CN104918283B - 一种拥塞控制方法及设备 - Google Patents

一种拥塞控制方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种拥塞控制方法及设备，用以当出现LTE系统的UE拥塞时，保证拥有高优先级业务的UE能够接入并正常进行业务。本发明提供的一种拥塞控制方法，包括：当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源。

Description

一种拥塞控制方法及设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种拥塞控制方法及设备。
背景技术
长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统是一个资源共享的系统，受空口无线资源以及设备硬件资源的限制，当用户设备(User Equipment，UE)达到一定数目时，接入更多的用户将会导致已接入用户的服务质量(Quality of Service，QoS)无法得到保证，从而影响用户体验。针对不同业务类型优先级不同，比如语音、视频通话等业务需要立即执行并且保证一定的传输速率否则影响用户体验，而即时通信等业务的实时性要求不高，允许一定时间的时延。当UE数达到一定数量时，系统需要有方法保证用户的业务体验更好。
现有保证用户体验的方法都是通过在用户接入过程限制用户接入完成，具体包括如下三种方式：
方式一：在无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)连接建立时控制用户总数：
根据经验设定系统允许接入的UE数上限，基站在收到UE的RRC连接建立请求时判断当前已经接入的UE数，如果UE数超过上限则拒绝UE的接入请求。
涉及的协议消息过程参见36.331协议，UE的连接建立请求携带建立原因(establishment Cause)，可以区分请求建立原因为紧急(emergency)、高优先级接入(highPriority Access)、被叫接入(mobile termination Access，mt-Access)、主叫信令(mobile origination Sinalling，mo-Signalling)、主叫数据(mobile originationData，mo-Data)。
方式二：在建立演进的无线接入承载(Evolved Radio Access Bear，ERAB)时控制系统物理资源块(Physical Resource Block，PRB)利用率。
系统设定PRB利用率门限，UE建立ERAB时根据核心网下发的ERAB建立请求中携带的QoS参数，预估UE新接入承载后系统的PRB利用率超过门限，则认为随着UE的移动有可能导致UE的要求的承载QoS不能保证，在初始上下文建立请求和ERAB建立请求中返回失败响应。
涉及的协议消息过程参见36.413协议。
方式三：建立ERAB时基于分配和保持优先级(Allocation and RetentionPriority，ARP)进行抢占。
核心网在建立ERAB承载时可以通过策略和计费规则功能(Policy and ChargingRules Function，PCRF)在每条承载的QoS信息中配置ARP属性，当承载建立时，如果方式二预估PRB超过门限，可以通过基于ARP优先级的抢占策略允许ARP高优先级的业务抢占ARP低优先级的业务资源。ARP属性参见36.413协议。
现有技术中的三种方式分别具有如下缺点：
方式一：根据系统内平均UE数和系统性能设定UE数门限。设定过高起不到控制作用，设置过低系统资源存在浪费。同时在RRC连接建立时限制UE接入，单纯的依赖当前的连接UE数，后接入的UE即使业务优先级再高(非紧急呼叫)也无法接入。因为RRC连接建立请求只能区分UE的接入类型是紧急呼叫、主叫信令、主叫数据还是被叫数据，针对紧急呼叫可以优先接入，但对于主被叫数据不能区分UE是进行语音、视频还是单纯的即时通信业务，不能保证优先级较高的业务优先接入。接入拒绝后UE仍然驻留在本小区，T302定时器超时后会重新发起接入，导致小区一直处于拥塞状态。
方式二：根据承载的QoS要求预估PRB使用情况，只能根据小区的平均频谱效率，如果UE实际使用的PRB资源很少，也可能存在能够进行业务而被拒绝的情况。同样后接入的高优先级的ERAB无法抢占低优先级ERAB。
方式三：在方式二的基础上，需要部署PCRF，对每个UE的每个承载进行配置，配置比较复杂，目前移动网络中所有承载的属性都是相同的。即使配置每个承载ARP的属性，根据每条承载的ARP进行抢占时会抢占其他UE的默认承载，导致UE存在高优先级的业务也会被释放。
综上所述，现有技术中当出现LTE系统的UE拥塞时，无法保证拥有高优先级业务的UE能够接入并正常进行业务。
发明内容
本发明实施例提供了一种拥塞控制方法及设备，用以当出现LTE系统的UE拥塞时，保证拥有高优先级业务的UE能够接入并正常进行业务。
本发明实施例提供的一种拥塞控制方法，包括：
当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；
对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源。
通过该方法，当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区，从而使得拥有高优先级业务的UE能够接入，并且，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源，从而可以保证当出现LTE系统的UE拥塞时，接入的拥有高优先级业务的UE能够正常进行业务。
