CN104244332B - 通信系统中登记拥塞的处理方法 - Google Patents
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Abstract
通信系统中登记拥塞的处理方法，属于通信技术领域。本发明是为了解决现有登记拥塞的处理方法中，移动性管理单元对终端登记信息的处理量大，导致拥塞加重，同时又无法灵活区分终端请求的优先级的问题。该方法通过移动性管理单元管理网络的登记业务，当移动性管理单元检测到自身处于登记拥塞状态时，则根据总体登记业务量周期性的对其所辖的基站的登记量进行分窗，并以基站窗口的形式发送给各对应基站；基站对基站窗口分配延迟时间，超出基站窗口的新到登记不向移动性管理单元上报，减轻网络压力，它能够对潜在的大量后续登记进行动态疏导。本发明用于处理通信系统中出现的登记拥塞。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统中登记拥塞的处理方法，属于通信技术领域。
背景技术
通信系统中在某个时间段内，如集中开机时段或者小区边缘的位置集中更新时段，会在核心网处产生大量登记消息。尤其在专网通信系统中，由于行业用户的特性，如集中的开机或者经常性的位置切换等，会导致通信系统负荷增大，出现消息拥塞。未收到登记应答的终端还会继续发起登记请求，使登记拥塞更加严重。
对于登记拥塞，现有一般的处理方式是由核心网向终端发一个延迟接入的登记响应，终端根据接收到的延迟时间再行登记。
目前在处理终端随机化接入的方法、系统和终端中，当网络负荷过高或者发生拥塞时，网络向一个或多个终端发送延迟接入信息，终端在经过随机延迟接入时间后，再接入到所述网络。这种方法使得大量的在同一时刻请求附着到网络而被网络所拒绝的终端，接收到的实际随机延迟接入时间均匀地分布在一定时间段内，由此保证了终端的二次请求附着信号不会集中在一个相同的时间点上，进而达到了控制随机化接入目的。由于随机延迟接入时间的计算工作并没有放在核心网进行，而减轻了网络负担。
上述方式虽然减少了计算的工作，但所有登记信息还要上报到移动性管理单元，其计算随机的延迟时间的计算量依然很大。移动性管理单元需要对大量终端进行随机化处理，这时其他终端的首次登记还是会到达，会加重拥塞。并且这种随机化处理也无法考虑终端的优先级。
发明内容
本发明目的是为了解决现有登记拥塞的处理方法中，移动性管理单元对终端登记信息的处理量大，导致拥塞加重，同时又无法灵活区分终端请求的优先级的问题，提供了一种通信系统中登记拥塞的处理方法。
本发明所述通信系统中登记拥塞的处理方法，
该方法通过移动性管理单元管理网络的登记业务，当移动性管理单元检测到自身处于登记拥塞状态时，则根据总体登记业务量周期性的对其所辖的基站的登记量进行分窗，并以基站窗口的形式发送给各对应基站；
在每一个周期内，每个基站收到基站窗口消息后，将基站窗口时间段内的终端登记消息上报移动性管理单元，并发送登记拒绝消息给非基站窗口时间段内发送登记消息的终端，该登记拒绝消息中携带一个或多个相应被拒绝终端延迟登记的时间单元，所述时间单元依据每个基站的被拒绝终端总数量及被拒绝终端的优先级将基站窗口进行分割获得；
移动性管理单元实时地根据每个基站业务量的变化动态周期性调整基站窗口，并将变化后的基站窗口通知给相应基站；当移动性管理单元检测到自身拥塞状态解除时，向各个基站发送拥塞解除消息。
以一个基站为例，所述基站窗口包括两个元素，分别为表示时间长度的T1-T2时间段及T1-T2时间段在整体窗口中所占据位置，该所占据位置为T1-T2时间段的起始点和终止点在整体窗口时间段内所处的比例位置；其中T1为基站接收终端登记消息的时间起始点，T2为基站接收终端登记消息的时间终止点；所述基站窗口的划定由移动性管理单元处于拥塞状态前基站的参考登记量与移动性管理单元的参考登记量的比值确定，所述基站的参考登记量为基站在与T1-T2时间段相同长度的时间段内的登记量，移动性管理单元的参考登记量为移动性管理单元在与整体窗口时间段相同长度的时间段内的登记量；所述整体窗口为移动性管理单元所辖的基站的所有基站窗口时间段的长度的总和。
