CN102625366A - 中继系统的过载控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中继系统的过载控制方法,包括:DeNB接收到网络侧发送的RN卸载消息或过载启动消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。本发明同时公开了一种实现上述方法的中继系统的过载控制系统,包括RN、DeNB以及UE;其中,DeNB,用于接收到网络侧发送的RN卸载消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。本发明保证了使部分业务优先级较高或用户优先级较高的UE的业务不会中断,最大程度保证了通过RN接入的UE的业务连续性。本发明不必对现有通信系统进行较大改动即可实现,保证了技术方案实现的便利性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的过载控制技术,尤其涉及一种中继系统的过载控制方法及系统。
背景技术
为了保持第三代(3G,3th Generation)移动通信系统在通信领域的竞争力,第三代合作伙伴计划(3GPP,3rd Generation Partnership Project,)标准工作组正致力于演进分组系统(EPS,Evolved Packet System)的研究。图1为演进分组系统的结构示意图,如图1所示,整个EPS系统包括演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN,Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)和演进的分组核心网(EPC,Evolved Packet Core)两部分。EPC能够支持用户从GSMEDGE无线接入网(GERAN,GSM EDGE Radio Access Network)和通用陆地无线接入网(UTRAN,Universal Terrestrial Radio Access Network)的接入.在EPC中,包含了归属用户服务器(HSS,Home Subscriber Server)、移动性管理实体(MME,Mobility Management Entity)、服务网关(S-GW,Serving Gateway)、分组数据网关(P-GW,PDN Gateway)和策略计费规则功能实体(PCRF,Policyand Charging Rule Function)。下面详细介绍各部分所实现的功能:
归属用户服务器,是用户签约数据的永久存放地点,位于用户签约的归属网。
移动性管理实体,是用户签约数据在当前网络的存放地点,负责用户设备(UE,User Equipment)到网络的非接入层信令管理、用户设备的安全验证功能、用户设备的移动性管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理。
服务网关,是核心网到无线系统的网关,负责用户设备到核心网的用户面承载、用户设备空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法监听和分组数据路由和转发功能;服务网关负责统计用户设备使用无线网的情况,并产生用户设备使用无线网的话单,传送给计费网关。
分组数据网关,是演进系统和该系统外部分组数据网络的网关,它连接到因特网和分组数据网络上,负责用户设备的互联网协议(IP,Internet Protocol)地址分配、计费功能、分组包过滤、策略控制等功能。
服务GPRS支持节点,是GERAN和UTRAN用户接入核心网络的业务支持点,功能上与移动性管理实体类似,负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能。
策略计费规则功能实体(PCRF,Policy and Charging Enforcement Function),是演进系统中负责提供计费控制、在线信用控制、门限控制、服务质量(QoS,Quality of Service)策略方面规则的服务器。
在某些场景下,为了扩大无线覆盖范围,或者临时性增加无线提供接入用户的能力,引入了中继(Relay)节点的概念。图2为引入Relay后的网络架构示意图,如图2所示,在引入中继节点后的网络架构中,包括以下网元:
中继节点(RN,Relay Node),主要实现两部分功能,即作为UE和作为中继节点的功能。也就是说,RN一方面可以作为UE接入到通信网络中并建立承载等相关操作,另一方面作为eNB为UE提供接入服务。
供者基站(DeNB,Donor eNodeB),其为RN提供无线接入,终结了作为UE的RN的无线资源控制(RRC,Radio Resource Control)信令,终结了作为eNB的RN的S1应用协议(S1AP,S1 Application Protocol)信令以及X2信令。DeNB同时内置作为UE的RN的SGW及P-GW的功能。
