CN106034327A - 一种基于lte网络的拥塞控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于LTE网络的拥塞控制方法，包括：CC功能实体接收MME发送的UE上下文指示信息；所述CC功能实体根据所述UE上下文指示信息为PI功能实体配置检测信息，并接收所述PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对业务数据进行检测和分析后获取并发送的数据特征及用户体验指标；所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告；所述CC功能实体根据所述空口状态报告以及用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。应用本申请，能够提高拥塞控制的准确性。

Description

一种基于LTE网络的拥塞控制方法和设备

技术领域

本申请涉及无线通信技术，特别涉及基于LTE网络的拥塞控制方法和设备。

背景技术

现代移动通信越来越趋向于为用户提供高速率传输的多媒体业务，如图1所示，为现有的系统架构演进(System Architecture Evolution，SAE)的系统架构图。其中：

用户设备(User Equipment，UE)101是用来接收数据的终端设备。演进通用陆地无线接入网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)102是无线接入网络，其中包括为UE提供接入无线网络接口的宏基站(eNodeB/NodeB)。移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)103负责管理UE的移动上下文、会话上下文和安全信息。服务网关(Serving GateWay，SGW)104主要提供用户平面的功能，MME 103和SGW 104可能处于同一物理实体。分组数据网络网关(Packet DataNetwork GateWay，PGW)105负责计费、合法监听等功能，也可以与SGW 104处于同一物理实体。策略和计费规则功能实体(Policy and Charging Rule Function，PCRF)106提供服务质量(Quality of Service，QoS)策略和计费准则。运营商服务网络107，包括业务服务器，为UE提供业务数据源服务。通用分组无线业务支持节点(ServingGPRS Support Node，SGSN)108是通用移动通信系统(Universal MobileTelecommunications System，UMTS)中为数据的传输提供路由的网络节点设备。归属用户服务器(Home Subscriber Server，HSS)109是UE的家乡归属子系统，负责保护包括用户设备的当前位置、服务节点的地址、用户安全信息、用户设备的分组数据上下文等用户信息。

在LTE网络承载的业务量剧增的趋势下，无线接入网(Radio Access Network RAN)有限的无线资源势必不足以承载业务需求，从而产生拥塞。3GPP在版本13(Rel-13)提出了RAN拥塞感知功能(RAN Congestion Apperceive Function，RCAF)，如图2所示，RCAF从操作管理维护实体(Operation Administration and Maintenance，OAM)收集RAN信息并进行拥塞检测；RCAF通过Nq接口从MME获取拥塞基站或拥塞小区所服务的UE的<IMSI,APN>列表，进而确定服务于这些UE的PCRF；RCAF通过Np接口向PCRF报告RAN用户面拥塞信息(RAN User Congestion Information，RUCI)，包括<eNBId，IMSI，APN，拥塞级别Congestion Level>列表；PCRF依据RUCI进行PDN(Packet Data Network)链接级别的拥塞控制策略判决。

目前OTT(Over The Top)业务爆发式增长，如果LTE网络仅作为业务数据的承载网络或数据管道，运营商将面临不断的扩容，增加资本支出和运营成本，却得不到预期收益。在无线资源有限的情况下，如何对RAN侧进行及时准确的拥塞检测，如何实时地分析出QoE指标，包括识别业务类型，尤其是LTE网络中业务量占70％以上的Mobile Video业务及其带给用户的体验，如何进行合理有效的利用，如何做到用户承载级及业务数据流级别的、精准的拥塞控制，包括对特定承载进行必要的调度优先级或QoS调整，以及对特定业务数据流进行必要的速率限制或门控，如何使LTE网络资源更加智能、充分、有效地利用，缓解拥塞，进而整体改善用户体验，仍在研究中。

发明内容

本申请提供一种基于LTE网络的拥塞控制方法和设备，能够实现高效准确的拥塞控制。

为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：

一种基于长期演进LTE网络的拥塞控制方法，包括：

拥塞控制CC功能实体接收MME发送的用户设备UE上下文指示信息；

所述CC功能实体根据所述UE上下文指示信息为包检测PI功能实体配置检测信息，并接收所述PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对业务数据进行检测和分析后获取并发送的用户体验指标；

