CN107872893B - 一种降低下行公共控制信道负荷的方法及装置 - Google Patents

一种降低下行公共控制信道负荷的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低下行公共控制信道负荷的方法及装置，涉及GMS移动通信技术领域，其方法包括：基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量。本发明通过分级控制CCCH信道的消息发送策略，保证了在重要信息发送得到保证的同时，降低了CCCH信道的负荷，同时保障了GSM系统应对突发的高话务。

Description

一种降低下行公共控制信道负荷的方法及装置
技术领域
本发明涉及GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统)移动通讯技术领域，特别涉及一种降低下行公共控制信道负荷的方法及装置。
背景技术
GSM移动通讯系统曾经是世界上应用最广泛，用户最多的移动通信系统，随着近几年3/4G移动通信的迅猛发展，新的移动系统在无线频带资源上逐渐挤压GSM系统原有的频带空间，未来GSM系统面临在更窄的频段上承载2G系统剩余的语音业务和数据业务话务量。
在部分地区，一方面受限于移动终端的更新速度和新一代无线通信网络建设的进展，原有GSM话务量并没有明显的减少，甚至可能出现季节性的突发性大话务(如节日、聚会等)；另一方面，随着频段的流失，GSM系统的无线资源，无论是业务信道还是控制信道都会减少，无法承载过高的业务数据和控制消息数量。
发明内容
根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是在CCCH(Common ControlChannel，公共控制信道)信道负荷升高时无法保证重要消息的发送。
根据本发明实施例提供的一种降低下行公共控制信道负荷的方法，包括：
基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；
基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；
基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量。
优选地，所述的基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷包括：
基站设备通过对预定时长内CCCH信道上下发的立即指派消息进行统计，得到立即指派消息总和；
基站设备通过对预定时长内CCCH信道上下发的寻呼消息进行统计，得到寻呼消息总和；
基站设备根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷。
优选地，所述的基站设备根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷的计算公式为：
CCCH信道负荷＝(所述立即指派消息总和+寻呼消息总和)/CCCH信道的发送能力。
优选地，所述立即指派消息包括语音业务立即指派消息、数据业务立即指派消息、语音业务立即指派拒绝消息以及数据业务立即指派拒绝消息；所述寻呼消息包括语音业务寻呼消息和数据业务寻呼消息。
优选地，所述的基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略包括：
基站设备将当前CCCH信道负荷与预置的低负荷控制门限和高负荷控制门限进行比较；
基站设备根据比较结果，确定负荷控制子策略。
优选地，所述的基站设备根据比较结果，确定负荷控制子策略包括：
若当前CCCH信道负荷低于所述低负荷控制门限，基站设备则提高当前负荷控制子策略级别；
若当前CCCH信道负荷高于或等于所述低负荷控制门限且低于或等于所述高负荷控制门限，基站设备则保持当前负荷控制子策略级别；
若当前CCCH信道负荷高于所述高负荷控制门限，基站设备则降低当前负荷控制子策略级别。
优选地，所述的基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量包括：
所述负荷控制子策略的级别越高，经由CCCH信道发送寻呼消息和立即指派消息的发送量越高。
根据本发明实施例提供的一种降低下行公共控制信道负荷的装置，包括：
计算模块，用于通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；
确定模块，用于根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；
