一種均衡移動(dòng)性管理設(shè)備池容量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種屬于無線通信領(lǐng)域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量均衡方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核心網(wǎng)分組域均衡移動(dòng)性管理設(shè)備池容量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長期演進(jìn)(LTE，Long term Evolut1n)是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP,Third generat1n partnership Project)制定，在考慮下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，要求網(wǎng)絡(luò)扁平化、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP,Internet Protocol)分組化，從而實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)大容量、高帶寬、高效率交換演進(jìn)的需求，因此LTE系統(tǒng)采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。
[0003]通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS，GeneralPacket Rad1 Service)主要提供移動(dòng)2G/3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通用無線分組業(yè)務(wù)中服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)(SGSN，Serving GPRS Support Node)是GPRS核心網(wǎng)重要組成部分，主要完成分組數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、邏輯鏈路管理、鑒權(quán)和加密、話單產(chǎn)生和輸出等功能。傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器(BSC，Base Stat1n Contro11er)/無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC，Rad1 NetworkContro 11 er)只能連接一個(gè)服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)SGSN。
[0004]隨著移動(dòng)寬帶化加速，通用無線分組業(yè)務(wù)也在不斷演進(jìn)，演進(jìn)的分組核心網(wǎng)(EPC，Evolved Packet Core)主要提供第四代移動(dòng)通信技術(shù)(4G)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，移動(dòng)性管理設(shè)備(MME,Mobility Management Entity)是長期演進(jìn)核心網(wǎng)重要組成部分，主要負(fù)責(zé)用戶控制面的管理。4G基站(eNodeB)與MME為多對(duì)多的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，MME需同時(shí)管理成千上萬個(gè)網(wǎng)
J L ο
[0005]為達(dá)到現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備價(jià)值最大化，通信運(yùn)營商普遍采用共用2G/3G/4G核心網(wǎng)的方式，即對(duì)現(xiàn)網(wǎng)2G/3G設(shè)備升級(jí)和改造，統(tǒng)一了控制面和用戶面，簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)網(wǎng)SGSN升級(jí)改造成支持2G/3G/4G融合核心網(wǎng)設(shè)備SGSN/MME。
[0006]核心網(wǎng)資源池是3GPP組織在R5階段提出，目前已廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)網(wǎng)之中。SGSN/MME Pool(融合核心網(wǎng)資源池)將多個(gè)SGSN/MME(融合核心網(wǎng)設(shè)備)構(gòu)成的一個(gè)SGSN/MME池(Pool)，池所覆蓋的BSC/RNC/eNodeB與池內(nèi)各SGSN/MME分別連接，由SGSN/MME Pool內(nèi)所有SGSN/MME共同為其所覆蓋的BSC/RNC/eNodeB服務(wù)。核心網(wǎng)資源管理池的組網(wǎng)方式改變了原有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以將一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接至多套SGSN/MME上。SGSN對(duì)2G/3G基站的管理是通過BSC和RNC節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn);4G基站(eNodeB)直接與MME相連，在eNodeB上配置MMEPool中每個(gè)MME的業(yè)務(wù)地址數(shù)據(jù)。
[0007]非接入層節(jié)點(diǎn)選擇功能(NNSF，NAS Node Select1n Funct1n)，即無線接入網(wǎng)(RAN,Rad1 Access Network)節(jié)點(diǎn)通過NNSF功能為用戶設(shè)備(UE，User Equipment)發(fā)上來的初始非接入層(NAS，Non Access Stratum)信令選擇一個(gè)合適的路由，將其發(fā)送到合適的SGSN/MME節(jié)點(diǎn)，SGSN/MME網(wǎng)絡(luò)存在兩種節(jié)點(diǎn)選擇方法:
