用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的方法和裝置製造方法
2023-10-30 04:14:02
用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的方法和裝置。在無線接入網絡中，移動用戶設備可通過基站與無線網絡控制器（RNC）通信，所述方法包括以下步驟。讀取在基站和RNC之間傳送的去往和來自移動用戶設備的數據幀流，其中所述數據幀中的一個或多個數據幀包含控制消息，並且所述數據幀中的一個或多個其它數據幀包含用戶數據。分析包含在所述數據幀中的控制消息以獲得信道標識信息，所述信道標識信息指示包含所述用戶數據的數據幀是包含電路交換用戶數據還是包含分組交換用戶數據。根據所述信道標識信息，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀。
【專利說明】用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線蜂窩網絡的無線接入網絡(RAN)中的數據流，更具體地說，涉及用於在無線蜂窩網絡的RAN中將電路交換(CS)業務與分組交換(PS)業務相分離的技術。
【背景技術】
[0002]隨著網際網路在無線網絡中的使用日益增加，IP分匯(IP breakout)(或IP分流(IPoffload))解決方案成為非常有用的機制，用於緩解蜂窩網絡中的回程和核心網絡鏈路中的帶寬過載問題。IP分匯解決方案在無線接入網絡和/或核心網絡中提供重定向點，以便去往/來自用戶設備的網際網路業務(又稱為分組交換數據)可以直接分流到公共網絡，從而繞過蜂窩網絡提供商的無線接入和核心網絡鏈路。但是，在UMTS (通用移動陸地系統)之類的第3代無線網絡(簡稱3G無線)中，電路交換數據(例如，語音呼叫、視頻呼叫數據)和分組交換數據都通過RAN (無線接入網絡)內部的相同網絡資源(NodeB、RNC、UE和它們之間的接口)承載，其中電路交換業務不應直接分流到公共網絡一相反，電路交換數據應該在其正常路徑上傳送，這些路徑通往處理此類業務的核心網絡。
[0003]高效分離電路交換業務很重要，因為電路交換業務通常針對其延遲具有嚴格要求。因此，不應採用過多的時間和處理來確定給定數據分組是電路交換業務還是分組交換業務的一部分。
[0004]因此，需要用於在RAN中將電路交換業務與分組交換業務高效分離的技術。
【發明內容】
[0005]本發明涉及調節無線蜂窩網絡的無線接入網絡(RAN)中的數據流。在本發明的一個方面，提供了一種用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的基於計算機的方法，在所述無線接入網絡中，移動用戶設備可以通過基站與無線網絡控制器(RNC)通信。所述方法包括以下步驟。讀取在所述基站和所述無線網絡控制器(RNC)之間傳送(S卩，通過所述基站和所述無線網絡控制器(RNC)之間的有線鏈路(或「回程鏈路」))的去往和來自所述移動用戶設備的數據幀流，其中所述數據幀中的一個或多個數據幀包含控制消息，並且所述數據幀中的一個或多個其它數據幀包含用戶數據。分析包含在所述數據幀中的所述控制消息以獲得信道標識信息，所述信道標識信息指示包含所述用戶數據的數據幀是包含電路交換用戶數據還是包含分組交換用戶數據。根據所述信道標識信息，在所述基站和所述無線網絡控制器(RNC)之間的傳輸網絡層處，分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀。例如，可以在所述傳輸網絡層處分析所述數據幀流中的模式和/或所述數據幀的籤名，並可以將所述模式/籤名分別與電路交換用戶數據和分組交換用戶數據的已知模式/包含電路交換用戶數據和分組交換用戶數據的數據幀的已知籤名相匹配。
[0006]通過參考以下詳細描述和附圖，將更全面地理解本發明以及本發明的其它特性和優點。【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是示出根據本發明的一個實施例的3G蜂窩網絡的高級架構的示意圖；
[0008]圖2是示出根據本發明的一個實施例的3G蜂窩網絡的無線接入網絡(RAN)(例如圖1的3G蜂窩網絡的無線接入網絡(RAN))中的高級協議架構的示意圖；
[0009]圖3是示出根據本發明的一個實施例的使用控制平面信息將電路交換(CS)用戶連接業務與分組交換(PS)用戶連接業務相分離的示例性方法的示意圖；
[0010]圖4是示出根據本發明的一個實施例的使用控制消息嗅探器將CS業務與PS業務相分離的示例性方法的示意圖；
[0011]圖5是示出根據本發明的一個實施例的使用CS分組過濾器將CS業務與PS業務相分離的示例性方法的示意圖；
[0012]圖6是示出根據本發明的一個實施例的使用用戶平面數據分析將CS用戶連接業務與PS用戶連接業務相分離的示例性方法的示意圖；
[0013]圖7是示出根據本發明的一個實施例的使用用戶平面消息嗅探器將CS業務與PS業務相分離的示例性方法的示意圖；以及
