專利名稱：移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法及其通信設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)的核心網接入，尤其涉及移動通信系統(tǒng)核心網接入中實現負荷均衡的方法及應用該方法的通信設備。
背景技術：
在現有的移動通信網絡中，UE(User Equipment，用戶設備)通過RNC(Radio Network Controller，無線網絡控制器)接入CN(Core Network，核心網絡)節(jié)點。在電路域接入UE的CN節(jié)點通常為MSC/VLR(Mobile SwitchingCenter/Visitor Location Register，移動交換中心/拜訪位置寄存器)，在分組域接入UE的CN節(jié)點通常為SGSN(Service GPRS Supporting node，服務GPRS支持節(jié)點)。
當RNC不能解釋UE在Uu接口(UE與無線接入網相連接的接口)的初始直接傳輸信令中的IDNNS(Intra Domain NAS Node Selector，內域非接入層節(jié)點選擇)值，或者說當RNC從UE的IMSI(International Mobile SubscriberIdentity，國際移動用戶標識)中導出的NRI(Network Resource Identifier，網絡資源標識)值無法映射到一個有效的CN節(jié)點時，現有的移動通信標準中規(guī)定RNC可以將UE通過其他的有效CN節(jié)點接入到核心網。
上述情形主要發(fā)生在UE指定的CN節(jié)點處于過載狀態(tài)或者因其他原因導致的異常情況下。同時，盡管現有的移動通信標準規(guī)定了在非正常情況下共享無線接入網和UE接入負荷均衡的思想，但并未提供具體的實現方法。
3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作組織)在Release 6中開始引入了網絡共享技術，用來解決多個核心網運營商共享同一個無線接入網的技術問題。網絡共享技術在本質上不僅提供了一種無線系統(tǒng)資源共享的方式，而且為業(yè)務量在具有漫游協定的不同核心網運營商網絡節(jié)點之間的平衡分布奠定了基礎。
在LTE/SAE(Long Time Evolution/System Architecture Evolution，長期演進項目/系統(tǒng)架構演進)中，已經對在Iu接口(連接無線接入網和核心網的接口)采用負荷均衡機制和對無線接入網的共享提出了要求，但同樣尚未提供具體實現方案。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的是UE接入核心網時負荷均衡的實現問題。
本發(fā)明所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法包括以下步驟通過用戶終端UE的接入指示標識，接入網節(jié)點確定用來接入該UE的核心網節(jié)點的選擇范圍；在所述選擇范圍中根據核心網節(jié)點的當前負荷參數選擇其中之一；向選定的核心網節(jié)點傳遞該UE的接入信令。
優(yōu)選地，所述方法還包括根據UE的接入指示標識確定其指定的核心網節(jié)點和指定的運營商標識；所述確定用來接入UE的核心網節(jié)點的選擇范圍具體為當UE指定的核心網節(jié)點無法接入該UE時，將具有UE指定的運營商標識并且與接入網節(jié)點具有連接關系的有效核心網節(jié)點作為選擇范圍。
可選地，所述UE指定的核心網節(jié)點無法接入該UE，包括以下之一UE指定的核心網節(jié)點處于過載或失效狀態(tài)；與接入網節(jié)點具有連接關系并且具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點中不包括UE指定的核心網節(jié)點。
優(yōu)選地，所述方法還包括根據UE的接入指示標識確定其指定的運營商標識；所述確定用來接入UE的核心網節(jié)點的選擇范圍具體為將具有UE指定的運營商標識并且與接入網節(jié)點具有連接關系的有效核心網節(jié)點作為選擇范圍。
優(yōu)選地，所述確定用來接入UE的核心網節(jié)點的選擇范圍還包括當具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點無法接入該UE時，將具有其他運營商標識并且與接入網節(jié)點具有連接關系的有效核心網節(jié)點作為選擇范圍。
可選地，所述具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點無法接入該UE包括以下之一與接入網節(jié)點具有連接關系并且具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點處于過載或失效狀態(tài)；與接入網節(jié)點具有連接關系的核心網節(jié)點均不具有UE指定的運營商標識。
優(yōu)選地，所述方法在選擇具有不同于UE指定的核心網運營商標識的核心網節(jié)點后還包括接入網節(jié)點通知該UE其核心網接入運營商的變化；根據UE返回的是否接受運營商變更的信息決定是否繼續(xù)其接入過程。
優(yōu)選地，當與接入網節(jié)點具有連接關系的核心網節(jié)點均處于過載或失效狀態(tài)時，接入網節(jié)點拒絕該UE的接入請求。
可選地，所述接入網節(jié)點為控制平面錨節(jié)點CP Anchor；所述核心網節(jié)點為移動管理實體/用戶平面實體MME/UPE節(jié)點；所述負荷參數為MME/UPE的負荷級別。
優(yōu)選地，所述在選擇范圍中根據當前負荷參數選擇一個核心網節(jié)點具體為
選擇負荷級別最低的核心網節(jié)點；如果具有最低負荷級別的核心網節(jié)點超過1個，采用隨機數算法從中進行選擇。
