專利名稱：移動通信系統(tǒng)及其操作控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)及其操作控制方法，更具體地涉及在W-CDMA(寬帶-碼分多址)通信系統(tǒng)中的一種無線電接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的擁塞控制方法。
背景技術(shù)：
圖18示出了包括移動通信系統(tǒng)的W-CDMA通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)1配備有無線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)4、5和節(jié)點(diǎn)B6到B9，并通過Iu接口與作為交換網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)(CN)3相連。節(jié)點(diǎn)B6到B9是用于無線電傳輸/接收的邏輯節(jié)點(diǎn)，更具體地，是無線電基站。
節(jié)點(diǎn)B和RNC之間的接口被稱為Iub，而且Iur接口也被標(biāo)準(zhǔn)化為RNC之間的接口。每個(gè)節(jié)點(diǎn)B覆蓋一個(gè)或多個(gè)單元10，并通過無線電接口與移動單元(UE)2相連。節(jié)點(diǎn)B端接于無線電線路，并由RNC管理節(jié)點(diǎn)B，以及有選擇地組合和分割無線電通道。這里應(yīng)當(dāng)注意的是在3GPP(第三代伙伴計(jì)劃)中詳細(xì)說明了圖18所示的結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
圖19示出了圖18所示的W-CDMA通信系統(tǒng)中的無線電接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)。如圖19所示，協(xié)議結(jié)構(gòu)由三個(gè)協(xié)議層構(gòu)成以層1表示的物理層(PHY)11、以層2表示的數(shù)據(jù)鏈路層12和作為數(shù)據(jù)鏈路層12的上層并以層3表示的網(wǎng)絡(luò)層(RRC無線電資源控制)13。層2的數(shù)據(jù)鏈路層包括MAC(媒體訪問控制)層121和RLC(無線電鏈路控制)層122兩個(gè)子層。
圖19中所示的橢圓表示層或子層之間的服務(wù)接入點(diǎn)(SAP)，其中RLC子層122和MAC子層121之間的SAP提供邏輯信道。即，從MAC子層121到RLC子層122提供邏輯信道，并按照功能和傳輸信號的邏輯特性進(jìn)行分類，并由傳送信息的內(nèi)容表示其特征。例如，邏輯信道包括CCCH(公共控制信道)的公共信道、PCCH(傳呼控制信道)的傳輸信道、DCCH(專用控制信道)和DTCH(專用業(yè)務(wù)信道)的專用信道等。
MAC子層121和層1的物理層11之間的SAP提供從物理層11向MAC子層121供應(yīng)的傳送信道。按照傳輸形式對傳送信道進(jìn)行分類，并根據(jù)如何通過無線電接口傳輸信息及傳輸什么信息來表示其特征。例如，傳送信道包括FACH(轉(zhuǎn)發(fā)訪問信道)、RACH(隨機(jī)訪問信道)、PCH(傳呼信道)、DCH(專用信道)等。
網(wǎng)絡(luò)層(RRC)13通過提供了控制信道的C-SAP來控制物理層11和數(shù)據(jù)鏈路層12。在ARIB STD-T36-25.301v.3.8中詳細(xì)說明了圖19所示的協(xié)議結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在控制信令的C(控制)平面和傳送用戶數(shù)據(jù)的U(用戶)平面。
在現(xiàn)有技術(shù)中的無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)1的RNC4、5是在其中物理地結(jié)合了控制C平面的處理功能和控制U平面的處理功能的設(shè)備。通過利用這種具有結(jié)合了兩種處理功能的單一設(shè)備，向作為移動單元的終端提供無線電承載服務(wù)。
在包括這種整體上具有U平面和C平面的功能的傳統(tǒng)RNC的移動通信系統(tǒng)中，如果需要增強(qiáng)C平面的功能，則應(yīng)該在系統(tǒng)中增加RNC本身。以某種方式，如果需要增強(qiáng)U平面的功能，則應(yīng)該在系統(tǒng)中增加RNC本身。因此，傳統(tǒng)的RNC結(jié)構(gòu)使構(gòu)建具有高度穩(wěn)定性的系統(tǒng)非常困難。
此外，通過利用如移動電話、筆記本大小的個(gè)人計(jì)算機(jī)等便攜式信息終端，數(shù)據(jù)通信和包括運(yùn)動圖像的圖像通信已經(jīng)得到廣泛普及，據(jù)此，通過通信電路傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)在數(shù)量上增加。這從而增加了在無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)中處理用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備的負(fù)載，引起局部的擁塞狀態(tài)，或者在最壞的情況下，引起系統(tǒng)故障。因此，現(xiàn)在需要即使在擁塞狀態(tài)下，仍執(zhí)行負(fù)載分配處理，從而繼續(xù)用戶數(shù)據(jù)的處理，并不引起系統(tǒng)故障。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足上述要求提出本發(fā)明，以及其目的在于提供一種移動通信系統(tǒng)，能夠即使在由于增加的通信數(shù)據(jù)引起擁塞時(shí)，仍能執(zhí)行負(fù)載分配處理，從而繼續(xù)用戶數(shù)據(jù)的處理，并不引起系統(tǒng)故障，以及提供一種該系統(tǒng)的操作控制方法。
