CN101754240A - Rach传输承载异常检测方法及无线网络控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RACH传输承载异常检测方法及无线网络控制器。上述RACH传输承载异常检测方法包括：对于基站与无线网络控制器之间的每个RACH，无线网络控制器的用户面根据从该RACH接收到的数据帧或控制帧，判断RACH的传输承载是否出现异常。通过本发明提供的技术方案，可以提高网络的容错能力。

Description

RACH传输承载异常检测方法及无线网络控制器

技术领域

本发明涉及通用移动通信技术领域，尤其涉及一种随机接入信道(Random Access Channel，简称为RACH)传输承载异常检测方法及无线网络控制器(Radio Network Controller，简称为RNC)。

背景技术

图1为通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，简称为UMTS)的陆地无线接入网(UMTS Terrestrial RadioAccess Network，简称为UTRAN)的结构示意图，如图1所示，UTRAN系统由无线网络系统(Radio Network System，简称为RNS)组成，RNS通过Iu接口和核心网(Core Network，简称为CN)相连。其中，一个RNS中包括一个无线网络控制器(Radio NetworkController，简称为RNC)和一个或多个基站节点(NodeB)。NodeB通过Iub接口与RNC相连，RNS之间的RNC通过Iur接口相连。

图2为Iub接口的协议栈的结构示意图，如图2所述，Iub接口的协议栈包括：无线网络层，传输网络层和物理层。无线网络层由控制平面的基站节点应用协议(Node B Application Protocol，简称为NBAP)和用户平面的帧协议(Frame Protocol，简称为FP)组成，传输网络层可选择异步传递模式(Asynchronous Transfer Mode，简称为ATM)承载或者IP承载。物理层可以使用E1、STM-1等多种标准接口。帧协议为传输通过Iub接口的公共传输信道和专用传输信道数据流的协议，其主要功能是把无线接口的数据帧封装成为规定格式的数据帧，同时约定一些控制帧以实现相应的控制机制。

在实际情况中，有可能出现无线网络层控制面对应的传输网络层链路正常，而用户面对应的传输网络层链路出现异常的情况，在这种情况下，RNC控制面无法判断用户数据是否正常传输，因此，需要传输信道承载异常检测，即当传输信道发生异常时，删除并重建传输信道，以保存数据传输的正常进行。

目前，对于寻呼信道(Paging Channel，简称为PCH)和前向接入信道(Forward Access Channel，简称为FACH)下行传输信道，由于PCH和FACH有在协议3GPP TS25.435中引入同步机制，可以完成RNC和NodeB之间的时钟同步功能，因此，可以利用传输同步机制实现PCH和FACH信道的保活。

但是，对于随机接入信道(Random Access Channel，简称为RACH)信道，目前还没有对应的传输承载异常检测机制。如果RACH出现异常，而PCH和FACH正常，上述周期传输同步机制没有办法检测异常，从而导致上行的数据传输不畅，致使终端无法接入RACH异常的小区。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种RACH传输承载异常检测方案，用以解决现有技术中由于无法检测到RACH出现异常而导致终端无法接入小区的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种RACH传输承载异常检测方法，该方法用于检测无线网络控制器与基站之间的RACH的传输承载是否发生异常。

根据本发明的RACH传输承载异常检测方法包括：对于基站与无线网络控制器之间的每个RACH，无线网络控制器的用户面根据从该RACH接收到的数据帧或控制帧，判断RACH的传输承载是否出现异常。

其中，上述控制帧包括：RACH传输承载保活控制帧和传输同步帧。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种无线网络控制器。

根据本发明的无线网络控制器包括：接收模块和检测模块。其中，接收模块，用于从基站与无线网络控制器之间的多个RACH接收数据帧和控制帧；检测模块，用于根据接收模块接收到的数据帧或控制帧检测多个RACH中是否有RACH传输承载出现异常。

通过本发明的上述至少一个方案，RNC的用户面通过检测从RACH上接收到的数据帧或控制帧，判断RACH的传输承载是否出现异常，从而可以在判断出现异常时，向RNC的控制面发送指示，使RNC的控制面发起公共信道的删除重建流程，避免了由于RACH出现异常而导致终端无法接入小区的问题，提高了网络的容错能力。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为相关技术中UTRAN的结构示意图；