所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告；

所述CC功能实体根据所述空口状态报告和所述用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。

较佳地，所述空口状态报告中包括空口资源利用状况和空口信道质量信息。

较佳地，对于承载级拥塞控制，所述确定用户数据传输的调整方式包括：根据所述空口资源利用状况和空口信道质量信息确定承载拥塞状态，并根据所述拥塞状态和所述用户体验指标确定需要调整的用户承载的调度优先级或服务质量QoS。

较佳地，所述空口资源利用状况为用户承载的PRB利用率，所述空口信道质量信息为用户的MPR；

对于业务数据流级拥塞控制，所述确定用户数据传输的调整方式包括：对于所述PRB利用率高于设定的PRB阈值、所述MPR低于设定的MPR阈值且所述用户体验QoE指标低于设定的QoE阈值的用户承载，降低其处理优先级。

较佳地，所述进行相应的调整包括：

所述CC功能实体直接或通过MME向调整的基站发送调度指示消息，用于指示调整后的调度优先级；

所述CC功能实体向PCRF发送所述用户承载的QoS和所述用户业务数据流的速率限制或门控；所述PCRF根据所述CC功能实体发送的信息进行判决后向PGW发送需要调整的业务数据流标识和所述用户速率限制或门控；所述PGW进行相应的业务数据流控制。

较佳地，所述CC功能实体与MME相互独立；

所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告的方式包括：所述CC功能实体通过其与基站间的接口直接从所述基站接收所述空口状态报告；或者，所述基站通过S1-MME接口向所述MME发送所述空口状态报告，所述CC功能实体接收所述MME转发的所述空口状态报告。

较佳地，当需要删除承载时，该方法进一步包括：MME向所述CC功能实体发送UE上下文释放指示，指示需要释放的承载、用户的国际移动用户识别码IMSI，所述CC功能实体根据接收的指示删除相应承载的上下文信息，并通知所述PI功能实体释放与删除的承载对应的检测配置。

较佳地，当需要进行带有业务流模板TFT更新的承载修改时，该方法进一步包括：MME向所述CC功能实体发送UE上下文更新指示，并指示业务数据流的变更信息、承载标识和用户IMSI；所述CC功能实体根据所述UE上下文更新指示对相应的承载和业务数据流的上下文进行更新，并通知所述PI功能实体修改相应承载和进行业务数据流的上下文更新。

较佳地，所述CC功能实体设置在MME中；

所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告包括：所述CC功能实体通过S1-MME接口接收所述基站发送的空口状态报告。

一种基于LTE网络的拥塞控制方法，包括：

PI功能实体接收CC功能实体配置的检测信息；

所述PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对该用户的业务数据进行检测和分析，获取所述业务数据的数据特征和用户体验指标，并将所述用户体验指标上报给CC功能实体，用于CC功能实体进行拥塞控制。

较佳地，所述PI功能实体将所述用户体验指标上报给所述CC功能实体的方式包括：

当所述PI功能实体获取的用户体验指标达到配置的阈值时，向所述CC功能实体上报该用户体验指标；和/或，

所述PI功能实体按照配置的周期，定时上报获取的所述用户体验指标。

较佳地，所述PI功能实体与PGW相互独立设置，或者，所述PI功能实体位于所述PGW中。

一种CC功能实体，包括：MME接口单元、PI接口单元、空口报告接收单元和拥塞控制单元；

所述MME接口单元，用于接收MME发送的UE上下文指示信息；

所述PI接口单元，用于根据所述UE上下文指示信息为PI功能实体配置检测信息，并接收PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对业务数据进行检测和分析后获取并发送的数据特征及用户体验指标；

所述空口报告接收单元，用于接收各个基站发送的空口状态报告，所述空口状态报告包括空口资源利用状况和空口信道质量信息；

所述拥塞控制单元，用于根据所述空口状态报告和用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。

一种PI功能实体，包括：接收单元、检测单元和发送单元；

所述接收单元，用于接收CC功能实体配置的检测信息；

所述检测单元，用于根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对该用户的业务数据进行检测和分析，获取所述业务数据的数据特征和用户体验指标；

所述发送单元，用于将所述用户体验指标上报给CC功能实体，以用于CC功能实体进行拥塞控制。

由上述技术方案可见，通过本发明提供的一种基于LTE网络的拥塞控制方法，由CC功能实体从基站接收空口状态报告，获取空口资源利用状况和空口信道质量信息，从而可以及时准确地检测到RAN的拥塞状况，同时，CC功能实体通过对PI功能实体的检测信息配置，使PI功能实体实时地分析出QoE指标并上报给CC功能实体，从而CC功能实体进行合理有效的利用，达到用户承载级及业务数据流级别的、精准的拥塞控制的目的。