本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)包括第一和第二用戶平面處理裝置，用于執(zhí)行與移動單元相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)的控制傳送的處理；以及控制平面處理裝置，用于處理具有控制信號的信令的控制傳送，控制平面處理裝置物理上分立于第一和第二用戶處理裝置，并設(shè)置在第一和第二用戶平面處理裝置的上層位置，而且當(dāng)檢測到處理的擁塞狀態(tài)時(shí)，第一用戶平面處理裝置向第二用戶平面處理裝置傳送部分處理。
第一用戶平面處理裝置是與無線電基站相連的主用系統(tǒng)，而第二用戶平面處理裝置是第一用戶平面處理裝置的備用系統(tǒng)。在這種情況下，第一用戶平面處理裝置包括控制裝置，響應(yīng)檢測的擁塞狀態(tài)，進(jìn)行控制從而將控制信號和用戶數(shù)據(jù)的傳輸/接收目的地切換為第二用戶平面處理裝置，并向第二用戶平面處理裝置傳輸切換指示；以及通知裝置，用于通知第二用戶平面處理裝置，向第二用戶平面處理裝置傳送的處理所需的信息。此外，第二用戶平面處理裝置包括響應(yīng)裝置，響應(yīng)信息的通知，繼承此信息，以及響應(yīng)收到的切換指示，處理控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
此外，無線電基站出現(xiàn)在第一通信網(wǎng)絡(luò)中，第一和第二用戶平面處理裝置及控制平面處理裝置與不同于第一通信網(wǎng)絡(luò)的第二通信網(wǎng)絡(luò)相連，而且第一用戶平面處理裝置還包括第一和第二通信網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換接口裝置。此外，第二用戶平面處理裝置通過第一用戶平面處理裝置中的轉(zhuǎn)換接口裝置傳輸并接收控制信號和用戶數(shù)據(jù)，而且第一通信網(wǎng)絡(luò)包括ATM通信網(wǎng)絡(luò)，第二通信網(wǎng)絡(luò)包括IP通信網(wǎng)絡(luò)。
按照本發(fā)明的操作控制方法是一種移動通信系統(tǒng)中的操作控制方法，所述移動通信系統(tǒng)包括第一和第二用戶平面處理裝置，用于執(zhí)行與移動單元相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)的控制傳送的處理；以及控制平面處理裝置，用于處理具有控制信號的信令的控制傳送，控制平面處理裝置物理上分立于第一和第二用戶處理裝置，并設(shè)置在第一和第二用戶平面處理裝置的上層位置，其中，第一用戶平面處理裝置執(zhí)行以下步驟當(dāng)檢測到處理的擁塞狀態(tài)時(shí)，向第二用戶平面處理裝置傳送部分處理。
此外，第一用戶平面處理裝置是與無線電基站相連的主用系統(tǒng)，而第二用戶平面處理裝置是第一用戶平面處理裝置的備用系統(tǒng)。在這種情況下，第一用戶平面處理裝置還執(zhí)行以下步驟響應(yīng)檢測的擁塞狀態(tài)，進(jìn)行控制從而將控制信號和用戶數(shù)據(jù)的傳輸/接收目的地切換為第二用戶平面處理裝置；向第二用戶平面處理裝置傳輸切換指示；以及通知第二用戶平面處理裝置，向第二用戶平面處理裝置傳送的處理所需的信息。此外，第二用戶平面處理裝置執(zhí)行以下步驟響應(yīng)信息的通知，繼承此信息；以及響應(yīng)收到的切換指示，處理控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
此外，無線電基站出現(xiàn)在第一通信網(wǎng)絡(luò)中，第一和第二用戶平面處理裝置及控制平面處理裝置與不同于第一通信網(wǎng)絡(luò)的第二通信網(wǎng)絡(luò)相連，而且第一用戶平面處理裝置還執(zhí)行以下步驟進(jìn)行第一和第二通信網(wǎng)絡(luò)之間的接口轉(zhuǎn)換。此外，第二用戶平面處理裝置通過第一用戶平面處理裝置中進(jìn)行的接口轉(zhuǎn)換步驟，傳輸與接收控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
按照本發(fā)明，在W-CDMA通信系統(tǒng)的無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)中使用的ATM(異步傳送模式)網(wǎng)絡(luò)是IP(因特網(wǎng)協(xié)議)聯(lián)網(wǎng)的，其中物理上相互分立地構(gòu)成用于信令處理的C平面處理功能(C平面處理裝置)和用于用戶數(shù)據(jù)處理的U平面處理功能(U平面處理裝置)，而且為U平面處理裝置準(zhǔn)備主用系統(tǒng)和備用系統(tǒng)，從而當(dāng)在主用系統(tǒng)的U平面處理裝置中發(fā)生擁塞時(shí)，可以將(部分)處理切換到備用系統(tǒng)設(shè)備，并由備用系統(tǒng)設(shè)備繼承。
