影响交互类报文的及时传输。由上述分析可以看出:主PDP上下文的RAB建立在DCH之上,当配置给UE的专用无线信道带宽过大,尤其当UE仅仅连接到网络上但没有业务时,会造成资源浪费;当配置的专用无线信道带宽小时,会影响网络流量,影响上层应用建立业务的时延。另外,也会给计费带来困难:无线中已经分配了固定带宽的专用信道,但在IP网络中,一般按照IP流量进行计费,这将造成运营成本高;如果按照固定带宽进行收费,用户的成本上升。这将造成接入侧和网络侧计费的冲突。
与本发明有关的现有技术二,其与现有技术一的不同之处在于,当通过IP应用层信令建立起业务时,采用建立一个新的激活PDP上下文和新RAB结构,新业务在新RAB结构,如图6所示的无线承载信道结构上传输新业务数据的方案。
在图6中,IP实时业务报文(IP Real Time Packet)独立的映射于另一个DCH的RAB上进行传输,并将IP应用层信令和其它普通IP报文用另一个RAB进行传输,但该RAB也是建立在DCH上。SIP和其它IP上层的应用信令,也属于交互类业务,其流量是不恒定和不可预测的,采用DCH传输,将同样出现上文提到的问题。
由上述分析可以看出,现有技术存在如下缺陷:
1.不适合IP网络的共享特性;
2.不适合传输突发性的交互类和后台类IP报文
3.容易造成无线带宽的浪费或造成信道拥塞,以及IP报文传输延迟加大;
4.容易造成上层应用信令的传输延迟加大;
5.不易计费或造成无线接入侧和网络侧计费的冲突。
发明内容
本发明的目的是提供一种分组交换域中无线接入承载的下行映射的方法,通过该方法,能够针对传输的突发性的交互类和后台类IP报文特性,将其映射到合理带宽的通道上,以适合IP网络的带宽共享特性;而且能够减少或消除无线带宽的浪费,减少或消除突发IP应用层信令流传输的延迟、消除无线侧计费和网络侧计费的冲突。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供一种分组交换域中无线接入承载的下行映射的方法,其包括:
A、当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,建立PDP上下文以及对应的无线接入承载RAB,并将所述PDP上下文对应的RAB下行映射到高速下行共享信道HS-DSCH上;
B、基于所述承载结构传输相应的IP报文。
其中,所述步骤A具体包括:
A1、当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立一个主PDP上下文,以及所述主PDP上下文对应的RAB;
A2、将所述主PDP上下文对应的RAB映射到基站的高速下行共享信道HS-DSCH上。
其中,所述步骤A具体包括:
A3、当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立主PDP上下文和次PDP上下文,以及所述PDP上下文分别对应的RAB;
A4、设置所述主PDP上下文和次PDP上下文对应的QoS服务等级;
A5、将所述主PDP上下文和次PDP上下文对应的RAB映射到基站的同一个高速下行共享信道HS-DSCH上。
其中,所述步骤A还包括:
A6、对应相应的RAB建立设置具有不同的QoS服务等级的逻辑信道。
其中,所述步骤A还包括:
A6、当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB依次下行映射到基站的DCH上和DPCH上;
或,
A7、当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB下行映射到基站的HS-DSCH上。
其中,当通过IP应用层信令建立实时业务时,所述步骤A还包括:
A8、建立承载实时业务的PDP上下文以及对应的RAB,并将所述RAB下行映射到基站的专用信道上。
其中,当传输IP普通报文和IP应用层信令报文时,所述步骤B具体包括:
B1、在PS域的入口GGSN将IP报文进行分流,并将分流后得到的IP普通报文和IP应用层信令报文分别通过不同的传输通道传输到SGSN,再分别映射到不同的RAB上;
B2、通过RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
B3、所述RNC通过PDCP层将所述报文映射到对应的逻辑信道DTCH上;
B4、将所述逻辑信道DTCH映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE。
其中,当传输IP普通报文和IP应用层信令报文时,所述步骤B具体包括:
B5、PS域的入口GGSN通过相应的传输通道将IP报文传输到SGSN,再映射到对应的RAB上;
B6、通过RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
