专利名称：一种gprs网络扁平化架构的实现方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种通用分组无线业务 (General Packet Radio Service, GPRS)网络扁平化架构的实现方法、装置 和系统。
背景技术：
图1为现有通用分组无线业务(General Package Radio Service, GPRS ) 网络的分组交换(Packet Switched, PS)域系统架构图，包括用户设备(User Equipment, UE)、基站子系统(Base Station System, BSS)、服务GPRS 支持节点(Serving GPRS Supporting Node, SGSN) 、 GPRS网关支持节点 (Gateway GPRS Supporting Node， GGSN )、归属位置寄存器(Home Location Register, HLR)。其中，BSS用于实现所有与无线有关的功能，在UE和 SGSN之间传递分组域的数据。SGSN核心功能是实现路由转发、移动性管 理、会话管理和用户信息存储等功能。GGSN主要用于和外部网络进行接口 ， 同时还用于实现用户面数据的传输。HLR用于存储用户签约信息。
现有GPRS网络的控制面协议栈如图2所示，UE和BSS之间为无线接 口 Um, BSS与SGSN之间为Gb接口。 UE的控制面协议栈自下而上分为5 层，依次为全球移动通信系统(GSM)无线频率(RF)层、媒介接入控 制层(MAC )、无线链路控制(RLC )层、逻辑链路控制(LLC )层和GPRS 移动性管理(GPRS Mobility Management, GMM)层/会话管理(Session Management, SM )层。SGSN的控制面协议栈自下而上也分为5层，依次 为LI bis层、网络服务(Network Service, NS)层、基站子系统GPRS协 议(Base Subsystem GPRS Protocol, BSSGP)层、LLC层和GMM/SM层。其中，UE和SGSN的上两层之间可以直接交互，BSS仅仅负责转发；而下 三层需要BSS进行中继。
用户面协议栈如图3所示，UE与BSS通过Um接口交互，BSS与SGSN 之间通过Gb接口交互，SGSN与GGSN之间通过Gn接口交互。UE的用户 面协议栈自下而上分为7层，其中下4层与UE的控制面协议栈一致，而再 往上依次为子网相关的收症夂十办i义(Sub-Network Dependent Convergence Protocol, SNDCP)层、IP层和应用层。GGSN的用户面协议栈自下而上依 次为第一层(LI)即物理层，第二层(L2)即链路层、IP层、用户数据 报协议(User Datagram Protocol, UDP )层、GPRS隧道协议用户面(GPRS Tunnelling Protocol-User plane, GTP陽U )层和IP层。SGSN在Gb接口的用 户面协议栈与其控制面协议栈相同，而SGSN在Gn接口的用户面协议栈则 与GGSN的用户面协议栈的下五层相同，SGSN中要实现L1 bis层和Ll、 NS层和L2、 BSSGP层和IP层、LLC和UDP、 SNDCP和GTP-U之间的中 继。
现有GPRS网络架构存在如下缺点
1、 在Gb接口没有实现用户面和控制面的分离，用户面和控制面的协 议栈在Gb接口是一样的，这与宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access ， WCDMA )网络以后后续的演进网络中控制面和用户面分 离的机制相违背。这样GPRS网络不利于后续演进到WCDMA网络以及后 续的演进网络，不利于保护运营商的投资。
2、 在SGSN上需要实现众多功能，例如需要实现LLC协议层的加密、 SNDCP协议层的压缩以及BSSGP协议层流控等，导致SGSN的处理复杂， Gb接口的数据转发能力不强。后续数据业务大幅增长时Gb接口的转发能力 将成为瓶颈。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种扁平化GPRS架构的实现方法、装置
8和系统，可以实现用户面和控制面的分离，并提高数据转发能力。
所述GPRS网络扁平化架构的实现方法，扩展在基站子系统BSS和GPRS 服务支持节点SGSN之间接口 ，增加所述接口的应用部分协议处理层，以下称 为Gb-AP协议层，所述Gb-AP协议层将SGSN的GPRS移动性管理GMM/会 话管理SM协议层消息转发给BSS,或将BSS的逻辑4连路控制LLC/子网相关 的收敛协议SNDCP协议层消息转发《会SGSN;包括步骤
将BSS的LLC协议层消息或SNDCP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协 议层，然后将BSS的Gb-AP协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，再将 SGSN的Gb-AP协议层消息转发至SGSN的GMM/SM协议层；
或者，将SGSN的GMM/SM协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层， 然后将SGSN的Gb-AP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，再将BSS的 Gb-AP协议层消息转发到BSS的LLC协议层或SNDCP协议层。