此時(shí)，備用系統(tǒng)設(shè)備首先接收其繼承的處理所需的多種信息，然后通過利用這些信息來繼承處理。
用在無線電接入網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)是IP聯(lián)網(wǎng)的，其中事先將IP地址指定給每個(gè)U平面處理設(shè)備和C平面處理設(shè)備，從而允許與IP網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備等價(jià)地操作這些處理設(shè)備。但是，用于向移動單元提供無線電承載的節(jié)點(diǎn)B屬于ATM網(wǎng)絡(luò)，所以主用系統(tǒng)的U平面處理裝置具有用于ATM/IP轉(zhuǎn)換的接口部分，該接口部分具有與節(jié)點(diǎn)B的接口功能，從而獲得ATM分組和IP分組之間的相互轉(zhuǎn)換。


圖1是用在本發(fā)明的實(shí)施例中包括C平面處理設(shè)備和U平面處理設(shè)備的示意系統(tǒng)圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例中的示意方框圖；圖3是圖2中的主用U平面處理設(shè)備的方框圖；圖4是圖2中的備用U平面處理設(shè)備的方框圖；圖5是示出ATM/IP分組轉(zhuǎn)換的示例的分組格式圖；圖6是圖3中的APL部分73的功能方框圖；圖7是圖4中的APL部分83的功能方框圖；圖8是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中，在正常的操作狀態(tài)下，控制信號流(C平面信息)的示意圖；圖9是在圖8所示的情況下的操作順序圖；圖10是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中，在擁塞狀態(tài)下，控制信號流(C平面信息)的示意圖；圖11是在圖10所示的情況下的操作順序圖；圖12是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中，在正常的操作狀態(tài)下，用戶數(shù)據(jù)流的示意圖；圖13是在圖12所示的情況下的操作順序圖；圖14是示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中，在擁塞狀態(tài)下，用戶數(shù)據(jù)流的示意圖；圖15是在圖14所示的情況下的操作順序圖；圖16是在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，在擁塞狀態(tài)下，控制信號的操作順序圖；圖17是在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在擁塞狀態(tài)下，用戶數(shù)據(jù)的操作順序圖；圖18是示出了W-CDMA通信系統(tǒng)中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖19是示出了在圖18的RAN中的協(xié)議結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是描述了應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)施例的RNC4的構(gòu)成的示意圖。如圖1所示，構(gòu)成RNC4，使得C平面處理設(shè)備41和U平面處理設(shè)備42相互分立，其中，C平面處理設(shè)備41等價(jià)于對C平面負(fù)責(zé)的控制信令的處理功能部分，而U平面處理設(shè)備42等價(jià)于對U平面負(fù)責(zé)的用戶數(shù)據(jù)的傳送的處理功能部分。
更具體地，C平面處理設(shè)備41具有在RRC層13的層3中產(chǎn)生和終止RRC消息的功能，而U平面處理設(shè)備42具有MAC層121和RLC層122對其負(fù)責(zé)的功能。在使用由U平面處理設(shè)備42中的MAC層121和RLC層122提供的功能之后，向位于上層的C平面處理設(shè)備41中的RRC層13傳送移動單元(UE)2和RNC4之間的RRC信令。
因此，在圖19所示的現(xiàn)有RNC協(xié)議中，將表示為層1的物理層(PHY)11、表示為層2的數(shù)據(jù)鏈路層12及表示為層3的網(wǎng)絡(luò)層13分別分隔在節(jié)點(diǎn)B(無線電基站)6、U平面處理設(shè)備42和C平面處理設(shè)備41中。在圖1中，MAC層121和RLC層122之間的連接與圖19的示例中相同，因此省略對其的描述。
C平面處理設(shè)備41中的RRC層13通過利用提供控制信道的C-SAP(控制服務(wù)接入點(diǎn))，來控制節(jié)點(diǎn)B中的物理層11和U平面處理設(shè)備42中的MAC層121和RLC層122。為了C平面處理設(shè)備41中的處理，終止RNC4和MSC(移動交換中心)31之間以及RNC 4和SGSN(服務(wù)GPRS(全球分組無線電服務(wù))交換節(jié)點(diǎn))32之間的信令。
MSC31具有線路交換功能，而SGSN32具有分組交換功能，二者均包含在圖18所示的核心網(wǎng)絡(luò)(CN)3中。通過U平面處理設(shè)備42在移動單元(UE)2和MSC31之間及UE2和SGSN32之間傳送用戶信息。