较佳地，按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测。
较佳地，所述本小区中接入的UE的业务优先级是通过如下方式确定的：
针对本小区中接入的每一UE，将该UE的承载的服务质量级别标识符QCI优先级作为该UE的业务优先级，其中，当该UE占用多个承载时，将该多个承载对应的QCI优先级中最高的QCI优先级作为该UE的业务优先级。
较佳地，所述本小区的承载对应的业务优先级，为所述本小区的承载的QCI优先级。
较佳地，所述按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，具体包括：
按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次检测是否满足如下一个或多个条件：
条件一：该承载的平均速率未达到预设的保障速率；
条件二：该承载的包时延大于或等于预设的时延门限；
条件三：该承载的误码率高于预设的误码率门限；
当该承载满足上述条件之一或组合时，确定该承载不满足服务质量要求。
较佳地，本小区的每一承载的平均速率、包时延、误码率是周期性统计确定的。
较佳地，当本小区中接入的业务优先级最低的UE有多个时，释放本小区中接入的业务优先级最低且物理资源块PRB占用率最高的UE所占用的资源。
较佳地，当确定任一承载不满足服务质量要求时，还包括：通过无线资源控制RRC释放消息，通知所述业务优先级最低的UE在本小区的资源被释放，并且在所述RRC释放消息中携带的空闲态移动控制信息字段中，指示本小区的频点优先级低于异频邻小区的频点优先级。
本发明实施例提供的一种拥塞控制设备，包括：
第一单元，用于当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；
第二单元，用于对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源。
较佳地，所述第二单元按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测。
较佳地，所述第二单元通过如下方式确定所述本小区中接入的UE的业务优先级：
针对本小区中接入的每一UE，将该UE的承载的服务质量级别标识符QCI优先级作为该UE的业务优先级，其中，当该UE占用多个承载时，将该多个承载对应的QCI优先级中最高的QCI优先级作为该UE的业务优先级。
较佳地，所述本小区的承载对应的业务优先级，为所述本小区的承载的QCI优先级。
较佳地，所述第二单元按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测时，具体用于：
按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次检测是否满足如下一个或多个条件：
条件一：该承载的平均速率未达到预设的保障速率；
条件二：该承载的包时延大于或等于预设的时延门限；
条件三：该承载的误码率高于预设的误码率门限；
当该承载满足上述条件之一或组合时，确定该承载不满足服务质量要求。
较佳地，本小区的每一承载的平均速率、包时延、误码率是由所述第二单元周期性统计确定的。
较佳地，当本小区中接入的业务优先级最低的UE有多个时，所述第二单元释放本小区中接入的业务优先级最低且物理资源块PRB占用率最高的UE所占用的资源。
较佳地，当确定任一承载不满足服务质量要求时，所述第二单元还用于：通过无线资源控制RRC释放消息，通知所述业务优先级最低的UE在本小区的资源被释放，并且在所述RRC释放消息中携带的空闲态移动控制信息字段中，指示本小区的频点优先级低于异频邻小区的频点优先级。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种拥塞控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种拥塞控制设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种拥塞控制方法及设备，用以当出现LTE系统的UE拥塞时，保证拥有高优先级业务的UE能够接入并正常进行业务。
下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
参见图1，本发明实施例的一种拥塞控制方法，包括：
S101、当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；
S102、对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源。
通过该方法，当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区，从而使得拥有高优先级业务的UE能够接入，并且，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源，从而可以保证当出现LTE系统的UE拥塞时，接入的拥有高优先级业务的UE能够正常进行业务。
较佳地，按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测。
较佳地，所述本小区中接入的UE的业务优先级是通过如下方式确定的：