本发明实施例提出的通用分组无线业务GPRS网络系统，包括BSS、 SGSN， 其特征在于，所述BSS包括
LLC协议处理模块，用于提供用户设备与BSS之间的逻辑链路， SNDCP协议处理模块，用于控制用户设备与BSS之间的分组数据传输； Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议 处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的 Gb-AP协议层的消息发送到到所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块； 所述SGSN包括
GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能； Gb-AP协议栈模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理单元的消息，
将所述消息发送到BSS的Gb-AP协议层；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层
消息，并将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。本发明实施例提出的一种移动通信网络中的接入设备，用于将用户设备通
过空中接口接入到通信网络中，所述接入设备包括SNDCP协议处理模块和LLC 协议处理模块，所述LLC协议处理模块用于为用户设备提供到接入设备之间的 逻辑链路，所述SNDCP协议处理模块用于控制用户设备到接入设备之间的分 组数据传输；
所述接入设备还包括Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处 理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块， 或者将来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息发送到到所述LLC协议栈模块或 SNDCP协议栈模块。
本发明实施例提出的GPRS网络中的SGSN,所述SGSN与BSS相连， 包括GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能，所述 SGSN包括Gb-AP协议处理模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理模 块的消息，并向BSS的Gb-AP协议层发送Gb-AP协议层消息；或者接收来 自BSS的Gb-AP协议层消息，将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理 模块。
从以上技术方案可以看出，通过增加BSS和SGSN之间接口的应用部 分协议层以及将原Gb接口的LLC、 SNDCP协议层在BSS侧实现，对BSS 和SGSN之间接口可以实现GPRS网络的控制面和用户面分离，有利于GPRS 网络平滑过渡到WCDMA网络以及后续的演进网络；该方案使得SGSN的 业务负担大大减轻，提高了 BSS和SGSN之间接口的转发能力。
图1为现有技术的GPRS网络架构图2为现有技术的GPRS控制面协议栈示意图3为现有技术的GPRS用户面协议栈示意图4为本发明实施例非直接隧道的GPRS网络架构图；图5为本发明实施例直接隧道的GPRS网络架构图； 图6为本发明实施例GPRS控制面协议栈示意图； 图7为本发明实施例非直接隧道的GPRS用户面协议栈示意图； 图8为本发明实施例直接隧道的GPRS用户面协议栈示意图； 图9为本发明第一实施例的终端附着过程的信令交互流程图； 图10为本发明第二实施例的上下文激活过程的信令交互流程图； 图11为本发明第三实施例的上行数据传输流程图； 图12为本发明第四实施例的下行数据传输流程图。
具体实施例方式
本发明实施例提出的GPRS网络扁平化架构，其实质在于BSS和核心 网之间的接口的用户面和控制面协议层分离，并简化SGSN的功能，BSS和 SGSN增加Gb应用部分协议层，将LLC、 SNDCP协议层移到BSS侧处理。
GPRS网络中的直接隧道(Direct Tunnel)直接在接入网和GGSN之间 实现用户面处理，而无需通过SGSN来处理。对于Direct Tunnel的GPRS 网络来说，SGSN上只需处理控制面的功能。
根据是否采用直接隧道，本发明实施例提出两类GPRS网络的扁平化架 构，其中，未采用直接隧道的架构如图4所示，BSS与SGSN之间存在控制 面和用户面的交互；采用直接隧道的架构如图5所示，BSS与SGSN之间仅 有控制面的交互，BSS与GGSN之间进行用户面的交互。图4和图5中， 控制面用虚线表示，用户面用实线表示。
GPRS网络扁平化后BSS与核心网(SGSN或者GGSN)之间的接口在 原有的Gb接口的基础上进行扩展，在以下描述中将扩展后的接口称为增强 型Gb接口 (Gb+) 。 Gb+接口与原有Gb接口的变化为
1、 将LLC、 SNDCP协议层移到BSS侧进行处理。
2、 原有Gb接口的NS、 BSSGP协议层不再使用。