[0014]圖8是示出根據本發明的一個實施例的執行在此提供的一種或多種方法的示例性裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]在此提供了用於在無線接入網絡(RAN)中將電路交換業務與分組交換業務相分離的技術。更具體地說，本教導提供了用於在儘可能早的階段(尤其是在入站數據在協議棧的較高層處經過昂貴的處理(例如，加密(解密)、分片(取消分片)、多路復用(多路分用)等)之前)區分和分離電路交換業務的方法。
[0016]雖然本技術的以下大部分描述是在名為UMTS (通用移動陸地系統)的3GPP標準內定義的3G無線/蜂窩網絡的上下文中進行的，但可以以所述相同方式將相同的概念和方法應用於其它類型的3G行動網路，例如cdma2000網絡。
[0017]圖1是示出提供本技術的框架的3G蜂窩網絡100的高級架構的示意圖。如圖1所示，3G蜂窩網絡100包括無線接入網絡(RAN) 102和核心網絡(CN) 104。RAN102包括一個或多個用戶設備(UE)(例如，行動電話、PDA、PC、膝上型計算機等)，所述用戶設備通過NodeB(即，基站)與無線網絡控制器(RNC)無線通信(例如，NodeB直接連接到RNC並可以從UE接收無線傳輸)。
[0018]CN104包含移動交換中心(MSC)(其處理電路交換(CS)業務)和服務通用分組無線業務(GPRS)支持節點(SGSN) /網關GPRS支持節點(GGSN)(其處理分組交換(PS)業務)。SP，3G蜂窩網絡100支持兩種類型的網絡流或業務:電路交換(CS)業務(例如，語音、實時視頻流)和分組交換(PS)業務(例如,web內容、youtube視頻)。在無線接入網絡(RAN) 102中，CS業務和PS業務均由UE、NodeB和RNC的相同網絡元件處理，但在核心網絡(CN) 104中，CS業務和PS業務由不同的網絡元件分別處理。具體地說，如圖1所示，在核心網絡中，電路交換(CS)業務由CN的CS域(例如通往電話網絡的MSC (移動交換中心))處理，PS業務由CN的PS域(例如通往網際網路之類的公共數據網絡的SGSN和GGSN)處理。[0019]圖2是示出3G蜂窩網絡的無線接入網絡(RAN)(例如圖1的3G蜂窩網絡100的無線接入網絡(RAN)102)中的高級協議架構200的示意圖。如圖2所示，在3G蜂窩無線網絡中，電路交換(CS)用戶數據業務(例如，語音、實時視頻流)和分組交換(PS)用戶數據業務(例如，web內容、youtube視頻)使用無線接入網絡(RAN)中的相同網絡鏈路。
[0020]如圖2所示，對於用戶設備(UE)，在頂級處，用戶數據(PS和CS業務)被多路復用並封裝到鏈路層協議幀中。鏈路層幀又被物理層無線幀封裝並在UE (用戶設備)和NodeB(即，基站)之間傳送。當用戶數據由較低層傳輸時，為不同的用戶連接分配不同的邏輯信道(稱為「無線承載」)，以便接收端可以區分來自同一物理鏈路的不同連接。
[0021]無線控制協議(在3G無線中稱為RRC—無線資源控制)數據(其控制數據幀的格式以及數據幀在較低層(鏈路層和物理層)中的傳輸方式)也被同一較低層封裝並在UE和NodeB之間傳送。具體地說，無線控制協議確定邏輯信道到不同用戶數據連接的分配。無線控制協議數據本身由公知的邏輯信道傳送。
[0022]在NodeB處，物理層協議幀(其包含PS和CS用戶數據以及無線控制協議數據)在NodeB和RNC之間的有線鏈路(在此也稱為「回程鏈路」)中的幀協議層中被轉換為數據幀。此外，為屬於無線鏈路中的不同邏輯信道的數據幀在幀協議中分配不同邏輯信道。
[0023]包含PS、CS和無線控制協議數據的幀協議幀再次被底層傳輸網絡層(TNL)封裝並在NodeB和RNC之間的有線鏈路中傳送。此外，屬於幀協議中的不同邏輯信道的數據被分配給TNL中的不同邏輯信道並由其傳送。
[0024]在NodeB和RNC之間使用鏈路控制協議(在UMTS中稱為節點B應用部分(NBAP))，以便控制NodeB和RNC之間的數據傳輸。具體地說，鏈路控制協議指定無線鏈路中的邏輯信道(其包含不同的用戶數據連接)到幀協議層中的不同邏輯信道的映射。鏈路控制協議還指定幀協議層中的邏輯信道到TNL中的信道的映射。
[0025]不同協議層和不同鏈路中的每個邏輯信道由其相應協議層中的數據幀的分組頭中的標識符標識，或者由共享鏈路中的唯一特性(例如，無線物理鏈路中的信道化代碼)標識。當無線接入網絡(RAN)中的IP分流設備從NodeB和RNC之間的鏈路分匯PS數據分組時，需要一種高效的方法將CS業務與PS業務相分離，以便僅PS業務被分匯並直接分流到公共數據網絡，而語音和視頻業務繼續通過移動運營商的核心網絡。IP分流設備在NodeB和RNC之間的鏈路處的這種將CS業務與PS業務相分離需要在儘可能低的協議層處執行，以便可以最小化分匯系統的處理開銷。在較高層(例如，在鏈路層之上)處將CS業務與PS業務相分離會產生所有較低層協議處理的開銷。
[0026]在本技術的一個示例性實施例中，提供了一種用於將CS業務與PS業務相分離的方法，所述方法包括使用在諸如RRC (無線資源控制)和NBAP之類的鏈路控制協議(鏈路控制協議在此也可以統稱為「控制平面協議」)處提供的信息，所述信息指示特定的高層用戶連接是CS業務還是PS業務(在此也稱為「信道標識信息」)。在大多數情況下，在NodeB和RNC之間的鏈路中，控制平面協議中的信道標識信息在公知的邏輯和物理信道中採用公知的格式傳送，因此與對用戶數據進行完全解碼相比，對該信息進行解碼需要極少的處理。具體地說，可以跨各種協議層分析信道標識信息，以便可以將控制信道標識為CS業務的任何較高層用戶連接與較低層分離。