控制模块，用于根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量。
优选地，所述的计算模块包括：
统计单元，用于通过对预定时长内CCCH信道上下发的立即指派消息进行统计，得到立即指派消息总和，以及通过对预定时长内CCCH信道上下发的寻呼消息进行统计，得到寻呼消息总和；
计算单元，用于根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷。
优选地，所述计算单元的计算公式为：
CCCH信道负荷＝(所述立即指派消息总和+寻呼消息总和)/CCCH信道的发送能力。
根据本发明实施例提供的方案，通过分级控制CCCH信道的消息发送策略，保证了在重要信息发送得到保证的同时，降低了CCCH信道的负荷，同时保障了GSM系统应对突发的高话务。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种降低下行公共控制信道负荷的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种降低下行公共控制信道负荷的装置示意图；
图3是本发明实施例提供的公共控制信道整体控制流程图；
图4是本发明实施例提供的发送策略中第三优先级发送控制的流程图；
图5是本发明实施例提供的BTS(Base Transceiver System，基站设备)向BSC(Base Station Controller，基站控制器)发送第四优先级指示消息的示意图；
图6是本发明实施例提供的BSC配合执行第四优先级下的寻呼消息发送的流程图；
图7是本发明实施例提供的BTS向BSC发送第四优先级取消消息的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的一种降低下行公共控制信道负荷的方法流程图，如图1所示，包括：
步骤S101：基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；
步骤S102：基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；
步骤S103：基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量。
其中，所述的基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷包括：基站设备通过对预定时长内CCCH信道上下发的立即指派消息进行统计，得到立即指派消息总和；基站设备通过对预定时长内CCCH信道上下发的寻呼消息进行统计，得到寻呼消息总和；基站设备根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷。具体地说，所述的基站设备根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷的计算公式为：CCCH信道负荷＝(所述立即指派消息总和+寻呼消息总和)/CCCH信道的发送能力。
其中，所述立即指派消息包括语音业务立即指派消息、数据业务立即指派消息、语音业务立即指派拒绝消息以及数据业务立即指派拒绝消息；所述寻呼消息包括语音业务寻呼消息和数据业务寻呼消息。
其中，所述的基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略包括：基站设备将当前CCCH信道负荷与预置的低负荷控制门限和高负荷控制门限进行比较；基站设备根据比较结果，确定负荷控制子策略。具体地说，所述的基站设备根据比较结果，确定负荷控制子策略包括：若当前CCCH信道负荷低于所述低负荷控制门限，基站设备则提高当前负荷控制子策略级别；若当前CCCH信道负荷高于或等于所述低负荷控制门限且低于或等于所述高负荷控制门限，基站设备则保持当前负荷控制子策略级别；若当前CCCH信道负荷高于所述高负荷控制门限，基站设备则降低当前负荷控制子策略级别。
其中，所述的基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量包括：所述负荷控制子策略的级别越高，经由CCCH信道发送寻呼消息和立即指派消息的发送量越高。
图2是本发明实施例提供的一种降低下行公共控制信道负荷的装置示意图，如图2所示，包括：计算模块201，用于通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；确定模块202，用于根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；控制模块203，用于根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量。
