CN101142766A

CN101142766A - 用于管理网络节点过载的方法和其系统

Info

Publication number: CN101142766A
Application number: CNA2006800056335A
Authority: CN
Inventors: 帕特里斯·赫德
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2008-03-12
Also published as: KR20060105447A; WO2006104337A1; US20080137536A1

Abstract

一种用于管理网络节点过载的方法和其通信网络系统，其中，在通过包括在确定的消息中，通过连接RNC和CN实体的Iu(或者IuFlex接口)传送至少一个或多个信息元到网络实体(即，RNC或者CN实体)时，接收确定的消息的网络实体执行特殊的算法(即对应于确定的消息的算法)以控制RNC和CN实体之间的信令负载，由此预先防止和管理确定的网络节点的过载。

Description

用于管理网络节点过载的方法和其系统

技术领域

本发明涉及网络节点的过载，以及更加具体地，涉及一种用于管理网络节点的过载的方法和其通信网络系统。

背景技术

第三代伙伴项目(3GPP)网络能够包括比如无线网络控制(RNC)的无线接入网络(RAN)实体，和核心网络(CN)实体，比如服务GPRS支持节点(SGSN)或者移动交换中心(MSC)。RNC经由Iu接口连接到CN由此彼此交换信令。

然而，可能在3GPP网络的特定通信环境下，在特定网络实体(例如，CN实体或者RNC)中有问题地出现过载。3GPP规范(即，3GPPTS 25.413)公开了确定的网络的过载。然而，在当前3GPP规范中公开的过载仅仅与CN实体的过载有关，这被称为“过载控制”。

以下，将解释在当前3GPP规范中公开的过载控制。

即，与信令流控制相关的过载控制强制地减少信令负载。更详细地，当前3GPP规范(即，3GPP TS 25.413§8.25)公开了无线接入网络应用端口(RANAP)协议控制Iu接口上的过载的过程。这里，SGSN使用特定的消息通知(发送或者指示)RNC其过载状态。这里，为了指示特定的CN实体的过载，迄今为止仅考虑了CPU过载。因此，仅仅提供了用于减少朝向已经处于过载状态的特定的节点(即，CN实体)或者整个CN域(包括分组交换(PS)域或者电路交换(CS)域，且指示已经处于过载状态的CN域)的信令的方法。

发明内容

技术问题

然而，现有技术的信令过载控制仍存在只有当CN实体已经处于过载状态时执行控制操作的技术限制。换言之，特定的实体(例如，CN实体或者RNC)进入过载状态之后，随后执行对应于其的操作，这引起当前3GPP规范中公开的过载控制的技术限制。即，没有建议用于在出现过载状态之前防止特定的实体的过载状态的任何方法。

此外，在现有技术的信令控制中，仅考虑从CN实体朝向RNC发送的信令，但是没有提供用于控制从RNC发送到CN实体的信令的负载的任何方法。

具体地，由于在多媒体广播/多播服务(MBMS)计数过程中信令的急剧增加恶化了确定的服务的质量和网络性能，希望参与特殊业务(例如，MBMS)的确定的用户设备变得更难以成功地连接到特殊业务，以及预先地参与特殊业务的用户设备可能脱离服务，或者可能不实现好的服务质量。因此，需要用于预先防止和管理网络节点的过载的技术，从而即使在网络实体中信令急速增加，也能保持网络服务质量和恒定的网络性能。

技术方案

因此，本发明的目的是提供一种用于管理网络过载(或者网络节点过载)的方法和其系统，其能够通过减少网络实体中过载出现的概率而增加成功地执行特殊的过程的可能性。

为实现这些目的，提供了一种用于管理网络节点过载的方法，包括：在到达过载状态之前由第一实体发送有关于其的至少一个或多个信息元，和由第二实体使用该信息元控制第一实体和第二实体之间的信令负载。

优选地，该信令负载控制可以包括由第二实体分析与第一实体相关的至少一个或多个信息元，和基于信息元的分析执行在第一和第二实体之间预设的确定的算法。

优选地，用于管理网络节点过载的方法能够另外包括确定第一实体是否处于传送该至少一个或多个信息元到第二实体的状态中。

为实现这些目的，提供了一种通信网络系统，在该通信网络系统中包括至少一个或多个实体，包括：第一实体，其在过载出现之前传送用于控制信令负载的至少一个或多个信息元到至少一个或多个第二实体，和至少一个或多个第二实体，其使用从第一实体发送的至少一个或多个信息元控制和第一实体的信令负载。

附图说明

图1是本发明的实施例，其示出了在根据本发明的通信网络系统中管理从CN发送到RNC的信令的过载的方法的信号流；

图2是本发明的另一实施例，示出了在根据本发明的通信网络系统中管理从RNC发送到CN的信令的过载的方法的信号流。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的优选实施例，其例子示出在附图中。在不背离本发明的精神或者保护范围的情况下，本领域技术人员将会明白，可以在本发明中作出多种改型和变化。由此，假设本发明的各改型和变化落入了附加的权利要求书及其等效范围内，则本发明覆盖了这些改型和变化。

在下文中，将参考附图解释本发明的实施例所示的结构与操作。在本发明中，CN能够包括CS域和PS域，且CN还可以包括至少一个或多个CN实体。CN实体作为CN的确定的节点工作。CN实体经由Iu接口连接到属于UTRAN的至少一个或多个RNC。例如，CN实体包括对应于CS域的MSC和对应于PS域的SGSN。

将基于应用于由于MBMS过程产生的过载和IuFlex过载的实施例解释本发明。这里，应用实施例到本发明是为了更好地理解本发明和其简要说明。然而，实施例不限制或者限定能够在本发明中实现的实施例。

首先，将对于出现MBMS过载的情况给出说明。基于有关3GPPMBMS的规范(即，3GPP TS 23.246，§8.1MBMS通知)，RNC能够确定将在MBMS计数过程期间移动到PMM连接模式中的用户设备(UE)(或者终端)的数目。另一方面，RNC发送由至少一个或多个UE请求的PS信令建立请求信号到CN实体(例如，SGSN)。连续地从RNC发送PS信令建立请求信号到SGSN可能引起SGSN的过载。也就是说，RNC不具有关于CN实体(例如，SGSN)的当前负载的信息，且因此RNC不能恰当地控制(或者调整)朝向SGSN的信令的最高负载，这可能引起下面情况：RNC在短时间内产生分组移动性管理(PMM)连接，由此当启动MBMS会话时限定用于会话建立的延迟；RNC不具有关于SGSN由于它的MBMS信令而保持信令负载所需的容量的信息；且RNC不具有关于由于其他RNC(这里，该负载包括由MBMS连接所引起的负载和由除了MBMS连接之外的连接所引起的负载)而在SGSN出现的负载的信息。由于这些原因，RNC不能计算朝向SGSN的最高负载且不能计算最高负载的近似值。

然后，将对于出现IuFlex过载的情况给出说明。在基于3GPP的有关IuFlex的规范中，对于构造以使用IuFlex的网络，一个RNC能够连接到多个CN实体(例如，多个SGSN)。当确定的UE(或者终端)发送引入连接信号到RNC时，RNC必须选择用于UE的确定的CN节点(即，CN实体)。然而，选择确定的CN节点的当前算法不考虑每一CN节点的对应于将由RNC选择的候选(即，至少一个或多个CN节点)的当前负载。因此，相比其他候选CN节点，RNC可能选择相对接近于过载状态的确定的CN节点，这是由确定的网络实体不能识别关于其他实体的负载的状态而引起的。

因此，主要地，本发明使用用于控制RNC和CN实体(例如SGSN和MSC之一或者两者)的当前负载，预先地防止在RNC和CN实体之间的过载并管理网络。能够通过添加新的信令到连接RNC和CN实体的Iu接口来实现本发明的基本概念。也就是说，CN实体使用新的信令通知(或者指示)RNC其当前负载。因此，RNC能够调整朝向CN实体的信令行为。此外，本发明的这种概念能够直接应用于从RNC到CN实体的信令的过载的管理，和由此CN实体能够调整朝向RNC的信令。

在下文中，将分别对于其中从CN到RNC发送信令的实施例和其中从RNC到CN发送信令的实施例给出说明。然而，本发明表示的实施例可能不限制或者限定本发明的范围且可能仅仅建议保持简要地解释本发明。

图1是本发明的实施例，其示出了根据本发明的通信网络系统中管理从CN发送到RNC的信令的过载的方法的信号流。

简要地解释图1的实施例，CN实体根据信令负载的变化确定是否发送用于控制其负载的控制信息到RNC(S1)，且在确定的消息中包括关于其负载的控制信息，由此传递该消息到经由Iu接口连接到其的RNC(S2)。

RNC分析关于CN实体的负载的控制信息。RNC随后基于分析结果使用在RNC和CN实体之间预设的特殊的算法，以由此控制从RNC到CN实体的信令负载(S3)。因此，能够通过步骤S1到S3预先防止CN实体的信令过载。

以下将参考图1更详细地解释根据本发明的一个实施例。

也就是说，当在MBMS会话启动时在CN实体的信令负载中出现可观的变化时，CN实体确定是否传递关于其负载的变化的控制信息(即，用于控制负载的控制信息)到RNC(S1)。这里，CN实体发送关于以下情况中的负载变化的控制信息给RNC。即，当和预设水平(例如，预设水平可以是CN实体处理信令的标准状态中的信令负载量)相比，在CN实体中出现的负载显著增加到多于预设水平或者减小到小于预设水平时，CN实体发送关于负载的变化的控制信息到RNC(在这种情况下，通过确定的政策或者系统运营商的配置来确定负载变化的增加或者减少)。当CN实体的功能由于影响其功能的各种原因(例如，关于软件故障的原因，关于硬件的原因，关于维护的原因等等)而恶化时，CN实体发送关于其负载的变化的控制信息给RNC。当在MBMS会话启动时应该执行需要可观的信令资源的特殊的过程时，CN实体发送关于其负载的变化的控制信息给RNC。当CN实体周期性地发送关于其负载的控制信息到RNC时，CN实体发送关于其负载的变化的控制信息给RNC。此外，当CN实体在发送确定的消息之后经过预设的持续时间之后发送关于其负载的控制信息时，CN实体发送关于其负载的变化的控制信息给RNC。

在步骤S1中，当确定传送关于其负载的控制信息到RNC时，CN实体发送关于其负载的控制信息给RNC。这里，从CN实体发送到RNC的CN实体的控制信息是作为确定的参数格式发送的。

确定的参数可以是被称为信息元类型的参数。并且，确定的参数能够被包括在用作Iu接口(即，在RNC和CN实体之间的接口)上的信令的特殊的消息中。这里，特殊的消息可以是当前使用的消息(例如，ACK，等)或者在Iu接口上新定义的消息。新定义的消息，即，指示新定义以传送CN实体的信息元(包括关于CN实体的负载的控制信息)到RNC的消息。另一方面，从CN实体发送的特殊的消息(即，现有的消息或者新定义的消息)能够包括至少一个或多个信息元。

另一方面，从CN实体发送到RNC的信息元的类型能够分别包括用于请求将当前信令减小确定量的信息元，用于请求限制属于确定种类的呼叫的信息元，基于持续时间(或周期性地)的信息元(例如，用于请求停止信令确定的持续时间的信息元)，和用于通知特殊的网络节点当前容量的信息元。

在下文中，将更多详细的解释信息元的性质。

首先，关于当前信令减少确定的量的信息元可能比较当前信令状态和正常操作状态(即，标准状态中的信令)，由此将信令降低引入请求的确定的百分比(例如，“减少信令15％”)或者延迟引入请求的连接。此外，信息元减慢引入的请求的连接建立速度由此到达预设的低速信令速率。

第二，关于用于请求限制属于确定的种类的呼叫的信息，将限定的确定的种类的呼叫包括，例如，分组交换呼叫，电路交换呼叫，MBMS请求，根据由UE提供的建立原因的呼叫，根据访问服务类别的呼叫，等。

第三，用于请求信令的停止或者限定信令直到从实体(即，CN实体)接收到后继指令的信息元可以请求停止信令确定的持续时间，以及能够部分地或者完全地请求信令停止。这里，能够通过确定的网络节点(例如，CN实体)的当前负载或者通过操作员配置确定该确定的持续时间。可以指示信息元，例如，作为“停止信令两分钟”或者“停止信令直到进一步指示”。

第四，指示网络节点(例如，CN实体)的当前剩余容量的信息可以指示剩余资源，比如CPU带宽，或者接口的百分比(例如，“当前节点在65％容量”)。

在从CN实体接收包括至少一个或多个信息元的确定的消息的情况下，RNC可以分析接收的信息元并可以相应地控制和CN实体的信令负载(S3)。也就是说，RNC可以执行在RNC和CN实体之间预设的算法以由此控制朝向CN实体的信令负载。例如，如果从CN实体接收到RNC的确定的消息包括第四信息元(例如，当前CN实体在65％容量)，RNC和CN实体之间的预定义的算法可以应用于执行对应于第一到第三信息元的信令负载控制。对于MBMS会话启动，例如，RNC可以根据CN实体(例如，SGSN)的负载减少MBMS开始之前的PMM建立的数目，从而增加由于MBMS有关计数的延迟，这导致从RNC向着CN实体(即，SGSN)发送的信令负载的减少。

如果RNC经由IuFlex接口连接到除CN实体(例如，第一SGSN)之外的多个其他CN实体(即，其他CN实体被称为除第一SGSN之外的最少一个或多个其他SGSN)，RNC能够基于CN实体(即，第一SGSN)的当前信令负载选择另一CN实体。因此，可以优化RNC和CN实体之间的信令负载的平衡。

由此，通过处理(S1到S3)，已经公开了方法以使得RNC从CN实体接收CN实体的当前状态(即，关于负载的控制信息)，并随后可以使用确定的算法以预先地设计朝向CN节点(即，CN实体)的适当的信令速率和信令时序。这里，用于执行RNC和CN实体之间的信令控制的确定的算法指示用于分析每一信息元(即，第一到第四信息元)由此执行对应于每个信息元的信令控制的算法。

上述图2中描述的本发明的概念可以等效地应用于图2的实施例。参考图2，信息元(即，第一到第四信息元)能够被包括在从RNC发送到CN实体的确定的消息中。从RNC发送的确定的消息可以是当前用于连接其到CN实体的Iu接口上的消息或者新定义的消息。

并且，如图1所示的过程能够等效地应用于图2的实施例。因此，图1的实施例中的步骤S1对应于图2的实施例中的步骤S1’，步骤S2对应于步骤S2’，且步骤S3对应于步骤S3’，然而，图1的实施例中所示的操作实体与图2的实施例中的相对。也就是说，图2的CN实体代替图1的RNC，且图2的RNC代替图1的CN实体。

简要地解释图2的实施例，RNC基于信令负载的变化确定是否发送关于其负载的控制信息(S1’)由此通过被包括在确定的消息中，而发送关于其负载的控制信息到经由Iu接口连接到其的CN实体(S2’)。CN实体随后可以分析关于RNC负载的控制信息且可以使用在RNC和CN实体之间预设的确定的算法相应地控制从CN实体向着RNC发送的信令负载(S3’)。通过该处理(S1’到S3’)，CN实体能够控制(调整)关于从CN实体发送到RNC的引入业务量的信令负载，由此预先地防止RNC的信令过载。

此外，在步骤S1’发送控制信息与图1的步骤S1相同。当至少一个或多个RNC经由接口连接到CN实体时，类似于具有相对较少的负载的另一CN实体的RNC选择，图2中的CN实体选择具有相对负载的另一RNC由此发送引入业务量到选择的RNC。图2的实施例的详细说明与图1的实施例的相同，由此省略。

如上所述，本发明能够通过控制或者调整经由Iu接口(或者IuFlex接口)连接的RNC和网络实体(即，CN实体)之间的信令，而有效地预先防止和管理确定的网络节点的过载(即，RNC或者CN实体)。

因此，在网络方面，根据本发明，通过预先地识别在确定的网络节点中产生的信令的负载(例如，RNC，或者作为CN实体的SGSN或者MSC)，可以保持确定的服务的质量，比如从网络提供的MBMS服务的质量，其有效地管理网络性能。

此外，在UTRAN中连接到RNC的UE(或者终端)的方面，参加特殊的服务，比如MBMS的UE能够有效地提供有服务而不从服务断开。此外，改进尝试参加比如MBMS的特殊业务的UE能够成功地加入特殊业务以与其设置会话的概率，并能够减少用于会话设立(建立)的延迟时间。

