專利名稱:移動(dòng)通信系統(tǒng)的負(fù)荷控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的BSC(基站控制器)的負(fù)荷狀況進(jìn)行控制的方法。
背景技術(shù):
在GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))中,一個(gè)BSC下接多個(gè)BTS(基站收發(fā)信臺(tái)),每個(gè)BTS可為多個(gè)用戶手機(jī)提供服務(wù)。當(dāng)有大量用戶請(qǐng)求服務(wù)、下屬各BTS的話務(wù)量都比較高時(shí),BSC的總話務(wù)量就可能超過其最大處理能力,如果不對(duì)話務(wù)的負(fù)荷量進(jìn)行控制,BSC就會(huì)因處理能力不足導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降,嚴(yán)重時(shí)甚至可能造成系統(tǒng)癱瘓。
這種系統(tǒng)的負(fù)荷控制一般由三部分組成(1)由負(fù)荷檢測(cè)裝置(如果采用軟件方式來實(shí)現(xiàn),則是負(fù)荷檢測(cè)進(jìn)程,以下類似)負(fù)責(zé)檢測(cè)負(fù)荷狀況,檢查負(fù)荷狀況是否超過閾值;(2)由級(jí)別確定裝置根據(jù)當(dāng)前的負(fù)荷狀況確定控制級(jí)別、范圍和程度;(3)由控制執(zhí)行裝置根據(jù)級(jí)別確定裝置的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的控制。
GSM規(guī)范推薦了一種負(fù)荷控制方法,該方法通過控制系統(tǒng)消息中的接入控制類別(Access Control Class)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。在GSM系統(tǒng)中,每個(gè)用戶都屬于一個(gè)接入控制類別,其中0~9級(jí)為普通用戶,11~15為特殊用戶。這里的類別本身沒有高低之分,對(duì)于普通用戶,其類別均勻分布在0~9級(jí)上。
如圖1,當(dāng)負(fù)荷檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)負(fù)荷狀況超過門限時(shí),就發(fā)送消息給級(jí)別確定裝置;級(jí)別確定裝置根據(jù)負(fù)荷狀況確定控制級(jí)別,確定禁止哪些級(jí)別的手機(jī)禁止接入,然后通過系統(tǒng)廣播消息禁止這些級(jí)別的用戶接入;這些用戶的手機(jī)內(nèi)的控制執(zhí)行裝置就會(huì)禁止手機(jī)發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求。例如當(dāng)確定控制級(jí)別為2,并禁止接入控制類別為3、4的手機(jī)接入時(shí),接入控制類別為3或4的手機(jī)將無法發(fā)起服務(wù)請(qǐng)求。
這樣,系統(tǒng)通過減少用戶的接入達(dá)到降低負(fù)荷狀況的目的。采用這種方式可以比較精確的控制用戶接入數(shù)量,但這種方式要求在一個(gè)地區(qū)的用戶必須基本均勻分布在0~9級(jí)上,否則達(dá)不到效果。實(shí)踐中,某些地區(qū)的用戶往往集中在有限的幾個(gè)級(jí)別上,如果仍然采用這種方法,就會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷大幅度擺動(dòng)的情況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種移動(dòng)通信系統(tǒng)的負(fù)荷控制方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中要求在一個(gè)地區(qū)的用戶必須基本均勻分布在0~9級(jí)上,否則會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷大幅度擺動(dòng)的問題,以實(shí)現(xiàn)更合理的負(fù)荷控制。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種移動(dòng)通信系統(tǒng)的負(fù)荷控制方法,其中按以下步驟對(duì)BSC的負(fù)荷進(jìn)行控制(1)檢測(cè)所述BSC的負(fù)荷狀況;(2)所述BSC根據(jù)其當(dāng)前負(fù)荷狀況確定需要采取的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息;(3)根據(jù)所述控制消息執(zhí)行相應(yīng)的負(fù)荷控制,其特征在于,在所述第(2)步中,將所述控制消息發(fā)送到BTS;在所述第(3)步中,所述BTS根據(jù)所述控制消息,只處理當(dāng)前控制級(jí)別下被允許的那些服務(wù)類型,忽略當(dāng)前控制級(jí)別下被禁止的那些服務(wù)類型,從而按服務(wù)類型進(jìn)行負(fù)荷控制。