3、 Gb+接口将用户面和控制面分开处理。对于Gb+接口的两侧分别使用相同的用户面协议层和控制面协议层，在以下所举实施例中，用户面使用
GTP-U协议，控制面使用信令控制传输协议(Signaling Control Transmission Protocol, SCTP)协议，实际应用中也可以采用其它用户面协议层或控制面 协议层。
4、 Gb+接口的两侧增加Gb接口的应用部分协议层，实现Gb+接口的承 载管理，代理并中转GMM/SM协议层和LLC/SNDCP协议层之间的消息等 功能。为便于表述，将Gb接口的应用部分协议层称为Gb-AP。
GPRS网络扁平化架构的控制面协议栈如图6所示，用户面协议栈分别 如图7和图8所示，其中图7是未应用直接隧道的情况，图8是应用了直接 隧道的情况。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体的应用流 程对本发明方案进一步的详细阐述。
本发明第一实施例是GPRS网络的终端附着(attach)流程，主要包括 如下处理过程
UE发送附着请求(Attach R叫uest)消息到SGSN，这个消息通过如下 方式传递给SGSN:
第一步，UE的GMM协议层发送携带附着请求的逻辑链路数据单元请 求(LL-UNITDATA-REQ )消息到UE的LLC协议层；第二步，UE的LLC 协议层发送携带附着请求的非确认信息(Unconfirmed Information, UI)消 息到BSS的LLC协议层；第三步，BSS的LLC协议层通过Gb-AP协议层 将包含附着请求的逻辑链路数据单元指示(LL-UNITDATA-IND)消息发送 到SGSN的Gb-AP协议层；第四步，SGSN的Gb-AP协议层将包含附着请 求的LL-UNITDATA-IND消息转给GMM协议层。
SGSN在收到附着请求后，需要与BSS进行附着处理过程，包括
第一步，SGSN的GMM协议层发送逻辑链路GPRS移动性管理指配请 求(LLGMM-ASSIGN-REQ )消息到SGSN的Gb-AP协议层；第二步，Gb-AP 协议层将这个消息转发给BSS的Gb-AP协议层；第三步，BSS的Gb-AP协议层将这个消息转发给BSS的LLC协议层；第四步，BSS的LLC协议处理 完这个消息后通过BSS的Gb-AP和SGSN的Gb-AP协议层回复逻辑链路 GPRS移动性管理指配确认(LLGMM-ASSIGN-CNF )消息给SGSN的GMM
协议层。
SGSN接受用户的附着请求后，回复附着接受(Attach Accept)消息给 UE，这个消息如下传递症会UE:
第一步，SGSN的GMM协议层通过SGSN的Gb-AP和BSS的Gb-AP 协议层将包含Attach Accept消息的LL-UNITDATA-REQ消息转发给BSS的 LLC协议层；第二步，BSS的LLC协议层转发包含Attach Accept消息的 UI消息到UE的LLC协议层；第三步，UE的LLC协议层转发包含Attach Accept消息的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM协议层。
以上只描述与本发明方案相关的流程，终端附着过程中可能存在的其它 的与本发明方案无关的流程则不作描述。
图9为本实施例的终端附着过程的信令交互流程图，包括如下步骤
步骤901: UE决定发送附着(Attach)流程，UE的GMM协议层发送 包含Attach R叫uest消息的LL-UNITDATA-REQ消息到UE的LLC协议层。
步骤902: UE的LLC协议层发送包含Attach Request消息的UI消息到 BSS的LLC协议层。
步骤903: BSS的LLC协议处理UI消息，发现这个消息是发给GMM 协议层的，则BSS的LLC协议层发送包含Attach Request消息的 LL-UNITDATA-IND消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤904: BSS的Gb-AP协议层转发所述LL-UNITDATA-IND消息到 SGSN的Gb-AP协议层。
步骤905: SGSN的Gb-AP协议层转发所述LL-UNITDATA-IND消息到 SGSN的GMM协议层。
步骤906: SGSN的GMM协议处理UE的Attach Request消息。SGSN 和HLR执行位置更新(Location Update )和签约数据获取(Insert SubscriberData)等处理过程。
步骤907: SGSN的GMM协议层发送LLGMM-ASSIGN-REQ消息给 SGSN的Gb-AP协议层。
步骤908: SGSN的Gb-AP协议层转发所述LLGMM-ASSIGN-REQ消 息给BSS的Gb-AP协议层。
步骤卯9: BSS的Gb-AP协议层转发所述LLGMM-ASSIGN-REQ消息 给BSS的LLC协议层。
步骤910: BSS的LLC协议处理LLGMM-ASSIGN-REQ消息，回 LLGMM-ASSIGN-CNF消息给BSS的Gb-AP协议层。
步骤911: BSS的Gb-AP协议层转发LLGMM-ASSIGN-CNF消息给 SGSN的Gb-AP协议层。
步骤912: SGSN的Gb-AP协议层转发LLGMM-ASSIGN-CNF消息给 SGSN的GMM协议层。
