CN102413497A

CN102413497A - 一种过载控制处理方法及设备

Info

Publication number: CN102413497A
Application number: CN2010102901841A
Authority: CN
Inventors: 刘洋; 杨义
Original assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-04-11
Also published as: WO2012037856A1

Abstract

本发明公开了一种过载控制处理方法及设备，包括：代理功能节点设备接收移动性管理实体发送的过载控制消息；代理功能节点设备将发送过载控制消息的移动性管理实体的全球唯一移动性管理实体标识信息通知其代理的通信设备，并通知其代理的通信设备对该移动性管理实体进行过载控制。本发明实施例提供的技术方案保证了协议流程的正确性和完整性。

Description

一种过载控制处理方法及设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种过载控制处理方法及设备。

背景技术

图1为部署有HeNB(Home Evolved Node B，演进的家庭基站)时可能的E-UTRAN(Evolution-Universal Terrestrial Radio Access Network，演进的全球地面无线接入网)网络架构示意图，图2为包含RN(Relay node，中继节点)的E-UTRAN网络架构示意图，图1和图2分别是E-UTRAN中引入HeNB和RN之后的可能的网络架构图，如图所示，Relay与HeNB的网络架构类似，eNB(演进基站)之间是X2接口，eNB和MME(Mobility Management Entity，移动性管理实体)之间是S1接口，HeNB可以和MME直接连接，也可以通过一个集中代理节点HeNB GW(HeNB网关)接入到MME，HeNB只能和一个HeNB GW相连。HeNB GW类似于一个eNB，拥有自己的eNB ID(标识)，与其他eNB可以建立X2接口，同时作为一个特殊的网元，具有代理功能，所有HeNB发出的或发往HeNB的S1-AP(S1 Application Protocol，S1接口应用协议)和X2-AP(X2 Application Protocol，X2接口应用协议)消息都得由HeNBGW进行中转或终结。图2中的DeNB(Donor eNB，施主演进基站)与HeNBGW功能相似，DeNB即RN接入的基站。

图3为过载保护流程示意图，如图所示，根据目前的协议，负载控制的流程可以如下：

1、MME根据自身负载和容量状态判决进入过载状态，同时向与该MME连接的eNB发送overload start(过载开始)消息，通知eNB进行过载控制，同时可以指定eNB进行以下三种操作：

(1)针对非紧急呼叫，拒绝所有主叫数据业务。

(2)针对非紧急呼叫，拒绝所有主叫信令业务。

(3)只允许紧急业务和被叫接入。

2、eNB收到MME的过载控制消息后，根据消息中指示的控制策略进行过载保护，在收到UE(User Equipment，用户设备)的RRC(Radio ResourceControl，无线资源控制)连接建立请求时，根据其中是否包含S-TMSI(SAE-Temporary Mobile Subscriber Identify，SAE-临时移动签约用户标识；SAE：System Architecture Evolution，系统架构演进)信息可以分为两种情况进行处理；

3、如果RRC连接建立请求中包含S-TMSI信息，eNB可以根据S-TMSI唯一的确定这个UE所属的MME，若与发起过载保护的MME是同一个MME，且该RRC连接建立过程满足拒绝策略，那么eNB可以用RRC connection reject(RRC连接拒绝)消息拒绝该RRC连接建立过程。

4、如果RRC连接建立请求中没有包含S-TMSI信息，此时eNB无法判断该UE的注册MME是否为发起过载保护的MME，因此不能拒绝该RRC建立请求，eNB向该UE发送RRC connection setup(RRC连接建立)消息。

5、UE发送RRC连接建立完成消息，其中可能携带了注册过的MME信息，eNB收到后进行判断，如果该MME是发起过载控制的MME且满足拒绝策略，则可以使用RRC连接释放消息释放该RRC连接。

如果UE在RRC连接建立请求消息中没有携带S-TMSI，且在RRC连接建立完成消息中也没有携带注册MME信息，那么eNB可以利用NNSF(Network Node Selection Function，网络节点选择功能)为UE选择一个负荷较轻的MME进行接入过程，不必拒绝该RRC连接；如果与该eNB连接的所有MME都处于过载状态，eNB可以直接释放该RRC连接过程。