圖1所示的設(shè)備的構(gòu)成使其能夠以高度可量測性配置系統(tǒng)。即，可以只增加C平面處理設(shè)備41，以增強(qiáng)信令處理能力，而且可以只增加U平面處理設(shè)備42，以增加用戶數(shù)據(jù)的傳送速度。此外，在U平面處理設(shè)備42中，具有各個(gè)功能的每個(gè)設(shè)備相互無關(guān)，并由C平面處理設(shè)備41中的RRC13控制，這樣能夠作為獨(dú)立設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的示意系統(tǒng)圖。參照圖2，RAN(無線電接入網(wǎng)絡(luò))是IP聯(lián)網(wǎng)的，其中，將IP地址事先指定給如下所述的每個(gè)設(shè)備。U平面處理設(shè)備42a和42b都作為主用系統(tǒng)進(jìn)行操作，而且在其次級中，與多個(gè)節(jié)點(diǎn)B6a到節(jié)點(diǎn)B6d相連。
作為用在擁塞情況下的主用U平面處理設(shè)備42a和42b的備份，提供另一U平面處理設(shè)備42c。此外，將C平面處理設(shè)備41設(shè)置在這些U平面處理設(shè)備42a到42c的上層中，而且這些設(shè)備中的每一個(gè)都通過路由器5與作為主系統(tǒng)進(jìn)行操作的核心網(wǎng)絡(luò)(CN)3相連。
在正常狀態(tài)下，備用U平面處理設(shè)備42c監(jiān)控在主用U平面處理設(shè)備42a和C平面處理設(shè)備41之間傳送的信令的控制信號，及在U平面處理設(shè)備42a和核心網(wǎng)絡(luò)3之間傳送的用戶數(shù)據(jù)。當(dāng)主用U平面處理設(shè)備42a的處理進(jìn)入擁塞狀態(tài)時(shí)，備用U平面處理設(shè)備42c繼承U平面處理設(shè)備42a的部分處理，以便分配U平面處理設(shè)備42a的負(fù)載。同樣，當(dāng)關(guān)于另一主用U平面處理設(shè)備42b中的處理發(fā)生擁塞時(shí)，備用U平面處理設(shè)備42c繼承U平面處理設(shè)備42b的部分處理。部分處理意味著當(dāng)前連接的多個(gè)呼叫(呼叫單元)中的一些。
圖3是主用U平面處理設(shè)備42a的示意功能方框圖，以及圖4是備用U平面處理設(shè)備42c的示意功能方框圖。參照圖3，主用U平面處理設(shè)備42a包括ATM/IP-IF(接口)部分71、層2處理部分72和APL(應(yīng)用部分)73。ATM/IP-IF部分71具有轉(zhuǎn)換在IP網(wǎng)絡(luò)和ATM網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的功能，其中，IP網(wǎng)絡(luò)包括無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)1，而ATM網(wǎng)絡(luò)包括與構(gòu)成下層協(xié)議層(層1)的物理層相對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)B6a到節(jié)點(diǎn)B6d。
更具體地，ATM/IP-IF部分71具有以下功能將從節(jié)點(diǎn)B輸入的ATM分組轉(zhuǎn)換為IP分組，向?qū)?處理部分72或路由器5傳送這些分組以及同樣將從層2處理部分72或路由器5輸入的IP分組轉(zhuǎn)換為ATM分組，向節(jié)點(diǎn)B傳送這些分組，以及還具有以下功能依照來自APL部分73的指示，將IP分組的傳送目的地切換為層2處理部分72或者備用U平面處理設(shè)備42c。
圖5是示出了在ATM分組和IP分組之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的示例的圖示。在ATM網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生固定長度的多分組(單元)，而在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸可變長度分組。因此，如圖5所示，當(dāng)將ATM分組轉(zhuǎn)換為IP分組時(shí)，將ATM分組上的多個(gè)凈荷結(jié)合在一起，之后，加上IP頭。與此相反，當(dāng)將IP分組轉(zhuǎn)換為ATM分組時(shí)，將IP分組上的凈荷部分分為固定長度，之后，在每個(gè)分組上加上ATM頭。
此時(shí)，ATM/IP-IF部分71事先保持將ATM頭信息(VPI、VCI的ATM地址等)轉(zhuǎn)換為IP頭信息(IP地址)或進(jìn)行相反轉(zhuǎn)換的表格，以作為內(nèi)部數(shù)據(jù)。
層2處理部分72具有以下功能針對來自ATM/IP-IF部分71的信號，執(zhí)行圖1所示的MAC層121和RLC層122的協(xié)議處理，然后向ATM/IP-IF部分71輸出。APL部分73具有以下功能管理每個(gè)下層協(xié)議；檢測擁塞；當(dāng)檢測到擁塞時(shí)，指示ATM/IP-IF部分71將控制信號和用戶數(shù)據(jù)的傳輸/接收目的地切換為備用U平面處理設(shè)備42c；當(dāng)檢測到擁塞時(shí)，通知備用U平面處理設(shè)備42c要繼承的呼叫處理所需的關(guān)于呼叫的信息(此后稱為呼叫信息)，由每個(gè)呼叫、每個(gè)單元和每個(gè)節(jié)點(diǎn)B各自的協(xié)議保持所述呼叫信息。