步骤913: SGSN的GMM协议层接受UE的附着请求，回复包含Attach Request消息的LL-UNITDATE-REQ消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤914: SGSN的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS 的Gb-AP协议层。
步骤915: BSS的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS 的LLC协议层。
步骤916: BSS的LLC协议层发送包含Attach R叫uest消息的UI消息 到UE的LLC协议层。
步骤917: UE的LLC协议层发送包含Attach Request消息的 LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM协议层。
本发明第二实施例是GPRS网络的激活流程，主要包括如下处理过程
首先，UE发送激活PDP上下文请求(Activate PDP Context R叫uest) 消息到SGSN，这个消息如下传递给SGSN:第一步，UE的GMM/SM协议 层发送包含Activate PDP Context R叫uest的LL-UNITDATA-REQ消息到
14UE的LLC协议层；第二步，UE的LLC协议层发送包含Activate PDP Context R叫uest的UI消息到BSS的LLC协议层；第三步，BSS的LLC协议层通 过Gb-AP协议层将包含Activate PDP Context R叫uest的LL-UNITDATA-IND 消息发送到SGSN的Gb-AP协议层；第四步，SGSN的Gb-AP协议层将包 含Activate PDP Context Request的LL-UNITDATA-IND消息转给GMM/SM 协议层。
接着，SGSN的GMM/SM协议处理UE的Activate PDP Context Request 消息，发送无线接入承载指配请求(RAB ASSIGNMENT REQUEST)消息 到SGSN的Gb-AP协议层，Gb-AP协议层转发这个消息到BSS的Gb-AP协 议层。
然后，BSS的Gb-AP协议处理RAB ASSIGNMENT REQUEST消息， 建立无线接入承载(Radio Access Bearer ， RAB)。
如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理由BSS侧的Gb-AP协 议层管理，则BSS的Gb-AP协议层发送子网相关的收敛协议与会话管理 (SNSM)激活指示(ACTIVATE.indication )消息给BSS的SNDCP协议层， 指示这个协议层创建用户的PDP上下文。
如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理由SGSN侧的SM协 议层管理，则SGSN侧的SM协议层发送SNSM-ACTIVATE.indication消息 到SGSN侧的Gb-AP协议层，SGSN的Gb-AP协议层转发这个消息到BSS 侧的Gb-AP协议层，BSS的Gb-AP协议层将这个消息转发给BSS侧的 SNDCP协议层。
最后，SGSN接受用户的Activate PDP Context Request后，回复Activate PDP Context Accept消息给UE,这个消息如下传递给UE:第 一步，SGSN 的GMM/SM协议层通过SGSN的Gb-AP和BSS的Gb-AP协议层将包含 Activate PDP Context Accept的LL-UNITDATA-REQ消息转发给BSS的LLC 协议层；第二步，BSS的LLC协议层转发包含Activate PDP Context Accept 的UI消息到UE的LLC协议层；第三步，UE的LLC协议层转发包含ActivatePDP Context Accept的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM/SM协议层。 图IO为本实施例的终端激活过程的信令交互流程图，包括如下步骤 步骤1001: UE决定发起激活(Activate)流程，UE的GMM/SM协议
层发送包含Activate PDP Context R叫uest消息的LL-UNITDATA-REQ消息
到UE的LLC协议层。
步骤1002: UE的LLC协议层发送包含Activate PDP Context R叫uest
消息的UI消息到BSS的LLC协议层。
步骤1003: BSS的LLC协议处理UI消息，发现这个消息是发给GMM
协议层的，则BSS的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Request消
息的LL-UNITDATA-IND消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤1004: BSS的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-IND消息到SGSN
的Gb-AP协议层。
步骤1005: SGSN的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-IND消息到 SGSN的GMM/SM协议层。
