CN1625872A - 用于在网络中分配信息的分配方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在传输网络的网络节点之间分配网络参数信息的方法和网络节点。基于所述传输网络的拓扑信息，确定对应于从所述网络节点到其它节点的最短路径的路由路径的生成树，并将其用于将所述网络参数信息从所述网络节点分配到所述其它网络节点。因此，与常规泛播方案相比，可动态减少更新消息或分组业务。

Description

用于在网络中分配信息的分配方案

技术领域

本发明涉及一种方法和网络节点，所述方法和网络节点用于分配网络参数信息，所述网络参数信息可能包括与传输网络的网络节点中特定网络节点相关的链路使用、节点使用、宏分集组合(MDC)负荷以及其它任何与业务质量(QoS)相关参数，所述传输网络例如是无线接入网，其用于提供到基于互联网协议(IP)的核心网的连接。尤其是，所分配网络参数信息可被一种进程用于选择无线电接入网(RAN)内的MDC点。

背景技术

在基于码分多址(CDMA)的蜂窝网络中，相同小区或不同小区内的所有用户同时共享相同频谱。在扩频传输中，干扰耐受性允许通用频率再用。这使得诸如软切换的新功能得以实现，但也引起了对功率控制的严格要求。因为通用频率再用，诸如移动终端、移动站或用户设备的无线电终端到蜂窝网的连接可以包括若干无线电链路。当所述无线电终端通过多个无线电链路连接时，可以说其处于软切换中。尤其是，如果所述无线电终端具有多个到相同侧的两个小区的无线电链路，则其处于更软的切换中。软切换是一种形式的分集，在传输功率恒定时提高信噪比。

在网络层上，软切换平滑了移动终端从一个小区到另一个的移动。其有助于最小化上行链路和下行链路中需要的传输功率。

因此，网络用户的无线电终端可在多个平行建立的冗余传输部分上将相同信息经由无线电传输接口从所述蜂窝网络传送到所述无线电终端，或从所述无线电终端传送到所述蜂窝网络，以实现最优传输质量。这种传输结构被称为宏分集。所述冗余传输路径可动态建立，且可在所述无线电终端改变其位置时清除。由所述无线电终端以传输帧在各个传输路径上发送出的所述信息在所述传输网中可在组合点处合并，在所述组合点处，对应的两个传输路径组合成一个传输方向(上行链路)的单个传输路径，且所述单个传输路径被分为另一传输方向(下行链路)的两个传输路径。对应网络体系结构例如在US 6,198,737 B1内描述。

为了得到基于使用IP的有利特征的最有效RAN体系结构，一些功能被在网络单元之间重新布置。根据一个最近的新体系结构，不再需要称为基站控制器(BSC)或无线电网络控制器(RNC)的网络单元，尽管所述RAN体系结构内必须保留该功能。因此，诸如MDC点的组合点的位置在所述RAN中不再处于所有基站的中心。所以，一些RNC功能被转移给所述基站，以使软切换和相关信令能够沿着最短路径发生，为所述网络的这些路径生成最小的延迟和信令负荷，在所述路径中不需要所述延迟和信令负荷。所述新RAN体系结构例如在Nokia Network的2000年白皮书“移动的未来——IP-RAN、IP”。

在这种新RAN体系结构中，例如可由服务基站动态选择所述MDC点，而无需使一个预选的点具有所述功能，例如常规RAN体系结构内的RNC或启动所述呼叫的基站。在所述的新RAN体系结构内，基站能够作为RNC点。

但是，为了动态选择所述MDC点，对应网络节点或实体需要RAN网络的最新信息，所述最新信息例如是诸如链路状态、链路使用、节点使用、MDC负荷以及其它任何与QoS相关参数的参数。当参数的任何改变发生时，所述改变参数需要在网络节点或实体之间分配。此外，参数的任何改变将在所述网络内引起消息或分组潮，以保持所有网络节点被更新。如果使用如J.Moy在1994年IETF技术规范RFC1583“OSPF版本2”中描述的已知泛播方案，参数改变在最坏的情况下将调用所述RAN内链路总数量两倍的消息或分组。因此，更新业务将成为其网络拥塞的源头。此外，所述泛播方案并不随着所述RAN大小的增加而升级。假定RAN具有随时改变性质，因此需要一种可伸缩的有效分配方案。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法和网络节点来分配网络参数信息，借助所述方法和网络节点可提供更有效的可伸缩分配。