在本發(fā)明所述方法的第(1)步中,按預(yù)定周期檢測(cè)所述BSC的負(fù)荷狀況;當(dāng)檢測(cè)結(jié)果超過預(yù)定的負(fù)荷閾值時(shí),發(fā)出負(fù)荷過載消息。具體的檢測(cè)方法可以通過檢測(cè)所述BSC的主處理器的使用率來判斷其負(fù)荷狀況;當(dāng)檢測(cè)到主處理器的使用率超過預(yù)定的使用率閾值時(shí),發(fā)出負(fù)荷過載消息。
在本發(fā)明所述方法的第(2)步中,以下兩種情況可能觸發(fā)所述BSC發(fā)送控制消息(a)收到負(fù)荷過載消息;(b)在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到負(fù)荷過載消息。
其中,在所述第(a)種情況時(shí),首先判斷是否為第一次收到負(fù)荷過載消息,如果是則將控制級(jí)別升高為當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息;如果不是第一次收到負(fù)荷過載消息,則再判斷距上一次收到負(fù)荷過載消息的時(shí)間是否超過第一預(yù)定時(shí)間,如果超過則再判斷按當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別是否高于當(dāng)前的控制級(jí)別,如果是則將控制級(jí)別升高為當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息;如果距上一次收到負(fù)荷過載消息的時(shí)間未超過第二預(yù)定時(shí)間、或者所確定的控制級(jí)別不高于當(dāng)前的控制級(jí)別,則不作處理。
在所述第(b)種情況時(shí),首先判斷當(dāng)前控制級(jí)別是否為最低控制級(jí)別,如果是則發(fā)送結(jié)束負(fù)荷控制消息,結(jié)束負(fù)荷控制;如果當(dāng)前控制級(jí)別不是最低控制級(jí)別,則將控制級(jí)別降低一級(jí),并發(fā)送相應(yīng)的控制消息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明中由BTS來完成控制執(zhí)行動(dòng),而不是由手機(jī)來完成;并且根據(jù)不同的控制級(jí)別,分別禁止或允許某一類型的服務(wù),與手機(jī)本身的接入控制類別無關(guān)(0~9),即使某一個(gè)地區(qū)的用戶集中分布在有限的幾個(gè)接入控制類別無關(guān)(例如3~6)上,也不會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷大幅度擺動(dòng)的問題,從而可實(shí)現(xiàn)更合理的負(fù)荷控制。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,附圖中圖1是GSM規(guī)范中推薦的一種負(fù)荷控制方法的原理圖;圖2是本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制的原理圖;圖3是本發(fā)明中對(duì)基站控制器的負(fù)荷狀況進(jìn)行檢測(cè)的流程圖;圖4是本發(fā)明中基站控制器根據(jù)其當(dāng)前負(fù)荷狀況確定需要采取的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在GSM系統(tǒng)中,手機(jī)需要求系統(tǒng)提供服務(wù)時(shí),將會(huì)發(fā)送一條信道請(qǐng)求消息。該消息由8比特組成,其中有3~5個(gè)比特用于表示手機(jī)申請(qǐng)信道的原因,也就是請(qǐng)求服務(wù)的類型,包括位置更新、緊急呼叫、主叫、被叫、呼叫重建等等;其余比特為隨機(jī)數(shù),有關(guān)此消息的詳細(xì)說明見表1。
表1信道請(qǐng)求消息內(nèi)容及其含義
