专利名称：用于utran中的实时aal2信道检测的系统和方法
技术领域：
本发明 一般涉及用于监控无线通信系统中的消息的系统和方法， 更具体而言涉及4企测UMTS陆地无线接入网(UTRAN)中的ATM适 酉己层类型2 (ATM Adaption Layer type 2, AAL2 )。
背景技术：
通用移动电信系统(UMTS)是首先由欧洲电信标准协会(ETSI) 且现在由第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化的第三代(3G)移动 电话技术。UMTS使用例如宽带码分多址(W-CDMA)作为其空中接 口来承载电路交换(CS )和分组交换(PS )业务(traffic )两者。UMTS 中所用的网络组件和协议的说明对于本领域的普通技术人员来说是 众所周知的，并且可供来自3GPP、 ETSI及其它源的公众使用。UMTS 网路架构由三个相交互的域组成核心网络(CN) 、 UTRAN以及用 户设备(User Equipment, UE )。
核心网络(CN)提供用于用户业务的交换和路由并提供网络管 理功能。核心网络架构是基于具有通用分组无线服务(GPRS)的GSM 网络。UTRAN提供与订户的UE的空中接口 ，所述UE诸如手持电话、 无线膝上型计算机卡、或其它无线设备。UMTS用户设备通过空中接 口与基站通信。UTRAN中的基站称为Node-B (节点-B) 。 UE可以 附着于PS域、CS域或这两者。UE能够同时使用PS服务和CS服务。 用于Node-B的控制设备称为无线网络控制器(RNC)。
除空中接口 (Uu)之夕卜，UMTS内的数据传输使用异步传输模式 (ATM)。因此，使用ATM来在Iu接口上进行发送。ATM层将复 用、解复用并路由ATM信元，并保证其从端到端的序列。ATM中的 最小单元ATM信元包含两个地址参数，虚拟路径标识符(Virtual PathIdentifier, VPI)和虚拟信道标识符(VCI)。虚拟路径是用于在RNC 与Node B之间交换Node B应用部分(Node B Application Part,NBAP ) 和接入链路控制应用协议(ALCAP)消息的永久性虚拟连接。通过永 久性虛拟连接，可以理解，将建立连接一次且该连接将运行直至其被 才乘作和维护(operation and maintenance, Q&M)过程修改或删除。为 了经由ATM发送较高层级协议，使用适配层。ATM适配层(AAL) 负责通过代表不同应用的ATM的较低层进行有效负荷的创建和接 收。ATM适配层类型2 (AAL2)处理电路交换连接，同时分组连4妄 协议AAL5被设计为用于数据传递。AAL2已经发展至传送多个数据 流且连接标识符(CID)识别每个流。每个AAL2虚拟连冲妻唯一地与 ATM虚拟路径标识符(VPI) 、 ATM虚拟信道标识符(VCI) 、 AAL2 连4^标识符(CID )和ATM端口相关联，所述ATM端口对应于消息 到达的端口，并且在本文中也称为端口识别(Portld)。
包括大型电信公司在内的网络运营商期望能够管理其网络以便 向包括最终用户在内的其客户提供适当水平的服务和质量。为了管理 这些复杂的网络，首先理解网络拓朴是有用的。虽然可以识别并用手 来表征核心的拓朴结构，例如，当正在创建系统时，由于系统从核心 向外扩展，所以连接的数目增加，使得手动识别不可能实现，或者至 少不可行的。此外，即时Node B已知硬件拓朴结构，在最终用户之 间传递的数据也穿过虚拟连接。为了更全面的管理网络并监控服务水 平和服务质量，期望能够识别AAL2虚拟连接。由于这些连接是虚拟 的，所以可以随着时间的推移而创建、〗务改或删除它们。手动地识别 并跟踪这些连接是不可能或不可行的。
发明内容