所述目的是借助一种方法来实现的，所述方法在传输网的网络节点之间分配网络参数信息，所述方法包括步骤：

基于所述传输网络的拓扑信息，确定对应于从所述网络节点到其它节点的最短路径的路由路径的生成树；

检测所述传输网络的网络节点内的网络参数改变；以及

根据所述生成树，将指示所述网络参数改变的所述网络参数信息从所述网络节点分配给所述其它节点。

此外，所述目的是借助一种网络节点来实现的，所述网络节点将网络参数信息分配给传输网络的其它网络节点，所述网络节点被设置成检测与所述网络节点相关的网络参数内的改变，并响应于所述检测，根据对应于从所述网络节点到所述其它网络节点的最短路径的路由路径的生成树，将指示所述网络参数改变的所述网络参数信息分配给所述其它网络节点。

此外，上述目的是借助一种网络节点来实现的，所述网络节点将网络参数信息分配给传输网络的其它网络节点，所述网络节点被设置成从上级节点接收网络参数信息，以根据所述的所接收网络参数信息更新所存储的参数信息，并基于所述网络参数信息内所包括的分支信息，将所述网络参数信息分配给其下级网络节点，所述分支信息是从生成树路由拓扑得到的。

因此，提供了一种与所述泛播方法相比，以更有效的、可伸缩的方式在网络节点之间分配网络参数的分配方案。所分配网络参数可能由一种进程用于在RAN内动态选择MDC点。由于所述其它节点得到了关于所改变参数的通知，它们可以具有对网络的最新估计，以为特定呼叫选择MDC点。

因为所述根据生成树的分配，一个参数改变仅仅引起一小部分所述传输网内所有链路的数量的更新消息或分组。因此，由特定节点启动的更新消息或分组仅通过所述传输网络的特定生成树。利用所述网络的拓扑信息，可优化和改善所述参数信息的传送，以避免常规泛播方案。因此，与相同条件下的泛播方案的业务相比，可显著减少所述更新消息或分组业务。

所述网络参数信息可能涉及与QoS相关的参数。尤其是，所述网络参数信息可能包括链路状态、链路利用、节点利用与宏分集组合负荷中的至少一个。

所述拓扑信息可从至少一个路由表中得到，可为每个网络节点提供所述路由表。所述路由表提供了所述网络节点的每个下级节点(offspring node)的分支信息。所述分支信息可能指示相关下级节点的分支。

此外，可从所述传输网的路由协议的链路状态数据库得到所述拓扑信息。作为选择，可通过运行泛播方案和最短路径优先算法来得到所述拓扑信息。如果所述网络拓扑相对稳定，则由运行这种泛播方案引起的开销可视为较小。

基于所述拓扑信息，可判定将所述参数包括在所述网络参数信息内。

优选的是，所述网络参数信息可能包括发送给每个下级节点的更新信息。每个更新信息可能包括分支信息、参数更新信息以及所述网络参数改变发生处的所述网络节点的节点识别。所接收的更新信息然后被基于所述分支信息，从下级节点分配给所述下级节点的下级节点。可使用所述更新信息来更新存储在所述下级节点处的参数信息。

所述网络参数信息可被用于MDC点选择进程。

附图说明

以下将基于优选实施例，并参照附图详细描述本发明，在所述附图中：

图1示出了其中可实施本发明的无线电接入网拓扑的示意图；

图2示出了根据图1的所述无线电接入网的结构拓扑；

图3是指示根据本发明优选实施例的分配进程的基本步骤的流程图；

图4示出了指示根据图1和2的所述网络拓扑的链路状态数据库的表格；

图5示出了根据本发明优选实施例的分配方案的路由表；以及

图6示出了根据本发明优选实施例的用于转发参数信息的生成树。

具体实施方式

以下将基于用于提供接入到IP网络的新RAN网络体系结构描述优选实施例。

根据图1，移动终端M经由对应点划线所指示的两个冗余传输路径连接到RAN。所述RAN体系结构包括多个网络节点A到E，例如基于IP的基站，其中阴影节点D和E当前经由所述冗余传输路径连接到移动终端M。尤其是，以黑体圆圈指示的网络节点E被用作服务基站，即终止核心网接口数据流，并执行诸如调度、功率控制等的无线电资源管理(RRM)功能的基站。与此相反，另一阴影基站D被用作漂移基站，所述漂移基站为到所述移动终端M的对应连接仅提供资源和无线电L1层功能。