中继节点的网关系统(RN OAM,Relay Node Operator and Management),RN会从RN OAM中获得必要的链接信息。
当RN作为UE接入网络时,对为该作为UE的RN提供服务的MME和eNB都需要具有相应的增强功能,因此需要保证RN能够选择到增强的eNB和MME。
UE可以通过RN接入网络,DeNB为UE选择MME,该MME可以是增强过的MME,或者是普通的MME。由于RN功能的引入而需对MME功能进行增强。因此为RN建立链接时,DeNB需要为RN选择支持RN功能的MME。
网络中的MME在接入的UE数量较多,以及UE建立业务的数量较多的情况下,可能在某一段时间内产生负荷过重的现象,MME可能会选择将某些UE卸载下去。另一方面,由于运营原因,需要在网络中移除某些MME,这些MME上的UE也需要被卸载下来。图3为现有MME卸载UE的流程图,如图3所示,MME卸载UE具体包括以下步骤:
步骤301,MME选择部分或者全部UE进行卸载。对于需要卸载的UE,MME向eNB发送UE上下文释放命令,其中携带释放原因,指示释放的原因为卸载。
步骤302,eNB发起无线空口资源的释放,其中携带释放原因,指示释放的原因为卸载。
步骤303,eNB向MME返回UE上下文释放完成消息。
步骤304,UE发起RRC链接请求和跟踪区域更新(TAU,Tacking AreaUpdate)请求,其中RRC链接请求中不包含注册过的MME标识信息。
步骤305,eNB根据UE的请求为UE选择未超过负荷的MME。
步骤306,执行TAU的剩余流程。
当RN的MME发生过负荷时,RN的资源可能被释放,而RN资源被释放会导致通过RN连接到网络上的UE业务中断,这无疑给UE用户带来了不佳的接入体验,服务质量下降。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种中继系统的过载控制方法及系统,能在系统过载时尽量以释放部分接入RN的UE来缓解过载压力,能最大限度地保护接入UE的业务连续性。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种中继系统的过载控制方法,所述方法包括:
供者基站DeNB接收到网络侧发送的卸载消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。
优选地,所述根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的UE为:
所述DeNB接收到卸载消息后,根据自身配置的卸载策略确定出需进行切换的UE,向所述RN发送切换指示消息;其中,所述切换指示消息中携带待切换UE的标识信息;
所述RN根据所述待切换UE的标识信息执行切换。
优选地,所述卸载消息为UE上下文释放消息或过载启动消息。
优选地,所述卸载消息为UE上下文释放消息时,所述方法还包括:
所述DeNB确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,向所述网络侧发送UE上下文释放完成消息,并释放通过所述RN接入的剩余UE和/或释放所述RN。
优选地,所述卸载消息为过载启动消息时,所述方法还包括:
所述DeNB确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,判断是否释放通过所述RN接入的剩余UE,是时释放通过所述RN接入的剩余UE。
优选地,所述方法还包括:
所述DeNB在接收到过载启动消息后接收到UE上下文释放消息时,在所述RN执行完对待切换UE的切换后直接向所述网络侧发送UE上下文释放完成消息,并释放通过所述RN接入的剩余UE和/或释放所述RN。
优选地,所述卸载策略为:
将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
优选地,所述待切换UE的标识信息为:
UE上下文中的S1应用协议S1-AP链接标识,和/或,UE的全球移动用户标识IMSI。
一种中继系统的过载控制系统,所述系统包括RN、DeNB以及UE;其中,
DeNB,用于在接收到网络侧发送的卸载消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。
优选地,所述DeNB在接收到RN卸载消息后还用于,接收到卸载消息后,根据自身配置的卸载策略确定出需进行切换的UE,向所述RN发送切换指示消息;其中,所述切换指示消息中携带待切换UE的标识信息;
所述RN还用于,根据所述待切换UE的标识信息执行切换;
优选地,所述卸载消息为UE上下文释放消息或过载启动消息。