通过本发明的实施例， 一般可解决或规避这些及其它问题，并且 一4殳可实现技术优点，在本发明的实施例中， 一种方法和系统通过经 由匹配与RACH和FACH信道相关的用户设备(UE )识别码(identity ) 来识别与特定呼叫相关的随机接入信道(RACH)和前向接入信道 (FACH )从而识别UMTS陆地无线接入网(UTRAN )中的ATM AAL2 信道。 一对专用信道(DCH)通常与用于传送控制和数据消息的呼叫 相关。通过使DCH信道与 一个或多个接入链路控制应用协议(ALCAP)消息匹配来识别与DCH信道相关的端口。然后识别与 RACH、 FACH和DCH相关的AAL2信道。可以将与AAL2信道相关 的信息存储在数据库中。所存储的信息还可以与RACH 、 FACH或DCH 信道相关联。
UE识别码包括国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber Identity, IMSI)、与^f立置区识另寸石马(Location Area Identity, LAI )组合的临时移动用户识别码(TMSI)、或与路由区识别码(Routing Area Identity, RAI)组合的分组临时移动用户识别码(PTMSI)。
使用DCH密钥(key )和ALCAP密钥使DCH与ALCAP消息匹 配。ALCAP密钥包括连接标识符(CID) 、 ALCAP会话类型以及虚 拟路径标识符(VPI)。可以基于在4企测ALCAP消息之前所检测的 NodeB应用部分(NBAP)消息来确定ALCAP会话类型。DCH密钥 可以包括CID、指示DCH信道是否用于传送控制或数据消息的DCH 会话类型以及VPI。基于在DCH上承载的信道的类型来选择DCH会 话类型。
在另一实施例中， 一种用于4吏与UMTS陆地无线接入网 (UTRAN )中的呼叫相关的接入信道相关联的系统和方法包括检测一 个或多个随机接入信道(RACH)消息并确定用于所述一个或多个 RACH消息中的每一个的用户设备(UE)识别码。可以将存在于一个 或多个RACH消息中的UE识别码存储在数据库中。检测前向接入信 道(FACH)消息并可以为该FACH消息确定UE识别码。可以在数 据库中搜索存在于RACH消息中的UE识别码以便与存在于FACH消 息中的UE识别码匹配。可以将存在于RACH和FACH中的成对的匹 配UE识别码存储在数据库中。可以检测一个或多个附加FACH消息， 其中每个附加FACH消息具有UE识别码。可以在数据库中搜索与附 加FACH消息的UE识别码匹配的UE识别码。还可以存j诸许多附加 的成对匹配UE和UE识别码。
通过确定4企测到多少附加对来确i人UE识别码匹配。当#r测到预 定凄t目的附加对时，可以确i人UE识别码匹配。可以由网全各运营商来 配置所述预定数目。可以基于网络运营商所需的置信水平来配置所述 预定数目。可以在Node B与无线网络控制器(RNC)之间的Iub才妻 口上检测RACH和FACH消息。UE识别码可以包括国际移动用户识别码(IMSI)、与位置区识 别码(LAI)组合的临时移动用户识别码(TMSI)、或与路由区识别 码(RAI)组合的分组临时移动用户识别码(PTMSI)。
另一实施例包括一种用于识别UMTS陆地无线接入网(UTRAN) 中的专用信道所使用的端口的系统和方法。检测一个或多个接入链路 控制应用协议(ALCAP )并识别用来发送或接收ALCAP消息的端口 。 为每个ALCAP消息创建ALCAP密钥。检测专用信道(DCH)消息， 并为DCH消息创建DCH密钥。在ALCAP密钥中搜索与DCH密钥的 匹配。使用来发送或4妻收具有与DCH密钥匹配的ALCAP密钥的 ALCAP消息的端口与DCH消息相关联。
可以检测具有DCH密钥的 一 个或多个附加DCH消息。在ALCAP 密钥中搜索与DCH密钥匹配的附加ALCAP密钥。跟踪附加成对的匹 配ALCAP和DCH密钥的数目。基于检测到多少附加成对的匹配 ALCAP和DCH密钥来确认分配给DCH的端口 。