在图1所示的RAN拓扑中，与常规RAN相反，先前中心控制器(RNC或BSC)的多数功能被移到基站。尤其是，在所述基站内终止所有无线电接口协议。在所述基站之外的实体必需执行公共配置和一些无线电资源功能，或与到核心网等的遗留网关相互作用。在所述基站之间需要接口，以支持控制平面信令和用户平面业务。可能经由IPv6(互联网协议版本6)传送网络支持实体之间的全连接。此外，可能提供了RAN网关(RNGW，未显示)，其是从基于IP的核心网或其它RAN到当前RAN的IP用户平面接入点。在无线电接入承载指配进程期间内，所述RAN返回到所述RNGW所拥有的核心网传送地址，在所述地址中将会终止所述用户平面。此外，分组交换和电路交换接口通过RNGW A连接在一起。

在图1所示的情况内，一个网络节点必须被选为到所述移动终端M的连接的MDC点，例如所述服务节点E。如果基于分配方案连续更新所需网络参数信息，则可最优化所述选择。

根据优选实施例，提供了一种用于在网络节点或实体A到E之中分配整个RAN的最新信息的方法，所述信息例如是RAN的参数，例如链路状态、链路使用、节点使用、MDC负载和其它任何与QoS相关的参数，所述网络节点或实体A到E例如可用于动态选择MDC点。例如，当在节点A内发生任何参数改变时，对应的参数改变信息由节点A启动，并被在网络节点B到E之中分配。这是通过使用网络的拓扑信息来最优化或改善参数的递送，并避免使用泛播方案来实现的。

根据本分配方案，所述网络被指示为不定向路径G(N，L)，其中N指示所述网络内的所有节点的集，例如图1内的IP路由器或IP基站A到E，且N＝{N1，N2，...，Nk}，其中L指示图表内所有链路的集。特定节点Ni的参数集由Pi指示，其中Pi＝{Pi1，Pi2，Pi3，...，Pim}。此外，分配给特定节点Ni的路由表由Ri表示，其中Ri＝{Ri1，Ri2，Ri3，...，Ril}，其中Rin指示特定节点Ni的第n个直接下级节点的分支信息。应当注意的是，可从基于IP网络内的路由协议的路由表(或链路状态数据库)输入特定节点i(i＝1到k)的路由表Ri和RAN的网络拓扑，所述路由协议例如是最短开放路径优先(OSPF)路由协议，其是使用链路状态信息的泛播和最小成本路径算法的链路状态协议。借助OSPF，路由器构建整个系统的完整拓扑图。所述路由器然后本地运行最短路径算法，以在将其自身作为路由节点的情况下确定到所有网络的最短路径树。然后从所述最短路径树得到所述路由器的路由表。单个链路成本可由网络管理员配置。类似地，可从ISIS路由协议得到网络拓扑信息。

作为选择，当诸如路由信息协议(RIP)的所使用路由协议并不提供所述信息时，通过分别运行泛播方案和最短路径优先算法了解特定节点的路由表和RAN的网络拓扑。由于所述网络拓扑相对稳定，因此在这种情况下，运行所述泛播方案和最短路径优先算法的开销相当小。然后可从所了解或输入网络拓扑信息中得到图G(N，L)。

然后，基于所述网络拓扑，判定可经由根据特定要求的配置定义包括在所述参数集Pi(i＝1到k)内的参数及其数据类型。无论何时需要都可依据需要测量所述参数集Pi的所需参数，或可每隔预定间隔提供或测量所述参数集Pi的所需参数。

当在特定网络节点处检测参数改变时，所述网络节点成为以下更新进程的启动节点：

If a parameter Pis changes at Node Ni，

    Update Pis in Pi with the new Pis

    For n＝1 to l，

    Node Ni sends the updating tuple(Rin Pis Ni-ID)to its nthimmediate offspring node

    end

end

因此，如果在所述启动节点处检测到所述参数Pis已在节点Ni处改变，则根据参数Pis的新值更新参数集Pi。然后，所述启动节点为其每个直接下级节点生成对应的更新信息，并将对应的更新信息发送到所有直接的下级节点，所述更新信息例如是更新元组，包括分支信息Rin、更新后参数值Pis以及相关网络节点Ni的节点识别Ni-ID。

接收所述更新信息的下级节点执行以下进程：

　　If a node receives a tuple(Rin Pis Ni-ID)for updating，

　　 Update the Pis recorded in this node，with the Pis in the coming
tuple

　　 If Rin is not empty，

　　 patition Rin into the branches of immediate offspring，i.e，.
        <!-- SIPO <DP n="7"> -->
        <dp n="d7"/>
Rin＝{Ri1，...Rinh}