图2为相关技术中Iub接口的协议栈的结构示意图；

图3为实施例一中RNC侧的处理流程图；

图4为实施例一中NodeB侧的处理流程图；

图5为实施例二中RNC侧的处理流程图；

图6为实施例三中RNC侧的处理流程图；

图7为实施例三中NodeB侧的处理流程图；

图8为根据本发明实施例的RNC的结构框图。

具体实施方式

功能概述

本发明实施例针对目前没有对RACH传输承载是否出现异常进行检测的问题，提出了一种RACH传输承载检测方案，在该方案中，RNC的用户面通过设定一定的时间段，根据在该时间段内从RACH接收到的数据帧和控制帧判断该RACH是否发生异常，其中，上述控制帧可以是新增的RACH传输承载保活控制帧，也可以是通过扩展现有的传输同步帧。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，首先提供了一种RACH传输承载异常检测方法，该方法用于检测RNC与NodeB之间的RACH的传输承载是否发生异常。

根据本发明实施例的RACH传输承载异常检测方法主要包括：对于NodeB与RNC之间的每个RACH，RNC的用户面(RNLU)根据从该RACH接收到的数据帧或控制帧，判断该RACH的传输承载是否出现异常。

在具体实施过程中，RNC首先会根据与其连接的各NodeB是否支持RACH信道传输承载保活进行配置，RNC检测的为具有RACH信道传输承载保活能力的NodeB相关的小区的每个RACH信道。

具体地，上述控制帧包括：RACH传输承载保活控制帧或传输同步帧。

当控制帧为RACH传输承载保活控制帧时，具体地，可以有两种方法检测RACH的传输承载是否出现异常，即下面实施例一和实施例二中所描述的方法；当控制帧为传输同步帧时，可以根据下面实施例三中所描述的方法检测RACH的传输承载是否出现异常。

当RNC RNLU检测到某个RACH信道的传输承载出现异常时，RNC RNLU向RNC侧的控制面(RNLC)发送消息，指示该RACH信道的传输承载出现异常，其中，该消息中携带有该RACH的标识信息，RNC RNLC接收到该消息后，可以对该RACH信道的传输承载进行删除、重建等后续处理过程，从而恢复该RACH信道的传输承载。

以下以具体实施例对本发明实施例提供的上述方法的具体实施方式进行说明。

实施例一

在该实施例中，对于RNC侧，RNC RNLU为每个RACH信道设置有一个定时器和两个计数器，通过对一段时间内RNC RNLU通过该RACH信道接收到的上行报文数据(包括数据帧和RACH传输承载保活控制帧)的统计，判断该RACH信道是否出现异常；对于NodeB侧，NodeB RNLU针对其小区内的每个RACH信道各自启动一个定时器，在该定时器的定时时长内，如果该RACH信道上没有上行数据发送，则通过该RACH信道发送RACH传输承载保活控制帧。以下分别从RNC侧和NodeB侧对该方法的实施流程进行描述。

图3为该实施例中RNC侧的处理流程图，如图3所示，该RNCRNLU的处理流程主要包括以下步骤：

步骤S301：NodeB的小区建立完成；

步骤S303：RNC RNLU判断该小区支持RACH信道传输承载保活功能，则针对该小区的每个RACH信道设置并启动一个RACH信道传输承载保活定时器Timer1，并设置两个计数器：第一计数器count1和第二计数器count2，其中，count1用于统计在Timer1的定时时长内该RACH信道接收到的上行RACH报文，count2用于统计该RACH信道的传输承载连续异常次数，其中，上行RACH报文包括从RACH信道接收到的数据帧和RACH传输承载保活控制帧；

在具体实施过程中，可以设置两个统计变量进行计数，比如，第一计数器count1可以由变量dwRachRecvPacketCount表示，第二计数器count2可以由变量ucTransBearAbnormalCount表示，并且，这两个变更的初始值均为0。

步骤S305：在timer1的定时时长内，如果RNC RNLU从该RACH信道接收到的上行数据帧或RACH传输承载保活控制帧，则第一计数器加1；

步骤S307：timer1超时，RNC RNLU判断counter1是否为0，如果为0，则表示在该时段内该RACH信道无任何上行RACH帧，意味着可能RACH信道传输承载发生了异常，进行步骤S309，否则，表示RACH信道传输承载正常，进行步骤S311；

步骤S309：将counter2加1，判断counter2的值是否大于预设阈值，如果是，则确定RACH信道的传输承载已出现异常，进行步骤S313；否则，进行步骤S311；

步骤S311：重新启动timer1，并将counter1置0，返回步骤S305；

步骤S313：重新启动timer1，并将counter1和counter2置0，返回步骤S305。

在上述步骤S309中，RNC RNLU如果确定RACH信道的传输承载已出现异常，则向RNC RNLC发送消息，指示该RACH信道的传输承载出现异常，RNC RNLC发起该RACH信道的删除、重建流程。