B7、所述RNC通过PDCP层检查所述IP报文,并对所述报文进行优先级的区分后,分别映射到对应的逻辑信道DTCH上;
B8、将所述逻辑信道DTCH映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE;
或,
B9、在PS域的入口GGSN将IP报文进行分流,并将分流后得到的IP普通报文和IP应用层信令报文分别通过不同的传输通道传输到SGSN,再分别映射到不同的RAB上;
B10、通过不同RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
B11、所述RNC通过PDCP层检查从同一个RAB对应的通道传送的所述IP报文,并对所述报文进行优先级的区分后,映射到对应的逻辑信道DTCH上;
B12、将所述逻辑信道映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE。
其中,步骤B7或步骤B11中,对所述报文进行优先级的区分的过程,具体包括:
所述RNC通过PDCP层根据IP头部中的优先级字段,或者可以根据IP头部中的传输层协议类型和端口号,对所述报文进行优先级的区分。
其中,当传输IP无线资源控制信令报文时,所述步骤B具体包括:
B13、RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
B14、所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站所属的为对应的SRB分配的DCH和DPCH信道上,并通过所述DCH和DPCH信道传输给UE;
或,
B15、RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
B16、所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站的HS-DSCH信道上,并通过所述HS-DSCH信道传输给UE。
其中,当传输IP实时报文时,所述步骤B具体包括:
B17、IP实时报文在PS域的入口GGSN进行分流后,实时报文通过相应的传输通道传输到SGSN,再对应到相应的RAB上;
B18、将所述对应到RAB上的报文通过RAB对应的通道传输给RNC,并通过RNC的PDCP层映射到相应的逻辑信道DTCH上;
B19、通过所述DTCH将所述实时报文传送到RNC的MAC-d层,并通过所述MAC-d层将所述实时报文映射到相应的DCH信道上;
B20、将所述DCH信道复用到一个编码合成传输信道CCTrCH上,然后再复用相应的物理信道DPCH上,并通过所述DPCH传送给UE。
其中,当传输IP实时报文时,所述步骤B还包括:
B21、当实时业务会话结束后,释放为实时业务建立的PDP上下文以及相应的RAB。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明由于当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,建立PDP上下文以及对应的无线接入承载RAB,并将所述PDP上下文对应的RAB下行映射到高速下行共享信道HS-DSCH上,所以能够针对用户接入网络的初始阶段传输的报文的特性(突发性、不可预测性、对时延不是高敏感、可靠性要求高),分别将所述报文的无线承载映射到合理的无线传输信道上,提供合理的带宽,以适应IP网络的带宽共享特性、满足突发性的IP流的传输,同时减少或消除无线带宽的浪费、减少或消除突发IP应用层信令流传输的延迟、消除无线侧计费和网络侧计费的冲突。
另外,在PS域实时业务建立之前,将交互的IP应用层信令报文,同普通IP报文进行区别对待,得到优先传输。对于通过IP应用层的信令建立起的实时业务,建立次PDP上下文,并将其无线链路承载映射到合理的无线传输信道上,满足其实时性和固定带宽的需要。
附图说明
图1为WCDMA***的网络结构及IP数据流的传输路线示意图;
图2为Uu接口的协议实体的结构示意图;
图3为Uu接口的协议实体及服务提供点的逻辑结构示意图;
图4为现有技术一中进行PS域呼叫及RAB建立信令的流程图;
图5为现有技术一中的IP数据流及下行无线承载信道的结构示意图;
图6为现有技术二中新RAB映射的无线承载信道的结构示意图;
图7为本发明中的PS域呼叫连接建立信令流程;
图8为本发明提供的第一实施例中的RAB映射的无线承载结构示意图;
图9为本发明中实时业务PDP上下文建立及RAB建立的流程图;
图10为本发明中实时业务建立后的无线承载信道的结构示意图;
图11为本发明提供的第二实施例中RAB映射的无线承载信道的结构示意图;
图12为本发明提供的第五实施例中RAB映射的无线承载信道的结构示意图;