步骤1006: SGSN的GMM/SM协议层处理UE的Activate PDP Context R叫uest消息，发送RAB ASSIGNMENT REQUEST消息到SGSN的Gb-AP
协议层。
步骤1007: SGSN的Gb-AP协议层转发RAB ASSIGNMENT REQUEST 消息到BSS的Gb-AP协议层。
步骤1008: BSS的Gb-AP协议层处理RAB ASSIGNMENT REQUEST 消息，创建用户的RAB承载。如果BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文 管理由BSS侧的Gb-AP协议层管理，则BSS的Gb-AP协议层发送 SNSM-ACTIVATE.indication消息给BSS的SNDCP协议层，指示SNDCP 协-汉层建立相应的PDP上下文。
步骤1009: BSS的SNDCP协议层建立用户的PDP上下文，回 SNSM-ACTIVATE response消息给BSS的Gb-AP协议层。
步骤1010'. BSS的Gb-AP协议层回RAB ASSIGNMENT RESPONSE消息到SGSN的Gb-AP协议层。
步骤1011: SGSN的Gb-AP协议层回RAB ASSIGNMENT RESPONSE 消息到SGSN的GMM/SM协议层。
在实际应用中，BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文管理可以由SGSN 侧的SM协议层管理，在这种情况下需要包括如下步骤1012至1013;如果 BSS侧的SNDCP协议层的PDP上下文由BSS侧的Gb-AP协议层进行管理， 则直接执行步骤1014。
步骤 1012 : 如果，则 SGSN 侧的 SM 协议层发送 SNSM-ACTIVATE.indication消息到SGSN侧的Gb-AP协议层，SGSN的 Gb-AP协议层转发这个消息到BSS侧的Gb-AP协议层，BSS的Gb-AP协议 层将这个消息转发给BSS侧的SNDCP协议层。
步骤1013: BSS的SNDCP协议层建立用户的PDP上下文，回 SNSM-ACTIVATE response消息给BSS的Gb-AP协议层，BSS的Gb-AP协 议层转发这个消息到SGSN的Gb-AP协议层，SGSN的Gb-AP协议层转发 这个消息到SGSN侧的SM协议层。
步骤1014: SGSN的GMM/SM协议层接受UE的激活请求，回复包含 Activate PDP Context Acc印t消息的LL響UNITDATE-REQ消息到SGSN的 Gb-AP协议层。
步骤1015: SGSN的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到 BSS的Gb-AP协议层。
步骤1016: BSS的Gb-AP协议层转发LL-UNITDATA-REQ消息到BSS
的LLC协-议层。
步骤1017: BSS的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Accept 消息的UI消息到UE的LLC协议层。
步骤1018: UE的LLC协议层发送包含Activate PDP Context Accept消 息的LL-UNITDATA-IND消息到UE的GMM/SM协议层。
本发明第三实施例是GPRS网络的上行数据传输流程，其信令流程图如图11所示，包括如下步骤
步骤1101: UE决定发送上行数据，UE的SNDCP协议层发送
LL-UNITDATA-REQ消息到UE的LLC协议层。
步骤1102: UE的LLC协议层发送UI消息到BSS的LLC协议层。 步骤1103: BSS的LLC协议处理UI消息，发现这个消息是发给SNDCP
协议层的，则BSS的LLC协议层发送LL-UNITDATA-IND消息到BSS的
SNDCP协议层。
步骤1104: BSS的SNDCP协议层发送上行(Uplink) PDU消息到BSS 的GTP-U协议层。
如果未采用Direct Tunnel机制，则执行下述步骤1105a;如果采用Direct Tunnel机制,则执行下述步骤1105b。
步骤1105a: BSS的GTP-U协议层发送Uplink PDU消息到SGSN的 GTP-U协议层，SGSN的GTP-U协议层发送Uplink PDU消息到GGSN的 GTP-U协议层。
步骤1105b: BSS的GTP-U协议层发送Uplink PDU消息到GGSN的 GTP-U协议层。
步骤1106: GGSN的GTP-U协议层转发上行数据到PDN网络。 本发明第四实施例是GPRS网络的下行数据传输流程，其信令流程图如
图12所示，包括如下步骤
步骤1201: GGSN的GTP-U协议层收到PDN网络发送的下行数据。 如果未采用Direct Tunnel机制，则执行步骤1202a;如果采用Direct
Tunnel机制，则执行步骤1202b。
步骤1202a: GGSN的GTP-U协议层发送下行(Downlink) PDU消息
到SGSN的GTP-U协议层，SGSN的GTP-U协议层发送Downlink PDU消
息到BSS的GTP-U协议层。
步骤1202b: GGSN的GTP-U协议层发送Downlink PDU消息到BSS
