CN102065476A - 一种实现快速负荷重分配的方法及移动交换中心 - Google Patents

一种实现快速负荷重分配的方法及移动交换中心 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现快速负荷重分配的方法及移动交换中心，涉及通讯领域中MSC POOL技术。本发明方法包括：当某个移动交换中心(MSC)节点需要负荷重分配时，移动交换中心(MSC)根据设定的寻呼速率，对该MSC节点的访问用户位置寄存器中的用户设备依次进行寻呼处理，并为返回寻呼响应的用户设备分配包含有空网络资源标识(Null-NRI)的临时移动用户识别号码(TMSI)和非广播位置区，实现所述MSC节点的负荷重分配。本发明技术方案在3GPP TS 23.236协议基础上，通过主动寻呼唤醒用户，并配合现有负荷重分配过程中第一阶段的处理机制，可以有效缩短负荷重分配所消耗的时间，提高了网络运行的效率。

Description

一种实现快速负荷重分配的方法及移动交换中心
技术领域
本发明涉及通讯领域中MSC(Mobile Switching Center，移动交换中心)POOL(池)技术，特别涉及一种实现快速负荷重分配的方法及移动交换中心。
背景技术
在MSC POOL组网中，网络运营商在某些场景下，比如防止过负荷、设备升级等，需要将MSC POOL内某个MSC节点的负荷迁移到MSC POOL中其他MSC节点上，为了达到负荷重分配过程中，尽可能的减少对终端用户和其他网元实体的影响的目的，3GPP协议针对CS域定义了“两个阶段”的实现机制，具体流程如下：
步骤1：运营商使用O&M命令发起对某个MSC节点的负荷重分配过程，进入第一阶段；
步骤2：第一阶段中，UE(用户设备)在进行位置更新或者IMSI附着时，MSC收到UE发送的Location Update(位置更新)或者Attach Request(附着请求)时，将会为UE分配一个包含Null-NRI(Network Resource Identifier，网络资源标识)的TMSI(临时移动用户识别号码)，并在应答消息中携带非广播位置区(Non-broadcast LAI)；
步骤3：UE在收到非广播位置区后，会使用此前分配的TMSI立即进行位置更新，由于该TMSI中包含的是Null-NRI，因此NNSF(NAS node selection Function，非接入层节点选择功能实体)模块会将用户路由到一个新的MSC节点；
步骤4：第一阶段将会持续两个周期性位置更新周期的时间，从而保证绝大部分用户至少完成了一次位置更新，对于在第一阶段由于业务持续保持而没有进行位置更新的UE，将在后续的第二阶段进行处理；
步骤5：第二阶段中，MSC将依次对业务保持的UE进行处理，发起TMSI重分配过程，为UE分配包含Null-NRI的TMSI和非广播位置区；
步骤6：UE在结束当前业务后，由于收到非广播位置区，会使用分配的TMSI立即进行位置更新，由于TMSI中包含的是Null-NRI，因此NNSF模块会将该用户路由到一个新的MSC节点。
从上述流程中可以看出，其主要缺点是第一阶段持续时间过长，虽然周期性位置更新周期的时长可以由运营商配置，但通常为30分钟到90分钟之间，在某些特殊的应用场景下，例如，在移动交换中心需要紧急维护时，硬件/软件升级，在退出服务前发起负荷重分配流程，负荷重分配处理的耗时过长可能损害维护的及时性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种实现快速负荷重分配的方法及移动交换中心，从而优化负荷重分配过程。
为了解决上述问题，本发明公开了一种实现快速负荷重分配的方法，包括：
当某个移动交换中心(MSC)节点需要负荷重分配时，移动交换中心(MSC)根据设定的寻呼速率，对该MSC节点的访问用户位置寄存器中的用户设备依次进行寻呼处理，并为返回寻呼响应的用户设备分配包含有空网络资源标识(Null-NRI)的临时移动用户识别号码(TMSI)和非广播位置区，实现所述MSC节点的负荷重分配。