现有技术的不足在于：在目前部署了HeNB/Relay的网络架构中引入了HeNB GW/DeNB后，HeNB GW/DeNB所代理的HeNB/Relay并不能对过载的MME进行相应的过载控制。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供了一种过载控制处理方法及设备，用于解决HeNB/RN无法进行过载控制的问题。

本发明实施例中提供了一种过载控制处理方法，包括如下步骤：

代理功能节点设备接收MME发送的过载控制消息；

代理功能节点设备将发送过载控制消息的MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备，并通知其代理的通信设备对该MME进行过载控制。

本发明实施例中提供了一种代理功能节点设备，包括：

接收模块，用于接收MME发送的过载控制消息；

通知模块，用于将发送过载控制消息的MME的GUMMEI信息通知代理功能节点设备代理的通信设备，并通知代理功能节点设备代理的通信设备对该MME进行过载控制。

本发明有益效果如下：

现有协议流程无法保证存在HeNB GW的场景下，MME还能够对HeNB发起的过载控制过程有效进行，MME对DeNB下的RN发起的负载控制过程也存在同样的问题，但是由于在本发明实施例提供的技术方案中，代理功能节点设备在接收到MME发送的过载控制消息后，便将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备，并通知其代理的通信设备对该MME进行过载控制。克服了HeNB/Relay因无法获知哪些MME发生了过载情况，因而无法进行相应的过载控制的问题，本发明实施例提供的技术方案针对这个问题给出了相应的解决方案，从而保证了协议流程的正确性和完整性。

附图说明

图1为背景技术中部署有HeNB时可能的E-UTRAN网络架构示意图；

图2为背景技术中包含RN的E-UTRAN网络架构示意图；

图3为背景技术中过载保护流程示意图；

图4为本发明实施例中过载控制处理方法实施流程示意图；

图5为本发明实施例中方式一的过载控制处理方法实施流程示意图；

图6为本发明实施例中方式二的过载控制处理方法实施流程示意图；

图7为本发明实施例中方式五的过载控制处理方法实施流程示意图；

图8为本发明实施例一的网络结构示意图；

图9为本发明实施例中代理功能节点设备结构示意图。

具体实施方式

发明人在发明过程中注意到：

在eNB与MME之间，现有的协议流程是通过overload过程对MME进行过载保护的，eNB在收到MME的overload start控制消息后，会拒绝针对该MME的特定RRC连接建立过程，从而达到过载保护的效果。在HeNB的网络架构中引入了具有代理功能的节点HeNB GW，RN架构中引入了具有代理功能的节点DeNB，RN通过无线接口Un与DeNB进行通信。

目前的HeNB/Relay的网络架构中引入的HeNB GW/DeNB具备NNSF的功能，可以帮助HeNB/Relay选择合适的MME。在MME需要进行过载保护的时候可以使用overload start消息通知HeNB GW/DeNB，即HeNB GW和DeNB可以知道MME的过载情况。但是，overload start消息中并不包含MME的标识信息，因此，即使HeNB GW/DeNB将该消息转发给HeNB/Relay，HeNB/Relay也无法获知哪些MME发生了过载情况，因此也就无法进行相应的过载控制。也即，在MME对HeNB GW或DeNB发起过载控制的过程中，即使HeNB GW和DeNB知道是哪些MME发生了过载，但是HeNB GW/DeNB下面的HeNB/RN却是不知道这个信息的，因此HeNB/RN也将无法正确的拒绝连接到该MME的RRC连接建立过程。

鉴于此，本发明实施例中将提供一种过载保护的控制方案，用于解决HeNB/RN无法进行过载控制的问题。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图4为过载控制处理方法实施流程示意图，如图所示，在过载处理过程中可以包括如下步骤：

