专利名称：无线数据网络差异化接入的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于用户等级与业务类型实现无线数据网络差异化接入的方法及系统。
背景技术：
现有的通信技术中，在BSC(Base Station Controller,基站控制器)的QoS (Quality of Service，服务质量)控制结构框架上，根据服务质量要求不同采用集成服务模型、区分服务模型对服务进行分类。集成服务模型包含三种服务类型确保业务类型、受控业务类型、尽力而为类型；区分服务模型也包含三种服务类型最优服务、分等级服务、尽力而为服务。这些方法对于提高QoS很有效，但只能在服务质量方面有所改善。传统网络中的动态带宽分配(DBA)方法对带宽资源的有效利用提出了改进，但大都局限于某种特定网络或业务，没有较好的扩展性。如改进的最大最小公平分配算法，提出一种整网的带宽分配方法，虽然带宽资源的利用率有所提高，但是该方法对网络中的各种业务采用平等对待的机制，没有将业务等级这个因素体现到带宽的分配中，使得高优先级业务可能被尽力而为型业务抢占更多资源；分级带宽分配算法，该算法在进行带宽分配时，对不同业务采用不同的处理方法，体现了不同的服务优先级和业务层次。但是该算法在进行带宽分配时高优先级业务对低优先级业务的排挤现象非常严重，对业务带宽分配中的公平性考虑不够。传统的带宽分配方法很难保证用户的QoS。在现有的差异化服务的实现方法中，当用户接入网络后，移动交换中心确定该用户所在用户优先级分组的用户组号；在有业务接入时，与该业务相关的移动交换中心根据该业务的相关信息以及相关用户的用户组号确定该业务的业务优先级以及服务质量等级，获得该业务的业务优先级及服务质量信息；与该业务相关的移动交换中心将确定该业务的业务优先级以及服务质量信息发送到与该业务相关基站控制设备；与该业务相关的移动交换中心及基站控制设备根据当前 业务的业务优先级以及服务质量进行无线资源的分配。虽然，现有技术方案支持通过用户优先级的签约方式实现对不同用户的差异化服务，同时也支持业务的优先级设置，但该技术方案无法在无线网络数据业务中结合不同用户等级与业务类型提供差异化服务，从而导致在数据业务需求突增的环境下(如晚忙时)，无法保证对数据业务高要求群体的业务需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种无线数据网络差异化接入的方法及系统，保证多业务对服务质量不同需求的前提下，尽可能充分、有效地利用无线网络带宽资源。为了达到上述目的，本发明的实施例提供一种无线数据网络差异化接入的方法，包括步骤A、服务GPRS支持节点从归属位置寄存器获取用户等级，所述归属位置寄存器预先存储所述用户等级；步骤B、所述服务GPRS支持节点从网关GPRS支持节点获取业务类型的优先级；步骤C、所述服务GPRS支持节点将所述用户等级和所述业务类型的优先级传输给基站控制器；步骤D、所述基站控制器根据所述用户等级和所述业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制。优选地,所述步骤D包括所述基站控制器根据公式W = BiW^ajWj计算出资源分配优先权；其中W表示资源分配优先权&表示用户等级权重系数％表示用户等级；a]表示业务类型的优先级权重系数％表示业务类型的优先级；
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所述基站控制器根据计算得到所述资源分配优先权进行差异化的服务质量控制。优选地,所述步骤A包括在所述归属位置寄存器中预先存储所述用户等级；当激活分组数据协议或者进行位置更新时，所述服务GPRS支持节点向所述归属位置寄存器发送用户数据请求；所述归属位置寄存器将所述用户等级传输给所述服务GPRS支持节点。优选地，所示归属位置寄存器将所述用户等级传输给所述服务GPRS支持节点的步骤为所述归属位置寄存器与所述服务GPRS支持节点之间进行插入用户数据的过程中，所述归属位置寄存器将所述用户等级传输给所述服务GPRS支持节点。优选地，所述用户等级GPRS_Subscription_Rank 设置在 GPRS SuberscriptionData信令中。