如圖2所示,本發(fā)明的基本思路是將控制執(zhí)行裝置由手機(jī)移到BTS,通過限制手機(jī)的不同類型的服務(wù)請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的控制,以克服負(fù)荷控制效果受手機(jī)影響的問題。下面將介紹本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)步驟一、檢測(cè)基站控制器的負(fù)荷狀況其流程圖如圖3所示,由負(fù)荷檢測(cè)裝置檢測(cè)負(fù)荷狀況,判斷基站控制器是否負(fù)荷過載。其中,由一個(gè)負(fù)荷檢測(cè)定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí),當(dāng)定時(shí)器超時(shí)后,對(duì)基站控制器的負(fù)荷狀況進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)重設(shè)負(fù)荷檢測(cè)定時(shí)器,使定時(shí)器重新開始計(jì)時(shí),從而可實(shí)現(xiàn)周期性檢測(cè);當(dāng)檢測(cè)結(jié)果大于預(yù)定閾值時(shí),由負(fù)荷檢測(cè)裝置向級(jí)別確定裝置發(fā)送負(fù)荷過載消息,通報(bào)當(dāng)前負(fù)荷情況。
二、根據(jù)負(fù)荷狀況確定控制級(jí)別并發(fā)送相應(yīng)的控制消息其流程如圖4所示,由級(jí)別確定裝置根據(jù)負(fù)荷狀況情況確定負(fù)荷控制的級(jí)別,本步驟有以下內(nèi)容1、觸發(fā)原因,如圖4中的步驟(1)、(2)、(3)所示,級(jí)別確定裝置通過預(yù)定的事件來觸發(fā)其運(yùn)行,它只接受兩種事件,其一是收到負(fù)荷檢測(cè)裝置發(fā)來的負(fù)荷過載消息,其二是用于計(jì)算多長時(shí)間內(nèi)未收到負(fù)荷過載消息的定時(shí)器T2超時(shí)。
2、首次收到負(fù)荷過載消息的處理,如圖4中的步驟(4)、(5)、(6)、(7)所示,如果級(jí)別確定裝置是首次收到負(fù)荷過載消息(這里首次是指系統(tǒng)當(dāng)前未進(jìn)行負(fù)荷控制,可能是基站控制器初次運(yùn)行、或者是上次負(fù)荷控制已結(jié)束),將根據(jù)當(dāng)前負(fù)荷狀況確定控制級(jí)別,然后發(fā)送相應(yīng)的控制消息,將控制級(jí)別升高為當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別。同時(shí)啟動(dòng)用于計(jì)算兩次收到負(fù)荷過載消息之間的時(shí)間間隔的定時(shí)器T1,并啟動(dòng)定時(shí)器T2,然后回到步驟(1)。其中的T1和T2是兩個(gè)保護(hù)定時(shí)器,T1的計(jì)時(shí)周期小于T2。
3、在定時(shí)器T1的計(jì)時(shí)超過第一預(yù)定時(shí)間之前收到負(fù)荷過載消息的處理,如圖4中的步驟(8)所示,此時(shí)級(jí)別確定裝置將忽略該消息,不進(jìn)行任何處理,回到步驟(1)。因?yàn)樨?fù)荷控制需要一段時(shí)間才能看到效果,所以采用這種方式來防止在短時(shí)間內(nèi)收到多個(gè)負(fù)荷過載消息而導(dǎo)致的過度控制問題。
4、在定時(shí)器T1超時(shí)之后收到負(fù)荷過載消息的處理,如圖4中的步驟(9)、(10)、(11)、(12)所示,此時(shí)級(jí)別確定裝置將根據(jù)當(dāng)前的負(fù)荷狀況重新確定新的負(fù)荷控制級(jí)別,如果新的控制級(jí)別高于當(dāng)前控制級(jí)別,則發(fā)送相應(yīng)的控制消息,將控制級(jí)別升高為新的控制級(jí)別,同時(shí),重設(shè)定時(shí)器T1和定時(shí)器T2,然后回到步驟(1);如果新的控制級(jí)別等于或低于當(dāng)前控制級(jí)別,則控制當(dāng)前級(jí)別維持不變,直接回到步驟(1)。
5、定時(shí)器T2的計(jì)時(shí)超過第二預(yù)定時(shí)間后的處理過程,如圖4中的步驟(13)、(14)、(15)、(16)、(17)所示,其中定時(shí)器T2超時(shí)說明在整個(gè)第二預(yù)定時(shí)間內(nèi),負(fù)荷狀況沒有增長,負(fù)荷控制有效果,可以降低負(fù)荷狀況控制級(jí)別;如果此時(shí)負(fù)荷控制級(jí)別已處于最低級(jí)別,那么就向控制執(zhí)行裝置發(fā)送結(jié)束負(fù)荷控制消息,通知控制執(zhí)行裝置結(jié)束負(fù)荷狀況控制,然后回到步驟(1);否則將控制級(jí)別降低一級(jí),并發(fā)送相應(yīng)的控制消息。同時(shí),再次重設(shè)定時(shí)器T1和定時(shí)器T2,然后回到步驟(1)。
三、控制執(zhí)行基站收發(fā)信臺(tái)中的控制執(zhí)行裝置根據(jù)其收到的控制消息變更其控制級(jí)別,當(dāng)收到由手機(jī)為請(qǐng)求服務(wù)而發(fā)來的信道請(qǐng)求消息后,根據(jù)當(dāng)前的控制級(jí)別,只處理當(dāng)前控制級(jí)別下允許的那些服務(wù)類型,忽略當(dāng)前控制級(jí)別下禁止的那些服務(wù)類型,從而按服務(wù)類型進(jìn)行負(fù)荷控制。
在控制執(zhí)行裝置中有一控制位圖,該位圖用于表示當(dāng)前負(fù)荷控制級(jí)別下應(yīng)該過濾哪些服務(wù)請(qǐng)求,該位圖有256位,恰好對(duì)應(yīng)手機(jī)信道請(qǐng)求消息的所有情況。
手機(jī)在每次請(qǐng)求服務(wù)時(shí),首先發(fā)送信道請(qǐng)求消息,其中包含了請(qǐng)求服務(wù)的類型,控制執(zhí)行裝置收到信道請(qǐng)求消息后,查詢控制位圖,如果對(duì)應(yīng)的控制位是允許,就將該信道請(qǐng)求消息發(fā)送到BSC,如果是禁止,就忽略該消息,這樣,BSC收到的信道請(qǐng)求消息就減少了,需要處理的話務(wù)量也就減少了,BSC的負(fù)荷也就可以控制在正常范圍之內(nèi)。
具體實(shí)施時(shí),本方法主要是通過軟件實(shí)現(xiàn),在BSC的主處理器中有一個(gè)負(fù)荷檢測(cè)進(jìn)程來完成負(fù)荷檢測(cè)功能,另有一個(gè)級(jí)別確定進(jìn)程來完成級(jí)別確定功能,在BTS的幀單元控制器中有一個(gè)控制執(zhí)行進(jìn)程完成控制執(zhí)行功能。
負(fù)荷狀況的瓶頸主要體現(xiàn)在BSC主處理器的處理能力上,因此負(fù)荷檢測(cè)進(jìn)程對(duì)主處理器的使用情況進(jìn)行期性檢測(cè),一般認(rèn)為主處理器使用率超過65%(該閾值可通過后臺(tái)修改),系統(tǒng)就需要啟動(dòng)負(fù)荷控制流程。在每次檢查發(fā)現(xiàn)主處理器使用率超過65%時(shí),負(fù)荷檢測(cè)進(jìn)程都將發(fā)送負(fù)荷過載消息通知級(jí)別確定進(jìn)程。
級(jí)別確定進(jìn)程維護(hù)兩張數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表,一張是主處理器使用率和控制級(jí)別對(duì)應(yīng)表,見表2,級(jí)別確定進(jìn)程根據(jù)當(dāng)前主處理器的使用率查詢?cè)摫?,從而確定控制級(jí)別,可見,本發(fā)明的控制級(jí)別與現(xiàn)有技術(shù)中的手機(jī)接入控制類別是兩種不同的定義方式;另一張是控制級(jí)別和禁止手機(jī)接入類型的對(duì)應(yīng)表,見表3,級(jí)別確定進(jìn)程根據(jù)當(dāng)前控制級(jí)別,查詢當(dāng)前控制級(jí)別下需要禁止手機(jī)的哪些類型的服務(wù)請(qǐng)求,并將該信息發(fā)送給控制執(zhí)行進(jìn)程,由控制執(zhí)行進(jìn)程進(jìn)行過濾。這兩張數(shù)據(jù)表也是可以通過后臺(tái)進(jìn)行修改,實(shí)現(xiàn)不同的控制方式,表2、表3是其中的一個(gè)例子(系統(tǒng)不支持半速率業(yè)務(wù)信道)。
表2主處理器使用率和控制級(jí)別對(duì)應(yīng)表
表3控制級(jí)別與禁止接入類型對(duì)應(yīng)表
當(dāng)級(jí)別確定進(jìn)程首次收到負(fù)荷檢測(cè)進(jìn)程發(fā)來的負(fù)荷過載消息后,就啟動(dòng)級(jí)別流程,其過程已在前面描述。
控制執(zhí)行進(jìn)程位于BTS的幀單元控制器中。BSC與手機(jī)所有交互消息都要經(jīng)過幀單元控制器處理,控制執(zhí)行進(jìn)程是對(duì)幀單元控制器收到的手機(jī)的信道請(qǐng)求消息進(jìn)行過濾,限制部分信道請(qǐng)求消息到BSC。當(dāng)控制執(zhí)行進(jìn)程收到級(jí)別確定進(jìn)程的控制消息,它將檢查幀單元控制器收到的每一個(gè)信道請(qǐng)求消息是否為表3中禁止的類型,如果禁止,就不發(fā)送到BSC;如果允許才發(fā)送到BSC。當(dāng)控制執(zhí)行進(jìn)程收到新的控制消息,新的控制級(jí)別與禁止接入類型對(duì)應(yīng)表將替代原來的表3。
當(dāng)BSC的主處理器使用率下降到閾值以下,負(fù)荷檢測(cè)進(jìn)程將不再向級(jí)別確定進(jìn)程發(fā)送負(fù)荷過載消息,級(jí)別確定進(jìn)程將逐步下調(diào)控制級(jí)別,通知控制執(zhí)行進(jìn)程調(diào)整禁止接入類型位圖。當(dāng)控制級(jí)別為1,定時(shí)器T2再次超時(shí)時(shí),此時(shí)級(jí)別確定進(jìn)程將向控制執(zhí)行進(jìn)程發(fā)送結(jié)束負(fù)荷控制消息,控制執(zhí)行進(jìn)程在收到該消息后,將不再檢查幀單元控制器收到的手機(jī)信道請(qǐng)求消息,全部轉(zhuǎn)發(fā)給BSC。至此,一次完整的負(fù)荷控制結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信系統(tǒng)的負(fù)荷控制方法,其中按以下步驟對(duì)基站控制器的負(fù)荷進(jìn)行控制(1)檢測(cè)所述基站控制器的負(fù)荷狀況;(2)所述基站控制器根據(jù)其當(dāng)前負(fù)荷狀況確定需要采取的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息;(3)根據(jù)所述控制消息執(zhí)行相應(yīng)的負(fù)荷控制,其特征在于,在所述第(2)步中,將所述控制消息發(fā)送到基站收發(fā)信臺(tái);在所述第(3)步中,所述基站收發(fā)信臺(tái)根據(jù)所述控制消息,只處理當(dāng)前控制級(jí)別下被允許的那些服務(wù)類型,忽略當(dāng)前控制級(jí)別下被禁止的那些服務(wù)類型,從而按服務(wù)類型進(jìn)行負(fù)荷控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在所述第(1)步中,按預(yù)定周期檢測(cè)所述基站控制器的負(fù)荷狀況;當(dāng)檢測(cè)結(jié)果超過預(yù)定的負(fù)荷閾值時(shí),發(fā)出負(fù)荷過載消息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,通過檢測(cè)所述基站控制器的主處理器的使用率來判斷其負(fù)荷狀況;當(dāng)檢測(cè)到主處理器的使用率超過預(yù)定的使用率閾值時(shí),發(fā)出負(fù)荷過載消息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在所述第(2)步中,以下兩種情況可能觸發(fā)所述基站控制器發(fā)送控制消息(a)收到負(fù)荷過載消息;(b)在第二預(yù)定時(shí)間內(nèi)未收到負(fù)荷過載消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,在所述第(a)種情況時(shí),首先判斷是否為第一次收到負(fù)荷過載消息,如果是則將控制級(jí)別升高為當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息;如果不是第一次收到負(fù)荷過載消息,則再判斷距上一次收到負(fù)荷過載消息的時(shí)間是否超過第一預(yù)定時(shí)間,如果超過則再判斷按當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別是否高于當(dāng)前的控制級(jí)別,如果是則將控制級(jí)別升高為當(dāng)前負(fù)荷狀況所確定的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息;如果距上一次收到負(fù)荷過載消息的時(shí)間未超過第二預(yù)定時(shí)間、或者所確定的控制級(jí)別不高于當(dāng)前的控制級(jí)別,則不作處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,在所述第(b)種情況時(shí),首先判斷當(dāng)前控制級(jí)別是否為最低控制級(jí)別,如果是則發(fā)送結(jié)束負(fù)荷控制消息,結(jié)束負(fù)荷控制;如果當(dāng)前控制級(jí)別不是最低控制級(jí)別,則將控制級(jí)別降低一級(jí),并發(fā)送相應(yīng)的控制消息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信系統(tǒng)的負(fù)荷控制方法,為了解決現(xiàn)有技術(shù)中要求在一個(gè)地區(qū)的用戶必須基本均勻分布在0~9級(jí)上,否則會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷大幅度擺動(dòng)的問題,本發(fā)明在檢測(cè)基站控制器的負(fù)荷狀況的基礎(chǔ)上,由基站控制器根據(jù)其當(dāng)前負(fù)荷狀況確定需要采取的控制級(jí)別,并發(fā)送相應(yīng)的控制消息到基站收發(fā)信臺(tái);再由基站收發(fā)信臺(tái)根據(jù)所述控制消息,只處理當(dāng)前控制級(jí)別下被允許的那些服務(wù)類型,忽略當(dāng)前控制級(jí)別下被禁止的那些服務(wù)類型,從而按服務(wù)類型進(jìn)行負(fù)荷控制,實(shí)現(xiàn)更合理的負(fù)荷控制。
文檔編號(hào)H04W28/10GK1543232SQ0311337
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者王之曦, 陳林江 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司南京分公司, 深圳市中興通訊股份有限公司南京分公