步骤401、代理功能节点设备接收MME发送的过载控制消息；

步骤402、代理功能节点设备将发送过载控制消息的MME的GUMMEI(Globally Unique MME Identifier，全球唯一MME标识)信息通知其代理的通信设备，并通知其代理的通信设备对该MME进行过载控制。

本发明实施例中，具有代理功能的代理功能节点设备可以是HeNB GW或DeNB等设备，其代理的通信设备可以是包含HeNB、RN等设备的低功率基站，被代理的通信设备是指需要通过代理功能节点设备才能与核心网通信的类型基站。

下面的实施中也将主要以HeNB、RN、HeNB GW或DeNB为例进行说明，在实施中以之为例是由于这几种设备比较常见，也是E-UTRAN中可能的网络架构中的设备；但是，从理论上来说，只要它们之间满足代理与被代理，并且被代理的通信设备需要通过代理的设备与核心网通信，那么这样的设备都可应用本发明实施例提供的方案，HeNB、RN、HeNB GW或DeNB为例仅用于教导本领域技术人员具体如何实施本发明，但不意味仅能使用这些通信设备，实施过程中可以结合实践需要来选取相应的通信设备。

实施中，代理功能节点设备通知其代理的通信设备对该MME进行过载控制，可以是将过载的拒绝准则通知其代理的通信设备，其代理的通信设备根据通知的的拒绝准则对后续接入的RRC连接进行过载控制即可。

在以HeNB、RN、HeNB GW或DeNB为例进行实施中，HeNB GW和DeNB在收到MME发来的过载控制请求消息后，可以将该消息转发给HeNB或RN，同时将发生过载的MME信息(GUMMEI)包含到该消息中，由HeNB或RN做相应的接入控制；或是通过新的S1-AP/X2-AP过程，定义专用的信令通知HeNB和RN发生过载的MME信息；对于DeNB来说，还可以通过新的空口RRC消息通知RN。后续HeNB GW或DeNB收到MME的overload stop(过载停止)消息后，也可以按同样的方式告知HeNB和RN解除对应MME的过载状态。

下面对这几种方式进行说明。

实施中，代理功能节点设备将发送过载控制消息的MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备，可以包括以下方式之一或者其组合：

方式一、将MME的GUMMEI信息添加进接收的overload start或overloadstop消息后，转发给其代理的通信设备。

该方式下，以HeNB GW为例，可以通过overload start/stop消息将进行过载保护的MME信息(GUMMEI)发送给HeNB，交由HeNB进行过载保护的控制。

图5为方式一的过载控制处理方法实施流程示意图，如图所示，HeNB GW收到overload start/stop消息后，在将其转发给HeNB的过程中，添加相关的MME信息(GUMMEI)，开启负载控制过程后，如果HeNB收到UE的RRC连接建立请求，就可以按照现有的协议流程进行控制了。

方式二、通过S1-AP接口消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备。

图6为方式二的过载控制处理方法实施流程示意图，如图所示，该方式下，以HeNB GW为例，HeNB GW可以通过新的S1-AP接口消息将过载保护的MME信息(GUMMEI)发送给HeNB，交由HeNB进行过载保护的控制。

方式二与方式一的区别是，方式一中HeNB GW中转了MME的overload/stop消息，方法二中HeNB GW终结了MME的overload/stop消息，具体实施中，采用中转或终结的方式主要取决于HeNB GW对非UE相关信令的处理方式。

方式三、通过X2-AP接口消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备。

该方式下，HeNB GW/DeNB可以通过X2接口使用X2-AP信令将过载保护的MME信息(GUMMEI)发送给HeNB/RN。

方式四、通过空口使用RRC消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备。

该方式下，DeNB可以通过空口使用RRC消息将过载保护的MME信息(GUMMEI)发送给HeNB/RN。

实施中，代理功能节点设备可以是HeNB GW，其代理的通信设备是HeNB；

或，代理功能节点设备是DeNB，其代理的通信设备是RN。

方式五、通过NAS(Non Access Stratum，非接入层)传输消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备。