ALCAP密钥包括连接标识符、会话类型以及虚拟^各径标识符。 所述会话类型可以是数据或控制。可以基于在ALCAP消息之前检测 的Node B应用部分消息来确定会话类型。DCH密钥包括连接标识符、 会话类型以及虛拟路径标识符。可以基于诸如专用控制信道或专用业 务信道等在DCH上承载的信道的类型来选择会话类型。可以在NodeB 和无线网路控制器之间的Iub接口上或在两个无线网络控制器之间的 Iur接口上检测DCH消息。
为了更全面地理解本发明及其优点，现在对结合附图进行的以下 说明进行参考，在附图中
图1图解说明根据本发明的实施例的耦合到UTRAN网络的监控
设备；
图2是用于Iub接口的协议栈； 图3是用于Iur接口的协议栈；
图4图解说明4艮据本发明的实施例的方面的匹配RACH和FACH
对；
图5图解说明确定NodeB与RNC之间的DCH;以及图6图解说明确定两个RNC之间的DCH。
具体实施例方式
图1图解说明包括NodeB 101和无线网络控制器(RNC) 102的 UMTS网络的UTRAN部分。Node B 101经由Iub 4妄口 103与RNC 102 通信。RNC 102经由Iur接口 104相互通信。Node B101经由空中接 口 Uu 106与用户设备(UE) 105通信。每当UE 105进行或接收呼叫 时，通过Iub接口 103在Node B 101与RNC 102之间和通过Iur接口 104在RNC 102之间交换信令消息。监控器或探针107非侵入式地耦 合到RNC 102以捕捉通过Iub 103和Iur 104接口向和从RNC 102传 播的基本上所有协议消息。监控器107耦合到中央服务器108,这允 许操作员访问由监控器107收集的网络信息。
图2图解说明在UTRAN网络的Iub接口上使用的协议栈。图3 图解说明在UTRAN网络的Iur接口上使用的协议栈。UTRAN实现Iub 和Iur接口的ATM基础设施。UTRAN在ATM层顶部上使用AAL2 和AAL5适配两者。可以通过AAL5信道来承载Node B应用部分 (NBAP)、接入链路控制应用部分(ALCAP)和无线网络子系统应 用部分(RNSAP)协议消息。由于在单个ATM连4妾上复用来自不同 用户的语音分组的能力，AAL2还被广泛地用于无线应用。
UTRAN可以包括相互链接的许多RNC。例如，每个RNC可以 连接到两百个Node B。 AAL2连接可以存在于RNC和Node B之间的 所有接口上。因此，识别在URTAN中使用的所有AAL2信道是非常 复杂的任务。本发明的实施例动态地检测被用来在UTRAN中发送数 据的AAL2信道。
在可以检测AAL2信道之前，识别Node B及其相应的Iub接口 。 例如，这可以使用在于2007年3月30日提交的题为System and Method for Real-Time Iub and Iur Link Detection and AAL5 Channel Detection in UTRAN的提交美国临时专利申请No. 60/909,267和于2007年5月 25日提交的题为System and Method for Real-Time Iub and Iur Link Detection and AAL5 Channel Detection in UTRAN的待决美国专利申 请No. 11/754,090中描述的系统和方法来实现，这两个专利申请的公 开通过引用全部结合到本文中。一皮;险测以全面地^r测AAL2信道的不同信道是随枳4妾入信道
(RACH)、前向接入信道(FACH)以及专用信道(DCH )。识别并 映射属于特定呼叫的RACH和FACH。可以使用初始UE识别码来识 别RACH和FACH消息。例如，UE识别码可以对应于国际移动用 户识别码(IMSI),其由8个字节组成；临时移动用户识别码(TMSI) 加位置区识别码(LAI)，其总共由14个字节组成；或分组TMSI