图13为本发明提供的第六实施例中RAB映射的无线承载信道的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种分组交换域中无线接入承载的下行无线承载映射的方法,其核心为:当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,建立PDP上下文以及对应的无线接入承载RAB,并将所述PDP上下文对应的RAB下行映射到高速下行共享信道HS-DSCH上。
本发明提供的第一实施例,其对应将接收到的IP报文既经过GGSN分流,传输到对应的RAB上,又经过PDCP层区分报文的优先级的情况。其主要思想是:当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立主PDP上下文和次PDP上下文,并设置所述主PDP上下文和次PDP上下文对应的QoS服务等级;一个为主PDP上下文,用于传输普通交互类/后台类IP报文,具有较低优先级;另一个为次PDP上下文,用于传输IP应用层信令,具有较高优先级。在所述PDP上下文分别对应的RAB中,建立建立设置具有不同的QoS服务等级的两个逻辑信道,一个具有较高的优先级,一个具有较低的优先级,用于分别传输不同优先级的普通IP报文;将所述主PDP上下文和次PDP上下文对应的RAB映射到基站的同一个高速下行共享信道HS-DSCH上。并当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB依次下行映射到基站的DCH上和DPCH上;当通过IP信令报文建立实时业务时,建立承载实时业务的PDP上下文以及对应的RAB,并将所述RAB下行映射到基站的专用信道上。
本发明的呼叫流程如图7所示,包括:
步骤1、UE建立与RNC间的RRC连接,并通过RNC分配DCH和DPCH给对应的SRB。
UE为了能够与SGSN/GGSN建立连接,必须先同RNC建立RRC连接,这时,RNC将分配DCH和DPCH给SRB。例如,如图8所示,RNC分配相应的DCH和DPCH给4个SRB。
步骤2、UE同SGSN/GGSN建立呼叫连接。
步骤3、UE向SGSN/GGSN发起激活PDP上下文请求,请求建立主PDP上下文。
步骤4、SGSN接到所述请求后,将发起RAB建立请求,请求建立RAB并将需要的QoS等信息发送给RNC。
步骤5、RNC重新配置无线链路,并通知NodeB建立HS-DSCH信道。
在步骤5中,RNC不需要分配并预留无线资源,只需要重新配置无线链路,通知NodeB建立HS-DSCH,NodeB分配合适的HS-SCCH给该UE后,将分配结果返回给RNC。
步骤6、RNC发送无线承载建立(Radio Bearer Setup)的RRC信令消息给UE,并将分配好的HS-DSCH和HS-SCCH配置给UE。所述消息中包含两个DTCH的配置信息单元,用于分流不同优先级的IP报文。
步骤7、所述UE根据所述RRC信令建立无线承载后,发送无线承载建立完成的RRC信令给所述RNC。
通过步骤6和步骤7的过程,在UE和RNC间建立了无线承载,并将分配好的HS-DSCH和HS-SCCH配置给UE(在Radio Beater Setup消息中没有DCH和DPCH相关的信息单元,只有配置HS-DSCH和HS-SCCH的信息单元),在消息中包含两个DTCH的配置信息单元,用于分流不同优先级的IP报文。普通IP报文就通过该无线承载发送到UE。
步骤8、RNC向SGSN发送RAB建立回应。
步骤9、GGSN向UE发送激活PDP上下文接受消息。至此主PDP上下文建立完成。
步骤10、为了分别传输IP上层应用信令和普通交互类和后台类的IP报文,UE随即向SGSN/GGSN发起建立次PDP上下文的请求。该次PDP上下文的QoS需求同主PDP上下文的QoS需求是不同的,具有更高的优先级。
步骤11、SGSN/GGSN发起第二个RAB建立请求,该RAB的优先级高于第一个RAB,并且在无线接入网络应用部分(Radio Access NetworkApplication Part;RANAP)的RAB分配请求(RAB Assignment Request)消息中将信令指示(Signaling Indication)消息单元设置上,表明这个RAB是传输应用层信令的。
步骤12、RNC再一次重新配置无线链路,建立新的MAC-d flow,用于传输IP应用层信令,具有高的优先级。
RNC再一次重新配置无线链路,但这一次不用配置HS-DSCH和HS-SCCH,因为对于同一个UE,只有一个HS-DSCH及其配套的HS-SCCH。但需要建立新的MAC-d flow,该MAC-d flow将传输IP应用层信令,具有高的优先级,同步骤5建立的MAC-d flow区分开(传输普通的IP报文)。
步骤13、RNC发送无线承载建立请求消息给UE,并配置新的RB/RLC/DTCH给UE。所述DTCH的优先级高于步骤6中配置的DTCH。IP上层应用的信令报文将通过该无线承载从网络传输给UE。