由應(yīng)用程序執(zhí)行APL部分73的每項(xiàng)功能，意味著通過使CPU讀取并執(zhí)行此應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)這些功能。圖6通過功能框圖示出了這些功能。即，APL部分73包括下層協(xié)議管理部分731；擁塞檢測部分732；擁塞狀態(tài)控制部分733，在擁塞時(shí)如上所述進(jìn)行控制；存儲器734，用于存儲程序、數(shù)據(jù)等；控制部分735，用于控制這些部分；以及總線736，用于連接這些部分。
如圖4所示，備用U平面處理部分42c包括IP-IF部分81、層2處理部分82和APL部分83。IP-IF部分81具有以下功能在擁塞期間，根據(jù)來自APL部分83的指示，向?qū)?處理部分82傳送從ATM/IP-IF部分71、C平面處理設(shè)備41和核心網(wǎng)絡(luò)3接收到的信號；同樣向ATM/IP-IF部分71、C平面處理設(shè)備41和核心網(wǎng)絡(luò)3傳送從層2處理部分82接收到的信號；以及還具有以下功能監(jiān)控在U平面處理設(shè)備42a和C平面處理設(shè)備41之間，以及在U平面處理設(shè)備42a和核心網(wǎng)絡(luò)3之間傳輸?shù)目刂菩盘柡陀脩魯?shù)據(jù)。
層2處理部分82具有與圖3所示的主用U平面處理設(shè)備42a中的層2處理部分72相同的功能。APL部分83具有以下功能管理下層協(xié)議；接收來自U平面處理設(shè)備42a的處理的切換請求和由每個(gè)協(xié)議保持的呼叫信息；以及在下層協(xié)議中發(fā)展每個(gè)協(xié)議的收到的和繼承的信息。
由類似于圖3中的APL部分73的應(yīng)用程序執(zhí)行APL部分83的每項(xiàng)功能，并由圖7所示的功能框圖表示。即，APL部分83包括下層協(xié)議管理部分831；接收部分832，用于接收切換請求和從U平面處理設(shè)備42a繼承的信息；繼承信息發(fā)展部分833，用于在下層協(xié)議中發(fā)展每個(gè)協(xié)議的繼承信息；下行信號傳輸目的地IP地址指示部分834，用于指示C平面處理設(shè)備41和CN3將要被繼承的呼叫的下行控制信號或用戶數(shù)據(jù)的傳輸目的地的IP地址改變?yōu)閭溆肬平面處理設(shè)備42c的IP地址；存儲器835，用于存儲程序、數(shù)據(jù)等；控制部分836，用于控制這些部分；以及總線837，用于連接這些部分。
在下面，將描述本發(fā)明實(shí)施例中的操作。圖8是示出了當(dāng)主用U平面處理設(shè)備42a不處于擁塞狀態(tài)，而處于正常狀態(tài)時(shí)，上行和下行控制信號流(C平面信息)的示意圖，并以虛線指示此信號流。圖9是在這種情況下的操作順序圖。
參照圖8和圖9，當(dāng)主用U平面處理設(shè)備42a的處理不處于擁塞狀態(tài)時(shí)，例如，在ATM/IP-IF部分71中，將從節(jié)點(diǎn)B6a截獲搜到的上行控制信號從ATM分組轉(zhuǎn)換為IP分組(步驟S1)，并由層2處理部分72進(jìn)行層2處理(步驟S2)，然后，向C平面處理設(shè)備41傳送，以在其中進(jìn)行層3處理(步驟S3)。最后，向CN3傳輸。
從CN3向C平面處理設(shè)備41傳輸下行控制信號，并進(jìn)行層3處理(步驟S4)。然后，向U平面處理設(shè)備42a傳送，以在層2處理部分72中進(jìn)行層2處理(步驟S5)，最后，在ATM/IP-IF部分71中，從IP分組轉(zhuǎn)換為ATM分組之后(步驟S6)，向節(jié)點(diǎn)B6a傳輸。此時(shí)，備用U平面處理設(shè)備42c監(jiān)控在C平面處理設(shè)備41和U平面處理設(shè)備42a之間傳輸?shù)目刂菩盘枴?br> 圖10和圖11分別示出了在U平面處理設(shè)備42a處于擁塞狀態(tài)時(shí)，控制信號流和操作順序?，F(xiàn)在，當(dāng)U平面處理設(shè)備42a中的處理進(jìn)入擁塞狀態(tài)時(shí)，圖6中的擁塞檢測部分732檢測到擁塞狀態(tài)(步驟S11)，并將部分處理，即當(dāng)前連接的呼叫中的一些的處理切換到備用U平面處理設(shè)備42c，由此，產(chǎn)生將處理從U平面處理設(shè)備42a切換到備用U平面處理設(shè)備42c的切換請求(步驟S12)，以及由擁塞狀態(tài)控制部分733將每個(gè)協(xié)議保持的要被繼承的呼叫的呼叫信息傳送給備用U平面處理設(shè)備42c(步驟S13)。與此同時(shí)，擁塞狀態(tài)控制部分733控制控制信號，使其不能向上層協(xié)議層2處理部分72傳輸，而是在ATM/IP-IF部分71中環(huán)回(步驟S14)。
接下來，已經(jīng)從U平面處理設(shè)備42a接收到處理的切換請求的備用U平面處理設(shè)備42c根據(jù)迄今為止監(jiān)控到的信息和在步驟S13中傳送的呼叫信息，繼承呼叫處理(步驟S15)。當(dāng)圖7所示的繼承信息發(fā)展部分833在層2協(xié)議中發(fā)展呼叫信息時(shí)，允許這種繼承。
然后，備用U平面處理設(shè)備42c通過圖7所示的下行信號傳輸目的地IP地址，指示部分834指示C平面處理設(shè)備41將要繼承的呼叫的下行控制信號的傳輸目的地IP地址從主用U平面處理設(shè)備42a的IP地址改變?yōu)閭溆肬平面處理設(shè)備42c的IP地址(步驟S16)。因此，C平面處理設(shè)備41具有以下功能根據(jù)來自備用U平面處理部分42c的指示，針對每個(gè)呼叫，改變下行控制信號的傳輸目的地IP地址。
