CN101146339B - 跨sgsn的切换方法及移动通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，公开了一种跨SGSN的切换方法及移动通信网络。本发明中，在终端跨SGSN切换时，网络侧保持原SGSN和GGSN之间承载不变，在原SGSN和目标SGSN之间新建一个承载，通过经由GGSN、原SGSN和目标SGSN三个节点的承载传输终端的业务数据包。因为原SGSN为终端缓存的数据包可以通过新建的承载发给目标SGSN，再由目标SGSN发送给终端，所以业务数据包的丢失可以减少或避免。

Description

跨SGSN的切换方法及移动通信网络

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及跨SGSN的切换技术。

背景技术

通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)是在现有全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，简称“GSM”)上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS提供端到端的、广域的无线IP连接。

GPRS作为GSM向第三代移动通信演变的过渡技术，使移动通信与数据网络合二为一，使IP业务得以引入广阔的移动市场。GPRS与GSM最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，速率为每秒9.6Kbps，而GPRS采用分组交换的方式。

GPRS业务将给用户和运营商带来更优质的服务以及更大的机会：向用户提供第三代业务进行市场开拓，同时延长GSM的生存周期。

GPRS的具备以下主要特点：

向用户提供从9kbps到多于171.2kbps的接入速率。更为有效地利用无线资源，可动态地向单个用户分配位于同一载频上的1到8个时隙。无线接口资源可根据业务流量和运营者的选择在语音和数据业务之间共享。

支持上行和下行的非对称传输更为有效地实现和IP网络的互通。GPRS从协议结构上提供了和IP网络、X.25网络的互通。

能向用户提供Internet所能提供的一切功能。用户在拥有一个电话号码的同时将拥有一个固定的或动态分配的IP地址。GPRS用户的建立时间更短。

运行者可以将用户的业务流量作为收费标准。

向用户提供比GSM数据业务更为丰富的数据业务(还包括补充业务和短消息业务)，支持四种QoS。

换言之，GPRS是一种叠加在GSM上的分组模式的无线网络，能对任何一个GSM网络进行升级，使GSM网络能从第二代移动通信网络向第三代(3G)网络演进，被称为是第2.5代的系统。它最大限度地利用已有的无线网络基础设施，提高了无线资源利用率。

图1示出GPRS标准构架。

GPRS在GSM原有网络的基础上叠加了一层网络组成GSM/GPRS网络，GPRS在GSM网络的基础上增加了服务通用分组无线业务支持节点(ServingGPRS Support Node，简称“SGSN”)、网关通用分组无线业务支持节点(Gateway GPRS Support Node，简称“GGSN”)、计费网关(可选的)、边缘网关(可选的)等实体。同时，通过GPRS骨干网实现各实体之间的连接。

其中，SGSN是分组交换(Packet Switching，简称“PS”)网络的一个基本的组成网元。其主要的作用是为本SGSN服务区域的用户设备(UserEquipment，简称“UE”)转发输入/输出的IP分组，其地位类似于电路交换(Circuit Switching，简称“CS”)域中的访问移动业务交换中心(Visitor Mobileservices Switching Center，简称“VMSC”)。

SGSN提供的功能包含：本SGSN区域内的分组数据包的路由与转发功能，为本SGSN区域内的所有PS用户提供服务、加密与鉴权功能、会话管理功能、移动性管理功能，以及同通用移动通信系统地面无线接入网(UMTSTerrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)、GGSN、归属位置寄存器(Home Location Register，简称“HLR”)、移动交换中心(Mobile SwitchingCenter，简称“MSC”)、短消息业务网关移动交换中心(Short MessageService-Gateway Mobile Switching Centre，简称“SMS-GMSC”)、短消息互联MSC(MSC Short Message Service Interworking MSC，简称“SMS-IWMSC”)等接口功能。

SGSN中还集成了类似于CS网络中拜访位置寄存器(Visitor LocationRegister，简称“VLR”)的功能，当用户处于Attached(附着)状态时，SGSN中存储了同分组相关的用户信息和位置信息。同VLR相似，SGSN中的大部分用户信息在位置更新过程中从HLR获取。

另外，GGSN也是为了在UMTS网络中提供PS业务功能而引入的一个的网元功能实体，提供数据包在PS网和外部数据网之间的路由和封装。用户选择哪一个GGSN作为网关，是在分组数据协议(Packet Data Protocol，简称“PDP”)上下文激活过程中根据用户的签约信息以及用户请求的接入点名(APN)确定的。