步骤14、所述UE根据所述RRC信令建立无线承载后,发送无线承载建立完成的RRC信令给所述RNC。
步骤15、RNC向SGSN返回新RAB建立成功应答。
步骤16、GGSN向UE发送次PDP上下文接受消息。
至此完成初始的PS域的呼叫连接建立流程,并建立了如图8所示的无线承载结构,即在UE连接上PS域之后,建立起主、次两个具有不同的QoS等级的PDP上下文及其对应的RAB,如图中的RAB1和RAB2。其中主PDP上下文对应的第一个RAB传输普通IP报文,而次PDP上下文对应的第二个RAB传输IP应用层信令报文,具有更高的传输优先级。对应第一个RAB,建立了两个不同优先级的DTCH,如图中的DTCH1和DTCH2;对应第二个RAB中,建立了一个DTCH,如图中所示的DTCH3。最后总共建立了3个DTCH。
其中,RAB1中的DTCH1的优先级中等,用于传输高优先级普通IP报文;RAB1中的DTCH2的优先级最低,用于传输普通IP报文的低优先级报文;RAB2的DTCH3的优先级最高,用于传输IP应用层信令。
基于上述承载结构,IP报文(IP应用层信令报文和普通IP报文)就可以开始在网络和UE之间传输了。具体传输IP普通报文和IP应用层信令报文的过程包括:
步骤101、在PS域的入口GGSN将IP报文进行分流,并将分流后得到的IP普通报文和IP应用层信令报文分别通过不同的传输通道传输到SGSN,再分别映射到不同的RAB上。
因为不同的RAB对应不同的PDP上下文,下行报文的分流在PS域的入口GGSN实现(因为GGSN连接到不同的外部网络实体,区分IP应用层信令报文和普通IP报文比较容易),GGSN通过不同的传输通道(次PDP上下文对应的传输通道具有更高的优先级)将下行报文传输到SGSN,再对应到不同的RAB上。
步骤102、将所述对应到不同RAB上的报文通过不同RAB对应的Iu接口的GTP-U通道传输给RNC。
步骤103、所述RNC通过PDCP层检查所述IP报文,并对所述报文进行优先级的区分,并将优先级高的报文被分发到高优先级的逻辑信道DTCH上;优先级低的报文被分发到低优先级的逻辑信道DTCH上。
当这些不同的报文通过不同RAB对应的Iu接口的GTP-U通道到达RNC时,RNC不对这两个通道的报文进行区分,只是通过不同的逻辑信道将它们发送出去。这些逻辑信道虽然都映射到同一个传输信道(高速下行共享信道,HS-DSCH),但它们具有不同的优先级,可以保证IP应用层信令报文可以优先于普通IP报文发送。
在对所述报文进行优先级区分时,所述PDCP层可以根据IP头部中的优先级字段,或者可以根据IP头部中的传输层协议类型和端口号进行优先级的区分。
步骤104、将所述逻辑信道映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE。
由于下行IP报文HS-DSCH信道的特点是传输带宽高,多个用户共享,TTI短(2ms),具有重传功能,根据UE信道状况选择合适的调制和信道编码方案并进行快速调度。IP应用层信令和普通IP报文属于交互类和后台类业务,具有突发性,但对实时性的要求不高,报文流带宽不可预测且不以恒定速率传输,将这些报文在HS-DSCH信道上传输具有如下的好处:
符合IP网络的共享特性,在没有报文流到达的时间内,HS-DSCH的带宽可以调度给其他PDP上下文或其它UE使用,不会占用无线带宽,可以减少带宽的浪费;当有突发IP报文流到来,可以调度大的带宽给这些报文流,及时发送给UE。
另外,HS-DSCH具有重传功能,而且其TTI短,重传的周期也短,可以进一步提高传输的可靠性,并通过合理的调度算法来降低传输时延。
当有大流量的报文流竞争HS-DSCH资源,出现拥塞时,HS-DSCH调度器可以优先调度高优先级的报文。
上述描述了通过UE发起PS域的呼叫连接建立后,同时建立主、次PDP上下文的过程,以及通过所述建立的主、次PDP上下文,分别传输IP应用层信令报文和普通IP报文的过程。
传输IP无线资源控制信令报文的过程具体为:
首先,RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
然后,所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站所属的为对应的SRB分配的DCH和DPCH信道上,并通过所述DCH和DPCH信道传输给UE。
当通过IP应用层信令建立起实时业务时,实时业务建立后的无线承载映射方案,和实时报文传输的方案分别描述如下:
当通过IP应用层信令(比如SIP信令)建立起实时业务(会话类或流类)后,本发明通过建立新的RAB来承载实时业务,并将该RAB映射到专用信道上进行传输。其信令流程如图9所示,包括:
步骤201、UE发起激活次PDP上下文请求,请求建立会话上下文。
步骤202、SGSN接到这个请求后,将发起RAB建立请求(第二个RAB的建立),请求建立新的RAB并将会话需要的QoS等信息发送给RNC,这里需要指定对话类业务的具体QoS。
