CN101426245A - 选择核心网节点的方法、系统和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种选择核心网节点的方法，包括：接收移动终端接入核心网节点的请求；节点选择装置根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。本发明还公开了选择核心网节点的系统和装置。利用本发明，可以均衡核心网节点的负载。

Description

选择核心网节点的方法、系统和装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种选择核心网节点的方法、系统和装置。
背景技术
核心网(Core Network，CN)是提供核心交换和呼叫路由功能的网元，其包括若干实现不同功能的节点，例如移动交换中心(Mobile Switch Center，MSC)、网关(Media Gateway，MGW)、归属位置寄存器(Home LocationRegister，HLR)等。
在第三代合作伙伴计划(The 3rd Partnership Project，3GPP)的相关协议(TS23.326)中，提出了MSC池(Pool)的概念。具体的，一个MSC Pool中，多个MSC并行地运行，共同分担MSC Pool内的业务。这个MSC Pool可以称为CN节点组。
图1示出了现有技术中一种包含MSC Pool的网络结构图，为了说明方便，图中省略了一些诸如基站、HLR等的节点。图1以网络中包括3个MGW，3个无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)/基站控制器(Base StationController，BSC)和MSC Pool中包括3个MSC为例进行说明。任一MGW都可以与MSC Pool中的每个MSC相连，任一RNC/BSC都可以与每一MGW相连。核心网一侧包括MSC和MGW，无线接入网络(Radio Access Network，RAN)一侧包括无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)或基站控制器(Base Station Controller，BSC)。一般每个CN节点上都配置有该CN节点容量。如图中MSC1，MSC2，MSC3分别配置的容量，即可承载用户数为2k，3k和5k。
现有技术中，移动终端(User Equipment，UE)发起接入请求消息到RAN，该消息中包括CN节点地址的网络资源标识符(Network Resource Identifier，NRI)，RAN通过解析所述接入请求消息，找到MSC Pool中对应的MSC，并将接入请求路由到所述对应的MSC。如果接入请求消息中CN节点地址没有被配置成可推导出的NRI，或是没有NRI被成功从接入请求消息中推导出，则将通过节点选择功能(Node Selection Function，NAS)为UE选择一个CN节点。如选择MSC Pool中的MSC，将根据各MSC配置的可承载用户数比例为UE选择接入的MSC。具体的，根据前面所述的配置，如果接入10个用户，则这10个用户中，2个被分配到MSC1，3个被分配到MSC2，5个被分配到MSC3，即是按照各MSC配置的可承载用户数的比例分配。上述MSC的分配，可以由MGW实现，也可以由RNC/BSC实现。
在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现现有技术中存在以下问题：
现有技术中只可以根据配置的CN节点容量提供节点选择功能，但是各CN节点的当前用户数是不断变化的，当实际的剩余可用容量比例与配置的比例已经相差很大时，导致各CN节点负荷不均衡，甚至可能导致部分CN节点过载。如上面例子中，当MSC3的实际用户数已接近其总容量的95％，而MSC1和MSC2的实际用户数分别为各自总容量的30％，如果此时节点选择功能还是根据各MSC配置的比例分发用户，即按照2：3：5的比例分发给MSC1，MSC2和MSC3，这样，会导致各MSC负荷不均衡，即MSC3可能负荷很高而MSC1和MSC2负荷较低，严重时导致MSC3过载。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种选择核心网节点的方法、系统和装置，以克服现有技术中CN节点实际的剩余可用容量比例与配置的比例已经相差很大时，根据配置的CN节点容量提供节点选择功能导致部分CN节点负荷不均衡的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种选择核心网节点的方法、系统和装置是这样实现的：
一种选择核心网节点的方法，包括：
接收移动终端接入核心网节点的请求；
节点选择装置根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
一种选择核心网节点的系统，包括至少一个核心网节点，节点选择装置，其中，