更详细地，具体的拥塞控制可以包括对特定承载进行必要的调度优先级或QoS调整，以及对特定业务数据流进行必要的速率限制或门控，使LTE网络资源更加智能、充分、有效地利用，缓解拥塞，进而整体改善用户体验。

附图说明

图1为现有的SAE系统架构图；

图2为3GPP Rel-13拥塞控制架构示意图；

图3为一种新颖的拥塞控制架构示意图；

图4为本申请中拥塞控制方法的基本流程示意图；

图5为CC/PI功能实体独立部署的承载级拥塞控制流程实施例示意图；

图6为CC/PI功能实体独立部署的业务数据流级拥塞控制流程实施例示意图；

图7为MME和CC功能实体合设的承载级拥塞控制流程实施例示意图；

图8为CC/PI功能实体独立部署的承载删除流程实施例示意图；

图9为CC/PI功能实体独立部署的带有TFT更新的承载修改流程实施例示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

在本申请中为更好地实现拥塞控制，引入两个功能实体，分别为拥塞控制(CC)功能实体和包检测(PI)功能实体。引入该两个功能实体后的系统结构示意图如图3所示。其中，基站(eNodeB)实现对用户空口状态的检测和上报；PI功能实体对业务数据进行检测分析获取用户体验(Quality of Experience,QoE)指标并上报；CC功能实体，包含Rel-13中RCAF收集RAN侧拥塞信息的功能，但信息直接来源于基站对空口及时准确的拥塞检测，而不是OAM，即CC功能实体根据基站和PI功能实体上报的信息对承载(Bearer)及业务数据流(Service Dada Flow,SDF)进行必要的判决和管控。这里，需要说明的是，为描述和理解方便，图3中CC功能实体PI功能实体是独立标记的，事实上，CC功能实体和PI功能实体既可以是单独的物理实体，也可以是设置在其他物理实体中的功能模块。具体地，CC功能实体可以是独立的物理实体，或者也可以是设置在MME中的功能模块，当然也可以设置在其他物理实体中；PI功能可以是独立的物理实体，或者也可以是设置PGW中的功能模块，当然也可以设置在其他物理实体中。

基于上述图3所示的系统结构，图4为本申请中基于LTE网络的拥塞控制方法的基本流程示意图。如图4所示，该方法包括：

步骤401，对于已经建立的承载，CC功能实体接收MME发送的UE的上下文指示信息。

步骤402，CC功能实体根据UE上下文指示信息向PI功能实体配置检测信息。

步骤403，PI功能实体接收CC功能实体发送的检测信息并进行保存。

步骤404，PI功能实体根据检测信息中包括的用户及承载信息对业务数据进行检测和分析，获取数据特征及用户体验指标后上报给CC功能实体。

步骤405，CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告。

其中，优选地，该空口状态报告可以包括空口资源利用状况和空口质量信息。

步骤406，CC功能实体根据空口状态报告和用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。

至此，本申请中的拥塞控制方法的基本流程结束。其中，步骤405的操作和步骤402-404的操作可以是并行进行，或者也可以以任意先后顺序执行。在上述流程中，PI功能实体根据CC功能实体配置的检测信息，通过对业务数据的分析获取用户体验指标并上报；CC功能实体从基站获取空口状态报告，并从PI功能实体获取用户体验指标，据此来进行准确的拥塞检测，而实现相应的拥塞控制。在图4所示的方法流程中，为描述方便起见，从多个实体交互的角度描述了整个方法流程。事实上，上述步骤401、步骤402、步骤405和步骤406的处理构成了CC功能实体的拥塞控制方法，步骤403和步骤404的处理构成了PI功能实体的拥塞控制方法。两方面相互配合，实现了更加准确的拥塞控制。

如前所述，本申请中，CC功能实体和PI功能实体可以是独立的物理实体，也可以与其他实体合设，同时，系统的拥塞控制也分为承载级的拥塞控制和数据流级的拥塞控制。下面，针对CC/PI功能实体的不同位置和拥塞控制的不同类别，对本申请的方法实现分别进行详细描述，其中，仍然通过多个实体交互的形式进行描述。