[0008]2G/3G業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇方式:BSC/RNC代理NAS節(jié)點(diǎn)選擇功能是根據(jù)池內(nèi)各SGSN容量通過網(wǎng)管手動(dòng)設(shè)定容量因子，當(dāng)UE初次注冊(cè)到SGSN Pool內(nèi)的一個(gè)SGSN時(shí)，這個(gè)SGSN將含有本局網(wǎng)絡(luò)資源標(biāo)識(shí)(NRI ,Network Resource Identif ier)的用戶臨時(shí)標(biāo)識(shí)分配給UEc3UE再次發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)將攜帶NRI信息，BSC/RNC內(nèi)配置各NRI和SGSN的映射關(guān)系，BSC/RNC收到UE的上發(fā)消息后，獲取NRI值，如果NRI有對(duì)應(yīng)SGSN，則轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的SGSN，否則按各SGSN負(fù)荷分擔(dān)的比例進(jìn)行隨機(jī)選擇，“卸載”或“禁用”狀態(tài)的SGSN不在選擇范圍內(nèi)ASC/RNC將利用NRI信息將UE發(fā)起的業(yè)務(wù)路由到NRI對(duì)應(yīng)的SGSN3SC/RNC根據(jù)配置SGSN節(jié)點(diǎn)容量確定負(fù)荷分擔(dān)比例。
[0009]4G業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇方式:一個(gè)eNodeB與MME Pool中的多個(gè)MME連接，當(dāng)建立專用SI(eNodeB與MME之間的接口名稱)連接時(shí)，需要為UE選擇一個(gè)服務(wù)MME^NodeB根據(jù)各MME對(duì)應(yīng)的“負(fù)荷權(quán)重”比例進(jìn)行選擇，MME的負(fù)荷權(quán)重值通過SI發(fā)送給池區(qū)中eNodeBIME負(fù)荷權(quán)重值根據(jù)Pool中其它MME節(jié)點(diǎn)可用容量加以設(shè)置，負(fù)荷權(quán)重值通過SI攜帶給eNodeBcMME Pool特性是多個(gè)MME同時(shí)為相同的無線區(qū)域服務(wù)，Pool內(nèi)MME之間實(shí)現(xiàn)資源共享，業(yè)務(wù)負(fù)荷分擔(dān)。UE接入哪個(gè)MME與eNodeB的負(fù)荷均衡策略有關(guān)，因此eNodeB需感知MME的設(shè)備狀態(tài)。如果探測(cè)到MME不可用，需要及時(shí)調(diào)整負(fù)荷均衡策略，將新接入業(yè)務(wù)請(qǐng)求消息分配給其它正常狀態(tài)的 MME ο
[0010]由于核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載信息一般處于動(dòng)態(tài)變化之中，而現(xiàn)有技術(shù)提供的該方式是一種“靜態(tài)”的方式，設(shè)置好的權(quán)重不會(huì)隨時(shí)間變化，即使能夠根據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)變化后的負(fù)載信息來調(diào)整權(quán)重，也需要手動(dòng)重新配置，而且也存在一定的滯后性。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)提供的根據(jù)預(yù)先分配的權(quán)重來確定核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載信息的方式難以確定核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)負(fù)載信息，且使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)制作更為復(fù)雜，工程割接更為復(fù)雜。
[0011]此外，不同廠家對(duì)權(quán)重的支持程度不同，多數(shù)廠家設(shè)備支持根據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)SGSN/MME容量配置分擔(dān)選擇比例;但個(gè)別廠家設(shè)備僅支持等容量比例分配，無法手動(dòng)配置權(quán)重，為此，現(xiàn)有技術(shù)存在非等容量和等容量兩種模式。非等容量模式將SGSN/MME pool中各網(wǎng)元按照非等容量規(guī)劃，無線側(cè)按照SGSN/MME容量比例選擇節(jié)點(diǎn)。SGSN/MME擴(kuò)容或容量調(diào)整，導(dǎo)致負(fù)荷分擔(dān)比例變化時(shí)，同步引起無線BSC/RNC/eNodeB配置分擔(dān)比例操作。非等容量模式會(huì)增加無線側(cè)的配置操作，且不利于容量均衡。等容量規(guī)劃將設(shè)備的硬件處理能力及接入用戶數(shù)相同，對(duì)應(yīng)無線側(cè)等比例選擇SGSN/MME節(jié)點(diǎn)。當(dāng)SGSN/MME擴(kuò)容或容量調(diào)整時(shí)，要求各網(wǎng)元的硬件處理能力及軟件相同，需要對(duì)所有網(wǎng)元統(tǒng)一規(guī)劃容量。當(dāng)新建SGSN/MME時(shí)，要求新建SGSN/MME與現(xiàn)網(wǎng)SGSN/MME具有相同的硬件處理能力，投資龐大。等容量模式是對(duì)非等容量進(jìn)行改進(jìn)，但是會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜度和投資龐大的問題。
[0012]如果新SGSN/MME網(wǎng)元入Pool，或SGSN/MME的業(yè)務(wù)地址有變化，或SGSN/MME的設(shè)備容量發(fā)生變化，與該SGSN/MME Pool互聯(lián)的所有BSC/RNC/eNodeB節(jié)點(diǎn)全部需要修改配置數(shù)據(jù)，經(jīng)分析認(rèn)為，現(xiàn)網(wǎng)采用基于靜態(tài)分發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的方法工程量極大，準(zhǔn)確性難以保障，而且很難在短時(shí)間內(nèi)修改完成，存在SGSN/MME和BSC/RNC/eNodeB數(shù)據(jù)配置不一致的網(wǎng)絡(luò)隱患，影響用戶感知?；诂F(xiàn)網(wǎng)改造的“靜態(tài)”方式，帶來組網(wǎng)方式不夠靈活，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及維護(hù)較為復(fù)雜，投資高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中基于靜態(tài)分發(fā)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的方法，在網(wǎng)絡(luò)容量或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，需要手動(dòng)修改數(shù)據(jù)或調(diào)整設(shè)備配置解決容量或負(fù)載均衡的問題，提供了一種均衡移動(dòng)性管理設(shè)備池容量的方法。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:所述的2G/3G網(wǎng)絡(luò)中一種均衡移動(dòng)性管理設(shè)備池容量的方法的步驟如下:
[0015]I)用戶設(shè)備開機(jī)，通過對(duì)服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)測(cè)量值的監(jiān)控，來觸發(fā)小區(qū)選擇和小區(qū)重選，以最大程度保證用戶設(shè)備駐留在一個(gè)最好的小區(qū)內(nèi)，駐留到合適的小區(qū)后，首先發(fā)起隨機(jī)接入過程，即消息I;
[0016]2)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器檢測(cè)到消息I后，向用戶設(shè)備發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息2;
[0017]3)用戶設(shè)備收到隨機(jī)響應(yīng)消息2后，向無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送無線資源請(qǐng)求消息；
[0018]4)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器向用戶設(shè)備發(fā)送無線資源請(qǐng)求響應(yīng)消息，包含建立信令無線承載、承載信息和無線資源配置信息；
[0019]5)用戶設(shè)備完成建立信令無線承載和無線資源配置，向無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送無線資源請(qǐng)求完成消息，包含非接入層附著請(qǐng)求信息；
[0020]6)管理功能模塊PSMG的自動(dòng)容災(zāi)倒換功能模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PSMG工作狀態(tài)，如果主用PSMG發(fā)生故障，啟動(dòng)備用PSMG，無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器向正常工作的PSMG虛擬地址管理功能單元發(fā)送接入請(qǐng)求消息3，PSMG檢測(cè)到消息3后，PSMG觸發(fā)業(yè)務(wù)均衡模塊，根據(jù)核心網(wǎng)資源池內(nèi)服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)負(fù)荷情況將新接到無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器的業(yè)務(wù)請(qǐng)求分發(fā)至負(fù)荷較低的服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)；
[0021]7)服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)向無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送初始上下文建立請(qǐng)求消息，請(qǐng)求建立默認(rèn)承載，包含非接入層附著接收、激活默認(rèn)的通用無線分組業(yè)務(wù)承載上下文請(qǐng)求消息；
[0022]8)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器接收到初始上下文建立請(qǐng)求消息，如果不包含用戶設(shè)備能力信息，則無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器向用戶設(shè)備發(fā)送用戶設(shè)備性能詢問消息，查詢用戶設(shè)備能力；
[0023]9)用戶設(shè)備向無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送用戶設(shè)備能力信息消息，報(bào)告用戶設(shè)備能力信息；
[0024]10)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器向服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)發(fā)送用戶設(shè)備能力信息指示消息，更新服務(wù)支撐節(jié)點(diǎn)的用戶設(shè)備能力信息；
[0025]11)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)初始上下文建立請(qǐng)求消息中用戶設(shè)備支持的安全信息，向用戶設(shè)備發(fā)送安全模式完成消息，進(jìn)行安全激活；
[0026]12)用戶設(shè)備向無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器發(fā)送安全模式完成消息，表不安全激活完成；
[0027]13)無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)初始上下文建立請(qǐng)求消息中的演進(jìn)的無線接入承載建立信息，向用戶設(shè)備發(fā)送進(jìn)行用戶設(shè)備資源重配，包括重配信令無線承載I和無線資源配置，建立信令無線承載2、