核心网节点，用于下发当前资源信息；
节点选择装置，用于接收核心网节点的当前资源信息，所述当前资源信息包括当前可用容量或当前负荷，当所述资源信息为当前负荷时，还将负荷转换为当前可用容量；并用于接收移动终端接入核心网节点的请求，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点。
一种选择核心网节点的节点选择装置，包括接入请求接收单元，接入分配单元，其中，
接入请求接收单元，用于接收移动终端接入核心网节点的请求；
接入分配单元，用于根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
一种核心网节点，包括下发单元，接入单元，其中，
下发单元，用于下发当前资源信息；
接入单元，用于提供移动终端接入。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，根据CN节点的当前可用容量，为请求接入CN节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的CN节点，这样，可以均衡CN节点的负载。
附图说明
图1为现有技术中一种包含移动交换中心池的网络结构图；
图2为本发明方法实施例的流程图；
图3为本发明方法一个完整实施例的流程图；
图4为本发明系统实施例的框图；
图5为本发明装置实施例的框图；
图6为本发明装置实施例的另一框图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种选择核心网节点的方法，接收移动终端接入核心网节点的请求；根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
步骤201：接收移动终端接入核心网节点的请求。
步骤202：根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
所述接收移动终端接入核心网节点的请求步骤之前还可以包括步骤：接收核心网节点下发的当前资源信息。
例如这里的核心网节点为MSC Pool中的MSC。前面提到，为移动终端选择接入的核心网节点，可以由MGW实现，也可以由RNC/BSC实现。因此，该步骤中，为移动终端选择接入的MSC，可以由MGW或RNC/BSC实现。则接收核心网节点下发的当前资源信息的步骤具体包括：
MSC Pool中各MSC下发包含各自当前资源信息的消息到MGW或RNC/BSC。
为了保证MSC Pool中各MSC下发的是相近时刻的当前资源信息，优选地，可以要求各MSC在同一时刻下发各自的当前资源信息。当然，也可以要求各MSC尽量在同一时刻下发各自的当前资源信息。具体的，可以要求各MSC在预定时间段内发送各自的当前资源信息，这个预定时间段可以是以一绝对时间为起点的时间段，称为第一时间段，例如各MSC都在10:00起开始的5分钟之内发送各自的当前资源信息。这样，可以保证各MSC下发的尽量是同一时刻的资源信息，以为后续MSC的选择提供可靠的依据。
进一步地，MSC Pool中各MSC还可以按照预定的周期下发包含各自当前资源信息的消息到MGW或RNC/BSC。这样，周期性的更新MSC Pool中各MSC的当前资源信息，进一步保证了MSC Pool中各MSC资源的均衡。
所述下发包含各自当前资源信息的消息，可以通过MSC与MGW之间的M3UA链路发送。M3UA是七号信令(Signaling System 7，SS7)消息传递部分(Message Transfer Part 3，MTP3)用户适配层协议，用于实现SS7和网际协议(Internet Protocol，IP)互通以及在IP网上承载MTP3用户消息。
所述下发包含各自当前资源信息的消息，还可以通过M2UA链路发送。M2UA是SS7消息传递部分MTP2适配层协议，用于实现SS7和IP互通以及在IP网上承载SS7消息。
当通过M3UA或M2UA链路发送时，所述资源信息消息可以通过扩展业务指示语(Service Indicator，SI)实现。例如，可以为扩展数据(data)消息中SI为7表示资源信息。消息内容中包含CN节点的标识、当前资源信息。扩展SI为7表示资源消息主要是因为目前MSC与MGW之间SI为7的消息没有被应用，不会造成冲突。也可以扩展信令连接控制部分(SignalingConnection Control Part，SCCP)或基站子系统应用部分(Base Station SystemApplication Part，BSSAP)表示资源信息。理由与前面类似。
所述下发包含各自当前资源信息的消息，还可以通过H.248链路发送。H.248协议为媒体网关控制协议。例如，H.248的ServiceChange消息里，扩展ServiceChangeDescriptor内的ServiceChangeInfo的包，用来承载当前可用容量消息。
如果所述当前资源信息是当前可用容量，则可以由总容量和MSC的CPU当前占用率计算得到。具体的，可以按照下式计算得到：