的GTP-U协议层。步骤1203: BSS的GTP-U协议层发送Downlink PDU消息到BSS的 SNDCP协议层
步骤1204: BSS的SNDCP协议层发送LL-UNITDATA-REQ消息到BSS
的LLC协议层。
步骤1205: BSS的LLC协议层发送UI消息到UE的LLC协议层。 步骤1206: UE的LLC协议层发送LL-UNITDATA-IND消息到UE的 SNDCP协议层。
本发明第四实施例提出一种GPRS网络系统，包括BSS、 SGSN，述BSS 包括
LLC协议处理模块，用于提供用户设备与BSS之间的逻辑链路， SNDCP协议处理模块，用于控制用户设备与BSS之间的分组数据传输； Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议 处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的 Gb-AP协议层的消息发送到到所述LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块； 所述SGSN包括
GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能； Gb-AP协议栈模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理单元的消息， 将所述消息发送到BSS的Gb-AP协议层；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层 消息，并将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
所述BSS还包括LLC协议处理模块，用于与UE的LLC协议层进行交互。 所述BSS的Gb-AP协议处理模块还用于建立无线接入承载。 该系统还包括GGSN，在非直接隧道的情况下，所述BSS、 GGSN和SGSN 分别包括用户面协议处理^t块，SGSN的所述用户面协i义处理模块从BSS的所 述用户面协议处理模块接收上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的所述 用户面协议处理模块；或者，SGSN的所述用户面协议处理模块从GGSN的所 述用户面协议处理模块接收下行数据，并将所述下行数据转发到BSS的所述用 户面协议处理模块。在直接隧道的情况下，所述BSS和GGSN分别包括相同的用户面协议处理 模块，BSS的所述用户面协议处理模块将上行数据发送给GGSN的所述用户面 协议处理模块，或者，GGSN的所述用户面协议处理模块将下行数据发送给BSS 的所述用户面协议处理模块。
所述BSS的SNDCP协议处理模块还用于接收来自BSS的LLC协议层的上 行数据，并将所述上行数据发送到BSS的用户面协议层；或者接收来自BSS 用户面协议层的下行数据，并将所述下行数据发送到BSS的LLC协议层。
本发明第五实施例提出 一种移动通信网络中的接入设备，用于将用户设备 通过空中接口接入到通信网络中，所述接入设备包括SNDCP协议处理模块和 LLC协议处理模块，所述LLC协议处理模块用于为用户设备提供到接入设备之 间的逻辑链路，所述SNDCP协议处理^t块用于控制用户设备到接入设备之间 的分组数据传输；
所述接入设备还包括Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处 理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块， 或者将来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息发送到到所述LLC协议栈模块或 SNDCP协议栈模块。
所述LLC协议处理模块还用于与用户设备的LLC协议层进行用户面的数 据交互；
所述接入设备还包括用户面协议处理模块，用于与SGSN或GGSN的用户 面协议层进^f亍用户面的数据交互；
所述SNTDCP协议处理模块还用于将来自所述LLC协议处理模块的上行数 据转发至所述设备的用户面协议处理模块，或者，将来自所述接入设备的用户 面协议处理模块的下行数据转发至所述LLC协议处理模块。
所述接入设备的Gb-AP协议处理模块还包括无线接入承载单元，用于当收 到的来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息为无线接入承载建立请求时，建立相应 的无线接入承载。本发明第六实施例提出一种GPRS网络中的SGSN，所述SGSN与BSS相 连，包括GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能，所 述SGSN包括Gb-AP协议处理模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理模 块的消息，并向BSS的Gb-AP协议层发送Gb-AP协议层消息；或者接收来自 BSS的Gb-AP协议层消息，将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