进一步地，上述方法中，所述MSC节点的负荷重分配过程中，若所述MSC接收到某一用户设备对该MSC节点发起的位置更新或者附着请求时，MSC为该用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI以及非广播位置区。
进一步地，上述方法中，所述MSC节点的访问用户位置寄存器中还包括各用户设备是否进行过负荷重分配的标识信息，其中，所述MSC在用户设备发起的位置更新或者附着请求过程中设置所述标识信息；
所述MSC对所述访问用户位置寄存器中的各用户设备进行寻呼处理之前，根据所述标识信息，判断用户设备是否进行过负荷重分配，并仅对未进行过负荷重分配的用户设备进行寻呼处理。
进一步地，所述设定的寻呼速率是按照如下公式计算得到的：
Vpage＝C*(Nsms+Nmt)/3600
其中，Vpage为“哑寻呼”速率；C为MSC局的用户容量；
Nsms为忙时用户短消息被叫的次数；Nmt为忙时用户呼叫被叫的次数。
所述MSC通过TMSI重分配消息，为返回寻呼响应的用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区。
本发明还公开了一种实现快速负荷重分配的移动交换中心(MSC)，包括负荷重分配处理模块和发送模块：
所述负荷重分配处理模块，用于在某个MSC节点需要负荷重分配时，根据设定的寻呼速率，对该MSC节点的访问用户位置寄存器中的用户设备依次进行寻呼处理，以及接收用户设备返回的寻呼响应，并将返回寻呼响应的用户设备的信息发送给所述发送模块；
所述发送模块，用于接收所述负荷重分配处理模块发送的返回寻呼响应的用户设备的信息，并为所述用户设备分配包含有空网络资源标识(Null-NRI)的临时移动用户识别号码(TMSI)和非广播位置区。
进一步地，上述MSC中，所述负荷重分配处理模块，还用于在所述MSC节点的负荷重分配过程中，接收用户设备对该MSC节点发起的位置更新或者附着请求，并将发起位置更新或者附着请求的用户设备的信息发送给所述发送模块；
所述发送模块，还用于接收所述荷重分配处理模块发送的发起位置更新或者附着请求的用户设备的信息，并为所述用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI以及非广播位置区。
进一步地，所述负荷重分配处理模块，还用于在用户设备发起的位置更新或者附着请求过程中，为所述访问用户位置寄存器中各用户设备设置是否进行过负荷重分配的标识信息；
当所述负荷重分配处理模块对各用户设备进行寻呼处理之前，根据所述标识信息，判断用户设备是否进行过负荷重分配，并仅对未进行过负荷重分配的用户设备进行寻呼处理。
其中，所述设定的寻呼速率是按照如下公式计算得到的：
Vpage＝C*(Nsms+Nmt)/3600
其中，Vpage为“哑寻呼”速率；C为MSC局的用户容量；
Nsms为忙时用户短消息被叫的次数；Nmt为忙时用户呼叫被叫的次数。
所述发送模块，通过TMSI重分配消息，为返回寻呼响应的用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区。
本发明技术方案在3GPP TS 23.236协议基础上，通过主动寻呼唤醒用户，并配合现有负荷重分配过程中第一阶段的处理机制，可以有效缩短负荷重分配所消耗的时间，提高了网络运行的效率。
附图说明
图1为本发明实现“哑寻呼”快速负荷重分配功能的系统结构图；
图2为本发明实现“哑寻呼”快速负荷重分配的系统流程图。    
具体实施方式
本发明的主要构思是，在3GPP TS 23.236协议基础上，MSC可以通过主动寻呼(后文称为“哑寻呼”，用于与正常业务过程中对被叫用户寻呼的区别)唤醒用户，进行负荷重分配。在该过程中，还可以配合现有负荷重分配过程中第一阶段的处理机制，有效缩短负荷重分配所消耗的时间。
下面结合附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。
一种实现快速负荷重分配的系统，如图1所示，包括移动终端101、无线接入网节点102，NNSF模块103、移动交换中心104以及网管系统105。其中：
移动终端101，用于通过无线接入网节点接入到移动交换中心；
无线接入网节点102，用于与移动交换中心相连接，并在MSC POOL组网时，可以同时与多个移动交换中心连接；
