CN102256305A - 一种无线接入网络节点及节点间负荷分担方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线接入网络节点及节点间负荷分担方法，在RNC负荷恢复后，恢复用户的连接状态，保证用户获得最好的业务质量。所述方法包括：当第一无线网络控制器(RNC)判断其负荷超过第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到第二RNC；在切换完成后，当所述第一RNC判断其负荷小于第二门限后，通知所述第二RNC，所述第二RNC发起切换过程，将所述用户设备切换回第一RNC。

Description

一种无线接入网络节点及节点间负荷分担方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统，特别涉及一种移动通信系统中无线接入网络节点，以及节点之间负荷分担的方法。
背景技术
现有UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)系统是采用WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址接入)技术的第三代移动通信系统，因此通常也把UMTS系统称为WCDMA系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括RAN(Radio Access Network，无线接入网)和CN(Core Network，核心网)。其中无线接入网处理所有与无线相关的功能，核心网处理UMTS系统内所有的语音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为CS域(Circuit Switched Domain，电路交换域)和PS域(PacketSwitched Domain，分组交换域)。UTRAN(Universal Terrestrial Radio AccessNetwork，通用陆地无线接入网)、CN与UE(User Equipment，用户设备)构成了整个UMTS系统。
附图1为现有技术中UTRAN的结构图，UTRAN包含一个或多个RNS(Radio Network Subsystem，无线网络子系统)。一个RNS由一个RNC(RadioNetwork Controller，无线网络控制器)和一个或多个NodeB(节点B，即基站)组成。RNC与CN之间的接口是Iu接口，NodeB和RNC通过Iub接口连接，RNC之间通过Iur接口相连，Iur接口可以通过RNC之间的直接物理连接或者通过传输网连接。RNC分配和控制与之相连的以及相关的NodeB的无线资源。NodeB完成Iub接口和Uu接口(RNC与UE之间的接口)之间的数据流转换，也进行无线资源管理。
RNC用于控制UTRAN的无线资源，主要完成RRC(Radio ResourceControl，无线资源控制)连接建立和释放、切换、宏分级合并、无线资源管理等功能，具体如下：
(1)执行系统信息广播和系统接入控制功能；
(2)切换和SRNC(Source Radio Network Controller，服务无线网络控制器)重定位等移动性管理功能；
(3)宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。
随着HSPA(High Speed Packet Access，高速分组接入)业务的逐渐普及，数据吞吐速率越来越高，对RNC的容量需求也越来越高，特别是HSPA+(Evolved High Speed Packet Access，演进的高速分组接入)的引入，对RNC容量需求更高，RNC的容量也越做越大。由于用户自然分布、移动等原因，UE接入的RNC存在很大的随机性，短时间内可能造成某些RNC高负荷运行，这样势必影响RNC的效率和用户的数据速率，动态考虑RNC间的负荷分担越来越重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线接入网络节点及节点间负荷分担方法，在RNC负荷恢复后，恢复用户的连接状态，保证用户获得最好的业务质量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种无线接入网络节点间负荷分担的方法，包括：
当第一无线网络控制器(RNC)判断其负荷超过第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到第二RNC；
在切换完成后，当所述第一RNC判断其负荷小于第二门限后，通知所述第二RNC，所述第二RNC发起切换过程，将所述用户设备切换回第一RNC。
进一步地，所述第一RNC发起的将当前服务的用户设备切换到第二RNC的过程中，在向第二RNC发起的切换请求中携带切换原因，以指示本次切换是由于第一RNC负荷过载，所述携带切换原因的切换请求通过核心网发送至第二RNC；