优选地,所述卸载消息为UE上下文释放消息时,所述DeNB还用于,确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,向所述网络侧发送UE上下文释放完成消息,并释放通过所述RN接入的剩余UE和/或释放所述RN。
优选地,所述卸载消息为过载启动消息时,所述DeNB还用于,确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,判断是否释放通过所述RN接入的剩余UE,是时释放通过所述RN接入的剩余UE。
优选地,所述卸载策略为:将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
本发明中,当网络侧(MME)确定当前负荷过载时,将会向DeNB发送RN卸载消息或过载启动(overload start)消息,供者基站接收到上述消息后,不会立即释放RN与DeNB之间的链接,而是根据自身配置的卸载策略,先将通过RN接入的部分UE进行切换处理,将这部分UE切换到其他的基站或RN中,然后再释放剩余的通过RN接入的UE或不必释放剩余的通过RN接入的UE。这样,在当前系统负荷较高时,保证了使部分业务优先级较高或用户优先级较高的UE的业务不会中断,最大程度保证了通过RN接入的UE的业务连续性。本发明不必对现有通信系统进行较大改动即可实现,保证了技术方案实现的便利性。
附图说明
图1为演进分组系统的结构示意图;
图2为引入Relay后的网络架构示意图;
图3为现有MME卸载UE的流程图;
图4为本发明实施例一的中继系统的过载控制方法流程图;
图5为本发明实施例二的中继系统的过载控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下举实施例并参照附图,对本发明进一步详细说明。
图4为本发明实施例一的中继系统的过载控制方法流程图,如图4所示,本示例的中继系统的过载控制方法具体包括以下步骤:
步骤401,MME决定卸载RN,MME向DeNB发送UE上下文释放命令,其中携带原因,指示释放的原因为卸载。因当前系统负荷较高,如超出了设定的负荷阈值,出于对通信系统保护的考量,网络侧确定需要卸载RN。
步骤402,DeNB根据网络侧指示释放RN,暂缓释放RRC链接。DeNB根据之前保存的UE和RN的映射关系,获知哪些UE是从RN接入的。对于从RN接入的UE,DeNB可以根据卸载策略判断是否释放这些UE,或者将其切换到其他基站(如其他的RN、DeNB或普通eNB)。卸载策略具体为:将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
本发明中,卸载策略是灵活多变的,其宗旨是将部分UE先切换至其他的RN、DeNB或普通eNB,以减轻当前负载较高的MME的负荷,也保证了通过RN接入的部分UE的业务连续性,在这些UE切换完毕后,再释放这些剩余的通过RN接入的UE。只要不背离上述宗旨的卸载策略,均应属于本发明技术方案保护的范围。
本示例中,假设需要释放的UE为UE1,需要切换出去的UE为UE2。UE1和UE2均代表一类UE,如下说明的过程都是以一个UE为例,如果需要对多个UE执行切换操作,则步骤403~步骤406,以及步骤408~步骤409需要执行多次即可。本发明中,当DeNB接收到网络侧指示释放RN的命令后,并不会立即将DeNB与RN之间的链接直接释放,而是需按照自身设定的卸载策略,先将部分通过RN接入的UE切换到网络环境更好的RN、普通基站或DeNB,再进行剩余的通过RN接入的UE的释放。
步骤403,DeNB向RN发送切换指示消息,其中携带UE的标识信息,该标识可以是UE上下文中的S1-AP链接标识,或者其他可以标识UE2的标识信息如全球移动用户标识(IMSI,International Mobile Subscriber Identity)等。
步骤404,RN根据UE2的标识信息,发起对UE2的切换流程,首先请求测量报告。
步骤405,执行正常的切换过程,该过程与现有过程完全相同,这里不再赘述。
步骤406,切换完成后,RN向DeNB发送切换完成消息。在正常切换过程中,RN在接收到DeNB发送的切换命令后即可以向DeNB发送切换完成消息;或者,RN在接收到DeNB转发的UE的源MME的UE上下文释放命令后发送切换完成消息。
需要说明的是,步骤406是可选的。也就是说,如果DeNB可以通过其他方式获知UE切换完成,RN可以不向DeNB发送切换完成消息。例如DeNB可以根据在正常切换过程中,UE的源MME发送的切换命令消息,或者源UE的MME发送的UE上下文释放命令判断切换已完成。
步骤407,DeNB完成所选择所有UE的切换后,向MME发送UE上下文释放完成消息。本示例中,DeNB确定完成所选择所有UE的切换后,才向MME发送UE上下文释放完成消息,才能执行对UE的释放。
步骤408~409,DeNB对剩余的通过RN接入的UE进行释放。
由于该释放过程为现有技术,这里不再赘述其实现细节。