與此同時(shí)，從U平面處理設(shè)備42a傳送的上行控制信號在ATM/IP-IF部分71中進(jìn)行ATM/IP轉(zhuǎn)換(步驟S17)，而且同樣將IP頭部分的IP地址(參見圖5)變?yōu)閭溆肬平面處理設(shè)備42c的IP地址并傳輸。依照此IP地址，備用U平面處理設(shè)備42c在IP-IF部分81中接收所接管的處理的上行控制信號，以在層2處理部分82執(zhí)行層2處理(步驟S18)。然后，在C平面處理設(shè)備41中對上行控制信號進(jìn)行層3處理(步驟S19)，并最終傳輸給CN3。
另一方面，在C平面處理設(shè)備41中對來自CN3的下行控制信號進(jìn)行層3處理(步驟S20)，然后，以備用U平面處理設(shè)備42c的指定IP地址代替主用U平面處理設(shè)備42a的IP地址，從C平面處理設(shè)備41進(jìn)行傳輸，從而備用U平面處理設(shè)備42c通過區(qū)分下行控制信號的IP頭中的IP地址，接收指定了設(shè)備42c的下行控制信號。
在層2處理部分82中，對由備用U平面處理設(shè)備42c這樣接收的下行控制信號進(jìn)行層2處理(步驟S21)，然后傳輸給U平面處理設(shè)備42a的ATM/IP-IF部分71。在ATM/IP-IF部分71中，對下行控制信號進(jìn)行IP/ATM轉(zhuǎn)換(步驟S22)，最后傳輸給節(jié)點(diǎn)B。
圖12和圖13分別示出了在主用U平面處理設(shè)備42a不處于擁塞狀態(tài)，而處于正常狀態(tài)時(shí)，上行和下行用戶數(shù)據(jù)流及操作順序。當(dāng)U平面處理設(shè)備42a不處于擁塞狀態(tài)時(shí)，在ATM/IP-IF部分71中將從節(jié)點(diǎn)B6a接收到的上行用戶數(shù)據(jù)從ATM分組轉(zhuǎn)換為IP分組(步驟S31)，之后，在層2處理部分72中進(jìn)行層2處理，然后，傳送給CN3。
向U平面處理設(shè)備42a傳輸來自CN3的下行用戶數(shù)據(jù)，然后在層2處理部分72中進(jìn)行層2處理(步驟S33)，接下來是在ATM/IP-IF部分71中，從IP分組轉(zhuǎn)換為ATM分組(步驟S34)，最后向節(jié)點(diǎn)B6a傳輸。與此同時(shí)，備用U平面處理設(shè)備42c監(jiān)控在CN3和U平面處理設(shè)備42a之間傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)。
圖14和圖15分別示出了在U平面處理設(shè)備42a進(jìn)入擁塞狀態(tài)時(shí)，上行和下行用戶數(shù)據(jù)流及操作順序。當(dāng)U平面處理設(shè)備42a進(jìn)入擁塞狀態(tài)時(shí)，類似于圖10和圖11中的前述示例，檢測擁塞(步驟S41)，產(chǎn)生切換請求，將處理切換到備用U平面處理設(shè)備42c(步驟S42)，并且向備用U平面處理設(shè)備42c傳送由每個(gè)協(xié)議保持的要被繼承的呼叫的呼叫信息(步驟S43)。
與此同時(shí)，并不使用戶數(shù)據(jù)到達(dá)上層，而是使其在ATM/IP-IF部分71中環(huán)回(步驟S44)。隨后，從U平面處理設(shè)備42a接收到處理的切換請求的備用U平面處理設(shè)備42c在每個(gè)協(xié)議中發(fā)展傳送過來的呼叫信息，從而繼承要被繼承的呼叫處理(步驟S45)。
備用U平面處理設(shè)備42c通過下行信號傳輸目的地IP地址指示部分834，指示CN3將要被繼承的呼叫的下行用戶數(shù)據(jù)的傳輸目的地IP地址從主用U平面處理設(shè)備42a的IP地址改變?yōu)樵O(shè)備42c本身的IP地址(步驟S46)。因此，CN3具有以下功能依照來自備用U平面處理設(shè)備42c的指示，針對每個(gè)呼叫改變下行用戶數(shù)據(jù)的傳輸目的地IP地址。
此時(shí)，從U平面處理設(shè)備42a傳送的上行用戶數(shù)據(jù)包括備用U平面處理設(shè)備42c的指定IP地址(在ATM/IP-IF部分71中指定IP地址)(步驟S47)，從而備用U平面處理部分42c接收此用戶數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行層2處理(步驟S48)。
另一方面，來自CN3的下行用戶數(shù)據(jù)包括代替U平面處理設(shè)備42a的IP地址的備用U平面處理設(shè)備42c的指定IP地址，從而備用U平面處理設(shè)備42c通過區(qū)分下行用戶數(shù)據(jù)的IP頭的IP地址，來接收指定給U平面處理設(shè)備42c自身的用戶數(shù)據(jù)。
隨后，對U平面處理設(shè)備42c接收的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行層2處理(步驟S49)，然后在U平面處理設(shè)備42a的ATM/IP-IF部分71中從IP分組轉(zhuǎn)換為ATM分組(步驟S50)，最后，傳輸給節(jié)點(diǎn)B6a。