優(yōu)選地，所述負荷級別根據核心網節(jié)點的信令連接、附著的UE數目和/或用戶平面和控制平面流量來確定；所述方法還包括接入網節(jié)點從與其具有連接關系的核心網節(jié)點接收其負荷級別信息。
可選地，所述接入網節(jié)點為無線網絡控制器RNC；所述核心網節(jié)點為移動交換中心/拜訪位置寄存器MSC/VLR節(jié)點或服務通用分組無線業(yè)務支持節(jié)點SGSN。
優(yōu)選地，接入網節(jié)點從與其具有連接關系的核心網節(jié)點接收其負荷參數信息。
本發(fā)明提供了一種移動通信系統(tǒng)中的接入網節(jié)點，包括UE信令模塊、核心網CN節(jié)點選擇模塊和CN節(jié)點信令模塊，其中UE信令模塊用來從UE的接入信令中解析出其接入指示標識；CN節(jié)點信令模塊用來與和接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點進行信令傳輸；CN節(jié)點選擇模塊用來通過UE的接入指示標識確定用來接入該UE的CN節(jié)點的選擇范圍，根據CN節(jié)點的當前負荷參數選擇其中之一，并通過CN節(jié)點信令模塊向選擇的CN節(jié)點傳遞該UE的接入信令。
優(yōu)選地，所述接入網節(jié)點還包括CN節(jié)點狀態(tài)模塊，用來保存CN節(jié)點信令模塊的傳輸信令中包括當前負荷參數的CN節(jié)點狀態(tài)信息。
優(yōu)選地，述接入網節(jié)點還包括CN節(jié)點標識模塊，用來保存與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點及其對應的運營商標識。
可選地，所述通過UE的接入指示標識確定CN節(jié)點的選擇范圍具體為當UE的接入指示標識指定的CN節(jié)點無法接入該UE時，CN節(jié)點選擇模塊優(yōu)先以與指定CN節(jié)點具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍；不存在具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點時，以具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點為選擇范圍。
可選地，所述通過UE的接入指示標識確定CN節(jié)點的選擇范圍具體為優(yōu)先以具有UE接入指示標識所指定的運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍；不存在具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點時，以具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點為選擇范圍。
優(yōu)選地，所述接入網節(jié)點為RNC或CP Anchor節(jié)點。
本發(fā)明還提供了一種共享無線接入網的移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，包括以下步驟當UE接入信令中指定運營商的CN節(jié)點無法接入該UE時，接入網節(jié)點在所連接的其他運營商的CN節(jié)點中根據當前負荷參數選擇其中之一；向選定的核心網節(jié)點傳遞該UE的接入信令。
優(yōu)選地，所述方法還包括接入網節(jié)點接收連接的CN節(jié)點的負荷參數信息。
可選地，所述UE指定運營商的CN節(jié)點無法接入該UE包括以下之一與接入網節(jié)點具有連接關系并且屬于UE指定運營商的CN節(jié)點處于過載或失效狀態(tài)；與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點均不屬于UE指定的運營商。
本發(fā)明通過將所指定CN節(jié)點無法接入的UE由根據當前負荷參數選擇的其他CN節(jié)點進行接入，實現了由所有UE觸發(fā)的業(yè)務在CN節(jié)點中的負荷分擔，提高了移動通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；進一步地，對支持接入網共享的移動通信系統(tǒng)，本發(fā)明通過將指定運營商無法提供接入的UE由其他運營商最低負荷的CN節(jié)點進行接入，實現了各個運營商的CN節(jié)點之間的負荷均衡。


圖1為本發(fā)明在LTE/SAE系統(tǒng)中的應用環(huán)境示例；圖2為本發(fā)明所述負荷均衡方法實施例一的流程圖；圖3為本發(fā)明所述負荷均衡方法實施例二的流程圖；圖4為本發(fā)明所述負荷均衡方法實施例三的流程圖；圖5為本發(fā)明所述方法應用于LTE/SAE系統(tǒng)的優(yōu)選實現方式中UE接入流程圖；圖6為本發(fā)明優(yōu)選實現方式中確定負荷級別最低的CN節(jié)點的流程圖；圖7為本發(fā)明所述接入網節(jié)點的結構示意圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，CN節(jié)點為核心網中具有UE接入功能的網絡節(jié)點，例如當前移動通信系統(tǒng)中電路域的MSC/VLR、分組域的SGSN、或LTE/SAE系統(tǒng)中的MME/UPE(Mobility Management Entity/User Plane Entity，移動管理實體/用戶平面實體)節(jié)點；接入網節(jié)點具有將UE的接入控制信令傳遞給負責導引該UE接續(xù)的CN節(jié)點的功能，例如當前移動通信系統(tǒng)中的RNC、或者LTE/SAE系統(tǒng)中的CP Anchor(Control Plane Anchor，控制平面錨節(jié)點)。本發(fā)明中的當前移動通信系統(tǒng)可能是GSM(Global System for Mobilecommunications，全球移動通信系統(tǒng))、CDMA(Code Division Multiple Access，碼分多址接入)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址)或TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division MultipleAccess，時分同步碼分多址)等系統(tǒng)。