(PTMSI)加路由区识别码(RAI),其总共由17个字节组成。LAI 还可以是移动国家码(MCC)、移动网络码(MNC)以及本地区码
(Local Area Code, LAC)的组合。RAI是LAI与路由区码(Routing Area Code, RAC )的组合。
现在参照图4,其图解说明NodeB410与RNC 420之间的通信。 例如，当在网络中4全测到RACH消息430 (诸如Iub接口 103上的 rrcConnectionRequest消息(图1))时，例如由探针数据库实例440 来记录并跟踪UE识别码。例如，当看到FACH消息450(诸如Iub 103 上的rrcConnectionSetup消息(图1 ))时，提取其UE识别码并搜索 相应的RACH消息。当发现匹配时，对确认该匹配的框架(framework ) 进行启动(initiate)。该确认框架针对FACH/UE识别码和匹配的 RACH/UE识别码对的相同模式(pattern)多次采用检查。FACH和 RACH对的匹配不完全准确。因此，通过^r查才莫式许多次来确认匹配。 在一个实施例中，将默认值设置为确认匹配五次。可以将次数设置为 实现大于90%、且在许多情况下接近100%的置信度，例如在没有检 查模式过多次数的情况下将可实现99.9%。次数越多，置信水平越高， 并且所需的时间和处理量越大。在某些实施例中，重复匹配的次数是 固定的。在其它实施例中，重复匹配的次数是可配置的。在某些实施 例中，可以由网络运营商基于期望的置信水平来修改配置。
专用信道(DCH)可以承载DCCH (专用控制信道，也称为控制 信道)或DTCH (专用业务信道，也称为数据信道)。DCH用来为来
自物理层之上的层的特定UE传送用户数据和控制信息。DCH检测中 的一个挑战是在其上面发送DCH的"发送"和"接收"端口对是未 知的。不知道"发送"和"接收，，端口对使得难以确认信道。在本发 明的实施例中，为了准确地检测DCH,使用ALCAP消息。
图5示出NodeB510与RNC 520之间的呼叫流程方案的一部分。该呼叫流程描绘如何使用ALCAP消息来冲企测Node B与RNC之间的 Iub (诸如Iub 103 )上的DCH (图1 )。当DCH尚不可用时，在RACH 上发送第一消息530。 ALCAP协议建立用于DCH的AAL2交换虛拟 电路(SVC)。在下一步骤中，使用无线链路建立(radio link setup ) 来确立用于与Node B中的Node B通信环境(context)有关的DCH 的空中接口资源。在UE接收到RRC连接建立(RRC Connection Setup ) 之后，其知道已提供哪个物理资源供其在无线接口上使用。ALCAP 是用来建立并拆除传输承载体(transport bearer)的传输信令协议。每 当看到ALCAP消息时，使用CID、会话类型(数据或控制)和VPI 的组合密钥来识别并跟踪那些消息到达的端口 。基于在ALCAP消息 之前接收到的先前的NBAP消息来赋予会话类型值。当检测到DCH 消息时，构造包含CID、会话类型和VPI的组合的密钥并搜索相应的 ALCAP消息。所述会话类型是基于DCH承载的信道的类型，其为 DCCH或DTCH信道。如果发现匹配，则指示DCH消息到达与匹配 ALCAP消息相同的端口 。在看到DHC与ALCAP之间的相同匹配许 多次之后，确认DCH并用新信息来更新服务器。