Claims

1.一种用于管理网络节点过载的方法，包括：

由第一实体在到达过载状态之前发送有关于其的至少一个或多个信息元到第二实体；和

由第二实体使用该信息元控制第一实体和第二实体之间的信令负载。

2.如权利要求1的方法，其中，该信息元控制第一实体的负载。

3.如权利要求1的方法，其中，该信息元是通过被包括在确定的消息中而被发送的。

4.如权利要求3的方法，其中，该确定的消息是在第一和第二实体之间的接口上使用的消息。

5.如权利要求3的方法，其中，该确定的消息是在第一和第二实体之间的接口上使用的新定义的消息。

6.如权利要求3的方法，其中，该确定的消息包括关于第一实体的至少一个或多个信息元。

7.如权利要求1的方法，其中，该第一实体表示无线接入网络(RAN)且该第二实体表示核心网络(CN)实体。

8.如权利要求7的方法，其中，当第一实体是RAN且第二实体是CN实体时，控制从CN实体发送到RAN的信令。

9.如权利要求1的方法，其中，该第一实体表示CN实体且第二实体表示RAN。

10.如权利要求9的方法，其中，当第一实体是CN实体且第二实体是RAN时，控制从RAN发送到CN实体的信令。

11.如权利要求7或者9的方法，其中，该RAN至少包括无线网络控制(RNC)。

12.如权利要求7或者9的方法，其中，该CN实体是服务GPRS支持节点(SGSN)和移动交换中心(MSC)中的至少其中之一。

13.如权利要求1的方法，其中，该信息元包括用于请求第一和第二实体之间的当前信令减少确定量的信息。

14.如权利要求1的方法，其中，该信息元包括用于请求第一和第二实体之间的当前信令速率减慢预设信令速率的信息。

15.如权利要求1的方法，其中，该信息元包括用于限定属于确定的种类的至少一个或多个呼叫的信息。

16.如权利要求1的方法，其中，该信息元包括用于请求限定或者停止信令确定的持续时间的信息。

17.如权利要求1的方法，其中，该信息元包括用于通知第一实体的当前容量的信息。

18.如权利要求1的方法，其中，该信令负载的控制包括：

由第二实体分析与第一实体相关的至少一个或多个信息元，和

基于用于至少一个或多个信息元的分析执行在第一和第二实体之间预设的确定的算法。

19.如权利要求18的方法，其中，该算法基于关于已经由第二实体接收的第一实体的至少一个或多个信息元来控制从第二实体发送到第一实体的信令。

20.如权利要求18的方法，其中，该算法用于当使用第一和第二实体之间的IuFlex接口时优化第一和第二实体之间的业务量的平衡。

21.如权利要求20的方法，其中，该算法用于通过允许第二实体使用关于第一实体的控制信息的信息元选择另一网络节点以处理确定的业务量，而优化第一和第二实体之间的业务量的平衡。

22.如权利要求1的方法，其中，该信令控制包括关于分组交换(PS)域或者电路交换(CS)域的信令控制。

23.如权利要求1的方法，进一步包括：

由第一实体确定第一实体是否处于发送至少一个或多个信息元到第二实体的状态中。

24.如权利要求23的方法，其中，该发送信息元的状态包括以下的至少一个或多个：

其中第一实体的负载增加到多于预设水平或者减小到小于预设水平的状态；

其中预设传送信息元的特定周期或持续时间的状态；和

其中第一实体的性能恶化到小于预设水平的状态。

25.一种通信网络系统，在该通信网络系统中包括至少一个或多个实体，其包括：

第一实体，其用于在到达过载状态之前传送用于控制信令负载的至少一个或多个信息元到至少一个或多个第二实体；和

至少一个或多个第二实体，其用于通过使用从第一实体发送的至少一个或多个信息元来控制和第一实体的信令负载。

26.如权利要求25的系统，其中，该第一实体表示RAN，且该第二实体表示CN实体。

27.如权利要求26的系统，其中，当第一实体是RAN且第二实体是CN实体时，控制从CN实体发送到RAN的信令。

28.如权利要求25的系统，其中，该第一实体表示CN实体且该第二实体表示RAN。

29.如权利要求28的系统，其中，当第一实体是CN实体且第二实体是RAN时，控制从RAN发送到CN实体的信令。

30.如权利要求26或者28的系统，其中，该RAN至少包括RNC。

31.如权利要求26或者28的系统，其中，该CN实体是SGSN和MSC中的至少其中之一。

32.如权利要求25的系统，其中，该信息元是通过被包括在特定消息中而被发送的。

33.如权利要求32的系统，其中，该特定消息是在第一实体和第二实体之间的接口上使用的消息。

34.如权利要求32的系统，其中，该特定消息是在第一实体和第二实体之间的接口上使用的新定义的消息。

35.如权利要求25的系统，其中，该第一实体发送用于请求将在第一和第二实体之间的当前信令减小确定量的信息元给第二实体。

36.如权利要求25的系统，其中，该第一实体发送用于请求在第一和第二实体之间的当前信令速率减速以允许当前信令速率到达确定的预设信令速率的信息元给第二实体。

37.如权利要求25的系统，其中，该第一实体发送用于请求限制属于确定的种类的至少一个或多个呼叫的信息元给第二实体。

38.如权利要求25的系统，其中，该第一实体发送用于请求限定或者停止朝向第一实体的信令确定的持续时间的信息元给第二实体。

39.如权利要求25的系统，其中，该第一实体发送关于其当前负载容量的信息元给第二实体。

40.如权利要求25的系统，其中，该第二实体分析从第一实体接收到的至少一个或多个信息元。

41.如权利要求40的系统，其中，该第二实体选择确定的网络节点以处理从第二实体发送第一实体的特定业务量并发送该特定业务量到选择的网络节点。

42.如权利要求41的系统，其中，当第二实体是CN实体且第一实体是RAN时，该网络节点表示另一RAN。

43.如权利要求41的系统，其中，当第二实体是RAN且第一实体是CN实体时，该网络节点表示另一CN实体。