步骤203、RNC根据QoS需求,分配并预留专用无线信道资源,通知NodeB进行无线链路重配置,增加DCH/DPCH专用信道给实时业务。
步骤204、RNC发送无线承载建立(Radio Bearer Setup)的RRC消息给UE,并将分配好的DCH和DPCH配置给UE。
步骤205、所述UE根据所述RRC信令建立新的无线承载后,发送无线承载建立完成的RRC信令给所述RNC。
步骤204和步骤205中,通过RRC信令,建立新的无线承载RAB配置给UE,将无线资源分配发送给UE。增加DCH和DPCH(根据业务和无线资源状况可能配置一个或多个DCH/DPCH)。形成如图10的无线承载信道结构。IP实时业务报文(RT Packets)就通过该无线承载信道发送到UE。
步骤206、RNC向SGSN发送RAB建立成功应答。
步骤207、GGSN向UE发送激活PDP上下文接受消息。
至此实时业务PDP上下文建立完成,也同时形成了如图10的无线承载信道结构,实时IP报文就可以基于所述无线承载信道结构在网络和UE之间传输了。
由图10可见,通过实时业务PDP上下文的建立过程,建立了新的RAB和RB如图10中的RAB/RB3,并在原来的无线承载(如图8所示)中增加了专用信道DCH,用于传输实时报文(RT Packet,Real Time Packet),这样不但可以保证传输实时报文时的固定带宽和时延要求,而且对于IP应用层信令,还是在原来次PDP上下文中,依然通过高速下行共享信道上发送,并没有映射到专用信道上。当实时业务会话结束后,RAB/RB3将被释放,无线信道结构恢复到如图8所示的状态。下面结合图10描述实时IP报文的具体传输过程:
步骤301、IP实时报文在PS域的入口GGSN进行分流后,实时报文通过相应的传输通道传输到SGSN,再对应到相应的RAB上。
IP下行实时报文在PS域的入口GGSN进行分流后,实时报文通过相应的传输通道传输到SGSN,再对应到如图8所示的RAB/RB3上。
步骤302、将所述对应到RAB上的报文通过RAB对应的通道传输给RNC,并通过RNC的PDCP层映射到相应的逻辑信道DTCH上。
如图8所示,将所述对应到RAB/RB3上的报文通过RAB/RB3对应的通道传输给RNC,并通过RNC的PDCP映射到相应的逻辑信道DTCH上。
步骤303、通过所述DTCH将所述实时报文传送到RNC的MAC-d层,并通过所述MAC-d层将所述实时报文映射到相应的DCH信道上。
步骤304、将所述DCH信道复用到一个编码合成传输信道(CCTrCH)上,然后再复用相应的物理信道DPCH上,并通过所述DPCH传送给UE。
当实时业务会话结束后,释放为实时业务建立的PDP上下文以及相应的RAB。
本发明提供第二实施例,与第一实施例的区别在于,当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB下行映射到基站的HS-DSCH上,也就是说,将SRB下行映射到DCH上的资源重新进行配置,转为映射到HS-DSCH上,同时释放下行DCH和DPCH信道。最后形成如图11所示的无线承载结构。
其呼叫流程仍然如图7所示,但在第5步和第6步中的消息中,除了包含建立HS-DSCH消息单元,还需要包含重新配置SRB消息单元,并将它们映射到HS-DSCH上,而且同时包含释放下行DCH/DPCH的单元。
第三实施例的优点是在第一实施例的基础上进一步节约了无线资源,缺点是不利于上行功控和切换。
在此实施例中,传输IP无线资源控制信令报文的过程具体为:
RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站的HS-DSCH信道上,并通过所述HS-DSCH信道传输给UE。
本发明提供的第三实施例,对应仅将接收到的IP报文经过GGSN分流,而不经过PDCP层区分的情况。其主要思想是:当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立一个主PDP上下文,以及所述主PDP上下文对应的RAB;将所述主PDP上下文对应的RAB映射到基站的高速下行共享信道HS-DSCH上。并当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB依次下行映射到基站的DCH上和DPCH上;当通过IP信令报文建立实时业务时,建立承载实时业务的PDP上下文以及对应的RAB,并将所述RAB下行映射到基站的专用信道上。
其呼叫流程仅仅包括仍然如图7所示的建立主PDP上下文的过程。
传输普通IP报文和IP应用层信令报文时的过程为:
首先,在PS域的入口GGSN将IP报文进行分流,并将分流后得到的IP普通报文和IP应用层信令报文分别通过不同的传输通道传输到SGSN,再分别映射到不同的RAB上;