针对本小区中接入的每一UE，将该UE的承载的服务质量级别标识符QCI优先级作为该UE的业务优先级，其中，当该UE占用多个承载时，将该多个承载对应的QCI优先级中最高的QCI优先级作为该UE的业务优先级。
每一承载与一QCI一一对应，QCI优先级的高低体现了UE的业务优先级的高低。
较佳地，所述本小区的承载对应的业务优先级，为所述本小区的承载的QCI优先级。
较佳地，所述按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，具体包括：
按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次检测是否满足如下一个或多个条件：
条件一：该承载的平均速率未达到预设的保障速率；
条件二：该承载的包时延大于或等于预设的时延门限；
条件三：该承载的误码率高于预设的误码率门限；
当该承载满足上述条件之一或组合时，确定该承载不满足服务质量要求。
其中，保障速率、时延门限、误码率门限均可以根据实际需求进行设置，本发明实施例不对其取值进行限定。
较佳地，本小区的每一承载的平均速率、包时延、误码率是周期性统计确定的。具体的统计周期可以是根据实际需求进行设置的，本发明实施例不对其取值进行限定。
较佳地，当本小区中接入的业务优先级最低的UE有多个时，释放本小区中接入的业务优先级最低且物理资源块PRB占用率最高的UE所占用的资源。
被释放出的PRB可以被其他UE所使用，从而可以保证高优先级业务的UE可以正常进行业务。
较佳地，当确定任一承载不满足服务质量要求时，还包括：通过无线资源控制RRC释放消息，通知所述业务优先级最低的UE在本小区的资源被释放，并且在所述RRC释放消息中携带的空闲态移动控制信息字段中，指示本小区的频点优先级低于异频邻小区的频点优先级。从而可以使得被释放的UE短时间内不会重新接入到本小区，避免对本小区的拥塞影响。
下面给出一个具体流程的描述。
例如，本发明实施例提供的拥塞控制方法包括：
步骤一：在任一UE接入过程中不做接纳控制，允许UE接入。
步骤二：对本小区中所有UE按照服务质量(Quality of Service，QoS)级别标识符(QoS Class Identifier，QCI)优先级由低到高的顺序进行排队，得到UE队列；当UE有多个承载时，以最高QCI等级作为UE的等级。
步骤三：对本小区中的所有承载按照QCI优先级由高到低的顺序进行排队，得到承载队列。
步骤四：创建秒级周期性定时器(缺省5s)统计本小区每一承载的平均速率、时延(忽略S1口时延)、误码率等QoS信息，和本小区每一UE的实际物理资源块(PhysicalResource Block，PRB)占用率。
步骤五：依照QCI队列顺序检测承载队列中每条承载的QoS是否达到要求，如果发现某条承载不能达到要求，比如平均速率不能达到GBR QoS信息(Information)中的保障速率，或者包时延大于QCI要求的数据包延时预算(Packet Delay Budget)，或者误码率高于数据包丢失(Packet Error Loss)，则从UE队列挑选优先级最低的一个UE进行释放，多个UE优先级相同时选取实际PRB占用率最高的UE。
步骤六：释放步骤五中所选UE时，在无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)释放(Release)消息中携带空闲模式移动控制信息(idleMode Mobility ControlInfo)字段，其中服务小区的频点优先级低于异频邻区的频点优先级，使UE在空闲态重选到其他异频邻区，而不是很快回到本小区接入，避免对本小区的影响。
与上述方法相对应地，参见图2，本发明实施例提供的一种拥塞控制设备，包括：
第一单元11，用于当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；
第二单元12，用于对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源。
较佳地，所述第二单元按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测。
较佳地，所述第二单元通过如下方式确定所述本小区中接入的UE的业务优先级：
针对本小区中接入的每一UE，将该UE的承载的服务质量级别标识符QCI优先级作为该UE的业务优先级，其中，当该UE占用多个承载时，将该多个承载对应的QCI优先级中最高的QCI优先级作为该UE的业务优先级。
较佳地，所述本小区的承载对应的业务优先级，为所述本小区的承载的QCI优先级。
较佳地，所述第二单元按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测时，具体用于：
按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次检测是否满足如下一个或多个条件：
条件一：该承载的平均速率未达到预设的保障速率；
条件二：该承载的包时延大于或等于预设的时延门限；
条件三：该承载的误码率高于预设的误码率门限；
当该承载满足上述条件之一或组合时，确定该承载不满足服务质量要求。
较佳地，本小区的每一承载的平均速率、包时延、误码率是由所述第二单元周期性统计确定的。
较佳地，当本小区中接入的业务优先级最低的UE有多个时，所述第二单元释放本小区中接入的业务优先级最低且物理资源块PRB占用率最高的UE所占用的资源。
较佳地，当确定任一承载不满足服务质量要求时，所述第二单元还用于：通过无线资源控制RRC释放消息，通知所述业务优先级最低的UE在本小区的资源被释放，并且在所述RRC释放消息中携带的空闲态移动控制信息字段中，指示本小区的频点优先级低于异频邻小区的频点优先级。