[0027]在UMTS的上下文中，用於在UE和RNC之間建立無線信道的無線控制消息(稱為無線承載建立消息)包含一條或多條信息，即，上述信道標識信息，其可以指示在較低層中(例如，在UE的鏈路層和/或物理層中)由信道傳送的用戶連接是CS連接還是PS連接。例如，包含在無線承載建立消息中的「始發核心網絡(CN)域」信息通知核心網絡中的目標域(將在其中處理用戶連接)。這是無線承載建立消息包含的一條信道標識信息，其可以用於判定用戶連接是CS連接還是PS連接。例如，在UMTS中，如果將「始發CN域」設置為CS，則屬於該用戶連接的分組被轉發到電路交換核心網絡中諸如MSC (移動交換中心)之類的網絡元件並由其處理。另一方面，如果將「始發CN域」設置為PS，則屬於該用戶連接的分組被轉發到分組交換核心網絡中諸如SGSN (服務GPRS支持節點)和GGSN (網關GPRS支持節點)之類的網絡元件並由其處理。
[0028]此外，定義較低層處的信道中的數據幀格式以及UE和NodeB之間無線鏈路處的較低層中的業務(作為多個數據幀的流)的特性的參數，也可以指示使用較低層信道建立的用戶數據連接是用於CS還是PS業務。這是可以用於判定用戶連接是CS連接還是PS連接的另一條信道標識信息。例如，在物理層中用於語音業務的糾錯編碼速率和信息編碼方法通常不同於用於分組業務的糾錯編碼速率和信息編碼方法，因為前者通常需要更少的保護以避免在無線傳輸中導致的錯誤。此外，在RLC (無線鏈路控制)協議中，在鏈路層中控制RNC和UE之間的數據幀傳輸模式的子層中，針對延遲敏感的CS連接，通常將包含在無線承載建立消息中的RLC模式信息設置為「非確認模式」。此外，要在每個重複時隙中傳輸的數據塊的大小通常很小，而且該大小是固定的並且通常是公知的，因為它由語音編解碼器確定。如下面將詳細描述的，可以使用數據流的特性(例如數據塊的大小)標識數據流中的CS業務。
[0029]無線控制消息(S卩，無線承載建立消息)還包含有關較高層用戶連接(S卩，無線承載)如何映射到較低層信道的信息。用於用戶連接的數據幀以及用於在無線鏈路中建立連接的無線控制消息與幀協議數據幀相互轉換，幀協議數據幀又在NodeB和RNC之間的有線鏈路中被封裝在傳輸網絡層幀中，其中採取是否分匯特定分組的決策和操作。例如，與特定用戶建立語音連接時，RNC與NodeB交換無線控制消息，以便在RNC和NodeB之間建立信道以用於建立的用戶連接，這包括如下信息:傳輸網絡層中的哪個信道將通過無線承載-傳輸承載映射信息傳送屬於該語音連接的數據巾貞。對於傳輸網絡層中的信道的定義方式，因在RNC和NodeB之間使用的網絡傳輸技術而有所不同(即，在傳輸網絡層處使用IP協議的情況下，每個信道通常由UDP或TCP埠號定義；如果使用ATM(異步傳輸模式)，則使用VCI(虛擬信道標識符)區分傳輸網絡層中的不同信道)。因此，該信息也可以用於判定用戶連接是CS連接還是PS連接。
[0030]圖3是示出使用控制平面信息將CS用戶業務與PS用戶業務相分離的示例性方法300的示意圖。在圖3所示的示例性實施例中，在NodeB和RNC之間的鏈路處採用控制消息嗅探器。控制消息嗅探器是一種實體，可靜默地讀取在RNC和NodeB之間傳送的控制消息，並對控制消息的內容進行解碼，以便提取上述與確定對應於控制消息的用戶平面數據連接是CS連接還是PS連接相關的信息。控制消息嗅探器僅被動監視控制消息，而不攔截RNC和NodeB之間的正常控制消息流。
[0031]在該示例性實施例中，控制消息嗅探器被配置為讀取TNL數據幀中的控制消息，即，無線控制和鏈路控制消息。僅作為舉例，對於無線控制消息(即，無線承載建立消息)，控制消息嗅探器可以用於確定:1)正在建立的用戶連接是用於CS業務還是PS業務；2)較低層(RNC和UE之間)中的哪些信道在無線鏈路中傳送用戶連接，以及3)無線鏈路中的這些信道如何與幀協議以及傳輸網絡層(TNL)中的信道相互轉換。參見圖3。如上所述，無線控制消息(即，無線承載建立消息)在UE和RNC之間建立無線信道。通過讀取專用於在NodeB和RNC之間傳送RRC消息的幀協議(FP)消息中的內容，獲得無線控制消息。根據一個示例性實施例，控制消息嗅探器將嗅探RRC消息以獲得始發CN域信息、物理信道信息(例如速率、編碼等)、傳輸信道信息(例如傳輸塊(TB)大小)和/或RLC (無線鏈路控制)模式信息。
[0032]通過使用控制消息嗅探器獲得無線鏈路中的那些信道和有線鏈路中的那些信道之間的信道標識信息，控制消息嗅探器也稱為Iub消息嗅探器(在3G標準中，Iub是RNC和NodeB之間的接口的名稱)，可嗅探用於控制幀協議中的數據交換的鏈路控制消息(在UMTS中稱為NBAP消息)，並嗅探傳輸網絡層(TNL)中的對應控制(Ctrl)消息，所述對應控制消息通知幀協議信道到傳輸網絡層(TNL)信道之間的映射。在NBAP消息和TNL Ctrl消息的交換期間，TNL中對應於用戶連接的信道由RNC和NodeB確定，以便分配TNL中的信道(例如，UDP/TCP埠號、ATM VCI)並將其用於屬於正在建立的用戶連接的數據幀。根據一個示例性實施例，控制消息嗅探器將嗅探Iub控制消息以獲得無線承載(RB)到傳輸承載映射，這將通知用戶平面連接到TNL信道的映射。