NNSF模块103，主要在移动终端通过无线接入网节点接入网络时，负责按照负荷均衡的原则为其选择一个服务的移动交换中心；
移动交换中心(MSC)104，用于通过无线接入网节点控制移动终端，并和无线接入网共同向移动终端提供移动通讯服务；
具体地，MSC可以包括负荷重分配处理模块和发送模块：
负荷重分配处理模块，用于在某个MSC节点需要负荷重分配时(即收到网管系统105发起的“哑寻呼”快速负荷重分配命令时)，根据设定的寻呼速率(该寻呼速率由运营商设定)，对该MSC节点的访问用户位置寄存器(VLR)中的用户设备依次进行寻呼处理，以及接收用户设备返回的寻呼响应，并将返回寻呼响应的用户设备的信息发送给发送模块；
同时，负荷重分配处理模块还可以接收用户设备对该MSC节点发起的位置更新或者附着请求，并将发起位置更新或者附着请求的用户设备的信息发送给发送模块；
发送模块，用于接收负荷重分配处理模块发送的返回寻呼响应的用户设备的信息、发起位置更新的用户设备的信息和附着请求的用户设备的信息，并为这些用户设备分配包含有空网络资源标识(Null-NRI)的临时移动用户识别号码(TMSI)和非广播位置区，其中，发送模块通过TMSI重分配消息，为返回寻呼响应的用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区；
在优选的实施例中，发送模块在为发起位置更新或者附着请求的用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区后，会通知负荷重分配处理模块分配操作已完成，此时，负荷重分配处理模块根据所接收的通知，知道已完成了负荷重分配，于是将VLR中该用户设备标识为已进行过负荷重分配(例如，可以将该用户设备标记为“已完成负荷重分配”状态)，其中，用户设备是否进行过负荷重分配的标识信息只在本次负荷重分配过程(包括第一阶段和第二阶段)中有效；这样，当负荷重分配处理模块在对MSC节点的VLR中的用户设备依次进行寻呼处理的过程中，若进一步判断VLR中各用户设备是否已进行过负荷重分配(例如，判断用户设备是否标记为“已完成负荷重分配”状态)，则负荷重分配处理模块可以只为没有进行过负荷重分配(例如，用户设备标记为“未完成负荷重分配”状态或者没有任何标记的)的用户设备发送寻呼消息，这样可以避免对已进行过重分配的用户设备进行重复处理。网管系统105，主要用于与一个或多个移动交换中心连接，对移动交换中心进行操作和维护，以及向移动交换中心发起“哑寻呼”快速负荷重分配命令，并从移动交换中心获取负荷重分配的进展和执行结果信息。
下面详细介绍上述系统实现快速负荷重分配的过程。该过程，如图2所示，包括如下步骤：
步骤201、运营商通过网管系统发起对某个MSC节点的“哑寻呼”快速负荷重分配，该“哑寻呼”快速负荷重分配中包括“哑寻呼”速率，其中，运营商根据网络能力和当前负荷，给出“哑寻呼”速率(即设定的寻呼速率)，MSC进入负荷重分配的第一阶段；
具体地，运营商可以使用O&M(操作维护)命令发起对某个MSC节点的哑寻呼快速负荷重分配，其中，运营商需要选择合适的“哑寻呼”速率，以减小对其他网元的冲击，例如，在端局话务模型中，呼叫和短消息占的话务量最大，因此可参考两者话务量之和，并根据当前的话务量和忙时话务量的差值来选择“哑寻呼”速率，具体计算公式如公式(1)：
Vpage＝C*(Nsms+Nmt)/3600(秒)           公式(1)
上式中，Vpage为“哑寻呼”速率；C为MSC局的用户容量；
Nsms为忙时用户短消息被叫的次数；Nmt为忙时用户呼叫被叫的次数。
若短消息被叫次数约2.5次/忙时，呼叫被叫次数约为0.75次/忙时，对于100万局(即用户容量为100万)按照上述公式计算，每秒可以发起的寻呼为(1000000*3.25)/3600＝902次，对于200万局每秒可以发起的寻呼约为1800次。
步骤202、MSC根据运营商指定的“哑寻呼”速率，对VLR(Visitor Location Register，访问用户位置寄存器)中用户设备依次进行寻呼处理(即向VLR中所有用户设备依次发送寻呼请求)；