图7为方式五的过载控制处理方法实施流程示意图，如图所示，该方式下，以HeNB GW为例，可以利用initial UE message(初始UE消息)和downlink nastransport(下行NAS传输)等过程完成相应的控制流程。实施中，以HeNB GW为例可以如下：

HeNB在向HeNB GW发送初始UE消息时，需要携带S-TMSI或GUMMEI信息(如果存在)，HeNB GW收到后，发现与之对应的MME处于过载状态，那么HeNB GW发送消息下行NAS传输消息给HeNB，同时携带过载的拒绝准则。HeNB收到后，释放该UE的RRC连接，同时HeNB可获知该MME处于过载状态，根据下行NAS传输消息中指示的拒绝准则对后续接入的RRC连接进行过载控制。

相应的，如果HeNB GW收到多个MME的overload start消息，那么在上述过程中，可以将过载的MME的GUMMEI以及对应的overload action通过下行NAS传输消息一并发给HeNB，由HeNB进行后续的过载控制。

如果HeNB GW后续收到了MME的overload stop消息，则也可以通过上述其它方式通知HeNB解除过载状态。

方式五对RN也适用，其中的用以示例的HeNB GW可以是DeNB节点，HeNB可以是RN节点。

下面再以实例进行说明。

实施例一：

图8为实施例一的网络结构示意图，在所有部署了HeNB GW场景下的MME发起的overload控制过程中，MME向HeNB GW发起overload过程，HeNB GW收到后，通过新增的S1接口或X2接口过程转发给HeNB，转发的过程中，HeNB GW需要将发生过载的MME信息(如GUMMEI)发送给HeNB。此时的过载控制由HeNB进行。

每次HeNB在UE发起RRC连接建立过程中，根据从UE上报的S-TMSI或GUMMEI信息判断该UE的注册MME，同时与发生过载的MME进行对比，若相同且满足拒绝策略，则拒绝该RRC连接建立请求或释放该RRC连接，若不相同，则允许该UE接入。

MME向DeNB发起overload过程，DeNB收到后，通过新增X2接口过程转发给RN，转发的过程中，DeNB需要将发生过载的MME信息(如GUMMEI)发送给RN。此时的过载控制由RN进行。

实施例二：

MME发起的overload过程，HeNB GW收到后，将这条消息通过S1接口转发给HeNB，转发的过程中，HeNB GW在其中添加发生了过载的MME的信息(如GUMMEI)，此时的过载控制由HeNB进行，后续处理方法可以参见实施例一。

实施例三：

DeNB收到MME发来的overload start消息后，通过RRC消息通知RN，该RRC消息中包含发生过载的MME信息(如GUMMEI)，此时的过载控制由RN进行，后续处理与HeNB相同。

实施例四：

针对上述三种实施例的场景，当MME发送overload stop消息时，HeNBGW/DeNB采用同样的方法，通知HeNB和RN相应的MME已经解除过载状态，不必再对UE的接入过程做之前通知过的限制。用于通知HeNB/RN的S1-AP、X2-AP、RRC消息可以携带解除过载状态MME的标识信息(GUMMEI)，或者，当最后一个MME过载解除时，用于通知HeNB/RN的S1-AP、X2-AP、RRC消息可以不携带任何MME信息，HeNB/RN收到后取消过载控制即可。

实施例五：

HeNB GW/DeNB收到MME的overload start消息后，又收到UE请求接入的初始UE消息，HeNB GW/DeNB根据其中携带的S-TMSI信息或GUMMEI信息判决该MME是否处于过载状态，若是，则通过下行NAS消息传输将过载控制的拒绝准则发送给HeNB/RN，由HeNB/RN进行后续的过载控制过程。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种代理功能节点设备，由于该设备解决问题的原理与一种过载控制处理方法相似，因此该设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图9为代理功能节点设备结构示意图，如图所示，设备中可以包括：