图4为该实施例中NodeB侧的处理流程图，如图4所示，NodeB侧的处理流程主要包括以下步骤：

步骤S401：在小区建立完成后，NodeB RNLU针对该NodeB对应的各个小区内的RACH信道各设置并启动一个RACH信道传输承载保活定时器Timer2，同时还设置一个计数器counter3，该计数器用于统计RACH信道在Timer2的定时时长内发送上行RACH数据报文(即通过该RACH信道发送的数据帧)的数量；

步骤S403：在Timer2的定时时长内，每次通过该RACH信道发送上行数据帧时，计数器counter3加1；

步骤S405：Timer2超时，NodeB RNLU判断counter3是否为0，如果是，则表示在该段时间该RACH信道上无正常的上行RACH数据报文需要发送，进行步骤S407；否则，表示在该段时间该RACH信道上已有正常的上行RACH数据报文发送，为了减少不必要的带宽占用，此时NodeB RNLU无需构造RACH信道传输承载保活控制帧，进行步骤S409；

步骤S407：NodeB RNLU采用新增加的FP控制帧类型构造RACH信道传输承载保活控制帧并进行发送；

步骤S409：将counter3置0，重新启动定时器Timer2，返回步骤S403。

实施例二

在该实施例中，对于RNC侧，RNC RNLU为每个RACH信道设置有一个定时器和一个计数器，每从一个RACH信道接收一次上行报文数据(包括数据帧和RACH传输承载保活控制帧)，将计数器置0，如果在定时器的定时时长内未接收到有上行数据，则将计数器加1，直至计数器的值超过阈值，确定该RACH信道的传输承载出现异常；对于NodeB侧，NodeB RNLU以预定时间间隔，周期性的向RNC发送RACH传输承载保活控制帧。以下分别从RNC侧和NodeB侧对该方法的实施流程进行描述。

图5为该实施例中RNC侧的处理流程图，如图5所述，该RNCRNLU的处理流程主要包括以下步骤：

步骤S501：在NodeB相应的小区建立完成后，RNC RNLU为NodeB相应的每个RACH信道设置一个定时器Timer3和计数器counter4，并启动定时器Timer3，其中，计数器counter4用于计算在定时器Timer3的定时时长内RNC RNLU通过RACH没有接收到的上行数据帧或RACH传输承载保活控制帧的次数，且计数器counter4的初始值为0；

步骤S503，在定时器Timer3的定时时长内，如果RNC RNLU从某个RACH信道接收到的上行数据帧或RACH传输承载保活控制帧，则该RACH信道对应的计数器counter4置0；

步骤S505，定时器Timer3超时，判断counter4的值是否等于预设阈值，如果是，则确定该RACH的传输承载出现异常，进行步骤S509；否则，counter4加1，进行步骤S507；

步骤S507，重新启动定时器Timer3，返回步骤S503；

步骤S509，重新启动定时器Timer3，并将counter4置0，返回步骤S503。

在上述步骤S505中，RNC RNLU如果确定RACH信道的传输承载已出现异常，则向RNC RNLC发送消息，指示该RACH信道的传输承载出现异常，RNC RNLC发起该RACH信道的删除、重建流程。

对于NodeB侧，NodeB RNLU每隔预定时间间隔通过RACH信道向RNC发送RACH传输承载保活控制帧，其中，预定时间间隔长小于定时器Timer的定时时长。

其中，NodeB RNLU周期性发送的RACH传输承载保活控制帧可以采用如表1所示的格式，控制帧类型可以填成约定的格式。

表1.RACH传输承载保活控制帧格式

实施例三

在该实施例中，通过传输同步帧来判断RACH信道是否出现异常，图6为本实施例中RNC侧的处理流程图，如图6所示，本实施例中RNC侧的处理流程主要包括以下步骤：

步骤S601：RNC针对各个NodeB的RACH信道传输承载保活能力支持情况进行配置；

步骤S602：NodeB的小区建立完成后，RNC RNLU确定小区支持RACH信道传输承载保活功能，则在RACH信道建好后，为每个RACH信道设置定时器Timer4和计数器counter5，并发送下行传输同步控制帧，同时启动定时器Timer4，其中，下行传输同步控制帧格式可以如表2所示，其中，帧类型为1，控制帧类型为0x03，CFN字段填写为当前小区的CFN；