该步骤中，MSC对用户设备依次进行寻呼处理的过程中，跳过已进行过负荷重分配的用户设备(例如，被标记为“已完成负荷重分配”状态的用户设备)，这样就不会为已进行过负荷重分配的用户设备进行重复处理了，其中，已进行过负荷重分配的用户设备，是指在MSC进行寻呼处理之前，已向MSC发起过位置更新或者附着请求，并且MSC已分配过包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区的用户设备，具体操作过程参见步骤205的操作，其中，用户设备是否进行过负荷重分配的标识信息只在本次负荷重分配过程(包括第一阶段和第二阶段)中有效；
步骤203、当MSC收到移动终端返回的寻呼响应后，MSC会为该移动终端分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区，并且，MSC将VLR中该移动终端标记为“已完成负荷重分配”状态；
该步骤中，MSC可以通过TMSI重分配消息为移动终端分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区。
步骤204、移动终端收到非广播位置区后，会使用新分配的TMSI立即进行位置更新，但由于TMSI中包含的是Null-NRI，因此，NNSF模块会将该用户路由到一个新的MSC节点，进入步骤207；
步骤205、在202、203和操作过程中，若其他移动终端向MSC发起位置更新(Location Update)或者附着请求(Attach Request)时，MSC将按照3GPP TS 23.236协议的要求，为该移动终端分配一个包含Null-NRI的TMSI，并在应答消息中携带非广播位置区(Non-broadcast LAI)信息，同时，将VLR中该移动终端标记为“已完成负荷重分配”状态；
步骤206、移动终端收到非广播位置区后，使用新分配的TMSI立即进行位置更新，由于TMSI中包含的是Null-NRI，因此NNSF模块会将该用户路由到一个新的MSC节点；
步骤207、当MSC完成对VLR中所有用户的“哑寻呼”处理后，将进入第二阶段，MSC将依次对业务保持的用户进行处理，发起TMSI重分配过程，为UE分配包含Null-NRI的TMSI和非广播位置区，当业务完成后，终端会使用新分配的TMSI立即进行位置更新，从而被路由到新的MSC节点；
其中，当MSC完成对VLR中所有用户的“哑寻呼”处理后即指，MSC对VLR中所有用户都发起了“哑寻呼”，此时负荷重分配的第一阶段即认为结束。
步骤208、在完成了第二阶段后，MSC会给网管系统返回负荷重分配完成消息。
从上述实施例可以看出，本发明技术方案具有如下优势：
1、与现有3GPP协议定义的负荷重分配过程相比，本发明技术方案可以有效的缩短负荷重分配过程中第一阶段的时长，从而满足对时间要求较高的特定场景的需要，改进了网络运行的可维护性。例如，现有3GPP协议定义的负荷重分配过程中第一阶段时长将耗时两个周期性位置更新的时长，通常为2*1个小时，而采用本发明技术方案后，第一阶段时长可参考表1，并且，从表1可以看出，用户数同为100万时，第一阶段时长与运营商设定的“哑寻呼”速度成反比；
表1为哑寻呼快速负荷重分配速度及时长
  用户数   “哑寻呼”速度   第一阶段时长
  100万   1000次/秒   约17分钟
  100万   500次/秒   约33分钟
注：第一阶段中，由于用户会主动进行位置更新或ATTACH而触发TMSI重分配，并且MSC不会对此类用户进行重复处理，因此第一阶段耗时会小于该理论计算时长。
2、本发明技术方案采用“哑寻呼”唤醒用户的方式，可以实现运营商对指定用户(IMSI或MSISDN)进行负荷重分配，而无需再被动等待用户位置更新或附着时进行负荷重分配操作。
3、本发明技术方案中，MSC按照指定寻呼速度依次对VLR中用户进行处理的同时，又存在用户进行位置更新或附着的情况，并且，VLR中的用户数据不会立即删除，因此，对于已经进行过负荷重分配的用户，无需进行第二次负荷重分配处理。
以上所述，仅为本发明的一种具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，相关熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种实现快速负荷重分配的方法，其特征在于，该方法包括：