所述基站将在基站窗口T1-T2时间段内收到的终端登记消息上报给移动性管理单元，移动性管理单元开始处理对应的登记消息；
对于在非基站窗口时间段内收到的终端登记消息，基站对相应的被拒绝终端选择对应的时间单元作为再次登记的时间点，并将再次登记的时间点与登记被拒绝消息同时发送给相应终端；所述再次登记的时间点的选择由所述基站窗口的时长和移动性管理单元处于登记拥塞状态前相应时间段内的登记量以及终端优先级确定，该相应时间段是与基站窗口时间段时长相同的时间段；
将再次登记的时间点表示为时间单元TBS1/N，其中TBS1为基站窗口T1-T2时间段的时长，N为所述相应时间段内基站发生登记的终端数量和终端优先级的加权求和：
其中Nms为所述相应时间段内基站发生登记的终端数量，Mk为终端的优先级；
若计算获得的时间单元TBS1/N小于预设置最小登记间隔，则采用最小登记间隔作为时间单元；
由此基站为相应终端在再次登记的时间点之后的基站窗口时段内选择Mk个时间单元作为再次登记时间；
对于在相邻下一基站窗口的时间段内未分配获得时间单元的终端，基站为其分配再相邻下一基站窗口内的Mk个时间单元。
当移动性管理单元在一个周期的整体窗口时间段内检测到某一基站的登记量占比变化超过预设置门限时，移动性管理单元调整基站窗口并在下一周期开始时向各基站发送新的基站窗口。
本发明的优点：本发明方法采用一种拥塞控制方式，在通信系统发生拥塞后，基站对基站窗口分配延迟时间，超出基站窗口的新到登记不向移动性管理单元上报，减轻网络压力。它能够对潜在的大量后续登记进行动态疏导。
其中，基站可灵活地根据优先级对本站下窗口内的终端的延迟接入进行调度。移动性管理单元可以自动调整不同基站的基站窗口。
附图说明
图1是本发明所述通信系统中登记拥塞的处理方法的网络架构图；图中BS表示基站；
图2是基站窗口的划分示意图；
图3是在基站窗口时段内接收登记消息的示意图；
图4是本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1到图4说明本实施方式，本实施方式所述通信系统中登记拥塞的处理方法，
该方法通过移动性管理单元管理网络的登记业务，当移动性管理单元检测到自身处于登记拥塞状态时，则根据总体登记业务量周期性的对其所辖的基站的登记量进行分窗，并以基站窗口的形式发送给各对应基站；
在每一个周期内，每个基站收到基站窗口消息后，将基站窗口时间段内的终端登记消息上报移动性管理单元，并发送登记拒绝消息给非基站窗口时间段内发送登记消息的终端，该登记拒绝消息中携带一个或多个相应被拒绝终端延迟登记的时间单元，所述时间单元依据每个基站的被拒绝终端总数量及被拒绝终端的优先级将基站窗口进行分割获得；
移动性管理单元实时地根据每个基站业务量的变化动态周期性调整基站窗口，并将变化后的基站窗口通知给相应基站；当移动性管理单元检测到自身拥塞状态解除时，向各个基站发送拥塞解除消息。
本实施方式中，当移动性管理单元检测到有达到一定数量的登记消息在量化时间内未被处理或采用其他的量化方式未被处理时，判断产生登记拥塞，并根据登记业务量在一个时间段内对各基站登记进行分窗，移动性管理单元把此分好的基站窗口发送给各基站。基站在收到此消息后只将窗口时间内的登记上报核心网。非窗口时间内拒绝登记，并将此窗口根据此基站下统计的用户量及终端优先级分割成时间单元。将指定的一个或多个时间单元在登记拒绝中发给终端，终端按照一个或多个时间单元，按照优先级，再次发起登记。其中服务质量QoS要求高的或者优先级高的用户基站可考虑分配更多的时间单元。