其次,通过RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
然后,所述RNC通过PDCP层将所述报文映射到对应的逻辑信道DTCH上;
最后,将所述逻辑信道DTCH映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE。
传输IP无线资源控制信令报文的过程具体为:
首先,RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
然后,所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站所属的为对应的SRB分配的DCH和DPCH信道上,并通过所述DCH和DPCH信道传输给UE;
当传输IP实时报文的过程包括:
首先,IP实时报文在PS域的入口GGSN进行分流后,实时报文通过相应的传输通道传输到SGSN,再对应到相应的RAB上。
其次,将所述对应到RAB上的报文通过RAB对应的通道传输给RNC,并通过RNC的PDCP层映射到相应的逻辑信道DTCH上。
然后,通过所述DTCH将所述实时报文传送到RNC的MAC-d层,并通过所述MAC-d层将所述实时报文映射到相应的DCH信道上。
接着,将所述DCH信道复用到一个编码合成传输信道CCTrCH上,然后再复用相应的物理信道DPCH上,并通过所述DPCH传送给UE。
最后,当实时业务会话结束后,释放为实时业务建立的PDP上下文以及相应的RAB。
本发明提供第四实施例,与第三实施例的区别在于,当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB下行映射到基站的HS-DSCH上,也就是说,将SRB下行映射到DCH上的资源重新进行配置,转为映射到HS-DSCH上,同时释放下行DCH和DPCH信道。这样做的好处是进一步节约了无线资源,但其缺点为:不利于上行功控和切换。
其呼叫流程仅仅包括仍然如图7所示的建立主PDP上下文的过程,而且在第5步和第6步中的消息中,除了包含建立HS-DSCH消息单元,还需要包含重新配置SRB消息单元,并将它们映射到HS-DSCH上,而且同时包含释放下行DCH/DPCH的单元。
此时,传输IP无线资源控制信令报文的过程具体为:
首先,RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
然后,所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站的HS-DSCH信道上,并通过所述HS-DSCH信道传输给UE。
本发明提供的第五实施例,其与上述实施例的不同之处在于:在UE初始接入到PS域时,只建立一个主PDP上下文及对应的RAB,形成如图12所示的无线承载结构。基于所述无线承载结构传输所有交互类和后台类报文时,所有传输的交互类和后台类报文,都要在RNC的PDCP层进行区别和分发。
其建立无线承载结构的过程的主要思想为:
当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立主PDP上下文,以及所述PDP上下文对应的RAB;对应RAB建立设置具有不同的QoS服务等级的逻辑信道。将所述主PDP上下文对应的RAB设置的逻辑信道均映射到基站的同一个高速下行共享信道HS-DSCH上。并当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB依次下行映射到基站的DCH上和DPCH上;当通过IP信令报文建立实时业务时,建立承载实时业务的PDP上下文以及对应的RAB,并将所述RAB下行映射到基站的专用信道上。
其呼叫流程仅仅包括仍然如图7所示的建立主PDP上下文的过程。
传输IP普通报文和IP应用层信令报文的过程包括:
首先,PS域的入口GGSN通过相应的传输通道将IP报文传输到SGSN,再映射到对应的RAB上;
其次,通过RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
然后,所述RNC通过PDCP层检查所述IP报文,并对所述报文进行优先级的区分后,分别映射到对应的逻辑信道DTCH上;
最后,将所述逻辑信道DTCH映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE;
传输IP无线资源控制信令报文的过程具体为:
RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站所属的为对应的SRB分配的DCH和DPCH信道上,并通过所述DCH和DPCH信道传输给UE;
传输IP实时报文的过程具体为:
首先,IP实时报文在PS域的入口GGSN进行分流后,实时报文通过相应的传输通道传输到SGSN,再对应到相应的RAB上。
其次,将所述对应到RAB上的报文通过RAB对应的通道传输给RNC,并通过RNC的PDCP层映射到相应的逻辑信道DTCH上。