所述SGSN还包括用户面协议处理模块，用于接收来自BSS的用户面协议 层的上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的用户面协议层，或者，接收 来自GGSN的用户面协议层的下行数据，并将所述下行凝:据转发至BSS的用户 面协议层。
本发明实施例提出的GPRS网络的扁平化的架构及其系统、协议层，可 以实现GPRS网络的控制面和用户面分离，有利于GPRS网络平滑过渡到 WCDMA网络以及后续的演进网络；该方案使得SGSN的业务负担大大减 轻，提高了 Gb接口的转发能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
2权利要求
1、一种GPRS网络扁平化架构的实现方法，其特征在于，扩展在基站子系统BSS和GPRS服务支持节点SGSN之间接口，增加所述接口的应用部分协议处理层，以下称为Gb-AP协议层，所述Gb-AP协议层将SGSN的GPRS移动性管理GMM/会话管理SM协议层消息转发给BSS，或将BSS的逻辑链路控制LLC/子网相关的收敛协议SNDCP协议层消息转发给SGSN；包括步骤将BSS的LLC协议层消息或SNDCP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，然后将BSS的Gb-AP协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，再将SGSN的Gb-AP协议层消息转发至SGSN的GMM/SM协议层；或者，将SGSN的GMM/SM协议层消息转发到SGSN的Gb-AP协议层，然后将SGSN的Gb-AP协议层消息转发到BSS的Gb-AP协议层，再将BSS的Gb-AP协议层消息转发到BSS的LLC协议层或SNDCP协议层。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将BSSLLC协议层 消息转发到BSS的Gb-AP协议层之前，进一步包括BSS的LLC协议层接 收来自用户设备UE的LLC协议层消息；或者，所述将BSS的Gb-AP协议层消息转发到BSS的LLC协议层之 后，进一步包括将BSS的LLC协议层消息转发到UE的LLC协议层。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述SGSN的GMM/SM 协议层消息为无线接入承载指配请求，则BSS的Gb-AP协议层接收到SGSN的Gb-AP协议层转发的所述无线 接入承载指配请求之后，进一步包括BSS的Gb-AP协议层根据所述无线 接入承载指配请求，建立无线接入承载。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在BSS、 SGSN和GPRS 服务支持节点GGSN上分别设置相同的用户面协议层，该方法进一步包括如 下步骤将上行数据从BSS的所述用户面协议层发送到SGSN的所述用户面协 议层，再将所述上行数据从SGSN的所述用户面协议层发送到GGSN的所 述用户面协议层；或者，将下行数据从GGSN的所述用户面协议层发送到SGSN的所述 用户面协议层，再将所述下行数据由SGSN的用户面协议层发送到BSS的 所述用户面协议层。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在BSS和GGSN上分别 设置相同的用户面协议层，该方法进一步包括如下步骤将上行数据从BSS的所述用户面协议层发送到GGSN的所述用户面协 议层；或者，将下行数据从GGSN的所述用户面协议层发送到BSS的所述用 户面协议层。
6、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述将上行数据从 BSS的所述用户面协议层发送到SGSN的所述用户面协议层或GGSN的所 述用户面协议层之前，进一步包括BSS的LLC协议层接收来自UE的LLC协议层的包含上行数据的消息， 向BSS的SNDCP协议层发送包含所述上行数据的消息，BSS的SNDCP协 议层将所述上行数据发送到BSS的所述用户面协议层；或者，将下行数据从GGSN的所述用户面协议层或SGSN的所述用户 面协议层发送到BSS的所述用户面协议层之后，进一步包括BSS的所述用户面协议层将所述下行数据发送到BSS的SNDCP协议 层，BSS的SNDCP协议层向BSS的LLC协议层发送包含所述下行数据的 消息，BSS的LLC协议层再向UE发送包含所述下行数据的消息。
7、 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述用户面协议层为 GPRS隧道协议用户面GTP-U协议层。
8、 根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述转发控制面 消息为采用信令控制传输协议SCTP转发控制面消息。