其中，所述的计算模块201包括：统计单元，用于通过对预定时长内CCCH信道上下发的立即指派消息进行统计，得到立即指派消息总和，以及通过对预定时长内CCCH信道上下发的寻呼消息进行统计，得到寻呼消息总和；计算单元，用于根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷。具体地说，所述计算单元201的计算公式为：CCCH信道负荷＝(所述立即指派消息总和+寻呼消息总和)/CCCH信道的发送能力。
根据3GPP TS45002协议的规定，GSM系统中寻呼信道(以下简称PCH)主要发送两大类消息：寻呼消息和立即指派消息，这两类消息的发送数量决定了CCCH信道的负荷。
因为需要在业务小区中下发整个位置区或者路由区的寻呼消息，在全网业务量增加的时候，寻呼消息的数据会非常巨大，会导致CCCH信道配置不足的小区CCCH负荷增高。同样的，在某些特殊场景下，小区的语音和数据业务也会突发性地增高，立即指派消息也会几十倍的增加，导致CCCH负荷增高。
具体的，上述寻呼消息和立即指派消息有以下6种具体类型：
语音业务寻呼消息：消息数量巨大，在GSM系统语音优先的前提下，该消息优先级高，要优先保证发送；
数据业务寻呼消息：消息数量比较少，优先级中；
语音业务立即指派消息：消息数量比较少，优先级高。但是在突发场景下，数量会有一定幅度的增加；
数据业务立即指派消息：消息数量巨大，优先级高。但是在突发场景下，数量会有一定幅度的增加；
语音业务立即指派拒绝消息：消息数量少，优先级低。但是异常场景下，数量会成倍增加；
数据业务立即指派拒绝消息：消息数量少，优先级低。但是异常场景下，数量会成倍增加。
本发明实施例包含以下主要步骤：
(1)BTS在启动时，启动CCCH信道负荷判断定时器，在定时器超时后，计算当前的CCCH信道负荷，根据计算的CCCH信道负荷，确认是否更改当前的CCCH负荷控制策略，在负荷控制策略选择完成后，重启负荷判断周期定时器；
(2)设定双门限控制参数T1、T2(低负荷控制门限为T2，高负荷控制门限为T1)，且0<T2<T1<＝100％；设定如下4种CCCH信道消息发送控制子策略，随着子策略级别的降低，CCCH消息发送量减少，CCCH信道负荷降低；
(2-1)原始策略，CCCH信道中发送所有寻呼消息和立即指派消息；
(2-2)CCCH信道中不发送语音业务立即指派拒绝消息和数据业务立即指派拒绝消息；
(2-3)通过限制数据业务的接入，CCCH信道中进一步降低数据业务立即指派消息的数量；
(2-4)通过向上一级BSC发送寻呼消息发送策略改变的通知消息，让BSC配合BTS设备接收更少的寻呼消息数量。
(3)在每次执行步骤(1)中的信道负荷计算后，按照如下步骤选择对应的负荷控制策略；
(3-1)当前负荷高于设定的门限T1时，按步骤(2)中策略等级选择下一级控制子策略；
(3-2)当前负荷低于或等于设定的门限T1但是高于或等于设定的门限T2时，继续使用当前控制子策略；
(3-3)当前负荷低于设定的门限T2时，将控制子策略回退一步，使用上一级的控制子策略。
图3是本发明实施例提供的公共控制信道整体控制流程图，如图3所示，包括以下步骤：
A、基站设备启动时，设置周期负荷判断定时器T，定时器的长度建议为30-120s，但不限于这个长度；
B、在负荷判断定时器超时的情况下，判断当前下行CCCH信道的负荷，负荷的计算方法是(I+P)/C，其中I是指过去一个判断周期内CCCH上下发的立即指派消息总和，其包括：语音业务立即指派消息、数据业务立即指派消息、语音业务立即指派拒绝消息以及数据业务立即指派拒绝消息。P是指过去一个判断周期内CCCH上下发的寻呼消息总和，其包括：语音业务寻呼消息和数据业务寻呼消息。C是CCCH信道的发送能力，由CCCH信道的配置数量决定。
C、定义CCCH上控制消息发送的优先级如下：
第一优先级：初始发送策略，CCCH的下行消息全部无差别发送；
第二优先级：CCCH信道不发送语音业务立即指派拒绝消息和数据业务立即指派拒绝消息，直接丢弃；
第三优先级：限制部分或者全部分组数据业务的接入(限制的比例可设定)，进一步减少数据业务立即指派消息的数量，降低CCCH信道负荷；
第四优先级：通过向上一级基站控制器(BSC)通知寻呼发送策略改变消息，减少BTS设备接收寻呼消息的数量。
D、在步骤(B)的计算基础上，如果CCCH负荷大于T1，根据当前消息发送策略，按步骤(C)定义的消息发送优先级选择下一优先级来发送消息；
E、在步骤(B)的计算基础上，如果CCCH负荷小于T2，根据当前消息发送策略，按步骤(C)定义的消息发送优先级选择上一优先级来发送消息；