图5为本申请所提供的方法中关于CC/PI功能实体独立部署的承载级拥塞控制流程实施例。其中，CC功能实体与MME之间可以采用Nq接口，CC功能实体与PCRF之间可以采用基于Diameter协议的Np接口，CC功能实体与PI功能实体之间可以采用基于GTP的Pi接口，CC功能实体与基站之间可以采用基于GTP的Ce接口直接通信，或通过MME与基站间接通信。图5所示的方法流程包括以下步骤：

步骤501，通过现有的承载建立过程完成承载的建立；

步骤502，MME通过Nq接口向CC功能实体发送新增的UE上下文指示消息。

在UE上下文指示消息中携带内容可以包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID,IMSI,Bearer_Id,UEIP,QoS>；

步骤503，CC功能实体保存UE标识IMSI与<Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID>之间的映射关系及UE相关上下文信息。

因基站侧采用eNB_UE_S 1AP_ID标识UE，而核心网侧主要以IMSI标识UE，为便于相互通信，CC功能实体保存UE标识IMSI与<Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID>之间的映射关系。

步骤504，CC功能实体通过Pi接口向PI功能实体发送检测信息配置消息，携带<Message_Type,IMSI,Bearer_Id,UEIP>。

步骤505，PI功能实体收到检测信息配置消息后，根据相关用户和承载信息，对业务数据进行检测和分析，在识别业务类型的基础上，获得数据特征及用户体验指标。

步骤506，PI功能实体向CC功能实体报告用户体验指标。

PI功能实体上报的用户体验指标可以根据拥塞控制的需求进行设置，或者也可以将获取的所有用户体验指标上报给CC功能实体，由CC功能实体根据拥塞控制的需求选择相应指标。对于承载级拥塞控制，与之相关的用户体验指标可以包括诸如承载的业务类型，视频业务的编码率(Encode Rate)及UE已缓存数据的可播放时间(Buffer Level)等的信息。

PI功能实体可以通过新增的Pi接口消息将用户体验指标报给CC功能实体，上报方式包括但不限于：

1)事件触发上报

PI功能实体对特定的用户承载或业务数据流深度分析，得到其用户体验指标，当指标达到所配置的阈值时，触发PI功能实体向CC功能实体上报QoE指标。

2)周期性上报

PI功能实体对特定的用户承载或业务数据流深度分析，得到其用户体验指标，根据配置的周期，定期上报给CC功能实体。

步骤507，基站每个发送时间间隔(TTI)收集承载级的PRB利用率，然后根据配置的周期，对PRB利用率进行平滑/平均计算，并根据UE上报的信道质量指示(CQI)确定其调制编码率MPR。

如前所述，空口状态报告包括空口资源利用状况和空口信道质量信息。本实施例中，利用用户承载的PRB利用率表示空口资源利用状况，利用用户的MPR作为空口信道质量信息。因此，本步骤中，基站确定PRB利用率和MPR，为发送空口状态报告做准备。当然，空口资源利用状况和空口信道质量信息也可以利用其它形式的信息表示，本申请对此不作限定，只要能够表征空口资源利用状况和空口信道质量即可。

步骤508，CC功能实体从各个基站接收空口状态报告。

其中，对于PRB利用率达到所配置的PRB利用率阈值的用户及承载，基站向CC功能实体上报其相关UE级的MPR及承载级的PRB利用率信息。根据CC功能实体与基站间的不同接口方式，CC功能实体可以采用如下两种方法之一实现空口状态报告的接收：

一、如果CC功能实体与基站之间采用基于GTP的Ce接口直接通信，步骤508包括步骤508a操作：

步骤508a，基站发送空口状态报告消息给CC功能实体，携带内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID,MPR,Bearer_Id,PRB_Usage>列表信息。

二、如果CC功能实体通过MME与基站间接通信，步骤508包括如下步骤508b和509b的操作：

步骤508b，基站通过S1-MME接口向MME发送新增的空口状态报告消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID,MPR,Bearer_Id,PRB_Usage>列表信息；