9、 一种通用分组无线业务GPRS网络系统，包括BSS、 SGSN,其特征在 于，所述BSS包括LLC协议处理模块，用于提供用户设备与BSS之间的逻辑链路， SNDCP协议处理模块，用于控制用户设备与BSS之间的分组数据传输； Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述LLC协议处理模块或SNDCP协议 处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议处理模块，或者将来自SGSN的 Gb-AP协议层的消息发送到到所述LLC协议处理^f莫块或SNDCP协议处理模块；所述SGSN包括GMM/SM协议处理模块，用于进行移动性管理和会话管理功能； Gb-AP协议栈模块，用于接收来自所述GMM/SM协议处理单元的消息，将所述消息发送到BSS的Gb-AP协议层；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，并将所述消息发送到所述GMM/SM协议处理模块。
10、 根据权利要求9所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS还包 括LLC协议处理模块，用于与UE的LLC协议层进行交互。
11、 根据权利要求9所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS的 Gb-AP协议处理模块还用于建立无线接入承载。
12、 根据权利要求IO所述的GPRS网络系统，其特征在于，该系统还包括 GGSN,所述BSS、 GGSN和SGSN分别包括用户面协议处理模块，SGSN的 所述用户面协议处理模块从BSS的所述用户面协议处理模块接收上行数据，并 将所述上行数据转发到GGSN的所述用户面协议处理模块；或者，SGSN的所 述用户面协议处理模块从GGSN的所述用户面协议处理模块接收下行数据，并 将所述下行数据转发到BSS的所述用户面协议处理^t块。
13、 根据权利要求10所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS和 GGSN分别包括相同的用户面协议处理模块，BSS的所述用户面协议处理模块 将上行数据发送给GGSN的所述用户面协议处理模块，或者，GGSN的所述用 户面协议处理模块将下行数据发送给BSS的所述用户面协议处理模块。
14、 根据权利要求12或13所述的GPRS网络系统，其特征在于，所述BSS的SNDCP协议处理模块还用于接收来自BSS的LLC协议层的上行数据，并将 所述上行数据发送到BSS的用户面协议层；或者接收来自BSS用户面协议层的 下行数据，并将所述下行数据发送到BSS的LLC协议层。
15、 一种移动通信网络中的接入设备，用于将用户设备通过空中接口接入 到通信网络中，所述接入设备包括SNDCP协议处理模块和LLC协议处理模块， 所述LLC协议处理模块用于为用户设备提供到接入设备之间的逻辑链路，所述 SNDCP协议处理模块用于控制用户设备到接入设备之间的分组数据传输；其特征在于，所述接入设备还包括Gb-AP协议处理模块，用于将来自所述 LLC协议处理模块或SNDCP协议处理模块的消息转发至SGSN的Gb-AP协议 处理才莫块，或者将来自SGSN的Gb-AP协议栈的消息发送到到所述LLC协议 栈模块或SNDCP协议栈模块。
16、 根据权利要求15所述接入设备，其特征在于，所述LLC协议处理模 块还用于与用户设备的LLC协议层进行用户面的数据交互；所述接入设备还包括用户面协议处理模块，用于与SGSN或GGSN的用户 面协议层进行用户面的数据交互；所述SNDCP协议处理模块还用于将来自所述LLC协议处理模块的上行数 据转发至所述设备的用户面协议处理模块，或者，将来自所述接入设备的用户 面协议处理模块的下行数据转发至所述LLC协议处理模块。
17、 根据权利要求15所述的接入设备，其特征在于，所述接入设备的Gb-AP 协议处理模块还包括无线接入承载单元，用于当收到的来自SGSN的Gb-AP协 议栈的消息为无线接入承载建立请求时，建立相应的无线接入承载。
18、 一种通用分组无线业务GPRS网络中的GPRS业务支持节点SGSN, 所述SGSN与BSS相连，包括GMM/SM协议处理;漠块，用于进行移动性管理 和会话管理功能，其特征在于，所述SGSN包括Gb-AP协议处理模块，用于接 收来自所述GMM/SM协议处理模块的消息，并向BSS的Gb-AP协议层发送 Gb-AP协议层消息；或者接收来自BSS的Gb-AP协议层消息，将所述消息发送 到所述GMM/SM协议处理模块。19、根据权利要求18所述的SGSN,其特征在于，所述SGSN还包括用户面协议处理模块，用于接收来自BSS的用户面协 议层的上行数据，并将所述上行数据转发到GGSN的用户面协议层，或者，接 收来自GGSN的用户面协议层的下行数据，并将所述下行数据转发至BSS的用 户面协议层。
全文摘要
本发明公开了一种GPRS网络扁平化架构的实现方法，在基站子系统(BSS)和GPRS服务支持节点(SGSN)之间接口，增加所述接口的应用部分协议层，以下称为Gb-AP协议层，所述Gb-AP用于代理并中转SGSN的GMM/SM协议层和BSS的LLC/SNDCP协议层之间的消息。本发明还公开了一种GPRS网络系统，以及一种BSS和SGSN。本发明方案对BSS和SGSN之间接口可以实现GPRS网络的控制面和用户面分离，有利于GPRS网络平滑过渡到宽带码分多址复用(WCDMA)网络以及后续的演进网络；该方案使得SGSN的业务负担大大减轻，提高了BSS和SGSN之间接口的转发能力。
文档编号H04W76/02GK101442715SQ200710166500
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者吴问付 申请人:华为技术有限公司