优选地,所述步骤C包括服务GPRS支持节点向所述基站控制器对应的基站子系统发送建立BSS_PFC请求，同时将所述用户等级作为其中一个参数传输给所述基站控制器；所述服务GPRS支持节点通过Gb接口将携带业务类型的优先级的信令传输给所述基站控制器。优选地,所示步骤B包括所述网关GPRS支持节点通过Gn接口，将携带业务类型的优先级GPRS_Service_Rank 的信令 GTP_Service_Rank_Request 和 GTP_Service_Rank_Response 发送出去；所述服务GPRS 支持节点从信令 GTP_Service_Rank_Request 和 GTP_Service_Rank_Response中获取业务类型的优先级GPRS_Service_Rank。本发明还提供一种无线数据网络差异化接入的系统，包括归属位置寄存器，用于存储用户等级；服务GPRS支持节点，用于从所述归属位置寄存器获取所述用户等级，从网关GPRS支持节点获取业务类型的优先级，并将所述用户等级和所述业务类型的优先级传输给基站控制器；基站控制器，用于根据所述用户等级和所述业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制。
优选地，所述基站控制器根据公式W = BiW^ajWj计算出资源分配优先权，并根据计算得到所述资源分配优先权进行差异化的服务质量控制，其中W表示资源分配优先权；Bi表示用户等级权重系数;Wi表示用户等级；a]表示业务类型的优先级权重系数;Wj表示业务类型的优先级。由上述技术方案可知，本发明的实施例具有如下有益效果首先，将用户等级和业务类型的优先级结合进行差异化的服务质量控制，在保证多业务对服务质量不同需求的前提下，尽可能充分、有效地利用无线网络带宽资源。其次，用户等级可预先存储在HLR中，SGSN从HLR中获取后，再传输给BSC，通过对网络进行较小的改动，即可实现基于用户等级与业务类型实现无线数据网络差异化接入。
图1为本发明的实施例中无线数据网络差异化接入的方法流程图；图2为SGSN路由区域更新的流程图；图3为R99/R4标准中PDF上下文激活的流程图；图4为本发明的实施例中无线数据网络差异化接入的系统结构框图。
具体实施例方式在本实施例中，首先SGSN(Servicing GPRS Support Node,服务GPRS支持节点)从HLROtome Local Register，从归属位置寄存器)获取用户等级，该归属位置寄存器可预先记录有用户等级；以及S GSN从GGSN(Gateway GPRS Support Node,网关GPRS支持节点)获取业务类型的优先级；然后SGSN将用户等级和业务类型的优先级传输给BSC(BaseStation Controller，基站控制器)；最后BSC根据用户等级和业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制。为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。如图1所示，为本发明的实施例中无线数据网络差异化接入的方法流程图，具体步骤如下步骤11、SGSN从HLR获取用户等级，该HLR预先存储用户等级；例如，通过修改HLR中数据库的方式，将用户等级预先记录在HLR的数据库中，然后HLR接收到来自SGSN的用户数据请求后，HLR将用户等级传输给SGSN。该用户等级用于区分用户的优先级顺序。通常情况下，在带宽资源分配中，会优先考虑用户等级较高的用户。步骤12、SGSN从GGSN获取业务类型的优先级；通常情况下，在带宽资源分配中，会优先考虑该业务类型的优先级较高的数据业务。当然可以理解的是，在本实施例中并不限定步骤11和步骤12的执行顺序。步骤13、SGSN将用户等级和业务类型的优先级传输给BSC ；步骤14、BSC根据用户等级和业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制。例如，首先BSC根据公式W = BiW^ajWj计算出资源分配优先权；其中W表示资源分配优先权&表示用户等级权重系数；Wi表示用户等级；a]表示业务类型的优先级权重系数%表示业务类型的优先级；然后，BSC根据计算得到资源分配优先权进行差异化的服务质量控制。在本实施例中，用户等级作为用户签约属性可预先存储在HLR的数据库中。