步骤509b，MME将相关信息通过Nq接口新增的UE资源状态报告消息转发给CC功能实体；

通过上述步骤506和508的处理CC功能实体得到基站和PI功能实体上报的相关用户承载信息后，本方法的流程进一步包括：

步骤510，CC功能实体综合考虑各基站、各用户及各承载的空口状态和用户体验指标，做出判决，确定需要调整的用户承载的调度优先级或QoS，即<Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID/IMSI,Bearer_Id,Priority_Level/QoS>。

这里，CC功能实体根据空口资源利用状况和空口信道质量信息(例如用户承载的PRB利用率和用户的MPR)确定用户承载的拥塞状态，并根据拥塞状态和用户体验指标确定需要调整的用户承载的调度优先级或QoS。例如，对于PRB利用率很高、MPR很低且QoE指标很差的用户承载，可以降低其处理优先级；具体地，可以对PRB利用率高于设定PRB阈值、MPR低于设定的MPR阈值且QoE指标低于设定QoE阈值的用户承载，降低其处理优先级。

步骤511，CC功能实体对需要调整的用户承载的数据传输进行调整。

本步骤中对数据传输进行调整的方式可以包括如下两种：

一、如果CC功能实体希望通过已确定的用户承载的调度优先级直接作用于基站的MAC调度器，则由CC功能实体将指示调整方式的调度指示消息发送给相应基站；这里，如果CC功能实体与基站之间采用基于GTP的Ce接口直接通信，则步骤511的处理包括：

步骤511a，CC功能实体发送调度指示消息给基站，携带内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S 1AP_ID,Bearer_Id,Priority_Level>列表信息；

如果CC功能实体通过MME与基站间接通信，则步骤511的处理包括：

步骤511b，CC功能实体通过Nq接口新增的调度指示消息发送给MME，携带内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S 1AP_ID,Bearer_Id,Priority_Level>列表信息；

步骤512b，MME将相关信息通过S1-MME接口新增的调度指示消息转发给基站；

当通过步骤511a或者步骤511b-512b的处理基站收到调度指示消息后，继续执行步骤513，根据调度指示消息，对特定用户的承载采用指定的优先级进行调度，并结束本流程。

二、如果希望LTE网络通过CC功能实体已确定的用户承载的QoS提供相应的服务，则步骤511的处理可以通过如下步骤514-519的具体流程来实现：

步骤514，对现有的Np接口消息ARR(Aggregated RUCI Report，聚合无线接入网用户面拥塞信息报告)进行增强，包含<IMSI,Bearer_Id,QoS>列表信息，CC功能实体发送ARR消息给PCRF；

步骤515，PCRF参考来自CC功能实体的ARR消息携带的用户承载及QoS，进行策略判决后通过现有RAR(Re-Auth-Request，重授权请求)消息，携带QoS-Information，发送给PGW(PCEF)；

步骤516，PCRF向CC功能实体回复ARA(Aggregated RUCI ACK，聚合无线接入网用户面拥塞信息应答)消息；

步骤517，PGW(PCEF)向PCRF回复RAA(Re-Auth-Answer，重授权应答)消息；

步骤518，PGW发起带有QoS更新的承载修改流程；

步骤519，新的承载QoS策略控制下的下行数据传输，并结束本流程。

通过上述图5所示的方法，可以实现CC和PI功能实体独立部署的承载级的拥塞控制。

图6为本申请所提供的方法中关于CC/PI功能实体独立部署的业务数据流级拥塞控制流程实施例。包括以下步骤：

步骤601，同步骤501～504。

步骤602，PI功能实体收到检测信息配置消息后，对业务数据进行检测和分析，在识别业务类型的基础上，获得数据特征及用户体验指标。

步骤603，PI功能实体向CC功能实体报告用户体验指标。

PI功能实体上报的用户体验指标可以根据拥塞控制的需求进行设置或者也可以将获取的所有用户体验指标上报给CC功能实体，由CC功能实体根据拥塞控制的需求选择相应指标。本实施例进行的是数据流级的拥塞控制，因此，与之相关的用户体验指标包括业务数据流标识(SdfId，由数据源IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口号构成)、业务类型，比如视频业务的编码率(Encode Rate)及UE已缓存数据的可播放时间(Buffer Level)等。