在前述實(shí)施例中，ATM/IP-IF被用作于節(jié)點(diǎn)B之間的接口，然而，當(dāng)作為RAN先進(jìn)IP聯(lián)網(wǎng)的結(jié)果，IP接口最終用作于節(jié)點(diǎn)B之間的接口時(shí)，在主用U平面處理設(shè)備進(jìn)入擁塞狀態(tài)時(shí)，不再需要ATM分組和IP分組之間的轉(zhuǎn)換處理，這樣將其處理切換到備用U平面處理設(shè)備，消除了通過主用U平面處理設(shè)備42a的ATM/IP-IF部分71的必要。這使得備用U平面處理設(shè)備42c能夠繼承主用U平面處理設(shè)備42a中的全部處理，意味著即使在系統(tǒng)故障或在更新與增加文件中需要暫停系統(tǒng)時(shí)，U平面處理設(shè)備42a仍然可以不中斷服務(wù)，而且全部處理都可以被繼承到備用U平面處理設(shè)備42c。
在前述實(shí)施例中，描述了在主用U平面處理設(shè)備42a進(jìn)入擁塞狀態(tài)之后，將當(dāng)前正在連接的多個(gè)呼叫(呼叫連接單元)中的一部分繼承給備用U平面處理設(shè)備42c的情況，但是，存在可以想象的情況是，當(dāng)在主用U平面處理設(shè)備42a近似擁塞的狀態(tài)下，移動單元(UE)產(chǎn)生新的呼叫連接請求時(shí)，將此新的呼叫繼承給備用U平面處理設(shè)備42c。下面將參照圖16和圖17描述這種情況下的操作。
首先，參照圖16描述控制信號。在圖8所示的狀態(tài)下，當(dāng)主用U平面處理設(shè)備42a接近擁塞狀態(tài)，而且從新的移動單元向U平面處理設(shè)備42a發(fā)出連接請求時(shí)，U平面處理設(shè)備42a達(dá)到擁塞狀態(tài)，因此，當(dāng)檢測到擁塞時(shí)，產(chǎn)生切換請求，以便由備用U平面處理設(shè)備42c繼承對連接請求的處理，以及進(jìn)一步產(chǎn)生環(huán)回指令給ATM/IP-IF部分71，這些處理與圖11的步驟S11、S12和S14中的處理相同。
已經(jīng)接收到此請求的備用U平面處理設(shè)備42c向C平面處理設(shè)備41傳輸連接請求(步驟S51)，并通知C平面處理設(shè)備41備用U平面處理設(shè)備42c的IP地址(步驟S52)。然后，隨后的處理與圖11的步驟S17到S22的操作以及圖10所示的控制信號流相同，其中，在備用U平面處理設(shè)備42c中處理的上行和下行控制信號的分組保持備用U平面處理設(shè)備42c的指定IP地址。
接下來，參照圖17描述用戶數(shù)據(jù)。在圖12所示的狀態(tài)下，當(dāng)主用U平面處理設(shè)備42a接近擁塞狀態(tài)，而且從新的移動單元向U平面處理設(shè)備42a發(fā)出連接請求時(shí)，U平面處理設(shè)備42a達(dá)到擁塞狀態(tài)，以及當(dāng)檢測到擁塞時(shí)，產(chǎn)生切換請求，以便由備用U平面處理設(shè)備42c繼承對連接請求的處理，以及進(jìn)一步產(chǎn)生環(huán)回指令給ATM/IP-IF部分71，這些處理與圖15的步驟S41、S42和S44中的處理相同。
已經(jīng)接收到此請求的備用U平面處理設(shè)備42c向CN3傳輸連接請求(步驟S61)，并通知CN3備用U平面處理設(shè)備42c的IP地址(步驟S62)。隨后的處理與圖15的步驟S47到S50的操作以及圖12所示的用戶數(shù)據(jù)流相同，其中，上行和下行用戶數(shù)據(jù)的分組都保持備用U平面處理設(shè)備42c的指定IP地址。
如上所述，在按照本發(fā)明的W-CDMA移動通信系統(tǒng)中，即使當(dāng)加速利用筆記本大小的個(gè)人計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信或利用如圖像或運(yùn)動圖像等大量數(shù)據(jù)，并從而預(yù)期用戶數(shù)據(jù)量的增長時(shí)，可以很容易地分配在處理用戶數(shù)據(jù)的RAN中的處理負(fù)載，而且可以有效地防止整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)故障。這是因?yàn)?，?dāng)處理用戶數(shù)據(jù)的U平面處理設(shè)備進(jìn)入擁塞狀態(tài)時(shí)，U平面處理設(shè)備能夠?qū)⒉糠痔幚砝^承給另一備份U平面處理設(shè)備，從而繼續(xù)進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)，它包括移動單元、無線電基站和無線電控制器，其中無線電控制器包括第一和第二用戶平面處理裝置，用于執(zhí)行與移動單元相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)的控制傳送的處理；以及控制平面處理裝置，用于處理具有控制信號的信令的控制傳送，控制平面處理裝置物理上分立于第一和第二用戶處理裝置，并設(shè)置在第一和第二用戶平面處理裝置的上層位置，以及當(dāng)檢測到處理的擁塞狀態(tài)時(shí)，第一用戶平面處理裝置向第二用戶平面處理裝置傳送部分處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于第一用戶平面處理裝置是與無線電基站相連的主用系統(tǒng)，以及第二用戶平面處理裝置是第一用戶平面處理裝置的備用系統(tǒng)。
3.按照權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于第一用戶平面處理裝置包括控制裝置，響應(yīng)檢測的擁塞狀態(tài)，進(jìn)行控制從而將控制信號和用戶數(shù)據(jù)的傳輸/接收目的地切換為第二用戶平面處理裝置，并向第二用戶平面處理裝置傳輸切換指示；以及通知裝置，用于通知第二用戶平面處理裝置，向第二用戶平面處理裝置傳送的處理所需的信息。