GGSN提供的功能包含：同外部IP分组网络的接口功能，具体地说，GGSN需要提供UE接入外部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址PS网络中所有用户IP的路由器，需要同外部网络交换路由信息；会话管理，即，完成UE同外部网的通信建立过程；以及将移动用户的分组数据发往正确的SGSN的功能。

终端在READY(业务正在进行)状态下，移动进入了新的小区，而新小区属于另一个SGSN(GPRS服务节点)，则终端必须要做位置更新，由原小区切换到新小区，切换时要作SGSN间的路由区更新。

SGSN路由区更新前的状态如图2所示，其中粗实线是传输终端业务数据包的承载。可以看到该承载路径为“GGSN——原SGSN——源BSC——源基站——终端”。

SGSN路由区更新后的状态如图3所示，其中粗实线是传输终端业务数据包的承载。可以看到该承载路径为“GGSN——目标SGSN——目标BSC——目标基站——终端”。

在切换时，原SGSN中缓存有来自GGSN的需要发送给终端的数据，这些数据GGSN可能已不保留。而发生切换后，新的承载路径已经切换到目标SGSN去了，已不再经过原SGSN，所以原SGSN中的数据会被丢弃，从而导致数据的丢失。终端在预定长的时间内无法收到期望的数据时会触发上层的重传，从而导致业务数据包的抖动和延迟。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种跨SGSN的切换方法及移动通信网络，使得终端在跨SGSN切换时业务数据包的丢失得以减少。

为实现上述目的，本发明提供了一种跨SGSN的切换方法，包含以下步骤：

终端从原SGSN的路由区切换到目标SGSN的路由区时，网络侧保持原SGSN和GGSN之间的第一承载，在原SGSN和目标SGSN之间建立第二承载，通过所述第一和第二承载传输终端的业务数据包。

其中，所述终端为正在使用分组交换域业务的终端。

此外在所述方法中，所述业务包括流媒体和会话类业务。

此外在所述方法中，原SGSN在第二承载建立后，将所缓存的所述终端的数据通过目标SGSN发送给该终端。

本发明还提供了一种移动通信网络，包含至少一个GGSN和至少两个SGSN，终端原先所在的SGSN用于在其路由区内的终端切换到目标SGSN的路由区时，为该终端建立与目标SGSN之间的第二承载，并保持与GGSN之间的第一承载；

GGSN用于终端在不同的SGSN路由区间切换时，保持与该终端原先所在SGSN之间的第一承载。

其中，所述终端为正在使用分组交换域业务的终端。

此外，所述业务包括流媒体和会话类业务。

此外，终端原先所在SGSN还用于在第二承载建立后，将所缓存的该终端的业务数据包通过目标SGSN发送给该终端。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在终端跨SGSN切换时，网络侧保持原SGSN和GGSN之间承载不变，在原SGSN和目标SGSN之间新建一个承载，通过经由GGSN、原SGSN和目标SGSN三个节点的承载传输终端的业务数据包。因为原SGSN为终端缓存的数据包可以通过新建的承载发给目标SGSN，再由目标SGSN发送给终端，所以业务数据包的丢失可以减少或避免。业务数据包丢失得少了，需要重传的机会也会变小，业务数据包的抖动和延迟也会相应得到改善。

附图说明

图1是现有技术中GPRS的构架示意图；

图2是现有技术中SGSN间路由更新前的网络状态示意图；

图3是现有技术中SGSN间路由更新后的网络状态示意图；

图4是根据本发明实施方式的SGSN间路由更新后的网络状态示意图；

图5是根据本发明实施方式的跨SGSN的切换流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的方法实施方式的流程如图5所示。

在步骤510中，正在使用分组交换(Packet Switching，简称“PS”)域业务的终端发起从原SGSN的路由区到目标SGSN的路由区的切换。终端所使用的PS域业务可以是流媒体、会话类业务等等。PS域业务的数据是一定要通过GGSN的。

此后进入步骤520，GGSN与原SGSN之间为终端建立的第一承载保持不变。GGSN继续把需要发送给该终端的业务数据包发送给原SGSN，原SGSN对这些数据进行缓存。