图5为本发明实施例二的中继系统的过载控制方法流程图,如图5所示,本示例中,为了减少卸载延时,以及使对高优先级用户的影响降低到最小,本示例中,DeNB在接收到overload start消息时就启动切换流程。本示例的中继系统的过载控制方法具体包括以下步骤:
步骤501,MME发生过载,向DeNB发送过载启动消息。
步骤502,DeNB根据需要决定是否将通过RN接入的UE切换出去,而不是释放与RN之间的链接。DeNB根据之前保存的UE和RN的映射关系,获知哪些UE从RN接入。对于从RN接入的UE,DeNB可以根据卸载策略判断是否释放这些UE,或者将其切换到其他基站(RN、DeNB或普通eNB)。卸载策略具体为:将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
本发明中,卸载策略是灵活多变的,其宗旨是将部分UE先切换至其他的RN、DeNB或普通eNB,以减轻当前负载较高的MME的负荷,也保证了通过RN接入的部分UE的业务连续性,在这些UE切换完毕后,再释放这些剩余的通过RN接入的UE。只要不背离上述宗旨的卸载策略,均应属于本发明技术方案保护的范围。
本示例中,DeNB接收到过载启动消息后,即执行卸载策略,将待切换的UE进行切换;这样,由于切换执行的较早,DeNB在接收到MME发送的UE上下文释放命令(MME确定需要释放接入的UE)时,切换执行可能已完成,直接向MME发送UE上下文释放完成消息,执行对UE的释放即可。与图4所示的示例相比,提高了处理效率。
本示例中,假设需要释放的UE为UE1,需要切换出去的UE为UE2。UE1和UE2均代表一类UE,如下说明的过程都是以一个UE为例,如果需要对多个UE执行切换操作,则步骤503~步骤506,以及步骤508~步骤509需要执行多次即可。本发明中,当DeNB接收到网络侧指示释放RN的命令后,并不会立即将DeNB与RN之间的链接直接释放,而是需按照自身设定的卸载策略,先将部分通过RN接入的UE切换到网络环境更好的RN、普通基站或DeNB,再进行剩余通过RN接入的UE的释放,或不剩余通过RN接入的UE。
步骤503,DeNB向RN发送切换指示消息,其中携带UE的标识信息,该标识可以是UE上下文中的S1-AP链接标识,或者其他可以标识UE2的标识信息,如UE的IMSI等。
步骤504,RN根据UE2的标识信息,发起对UE2的切换流程,首先请求测量报告。
步骤505,执行正常的切换过程,该切换过程与现有切换过程完全相同,这里不再赘述。
步骤506,切换完成后,RN向DeNB发送切换完成消息。在正常切换过程中,RN在接收到DeNB发送的切换命令后即可以向DeNB发送切换完成消息;或者,RN在接收到DeNB转发的UE的源MME的UE上下文释放命令后发送切换完成消息。
需要说明的是,步骤406是可选的。也就是说,如果DeNB可以通过其他方式获知UE切换完成,RN可以不向DeNB发送切换完成消息。例如DeNB可以根据在正常切换过程中,源UE的MME发送的切换命令消息,或者源UE的MME发送的UE上下文释放命令判断切换已经完成。
步骤507,DeNB完成所有选择UE的切换过程之后,判断是否要将UE1释放,如果判定为释放,则执行步骤508~步骤509;如果判定为不释放,可能等到接收到MME发起的UE上下文释放命令之后再发起该释放过程。本步骤中,在切换完成后,并不一定会执行UE1的释放(当需要释放UE时,例如后续收到MME发送的UE上下文释放命令,再发起释放,向MME回复UE上下文释放完成消息,执行对UE的释放即可)。
步骤508步骤509,DeNB对需要释放的UE进行释放。
由于该释放过程为现有技术,这里不再赘述其实现细节。
本发明还记载了一种中继系统的过载控制系统,所述系统包括RN、DeNB以及UE;需要说明的是,本发明的中继系统的过载控制系统主要应用于中继通信网络系统中,网络结构以及构成上述网络结构的网元,与现有的网络结构及现有网元都是相同的,其主要区别在于,上述各网元所实现的功能与现有的网元有所不同,并且,上述各网元对消息处理的方式也不同。下面,将主要将与现有网元所实现的不同功能进行描述。
本发明是中继系统的过载控制系统包括RN、DeNB以及UE;其中,DeNB,用于在接收到网络侧发送的卸载消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。
上述DeNB在接收到RN卸载消息后还用于,接收到卸载消息后,根据自身配置的卸载策略确定出需进行切换的UE,向所述RN发送切换指示消息;其中,所述切换指示消息中携带待切换UE的标识信息;
所述RN还用于,根据所述待切换UE的标识信息执行切换;
上述卸载消息为UE上下文释放消息或过载启动消息。
上述卸载消息为UE上下文释放消息时,所述DeNB还用于,确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,向所述网络侧发送UE上下文释放完成消息,并释放通过所述RN接入的剩余UE和/或释放所述RN。