当前可用容量＝总容量×折算因子
下表列出一种CPU当前占用率与折算因子的对应关系：
 
CPU占用率 折算因子
>＝75％ 0
70％～75％ 0.2
65％～70％ 0.4
60％～65％ 0.6
 
<＝60％ 1
表1.折算因子与CPU当前占用率的关系表
当所述资源信息为当前可用容量时，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点；当所述资源信息为当前负荷时，将负荷转换为当前可用容量，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点。
具体的，当MGW或RNC/BSC接收的所述资源信息为当前可用容量时，根据MSC的当前可用容量，为请求接入MSC的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的MSC；当MGW或RNC/BSC接收的所述资源信息为当前负荷时，将负荷转换为当前可用容量，根据MSC的当前可用容量，为请求接入MSC的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的MSC。
这里，所述当前负荷可以为前面提到的CPU占用率。
考虑到各MSC的时间误差，或各MSC下发当前资源信息的所需的时延不同，可以在MGW或RNC/BSC中设置第二时间段，当在所述第二时间段内收到各MSC下发的资源信息，认为各MSC是在同一时刻发送当前资源信息，因此可以按照当前可用容量比例分配接入的MSC。
第一时间段和第二时间段可以组合使用。例如，第一时间段设为5分钟，则各MSC都在10:00起开始的5分钟之内发送各自的当前资源信息；第二时间段设为3分钟，当MGW接收到第一次发来的某一MSC的当前资源信息时开始计时，在所述计时开始的3分钟内接收到各MSC下发的资源信息，则认为各MSC是在同一时刻发送当前资源信息，因此可以按照当前可用容量比例分配接入的MSC。这样，可以保证各MSC下发的尽量是同一时刻的资源信息，以为后续MSC的选择提供可靠的依据。
如前面所述，当前资源信息为MSC的当前负荷的情况，即当前资源信息为MSC的CPU当前占用率的情况，则该步骤可以是MGW收到CPU当前占用率后，将收到CPU当前占用率后换算为MSC的当前可用容量，从而为UE按照当前可用容量比例分配接入的MSC。可以利用前面表1中的折算因子乘以MSC的总容量得到当前可用容量。
需要指出的是，本实施例不局限于对MSC的选择，只要是同一类CN节点并行地运行，并共同分担同类业务，都可以利用该实施例的方法实现。
以下例举一个本发明方法的完整实施例加以说明，该例子中假设MSCPool存在两个MSC。图3示出了该完整实施例的流程图，包括以下步骤：
步骤301：MSC Pool中MSC1将自身的第一CPU占用率换算为第一当前可用容量，设MSC1的总容量为10k，第一CPU占用率为74％(对应折算因子为0.2)，则第一当前可用容量为10k*0.2＝2k。
步骤302：MSC Pool中MSC2将自身的第二CPU占用率换算为第二当前可用容量，设MSC1的总容量为5k，第二CPU占用率为61％(对应折算因子为0.6)，则第二当前可用容量为5k*0.6＝3k。
上面步骤301和302没有先后顺序。
步骤303：MSC Pool中MSC1和MSC2从相同的预定时刻开始，按照相同的预定周期，下发包含各自当前可用容量的消息到MGW。
该消息通过M3UA链路上的扩展data消息发送，具体的，data消息中SI为7表示可用容量消息，消息内容包含MSC的当前可用容量。
步骤304：MGW接收到MSC1和MSC2的当前可用容量，为移动终端按照2：3(即2k：3k)的比例分配移动终端接入到MSC1和MSC2上。
由以上实施例可见，接收CN节点下发的当前可用容量，根据接收的CN节点的当前可用容量，为请求接入CN节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的CN节点，这样，可以均衡CN节点的负载。
以下例举本发明方法的另一完整实施例加以说明，该例子中仍假设MSCPool存在两个MSC，则包括：
步骤A：MSC Pool中MSC1和MSC2从相同的预定时刻开始，按照相同的预定周期，分别将包含各自的CPU占用率的消息发送到RNC/BSC。
设MSC1对应第一CPU占用率，MSC2对应第二CPU占用率。
例如此处MSC和网关之间采用M2UA链路连接，则所述消息可以通过M2UA链路上的扩展data消息发送。
步骤B：RNC/BSC利用接收到的MSC1第一CPU占用率得到MSC1的第一当前可用容量，利用接收到的MSC2的第二CPU占用率得到MSC2的第二当前可用容量。
设MSC1的总容量为10k，第一CPU占用率为74％(对应折算因子为0.2)，则第一当前可用容量为10k*0.2＝2k。
设MSC1的总容量为5k，第二CPU占用率为61％(对应折算因子为0.6)，则第二当前可用容量为5k*0.6＝3k。