當UE接入網絡時，承載其接入請求的信令通過基站到達接入網節(jié)點。接入網節(jié)點根據UE接入信令中的NRI確定CN節(jié)點來負責導引該UE的后續(xù)接續(xù)過程。在本發(fā)明中，根據移動通信網絡的具體運營情況和該UE的設定，所確定的CN節(jié)點可能是該UE在NRI中指定的CN節(jié)點，也可能是與所指定CN節(jié)點屬于同一個運營商的其他CN節(jié)點；在核心網絡支持接入網共享的條件下，還可能是其他運營商的CN節(jié)點。
圖1所示為采用MOCN(Multiple Operator Core Network，多運營商核心網)方式的LTE/SAE系統(tǒng)，為本發(fā)明應用的共享接入網的一種系統(tǒng)架構示例。在圖1中，核心網中MME/UPE節(jié)點131和132屬于第一運營商，MME/UPE節(jié)點133和134屬于第二運營商，接入網中CP Anchor節(jié)點110與E-Node B(Evolution Node B，演進基站)121和122具有信令連接。CP Anchor節(jié)點110與所有運營商的MME/UPE節(jié)點之間都具有信令連接，根據接入UE的MME/UPE節(jié)點的不同，E-Node B 121和122可能與所有運營商的MME/UPE節(jié)點建立接續(xù)。可見，接入網在兩個運營商的核心網之間處于共享的狀態(tài)。
本發(fā)明所述負荷均衡方法實施例一的流程如圖2所示。在步驟S201，接入網節(jié)點接收所連接的CN節(jié)點的負荷參數。
在LTE/SAE系統(tǒng)中，標準規(guī)定對于CN節(jié)點MME/UPE的負荷狀態(tài)可以利用若干負荷級別來表示，如利用L1、L2直至Ln依次表示其負荷級別，其中L1的負荷級別最低表示節(jié)點僅有1/n的負荷，Ln的負荷級別最高表示節(jié)點擁有100％的負荷，其他級別按某種方式靈活設置，例如可以是均布居中或其他方式。另外，以F表示MME/UPE節(jié)點處于失效狀態(tài)。MME/UPE節(jié)點對自身負荷級別的評估可以基于該節(jié)點正在處理的信令連接、附著的UE數量以及當前用戶平面和控制平面流量。
無論是對LTE/SAE系統(tǒng)還是對當前移動通信系統(tǒng)，CN節(jié)點的負荷參數的設置和評估都可以根據具體的網絡環(huán)境確定。同樣，CN節(jié)點將其評估的自身負荷參數通知接入網節(jié)點的方式也可以根據具體應用環(huán)境設定，比如可以由CN節(jié)點定期通知接入網節(jié)點當前負荷參數，也可以在CN節(jié)點啟動、恢復正常工作狀態(tài)和負荷參數發(fā)生變化時將當前負荷參數通知接入網節(jié)點。
接入網節(jié)點上保存有與其具有連接關系的所有CN節(jié)點的當前工作狀態(tài)和負荷參數。CN節(jié)點的當前處于正常還是失效的工作狀態(tài)可以通過接入網節(jié)點與該CN節(jié)點間的通信是否發(fā)生異常來判斷。當CN節(jié)點能夠正常進行UE接入時，稱之為有效的CN節(jié)點，此時該CN節(jié)點不會處于過載和失效狀態(tài)。
在步驟S202，UE向接入網節(jié)點請求接入。
從步驟S203至步驟S210，接入網節(jié)點按照一定的規(guī)則在與其具有連接關系的CN節(jié)點中根據UE接入信令中的接入指示標識確定一個選擇范圍，在此選擇范圍中的每一個都有可能被接入網節(jié)點選擇用來接入該UE。確定這一選擇范圍的原則要受到實際組網環(huán)境的功能限制，例如是否支持接入網共享，在支持接入網共享的情況下還可能受到各運營商之間關于共享的協定的影響。而本實施例與后續(xù)兩個實施例的區(qū)別也在于確定選擇范圍的原則不同，這些實施例只是本發(fā)明給出的幾種較為合理的實現方式。
在步驟S203，接入網節(jié)點解析UE的接入信令，根據接入信令中的接入指示標識確定UE指定的CN節(jié)點，如NRI標識所映射的CN節(jié)點即為該UE指定的CN節(jié)點。
在步驟S204，判斷指定的CN節(jié)點能否接入UE，如果是，由指定的CN節(jié)點導引該UE的后續(xù)接續(xù)過程；如果否，執(zhí)行步驟S205。
接入網節(jié)點對UE接入的處理在其指定的CN節(jié)點有效，即該CN節(jié)點能夠接入該UE的情況下與現有技術中相同。指定的CN節(jié)點不能接入該UE的情況主要包括以下兩種其一是UE指定的CN節(jié)點是與接入網節(jié)點具有連接關系的節(jié)點，但處于無效或過載狀態(tài)；其二是按照NRI指示表示確定的CN節(jié)點無法映射到任何一個與本接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點。
在步驟S205，接入網節(jié)點確定UE指定的CN節(jié)點所對應的運營商標識。例如，通過解析接入信令中的NRI標識，接入網節(jié)點能夠確定UE指定CN節(jié)點所具有的運營商標識。
在步驟S206，判斷UE指定的運營商標識是否有效，即該運營商標識是否對應于與本接入網節(jié)點具有簽約關系的某個運營商，如果是，執(zhí)行步驟S207；如果否，轉步驟S209。
在步驟S207，將與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點中具有UE指定運營商標識的有效CN節(jié)點，即屬于UE指定運營商的有效CN節(jié)點作為選擇范圍。