具体实施方式二：下面结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，以一个基站为例，所述基站窗口包括两个元素，分别为表示时间长度的T1-T2时间段及T1-T2时间段在整体窗口中所占据位置，该所占据位置为T1-T2时间段的起始点和终止点在整体窗口时间段内所处的比例位置；其中T1为基站接收终端登记消息的时间起始点，T2为基站接收终端登记消息的时间终止点；所述基站窗口的划定由移动性管理单元处于拥塞状态前基站的参考登记量与移动性管理单元的参考登记量的比值确定，所述基站的参考登记量为基站在与T1-T2时间段相同长度的时间段内的登记量，移动性管理单元的参考登记量为移动性管理单元在与整体窗口时间段相同长度的时间段内的登记量；所述整体窗口为移动性管理单元所辖的基站的所有基站窗口时间段的长度的总和。
具体实施方式三：下面结合图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式二作进一步说明，所述基站将在基站窗口T1-T2时间段内收到的终端登记消息上报给移动性管理单元，移动性管理单元开始处理对应的登记消息；
对于在非基站窗口时间段内收到的终端登记消息，基站对相应的被拒绝终端选择对应的时间单元作为再次登记的时间点，并将再次登记的时间点与登记被拒绝消息同时发送给相应终端；所述再次登记的时间点的选择由所述基站窗口的时长和移动性管理单元处于登记拥塞状态前相应时间段内的登记量以及终端优先级确定，该相应时间段是与基站窗口时间段时长相同的时间段；
将再次登记的时间点表示为时间单元TBS1/N，其中TBS1为基站窗口T1-T2时间段的时长，N为所述相应时间段内基站发生登记的终端数量和终端优先级的加权求和：
其中Nms为所述相应时间段内基站发生登记的终端数量，Mk为终端的优先级；
若计算获得的时间单元TBS1/N小于预设置最小登记间隔，则采用最小登记间隔作为时间单元；
由此基站为相应终端在再次登记的时间点之后的基站窗口时段内选择Mk个时间单元作为再次登记时间；
对于在相邻下一基站窗口的时间段内未分配获得时间单元的终端，基站为其分配再相邻下一基站窗口内的Mk个时间单元。
移动性管理单元可以根据业务量的变化动态调整基站窗口。移动性管理单元根据配置或依赖于实现的规则对登记业务的变化对窗口分配进行调度，登记业务增加的基站增大窗口，登记减少的减小窗口，并实时地将变化的窗口通知给各基站。
基站收到新的窗口，将在新的窗口进行对未登记的终端进行调度，指定其延迟登记的时间。
当核心网登记拥塞解除，则向管理基站及拥塞管理实体发送拥塞解除消息。
移动性管理单元检测到拥塞产生，向此移动性管理单元服务的基站发送拥塞通知消息，并携带此基站允许登记的时间窗口T1-T2。
如果此基站下的终端在时间窗口T1-T2内发起登记，基站则向移动性管理单元上报此次登记。
在此时间窗口外发起的登记，基站在收到此登记后在下一个时间窗内为其选择再次发起登记的时间点，并在拒绝消息中携带此时间点值。
本实施方式中的计算过程只发生在基站窗口分配以及变化的时候。
具体实施方式四：本实施方式对实施方式三作进一步说明，当移动性管理单元在一个周期的整体窗口时间段内检测到某一基站的登记量占比变化超过预设置门限时，移动性管理单元调整基站窗口并在下一周期开始时向各基站发送新的基站窗口。
某一基站的登记量发生变化分以下两种情况：
一：当移动性管理单元发现某基站的登记量突增或因其他基站登记减少而导致此基站的登记量比例相对之前分配的比例超过一定数值(取决于实现)，移动性管理单元向各基站发送新的基站窗口。
二：当移动性管理单元发现某基站的登记量减少或因其他基站登记增多而导致此基站的登记量比例相对之前分配的比例超过一定数值(取决于实现)，移动性管理单元向各基站发送新的基站窗口。