步骤C：RNC/BSC为移动终端按照2：3(即2k：3k)的比例分配移动终端接入到MSC1和MSC2上。
以下介绍本发明的系统实施例。图4示出了该系统实施例的框图，如图，包括至少一个核心网节点401，节点选择装置402，其中，
核心网节点401，用于下发当前资源信息；
节点选择装置402，用于接收核心网节点401下发的当前资源信息，所述当前资源信息包括当前可用容量或当前负荷，当所述资源信息为当前负荷时，还将负荷转换为当前可用容量；并用于接收移动终端接入核心网节点的请求，根据核心网节点401的当前可用容量，为请求接入核心网节点401的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点401。
所述节点选择装置402可以为网关或无线网络控制器/基站控制器。
所述核心网节点401可以为移动交换中心池中的移动交换中心。
利用该系统实施例实现选择接入网节点的方法与前面方法类似，在此不再赘述。
以下介绍本发明选择核心网节点的节点选择装置实施例。图5示出了该装置实施例的框图，如图，一种选择核心网节点的节点选择装置，包括接入请求接收单元501，接入分配单元502，其中，
接入请求接收单元501，用于接收移动终端接入核心网节点的请求；
接入分配单元502，用于根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
还包括资源信息接收单元503，用于接收核心网节点下发的当前资源信息。
所述当前资源信息包括当前可用容量或当前负荷。
当所述资源信息接收单元接收的资源信息为当前可用容量时，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点。
当所述资源信息为当前负荷时，所述装置还包括转换单元(图未示)，用于将负荷转换为当前可用容量。从而，接入分配单元502可以根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点。
所述资源信息接收单元503可以接收核心网节点通过M3UA链路，或M2UA链路，或H248链路下发的当前资源信息。
所述资源信息接收单元503接收核心网节点通过扩展的data消息中的SI发送，或通过扩展SCCP发送，或通过扩展BSSAP发送的当前资源信息。
该装置还可以包括第二时间段定时单元601，如图6中所示，用于控制资源信息接收单元503在预定的第二时间段内接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前资源信息。
该装置可以位于MGW或RNC/BSC中。
利用该装置实施例实现选择接入网节点的方法与前面方法类似，在此不再赘述。
以下介绍本发明的核心网节点实施例，包括下发单元，接入单元，其中，
下发单元，用于下发当前资源信息；
接入单元，用于提供移动终端接入。
所述下发单元下发的当前资源信息包括核心网节点的当前可用容量或当前负荷。
所述核心网节点为移动交换中心池中的移动交换中心。
由以上实施例可见，接收CN节点下发的当前资源信息，当所述资源信息接收单元接收的资源信息为当前可用容量时，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点；当所述资源信息为当前负荷时，将负荷转换为当前可用容量，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点，这样，可以均衡CN节点的负载。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (22)

1、一种选择核心网节点的方法，其特征在于，包括：
接收移动终端接入核心网节点的请求；
节点选择装置根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收移动终端接入核心网节点的请求步骤之前还包括：
接收核心网节点下发的当前资源信息。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当前资源信息包括当前可用容量或当前负荷。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述资源信息为当前负荷时，所述方法还包括：
将负荷转换为当前可用容量。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述核心网节点为移动交换中心池中的移动交换中心相应地，所述节点选择装置为网关或无线网络控制器/基站控制器。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网关或无线网络控制器/基站控制器接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前资源信息包括：
移动交换中心池中的各移动交换中心在同一时刻下发当前资源信息；
网关或无线网络控制器/基站控制器接收所述下发的当前资源信息；
或，