在步驟S208，判斷是否存在屬于UE指定運營商的有效CN節(jié)點，如果是，轉步驟S211；如果否，對不支持接入網在不同運營商之間共享的組網環(huán)境，接入網節(jié)點只能拒絕該UE的接入請求，對支持接入網共享的組網環(huán)境，執(zhí)行步驟S209。
在步驟S209，將與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點中其運營商標識與UE指定運營商不同的有效CN節(jié)點作為選擇范圍，即將具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍。本步驟中包括兩種情況，一種是當指定運營商標識有效時，本步驟中的選擇范圍可能涵蓋連接至接入網節(jié)點的除指定運營商外其他所有運營商的CN節(jié)點；另一種是當指定運營商標識無效時，本步驟中的選擇范圍可能涵蓋連接至接入網節(jié)點的所有運營商的CN節(jié)點。
在步驟S210，判斷是否存在其他運營商的有效CN節(jié)點，如果是，執(zhí)行步驟S211；如果否，則與接入網節(jié)點連接的所有CN節(jié)點都無法接入該UE，拒絕該UE的接入請求。
在步驟S211，接入網節(jié)點在選擇范圍中根據當前負荷參數確定具有最小負荷的CN節(jié)點，向其傳遞該UE的接入信令來進行該UE的接入，以實現負荷均衡。
本步驟中確定具有最小負荷CN節(jié)點的具體實現與所采用的負荷參數有關，在出現具有相同負荷參數的情況時，可以在具有相同最小負荷參數的超過1個CN節(jié)點中按照任意方法確定一個負責該UE的接入。
圖3所示為本發(fā)明所述負荷均衡方法實施例二的流程。本實施例與實施例一的不同之處在于忽略UE在接入信令中指定的CN節(jié)點，而優(yōu)先在UE指定運營商所有與接入網節(jié)點連接的CN節(jié)點中選擇接入UE的CN節(jié)點。具體流程如下在步驟S310，接入網節(jié)點接收所連接的CN節(jié)點的負荷參數。
在步驟S320，UE向接入網節(jié)點請求接入。
在步驟S330，接入網節(jié)點由UE接入信令中的接入指示標識確定UE指定的運營商標識，如根據解析NRI標識可以得知UE指定的CN節(jié)點所對應的運營商標識。
在步驟S340，判斷UE指定的運營商標識是否有效，如果是，執(zhí)行步驟S350；如果否，轉步驟S370。
在步驟S350，將所有與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點中具有UE指定運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍。
在步驟S360，判斷是否存在具有指定運營商標識的有效CN節(jié)點，如果是，轉步驟S390；如果否，對不支持接入網在不同運營商之間共享的組網環(huán)境，接入網節(jié)點只能拒絕該UE的接入請求，對支持接入網共享的組網環(huán)境，執(zhí)行步驟S370。
在步驟S370，將與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點中運營商標識與UE指定運營商不同的有效CN節(jié)點作為選擇范圍，即將具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍。
在步驟S380，判斷是否存在具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點，如果是，執(zhí)行步驟S390；如果否，則與接入網節(jié)點連接的所有CN節(jié)點都無法接入該UE，拒絕該UE的接入請求。
在步驟S390，接入網節(jié)點在選擇范圍中根據當前負荷參數確定具有最小負荷的CN節(jié)點，向其傳遞該UE的接入信令。
圖4所示為本發(fā)明所述負荷均衡方法實施例三的流程，實施例三適用于接入網共享的情況，即多個核心網運營商共享同一個無線接入網的情形。在步驟S410，接入網節(jié)點接收所連接的CN節(jié)點的負荷參數信息。
在步驟S420，UE向接入網節(jié)點請求接入。
在步驟S430，接入網節(jié)點由UE接入信令中的接入指示標識確定UE指定的運營商，如根據解析NRI標識可以得知UE指定的CN節(jié)點所對應的運營商。
在步驟S440，接入網節(jié)點選擇指定運營商的CN節(jié)點為該UE提供接入。在指定運營商的CN節(jié)點中如何確定接入該UE的CN節(jié)點可以由運營商根據各自的網絡情況確定。
在步驟S450，判斷是否存在指定運營商的有效CN節(jié)點，如果是，由選定的指定運營商的CN節(jié)點接入該UE；如果否，執(zhí)行步驟S460。導致本步驟判斷結果為否的包括以下兩種情況其一是UE指定的運營商無效，與接入網節(jié)點連接的所有節(jié)點都不屬于UE指定的運營商，即UE指定的運營商不是與接入網節(jié)點具有簽約關系的運營商；其二是UE指定運營商的所有CN節(jié)點都處于無效或過載狀態(tài)，無法接入該UE。
在步驟S460，接入網節(jié)點在其連接的其他運營商的CN節(jié)點中選擇負荷最小的CN節(jié)點，向其傳遞該UE的接入信令。對應于步驟S450中的兩種情況，當指定運營商標識有效時，本步驟中CN節(jié)點的選擇范圍可能包括連接至接入網節(jié)點的除指定運營商外其他所有運營商的CN節(jié)點；當指定運營商標識無效時，本步驟中CN節(jié)點的選擇范圍可能包括連接至接入網節(jié)點的所有運營商的CN節(jié)點。
在步驟S470，判斷是否存在其他運營商的有效CN節(jié)點，如果是，向確定的其他運營商的CN節(jié)點傳遞該UE的接入信令，由其接入該UE；如果否，拒絕該UE的接入請求。