步骤604，同步骤507～509；

步骤605，CC功能实体综合考虑各基站、各用户、各承载的空口状态和用户体验指标，做出判决，确定需要调整的用户承载的具体调整指标。

这里，CC功能实体根据空口资源利用状况和空口信道质量信息(例如用户承载的PRB利用率和用户的MPR)确定用户承载的拥塞状态，并根据该拥塞状态和用户体验指标确定需要调整的用户承载的调度优先级和QoS，和，确定业务数据流级的速率限制及门控，例如确定出<Global_eNB_ID,eNB_UE_S 1AP_ID/IMSI,Bearer_Id,Priority_Level，QoS，SdfId，MBR(最大比特率)/Gating(门控)>；举个简单的例子，对于PRB利用率很高、MPR很低且QoE指标很差的业务数据流(SDF，Service Data Flow)，可以采用速率限制或门控手段；具体地，可以对PRB利用率高于设定PRB阈值、MPR低于设定的MPR阈值且QoE指标低于设定QoE阈值的SDF，采用速率限制或门控手段。

步骤606，同步骤511～513；

为实现业务数据流级的调整，例如对业务数据流进行速率限制和门控，则需要通过如下步骤607～610的操作实现数据流传输的调整：

步骤607，对现有的Np接口消息ARR(Aggregated RUCI Report)进行增强，包含<IMSI,Bearer_Id,QoS，SdfId，MBR/Gating>列表信息，CC功能实体发送ARR消息给PCRF；

步骤608，PCRF参考来自CC功能实体的ARR消息携带的信息，进行策略判决后通过现有RAR(Re-Auth-Request)消息，携带Flow-Information,Flow-Status,QoS-Information，发送给PGW(PCEF)；

步骤609，同步骤416～418；

步骤610，新的业务数据流策略控制下的下行数据传输。

通过上述方法，可以实现CC和PI功能实体独立部署的业务数据流级的拥塞控制。

图7为本申请所提供的方法中关于CC和MME实体合设而PI独立设置的承载级拥塞控制流程实施例，与图5相比，主要差别在于CC功能实体和MME之间采用内部交互，MME/CC联合体和基站之间通过S 1-MME接口通信。具体包括以下步骤：

步骤701，通过现有的承载建立过程完成承载的建立；

步骤702，MME/CC联合体保存UE标识映射关系及UE相关上下文信息，内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID,IMSI,Bearer_Id,UEIP,QoS>；

步骤703，同步骤504～507；

步骤704，基站通过S 1-MME接口向MME/CC联合体发送新增的空口状态报告消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID,MPR,Bearer_Id,PRB_Usage>列表信息；

步骤705，同步骤510；

步骤706，MME/CC联合体通过S1-MME接口向基站发送新增的调度指示消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,Global_eNB_ID,eNB_UE_S1AP_ID,Bearer_Id,Priority_Level>列表信息；

步骤707，同步骤513～519。

通过上述方法，可以实现CC功能实体和MME合设而PI独立设置的承载级拥塞控制。

图8为本申请所提供的方法中关于CC/PI功能实体独立部署的承载删除流程实施例。包括以下步骤：

步骤801，通过现有的承载释放过程完成对现有实体的承载释放；

步骤802，MME通过Nq接口向CC功能实体发送新增的UE上下文释放指示消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,IMSI,Bearer_Id>；CC功能实体删除相应承载的上下文信息；

步骤803，CC功能实体通过Np接口向PI功能实体发送新增的检测配置信息释放消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,IMSI,Bearer_Id>；PI功能实体删除相应承载的检测配置上下文信息。

通过上述方法，可以实现CC和PI功能实体独立部署场景下的承载释放；如果CC功能实体与MME合设，或PI功能实体与PGW合设，则由MME/CC联合体或PGW/PI联合体完成承载释放。

图9为本申请所提供的方法中关于CC/PI功能实体独立部署的带有TFT更新的承载修改流程实施例。包括以下步骤：

步骤901，通过现有的承载修改过程完成对现有实体的承载更新；

步骤902，MME通过Nq接口向CC功能实体发送新增的UE上下文更新消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,IMSI,Bearer_Id,Sdf-Info>，其中Sdf-Info是MME根据变更的TFT解析得到的业务数据流的变更信息，包括该承载对应业务数据流信息的增加、替换、删除等；CC功能实体根据Sdf-Info对相应承载及业务数据流上下文进行更新；

步骤903，CC功能实体通过Np接口向PI功能实体发送新增的检测配置信息更新消息，携带内容包括但不限于<Message_Type,IMSI,Bearer_Id,Sdf-Info>；PI功能实体根据Sdf-Info对相应承载及业务数据流上下文进行更新。