[0033]一旦做出TNL數據幀中的信道傳送CS用戶連接業務還是PS用戶連接業務的決策，將該決策提供給分組過濾器(參見圖3)，所述分組過濾器使用傳輸網絡層的數據幀頭中的信道標識符信息，監視並分離(例如，通過分流分組)屬於CS連接的信道的數據幀與PS連接的那些數據幀。下面參考圖4和5提供使用控制消息嗅探器分離CS業務與PS業務的技術。
[0034]圖4是示出使用控制消息嗅探器(例如圖3的控制消息嗅探器)將CS業務與PS業務相分離的示例性方法400的示意圖。根據一個示例性實施例，由控制消息嗅探器執行方法400的步驟。在步驟402，讀取給定TNL數據幀(S卩，以便標識無線控制和鏈路控制消息)。在步驟404，判定TNL數據幀是否包含無線控制消息。判定給定TNL數據幀是否包含無線控制消息是一種簡單的操作，因為無線控制消息在預定義的TNL信道中傳送。如果TNL數據幀包含無線控制消息，則在步驟406，控制消息嗅探器將嗅探RRC消息以獲得始發CN域信息、物理信道信息(例如速率、編碼等)、傳輸信道信息(例如傳輸塊(TB)大小)和/或RLC模式信息。參見上文圖3的描述。根據在步驟406獲得的信息，然後在步驟408判定TNL數據幀是否是CS用戶業務。
[0035]如果數據幀不是CS用戶業務，則所述方法返回到步驟402，對另一個TNL數據幀執行操作。另一方面，如果數據幀是CS業務，則在步驟410，使用控制消息嗅探器讀取從無線信道到有線信道的信道標識信息。參見上文圖3的描述。在步驟412，針對與無線信道到有線信道之間的信道標識信息組合的信道，創建過濾規則，以便將無線承載標識為CS連接時，該無線承載到較低層無線信道的映射以及較低層無線信道到TNL信道的其它映射(通過步驟414、416和418獲得)被包括在過濾規則中。然後針對另一個TNL數據幀重複所述方法。
[0036]如果在步驟404 (參見上文)確定TNL數據幀不包含無線控制消息，則在步驟414確定TNL數據幀是否包含鏈路控制消息。如果TNL數據幀不包含鏈路控制消息，則所述方法返回到步驟402，對另一個TNL數據幀執行操作。另一方面，如果TNL數據幀包含鏈路控制消息，則在步驟416，使用控制消息嗅探器讀取從無線信道到有線信道的信道標識信息。即，在本方法中，通過在「無線」信道中讀取有關信道的信息，標識用戶連接是否是CS，而在NodeB和RNC之間的有線鏈路處的對應信道中進行分流決策。因此，進行分流決策將需要該映射信息(從無線信道到有線信道)，以便標識有線信道中的數據幀。在步驟418，針對從無線信道到TNL信道的轉換，創建信道映射表項。然後使用該映射信息將較高層CS用戶連接(在步驟406至410標識)映射到TNL信道，以便可以在TNL處分離屬於CS用戶連接的數據幀。然後針對另一個TNL數據幀重複所述方法。
[0037]圖5是示出使用CS分組過濾器(例如圖3的分組過濾器)將CS業務與PS業務相分離的示例性方法500的示意圖。在步驟502，分組過濾器接收從節點B傳輸到RNC的給定TNL數據幀(參見圖3)。過濾器是一種簡單決策引擎，可根據針對特定TNL信道是否存在分匯規則，選擇性地分匯數據幀。CS分組過濾器是這樣一種引擎:如果針對數據幀所屬的TNL信道存在過濾規則，則選擇性地不在TNL層中分匯數據幀。如果針對特定TNL信道不存在過濾規則，則這意味著該TNL信道中的數據幀可能不屬於CS用戶連接，因此分組過濾器分匯這些數據幀。如上所述，無線控制消息(即，無線承載建立消息)在UE和RNC之間建立無線信道。因此，在步驟504，判定針對給定TNL信道是否存在分組過濾規則。僅作為舉例，在方法400的步驟412 (圖4)創建分組過濾規則(參見上文)。如參考方法400描述的那樣，當在TNL數據幀中發現無線控制消息並從信道建立信息中標識CS連接時，創建分組過濾規則。
[0038]如果在步驟504判定針對信道存在分組過濾規則(即，連接包含CS業務)，則在步驟506，CS分組過濾器允許給定TNL數據幀通過其中。因此，通過參考上述圖3，TNL數據幀將傳送到RNC。然後針對另一個TNL數據幀重複所述方法。
[0039]另一方面，如果判定針對信道不存在分組過濾規則(即，連接包含PS業務)，則在步驟508，CS分組過濾器分匯(S卩，分流)該TNL數據幀。然後針對另一個TNL數據幀重複所述方法。然後，組成IP分流系統的其它系統進一步處理分流後的數據幀；例如，可以在協議棧的較高層處進一步處理(即，取消封裝)分流後的TNL數據幀，以便最終可以從TNL數據幀提取IP分組，並且可以將提取的IP分組發送到公共網際網路。
[0040]在一個備選實施例中，使用用戶平面數據分析(而不是使用控制平面信息)將電路交換(CS)用戶連接業務與分組交換(PS)用戶連接業務相分離。參見圖6。S卩，圖6示出了用於分離CS和PS業務的備選方法，其包括監視和分析在NodeB和RNC之間流動的實際用戶數據業務。在隨其提供的圖中(例如也參見上述圖3)，黑色實線箭頭表示實際用戶數據業務，而虛線箭頭表示不同協議處的控制消息連接。在這種情況下(圖6)，消息嗅探器和分組過濾器都監視實際用戶數據業務，而在圖3中，嗅探器監視控制消息，分組過濾器監視用戶數據。
[0041]要注意的是，該備選方法可以用於補充在UE和RNC之間使用控制消息中提供的信息的方法，或者可以獨立地應用於所述方法。在以下情況下，該備選方法尤其有用:當無線控制消息中提供的用於將CS連接與PS連接分離(例如，根據圖5的方法500)的信息不足夠時，或者當控制平面信息未指示用戶連接的性質(例如，在PS域中使用VoIP)時。
[0042]如上所述，將具有幀協議中的不同邏輯信道的數據分配給TNL中的不同邏輯信道並由其傳送。在本方法中，針對在TNL中建立的每個邏輯信道的最初幾個(k個)幀並通過在特定信道中應用分析數據流特性的技術，監視傳送用戶數據業務的數據幀。最初幾個數據幀組成統計分析的統計樣本，並且可以根據準確性和處理考慮事項確定要分析的最初幀的數量(k)。即，針對被監視和分析的樣本，在統計分析技術的準確性和開銷之間存在權衡，即，監視和分析的樣本越多，統計分析技術的結果將變得更準確，但分析開銷將變得更高。通常，幾十個數據幀將產生足夠準確的分析結果。
[0043]此外，在此可以在NodeB和RNC之間的鏈路處使用消息嗅探器(此處為用戶平面消息嗅探器)監視數據幀。如上面強調的那樣，消息嗅探器使用模式識別技術和機器學習技術來分析消息。因此，通過監視數據幀，用戶平面消息嗅探器可以標識數據流特性，這些特性指示特定信道傳送CS用戶業務還是PS用戶業務。僅作為舉例，如下面詳細描述的那樣，用戶平面消息嗅探器可以用於將數據流特性模式與CS和PS業務的已知特性模式相比較，以便標識數據流中的CS和PS業務。
[0044]監視用戶數據的消息嗅探器可以使用若干特性來標識數據流中的CS業務。一個有用的數據流特性是相同TNL信道中的數據幀的到達間隔時間。例如，CS連接中的數據幀往往更有規律地被產生和傳輸，因此CS連接的相繼數據幀之間的到達間隔時間往往是固定的，而PS連接的這些到達間隔時間通常不規則(非固定)。
[0045]另一個有用的特性是TNL中的數據幀的大小分布，因為CS業務中的數據幀通常跨不同數據幀是固定的，而PS業務的這些數據幀往往是任意的。例如，大多數語音編解碼器對於每個分組都具有預定的語音有效負載大小(例如，對於G.729為20位元組，對於G.711為160位元組，對於G.726為80位元組等)，因此，當協議棧中的不同層將固定大小的頭添加到語音有效負載時，TNL中屬於同一語音連接的數據幀具有相同的大小。
[0046]另一個有用的特性是數據幀的有效負載部分的配置，可以使用諸如DPI (深度分組檢測)之類的技術，研究該配置並將其與一個或多個規則匹配，這些規則定義傳送CS業務的分組內容中的模式。DPI技術不僅研究分組頭(通常用於標識分組的源和目的地)、分組的類型等，而且還研究包括有效負載部分的分組內容，將分組內容與一組定義內容模式(例如，分組中的二進位位序列模式)的規則相比較，並輸出比較的布爾結果(匹配或不匹配)或分類結果(即，分組的內容與哪些規則匹配)。CS業務通常由一組用於壓縮這種業務的已知編解碼器產生，並且每個編解碼器通常保留唯一籤名，這些籤名可以用於標識將使用什麼對用戶業務進行編碼。例如，如果使用RTP (實時傳輸協議)傳送CS業務，則可以在TNL數據幀的固定偏移位置處標識RTP版本號以及RTP序列號(在單個語音連接的每個相繼RTP分組中，按I遞增)，並可以使用該版本號和序列號確定在TNL信道中傳送的數據流將傳送CS用戶業務。用戶平面消息嗅探器可以被配置為標識這些特性，如上所述。
[0047]如上面提供的，可以在特定信道中跨多個分組執行用戶數據流和單獨分組的內容與已知籤名的模式匹配，以便通過統計分析技術提高準確性。例如，可以測量分組的到達間隔時間或分組大小的多個樣本，並且可以將這些樣本值提供給檢測技術，以便確定到達間隔時間的方差是否足夠小(例如，在由統計分布中的某一置信區間確定的閾值內)。又如，將每個單獨分組內的模式與一組已知籤名相匹配時，可以在統計檢測方法(例如假設測試算法)中使用多個分組的匹配結果，以便在單獨匹配結果中去除誤差的影響之後，獲得具有統計意義的檢測結果。
[0048]一旦在監視信道的最初幾個數據幀並判定該信道是CS還是PS信道之後進行上述表徵，就將該決策提供給分組過濾器(參見圖6)，所述分組過濾器使用傳輸網絡層的數據幀頭中的信道標識符信息，監視並分離(例如，通過分流分組)屬於CS連接的信道的數據幀與PS連接的那些數據幀。下面參考圖7提供使用用戶平面消息嗅探器分離CS業務與PS業務的技術。
[0049]圖7是示出使用用戶平面消息嗅探器(例如圖6的用戶平面消息嗅探器)將CS業務與PS業務相分離的示例性方法700的示意圖。根據一個示例性實施例，由用戶平面消息嗅探器執行方法700的步驟。
[0050]在步驟702，使用用戶平面消息嗅探器讀取新信道的最初幾個幀(S卩，最初k個數據幀)。在步驟704，分析在步驟702讀取的幀的特性。如上所述，可以使用用戶平面消息嗅探器將數據流中的模式與有關到達間隔時間、分組大小和有效負載配置的已知模式相匹配。可以使用這些特性區分CS業務與PS業務。
[0051]在步驟706，根據在步驟704執行的分析，判定信道是否是CS連接。如果不是，則所述方法返回到步驟702，對不同信道執行操作。另一方面，如果在步驟706判定信道是CS連接，則在步驟708，針對同一信道中的其它數據幀創建過濾規則。本方法的前提是僅監視並分析幾個數據幀樣本，以便判定整個數據幀流(包括其餘隨後的未監視數據幀)是否屬於CS連接。因此，在標識為CS連接之後，隨後將針對屬於「相同TNL信道」的其它數據幀使用該過濾規則。然後針對不同信道重複所述方法。
[0052]對於分組過濾器的功能，可以參考(圖5的)方法500，因為該實施例中的分組過濾器採用與上述相同的方式運行。例如，如結合圖5的描述所述，如果存在分組過濾規則，則數據幀通過過濾器，否則分流數據幀。
[0053]現在轉到圖8，示出了用於實現在此提供的一種或多種方法的裝置800的框圖。僅作為舉例，裝置800可以被配置為實現圖1的方法400和/或方法700的一個或多個步驟，以便例如通過將CS業務與PS業務相分離而處理無線接入網絡中的用戶數據業務。
[0054]裝置800包括計算機系統810和可移動介質850。計算機系統810包括處理器設備820、網絡接口 825、存儲器830、介質接口 835和可選顯示器840。網絡接口 825允許計算機系統810連接到網絡，而介質接口 835允許計算機系統810與介質(例如硬碟驅動器或可移動介質850)交互。
[0055]如本領域公知的那樣，在此討論的方法和裝置可以作為製品分發，所述製品本身包括包含一個或多個程序的機器可讀介質，當所述一個或多個程序執行時，實現本發明的各實施例。例如，所述機器可讀介質可以包含被配置為執行以下操作的程序:讀取在基站和無線網絡控制器(RNC)之間傳送的去往/來自移動用戶設備的數據幀流，其中一個或多個數據幀包含控制消息，並且一個或多個其它數據幀包含用戶數據；分析包含在數據幀中的控制消息以獲得信道標識信息，所述信道標識信息指示包含用戶數據的數據幀包含電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據；以及根據信道標識信息，在基站和無線網絡控制器(RNC)之間的傳輸網絡層處，分離包含電路交換用戶數據的數據幀與包含分組交換用戶數據的數據幀。
[0056]所述機器可讀介質還可以包含被配置為執行以下操作的程序:分析用戶數據以獲得指示用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性；以及根據用戶數據的特性，在基站和無線網絡控制器之間的傳輸網絡層處，分離電路交換用戶數據與分組交換用戶數據。
[0057]所述機器可讀介質可以是可記錄介質(例如，軟盤、硬碟驅動器、諸如可移動介質850之類的光碟，或存儲卡)，或者可以是傳輸介質(例如，包括光纖的網絡、全球資訊網、電纜，或使用時分多址、碼分多址的無線信道，或其它射頻信道)。可以使用任何已知或開發的介質，所述介質可以存儲適合與計算機系統一起使用的信息。
[0058]處理器設備820可以被配置為實現在此公開的方法、步驟和功能。存儲器830可以是分布式或本地的，處理器設備820可以是分布式或單一的。存儲器830可以被實現為電、磁或光存儲器，或者這些或其它類型的存儲設備的任意組合。此外，應當足夠廣泛地解釋術語「存儲器」，以便包含能夠在處理器設備820訪問的可尋址空間中的地址中讀寫的任何信息。藉助該定義，有關可通過網絡接口 825訪問的網絡上的信息仍在存儲器830中，因為處理器設備820可以從網絡取回信息。應當指出，組成處理器設備820的每個分布式處理器通常包含它自己的可尋址存儲空間。還應當指出，計算機系統810的部分或全部可以結合在專用或通用集成電路中。
[0059]可選顯示器840是適合於與裝置800的個人用戶交互的任意類型的顯示器。通常，顯示器840是計算機顯示器或其它類似的顯示器。
[0060]儘管在此描述了本發明的示例性實施例，但是應當理解，本發明並不限於這些精確的實施例，並且在不偏離本發明的範圍的情況下，本領域的技術人員可以做出各種其它更改和修改。
【權利要求】
1.一種用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的基於計算機的方法，在所述無線接入網絡中，移動用戶設備可以通過基站與無線網絡控制器RNC通信，所述方法包括以下步驟: 讀取在所述基站和所述RNC之間傳送的去往和來自所述移動用戶設備的數據幀流，其中所述數據幀中的一個或多個數據幀包含控制消息，並且所述數據幀中的一個或多個其它數據幀包含用戶數據； 分析包含在所述數據幀中的所述控制消息以獲得信道標識信息，所述信道標識信息指示包含所述用戶數據的數據幀是包含電路交換用戶數據還是包含分組交換用戶數據；以及 根據所述信道標識信息，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀。
2.根據權利要求1的方法，其中所述無線接入網絡是通用移動陸地系統UMTS的一部分。
3.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟: 標識所述數據幀中的所述控制消息。
4.根據權利要求3的方法，其中使用消息嗅探器來執行標識所述數據幀中的所述控制消息的步驟以及分析所述控制 消息以獲得信道標識信息的步驟。
5.根據權利要求1的方法，其中使用數據分組過濾器來執行分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀的步驟。
6.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟: 判定所述控制消息是否是無線控制消息。
7.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟: 判定所述控制消息是否是鏈路控制消息。
8.根據權利要求6的方法，其中所述控制消息中的一個或多個是無線控制消息，並且其中所述信道標識信息包括以下信息中的一個或多個:始發核心網絡域信息、物理信道信息、傳輸信道信息以及無線鏈路控制RLC模式信息。
9.根據權利要求8的方法，其中所述物理信道信息包括糾錯編碼速率和信息編碼方法中的一個或多個。
10.根據權利要求8的方法，其中所述傳輸信道信息包括傳輸塊大小。
11.根據權利要求7的方法，其中所述控制消息中的一個或多個是鏈路控制消息，所述方法還包括以下步驟: 讀取從無線信道到有線信道的所述信道標識信息。
12.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟: 分析所述用戶數據以獲得指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性；以及 根據所述用戶數據的所述特性，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離所述電路交換用戶數據與所述分組交換用戶數據。
13.根據權利要求12的方法，其中指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性包括以下項中的一個或多個:所述數據幀的到達間隔時間、所述數據幀的大小分布以及所述數據幀的有效負載配置。
14.根據權利要求12的方法，還包括以下步驟: 在所述基站和所述RNC之間的所述傳輸網絡層中，分析每個邏輯信道的所述數據幀中的最初k個數據幀以獲得指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性。
15.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟: 分析所述傳輸網絡層處的所述數據幀流中的模式；以及 將所述數據幀流中的所述模式與電路交換用戶數據的已知模式和分組交換用戶數據的已知模式相匹配。
16.根據權利要求1的方法，還包括以下步驟: 分析所述傳輸網絡層處的所述數據幀的籤名；以及 將所述數據幀的所述籤名與包含電路交換用戶數據的數據幀的已知籤名和包含分組交換用戶數據的數據幀的已知籤名相匹配。
17.一種用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的基於計算機的方法，在所述無線接入網絡中，移動用戶設備可以通過基站與無線網絡控制器RNC通信，所述方法包括以下步驟: 讀取在所述基站和所述RNC之間傳送的去往和來自所述移動用戶設備的數據幀流，其中所述數據幀中的一個或多個數據幀包含控制消息，並且所述數據幀中的一個或多個其它數據幀包含用戶數據； 分析所述用戶數據以獲得指示包含所述用戶數據的所述數據幀是包含電路 交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性；以及 根據所述用戶數據的所述特性，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀。
18.根據權利要求17的方法，其中使用消息嗅探器來執行讀取所述數據幀流的步驟以及分析所述用戶數據的步驟。
19.根據權利要求17的方法，其中使用數據分組過濾器來執行分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀的步驟。
20.根據權利要求17的方法，其中指示包含所述用戶數據的所述數據幀是包含電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性包括以下項中的一個或多個:所述數據幀的到達間隔時間、所述數據幀的大小分布以及所述數據幀的有效負載配置。
21.根據權利要求17的方法，還包括以下步驟: 在所述基站和所述RNC之間的所述傳輸網絡層中，分析每個邏輯信道的所述數據幀中的最初k個數據幀以獲得指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性。
22.一種用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的裝置，在所述無線接入網絡中，移動用戶設備可以通過基站與無線網絡控制器RNC通信，所述裝置包括: 配置為讀取在所述基站和所述RNC之間傳送的去往和來自所述移動用戶設備的數據幀流的模塊，其中所述數據幀中的一個或多個數據幀包含控制消息，並且所述數據幀中的一個或多個其它數據幀包含用戶數據； 配置為分析包含在所述數據幀中的所述控制消息以獲得信道標識信息的模塊，所述信道標識信息指示包含所述用戶數據的數據幀是包含電路交換用戶數據還是包含分組交換用戶數據；以及 配置為根據所述信道標識信息，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀的模塊。