当移动性管理单元发现拥塞解除，则向管理的各基站发送拥塞解除消息。各基站解除登记拥塞处理。
Claims (3)
1.一种通信系统中登记拥塞的处理方法，
该方法通过移动性管理单元管理网络的登记业务，当移动性管理单元检测到自身处于登记拥塞状态时，则根据总体登记业务量周期性的对其所辖的基站的登记量进行分窗，并以基站窗口的形式发送给各对应基站；
在每一个周期内，每个基站收到基站窗口消息后，将基站窗口时间段内的终端登记消息上报移动性管理单元，并发送登记拒绝消息给非基站窗口时间段内发送登记消息的终端，该登记拒绝消息中携带一个或多个相应被拒绝终端延迟登记的时间单元，所述时间单元依据每个基站的被拒绝终端总数量及被拒绝终端的优先级将基站窗口进行分割获得；
移动性管理单元实时地根据每个基站业务量的变化动态周期性调整基站窗口，并将变化后的基站窗口通知给相应基站；当移动性管理单元检测到自身拥塞状态解除时，向各个基站发送拥塞解除消息；
其特征在于，
所述基站窗口包括两个元素，分别为表示时间长度的T1-T2时间段及T1-T2时间段在整体窗口中所占据位置，该所占据位置为T1-T2时间段的起始点和终止点在整体窗口时间段内所处的比例位置；其中T1为基站接收终端登记消息的时间起始点，T2为基站接收终端登记消息的时间终止点；所述基站窗口的划定由移动性管理单元处于拥塞状态前基站的参考登记量与移动性管理单元的参考登记量的比值确定，所述基站的参考登记量为基站在与T1-T2时间段相同长度的时间段内的登记量，移动性管理单元的参考登记量为移动性管理单元在与整体窗口时间段相同长度的时间段内的登记量；所述整体窗口为移动性管理单元所辖的基站的所有基站窗口时间段的长度的总和。
2.根据权利要求1所述的通信系统中登记拥塞的处理方法，其特征在于，
所述基站将在基站窗口T1-T2时间段内收到的终端登记消息上报给移动性管理单元，移动性管理单元开始处理对应的登记消息；
对于在非基站窗口时间段内收到的终端登记消息，基站对相应的被拒绝终端选择对应的时间单元作为再次登记的时间点，并将再次登记的时间点与登记被拒绝消息同时发送给相应终端；所述再次登记的时间点的选择由所述基站窗口的时长和移动性管理单元处于登记拥塞状态前相应时间段内的登记量以及终端优先级确定，该相应时间段是与基站窗口时间段时长相同的时间段；
将再次登记的时间点表示为时间单元TBS1/N，其中TBS1为基站窗口T1-T2时间段的时长，N为所述相应时间段内基站发生登记的终端数量和终端优先级的加权求和：
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<msub>
<mi>N</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msub>
</munderover>
<msub>
<mi>M</mi>
<mi>k</mi>
</msub>
<mo>,</mo>
</mrow>
其中Nms为所述相应时间段内基站发生登记的终端数量，Mk为终端的优先级；
若计算获得的时间单元TBS1/N小于预设置最小登记间隔，则采用最小登记间隔作为时间单元；
由此基站为相应终端在再次登记的时间点之后的基站窗口时段内选择Mk个时间单元作为再次登记时间；
对于在相邻下一基站窗口的时间段内未分配获得时间单元的终端，基站为其分配再相邻下一基站窗口内的Mk个时间单元。
3.根据权利要求2所述的通信系统中登记拥塞的处理方法，其特征在于，
当移动性管理单元在一个周期的整体窗口时间段内检测到某一基站的登记量占比变化超过预设置门限时，移动性管理单元调整基站窗口并在下一周期开始时向各基站发送新的基站窗口。
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