表2.下行传输同步控制帧格式

步骤S603：在Timer4的定时时长内，RNC RNLU在RACH信道上接收到上行传输同步帧或数据帧，则重新启动定时器Timer，并将计数器counter5置0；

步骤S605：Timer4超时，如果counter5的值小于预设阈值，则counter5加1，并重启动定时器Timer4，返回步骤S603；否则，确定该RACH的传输承载出现异常，重新启动定时器Timer4，并将计数器counter5置0，返回步骤S603。

在上述步骤S605中，RNC RNLU如果确定RACH信道的传输承载已出现异常，则向RNC RNLC发送消息，指示该RACH信道的传输承载出现异常，RNC RNLC发起该RACH信道的删除、重建流程。

对于NodeB侧，在该实施例中的处理流程如图7所示，主要包括以下步骤：

步骤S701：在小区建立完成后，NodeB RNLU接收到下行传输同步控制帧；

步骤S703：NodeB RNLU将上述下行传输同步控制帧中的CFN填入上行传输同步控制帧，该上行传输同步控制帧的格式可以如表3所示，其中，帧类型为1，控制帧类型为0x04，同时TOA字段可填写为0或者任意值，然后将该上行传输同步控制帧发往RNC。

表3.上行传输同步控制帧格式

根据本发明实施例，还提供了一种RNC。该RNC可以用于实现上述RACH传输承载异常检测方法。

图8为根据本发明实施例的RNC的结构框图，如图8所示根据本发明实施例的RNC主要包括：接收模块81和检测模块83。其中，接收模块81用于从基站与无线网络控制器之间的多个RACH接收数据帧和控制帧；检测模块83与接收模块81连接，用于根据接收模块81接收到的数据帧或控制帧检测上述多个RACH中是否有RACH传输承载出现异常。

具体地，对应上述三个实施例，检测模块83可以有三种组成形式，以下分别进行描述。

第一种组成形式(与实施例一对应)，检测模块83可以包括：定时器、第一计数器、第二计数器和判断模块，其中，定时器用于计时，第一计数器用于计算在定时器的定时时长内，RNC从RACH信道接收到的上行报文的数量，而第二计数器则用于计算RACH信道传输承载连续异常的次数，判断模块则用于在定时器超时时，根据第一计数器和第二计数器的值，判断RACH信道的传输承载是否发生异常。

第二种组成形式(与实施例二对应)，检测模块83可以包括：定时器、计数器和判断模块，定时器用于计时；计数器用于计算RNCRNLU在定时器的定时时长内通过RACH信道没有接收到数据帧或RACH传输承载保活控制帧的次数，并在接收到数据帧或RACH传输承载保活控制帧时置0；判断模块用于在定时器超时时，根据计数器的值判断RACH信道的传输承载是否发生异常。

第三种组成形式(对应实施例三)，在这种情况下，检测模块83可以包括：定时器、计数器和判断模块，与第二种组成形式不同的是，该计数器计算的是RNC RNLU在定时器的定时时长内通过RACH信道没有接收到数据帧或上行传输同步控制帧的次数，并在接收到数据帧或上行传输同步控制帧时置0。在这种情况下，RNC还包括发送模块，用于发送下行传输同步控制帧。

根据本发明实施例提供的上述RNC，可以检测RACH信道的传输承载是否出现异常。

如上所述，借助本发明实施例提供的技术方案，通过在NodeB侧发送RACH传输承载保活控制帧，或扩展传输同步帧，然后根据RNC侧接收到的数据帧和控制帧的情况，判断RACH信道的传输承载是否发生了异常，从而可以在RACH信道的传输承载出现异常时，及时发现，避免出现小区无法接入的情况，保证上行数据传输的正常，提高了上行数据传输的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种随机接入信道RACH传输承载异常检测方法，用于检测无线网络控制器与基站之间的RACH的传输承载是否发生异常，其特征在于，所述方法包括：

对于所述基站与所述无线网络控制器之间的每个RACH，所述无线网络控制器的用户面根据从该RACH接收到的数据或控制帧，判断所述RACH的传输承载是否出现异常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制帧包括：RACH传输承载保活控制帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线网络控制器侧用户面判断所述RACH的传输承载是否出现异常包括：

在所述RACH建立完成后，所述用户面为所述RACH设置第一定时器、第一计数器和第二计数器，并启动所述第一定时器，其中，

所述第一计数器用于计算所述用户面在所述第一定时器的定时时长内通过所述RACH接收到的数据帧和RACH传输承载保活控制帧的数量，所述第二计数器用于计算所述RACH传输承载连续异常的次数，且所述第一计数器和所述第二计数器的初始值均为0；