然后,通过所述DTCH将所述实时报文传送到RNC的MAC-d层,并通过所述MAC-d层将所述实时报文映射到相应的DCH信道上。
接着,将所述DCH信道复用到一个编码合成传输信道CCTrCH上,然后再复用相应的物理信道DPCH上,并通过所述DPCH传送给UE。
最后,当实时业务会话结束后,释放为实时业务建立的PDP上下文以及相应的RAB。
其它相关内容与上述实施例雷同,不再详细描述。
实施第五实施例时,PDCP层的区别算法会比较复杂。
本发明提供第六实施例,与第五实施例的区别在于,当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB下行映射到基站的HS-DSCH上,也就是说,将SRB下行映射到DCH上的资源重新进行配置,转为映射到HS-DSCH上,同时释放所有下行的专用信道(DCH和DPCH信道)。形成如图13所示的无线承载结构。
其呼叫流程仅仅包括仍然如图7所示的建立主PDP上下文的过程,而且在第5步和第6步中的消息中,除了包含建立HS-DSCH消息单元,还需要包含重新配置SRB消息单元,并将它们映射到HS-DSCH上,而且同时包含释放下行DCH/DPCH的单元。
此时,传输IP无线资源控制信令报文的过程具体为:
首先,RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
然后,所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站的HS-DSCH信道上,并通过所述HS-DSCH信道传输给UE。
由上述本发明的具体实施方案可以看出,本发明的第一实施例为本发明的最优实施方案,其存在如下效果:
当UE发起PS域呼叫连接建立后,就同时建立了主PDP上下文和次PDP上下文,它们具有不同的QoS,分别用来传输普通IP报文和IP应用层信令报文。这样做可以保证不同优先级的IP报文在网络到空口全路径的QoS得到不同的满足。由于在高优先级传输通道上,提高了IP应用层信令报文在网络上得到及时传输的能力,可以降低实时业务建立时延。利用空口的高速下行共享信道的高带宽和快速调度,同时将IP应用层信令报文的优先级设为高于普通IP报文,可以提高该类报文在空口上的传输能力,降低实时业务建立时延。
由于建立的两个PDP上下文都是传输交互类和后台类的IP报文,将它们在高速下行共享信道上传输,依靠该信道的高带宽、小TTI和高速调度,可以满足其突发性的要求,同时该信道又具有多UE共享特性,当某个UE没有突发报文流时,可以调度给别的UE使用,避免了无线带宽的浪费。
在同一个RAB中,因为在RNC的PDCP层对IP报文进行区分和分流,进一步保证不同优先级的IP报文在同一个共享信道中具有不同的调度优先级,提高了高优先级报文的及时传输能力。同时由于不用在GGSN进行普通IP报文的分流,可以降低网络建设的复杂性。
因为使用了共享传输信道,可以在无线接入侧采用分组流量计费,避免了同网络侧计费的冲突。
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 (12)
1、一种分组交换域中无线接入承载的下行映射的方法,其特征在于,包括:
A、当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,建立PDP上下文以及对应的无线接入承载RAB,并将所述PDP上下文对应的RAB下行映射到高速下行共享信道HS-DSCH上;
B、基于所述承载结构传输相应的IP报文。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤A具体包括:
A1、当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立一个主PDP上下文,以及所述主PDP上下文对应的RAB;
A2、将所述主PDP上下文对应的RAB映射到基站的高速下行共享信道HS-DSCH上。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤A具体包括:
A3、当通过初始的分组交换PS域的呼叫连接建立过程构造相应的IP报文承载结构时,在UE和RNC之间建立主PDP上下文和次PDP上下文,以及所述PDP上下文分别对应的RAB;
A4、设置所述主PDP上下文和次PDP上下文对应的QoS服务等级;
A5、将所述主PDP上下文和次PDP上下文对应的RAB映射到基站的同一个高速下行共享信道HS-DSCH上。
4、根据权利要求1、2或3所述的方法,其特征在于,所述步骤A还包括:
A6、对应相应的RAB建立设置具有不同的QoS服务等级的逻辑信道。
5、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤A还包括:
A6、当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB依次下行映射到基站的DCH上和DPCH上;
或,
A7、当建立PDP上下文的同时,将RRC信令对应的SRB下行映射到基站的HS-DSCH上。
6、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当通过IP应用层信令建立实时业务时,所述步骤A还包括:
A8、建立承载实时业务的PDP上下文以及对应的RAB,并将所述RAB下行映射到基站的专用信道上。
7、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当传输IP普通报文和IP应用层信令报文时,所述步骤B具体包括:
B1、在PS域的入口GGSN将IP报文进行分流,并将分流后得到的IP普通报文和IP应用层信令报文分别通过不同的传输通道传输到SGSN,再分别映射到不同的RAB上;
B2、通过RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
B3、所述RNC通过PDCP层将所述报文映射到对应的逻辑信道DTCH上;
B4、将所述逻辑信道DTCH映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE。
8、根据权利要求4所述的方法,其特征在于,当传输IP普通报文和IP应用层信令报文时,所述步骤B具体包括:
B5、PS域的入口GGSN通过相应的传输通道将IP报文传输到SGSN,再映射到对应的RAB上;
B6、通过RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
B7、所述RNC通过PDCP层检查所述IP报文,并对所述报文进行优先级的区分后,分别映射到对应的逻辑信道DTCH上;
B8、将所述逻辑信道DTCH映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE;
或,
B9、在PS域的入口GGSN将IP报文进行分流,并将分流后得到的IP普通报文和IP应用层信令报文分别通过不同的传输通道传输到SGSN,再分别映射到不同的RAB上;
B10、通过不同RAB对应的通道将所述IP报文传输给RNC;
B11、所述RNC通过PDCP层检查从同一个RAB对应的通道传送的所述IP报文,并对所述报文进行优先级的区分后,映射到对应的逻辑信道DTCH上;
B12、将所述逻辑信道映射到同一个HS-DSCH的传输信道上,并通过所述高速下行共享信道HS-DSCH将所述报文发送给UE。
9、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,步骤B7或步骤B11中,对所述报文进行优先级的区分的过程,具体包括:
所述RNC通过PDCP层根据IP头部中的优先级字段,或者可以根据IP头部中的传输层协议类型和端口号,对所述报文进行优先级的区分。
10、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,当传输IP无线资源控制信令报文时,所述步骤B具体包括:
B13、RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
B14、所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站所属的为对应的SRB分配的DCH和DPCH信道上,并通过所述DCH和DPCH信道传输给UE;
或,
B15、RNC将IP无线资源控制信令报文通过对应的SRB的不同传输通道,传输给MAC-d层;
B16、所述MAC-d层对所述报文进行处理后,将其映射到基站的HS-DSCH信道上,并通过所述HS-DSCH信道传输给UE。
11、根据权利要求6所述的方法,其特征在于,当传输IP实时报文时,所述步骤B具体包括:
B17、IP实时报文在PS域的入口GGSN进行分流后,实时报文通过相应的传输通道传输到SGSN,再对应到相应的RAB上;
B18、将所述对应到RAB上的报文通过RAB对应的通道传输给RNC,并通过RNC的PDCP层映射到相应的逻辑信道DTCH上;
B19、通过所述DTCH将所述实时报文传送到RNC的MAC-d层,并通过所述MAC-d层将所述实时报文映射到相应的DCH信道上;
B20、将所述DCH信道复用到一个编码合成传输信道CCTrCH上,然后再复用相应的物理信道DPCH上,并通过所述DPCH传送给UE。
12、根据权利要求11所述的方法,其特征在于,当传输IP实时报文时,所述步骤B还包括:
B21、当实时业务会话结束后,释放为实时业务建立的PDP上下文以及相应的RAB。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |