CN1842024A - 无线网络控制器存储资源监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线网络控制器存储资源监控方法，包括：设定至少一个缓存占用门限及对应的保持时间门限；实时监测所述存储资源占用率及其保持时间；当存储资源占用率及其保持时间大于缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，按照缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对存储资源的占用。本发明还公开了一种无线网络控制器存储资源监控系统，包括：无线接入承载管理模块，准入控制模块，门限配置模块，内存监测模块和比较模块。利用本发明，可以避免或缓解因业务量过大或用户异常而引起的缓存溢出的情况，进一步提高用户数据传输性能。

Description

无线网络控制器存储资源监控方法及系统

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种无线网络控制器存储资源监控方法及系统。

背景技术

WCDMA(宽带码分多址)作为第三代移动通信标准之一，由CN(核心网)、UTRAN(通用移动通信系统地面无线接入网)和UE(用户设备)组成。CN负责处理与外部网络之间的呼叫和数据连接的交换和路由选择。UTRAN处理所有与无线接入相关的功能。UE则是与用户的接口。CN与UTRAN之间的接口称为Iu接口，UTRAN与UE之间的接口称为Uu接口。

UTRAN结构如图1所示：

UTRAN包括许多通过Iu接口连接到CN的RNS(无线网络系统)。一个RNS包括一个RNC(无线网络控制器)和一个或多个Node B(基站)。RNC可以通过Iur接口与另一个RNC相连。RNC与Node B之间通过Iub接口相连。

RNC作为无线网络控制设备，需要为所有接入的UE提供存储资源。由于分组业务的速率变化范围很大，如果RNC采用按照最大速率为每个用户分配资源的策略，势必造成资源的浪费，因此RNC通常采用资源共享机制，所有用户共享内存资源。

在3GPP(第三代合作伙伴项目)协议中，WCDMA系统的无线接口协议分为三层：物理层、数据链路层和网络层。数据链路层由4个子层组成，分别为：MAC(媒体接入控制)层、RLC(无线链路控制)层、BMC(广播/多点传送控制层)层、PDCP(分组数据会聚协议)层。其中，MAC层主要完成数传过程中逻辑信道到传输信道的映射，并且在控制面的指示下完成部分无线资源重配置和测量的功能；RLC层主要提供透明、非确认和确认三种模式的数据传输，分别对应于不同的数传质量要求，其中确认模式提供滑窗机制保证数据的无错发送。

处理分组业务时，对于下行数据，CN(核心网)发送给RNC的数据在PDCP进行头压缩等处理后，发送给RLC进行缓存；RLC收到MAC的指示后，对缓存的数据进行分段/级联，并按照MAC指示的数据量发送给MAC，再由MAC通过Iub接口发送给NodeB(基站)，NodeB在确定的发送时刻将数据发送给UE(用户终端)，其中，NodeB和UE交换存储的数据量都比较少，下行数据主要缓存在RNC的RLC层；对于上行数据，数据传输方向相反，但过程基本相同，主要由UE的RLC层进行数据的缓存。

可见，当高层数据流量大于MAC指示流量时，而RLC没有配置超时丢弃，或者出现用户面异常导致数据无法下发，数据就会在RLC层累积，就可能会使内存溢出，业务数据丢失，影响用户业务的服务质量。目前，3GPP协议并没有对如何进行内存监测以及预防和解决内存溢出的问题提供具体方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线网络控制器存储资源监控方法，以克服现有技术中在RLC层未配置超时丢弃功能时产生内存溢出的缺点，保证用户数据传输性能。

本发明的另一个目的是提供一种无线网络控制器存储资源监控系统，以控制用户数据传输时对RLC存储资源的占用，避免因业务量过大或用户异常而引起的缓存溢出。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种无线网络控制器存储资源监控方法，包括：

A、设定至少一个缓存占用门限及对应的保持时间门限；

B、实时监测所述存储资源占用率及其保持时间；

C、当所述存储资源占用率及其保持时间大于所述缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，按照所述缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对所述存储资源的占用。

所述方法还包括：

当设定有多个缓存占用门限及对应的保持时间门限时，依次检查所述存储资源占用率及其保持时间是否大于所述设定的多个缓存占用门限及其对应的保持时间门限；

在上述检查过程中，如果所述存储资源占用率及其保持时间大于所述设定的多个缓存占用门限及其对应的保持时间门限，则按照所述缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对所述存储资源的占用。

可选地，所述步骤C包括：当所述存储资源占用率及其保持时间大于第一缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，选择优先级最低的用户发起分组业务释放。

可选地，所述步骤C还包括：当所述存储资源占用率及其保持时间大于第二缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，选择优先级最低的用户发起分组业务协商，降低所述用户的分组业务传送速率。

可选地，所述步骤C还包括：当所述存储资源占用率及其保持时间大于第三缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，启动准入控制，拒绝新分组业务接入。

可选地，所述步骤B具体为：由所述无线网络控制器的无线链路控制层周期上报所述存储资源占用率。

可选地，所述步骤B具体为：向所述无线网络控制器的无线链路控制层定期查询所述存储资源占用率。

所述用户数据由所述无线网络控制器发送，用户设备接收。

所述用户数据由用户设备发送，所述无线网络控制器接收。

一种无线网络控制器存储资源监控系统，包括：

无线接入承载管理模块，用于控制无线接入承载的建立、修改和释放；

准入控制模块，用于控制用户及业务的接入；

门限配置模块，用于配置缓存占用门限及对应的保持时间门限，以及对应的控制策略；

内存监测模块，用于实时监测所述无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间；

比较模块，其输入端分别耦合于所述门限配置模块和所述内存监测模块，其输出端分别耦合于所述准入控制模块和所述无线接入承载管理模块，用于根据门限配置模块比较所述内存监测模块监测的无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间，并根据比较结果通知所述准入控制模块或所述无线接入承载管理模块根据对应的控制策略控制对所述存储资源的占用。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过监测RLC的缓存占用率，对RLC的缓存占用率设置不同的门限和保持时间，若缓存占用率达到相应门限且保持一定时间，则由不同的控制处理模块采取对应的措施，通过准入控制、速率协商和业务释放等手段，避免或缓解了因业务量过大或用户异常而引起的缓存溢出的情况，有效地保证了用户数据传输性能。

附图说明

图1是UTRAN结构示意图；

图2是本发明方法的实现流程图；

图3是本发明方法的实施例的实现流程图；

图4是RAB释放流程；

图5是RAB QOS协商流程；

图6是本发明系统的原理框图。

具体实施方式

本发明的核心在于对RLC的缓存占用率设置不同的门限和保持时间，实时监测RLC的缓存占用率及保持时间，若缓存占用率达到相应门限且保持一定时间，则采取对应的措施，通过准入控制、速率协商和业务释放等手段，避免或缓解内存溢出。

本技术领域人员知道，在WCDMA系统中，传送分组业务时，下行数据由无线网络控制器发送，用户设备接收；上行数据由用户设备发送，无线网络控制器接收。这些分组数据都需要在RLC层进行缓存。RLC层的超时丢弃是一种可配置的功能，由L3层(网络层)配置，其基本功能是RLC层收到高层的数据并将其缓存后，若在一定的时间内该数据没有被成功发送，则丢弃该数据，不再发送。这个功能在一定程度上可以控制RLC层缓存的数据量。

对于分组数据在RLC层进行缓存的处理，协议并未对什么情况下针对何种业务对RLC配置超时丢弃功能进行说明，在实现中有可能RLC并未配置超时丢弃功能。

另外一种情况是，用户面出现异常，导致数据无法下发，在RLC累积。

本发明就是针对这些情况，通过对RLC缓存的监控，针对RLC缓存占用率的不同，采取相应的措施，来调节用户数据对RLC缓存的占用情况，避免缓存溢出。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图2，图2示出了本发明方法的实现流程，包括以下步骤：

步骤201：设定至少一个缓存占用门限及对应的保持时间；

步骤202：实时监测RNC的存储资源占用率及其保持时间。

对RNC内存的监测可由一个内存监测模块来完成，由RLC周期上报缓存占用率给内存监测模块或内存监测模块定时查询RLC缓存占用率。

步骤203：当监测到的存储资源占用率及其保持时间大于设定的缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，按照该缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对所述存储资源的占用。

门限的设置可以根据系统实际需要来确定，可以设定一个缓存占用门限及对应的保持时间，也可以设定多个缓存占用门限及对应的保持时间。当设定有多个缓存占用门限及对应的保持时间门限时，在一个检测周期内，需要依次检查存储资源占用率及其保持时间是否大于设定的多个缓存占用门限及其对应的保持时间门限，在该检查过程中，如果存储资源占用率及其保持时间大于设定的多个缓存占用门限及其对应的保持时间门限，则分别按照缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对存储资源的占用。

可以进行定时检测，也可以根据RNC的命令检测。

比如，设定有3个缓存占用门限，分别为threshold1，threshold2，threshold3，其对应的保持时间分别为t1，t2，t3，其中3个缓存占用门限满足以下条件：100％＞threshold1＞threshold2＞threshold3。

则对RNC存储资源的监控过程如图3所示：

首先，在步骤301：获取RLC缓存占用率ratio及保持时间t。比如，可以设置一个单独的内存监测模块对RLC缓存占用率ratio及保持时间t进行监测。

步骤302：判断ratio是否大于threshold1，并且t是否大于t1。

如果满足上述条件，则进到步骤303：采用业务释放手段避免或缓解内存溢出的情况。比如，可以选择优先级最低的用户发起分组域业务释放。具体过程如下：

1.选择优先级最低的用户；

2.发送消息给RAB(无线接入承载)管理模块，通知RAB管理模块释放该用户的分组域业务；

3.RAB模块收到释放用户分组域业务的消息后，启动RAB释放流程。

RAB释放流程如图4所示：

1)RNC发送RAB RELEASE REQ(RAB释放请求)消息给SGSN(Serving GPRS Support Node，服务通用分组无线业务支持节点)，请求释放分组域业务的RAB；

2)GSN收到该消息后，开始RAB指配过程：发送RAB ASSIGNMENTREQ(RAB指配请求)消息给RNC，指示释放相应的RAB；

3)RNC完成相应的RAB释放流程后，给SGSN回RAB ASSIGNMENTRESPONSE(RAB指配响应)消息，指示RAB释放完成。

通过上述过程，该用户在RNC内的分组域业务所占用的资源被释放，包括其所占用的RLC缓存，从而达到降低RLC缓存占用率的目的。

如果不满足上述条件，则进到步骤304：进一步判断ratio是否大于threshold2，并且t是否大于t2。

如果满足上述条件，则进到步骤305：采用速率协商方式避免或缓解内存溢出的情况，比如，可以选择优先级最低的用户发起分组域业务速率协商，请求降低该用户数据的传送速率。

RNC选择优先级最低的用户，发起RAB QOS(服务质量)重协商的实现过程如下：

1.选择优先级最低的用户；

2.发送消息给RAB管理模块，通知RAB管理模块降低该用户分组域业务的速率；

3.RAB模块收到降低用户分组域业务速率的消息后，启动RAB QOS重协商过程：

RAB QOS协商流程如图5所示：

1)RNC发送RAB MODIFY REQUEST(RAB修改请求)消息给CN，其中携带请求降低后的下行最大速率和保证速率。

2)CN收到RAB MODIFY REQUEST消息后可发起RAB指配过程(是否发起RAB指配过程，由CN决策)：发送RABASSIGNMENT REQUEST消息修改RAB，在消息的Qos域中指示降低后的下行最大速率和保证速率；

3)RNC完成相应的RAB修改流程后，给CN回RAB ASSIGNMENTRESPONSE消息，指示RAB修改完成。

通过上述过程，降低了该用户分组域业务的速率，单位时间内该用户分组域业务下行数据量减少，从而缓解了对RLC缓存的占用。

如果不满足上述条件，则进到步骤306：进一步判断ratio是否大于threshold3，并且t是否大于t3。

如果满足上述条件，则进到步骤307：采用准入控制方式避免或缓解内存溢出的情况，启动准入控制，拒绝新分组域业务接入。

具体实现过程如下：

1.内存监测模块发送消息给准入控制模块，通知准入控制模块禁止新的分组域业务接入；

2.准入控制模块收到内存监测模块发来的禁止新的分组域业务接入的消息后，启动相应的准入控制：RNC收到SGSN发来的RAB ASSIGNMENT REQ消息指示建立新的RAB时，直接给SGSN回应RAB ASSIGNMENT RESPONSE消息指示RAB指配失败。

通过上述过程，拒绝新的分组域业务的接入，可以在一定程度上避免RLC缓存占用率的持续上升。

经过上述步骤303、步骤305、步骤307后的不同策略对RLC缓存释放或缓解后，即返回步骤301，重新获取RLC缓存占用率ratio及保持时间t，开始下一轮的检测。当然，也可以延迟一预定时间后返回，也可以根据命令进入下一轮的检测。