通过上述方法，可以实现CC和PI功能实体独立部署场景下的带有TFT更新的承载修改，包括该承载对应业务数据流信息的增加、替换、删除等；如果CC功能实体与MME合设，或PI功能实体与PGW合设，则由MME/CC联合体或PGW/PI联合体完成承载修改。

对于如下几种场景的承载级及业务数据流级的拥塞控制相关流程，可以参考图5～图9，主要差别如下：

1)CC功能实体与MME独立设置，PI功能实体和PGW合并设置

与PI功能实体或PGW有接口的实体，将直接与PGW/PI联合体进行交互；PGW/PI联合体兼有PGW和PI功能实体的功能；PI功能实体与PGW之间采用内部交互。

2)CC功能实体与MME合并设置，PI功能实体和PGW合并设置

与CC功能实体或MME有接口的实体，将直接与MME/CC联合体进行交互；MME/CC联合体兼有MME和CC功能实体的功能；CC功能实体与MME之间采用内部交互。与PI功能实体或PGW有接口的实体，将直接与PGW/PI联合体进行交互；PGW/PI联合体兼有PGW和PI功能实体的功能；PI功能实体与PGW之间采用内部交互。

上述为本申请中方法的具体实现。本申请还提供了CC功能实体和PI功能实体，可以用于实施上述方法。

具体地，本申请提供的CC功能实体包括：MME接口单元、PI接口单元、空口报告接收单元和拥塞控制单元。

其中，MME接口单元，用于接收MME发送的UE上下文指示信息。PI接口单元，用于根据所述UE上下文指示信息为PI功能实体配置检测信息，并接收PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户承载信息对业务数据进行检测和分析后获取并发送的数据特征及用户体验指标。空口报告接收单元，用于接收各个基站发送的空口状态报告，空口状态报告包括空口资源利用状况和空口信道质量信息。拥塞控制单元，用于根据空口状态报告和用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。

本申请提供的PI功能实体包括：接收单元、检测单元和发送单元。

其中，接收单元，用于接收CC功能实体配置的检测信息。检测单元，用于根据所述检测信息中包括的用户承载信息对该用户的业务数据进行检测和分析，获取所述业务数据的数据特征和用户体验指标。发送单元，用于将用户体验指标上报给CC功能实体，以用于CC功能实体进行拥塞控制。

通过上述方法，可以及时准确地检测到RAN的拥塞状况，并实时地分析出QoE指标，从而进行合理有效的利用，达到用户承载级及业务数据流级别的、精准的拥塞控制的目的，包括对特定承载进行必要的调度优先级或QoS调整，以及对特定业务数据流进行必要的速率限制或门控，使LTE网络资源更加智能、充分、有效地利用，缓解拥塞，进而整体改善用户体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (17)

1.一种基于长期演进LTE网络的拥塞控制方法，其特征在于，包括：

拥塞控制CC功能实体接收MME发送的用户设备UE上下文指示信息；

所述CC功能实体根据所述UE上下文指示信息为包检测PI功能实体配置检测信息，并接收所述PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对业务数据进行检测和分析后获取并发送的用户体验指标；

所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告；

所述CC功能实体根据所述空口状态报告和所述用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空口状态报告中包括空口资源利用状况和空口信道质量信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于承载级拥塞控制，所述确定用户数据传输的调整方式包括：根据所述空口资源利用状况和空口信道质量信息确定承载拥塞状态，并根据所述拥塞状态和所述用户体验指标确定需要调整的用户承载的调度优先级或服务质量QoS。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空口资源利用状况为用户承载的PRB利用率，所述空口信道质量信息为用户的MPR；

对于承载级拥塞控制，所述确定用户数据传输的调整方式包括：对于所述PRB利用率高于设定的PRB阈值、所述MPR低于设定的MPR阈值且所述用户体验QoE指标低于设定的QoE阈值的用户承载，降低其处理优先级。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述进行相应的调整包括：