还可以将AAL2信道用于涉及两个无线网络控制器(RNC)之间 的通信的Iur接口上的传输控制和数据消息。图6示出第一RNC 610 与第二 RNC 620之间的呼叫流程方案的 一部分。该呼叫流程描绘如何 使用ALCAP消息来检测诸如Iur 104 (图1 )等连接两个RNC的Iur 上的DCH。 ALCAP协议建立用于DCH的AAL2 SVC。每当看到 ALCAP消息时，使用CID、会话类型(数据或控制)和VPI的组合 密钥来识别并跟踪那些消息到达的端口。当检测到DCH消息时，构 造包含CID、会话类型和VPI的组合的密钥并搜索相应的ALCAP消 息。所述会话类型是基于DCH承载的信道的类型，其为DCCH或 DTCH信道。如果发现匹配，则指示DCH消息到达与匹配ALCAP消 息相同的端口 。在看到DHC与ALCAP之间的相同匹配许多次之后， 确认DCH并用新信息来更新服务器。
一旦已识别RACH、 FACH和DCH达到期望的置信水平，则在 该期望的置信水平下一全测用于该特定RNC的AAL2信道。
关于以这种方式检测的AAL2信道的信息可以被包括在整个网络 拓朴结构中。例如，可以使用图形用户界面在工作站上将包括AAL2信道的拓朴结构显示给用户。网络拓朴结构越完整，网络运营商越能 更有效地测量和管理网络的各方面以及整个网络，以提供其客户和最 终用户令人满意地进行无线电话呼叫或利用无线网络的其它方面所 需的服务水平和质量。
虽然已详细描述了本发明的实施例，但应理解的是在不脱离本发 明的精神和范围的情况下可以进行各种修改、替换以及变更。此外， 本申请的范围并不意图局限于本说明书中所描述的特定实施例。如本 领域的普通技术人员通过本7>开将轻易地认识到与本文所述的实施 例执行基本相同的功能或实现基本相同的结果的替换实施例。
权利要求
1.一种用于使与UMTS陆地无线接入网(UTRAN)中的呼叫相关的接入信道相关联的方法，包括检测一个或多个随机接入信道(RACH)消息；确定用于所述一个或多个RACH消息中的每一个的用户设备(UE)识别码；将用于所述一个或多个RACH消息的UE识别码存储在数据库中；检测前向接入信道(FACH)消息；确定用于FACH消息的UE识别码；在数据库中搜索存在于RACH消息上的UE识别码以匹配存在于FACH消息中的UE识别码；以及将与所匹配的UE识别码相关的信息存储在数据库中。
2. 权利要求1的方法，还包括检测一个或多个附加FACH消息，每个附加FACH消息具有UEJ口 ￡ll Si 在数据库中搜索与附加FACH消息的UE识别码匹配的UE识别码；以及存储存在于FACH和RACH消息中的许多附加成对的匹配UE。
3. 权利要求2的方法，还包括通过确定4企测到多少附加对来确认UE识别码匹配。
4. 权利要求3的方法，还包括当检测到预定数目的附加对时，确认该UE识别码匹配。
5. 权利要求4的方法，还包括由网络运营商来配置所述预定数目。
6. 权利要求4的方法，还包括基于网络运营商所需的置信水平来配置所述预定数目。
7. 权利要求1的方法，还包括检测Node B与无线网络控制器(RNC )之间的Iub接口上的RACH和FACH消息。
8. 权利要求l的方法，其中，所述UE识别码包括国际移动用户识别码(IMSI)。
9. 权利要求l的方法，其中，所述UE识别码包括与位置区识别码(LAI)组合的临时移动用户识别码(TMSI)。
10. 权利要求l的方法，其中，所述UE识别码包括与路由区识别码(RAI)组合的分组临时移动用户识别码(PTMSI)。
11. 一种用于识别UMTS陆地无线接入网(UTRAN)中的专用信道所使用的端口的方法，包括检测一个或多个接入链路控制应用协议(ALCAP)消息；识别用来发送或^l妄收ALCAP消息的端口 ；为所述ALCAP消息中的每一个创建ALCAP密钥；4企测专用信道(DCH)消息；为所述DCH消息创建DCH密钥；搜索与所述DCH密钥匹配的ALCAP密钥；以及使用于发送和/或接收具有与DCH密钥匹配的ALCAP密钥的ALCAP消息的端口与所述DCH消息相关。
12. 权利要求11的方法，还包括才全测具有DCH密钥的一个或多个附加DCH消息；搜索与所述DCH密钥匹配的附加ALCAP密钥；以及跟踪许多附加成对的匹配ALCAP和DCH密钥。