当用户激活I3DP (Package Data Protocol，分组数据协议)或者进行位置更新时，SGSN向HLR发送用户数据请求，则HLR向SGSN传输用户数据，用户等级作为其中一个参数，在此时传输给SGSN。在本实施例中，上述步骤11可包括以下步骤步骤110、在HLR中预先存储用户等级；例如在GSM(Global System for Mobile,全球移动通讯系统)中，HLR是负责移动用户管理的数据库。通过修改HLR的数据库，实现在HLR中记录用户等级，例如在用户数据库增加用户等级属性列。步骤111、HLR通过Gr接口，将用户等级传输给SGSN。当用户激活F1DP (Package Data Protocol,分组数据协议)或者进行位置更新时，SGSN向HLR发送用户数据请求，则HLR通过Gr接口向SGSN传输用户数据，用户等级作为其中一个参数，在此时传输给SGSN。SGSN在位置更新、用户接入、修改用户数据过程中获取或更新用户数据，其中位置更新过程如图2所示。 其中，第9 步 “ Insert Subscriber Data，，和 “ Insert Subscriber Data ACK”，也就是，HLR与SGSN之间执行插入用户数据的过程，SGSN获取了所有相关的用户数据。在HLR和SGSN的传输和接受过程中，可增加用户等级，即实现了 HLR到SGSN的用户等级的传输。在本实施例中，实现HLR到SGSN传输用户等级的详细修改过程如下Gr接口是SGSN与HLR之间的传输接口，Gr接口采用7号信令上承载MAP协议的方式。MAP协议即移动用户部分，与TCAP(事务处理能力应用部分)协议组成应用层协议，实现在两个网络实体间传输数据和操作。例如MAP消息的详细协议采用CCITT X. 208建议的 Abstract Syntax Notation (ASN.1)描述。在本实施例中，插入用户数据MAP原语MAP-1NSERT-SUBSCRIBER-DATA，如图2所示，该原语调用Insert SubscriberData操作(步骤9),对应操作码为7。下面以GSM网络中的GPRS用户等级为例进介绍。在GPRS签约数据中增加GPRS签约等级(GPRS Rank)，需要在 MAP-1NSERT-SUBSCRIBER-DATA 原语参数 GPRS Suberscription Data中增加用户等级GPRS_Subscription_Rank。在MAP消息编码方面，利用未使用的编码来标识GPRS_Subscription_Rank。GPRS_Subscription_Rank:: = OCTET STRING(SIZE(I))该语句定义了 GPRSRank编码大小为I个八位组，即8bit，编码实例如下0000 0000 GPRS 用户等级为 I0000 0001 GPRS 用户等级为 20000 0010 GPRS 用户等级为 3......其中 Insert Subscriber DataArg 编码为 394, GPRS Subscription Data 编码为729，其中编码 405 可用于标示 GPRS_Subscription_Rank。在本实施例中，步骤12、GGSN到SGSN上的业务类型的传输，例如可通过Gn接口自定义携带业务类型的优先级的信令，完成GGSN到SGSN上业务类型的优先级的传输。GTP协议(GPRS tunnelling protocal):用于GPRS骨干网中GSN之间数据和信令的隧道传输，它将用户的PDP用GTP字头封装用于标识特定用户。GPRS提供一个MS和外部网络之间的透明通道，封装功能存在于MS、SGSN和GGSN之中。Gn接口用于 传输SGSN和GGSN之间携带业务类型的优先级GPRS_Service_Rank的信令 GTP_Service_Rank_Request 和 GTP_Service_Rank_Response,具有过程如下首先、确定信令F1DU (Protocol Data Unit,协议数据单元)类型代码,对于PDU类型，每种信令消息有特定的信息类型值表示，设计交互信令GTP_Service_Rank_Request,选择保留信息类型为8 ;GTP_Service_Rank_Response,选择保留消息类型为9。然后、信息单元的选择与编码。GTP协议采用TV类型(保留值117-127)，自定义业务类型的优先级GTP_Service_Rank的信息结构如下
权利要求
