一種基于lte網(wǎng)絡的擁塞控制方法和設備的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法，包括：CC功能實體接收MME發(fā)送的UE上下文指示信息；所述CC功能實體根據(jù)所述UE上下文指示信息為PI功能實體配置檢測信息，并接收所述PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析后獲取并發(fā)送的數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標；所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告；所述CC功能實體根據(jù)所述空口狀態(tài)報告以及用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。應用本申請，能夠提高擁塞控制的準確性。
【專利說明】
一種基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法和設備
技術領域
[0001]本申請涉及無線通信技術，特別涉及基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法和設備。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代移動通信越來越趨向于為用戶提供高速率傳輸?shù)亩嗝襟w業(yè)務，如圖1所示，為現(xiàn)有的系統(tǒng)架構演進(System Architecture Evolut1n，SAE)的系統(tǒng)架構圖。其中:
[0003]用戶設備(User Equipment, UE) 101是用來接收數(shù)據(jù)的終端設備。演進通用陸地無線接入網(wǎng)絡(Evolved Universal Terrestrial Rad1 Access Network，E-UTRAN) 102 是無線接入網(wǎng)絡，其中包括為UE提供接入無線網(wǎng)絡接口的宏基站(eNodeB/NodeB)。移動管理實體(Mobility Management Entity，MME) 103負責管理UE的移動上下文、會話上下文和安全信息。服務網(wǎng)關(Serving Gateffay, SGff) 104主要提供用戶平面的功能，MME 103和SGW104可能處于同一物理實體。分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡網(wǎng)關(Packet Data Network Gateffay,PGff) 105負責計費、合法監(jiān)聽等功能，也可以與SGW 104處于同一物理實體。策略和計費規(guī)則功能實體(Policy and Charging Rule Funct1n，PCRF) 106提供服務質(zhì)量(Quality of Service，QoS)策略和計費準則。運營商服務網(wǎng)絡107，包括業(yè)務服務器，為UE提供業(yè)務數(shù)據(jù)源服務。通用分組無線業(yè)務支持節(jié)點(Serving GPRS Support Node，SGSN) 108是通用移動通信系統(tǒng)(Universal Mobile Telecommunicat1ns System,UMTS)中為數(shù)據(jù)的傳輸提供路由的網(wǎng)絡節(jié)點設備。歸屬用戶服務器(Home Subscriber Server，HSS) 109是UE的家鄉(xiāng)歸屬子系統(tǒng)，負責保護包括用戶設備的當前位置、服務節(jié)點的地址、用戶安全信息、用戶設備的分組數(shù)據(jù)上下文等用戶信息。
[0004]在LTE網(wǎng)絡承載的業(yè)務量劇增的趨勢下，無線接入網(wǎng)(Rad1 Access NetworkRAN)有限的無線資源勢必不足以承載業(yè)務需求，從而產(chǎn)生擁塞。3GPP在版本13(Rel-13)提出了 RAN 擁塞感知功能(RAN Congest1n Apperceive Funct1n，RCAF)，如圖 2 所示，RCAF 從操作管理維護實體(Operat1n Administrat1n and Maintenance，0AM)收集 RAN信息并進行擁塞檢測；RCAF通過Nq接口從MME獲取擁塞基站或擁塞小區(qū)所服務的UE的<IMSI, APN>列表，進而確定服務于這些UE的PCRF ；RCAF通過Np接口向PCRF報告RAN用戶面擁塞信息(RAN User Congest1n Informat1n, RUCI)，包括〈eNBId，IMSI, APN，擁塞級別 Congest1n Level〉列表；PCRF 依據(jù) RUCI 進行]3DN(Packet Data Network)鏈接級別的擁塞控制策略判決。
[0005]目前OTT (Over The Top)業(yè)務爆發(fā)式增長，如果LTE網(wǎng)絡僅作為業(yè)務數(shù)據(jù)的承載網(wǎng)絡或數(shù)據(jù)管道，運營商將面臨不斷的擴容，增加資本支出和運營成本，卻得不到預期收益。在無線資源有限的情況下，如何對RAN側進行及時準確的擁塞檢測，如何實時地分析出QoE指標，包括識別業(yè)務類型，尤其是LTE網(wǎng)絡中業(yè)務量占70%以上的Mobile Video業(yè)務及其帶給用戶的體驗，如何進行合理有效的利用，如何做到用戶承載級及業(yè)務數(shù)據(jù)流級別的、精準的擁塞控制，包括對特定承載進行必要的調(diào)度優(yōu)先級或QoS調(diào)整，以及對特定業(yè)務數(shù)據(jù)流進行必要的速率限制或門控，如何使LTE網(wǎng)絡資源更加智能、充分、有效地利用，緩解擁塞，進而整體改善用戶體驗，仍在研究中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請?zhí)峁┮环N基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法和設備，能夠?qū)崿F(xiàn)高效準確的擁塞控制。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本申請采用如下的技術方案:
[0008]—種基于長期演進LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法，包括:
[0009]擁塞控制CC功能實體接收MME發(fā)送的用戶設備UE上下文指示信息；
[0010]所述CC功能實體根據(jù)所述UE上下文指示信息為包檢測PI功能實體配置檢測信息，并接收所述PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析后獲取并發(fā)送的用戶體驗指標；
[0011]所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告；
[0012]所述CC功能實體根據(jù)所述空口狀態(tài)報告和所述用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。
[0013]較佳地，所述空口狀態(tài)報告中包括空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息。
[0014]較佳地，對于承載級擁塞控制，所述確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式包括:根據(jù)所述空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息確定承載擁塞狀態(tài)，并根據(jù)所述擁塞狀態(tài)和所述用戶體驗指標確定需要調(diào)整的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級或服務質(zhì)量QoS。
[0015]較佳地，所述空口資源利用狀況為用戶承載的PRB利用率，所述空口信道質(zhì)量信息為用戶的MPR;
[0016]對于業(yè)務數(shù)據(jù)流級擁塞控制，所述確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式包括:對于所述PRB利用率高于設定的PRB閾值、所述MPR低于設定的MPR閾值且所述用戶體驗QoE指標低于設定的QoE閾值的用戶承載，降低其處理優(yōu)先級。
[0017]較佳地，所述進行相應的調(diào)整包括:
[0018]所述CC功能實體直接或通過MME向調(diào)整的基站發(fā)送調(diào)度指示消息，用于指示調(diào)整后的調(diào)度優(yōu)先級；
[0019]所述CC功能實體向PCRF發(fā)送所述用戶承載的QoS和所述用戶業(yè)務數(shù)據(jù)流的速率限制或門控；所述PCRF根據(jù)所述CC功能實體發(fā)送的信息進行判決后向PGW發(fā)送需要調(diào)整的業(yè)務數(shù)據(jù)流標識和所述用戶速率限制或門控；所述PGW進行相應的業(yè)務數(shù)據(jù)流控制。
[0020]較佳地，所述CC功能實體與MME相互獨立；
[0021]所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告的方式包括:所述CC功能實體通過其與基站間的接口直接從所述基站接收所述空口狀態(tài)報告；或者，所述基站通過Sl-MME接口向所述MME發(fā)送所述空口狀態(tài)報告，所述CC功能實體接收所述MME轉(zhuǎn)發(fā)的所述空口狀態(tài)報告。
[0022]較佳地，當需要刪除承載時，該方法進一步包括:MME向所述CC功能實體發(fā)送UE上下文釋放指示，指示需要釋放的承載、用戶的國際移動用戶識別碼MSI，所述CC功能實體根據(jù)接收的指示刪除相應承載的上下文信息，并通知所述PI功能實體釋放與刪除的承載對應的檢測配置。
[0023]較佳地，當需要進行帶有業(yè)務流模板TFT更新的承載修改時，該方法進一步包括:MME向所述CC功能實體發(fā)送UE上下文更新指示，并指示業(yè)務數(shù)據(jù)流的變更信息、承載標識和用戶頂SI ;所述CC功能實體根據(jù)所述UE上下文更新指示對相應的承載和業(yè)務數(shù)據(jù)流的上下文進行更新，并通知所述PI功能實體修改相應承載和進行業(yè)務數(shù)據(jù)流的上下文更新。
[0024]較佳地，所述CC功能實體設置在MME中；
[0025]所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告包括:所述CC功能實體通過Sl-MME接口接收所述基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告。
[0026]—種基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法，包括:
[0027]PI功能實體接收CC功能實體配置的檢測信息；
[0028]所述PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對該用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，獲取所述業(yè)務數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征和用戶體驗指標，并將所述用戶體驗指標上報給CC功能實體，用于CC功能實體進行擁塞控制。
[0029]較佳地，所述PI功能實體將所述用戶體驗指標上報給所述CC功能實體的方式包括:
[0030]當所述PI功能實體獲取的用戶體驗指標達到配置的閾值時，向所述CC功能實體上報該用戶體驗指標；和/或，
[0031]所述PI功能實體按照配置的周期，定時上報獲取的所述用戶體驗指標。
[0032]較佳地，所述PI功能實體與PGW相互獨立設置，或者，所述PI功能實體位于所述PGW 中。
[0033]—種CC功能實體，包括:MME接口單元、PI接口單元、空口報告接收單元和擁塞控制單元；