需要說明的是，在支持接入網共享的組網環(huán)境中，通常UE在接入通信系統(tǒng)前已經完成了對運營商的選擇。在上述三個實施例中，如果能夠接入該UE的CN節(jié)點與該UE指定的運營商不同，包括UE指定的運營商標識無效和UE指定運營商的CN節(jié)點無法接入該UE，則根據UE的設置，接入網節(jié)點可能需要向UE征詢是否接受運營商的變更，在UE返回接受運營商變更信息時向選定CN節(jié)點遞送該UE的接入信令，在UE返回拒絕運營商變更信息時拒絕該UE的接入請求。當然，UE也可以有是否允許網絡側變更運營商的缺省設置，如果該UE設置為接受所有的運營商，則接入網節(jié)點可以直接向選定的CN節(jié)點遞送該UE的接入信令；如果該UE設置為不接受運營商的變更，則接入網節(jié)點在其指定的運營商不存在有效CN節(jié)點時即可拒絕該UE的接入請求。
以下以共享接入網的LTE/SAE系統(tǒng)為例來說明本發(fā)明所述負荷均衡方法的一種優(yōu)選實現方式，UE的接入流程如圖5所示。
在步驟S501，UE請求接入LTE/SAE共享網絡。
在步驟S502，接入網節(jié)點CPAnchor解析接入信令中的網絡標識NRI。
在步驟S503，CP Anchor節(jié)點將NRI拆解為CN節(jié)點指示及其對應的運營商標識。CN節(jié)點指示為UE在接入信令中指示的接入CN節(jié)點。
在步驟S504，判斷運營商標識是否有效，即運營商標識是否能夠對應于與該CP Anchor節(jié)點具有簽約關系的某個運營商。如果是，轉步驟S507；如果否，執(zhí)行步驟S505。
在步驟S505，在所有與該CP Anchor節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點中選擇負荷最低的CN節(jié)點。
在步驟S506，判斷是否不存在有效的CN節(jié)點能夠接入該UE，如果是，拒絕該UE的接入請求；如果否，轉步驟S514。
在步驟S507，CP Anchor節(jié)點判斷UE的CN節(jié)點指示是否有效，并且該指示所映射的CN節(jié)點也有效，如果同時有效，則所映射的CN節(jié)點為接入該UE的節(jié)點，轉步驟S516；否則執(zhí)行步驟S508。CN節(jié)點指示有效為CN節(jié)點指示對應于某個與本CP Anchor節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點。
在步驟S508，在UE指定運營商的其他CN節(jié)點中選擇負荷最低的CN節(jié)點。
在步驟S509，判斷該是否不存在該運營商的有效CN節(jié)點，如果是，執(zhí)行步驟S510；如果否，轉步驟S514。
在步驟S510，在其他運營商的CN節(jié)點中選擇負荷最低的CN節(jié)點。
在步驟S511，判斷是否不存在其他運營商的有效CN節(jié)點，如果是，拒絕該UE的接入請求；如果否，當UE設置為接受運營商變更時，轉步驟S514；當UE設置為運營商變更時征詢用戶意見時，執(zhí)行步驟S512。
在步驟S512，CP Anchor節(jié)點向UE發(fā)送信令指示運營商變更，并詢問UE是否接受變更后的運營商為其提供服務。
在步驟S513，判斷UE返回的信令中是否認可運營商的變更，如果是，執(zhí)行步驟S514；如果否，拒絕該UE的接入請求。
在步驟S514，CP Anchor節(jié)點判斷是否所選擇CN節(jié)點的數量超過1個，如果是，執(zhí)行步驟S515；如果否，轉步驟S516。
在步驟S515，采用隨機數算法在所選擇的CN節(jié)點中確定1個CN節(jié)點，用來進行該UE的接入。
在步驟S516，CP Anchor節(jié)點中轉UE的接入信令至確定的CN節(jié)點。
在步驟S517，接收到CP Anchor節(jié)點遞送的UE接入信令的CN節(jié)點導引該UE的后續(xù)接續(xù)過程。
在圖5所示的優(yōu)選實現方式中，當UE在接入信令中指定的運營商標識無效時，CP Anchor節(jié)點在以非指定運營商的CN節(jié)點接入該UE時未征詢該UE是否同意。如果在此種情況下需要征求UE是否接受運營商變更的意見，可做如下修改步驟S506中當判斷結果為否時轉步驟S512。
在LTE/SAE共享網絡環(huán)境下CP Anchor節(jié)點要根據MME/UPE節(jié)點傳遞過來的信令指示來判斷某個MME/UPE節(jié)點的負荷級別，并根據節(jié)點間通信的異常流程來判斷某個MME/UPE節(jié)點是否處于失效狀態(tài)，例如根據CPAnchor節(jié)點與該MME/UPE節(jié)點的鏈路通信是否中斷來判斷。
當采用標準規(guī)定的L1、L2直至Ln負荷級別作為CN節(jié)點MME/UPE節(jié)點的負荷參數、F表示MME/UPE節(jié)點處于失效的工作狀態(tài)時，步驟S505、S508、S510中選擇負荷最低的MME/UPE節(jié)點的詳細流程如圖6所示。
在步驟S610，CP Anchor節(jié)點查詢選擇范圍內MME/UPE節(jié)點的負荷級別和工作狀態(tài)。步驟S505中，選擇范圍為所有與CP Anchor節(jié)點具有連接關系的MME/UPE節(jié)點；步驟S508中，選擇范圍為所有與CP Anchor節(jié)點具有連接關系的UE指定運營商的MME/UPE節(jié)點；步驟S510中，選擇范圍為所有與CP Anchor節(jié)點具有連接關系的非UE指定運營商的MME/UPE節(jié)點。
在步驟S620，判斷選擇范圍中是否有負荷級別為Ln或狀態(tài)為F的MME/UPE節(jié)點，如果是，執(zhí)行步驟S630；如果否，轉步驟S640。
在步驟S630，在選擇范圍中去除級別為Ln和/或狀態(tài)為F的MME/UPE節(jié)點，即保留選擇范圍內的有效MME/UPE節(jié)點。
在步驟S640，確定負荷級別最低的MME/UPE節(jié)點。負荷級別最低的MME/UPE可能有超過1個。