13. 权利要求12的方法，还包括基于4企测到多少附加成对的匹配ALCAP和DCH密钥来确i人分配给DCH的端口。
14. 权利要求11的方法，其中，所述ALCAP密钥包括连接标识符(CID)、会话类型以及虚拟路径标识符(VPI)。
15. 权利要求14的方法，其中，所述会话类型是数据或控制。
16. 权利要求14的方法，其中，基于在检测ALCAP消息之前所斗全测的NodeB应用部分(NBAP)消息来确定所述会话类型。
17. 权利要求11的方法，其中，所述DCH密钥包括连接标识符(CID)、会话类型以及虚拟路径标识符(VPI)。
18. 权利要求17的方法，其中，基于在DCH上承载的信道的类型来选择所述会话类型。
19. 权利要求18的方法，其中，所述信道类型是专用控制信道(DCCH)或专用业务信道(DTCH)。
20. 权利要求ll的方法，其中，在NodeB与无线网络控制器(RNC )之间的Iub接口上检测所述DCH消息。
21. 权利要求ll的方法，其中，在两个无线网络控制器(RNC)之间的Iur接口上检测所述DCH消息。
22. —种用于识别UMTS陆地无线接入网(UTRAN)中的ATM适配层类型2 (AAL2)信道的方法，包括通过匹配与RACH和FACH信道相关的用户设备(UE )识别码来识别与特定呼叫相关的随才几接入信道(RACH)和前向4妄入信道(FACH);检测与RACH和FACH相关的专用信道(DCH );通过使DCH与一个或多个接入链路控制应用协议(ALCAP)消息匹配来识别与DCH相关的端口 ；以及识别与RACH、 FACH和DCH相关的AAL2信道。
23. 权利要求22的方法，还包括将与所述AAL2信道相关的信息存储在数据库中，其中，所述信息还与RACH、 FACH或DCH信道相关。
24. 权利要求22的方法，其中，所述UE识别码包括国际移动用户识别码(IMSI)。
25. 权利要求22的方法，所述UE识别码包括与位置区识别码(LAI)组合的临时移动用户识别码(TMSI)。
26. 权利要求22的方法，其中，所述UE识别码包括与路由区识别码(RAI)组合的分组临时移动用户识别码(PTMSI)。
27. 权利要求22的方法，还包括使用DCH密钥和ALCAP密钥使DCH与ALCAP消息匹配。
28. 权利要求27的方法，其中，所述ALCAP密钥包括连接标识符(CID) 、 ALCAP会话类型以及虚拟路径标识符(VPI)。
29. 权利要求28的方法，其中，基于在检测ALCAP消息之前所检测的Node B应用部分(NBAP )消息来确定所述ALCAP会话类型。
30. 权利要求27的方法，其中，所述DCH密钥包括连接标识符(CID) 、 DCH会话类型以及虛拟路径标识符(VPI)。
31. 权利要求17的方法，其中，基于在DCH上承载的信道的类型来选择所述DCH会话类型。
全文摘要
本发明提供了一种用于使用穿过网络的消息来检测网络中的信道的系统和方法。实施例包括检测在Node B与无线网络控制器之间以及两个无线网络控制器之间通信的AAL2信道。在Node B与无线网路控制器之间的通信的情况下，通过使与用户设备识别码相关的成对的随机接入信道(RACH)和前向接入信道(FACH)以及专用信道(DCH)匹配直至存在于Node B与RNC之间的AAL2信道被确定为期望的置信水平来检测AAL2信道。在两个无线网络控制器之间进行通信的情况下，只需要检测DCH信道以完全检测AAL2信道。
文档编号H04W8/26GK101682573SQ200880018164
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月30日
发明者B·拉塔康达, S·秦纳帕雷迪, S·达武卢里 申请人:特克特朗尼克公司