[0034]所述MME接口單元，用于接收MME發(fā)送的UE上下文指示信息；
[0035]所述PI接口單元，用于根據(jù)所述UE上下文指示信息為PI功能實體配置檢測信息，并接收PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析后獲取并發(fā)送的數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標；
[0036]所述空口報告接收單元，用于接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告，所述空口狀態(tài)報告包括空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息；
[0037]所述擁塞控制單元，用于根據(jù)所述空口狀態(tài)報告和用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。
[0038]—種PI功能實體，包括:接收單元、檢測單元和發(fā)送單元；
[0039]所述接收單元，用于接收CC功能實體配置的檢測信息；
[0040]所述檢測單元，用于根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對該用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，獲取所述業(yè)務數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征和用戶體驗指標；
[0041 ] 所述發(fā)送單元，用于將所述用戶體驗指標上報給CC功能實體，以用于CC功能實體進行擁塞控制。
[0042]由上述技術方案可見，通過本發(fā)明提供的一種基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法，由CC功能實體從基站接收空口狀態(tài)報告，獲取空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息，從而可以及時準確地檢測到RAN的擁塞狀況，同時，CC功能實體通過對PI功能實體的檢測信息配置，使PI功能實體實時地分析出QoE指標并上報給CC功能實體，從而CC功能實體進行合理有效的利用，達到用戶承載級及業(yè)務數(shù)據(jù)流級別的、精準的擁塞控制的目的。
[0043]更詳細地，具體的擁塞控制可以包括對特定承載進行必要的調(diào)度優(yōu)先級或QoS調(diào)整，以及對特定業(yè)務數(shù)據(jù)流進行必要的速率限制或門控，使LTE網(wǎng)絡資源更加智能、充分、有效地利用，緩解擁塞，進而整體改善用戶體驗。
【附圖說明】
[0044]圖1為現(xiàn)有的SAE系統(tǒng)架構圖；
[0045]圖2為3GPP Rel-13擁塞控制架構示意圖；
[0046]圖3為一種新穎的擁塞控制架構示意圖；
[0047]圖4為本申請中擁塞控制方法的基本流程示意圖；
[0048]圖5為CC/PI功能實體獨立部署的承載級擁塞控制流程實施例示意圖；
[0049]圖6為CC/PI功能實體獨立部署的業(yè)務數(shù)據(jù)流級擁塞控制流程實施例示意圖；
[0050]圖7為MME和CC功能實體合設的承載級擁塞控制流程實施例示意圖；
[0051]圖8為CC/PI功能實體獨立部署的承載刪除流程實施例示意圖；
[0052]圖9為CC/PI功能實體獨立部署的帶有TFT更新的承載修改流程實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0053]為了使本申請的目的、技術手段和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖對本申請做進一步詳細說明。
[0054]在本申請中為更好地實現(xiàn)擁塞控制，引入兩個功能實體，分別為擁塞控制(CC)功能實體和包檢測(PI)功能實體。引入該兩個功能實體后的系統(tǒng)結構示意圖如圖3所示。其中，基站(eNodeB)實現(xiàn)對用戶空口狀態(tài)的檢測和上報；PI功能實體對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測分析獲取用戶體驗(Quality of Experience, QoE)指標并上報；CC功能實體，包含Rel_13中RCAF收集RAN側擁塞信息的功能，但信息直接來源于基站對空口及時準確的擁塞檢測，而不是0ΑΜ，即CC功能實體根據(jù)基站和PI功能實體上報的信息對承載(Bearer)及業(yè)務數(shù)據(jù)流(Service Dada Flow, SDF)進行必要的判決和管控。這里，需要說明的是，為描述和理解方便，圖3中CC功能實體PI功能實體是獨立標記的，事實上，CC功能實體和PI功能實體既可以是單獨的物理實體，也可以是設置在其他物理實體中的功能模塊。具體地，CC功能實體可以是獨立的物理實體，或者也可以是設置在MME中的功能模塊，當然也可以設置在其他物理實體中；PI功能可以是獨立的物理實體，或者也可以是設置PGW中的功能模塊，當然也可以設置在其他物理實體中。
[0055]基于上述圖3所示的系統(tǒng)結構，圖4為本申請中基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法的基本流程示意圖。如圖4所示，該方法包括:
[0056]步驟401，對于已經(jīng)建立的承載，CC功能實體接收MME發(fā)送的UE的上下文指示信息。
[0057]步驟402，CC功能實體根據(jù)UE上下文指示信息向PI功能實體配置檢測信息。
[0058]步驟403，PI功能實體接收CC功能實體發(fā)送的檢測信息并進行保存。
[0059]步驟404，PI功能實體根據(jù)檢測信息中包括的用戶及承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，獲取數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標后上報給CC功能實體。