1.一种无线数据网络差异化接入的方法，其特征在于，包括 步骤A、服务GPRS支持节点从归属位置寄存器获取用户等级，所述归属位置寄存器预先存储所述用户等级； 步骤B、所述服务GPRS支持节点从网关GPRS支持节点获取业务类型的优先级； 步骤C、所述服务GPRS支持节点将所述用户等级和所述业务类型的优先级传输给基站控制器； 步骤D、所述基站控制器根据所述用户等级和所述业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制。
2.根据权利要求1所述的无线网络差异化接入的方法，其特征在于，所述步骤D包括 所述基站控制器根据公式W = BiW^ajWj计算出资源分配优先权；其中W表示资源分配优先权&表示用户等级权重系数％表示用户等级；a]表示业务类型的优先级权重系数％表示业务类型的优先级； 所述基站控制器根据计算得到所述资源分配优先权进行差异化的服务质量控制。
3.根据权利要求1所述的无线网络差异化接入的方法，其特征在于，所述步骤A包括 在所述归属位置寄存器中预先存储所述用户等级； 当激活分组数据协议或者进行位置更新时，所述服务GPRS支持节点向所述归属位置寄存器发送用户数据请求； 所述归属位置寄存器将所述用户等级传输给所述服务GPRS支持节点。
4.根据权利要求3所述的无线网络差异化接入的方法，其特征在于，所示归属位置寄存器将所述用户等级传输给所述服务GPRS支持节点的步骤为 所述归属位置寄存器与所述服务GPRS支持节点之间进行插入用户数据的过程中，所述归属位置寄存器将所述用户等级传输给所述服务GPRS支持节点。
5.根据权利要求4所述的无线网络差异化接入的方法，其特征在于，所述用户等级GPRS_Subscription_Rank 设置在 GPRS Suber scription Data 信令中。
6.根据权利要求1所述的无线网络差异化接入的方法，其特征在于，所述步骤C包括 服务GPRS支持节点向所述基站控制器对应的基站子系统发送建立BSS_PFC请求，同时将所述用户等级作为其中一个参数传输给所述基站控制器； 所述服务GPRS支持节点通过Gb接口将携带业务类型的优先级的信令传输给所述基站控制器。
7.根据权利要求1所述的无线网络差异化接入的方法，其特征在于，所示步骤B包括 所述网关GPRS支持节点通过Gn接口，将携带业务类型的优先级GPRS_Service_Rank的信令 GTP_Service_Rank_Request 和 GTP_Service_Rank_Response 发送出去； 所述服务 GPRS 支持节点从信令 GTP_Service_Rank_Request 和 GTP_Service_Rank_Response中获取业务类型的优先级GPRS_Service_Rank。
8.一种无线数据网络差异化接入的系统，其特征在于，包括 归属位置寄存器，用于存储用户等级； 服务GPRS支持节点，用于从所述归属位置寄存器获取所述用户等级，从网关GPRS支持节点获取业务类型的优先级，并将所述用户等级和所述业务类型的优先级传输给基站控制器；基站控制器，用于根据所述用户等级和所述业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述基站控制器根据公式W = a^+aj.计算出资源分配优先权，并根据计算得到所述资源分配优先权进行差异化的服务质量控制，其中W表示资源分配优先权&表示用户等级权重系数％表示用户等级&表示业务类型的优先级权重系数表示业务类型的优先级。
全文摘要
本发明提供一种无线数据网络差异化接入的方法及系统，该方法包括步骤A、服务GPRS支持节点从归属位置寄存器获取用户等级，所述归属位置寄存器预先存储所述用户等级；步骤B、所述服务GPRS支持节点从网关GPRS支持节点获取业务类型的优先级；步骤C、所述服务GPRS支持节点将所述用户等级和所述业务类型的优先级传输给基站控制器；步骤D、所述基站控制器根据所述用户等级和所述业务类型的优先级进行差异化的服务质量控制，可保证多业务对服务质量不同需求的前提下，尽可能充分、有效地利用无线网络带宽资源。
文档编号H04W28/16GK103067905SQ20111032444
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者杨辉宇, 苏卓生, 耿晓理, 谢其良, 张峻恺, 彭重文 申请人:中国移动通信集团广东有限公司