F、在步骤(B)的计算基础上，如果CCCH负荷大于等于T2同时小于等于T1，保持当前消息发送策略，按当前优先级来发送消息；
G、特别的，步骤(D)-(F)中选择的发送策略，对于第三优先级，可以按照设定的分组业务限制比例，再进一步的分为n个子级别，从而实现逐步控制分组接入，逐步降低CCCH负荷的目的，对于第三优先级的各个子级别，在等级上与第一、二、四优先级同等，统一受图3中的控制流程约束。
图4是本发明实施例提供的发送策略中第三优先级发送控制的流程图，如图4所示，发送策略中的第三优先级，可以设定一个分组数据业务接入限制的最高门限M，M大于0小于等于100％，并进一步的将控制级别细分为n个子级别系数M1、M2、M3…、Mn，每个系数Mx表示的比例逐级升高，但是不超过最高门限M。具体的步骤如下：
1、发送策略进入第三控制级别，设定初始控制系数为M1，设置周期负荷判断定时器T，定时器的含义与前述步骤相同；
2、在负荷判断定时器超时的情况下，判断当前下行CCCH信道的负荷，负荷的计算方法同前述整体控制方案中的步骤B；
3、在步骤2的计算基础上，如果CCCH负荷大于T1，并且当前控制系数等级为最高级的Mn，则结束当前第三优先级的控制策略，进入下一级即第四优先级的控制策略。否则，根据当前控制系数Mx提升一级控制系数为Mx+1，继续下一个周期的控制；
4、在步骤2的计算基础上，如果CCCH负荷小于T2，并且当前控制系数等级为最低级的M1，则结束当前第三优先级的控制策略，进入上一级即第二优先级的控制策略。否则，根据当前控制系数Mx降低一级控制系数为Mx-1，继续下一个周期的控制；
5、在步骤2的计算基础上，如果CCCH负荷大于等于T2同时小于等于T1，保持当前控制系数Mx，继续下一个周期的控制；
6、当前控制策略为第三优先级时，用户以信道请求或者EGPRS分组信道请求方式请求接入数据业务时，BTS会根据当前控制系数Mx设定的比例丢弃部分接入请求，后续不再会有这部分请求的数据业务立即指派消息发送，达到降低CCCH信道负荷的目的。
如图5至图7所示，对于上述整体流程中提及的第四优先级的控制策略，需要基站设备(BTS)和基站控制器(BSC)配合使用，具体步骤描述如下：
一、当BTS进入第四优先级别的控制策略时，会向BSC发送“进入第四优先级指示消息”，要求BSC配合执行第四优先级控制策略，BSC会记录所有收到该消息的BTS小区信息，如图5所示；
二、BSC收到核心网的语音业务寻呼消息或数据业务寻呼消息时，会判断当前是否进入第四优先级控制策略；
如果否，会向所有位置区范围内的小区发送语音业务寻呼消息，或者向所有路由区范围内的小区发送数据业务寻呼消息；如果是，则进入下一步骤。
三、BSC继续判断当前寻呼消息是否是IMSI(International Mobile SubscriberIdentification Number，国际移动用户识别码)寻呼；
如果是，会向所有位置区范围内的小区发送语音业务寻呼消息，或者向所有路由区范围内的小区发送数据业务寻呼消息；如果否，则进入下一步骤。
四、语音业务寻呼可以通过消息中的TMSI(Temporary Mobile SubscriberIdentity，临时移动用户标识)，数据业务寻呼消息可以通过消息中的P-TMSI在BSC数据库中进行查询，确认当前寻呼消息是否和要求第四优先级控制策略的小区相关联；
如果否，只向第四优先级策略控制的小区之外的所有小区发送寻呼消息；如果是，只向当前关联小区，同时向第四优先级策略控制的小区之外的所有小区发送寻呼消息。
步骤二-步骤四流程如图6所示：BSC配合执行第四优先级下的寻呼消息发送。
五、当BTS的小区退出第四优先级别的控制策略时，会向BSC发送“取消第四优先级指示消息”，要求BSC退出当前小区第四优先级控制策略执行状态，BSC会删除收到该消息的BTS小区信息，如图7所示。
根据本发明实施例提供的方案，通过采用分级CCCH消息发送策略，可以减少CCCH信道上10％-50％消息发送量，有效降低CCCH信道负荷，从而保证优先级高的语音业务寻呼消息和语音业务立即指派消息的发送，最大限度地提升GSM网络下用户使用体验。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种降低下行公共控制信道负荷的方法，包括：
基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；
基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；