[0060]步驟405，CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告。
[0061]其中，優(yōu)選地，該空口狀態(tài)報告可以包括空口資源利用狀況和空口質(zhì)量信息。
[0062]步驟406，CC功能實體根據(jù)空口狀態(tài)報告和用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。
[0063]至此，本申請中的擁塞控制方法的基本流程結束。其中，步驟405的操作和步驟402-404的操作可以是并行進行，或者也可以以任意先后順序執(zhí)行。在上述流程中，PI功能實體根據(jù)CC功能實體配置的檢測信息，通過對業(yè)務數(shù)據(jù)的分析獲取用戶體驗指標并上報；CC功能實體從基站獲取空口狀態(tài)報告，并從PI功能實體獲取用戶體驗指標，據(jù)此來進行準確的擁塞檢測，而實現(xiàn)相應的擁塞控制。在圖4所示的方法流程中，為描述方便起見，從多個實體交互的角度描述了整個方法流程。事實上，上述步驟401、步驟402、步驟405和步驟406的處理構成了 CC功能實體的擁塞控制方法，步驟403和步驟404的處理構成了 PI功能實體的擁塞控制方法。兩方面相互配合，實現(xiàn)了更加準確的擁塞控制。
[0064]如前所述，本申請中，CC功能實體和PI功能實體可以是獨立的物理實體，也可以與其他實體合設，同時，系統(tǒng)的擁塞控制也分為承載級的擁塞控制和數(shù)據(jù)流級的擁塞控制。下面，針對CC/PI功能實體的不同位置和擁塞控制的不同類別，對本申請的方法實現(xiàn)分別進行詳細描述，其中，仍然通過多個實體交互的形式進行描述。
[0065]圖5為本申請所提供的方法中關于CC/PI功能實體獨立部署的承載級擁塞控制流程實施例。其中，CC功能實體與MME之間可以采用Nq接口，CC功能實體與PCRF之間可以采用基于Diameter協(xié)議的Np接口，CC功能實體與PI功能實體之間可以采用基于GTP的Pi接口，CC功能實體與基站之間可以采用基于GTP的Ce接口直接通信，或通過MME與基站間接通信。圖5所示的方法流程包括以下步驟:
[0066]步驟501，通過現(xiàn)有的承載建立過程完成承載的建立；
[0067]步驟502，MME通過Nq接口向CC功能實體發(fā)送新增的UE上下文指示消息。
[0068]在UE上下文指示消息中攜帶內(nèi)容可以包括但不限于<Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID, IMSI, Bearer_Id, UEIP, QoS> ；
[0069]步驟503，CC 功能實體保存 UE 標識 IMSI 與 <Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID> 之間的映射關系及UE相關上下文信息。
[0070]因基站側采用eNB_UE_S 1AP_ID標識UE，而核心網(wǎng)側主要以頂SI標識UE，為便于相互通信，CC功能實體保存UE標識IMSI與<Global_eNB_ID，eNB_UE_SlAP_ID>之間的映射關系。
[0071]步驟504，CC功能實體通過Pi接口向PI功能實體發(fā)送檢測信息配置消息，攜帶〈Message—Type，IMSIj Bearer—Id，UEIP>0
[0072]步驟505，PI功能實體收到檢測信息配置消息后，根據(jù)相關用戶和承載信息，對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，在識別業(yè)務類型的基礎上，獲得數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標。
[0073]步驟506，PI功能實體向CC功能實體報告用戶體驗指標。
[0074]PI功能實體上報的用戶體驗指標可以根據(jù)擁塞控制的需求進行設置，或者也可以將獲取的所有用戶體驗指標上報給CC功能實體，由CC功能實體根據(jù)擁塞控制的需求選擇相應指標。對于承載級擁塞控制，與之相關的用戶體驗指標可以包括諸如承載的業(yè)務類型，視頻業(yè)務的編碼率(Encode Rate)及UE已緩存數(shù)據(jù)的可播放時間(Buffer Level)等的信息。
[0075]PI功能實體可以通過新增的Pi接口消息將用戶體驗指標報給CC功能實體，上報方式包括但不限于:
[0076]I)事件觸發(fā)上報
[0077]PI功能實體對特定的用戶承載或業(yè)務數(shù)據(jù)流深度分析，得到其用戶體驗指標，當指標達到所配置的閾值時，觸發(fā)PI功能實體向CC功能實體上報QoE指標。
[0078]2)周期性上報
[0079]PI功能實體對特定的用戶承載或業(yè)務數(shù)據(jù)流深度分析，得到其用戶體驗指標，根據(jù)配置的周期，定期上報給CC功能實體。
[0080]步驟507，基站每個發(fā)送時間間隔(TTI)收集承載級的PRB利用率，然后根據(jù)配置的周期，對PRB利用率進行平滑/平均計算，并根據(jù)UE上報的信道質(zhì)量指示(CQI)確定其調(diào)制編碼率MPR。
[0081]如前所述，空口狀態(tài)報告包括空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息。本實施例中，利用用戶承載的PRB利用率表示空口資源利用狀況，利用用戶的MPR作為空口信道質(zhì)量信息。因此，本步驟中，基站確定PRB利用率和MPR，為發(fā)送空口狀態(tài)報告做準備。當然，空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息也可以利用其它形式的信息表示，本申請對此不作限定，只要能夠表征空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量即可。
[0082]步驟508，CC功能實體從各個基站接收空口狀態(tài)報告。