所述第二RNC记录该些因第一RNC负荷过载而导致切换的用户设备；
所述第二RNC在获知第一RNC负荷小于第二门限后，将记录的该些因第一RNC负荷过载而切换到本RNC的用户设备切换回所述第一RNC。
进一步地，所述切换原因为降低服务RNC负荷。
进一步地，所述第二RNC包括一个或多个RNC。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线接入网络节点，包括：
第一模块，其用于：在所述无线接入网络节点作为源无线接入网络节点时，当判断本节点负荷超过第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到目标无线接入网络节点；在判断其负荷小于第二门限后，向所述目标无线接入网络节点发送负荷信息；
所述第二模块，其用于：在所述无线接入网络节点作为目标无线接入网络节点时，与源无线接入网络节点完成用户设备的切换过程，在接收到所述源无线接入网络节点发送的负荷小于第二门限的负荷信息后，发起切换过程，将所述用户设备切换回源无线接入网络节点。
进一步地，所述第一模块包括：
负荷监控单元，其用于：在判断本节点负荷超过第一门限时，触发切换单元，在判断负荷低于第二门限时，触发通知单元；
切换单元，其用于：基于负荷监控单元的触发，向目标无线接入网络节点发送切换请求，将当前服务的用户设备切换到所述目标无线接入网络节点；
通知单元，其用于：基于负荷监控单元的触发，向所述目标无线接入网络节点发送负荷信息，其中携带本节点负荷小于第二门限的信息。
进一步地，所述第二模块包括：
接收单元，其用于：在接收到源无线接入网络节点发送的切换请求后，触发判断单元和切换单元，在接收到所述源无线接入网络节点发送的负荷小于第二门限的负荷信息后，触发记录单元；
切换单元，其用于：基于接收单元的触发，完成所述源无线接入网络节点服务的用户设备到本节点的切换；以及基于记录单元的触发，发起切换过程，将所述记录单元记录的用户设备切换回所述源无线接入网络节点；
判断单元，其用于：判断接收单元接收到的切换请求中有表示导致本次切换的原因为负荷过载的切换原因时，触发记录单元；
记录单元，其用于：基于判断单元的触发，记录因负荷过载而导致切换的用户设备；基于接收单元的触发，将所记录的用户设备发送至切换单元，并触发切换单元发起切换。
进一步地，无线接入网络节点为无线网络控制器，所述目标无线接入网络节点包括一个或多个无线网络控制器。
本发明所述方法，能有效减少过载RNC的负荷，保证用户业务的连续性，并在RNC负荷恢复后，恢复用户的连接状态，保证用户获得最好的业务质量。
附图说明
图1是现有技术中UTRAN的网络结构图；
图2是本发明实施例1的流程图；
图3是本发明实施例2的流程图；
图4是本发明无线接入网络节点的结构示意图。
具体实施方式
本发明的发明构思是：当第一RNC判断其负荷超过预定的第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到第二RNC；在切换完成后，当所述第一RNC判断其负荷小于预定的第二门限后，通知所述第二RNC，所述第二RNC发起切换过程，将所述用户设备切换回第一RNC。
具体地，第一RNC在判断其过载时，根据获得的相邻RNC的负荷状况，选择相邻轻载的RNC，把当前服务的用户，切换到选择的第二RNC。本文所述的第二RNC可能包括一个或多个RNC。也就是说，第一RNC可以将其服务的多个用户分别切换到不同的第二RNC上。
优选地，所述第一RNC发起的将当前服务的用户设备切换到相邻的第二RNC的过程中，在向第二RNC发起的切换请求中携带切换原因，以指示本次切换是由于第一RNC负荷过载，所述携带切换原因的切换请求通过核心网发送至第二RNC；所述第二RNC记录该些因第一RNC负荷过载而导致切换的用户设备；并在获知第一RNC负荷小于第二门限后，将该些因第一RNC负荷过载而切换到本RNC的用户设备切换回所述第一RNC。
RNC的负荷状态有重载(即过载)、正常、轻载之分，上述第一门限可以是重载的门限，为了防止用户切换回第一RNC后又导致重载，上述第二门限可设置为轻载的门限，即当第一RNC的负荷降到轻载的水平时，允许之前切换走的用户再切换回来。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
在本实施例中，RNC负荷过载后，用HSPA+系统中为保持CS语音呼叫，切换到支持CS的legacy RNC(遗留的RNC，指较早版本的RNC)的切换流程来降低自身的负荷，如图2所示：
UE已正常接入RNC1，通过RNC1和网络建立呼叫连接。RNC1事先可根据现有技术，获得相邻RNC的负荷情况。
步骤2010：UE和网络建立了正常的呼叫连接；