23.根據權利要求22的裝置，其中所述無線接入網絡是通用移動陸地系統UMTS的一部分。
24.根據權利要求22的裝置，還包括: 配置為標識所述數據幀中的所述控制消息的模塊。
25.根據權利要求24的裝置，其中標識所述數據幀中的所述控制消息的模塊以及分析所述控制消息以獲得信道標識信息的模塊被配置為使用消息嗅探器。
26.根據權利要求22的裝置，其中分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀的模塊被配置為使用數據分組過濾器。
27.根 據權利要求22的裝置，還包括: 配置為判定所述控制消息是否是無線控制消息的模塊。
28.根據權利要求22的裝置，還包括: 配置為判定所述控制消息是否是鏈路控制消息的模塊。
29.根據權利要求27的裝置，其中所述控制消息中的一個或多個是無線控制消息，並且其中所述信道標識信息包括以下信息中的一個或多個:始發核心網絡域信息、物理信道信息、傳輸信道信息以及無線鏈路控制RLC模式信息。
30.根據權利要求29的裝置，其中所述物理信道信息包括糾錯編碼速率和信息編碼方法中的一個或多個。
31.根據權利要求29的裝置，其中所述傳輸信道信息包括傳輸塊大小。
32.根據權利要求28的裝置，其中所述控制消息中的一個或多個是鏈路控制消息，所述裝置還包括: 配置為讀取從無線信道到有線信道的所述信道標識信息的模塊。
33.根據權利要求22的裝置，還包括: 配置為分析所述用戶數據以獲得指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性的模塊；以及 配置為根據所述用戶數據的所述特性，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離所述電路交換用戶數據與所述分組交換用戶數據的模塊。
34.根據權利要求33的裝置，其中指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性包括以下項中的一個或多個:所述數據幀的到達間隔時間、所述數據幀的大小分布以及所述數據幀的有效負載配置。
35.根據權利要求33的裝置，還包括: 配置為在所述基站和所述RNC之間的所述傳輸網絡層中，分析每個邏輯信道的所述數據幀中的最初k個數據幀以獲得指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性的模塊。
36.根據權利要求22的裝置，還包括: 配置為分析所述傳輸網絡層處的所述數據幀流中的模式的模塊；以及配置為將所述數據幀流中的所述模式與電路交換用戶數據的已知模式和分組交換用戶數據的已知模式相匹配的模塊。
37.根據權利要求22的裝置，還包括: 配置為分析所述傳輸網絡層處的所述數據幀的籤名的模塊；以及 配置為將所述數據幀的所述籤名與包含電路交換用戶數據的數據幀的已知籤名和包含分組交換用戶數據的數據幀的已知籤名相匹配的模塊。
38.一種用於處理無線接入網絡中的用戶數據業務的裝置，在所述無線接入網絡中，移動用戶設備可以通過基站與無線網絡控制器RNC通信，所述裝置包括: 配置為讀取在所述基站和所述RNC之間傳送的去往和來自所述移動用戶設備的數據幀流的模塊，其中所述數據幀中的一個或多個數據幀包含控制消息，並且所述數據幀中的一個或多個其它數據幀包含用戶數據； 配置為分析所述用戶數據以獲得指示包含所述用戶數據的所述數據幀是包含電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性的模塊；以及 配置為根據所述用戶數據的所述特性，在所述基站和所述RNC之間的傳輸網絡層處，分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀的模塊。
39.根據權利要求38的裝置，其中配置為讀取所述數據幀流的模塊以及配置為分析所述用戶數據的模塊被配置為 使用消息嗅探器。
40.根據權利要求38的裝置，其中配置為分離包含所述電路交換用戶數據的數據幀與包含所述分組交換用戶數據的數據幀的模塊被配置為使用數據分組過濾器。
41.根據權利要求38的裝置，其中指示包含所述用戶數據的所述數據幀是包含電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性包括以下項中的一個或多個:所述數據幀的到達間隔時間、所述數據幀的大小分布以及所述數據幀的有效負載配置。
42.根據權利要求38的裝置，還包括: 配置為在所述基站和所述RNC之間的所述傳輸網絡層中，分析每個邏輯信道的所述數據幀中的最初k個數據幀以獲得指示所述用戶數據包括電路交換用戶數據還是分組交換用戶數據的特性的模塊。
【文檔編號】H04W28/08GK103458516SQ201310214075
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月31日 優先權日:2012年6月2日
【發明者】高鳳晙 申請人:國際商業機器公司