[0083]其中，對于PRB利用率達到所配置的PRB利用率閾值的用戶及承載，基站向CC功能實體上報其相關UE級的MPR及承載級的PRB利用率信息。根據(jù)CC功能實體與基站間的不同接口方式，CC功能實體可以采用如下兩種方法之一實現(xiàn)空口狀態(tài)報告的接收:
[0084]—、如果CC功能實體與基站之間采用基于GTP的Ce接口直接通信，步驟508包括步驟508a操作:
[0085]步驟508a，基站發(fā)送空口狀態(tài)報告消息給CC功能實體，攜帶內(nèi)容包括但不限于<Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID, MPR, Bearer_Id, PRB_Usage> 列表信息。
[0086]二、如果CC功能實體通過MME與基站間接通信，步驟508包括如下步驟508b和509b的操作:
[0087]步驟508b，基站通過Sl-MME接口向MME發(fā)送新增的空口狀態(tài)報告消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于 <Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID, MPR, Bearer_Id, PRB_Usage〉列表信息；
[0088]步驟509b，MME將相關信息通過Nq接口新增的UE資源狀態(tài)報告消息轉(zhuǎn)發(fā)給CC功能實體；
[0089]通過上述步驟506和508的處理CC功能實體得到基站和PI功能實體上報的相關用戶承載信息后，本方法的流程進一步包括:
[0090]步驟510，CC功能實體綜合考慮各基站、各用戶及各承載的空口狀態(tài)和用戶體驗指標，做出判決，確定需要調(diào)整的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級或QoS，即<Global_eNB_ID，eNB_UE_SIAP_ID/1MSI, Bearer_Id, Pr1rity_Level/QoS>0
[0091]這里，CC功能實體根據(jù)空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息(例如用戶承載的PRB利用率和用戶的MPR)確定用戶承載的擁塞狀態(tài)，并根據(jù)擁塞狀態(tài)和用戶體驗指標確定需要調(diào)整的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級或QoS。例如，對于PRB利用率很高、MPR很低且QoE指標很差的用戶承載，可以降低其處理優(yōu)先級；具體地，可以對PRB利用率高于設定PRB閾值、MPR低于設定的MPR閾值且QoE指標低于設定QoE閾值的用戶承載，降低其處理優(yōu)先級。
[0092]步驟511，CC功能實體對需要調(diào)整的用戶承載的數(shù)據(jù)傳輸進行調(diào)整。
[0093]本步驟中對數(shù)據(jù)傳輸進行調(diào)整的方式可以包括如下兩種:
[0094]一、如果CC功能實體希望通過已確定的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級直接作用于基站的MAC調(diào)度器，則由CC功能實體將指示調(diào)整方式的調(diào)度指示消息發(fā)送給相應基站；這里，如果CC功能實體與基站之間采用基于GTP的Ce接口直接通信，則步驟511的處理包括:
[0095]步驟511a，CC功能實體發(fā)送調(diào)度指示消息給基站，攜帶內(nèi)容包括但不限于<Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_S 1AP_ID, Bearer_Id, Pr1rity_Level> 列表信息;
[0096]如果CC功能實體通過MME與基站間接通信，則步驟511的處理包括:
[0097]步驟511b，CC功能實體通過Nq接口新增的調(diào)度指示消息發(fā)送給MME，攜帶內(nèi)容包括但不限于〈Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_S 1AP_ID, Bearer_Id, Pr1rity_Level〉列表信息；
[0098]步驟512b，MME將相關信息通過Sl-MME接口新增的調(diào)度指示消息轉(zhuǎn)發(fā)給基站；
[0099]當通過步驟511a或者步驟511b_512b的處理基站收到調(diào)度指示消息后，繼續(xù)執(zhí)行步驟513，根據(jù)調(diào)度指示消息，對特定用戶的承載采用指定的優(yōu)先級進行調(diào)度，并結束本流程。
[0100]二、如果希望LTE網(wǎng)絡通過CC功能實體已確定的用戶承載的QoS提供相應的服務，則步驟511的處理可以通過如下步驟514-519的具體流程來實現(xiàn):
[0101]步驟514，對現(xiàn)有的Np接口消息ARR(Aggregated RUCI Report，聚合無線接入網(wǎng)用戶面擁塞信息報告)進行增強，包含〈MSI，Bearer_Id, QoS>列表信息，CC功能實體發(fā)送ARR消息給PCRF ；
[0102]步驟515，PCRF參考來自CC功能實體的ARR消息攜帶的用戶承載及QoS，進行策略判決后通過現(xiàn)有RAR(Re-Auth-Request，重授權請求)消息，攜帶QoS-1nformat1n，發(fā)送給PGW(PCEF)；
[0103]步驟516，PCRF向CC功能實體回復ARA (Aggregated RUCI ACK,聚合無線接入網(wǎng)用戶面擁塞信息應答)消息；
[0104]步驟517，PGff(PCEF)向 PCRF 回復 RAA (Re-Auth-Answer，重授權應答)消息；
[0105]步驟518，PGff發(fā)起帶有QoS更新的承載修改流程；
[0106]步驟519，新的承載QoS策略控制下的下行數(shù)據(jù)傳輸，并結束本流程。
[0107]通過上述圖5所示的方法，可以實現(xiàn)CC和PI功能實體獨立部署的承載級的擁塞控制。
[0108]圖6為本申請所提供的方法中關于CC/PI功能實體獨立部署的業(yè)務數(shù)據(jù)流級擁塞控制流程實施例。包括以下步驟:
[0109]步驟601，同步驟501?504。
[0110]步驟602，PI功能實體收到檢測信息配置消息后，對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，在識別業(yè)務類型的基礎上，獲得數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標。
[0111]步驟603，PI功能實體向CC功能實體報告用戶體驗指標。
[0112]PI功能實體上報的用戶體驗指標可以根據(jù)擁塞控制的需求進行設置或者也可以將獲取的所有用戶體驗指標上報給CC功能實體，由CC功能實體根據(jù)擁塞控制的需求選擇相應指標。本實施例進行的是數(shù)據(jù)流級的擁塞控制，因此，與之相關的用戶體驗指標包括業(yè)務數(shù)據(jù)流標識(Sdfld，由數(shù)據(jù)源IP地址、源端口號、目的IP地址、目的端口號構成)、業(yè)務類型，比如視頻業(yè)務的編碼率(Encode Rate)及UE已緩存數(shù)據(jù)的可播放時間(BufferLevel)等。
[0113]步驟604，同步驟507?509 ;
[0114]步驟605，CC功能實體綜合考慮各基站、各用戶、各承載的空口狀態(tài)和用戶體驗指標，做出判決，確定需要調(diào)整的用戶承載的具體調(diào)整指標。
[0115]這里，CC功能實體根據(jù)空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息(例如用戶承載的PRB利用率和用戶的MPR)確定用戶承載的擁塞狀態(tài)，并根據(jù)該擁塞狀態(tài)和用戶體驗指標確定需要調(diào)整的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級和QoS，和，確定業(yè)務數(shù)據(jù)流級的速率限制及門控，例如確定出 <Global_eNB_ID, eNB_UE_S 1AP_ID/IMSI, Bearer_Id, Pr1rity_Level, QoS,Sdfld，MBR(最大比特率)/Gating (門控)>;舉個簡單的例子，對于PRB利用率很高、MPR很低且QoE指標很差的業(yè)務數(shù)據(jù)流(SDF，Service Data Flow)，可以采用速率限制或門控手段；具體地，可以對PRB利用率高于設定PRB閾值、MPR低于設定的MPR閾值且QoE指標低于設定QoE閾值的SDF，采用速率限制或門控手段。
[0116]步驟606，同步驟511?513 ;
[0117]為實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)流級的調(diào)整，例如對業(yè)務數(shù)據(jù)流進行速率限制和門控，則需要通過如下步驟607?610的操作實現(xiàn)數(shù)據(jù)流傳輸?shù)恼{(diào)整:
[0118]步驟607，對現(xiàn)有的Np接口消息ARR(Aggregated RUCI R印ort)進行增強，包含<IMSI, Bearer_Id, QoS, Sdfld, MBR/Gating> 列表信息，CC 功能實體發(fā)送 ARR 消息給 PCRF ；
[0119]步驟608，PCRF參考來自CC功能實體的ARR消息攜帶的信息，進行策略判決后通過現(xiàn)有 RAR(Re-Auth-Request)消息，攜帶 Flow-1nformat1n, Flow-Status, QoS-1nformat1n，發(fā)送給 PGW (PCEF)；
[0120]步驟609，同步驟416?418 ;
[0121]步驟610，新的業(yè)務數(shù)據(jù)流策略控制下的下行數(shù)據(jù)傳輸。
[0122]通過上述方法，可以實現(xiàn)CC和PI功能實體獨立部署的業(yè)務數(shù)據(jù)流級的擁塞控制。
[0123]圖7為本申請所提供的方法中關于CC和MME實體合設而PI獨立設置的承載級擁塞控制流程實施例，與圖5相比，主要差別在于CC功能實體和MME之間采用內(nèi)部交互，MME/CC聯(lián)合體和基站之間通過S 1-MME接口通信。具體包括以下步驟:
[0124]步驟701，通過現(xiàn)有的承載建立過程完成承載的建立；
[0125]步驟702，MME/CC聯(lián)合體保存UE標識映射關系及UE相關上下文信息，內(nèi)容包括但不限于 <Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID, IMSI, Bearer_Id, UEIP, QoS> ；
[0126]步驟703，同步驟504?507 ;
[0127]步驟704，基站通過S 1-MME接口向MME/CC聯(lián)合體發(fā)送新增的空口狀態(tài)報告消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于 <Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID, MPR, Bearer_Id, PRB_Usage> 列表信息；
[0128]步驟705，同步驟510 ;
[0129]步驟706，MME/CC聯(lián)合體通過Sl-MME接口向基站發(fā)送新增的調(diào)度指示消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于〈Message_Type, Global_eNB_ID, eNB_UE_SlAP_ID, Bearer_Id, Pr1rity_Level> 列表信息；
[0130]步驟707，同步驟513?519。
[0131]通過上述方法，可以實現(xiàn)CC功能實體和MME合設而PI獨立設置的承載級擁塞控制。
[0132]圖8為本申請所提供的方法中關于CC/PI功能實體獨立部署的承載刪除流程實施例。包括以下步驟:
[0133]步驟801，通過現(xiàn)有的承載釋放過程完成對現(xiàn)有實體的承載釋放；