　　For g＝1 to h，；′h′is the total number of the immediate offspring
nodes of this node

　　Rin＝Ring；

　　  Send the updating tuple(Rin Pis Ni-ID)to the gth immediate
offspring node(shown in Rin)of this node

　　end

　　end

　　end

根据所述算法，所述下级节点更新记录在其内的参数集Pi内的所改变参数Pis。如果所述分支信息Rin为空，即所述分支并不包括其它任何节点，则所述下级节点仅更新其参数集Pi。另一方面，如果所述分支信息Rin非空，则所述下级节点将所述分支信息分割或分开为其直接下级的分支，并以新的(分割后)分支信息将对应的更新信息发送到其所有直接下级节点。

因此，基于所述启动节点所定义的初始分支信息，通过所述网络传送所述更新信息。

图3示出了根据优选实施例的指示分配或更新进程的基本流程图。在步骤S101中，在特定网络节点处检测参数改变。响应于此，所述网络节点基于对应于所述网络节点的网络位置的路由表，生成参数信息。所述参数信息包括从所述路由表得到的分支信息、更新后参数、其中已改变所述参数的网络节点的识别(步骤S102)。然后，在步骤S103中，所述网络节点将所生成的参数信息分配给其下级节点，从而使得所述下级节点基于所接收分支信息转发所述参数信息。

图4示出了指示图1和2所示无线电接入网络的网络拓扑的链路状态数据库的表。在当前实例中，假定所述网络节点之间的所有链路具有相同带宽“1”，其中成本参数由成本＝1/带宽定义。

然后，基于所述网络节点依据已知网络拓扑计算的生成树，得到特定网络节点的路由表。所述生成树此处可理解为无环图。因此，所述生成树由发送或启动节点或实体定义，而非诸如RNC或BSC的一些中心控制器节点。通过使用所述生成树算法，可阻止在环路内路由数据。由于网络节点已知所述网络拓扑，因此所述网络节点可基于所述生成树算法来计算所述网络参数信息的最优分配路径。一般而言，生成树是并不具有环路的原始网络拓扑的子集。

图5示出了已根据生成树算法得到的图1和2网络节点A的路由表。最后一栏中的术语“按照顺序”表示，当沿着在第二栏内指示的路由路径，将分组从源节点发送到目的地节点时受访节点的路由顺序，所述源节点即网络节点A，所述目的地节点即在第一栏内指示的节点。例如，如果将包括更新后参数信息的分组从所述网络节点A传送到网络节点C，则通过链路L1并经由网络节点B路由所述分组，同时如第三栏内的成本参数所指示地使用两个链路。假定另一网络节点F连接到网络节点C，用于将分组从网络节点A路由到网络节点F的最后一栏的值可能是“BC”，因为更新后参数可能被经由网络节点B和C路由。

图6示出了为网络节点A得到的生成树。所述生成树用于将分组分配给所述网络内的另一节点，其中所述生成树示出了从网络节点A到其它所有节点的最短路由路径。所述最短路径在图6内由虚线箭头指示。在图6所示的拓扑中，上级网络节点A连接至两个直接下级节点，即网络节点D和B，其中网络节点D的分支L3仅包括网络节点D自身，而到所述网络节点B的分支L1包括另两个分支L4(BE)和L2(BC)。

例如，假定网络节点A的参数Pa已改变。然后，所述网络节点A将发送以下元组给其直接下级节点D和B：

1)至节点D：(NULL，Pa，A)，

其指示所述分支在节点D处结束(“NULL”)，而参数“Pa”已在网络节点“A”处改变；

2)至节点B：((BC，BE)，Pa，A)，

其指示更新元组将被从网络节点B转发到下级节点C和E(“(BC，BE)”)，且参数“Pa”已在网络节点“A”处改变。

因此，当接收更新元组(NULL，Pa，A)时，所述网络节点D将仅更新其参数集内的其自己的Pa，并且将不会路由所述更新元组到其它任何网络节点。因此，在所述分配方案内不会使用图2的链路L6。

此外，当接收所述更新元组((BC，BE)，Pa，A)时，所述网络节点B将首先更新其自己的Pa，然后将指示所述分支在所述网络节点E处结束的修订元组(NULL，Pa，A)发送到网络节点E，将指示所述分支在所述网络节点C处结束的修订元组(NULL，Pa，A)发送到网络节点C。因此，可阻止通过图2内的链路L5的多个传输。