此后进入步骤530，原SGSN在终端发起切换时，与目标SGSN进行交互，在原SGSN与目标SGSN之间新建第二承载。第二承载用于在这两个SGSN之间传输终端的业务数据包。

此后进入步骤540，第二承载建立后，原SGSN将为终端缓存的下行业务数据包发送到目标SGSN，由目标SGSN通过目标BSC和目标基站下发给终端。因为原SGSN为终端缓存的数据包可以顺利地发送给终端，所以业务数据包的丢失可以减少或避免。业务数据包丢失得少了，需要重传的机会也会变小，业务数据包的抖动和延迟也会相应得到改善。

终端切换到目标SGSN下属的目标基站后，按照目标基站、目标BSC、目标SGSN、原SGSN、GGSN的路径向网络侧回应数据。

此后，如果终端在下一次切换中又切回原SGSN的基站，则释放第二承载，重新恢复到图2所示的状态。

如果终端在下一次切换中切换到另一个目标SGSN(这里称为第二目标SGSN)的基站，则释放原SGSN与目标SGSN之间的第二承载，在原SGSN与第二目标SGSN之间新建第三承载，网络状态与图4类似，只是将目标SGSN改成第二目标SGSN即可。当然，因为一个SGSN可以管理很多的基站，所以连续在多个SGSN之间切换的情况出现的概率较小。

在本发明的网络实施方式中的网络结构如图4所示。该网络主要涉及一个GGSN和两个SGSN，这两个SGSN分别是终端跨SGSN切换前为终端提供服务的原SGSN，和终端跨SGSN切换后为终端提供服务的目标SGSN。这三个网络侧设备在终端跨SGSN切换过程中的功能与现有技术不同。下面分别进行说明：

GGSN用于终端在不同的SGSN路由区间切换时，保持与原SGSN之间的第一承载。而现有技术中，GGSN是删除了与原SGSN之间的承载，与目标SGSN之间新建承载。

原SGSN用于在终端切换到目标SGSN时，新建与目标SGSN之间的第二承载，并保持与GGSN之间的第一承载。而现有技术中，原SGSN是删除与GGSN之间的承载。原SGSN还用于在第二承载建立后，将所缓存的终端业务数据包通过目标SGSN发送给该终端。而现有技术中，原SGSN丢弃了为该终端所缓存的业务数据包。

目标SGSN用于终端从原SGSN切换过来时，新建与原SGSN之间的第二承载。而现有技术中，目标SGSN是与GGSN之间新建承载。

跨SGSN切换后形成的网络状态如图4所示，其中的粗实线是为终端服务的承载路径，可以看出，本发明的方案形成的承载路径是：GGSN——原SGSN——目标SGSN——目标BSC——目标基站——终端。GGSN还可以与其它的网络，如Internet等连接，以便为终端提供服务。因为原SGSN保留在了新形成的承载路径中，所以原SGSN的缓存的业务数据包不会丢失，由跨SGSN切换而导致的业务数据包的抖动和延迟也相应得到改善。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种跨SGSN的切换方法，其特征在于，包含以下步骤：

终端从原SGSN的路由区切换到目标SGSN的路由区时，网络侧保持原SGSN和GGSN之间的第一承载，在原SGSN和目标SGSN之间建立第二承载，通过所述第一和第二承载传输终端的业务数据包；

原SGSN在第二承载建立后，将所缓存的所述终端的数据通过目标SGSN发送给该终端。

2.根据权利要求1所述的跨SGSN的切换方法，其特征在于，所述终端为正在使用分组交换域业务的终端。

3.根据权利要求2所述的跨SGSN的切换方法，其特征在于，所述业务包括流媒体和会话类业务。

4.一种移动通信网络，包含至少一个GGSN和至少两个SGSN，其特征在于，终端原先所在的SGSN用于在其路由区内的终端切换到目标SGSN的路由区时，为该终端建立与目标SGSN之间的第二承载，并保持与GGSN之间的第一承载；

GGSN用于终端在不同的SGSN路由区间切换时，保持与该终端原先所在SGSN之间的第一承载；

终端原先所在SGSN还用于在第二承载建立后，将所缓存的该终端的业务数据包通过目标SGSN发送给该终端。

5.根据权利要求4所述的移动通信网络，其特征在于，所述终端为正在使用分组交换域业务的终端。

6.根据权利要求4所述的移动通信网络，其特征在于，所述业务包括流媒体和会话类业务。

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