移动交换中心池中的各移动交换中心在预定的第一时间段内下发当前资源信息；
网关或无线网络控制器/基站控制器接收所述下发的当前资源信息。
7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网关或无线网络控制器/基站控制器接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前资源信息具体包括：
移动交换中心池中的各移动交换中心按照预定的周期下发当前资源信息；
网关或无线网络控制器/基站控制器接收所述下发的当前资源信息。
8、如权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述网关或无线网络控制器/基站控制器接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前资源信息具体包括：
移动交换中心池中的各移动交换中心通过M3UA链路，或M2UA链路，或H.248链路下发当前资源信息；
网关或无线网络控制器/基站控制器接收所述下发的当前资源信息。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，当通过M3UA链路或M2UA链路下发当前资源信息时，所述移动交换中心池中的各移动交换中心下发的资源信息通过扩展的数据消息中的业务指示语发送，或通过扩展信令连接控制部分发送，或通过扩展基站子系统应用部分发送。
10、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述网关或无线网络控制器/基站控制器接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前资源信息具体包括：
所述网关或无线网络控制器/基站控制器在预定的第二时间段内接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前资源信息。
11、一种选择核心网节点的系统，其特征在于，包括至少一个核心网节点，节点选择装置，其中，
核心网节点，用于下发当前资源信息；
节点选择装置，用于接收核心网节点的当前资源信息，所述当前资源信息包括当前可用容量或当前负荷，当所述资源信息为当前负荷时，还将负荷转换为当前可用容量；并用于接收移动终端接入核心网节点的请求，根据核心网节点的当前可用容量，为请求接入核心网节点的移动终端按照当前可用容量比例分配接入的核心网节点。
12、如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述节点选择装置为网关或无线网络控制器/基站控制器。
13、如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述核心网节点为移动交换中心池中的移动交换中心。
14、一种选择核心网节点的节点选择装置，其特征在于，包括接入请求接收单元，接入分配单元，其中，
接入请求接收单元，用于接收移动终端接入核心网节点的请求；
接入分配单元，用于根据核心网节点的当前可用容量比例为移动终端分配接入的核心网节点。
15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括资源信息接收单元，用于接收核心网节点下发的当前资源信息。
16、如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述当前资源信息包括当前可用容量或当前负荷，当所述资源信息为当前负荷时，所述装置还包括转换单元，用于将所述当前负荷转换为当前可用容量。
17、如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述资源信息接收单元接收核心网节点通过M3UA链路，或M2UA链路，或H248链路下发的当前资源信息。
18、如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述资源信息接收单元接收核心网节点通过扩展的数据消息中的业务指示语发送的当前资源信息，或通过扩展信令连接控制部分发送的当前资源信息，或通过扩展基站子系统应用部分发送的当前资源信息。
19、如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括第二时间段定时单元，用于控制资源信息接收单元在预定的第二时间段内接收移动交换中心池中的各移动交换中心下发的当前可用资源信息。
20、一种核心网节点，其特征在于，包括下发单元，接入单元，其中，
下发单元，用于下发当前资源信息；接入单元，用于提供移动终端接入。
21、如权利要求20所述的核心网节点，其特征在于，所述下发单元下发的当前资源信息包括核心网节点的当前可用容量或当前负荷。
22、如权利要求20所述的核心网节点，其特征在于，所述核心网节点为移动交换中心池中的移动交换中心。
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