[0134]步驟802，MME通過Nq接口向CC功能實體發(fā)送新增的UE上下文釋放指示消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于<Message_Type, IMSI, Bearer_Id> ；CC功能實體刪除相應承載的上下文信息；
[0135]步驟803，CC功能實體通過Np接口向PI功能實體發(fā)送新增的檢測配置信息釋放消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于<Message_Type, IMSI, Bearer_Id> ；PI功能實體刪除相應承載的檢測配置上下文信息。
[0136]通過上述方法，可以實現(xiàn)CC和PI功能實體獨立部署場景下的承載釋放；如果CC功能實體與MME合設，或PI功能實體與PGW合設，則由MME/CC聯(lián)合體或PGW/PI聯(lián)合體完成承載釋放。
[0137]圖9為本申請所提供的方法中關于CC/PI功能實體獨立部署的帶有TFT更新的承載修改流程實施例。包括以下步驟:
[0138]步驟901，通過現(xiàn)有的承載修改過程完成對現(xiàn)有實體的承載更新；
[0139]步驟902，MME通過Nq接口向CC功能實體發(fā)送新增的UE上下文更新消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于〈Message_Type, IMSI, Bearer_Id, Sdf-1nfo>，其中 Sdf-1nfo 是MME 根據(jù)變更的TFT解析得到的業(yè)務數(shù)據(jù)流的變更信息，包括該承載對應業(yè)務數(shù)據(jù)流信息的增加、替換、刪除等；CC功能實體根據(jù)Sdf-1nfo對相應承載及業(yè)務數(shù)據(jù)流上下文進行更新；
[0140]步驟903，CC功能實體通過Np接口向PI功能實體發(fā)送新增的檢測配置信息更新消息，攜帶內(nèi)容包括但不限于<Message_Type, IMSI, Bearer_Id, Sdf_Info> ；PI功能實體根據(jù)Sdf-1nfo對相應承載及業(yè)務數(shù)據(jù)流上下文進行更新。
[0141]通過上述方法，可以實現(xiàn)CC和PI功能實體獨立部署場景下的帶有TFT更新的承載修改，包括該承載對應業(yè)務數(shù)據(jù)流信息的增加、替換、刪除等；如果CC功能實體與MME合設，或PI功能實體與PGW合設，則由MME/CC聯(lián)合體或PGW/PI聯(lián)合體完成承載修改。
[0142]對于如下幾種場景的承載級及業(yè)務數(shù)據(jù)流級的擁塞控制相關流程，可以參考圖5?圖9，主要差別如下:
[0143]I) CC功能實體與MME獨立設置，PI功能實體和PGW合并設置
[0144]與PI功能實體或PGW有接口的實體，將直接與PGW/PI聯(lián)合體進行交互；PGW/PI聯(lián)合體兼有PGW和PI功能實體的功能；PI功能實體與PGW之間采用內(nèi)部交互。
[0145]2) CC功能實體與MME合并設置，PI功能實體和PGW合并設置
[0146]與CC功能實體或MME有接口的實體，將直接與MME/CC聯(lián)合體進行交互；MME/CC聯(lián)合體兼有MME和CC功能實體的功能；CC功能實體與MME之間采用內(nèi)部交互。與PI功能實體或PGW有接口的實體，將直接與PGW/PI聯(lián)合體進行交互；PGW/PI聯(lián)合體兼有PGW和PI功能實體的功能；PI功能實體與PGW之間采用內(nèi)部交互。
[0147]上述為本申請中方法的具體實現(xiàn)。本申請還提供了 CC功能實體和PI功能實體，可以用于實施上述方法。
[0148]具體地，本申請?zhí)峁┑腃C功能實體包括:MME接口單元、PI接口單元、空口報告接收單元和擁塞控制單元。
[0149]其中，MME接口單元，用于接收MME發(fā)送的UE上下文指示信息。PI接口單元，用于根據(jù)所述UE上下文指示信息為PI功能實體配置檢測信息，并接收PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析后獲取并發(fā)送的數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標?？湛趫蟾娼邮諉卧糜诮邮崭鱾€基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告，空口狀態(tài)報告包括空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息。擁塞控制單元，用于根據(jù)空口狀態(tài)報告和用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。
[0150]本申請?zhí)峁┑腜I功能實體包括:接收單元、檢測單元和發(fā)送單元。
[0151]其中，接收單元，用于接收CC功能實體配置的檢測信息。檢測單元，用于根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶承載信息對該用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，獲取所述業(yè)務數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征和用戶體驗指標。發(fā)送單元，用于將用戶體驗指標上報給CC功能實體，以用于CC功能實體進行擁塞控制。
[0152]通過上述方法，可以及時準確地檢測到RAN的擁塞狀況，并實時地分析出QoE指標，從而進行合理有效的利用，達到用戶承載級及業(yè)務數(shù)據(jù)流級別的、精準的擁塞控制的目的，包括對特定承載進行必要的調(diào)度優(yōu)先級或QoS調(diào)整，以及對特定業(yè)務數(shù)據(jù)流進行必要的速率限制或門控，使LTE網(wǎng)絡資源更加智能、充分、有效地利用，緩解擁塞，進而整體改善用戶體驗。