在以上实例中，并使用根据本发明优选实施例的分配方案，在最差的情况下，一个参数改变仅调用四个更新消息，同时泛播算法可调用十二个消息。

应当注意的是，本发明并不仅限于以上优选实施例，而是可在任何其中必须将网络参数信息从特定网络节点分配到其它多个网络节点的网络环境内使用本发明。因此，优选实施例可在所附权利要求书的范围内改变。

Claims (26)

1、一种在传输网的网络节点(A-E)之间分配网络参数信息的方法，所述方法包括步骤：

a)基于所述传输网的拓扑信息，确定对应于从所述网络节点到其它节点的最短路径的路由路径的生成树；

b)检测所述传输网的网络节点中的网络参数改变；以及

c)根据所述生成树，将指示所述网络参数改变的所述网络参数信息从所述网络节点分配给所述其它节点。

2、根据权利要求1的方法，其中所述网络参数信息被用于无线电接入网中的网络操作和管理进程。

3、根据权利要求2的方法，其中所述网络操作和管理进程是MDC点选择进程。

4、根据上述权利要求中任何一个的方法，其中所述网络参数信息涉及与QoS相关的参数。

5、根据权利要求4的方法，其中所述网络参数信息包括链路状态、链路利用、节点利用与宏分集组合负荷中的至少一个。

6、根据上述权利要求中任何一个的方法，还包括从至少一个路由表中得到所述拓扑信息的步骤。

7、根据权利要求6的方法，其中为每个网络节点提供一个路由表。

8、根据权利要求7的方法，其中所述一个路由表提供所述网络节点的每个下级节点的分支信息。

9、根据权利要求8的方法，其中所述分支信息指示所述相关下级节点的分支。

10、根据上述权利要求中任何一个的方法，还包括从所述传输网的路由协议的链路状态数据库得到所述拓扑信息的步骤。

11、根据权利要求1至9中任何一个的方法，还包括通过运行泛播方案和最短路径优先算法来得到所述拓扑信息的步骤。

12、根据上述权利要求中任何一个的方法，还包括基于所述拓扑信息，判定将被包括在所述网络参数信息中的参数的步骤。

13、根据上述权利要求中任何一个的方法，其中所述网络参数信息包括发送给每个下级节点的更新信息。

14、根据权利要求13的方法，其中所述更新信息包括分支信息、参数更新信息，以及发生所述网络参数改变处的所述网络节点的节点识别。

15、根据权利要求13或14的方法，还包括基于所述分支信息，将所接收更新信息从所述网络节点的下级节点分配给所述下级节点的下级节点的步骤。

16、根据权利要求13至15中任何一个的方法，还包括使用所述更新信息来更新存储在所述下级节点处的参数信息的步骤。

17、根据权利要求1的方法，其中所述传输网是基于互联网协议技术的无线电接入网。

18、一种网络节点，所述网络节点将网络参数信息分配给传输网的其它网络节点，所述网络节点被设置成检测与所述网络节点相关的网络参数中的改变，并响应于所述检测，根据对应于从所述网络节点到所述其它节点的最短路径的路由路径的生成树，将指示所述网络参数改变的所述网络参数信息分配给所述其它网络节点。

19、根据权利要求18的网络节点，其中从所述传输网的拓扑信息得到所述生成树。

20、根据权利要求19的网络节点，其中所述网络被设置成基于所述拓扑信息，判定将被包括在所述网络参数信息中的参数。

21、根据权利要求18至20中任何一个的网络节点，其中所述网络节点被设置成将所述网络参数信息分配给其下级节点。

22、根据权利要求18至21中任何一个的网络节点，其中所述网络节点是无线电接入网的基站设备。

23、一种网络节点，所述网络节点将网络参数信息分配给传输网的其它网络节点，所述网络节点被设置成从上级节点接收网络参数信息，以根据所述所接收网络参数信息更新所存储的参数信息，并基于所述网络参数信息中所包括的分支信息，将所述网络参数信息分配给其下级网络节点，所述分支信息是从生成树路由拓扑得到的。

24、根据权利要求23的网络节点，其中所述网络节点被设置成在将所述网络参数信息分配给所述其它节点之前，更新所述网络参数信息中的所述分支信息。

25、根据权利要求24的网络节点，其中所述其它节点是所述网络节点的下级节点。

26、根据权利要求23至25中任何一个的网络节点，其中所述网络节点是无线电接入网的基站设备。

Images