当某个移动交换中心(MSC)节点需要负荷重分配时，移动交换中心(MSC)根据设定的寻呼速率，对该MSC节点的访问用户位置寄存器中的用户设备依次进行寻呼处理，并为返回寻呼响应的用户设备分配包含有空网络资源标识(Null-NRI)的临时移动用户识别号码(TMSI)和非广播位置区，实现所述MSC节点的负荷重分配。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述MSC节点的负荷重分配过程中，若所述MSC接收到某一用户设备对该MSC节点发起的位置更新或者附着请求时，MSC为该用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI以及非广播位置区。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述MSC节点的访问用户位置寄存器中还包括各用户设备是否进行过负荷重分配的标识信息，其中，所述MSC在用户设备发起的位置更新或者附着请求过程中设置所述标识信息；
所述MSC对所述访问用户位置寄存器中的各用户设备进行寻呼处理之前，根据所述标识信息，判断用户设备是否进行过负荷重分配，并仅对未进行过负荷重分配的用户设备进行寻呼处理。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，
所述设定的寻呼速率是按照如下公式计算得到的：
Vpage＝C*(Nsms+Nmt)/3600
其中，Vpage为“哑寻呼”速率；C为MSC局的用户容量；
Nsms为忙时用户短消息被叫的次数；Nmt为忙时用户呼叫被叫的次数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述MSC通过TMSI重分配消息，为返回寻呼响应的用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区。
6.一种实现快速负荷重分配的移动交换中心(MSC)，其特征在于，该MSC包括负荷重分配处理模块和发送模块：
所述负荷重分配处理模块，用于在某个MSC节点需要负荷重分配时，根据设定的寻呼速率，对该MSC节点的访问用户位置寄存器中的用户设备依次进行寻呼处理，以及接收用户设备返回的寻呼响应，并将返回寻呼响应的用户设备的信息发送给所述发送模块；
所述发送模块，用于接收所述负荷重分配处理模块发送的返回寻呼响应的用户设备的信息，并为所述用户设备分配包含有空网络资源标识(Null-NRI)的临时移动用户识别号码(TMSI)和非广播位置区。
7.如权利要求6所述的MSC，其特征在于，
所述负荷重分配处理模块，还用于在所述MSC节点的负荷重分配过程中，接收用户设备对该MSC节点发起的位置更新或者附着请求，并将发起位置更新或者附着请求的用户设备的信息发送给所述发送模块；
所述发送模块，还用于接收所述荷重分配处理模块发送的发起位置更新或者附着请求的用户设备的信息，并为所述用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI以及非广播位置区。
8.如权利要求7所述的MSC，其特征在于，
所述负荷重分配处理模块，还用于在用户设备发起的位置更新或者附着请求过程中，为所述访问用户位置寄存器中各用户设备设置是否进行过负荷重分配的标识信息；
当所述负荷重分配处理模块对各用户设备进行寻呼处理之前，根据所述标识信息，判断用户设备是否进行过负荷重分配，并仅对未进行过负荷重分配的用户设备进行寻呼处理。
9.如权利要求6至8任一项所述的MSC，其特征在于，
所述设定的寻呼速率是按照如下公式计算得到的：
Vpage＝C*(Nsms+Nmt)/3600
其中，Vpage为“哑寻呼”速率；C为MSC局的用户容量；
Nsms为忙时用户短消息被叫的次数；Nmt为忙时用户呼叫被叫的次数。
10.如权利要求9所述的MSC，其特征在于，
所述发送模块，通过TMSI重分配消息，为返回寻呼响应的用户设备分配包含有Null-NRI的TMSI和非广播位置区。
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