可見，在上述優(yōu)選實現方式中，對UE的接入處理共存在以下六類處理情形對第一類情形，UE在接入LTE/SAE系統(tǒng)時給E-UTRAN(EvolutionUniversal Terrestrial Radio Access Network，演進通用地面無線接入網)的CPAnchor節(jié)點所指示的共享網絡環(huán)境中的MME/UPE節(jié)點沒有發(fā)生業(yè)務過載，也沒有因為其他情況導致節(jié)點失效。此時CP Anchor節(jié)點將根據UE所指示的標識，例如NRI直接選擇其映射的MME/UPE節(jié)點，并根據此MME/UPE節(jié)點對應的路由將接入信令遞送給此MME/UPE節(jié)點，然后由該MME/UPE節(jié)點導引UE的后續(xù)接續(xù)過程；對第二類情形，UE給E-UTRAN的CP Anchor節(jié)點所指示的共享網絡環(huán)境中的MME/UPE節(jié)點已經發(fā)生業(yè)務過載或者因為其他情況導致了節(jié)點失效。此時，CP Anchor節(jié)點將忽略UE所指示的標識，例如NRI中對MME/UPE節(jié)點的指示，但是要應用通過解析此標識所導出的核心網運營商標識。CP Anchor節(jié)點檢查此運營商是否有其他MME/UPE節(jié)點與其相連。如果此運營商還有其他MME/UPE節(jié)點與CP Anchor節(jié)點相連，那么在該運營商范圍內使用負荷均衡的原理在其他與本CP Anchor節(jié)點具有直接連接關系，或者說具有IuFlex(接入網節(jié)點與多個CN節(jié)點相連接的技術)連接關系的MME/UPE節(jié)點組中選擇一個有效的MME/UPE節(jié)點，并根據此MME/UPE節(jié)點對應的路由將接入信令遞送給此MME/UPE節(jié)點，然后由該MME/UPE節(jié)點導引UE的后續(xù)接續(xù)過程。如果CP Anchor節(jié)點無法在該運營商范圍內找到一個有效的MME/UPE節(jié)點，則按下述第五類情形處理；對第三類情形，CP Anchor節(jié)點在解析LTE/SAE共享網絡環(huán)境下UE的接入信令時，發(fā)現UE所指示的CN節(jié)點標識，例如NRI不能映射到共享網絡環(huán)境中任何一個與本CP Anchor節(jié)點有直接連接關系的MME/UPE節(jié)點，但是根據此標識部分的運營商標識卻可以對應到一個與該共享網絡具有簽約協定的運營商，即該標識部分的部分字段可用。此時，CP Anchor節(jié)點將在該運營商范圍內使用負荷均衡的原理選擇一個有效的MME/UPE節(jié)點，并根據此MME/UPE節(jié)點對應的路由將接入信令遞送給此MME/UPE節(jié)點，然后由該MME/UPE節(jié)點導引UE的后續(xù)接續(xù)過程。如果CPAnchor節(jié)點無法在該運營商范圍內找到一個有效的MME/UPE節(jié)點，則按下述第五類情形處理；對第四類情形，CP Anchor節(jié)點在解析LTE/SAE共享網絡環(huán)境下UE的接入信令時，發(fā)現UE所指示的CN節(jié)點標識，例如NRI不能映射到共享網絡環(huán)境中任何一個與本CP Anchor節(jié)點有直接連接關系的MME/UPE節(jié)點，也不能根據此標識部分的運營商標識對應到一個與該共享網絡具有簽約協定的運營商。此時CP Anchor節(jié)點要基于所有與本CP Anchor節(jié)點具有直接連接關系的MME/UPE節(jié)點組通過負荷均衡的原理選擇一個有效的MME/UPE節(jié)點，并根據此MME/UPE節(jié)點對應的路由將接入信令遞送給此MME/UPE節(jié)點，然后由該MME/UPE節(jié)點導引UE的后續(xù)接續(xù)過程。
對第五類情形，UE在第二類情形和第三類情形時無法找到一個有效的MME/UPE節(jié)點。此時CP Anchor節(jié)點要基于與本CP Anchor節(jié)點具有直接連接關系的其他運營商的MME/UPE節(jié)點組通過負荷均衡的原理選擇一個有效的MME/UPE節(jié)點，并根據此MME/UPE節(jié)點對應的路由將接入信令遞送給此MME/UPE節(jié)點，然后由該MME/UPE節(jié)點導引UE的后續(xù)接續(xù)過程。此時，負荷均衡原理的應用可能導致為UE服務的運營商不是該UE首選接入的運營商。MME/UPE節(jié)點采用信令指示的方式通知該UE運營商的變化。作為可選項，根據對UE的設置，移動用戶有機會選擇是否接受此次運營商的變化，MME/UPE節(jié)點則根據移動用戶是否接受運營商的變更來判斷是否繼續(xù)導引其接入過程。
對第六類情形，CP Anchor節(jié)點即使在LTE/SAE共享網絡環(huán)境下應用負荷均衡的原理也無法找到一個有效的MME/UPE節(jié)點來為該UE提供接入服務，這表明整個系統(tǒng)已經過載，CP Anchor節(jié)點將決定拒絕該UE的此次接入請求。
圖7所示為應用本發(fā)明所述負荷均衡方法的接入網節(jié)點的結構示意圖。CN節(jié)點選擇模塊730分別與UE信令模塊710、CN節(jié)點狀態(tài)模塊720、CN節(jié)點標識模塊740和CN節(jié)點信令模塊750連接；CN信令節(jié)點模塊750還與CN節(jié)點狀態(tài)模塊720和節(jié)點標識模塊740相連接。
UE信令模塊710在接入網節(jié)點接收到UE的接入信令后，從接入信令中的解析出UE的接入指示標識，如NRI標識；如果該UE指定的CN節(jié)點因為處于過載或失效的工作狀態(tài)無法接入該UE，CN節(jié)點選擇模塊730通過UE的接入指示標識在與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點中確定一個用來接入該UE的選擇范圍，根據選擇范圍內CN節(jié)點的當前負荷參數選擇其中之一；CN節(jié)點選擇模塊730通知CN節(jié)點信令模塊750所選定的CN節(jié)點和該UE的接入信令，由CN節(jié)點信令模塊750向選定的CN節(jié)點遞送該UE的接入信令。CN節(jié)點信令模塊750同時負責與CN節(jié)點傳輸其他的信令。