步骤A，在所述第一定时器的定时时长内，如果所述用户面从所述RACH接收到的数据帧或RACH传输承载保活控制帧，则所述第一计数器加1；

步骤B，所述第一定时器超时，判断所述第一计数器是否为0，如果为0，则进行步骤C；否则，进行步骤E；

步骤C，将所述第二计数器加1，判断所述第二计数器的值是否大于预设阈值，如果是，则确定所述RACH的传输承载出现异常，进行步骤E；否则，进行步骤D；

步骤D，重新启动所述第一定时器，并将所述第一计数器置0，返回步骤A；

步骤E，重新启动所述第一定时器，并将所述第一计数器和所述第二计数器置0，返回步骤A。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述RACH建立完成后，所述方法还包括：

所述基站的用户面为所述RACH设置第二定时器和第三计数器，并启动所述第二定时器，其中，所述第三计数器用于计算在所述第二定时器的定时时长内通过所述RACH发送的上行数据帧的数量，且所述第三计数器的初始值为0；

步骤1，在所述第二定时器的定时时长内，每次通过所述RACH发送上行数据帧时，所述第三计数器加1；

步骤2，所述第二定时器超时，所述基站的用户面判断所述第三计数器是否为0，如果为0，则进行步骤3，否则，进行步骤4；

步骤3，所述基站的用户面增加一个帧协议控制帧类的RACH传输承载保活控制帧，并通过所述RACH发送所述RACH传输承载保活控制帧；

步骤4，将所述第三计数器置0，并重新启动所述第二定时器，返回步骤1。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户面判断所述RACH的传输承载是否出现异常包括：

在所述RACH建立完成后，所述无线网络控制器侧用户面为所述RACH设置定时器和计数器，并启动所述定时器，其中，

所述计数器用于计算在所述定时器的定时时长内所述无线网络控制器侧用户面通过所述RACH没有接收到上行数据帧或RACH传输承载保活控制帧的次数，且所述计数器的初始值为0；

步骤A，在所述定时器的定时时长内，如果所述无线网络控制器侧用户面从所述RACH接收到的数据帧或RACH传输承载保活控制帧，则所述计数器置0；

步骤B，所述定时器超时，判断所述计数器的值是否等于预设阈值，如果是，则确定所述RACH的传输承载出现异常，进行步骤D；否则，所述计数器加1，进行步骤C；

步骤C，重新启动所述定时器，返回步骤A；

步骤D，重新启动所述定时器，并将所述计数器置0，返回步骤A。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述RACH建立完成后，所述方法还包括：

所述基站的用户面每隔预定时间间隔通过所述RACH向所述无线网络控制器发送RACH传输承载保活控制帧，其中，所述预定时间间隔长小于所述定时器的定时时长。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制帧包括：传输同步帧。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述用户面判断所述RACH的传输承载是否出现异常包括：

在所述RACH建立完成后，为所述RACH设置定时器和计数器，其中，所述计数器的初始值为0；

所述无线网络控制器侧用户面通过所述RACH发送下行传输同步控制帧，并启动所述定时器；

步骤A，在所述定时器的定时时长内，所述用户面在所述RACH接收到上行传输同步帧或数据帧，重新启动所述定时器，并将所述计数器置0；

步骤B，所述定时器超时，如果所述计数器的值小于预设阈值，则所述计数器加1，并重启动所述定时器，返回步骤A；否则，确定所述RACH传输承载出现异常，重新启动所述定时器，并将所述计数器置0，返回步骤A。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述用户面通过所述RACH发送下行传输同步控制帧之后，所述方法还包括：

所述基站的用户面接收到所述下行传输同步控制帧后，向所述无线网络控制器侧用户面发送所述上行传输同步帧。

10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，在所述判断所述RACH的传输承载是否出现异常之后，所述方法还包括：

在确定所述RACH传输承载出现异常时，所述用户面向所述无线网络控制器的控制面发送消息，其中，所述消息用于指示所述RACH的传输承载出现异常；

所述控制面接收所述消息，发起所述RACH删除重建流程。

11.一种无线网络控制器，其特征在于，包括：

接收模块，用于从基站与所述无线网络控制器之间的多个RACH接收数据帧和控制帧；

检测模块，用于根据所述接收模块接收到的数据帧或控制帧检测所述多个RACH中是否有RACH传输承载出现异常。

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