需要说明的是，本发明实施例中提供的各单元都可以由处理器等实体装置实现，所述的拥塞控制设备，例如可以是网络侧的基站等设备。
综上所述，本发明实施例中，在UE接入时不进行接纳控制，周性性监控业务QoS满足情况，并对所有用户QCI和PRB利用率进行排队，当业务拥塞时释放QCI优先级较低且PRB利用率较高的UE，同时降低此UE在服务小区的频点优先级，因此，本发明相对于现有技术，无需预估用户或资源门限，避免估不准的情况；最大限度使用系统资源，直到无法达到QoS要求；系统拥塞时可以优先保障高优先级用户业务；系统拥塞时降低用户在服务小区优先级，避免用户反复接入服务小区带来信令冲击。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种拥塞控制方法，其特征在于，该方法包括：
当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；
对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源，以及通过无线资源控制RRC释放消息，通知所述业务优先级最低的UE在本小区的资源被释放，并且在所述RRC释放消息中携带的空闲态移动控制信息字段中，指示本小区的频点优先级低于异频邻小区的频点优先级。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述本小区中接入的UE的业务优先级是通过如下方式确定的：
针对本小区中接入的每一UE，将该UE的承载的服务质量级别标识符QCI优先级作为该UE的业务优先级，其中，当该UE占用多个承载时，将该多个承载对应的QCI优先级中最高的QCI优先级作为该UE的业务优先级。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述本小区的承载对应的业务优先级，为所述本小区的承载的QCI优先级。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，具体包括：
按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次检测是否满足如下一个或多个条件：
条件一：该承载的平均速率未达到预设的保障速率；
条件二：该承载的包时延大于或等于预设的时延门限；
条件三：该承载的误码率高于预设的误码率门限；
当该承载满足上述条件之一或组合时，确定该承载不满足服务质量要求。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，本小区的每一承载的平均速率、包时延、误码率是周期性统计确定的。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当本小区中接入的业务优先级最低的UE有多个时，释放本小区中接入的业务优先级最低且物理资源块PRB占用率最高的UE所占用的资源。
8.一种拥塞控制设备，其特征在于，包括：
第一单元，用于当接收到任一用户设备UE的接入本小区的请求时，允许该UE接入本小区；
第二单元，用于对本小区的每一承载依次进行服务质量检测，当确定任一承载不满足服务质量要求时，释放本小区中接入的业务优先级最低的UE所占用的资源，以及通过无线资源控制RRC释放消息，通知所述业务优先级最低的UE在本小区的资源被释放，并且在所述RRC释放消息中携带的空闲态移动控制信息字段中，指示本小区的频点优先级低于异频邻小区的频点优先级。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二单元按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二单元通过如下方式确定所述本小区中接入的UE的业务优先级：
针对本小区中接入的每一UE，将该UE的承载的服务质量级别标识符QCI优先级作为该UE的业务优先级，其中，当该UE占用多个承载时，将该多个承载对应的QCI优先级中最高的QCI优先级作为该UE的业务优先级。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述本小区的承载对应的业务优先级，为所述本小区的承载的QCI优先级。
12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第二单元按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次进行服务质量检测时，具体用于：
按照本小区的承载对应的业务优先级由高到低的顺序，对本小区的每一承载依次检测是否满足如下一个或多个条件：
条件一：该承载的平均速率未达到预设的保障速率；
条件二：该承载的包时延大于或等于预设的时延门限；
条件三：该承载的误码率高于预设的误码率门限；
当该承载满足上述条件之一或组合时，确定该承载不满足服务质量要求。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，本小区的每一承载的平均速率、包时延、误码率是由所述第二单元周期性统计确定的。
14.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，当本小区中接入的业务优先级最低的UE有多个时，所述第二单元释放本小区中接入的业务优先级最低且物理资源块PRB占用率最高的UE所占用的资源。
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