如果不满足上述条件，则进到步骤308：判断系统是否已启动了准入控制。

如果已启动，则进到步骤309：停止准入控制，然后，返回步骤301。

如果未启动，则直接返回步骤301，进行下次检测。

不同缓存占用门限及对应的保持时间可根据缓存利用的不同策略来设定。

图6是本发明系统的原理框图，包括：

门限配置模块601，内存监测模块602，比较模块603，无线接入承载管理模块604和准入控制模块605。其中，

门限配置模块用于配置缓存占用门限及对应的保持时间门限，以及对应的控制策略；

内存监测模块用于实时监测无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间；

无线接入承载管理模块用于控制无线接入承载的建立、修改和释放；

准入控制模块用于控制用户及业务的接入。

比较模块的输入端分别连接于门限配置模块和内存监测模块，其输出端分别连接于准入控制模块和无线接入承载管理模块，用于根据门限配置模块比较内存监测模块监测的无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间，并根据比较结果通知准入控制模块或无线接入承载管理模块采取对应的控制策略控制对RLC存储资源的占用。

在系统实际运行中，首先由门限配置模块配置缓存占用门限及对应的保持时间门限，以及对应的控制策略，可以配置一个或多个门限值，以进行不同程度的调整。

内存监测模块可以定时查询RLC缓存占用率或由RLC周期向内存监测模块上报缓期存占用率，以实现对RLC存储资源的监测。内存监测模块将监测到的无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间传送给比较模块。比较模块对该值与由门限配置模块配置的缓存占用门限及对应的保持时间门限进行比较，并根据比较结果得到对应的控制策略，比如可以是业务释放、速率协商、准入控制等。

如果需要进行业务释放，则可以选择优先级最低的用户发起分组域业务释放。发送消息给RAB(无线接入承载)管理模块，通知RAB管理模块释放该用户的分组域业务，RAB模块收到该消息后，启动用户业务释放流程；

如果需要速率协商，则可以选择优先级最低的用户发起分组域业务速率协商，请求降低该用户数据的传送速率。发送消息给RAB管理模块，通知RAB管理模块降低该用户分组域业务的速率，RAB模块收到该消息后，启动RABQOS重协商流程；

如果需要限制某用户分组业务的接入，则可以发送消息给准入控制模块，通知准入控制模块禁止新的分组域业务接入，准入控制模块收到内存监测模块发来的禁止新的分组域业务接入的消息后，启动相应的准入控制流程。

在无线网络系统中，都具有RAB(无线接入承载)管理功能，并且为了保证通信质量，一般都具有准入控制功能，因此，本发明系统中的RAB(无线接入承载)管理模块及准入控制模块只需使用现有系统中的相应功能模块即可实现。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1、一种无线网络控制器存储资源监控方法，其特征在于，包括：

A、设定至少一个缓存占用门限及对应的保持时间门限；

B、实时监测所述存储资源占用率及其保持时间；

C、当所述存储资源占用率及其保持时间大于所述缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，按照所述缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对所述存储资源的占用。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当设定有多个缓存占用门限及对应的保持时间门限时，依次检查所述存储资源占用率及其保持时间是否大于所述设定的多个缓存占用门限及其对应的保持时间门限；

在上述检查过程中，如果所述存储资源占用率及其保持时间大于所述设定的多个缓存占用门限及其对应的保持时间门限，则按照所述缓存占用门限对应的调整方式降低用户数据对所述存储资源的占用。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体为：

当所述存储资源占用率及其保持时间大于第一缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，选择优先级最低的用户发起分组业务释放。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

当所述存储资源占用率及其保持时间大于第二缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，选择优先级最低的用户发起分组业务协商，降低所述用户的分组业务传送速率。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

当所述存储资源占用率及其保持时间大于第三缓存占用门限及其对应的保持时间门限时，启动准入控制，拒绝新分组业务接入。

6、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

由所述无线网络控制器的无线链路控制层周期上报所述存储资源占用率。

7、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

向所述无线网络控制器的无线链路控制层定期查询所述存储资源占用率。

8、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述用户数据由所述无线网络控制器发送，用户设备接收。

9、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述用户数据由用户设备发送，所述无线网络控制器接收。

10、一种无线网络控制器存储资源监控系统，其特征在于，包括：

无线接入承载管理模块，用于控制无线接入承载的建立、修改和释放；

准入控制模块，用于控制用户及业务的接入；

门限配置模块，用于配置缓存占用门限及对应的保持时间门限，以及对应的控制策略；

内存监测模块，用于实时监测所述无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间；

比较模块，其输入端分别耦合于所述门限配置模块和所述内存监测模块，其输出端分别耦合于所述准入控制模块和所述无线接入承载管理模块，用于根据门限配置模块比较所述内存监测模块监测的无线链路控制层的存储资源占用率及其保持时间，并根据比较结果通知所述准入控制模块或所述无线接入承载管理模块根据对应的控制策略控制对所述存储资源的占用。

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