上述卸载消息为过载启动消息时,所述DeNB还用于,确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,判断是否释放通过所述RN接入的剩余UE,是时释放通过所述RN接入的剩余UE。
上述卸载策略为:将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
具体实现时,只要对DeNB、RN进行相应的升级即可实现本发明的技术方案。
本领域技术人员应当理解,上述的网络结构可参见现有协议的网络结构以及图4及图5所示的各网元之间的交互流程而理解。只要能实现本发明的上述技术方案,并不限定具体的实现结构。本发明的系统中的各网元所能实现的功能,具体可参见前述图4及图5所示的各网元之间的交互流程而理解。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种中继系统的过载控制方法,其特征在于,所述方法包括:
供者基站DeNB接收到网络侧发送的卸载消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的UE为:
所述DeNB接收到卸载消息后,根据自身配置的卸载策略确定出需进行切换的UE,向所述RN发送切换指示消息;其中,所述切换指示消息中携带待切换UE的标识信息;
所述RN根据所述待切换UE的标识信息执行切换。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述卸载消息为UE上下文释放消息或过载启动消息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述卸载消息为UE上下文释放消息时,所述方法还包括:
所述DeNB确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,向所述网络侧发送UE上下文释放完成消息,并释放通过所述RN接入的剩余UE和/或释放所述RN。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述卸载消息为过载启动消息时,所述方法还包括:
所述DeNB确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,判断是否释放通过所述RN接入的剩余UE,是时释放通过所述RN接入的剩余UE。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述卸载策略为:
将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述待切换UE的标识信息为:
UE上下文中的S1应用协议S1-AP链接标识,和/或,UE的全球移动用户标识IMSI。
8.一种中继系统的过载控制系统,所述系统包括RN、DeNB以及UE;其特征在于,
DeNB,用于在接收到网络侧发送的卸载消息后,根据自身配置的卸载策略卸载接入到RN的用户设备UE。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述DeNB在接收到RN卸载消息后还用于,接收到卸载消息后,根据自身配置的卸载策略确定出需进行切换的UE,向所述RN发送切换指示消息;其中,所述切换指示消息中携带待切换UE的标识信息;
所述RN还用于,根据所述待切换UE的标识信息执行切换;
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述卸载消息为UE上下文释放消息或过载启动消息。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述卸载消息为UE上下文释放消息时,所述DeNB还用于,确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,向所述网络侧发送UE上下文释放完成消息,并释放通过所述RN接入的剩余UE和/或释放所述RN。
12.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述卸载消息为过载启动消息时,所述DeNB还用于,确定所述RN执行完对待切换UE的切换后,判断是否释放通过所述RN接入的剩余UE,是时释放通过所述RN接入的剩余UE。
13.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述卸载策略为:将处于紧急业务中的UE进行切换,和/或,将处于高于设定等级的业务中的UE进行切换,和/或,将优先级等级高于设定等级的UE进行切换,和/或,随机选择设定数量的UE进行切换。
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