基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量；
所述CCCH是指公共控制信道；
其中，所述的基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷包括：
基站设备根据CCCH信道的发送能力、立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷；
所述立即指派消息包括语音业务立即指派消息、数据业务立即指派消息、语音业务立即指派拒绝消息以及数据业务立即指派拒绝消息；所述寻呼消息包括语音业务寻呼消息和数据业务寻呼消息；
所述控制子策略包括：
第一优先级：初始发送策略，CCCH信道的下行消息全部无差别发送；
第二优先级：CCCH信道不发送语音业务立即指派拒绝消息和数据业务立即指派拒绝消息，直接丢弃；
第三优先级：限制部分或者全部分组数据业务的接入，以减少数据业务立即指派消息的数量，降低CCCH信道负荷；
第四优先级：通过向上一级基站控制BSC通知寻呼发送策略改变消息，以减少BTS设备接收寻呼消息的数量。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的基站设备通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷之前，还包括：
基站设备通过对预定时长内CCCH信道上下发的立即指派消息进行统计，得到立即指派消息总和；
基站设备通过对预定时长内CCCH信道上下发的寻呼消息进行统计，得到寻呼消息总和。
3.根据权利要求2所述的方法，所述的基站设备根据CCCH信道的发送能力以及所述立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷的计算公式为：
CCCH信道负荷＝(所述立即指派消息总和+寻呼消息总和)/CCCH信道的发送能力。
4.根据权利要求2或3所述的方法，所述的基站设备根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略包括：
基站设备将当前CCCH信道负荷与预置的低负荷控制门限和高负荷控制门限进行比较；
基站设备根据比较结果，确定负荷控制子策略。
5.根据权利要求4所述的方法，所述的基站设备根据比较结果，确定负荷控制子策略包括：
若当前CCCH信道负荷低于所述低负荷控制门限，基站设备则提高当前负荷控制子策略级别；
若当前CCCH信道负荷高于或等于所述低负荷控制门限且低于或等于所述高负荷控制门限，基站设备则保持当前负荷控制子策略级别；
若当前CCCH信道负荷高于所述高负荷控制门限，基站设备则降低当前负荷控制子策略级别。
6.根据权利要求5所述的方法，所述的基站设备根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量包括：
所述负荷控制子策略的级别越高，经由CCCH信道发送寻呼消息和立即指派消息的发送量越高。
7.一种降低下行公共控制信道负荷的装置，包括：
计算模块，用于通过对预定时长的CCCH信道负荷进行计算，得到当前CCCH信道负荷；
确定模块，用于根据当前CCCH信道负荷的大小，确定负荷控制子策略；
控制模块，用于根据确定的负荷控制子策略，控制经由CCCH信道发送的寻呼消息和立即指派消息的发送量；
其中，所述计算模块包括：
计算单元，用于根据CCCH信道的发送能力、立即指派消息总和和寻呼消息总和，得到当前CCCH信道负荷；
所述立即指派消息包括语音业务立即指派消息、数据业务立即指派消息、语音业务立即指派拒绝消息以及数据业务立即指派拒绝消息；所述寻呼消息包括语音业务寻呼消息和数据业务寻呼消息；
所述控制子策略包括：
第一优先级：初始发送策略，CCCH的下行消息全部无差别发送；
第二优先级：CCCH信道不发送语音业务立即指派拒绝消息和数据业务立即指派拒绝消息，直接丢弃；
第三优先级：限制部分或者全部分组数据业务的接入，以减少数据业务立即指派消息的数量，降低CCCH信道负荷；
第四优先级：通过向上一级基站控制BSC通知寻呼发送策略改变消息，以减少BTS设备接收寻呼消息的数量。
8.根据权利要求7所述的装置，所述的计算模块包括：
统计单元，用于通过对预定时长内CCCH信道上下发的立即指派消息进行统计，得到立即指派消息总和，以及通过对预定时长内CCCH信道上下发的寻呼消息进行统计，得到寻呼消息总和。
9.根据权利要求8所述的装置，所述计算单元的计算公式为：
CCCH信道负荷＝(所述立即指派消息总和+寻呼消息总和)/CCCH信道的发送能力。
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