接收模块901，用于接收MME发送的过载控制消息；

通知模块902，用于将发送过载控制消息的MME的GUMMEI信息通知代理功能节点设备代理的通信设备，并通知代理功能节点设备代理的通信设备对该MME进行过载控制；

实施中，通知模块可以包括以下单元之一或者其组合：

转发通知单元，用于将MME的GUMMEI信息添加进接收的overload start或overload stop消息后，转发给代理功能节点设备代理的通信设备；

S1通知单元，用于通过S1-AP接口消息将MME的GUMMEI信息通知代理功能节点设备代理的通信设备，并通知代理功能节点设备代理的通信设备对该MME进行过载控制；

X2通知单元，用于通过X2-AP接口消息将MME的GUMMEI信息通知代理功能节点设备代理的通信设备，并通知代理功能节点设备代理的通信设备对该MME进行过载控制；

NAS通知单元，用于通过NAS传输消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备，并通知代理功能节点设备代理的通信设备对该MME进行过载控制。

实施中，代理功能节点设备是HeNB GW，代理功能节点设备代理的通信设备是HeNB；

或，代理功能节点设备是DeNB，代理功能节点设备代理的通信设备是RN。

实施中，通知模块可以包括：

空口通知单元，用于通过空口使用RRC消息将MME的GUMMEI信息通知代理功能节点设备代理的通信设备，并通知代理功能节点设备代理的通信设备对该MME进行过载控制。

实施中，代理功能节点设备是DeNB，代理功能节点设备代理的通信设备是RN。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

由上述实施例可见，HeNB GW和DeNB在收到MME发来的过载控制请求消息后，可以将该消息转发给HeNB或RN，同时将发生过载的MME信息(GUMMEI)包含到该消息中，由HeNB或RN做相应的接入控制；或是通过新的S1-AP/X2AP过程，定义专用的信令通知HeNB和RN发生过载的MME信息；对与DeNB来说，还可以通过新的空口RRC消息通知RN，还可以在HeNB GW/DeNB收到MME的overload start消息后，根据初始UE消息中携带的S-TMSI信息或GUMMEI信息判决该UE请求接入的MME是否处于过载状态，若是，则通过下行NAS消息传输将过载控制的拒绝准则以及相应的GUMMEI信息发送给HeNB/RN，由HeNB/RN进行后续的过载控制过程。后续HeNB GW或DeNB收到MME的overload stop消息后，以同样的方式告知HeNB和RN解除对应MME的过载状态。

现有协议流程无法保证存在HeNB GW的场景下，MME还能够对HeNB发起的过载控制过程有效进行，MME对DeNB下的RN发起的负载控制过程也存在同样的问题，本发明实施例提供的技术方案针对这个问题给出了相应的解决方案，保证了协议流程的正确性和完整性。

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、CD-ROM、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。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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

1.一种过载控制处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

代理功能节点设备接收移动性管理实体MME发送的过载控制消息；

代理功能节点设备将发送过载控制消息的MME的全球唯一移动性管理实体标识GUMMEI信息通知其代理的通信设备，并通知其代理的通信设备对该MME进行过载控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，代理功能节点设备将发送过载控制消息的MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备，包括以下方式之一或者其组合：

将MME的GUMMEI信息添加进接收的过载开始overload start或过载停止overload stop消息后，转发给其代理的通信设备；

通过S1接口应用协议S1-AP接口消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备；

通过X2接口应用协议X2-AP接口消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备；

通过下行非接入层NAS传输消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，代理功能节点设备是演进的家庭基站网关HeNB GW，其代理的通信设备是演进的家庭基站HeNB；

或，代理功能节点设备是施主演进基站DeNB，其代理的通信设备是中继节点RN。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，代理功能节点设备将发送过载控制消息的MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备时，通过空口使用无线资源控制RRC消息将MME的GUMMEI信息通知其代理的通信设备。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，代理功能节点设备是DeNB，其代理的通信设备是RN。

6.一种代理功能节点设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收MME发送的过载控制消息；

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，通知模块包括以下单元之一或者其组合：

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，代理功能节点设备是HeNBGW，代理功能节点设备代理的通信设备是HeNB；

9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，通知模块包括：

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，代理功能节点设备是DeNB，代理功能节点设备代理的通信设备是RN。