當采用的CN節(jié)點負荷參數是在現有技術中接入網節(jié)點尚未從CN節(jié)點得到的信息，由CN節(jié)點狀態(tài)模塊740保存通過CN節(jié)點信令模塊750接收的信令中包括當前負荷參數的CN節(jié)點狀態(tài)信息，例如可以是負荷級別、CN節(jié)點是否工作正常等信息。
CN節(jié)點選擇模塊730確定CN節(jié)點選擇范圍和在該范圍內選擇CN節(jié)點的方式可以根據通信系統(tǒng)的具體情況決定。如果采用與運營商相關的選擇方式，可以由CN節(jié)點標識模塊740保存當前所有與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點以及其對應的運營商標識。
此時，可以采用如下兩種與運營商相關的選擇范圍確定方式其一是優(yōu)先確定UE接入指示標識指定的CN節(jié)點；在指定CN節(jié)點無法接入該UE時，以具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍；如果不存在具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點，則以具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點為選擇范圍。其二是優(yōu)先以具有UE接入指示標識所指定的運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍；不存在具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點時，以具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點為選擇范圍。
具有圖7所示結構的接入網節(jié)點可以是當前移動通信系統(tǒng)中的RNC，也可以是LTE/SAE系統(tǒng)中的CP Anchor節(jié)點。
綜上，本發(fā)明實現了移動通信系統(tǒng)中由所有UE觸發(fā)的業(yè)務量在各運營商CN節(jié)點中的負荷均衡；當應用于接入網共享的組網環(huán)境時，本發(fā)明解決了LTE/SAE中各個運營商的CN節(jié)點之間的負荷均衡問題；從而使得LTE/SAE系統(tǒng)可以保證在一定程度實現各運營商CN節(jié)點間的負荷分擔，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，包括以下步驟通過用戶終端UE的接入指示標識，接入網節(jié)點確定用來接入該UE的核心網節(jié)點的選擇范圍；在所述選擇范圍中根據核心網節(jié)點的當前負荷參數選擇其中之一；向選定的核心網節(jié)點傳遞該UE的接入信令。
2.如權利要求1所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述方法還包括根據UE的接入指示標識確定其指定的核心網節(jié)點和指定的運營商標識；所述確定用來接入UE的核心網節(jié)點的選擇范圍具體為當UE指定的核心網節(jié)點無法接入該UE時，將具有UE指定的運營商標識并且與接入網節(jié)點具有連接關系的有效核心網節(jié)點作為選擇范圍。
3.如權利要求2所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述UE指定的核心網節(jié)點無法接入該UE，包括以下之一UE指定的核心網節(jié)點處于過載或失效狀態(tài)；與接入網節(jié)點具有連接關系并且具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點中不包括UE指定的核心網節(jié)點。
4.如權利要求1所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述方法還包括根據UE的接入指示標識確定其指定的運營商標識；所述確定用來接入UE的核心網節(jié)點的選擇范圍具體為將具有UE指定的運營商標識并且與接入網節(jié)點具有連接關系的有效核心網節(jié)點作為選擇范圍。
5.如權利要求2至4任意一項所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述確定用來接入UE的核心網節(jié)點的選擇范圍還包括當具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點無法接入該UE時，將具有其他運營商標識并且與接入網節(jié)點具有連接關系的有效核心網節(jié)點作為選擇范圍。
6.如權利要求5所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點無法接入該UE包括以下之一與接入網節(jié)點具有連接關系并且具有UE指定的運營商標識的核心網節(jié)點處于過載或失效狀態(tài)；與接入網節(jié)點具有連接關系的核心網節(jié)點均不具有UE指定的運營商標識。
7.如權利要求5所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述方法在選擇具有不同于UE指定的核心網運營商標識的核心網節(jié)點后還包括接入網節(jié)點通知該UE其核心網接入運營商的變化；根據UE返回的是否接受運營商變更的信息決定是否繼續(xù)其接入過程。
8.如權利要求1所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述方法還包括當與接入網節(jié)點具有連接關系的核心網節(jié)點均處于過載或失效狀態(tài)時，接入網節(jié)點拒絕該UE的接入請求。
9.如權利要求1所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于所述接入網節(jié)點為控制平面錨節(jié)點CP Anchor；所述核心網節(jié)點為移動管理實體/用戶平面實體MME/UPE節(jié)點；所述負荷參數為MME/UPE的負荷級別。