4.按照權(quán)利要求3所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于第二用戶平面處理裝置包括響應(yīng)裝置，響應(yīng)信息的通知，繼承此信息，以及響應(yīng)收到的切換指示，處理控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
5.按照權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于無線電基站出現(xiàn)在第一通信網(wǎng)絡(luò)中，而第一和第二用戶平面處理裝置及控制平面處理裝置與不同于第一通信網(wǎng)絡(luò)的第二通信網(wǎng)絡(luò)相連，以及第一用戶平面處理裝置還包括第一和第二通信網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換接口裝置。
6.按照權(quán)利要求5所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于第二用戶平面處理裝置通過第一用戶平面處理裝置中的轉(zhuǎn)換接口裝置傳輸與接收控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
7.按照權(quán)利要求5所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于第一通信網(wǎng)絡(luò)包括ATM通信網(wǎng)絡(luò)，而第二通信網(wǎng)絡(luò)包括IP通信網(wǎng)絡(luò)。
8.一種移動通信系統(tǒng)中的操作控制方法，所述移動通信系統(tǒng)包括第一和第二用戶平面處理裝置，用于執(zhí)行與移動單元相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)的控制傳送的處理；以及控制平面處理裝置，用于處理具有控制信號的信令的控制傳送，控制平面處理裝置物理上分立于第一和第二用戶處理裝置，并設(shè)置在第一和第二用戶平面處理裝置的上層位置，其中，第一用戶平面處理裝置執(zhí)行以下步驟當(dāng)檢測到處理的擁塞狀態(tài)時(shí)，向第二用戶平面處理裝置傳送部分處理。
9.按照權(quán)利要求8所述的操作控制方法，其特征在于第一用戶平面處理裝置是與無線電基站相連、用于向移動單元提供無線電承載的主用系統(tǒng)，以及第二用戶平面處理裝置是第一用戶平面處理裝置的備用系統(tǒng)。
10.按照權(quán)利要求8所述的操作控制方法，其特征在于第一用戶平面處理裝置還執(zhí)行以下步驟響應(yīng)檢測的擁塞狀態(tài)，進(jìn)行控制從而將控制信號和用戶數(shù)據(jù)的傳輸/接收目的地切換為第二用戶平面處理裝置；向第二用戶平面處理裝置傳輸切換指示；以及通知第二用戶平面處理裝置，向第二用戶平面處理裝置傳送的處理所需的信息。
11.按照權(quán)利要求10所述的操作控制方法，其特征在于第二用戶平面處理裝置執(zhí)行以下步驟響應(yīng)信息的通知，繼承此信息；以及響應(yīng)收到的切換指示，處理控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
12.按照權(quán)利要求8所述的操作控制方法，其特征在于無線電基站出現(xiàn)在第一通信網(wǎng)絡(luò)中，而且第一和第二用戶平面處理裝置及控制平面處理裝置與不同于第一通信網(wǎng)絡(luò)的第二通信網(wǎng)絡(luò)相連，以及第一用戶平面處理裝置還執(zhí)行第一和第二通信網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行的接口轉(zhuǎn)換步驟。
13.按照權(quán)利要求12所述的操作控制方法，其特征在于第二用戶平面處理裝置通過第一用戶平面處理裝置中進(jìn)行的接口轉(zhuǎn)換步驟，傳輸與接收控制信號和用戶數(shù)據(jù)。
14.按照權(quán)利要求12所述的操作控制方法，其特征在于第一通信網(wǎng)絡(luò)包括ATM通信網(wǎng)絡(luò)，而第二通信網(wǎng)絡(luò)包括IP通信網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
在W－CDMA通信系統(tǒng)中，即使RNC由于用戶數(shù)據(jù)的增加而進(jìn)入擁塞狀態(tài)，RNC仍可以分配負(fù)載，繼續(xù)進(jìn)行處理，而不引起系統(tǒng)故障。用在RAN中的ATM網(wǎng)絡(luò)是IP聯(lián)網(wǎng)的，其中以物理上分立的方式設(shè)置用于信令處理的C平面處理設(shè)備和用于用戶數(shù)據(jù)處理的U平面處理設(shè)備。利用U平面處理設(shè)備，獨(dú)立于主用系統(tǒng)準(zhǔn)備備用系統(tǒng)。當(dāng)主用系統(tǒng)發(fā)生擁塞時(shí)，將部分處理切換給備用系統(tǒng)，并由備用系統(tǒng)繼承。
文檔編號H04L12/56GK1471253SQ0314750
公開日2004年1月28日 申請日期2003年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月10日
發(fā)明者加藤秀則 申請人:日本電氣株式會社