所述CC功能实体直接或通过移动管理实体MME向调整的基站发送调度指示消息，用于指示调整后的调度优先级；或者，

所述CC功能实体向策略和计费规则功能实体PCRF发送调整后的用户承载的QoS信息；所述PCRF根据所述QoS信息进行判决后向分组数据网络网关PGW发送所述QoS信息；所述PGW发起带有QoS更新的承载修改流程。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于业务数据流级拥塞控制，所述确定用户数据传输的调整方式包括：根据所述空口资源利用状况和空口信道质量信息确定用户承载的拥塞状态，并根据所述拥塞状态和所述用户体验指标确定需要调整的用户承载的调度优先级和QoS，以及确定需要调整的用户业务数据流的速率限制或门控。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空口资源利用状况为用户承载的PRB利用率，所述空口信道质量信息为用户的MPR；

对于业务数据流级的拥塞控制，所述确定用户数据传输的调整方式包括：对PRB利用率高于设定PRB阈值、MPR低于设定的MPR阈值且QoE指标低于设定QoE阈值的业务数据流SDF，采用速率限制或门控手段。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述进行相应的调整包括：

所述CC功能实体直接或通过MME向调整的基站发送调度指示消息，用于指示调整后的调度优先级；

所述CC功能实体向PCRF发送所述用户承载的QoS和所述用户业务数据流的速率限制或门控；所述PCRF根据所述CC功能实体发送的信息进行判决后向PGW发送需要调整的业务数据流标识和所述用户速率限制或门控；所述PGW进行相应的业务数据流控制。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CC功能实体与MME相互独立；

所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告的方式包括：所述CC功能实体通过其与基站间的接口直接从所述基站接收所述空口状态报告；或者，所述基站通过S1-MME接口向所述MME发送所述空口状态报告，所述CC功能实体接收所述MME转发的所述空口状态报告。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当需要删除承载时，该方法进一步包括：MME向所述CC功能实体发送UE上下文释放指示，指示需要释放的承载、用户的国际移动用户识别码IMSI，所述CC功能实体根据接收的指示删除相应承载的上下文信息，并通知所述PI功能实体释放与删除的承载对应的检测配置。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，当需要进行带有业务流模板TFT更新的承载修改时，该方法进一步包括：MME向所述CC功能实体发送UE上下文更新指示，并指示业务数据流的变更信息、承载标识和用户IMSI；所述CC功能实体根据所述UE上下文更新指示对相应的承载和业务数据流的上下文进行更新，并通知所述PI功能实体修改相应承载和进行业务数据流的上下文更新。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CC功能实体设置在MME中；

所述CC功能实体接收各个基站发送的空口状态报告包括：所述CC功能实体通过S1-MME接口接收所述基站发送的空口状态报告。

13.一种基于LTE网络的拥塞控制方法，其特征在于，包括：

PI功能实体接收CC功能实体配置的检测信息；

所述PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对该用户的业务数据进行检测和分析，获取所述业务数据的数据特征和用户体验指标，并将所述用户体验指标上报给CC功能实体，用于CC功能实体进行拥塞控制。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述PI功能实体将所述用户体验指标上报给所述CC功能实体的方式包括：

当所述PI功能实体获取的用户体验指标达到配置的阈值时，向所述CC功能实体上报该用户体验指标；和/或，

所述PI功能实体按照配置的周期，定时上报获取的所述用户体验指标。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述PI功能实体与PGW相互独立设置，或者，所述PI功能实体位于所述PGW中。

16.一种CC功能实体，其特征在于，包括：MME接口单元、PI接口单元、空口报告接收单元和拥塞控制单元；

所述MME接口单元，用于接收MME发送的UE上下文指示信息；

所述PI接口单元，用于根据所述UE上下文指示信息为PI功能实体配置检测信息，并接收PI功能实体根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对业务数据进行检测和分析后获取并发送的数据特征及用户体验指标；

所述空口报告接收单元，用于接收各个基站发送的空口状态报告，所述空口状态报告包括空口资源利用状况和空口信道质量信息；

所述拥塞控制单元，用于根据所述空口状态报告和用户体验指标确定用户数据传输的调整方式并进行相应的调整。

17.一种PI功能实体，其特征在于，包括：接收单元、检测单元和发送单元；

所述接收单元，用于接收CC功能实体配置的检测信息；

所述检测单元，用于根据所述检测信息中包括的用户及承载信息对该用户的业务数据进行检测和分析，获取所述业务数据的数据特征和用户体验指标；

所述发送单元，用于将所述用户体验指标上报给CC功能实体，以用于CC功能实体进行拥塞控制。