10.如權利要求9所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述在選擇范圍中根據當前負荷參數選擇一個核心網節(jié)點具體為選擇負荷級別最低的核心網節(jié)點；如果具有最低負荷級別的核心網節(jié)點超過1個，采用隨機數算法從中進行選擇。
11.如權利要求9所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于所述負荷級別根據核心網節(jié)點的信令連接、附著的UE數目和/或用戶平面和控制平面流量來確定；所述方法還包括接入網節(jié)點從與其具有連接關系的核心網節(jié)點接收其負荷級別信息。
12.如權利要求1所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于所述接入網節(jié)點為無線網絡控制器RNC；所述核心網節(jié)點為移動交換中心/拜訪位置寄存器MSC/VLR節(jié)點或服務通用分組無線業(yè)務支持節(jié)點SGSN。
13.如權利要求12所述移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述方法還包括接入網節(jié)點從與其具有連接關系的核心網節(jié)點接收其負荷參數信息。
14.一種移動通信系統(tǒng)中的接入網節(jié)點，其特征在于，包括UE信令模塊、核心網CN節(jié)點選擇模塊和CN節(jié)點信令模塊，其中UE信令模塊用來從UE的接入信令中解析出其接入指示標識；CN節(jié)點信令模塊用來與和接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點進行信令傳輸；CN節(jié)點選擇模塊用來通過UE的接入指示標識確定用來接入該UE的CN節(jié)點的選擇范圍，根據CN節(jié)點的當前負荷參數選擇其中之一，并通過CN節(jié)點信令模塊向選擇的CN節(jié)點傳遞該UE的接入信令。
15.如權利要求14所述的接入網節(jié)點，其特征在于所述接入網節(jié)點還包括CN節(jié)點狀態(tài)模塊，用來保存CN節(jié)點信令模塊的傳輸信令中包括當前負荷參數的CN節(jié)點狀態(tài)信息。
16.如權利要求14或15所述的接入網節(jié)點，其特征在于所述接入網節(jié)點還包括CN節(jié)點標識模塊，用來保存與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點及其對應的運營商標識。
17.如權利要求16所述的接入網節(jié)點，其特征在于，所述通過UE的接入指示標識確定CN節(jié)點的選擇范圍具體為當UE的接入指示標識指定的CN節(jié)點無法接入該UE時，CN節(jié)點選擇模塊優(yōu)先以與指定CN節(jié)點具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍；不存在具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點時，以具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點為選擇范圍。
18.如權利要求16所述的接入網節(jié)點，其特征在于，所述通過UE的接入指示標識確定CN節(jié)點的選擇范圍具體為優(yōu)先以具有UE接入指示標識所指定的運營商標識的有效CN節(jié)點作為選擇范圍；不存在具有相同運營商標識的有效CN節(jié)點時，以具有其他運營商標識的有效CN節(jié)點為選擇范圍。
19.如權利要求15所述的接入網節(jié)點，其特征在于所述接入網節(jié)點為RNC或CP Anchor節(jié)點。
20.一種共享無線接入網的移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，包括以下步驟當UE接入信令中指定運營商的CN節(jié)點無法接入該UE時，接入網節(jié)點在所連接的其他運營商的CN節(jié)點中根據當前負荷參數選擇其中之一；向選定的核心網節(jié)點傳遞該UE的接入信令。
21.如權利要求20所述共享無線接入網的移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述方法還包括接入網節(jié)點接收連接的CN節(jié)點的負荷參數信息。
22.如權利要求20所述共享無線接入網的移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，其特征在于，所述UE指定運營商的CN節(jié)點無法接入該UE包括以下之一與接入網節(jié)點具有連接關系并且屬于UE指定運營商的CN節(jié)點處于過載或失效狀態(tài)；與接入網節(jié)點具有連接關系的CN節(jié)點均不屬于UE指定的運營商。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動通信系統(tǒng)中實現負荷均衡的方法，包括通過UE的接入指示標識，接入網節(jié)點確定用來接入該UE的核心網節(jié)點的選擇范圍；在所述選擇范圍中根據核心網節(jié)點的當前負荷參數選擇其中之一；向選定的核心網節(jié)點傳遞該UE的接入信令。本發(fā)明還公開了一種應用上述方法的接入網節(jié)點。本發(fā)明實現了由所有UE觸發(fā)的業(yè)務在CN節(jié)點中的負荷分擔，對支持接入網共享的移動通信系統(tǒng)實現了各個運營商的CN節(jié)點之間的負荷均衡，提高了移動通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號H04W28/08GK101060698SQ200610072488
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權日2006年4月17日
發(fā)明者王學龍, 張大鈞 申請人:大唐移動通信設備有限公司