步骤2020：RNC1检测到负荷过载，根据事先保存的相邻RNC的负荷信息，RNC1决定把UE切换到负荷较轻的RNC2；RNC1向CN发起重定位请求，其中携带切换原因为“降低服务RNC负荷”，在“Source RNC to TargetRNC Transport Container”信元中还同时携带RNC1为UE分配的D-RNTI(TheDrift RNC Radio Network Temporary Identity，漂移RNC无线网络临时标识)；
步骤2030：CN向RNC2发起重定位要求，把RNC1携带的原因同样通知给RNC2，切换原因为“降低服务RNC负荷”；
步骤2040：RNC2收到重定位要求消息，向RNC1发起无线链路建立请求，其中携带RNC1通过“Source RNC to Target RNC Transport Container”信元携带的为UE分配的D-RNTI；根据切换原因“降低服务RNC负荷”，RNC2记录该UE的此次切换是一次为负荷分担而发起的切换，以便在RNC1负荷恢复后，将该UE切回RNC1；
步骤2050：无线链路建立完成，RNC1向RNC2返回无线链路建立响应消息；
步骤2060：RNC2收到RNC1返回的无线链路建立响应消息，向CN返回重定位要求确认，接受此次重定位要求；
步骤2070：CN向RNC1发出重定位命令消息，命令RNC1向UE发起重定位；
步骤2080：RNC1向UE发起物理信道重配，命令UE进行切换；
步骤2090：UE切换完成，返回物理信道重配完成消息到RNC2；
步骤2100：RNC2收到UE的消息，向CN返回重定位完成消息，表明UE已经切换到RNC2；
步骤2110：CN向RNC1发起Iu释放命令；
步骤2120：RNC1释放Iu口相关资源，并不释放UE的上下文，向CN返回Iu释放完成；
步骤2130：UE已成功切换到RNC2，通过RNC2和网络保持呼叫连接；
步骤2140：通过RNC间的负荷交互，RNC2获得RNC1负荷恢复的信息；
步骤2150：RNC2根据记录，确定由于负荷分担而导致切换的UE，RNC2决定将UE切换回RNC1，发起RNC2到RNC1的切换流程；
RNC2到RNC1的切换流程，和现有的RNC间的切换流程一致，不再赘述；
步骤2160：执行RNC2到RNC1的切换，切换完成后，UE重新通过RNC1接入网络，保证UE能获得最佳的通话质量。
实施例2
在本实施例中，RNC负荷过载后，用SRNC重定位流程来降低自身的负荷，如图2所示：
UE已正常接入RNC1，通过RNC1和网络建立呼叫连接。RNC1事先可根据现有技术，获得相邻RNC的负荷情况。
步骤3010：UE和网络建立了正常的呼叫连接；
步骤3020：RNC1检测到负荷过载，根据事先保存的相邻RNC的负荷信息，RNC1决定把UE切换到负荷较轻的RNC2；RNC1向CN发起重定位请求，其中携带切换原因为“降低服务RNC负荷”；
步骤3030：CN向RNC2发起重定位要求，把RNC1携带的原因同样通知给RNC2，切换原因为“降低服务RNC负荷”；
步骤3040：RNC2收到重定位要求消息，向RNC1发起无线链路建立请求；根据切换原因“降低服务RNC负荷”，RNC2记录该UE的此次切换是一次为负荷分担而发起的切换，以便在RNC1负荷恢复后，将UE切回RNC1；
步骤3050：无线链路建立完成，RNC1向RNC2返回无线链路建立响应消息；
步骤3060：RNC2收到RNC1返回的无线链路建立响应消息，向CN返回重定位要求确认，接受此次重定位要求；
步骤3070：CN向RNC1发出重定位命令消息，命令RNC1向UE发起重定位；
步骤3080：RNC1向UE发起物理信道重配，命令UE进行切换；
步骤3090：UE切换完成，返回物理信道重配完成消息到RNC2；
步骤3100：RNC2收到UE的消息，向CN返回重定位完成消息，表明UE已经切换到RNC2；
步骤3110：CN向RNC1发起Iu释放命令；
步骤3120：RNC1释放Iu口相关资源，并不释放UE的上下文，向CN返回Iu释放完成；
步骤3130：UE已成功切换到RNC2，通过RNC2和网络保持呼叫连接；
步骤3140：通过RNC间的负荷交互，RNC2获得RNC1负荷恢复的信息；
步骤3150：RNC2根据记录，确定由于负荷分担而导致切换的UE，RNC2决定将UE切换回RNC1，发起RNC2到RNC1的切换流程；
RNC2到RNC1的切换流程，和现有的RNC间的切换流程一致，不再赘述；
步骤3160：执行RNC2到RNC1的切换，切换完成后，UE重新通过RNC1接入网络，保证UE能获得最佳的通话质量。
如图4所示，实现上述方法的无线接入网络节点，包括第一模块和第二模块，其中
第一模块，用于：在所述无线接入网络节点作为源无线接入网络节点时，当判断本节点负荷超过第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到目标无线接入网络节点；在判断其负荷小于第二门限后，向所述目标无线接入网络节点发送负荷信息；
所述第二模块，用于：在所述无线接入网络节点作为目标无线接入网络节点时，与源无线接入网络节点完成用户设备的切换过程，在接收到所述源无线接入网络节点发送的负荷小于第二门限的负荷信息后，发起切换过程，将所述用户设备切换回源无线接入网络节点。
优选地，所述第一模块包括负荷监控单元、切换单元、通知单元，其中：
负荷监控单元，用于在判断本节点负荷超过第一门限时，触发切换单元，在判断负荷低于第二门限时，触发通知单元；
切换单元，用于基于负荷监控单元的触发，向目标无线接入网络节点发送切换请求，将当前服务的用户设备切换到所述目标无线接入网络节点；
通知单元，用于基于负荷监控单元的触发，向所述目标无线接入网络节点发送负荷信息，其中携带本节点负荷小于第二门限的信息。
优选地，所述第二模块包括接收单元、切换单元、判断单元和记录单元，其中：
接收单元，用于在接收到源无线接入网络节点发送的切换请求后，触发判断单元和切换单元，在接收到所述源无线接入网络节点发送的负荷小于第二门限的负荷信息后，触发记录单元；
切换单元，用于基于接收单元的触发，完成所述源无线接入网络节点服务的用户设备到本节点的切换；以及基于记录单元的触发，发起切换过程，将所述记录单元记录的用户设备切换回所述源无线接入网络节点；
判断单元，用于判断接收单元接收到的切换请求中有表示导致本次切换的原因为负荷过载的切换原因时，触发记录单元；
记录单元，用于基于判断单元的触发，记录因负荷过载而导致切换的用户设备；基于接收单元的触发，将所记录的用户设备发送至切换单元，并触发切换单元发起切换。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种无线接入网络节点间负荷分担的方法，包括：
当第一无线网络控制器(RNC)判断其负荷超过第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到第二RNC；
在切换完成后，当所述第一RNC判断其负荷小于第二门限后，通知所述第二RNC，所述第二RNC发起切换过程，将所述用户设备切换回第一RNC。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一RNC发起的将当前服务的用户设备切换到第二RNC的过程中，在向第二RNC发起的切换请求中携带切换原因，以指示本次切换是由于第一RNC负荷过载，所述携带切换原因的切换请求通过核心网发送至第二RNC；
所述第二RNC记录该些因第一RNC负荷过载而导致切换的用户设备；
所述第二RNC在获知第一RNC负荷小于第二门限后，将记录的该些因第一RNC负荷过载而切换到本RNC的用户设备切换回所述第一RNC。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述切换原因为降低服务RNC负荷。
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，
所述第二RNC包括一个或多个RNC。
5.一种无线接入网络节点，包括：
第一模块，其用于：在所述无线接入网络节点作为源无线接入网络节点时，当判断本节点负荷超过第一门限时，发起切换过程，将当前服务的用户设备切换到目标无线接入网络节点；在判断其负荷小于第二门限后，向所述目标无线接入网络节点发送负荷信息；
所述第二模块，其用于：在所述无线接入网络节点作为目标无线接入网络节点时，与源无线接入网络节点完成用户设备的切换过程，在接收到所述源无线接入网络节点发送的负荷小于第二门限的负荷信息后，发起切换过程，将所述用户设备切换回源无线接入网络节点。
6.如权利要求5所述的节点，其特征在于，所述第一模块包括：
负荷监控单元，其用于：在判断本节点负荷超过第一门限时，触发切换单元，在判断负荷低于第二门限时，触发通知单元；
切换单元，其用于：基于负荷监控单元的触发，向目标无线接入网络节点发送切换请求，将当前服务的用户设备切换到所述目标无线接入网络节点；
通知单元，其用于：基于负荷监控单元的触发，向所述目标无线接入网络节点发送负荷信息，其中携带本节点负荷小于第二门限的信息。
7.如权利要求6所述的节点，其特征在于，所述第二模块包括：
接收单元，其用于：在接收到源无线接入网络节点发送的切换请求后，触发判断单元和切换单元，在接收到所述源无线接入网络节点发送的负荷小于第二门限的负荷信息后，触发记录单元；
切换单元，其用于：基于接收单元的触发，完成所述源无线接入网络节点服务的用户设备到本节点的切换；以及基于记录单元的触发，发起切换过程，将所述记录单元记录的用户设备切换回所述源无线接入网络节点；
判断单元，其用于：判断接收单元接收到的切换请求中有表示导致本次切换的原因为负荷过载的切换原因时，触发记录单元；
记录单元，其用于：基于判断单元的触发，记录因负荷过载而导致切换的用户设备；基于接收单元的触发，将所记录的用户设备发送至切换单元，并触发切换单元发起切换。
8.如权利要求5或6或7所述的节点，其特征在于，
无线接入网络节点为无线网络控制器，所述目标无线接入网络节点包括一个或多个无线网络控制器。
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