[0153]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于長期演進LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法，其特征在于，包括: 擁塞控制CC功能實體接收MME發(fā)送的用戶設備UE上下文指示信息； 所述CC功能實體根據(jù)所述UE上下文指示信息為包檢測PI功能實體配置檢測信息，并接收所述PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析后獲取并發(fā)送的用戶體驗指標； 所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告； 所述CC功能實體根據(jù)所述空口狀態(tài)報告和所述用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述空口狀態(tài)報告中包括空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息。3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于承載級擁塞控制，所述確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式包括:根據(jù)所述空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息確定承載擁塞狀態(tài)，并根據(jù)所述擁塞狀態(tài)和所述用戶體驗指標確定需要調(diào)整的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級或服務質(zhì)量QoS。4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述空口資源利用狀況為用戶承載的PRB利用率，所述空口信道質(zhì)量信息為用戶的MPR ; 對于承載級擁塞控制，所述確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式包括:對于所述PRB利用率高于設定的PRB閾值、所述MPR低于設定的MPR閾值且所述用戶體驗QoE指標低于設定的QoE閾值的用戶承載，降低其處理優(yōu)先級。5.根據(jù)權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述進行相應的調(diào)整包括: 所述CC功能實體直接或通過移動管理實體MME向調(diào)整的基站發(fā)送調(diào)度指示消息，用于指示調(diào)整后的調(diào)度優(yōu)先級；或者， 所述CC功能實體向策略和計費規(guī)則功能實體PCRF發(fā)送調(diào)整后的用戶承載的QoS信息；所述PCRF根據(jù)所述QoS信息進行判決后向分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡網(wǎng)關PGW發(fā)送所述QoS信息；所述PGW發(fā)起帶有QoS更新的承載修改流程。6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對于業(yè)務數(shù)據(jù)流級擁塞控制，所述確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式包括:根據(jù)所述空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息確定用戶承載的擁塞狀態(tài)，并根據(jù)所述擁塞狀態(tài)和所述用戶體驗指標確定需要調(diào)整的用戶承載的調(diào)度優(yōu)先級和QoS，以及確定需要調(diào)整的用戶業(yè)務數(shù)據(jù)流的速率限制或門控。7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述空口資源利用狀況為用戶承載的PRB利用率，所述空口信道質(zhì)量信息為用戶的MPR ; 對于業(yè)務數(shù)據(jù)流級的擁塞控制，所述確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式包括:對PRB利用率高于設定PRB閾值、MPR低于設定的MPR閾值且QoE指標低于設定QoE閾值的業(yè)務數(shù)據(jù)流SDF，采用速率限制或門控手段。8.根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述進行相應的調(diào)整包括: 所述CC功能實體直接或通過MME向調(diào)整的基站發(fā)送調(diào)度指示消息，用于指示調(diào)整后的調(diào)度優(yōu)先級； 所述CC功能實體向PCRF發(fā)送所述用戶承載的QoS和所述用戶業(yè)務數(shù)據(jù)流的速率限制或門控；所述PCRF根據(jù)所述CC功能實體發(fā)送的信息進行判決后向PGW發(fā)送需要調(diào)整的業(yè)務數(shù)據(jù)流標識和所述用戶速率限制或門控；所述PGW進行相應的業(yè)務數(shù)據(jù)流控制。9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述CC功能實體與MME相互獨立； 所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告的方式包括:所述CC功能實體通過其與基站間的接口直接從所述基站接收所述空口狀態(tài)報告；或者，所述基站通過Sl-MME接口向所述MME發(fā)送所述空口狀態(tài)報告，所述CC功能實體接收所述MME轉(zhuǎn)發(fā)的所述空口狀態(tài)報告。10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，當需要刪除承載時，該方法進一步包括:MME向所述CC功能實體發(fā)送UE上下文釋放指示，指示需要釋放的承載、用戶的國際移動用戶識別碼頂SI，所述CC功能實體根據(jù)接收的指示刪除相應承載的上下文信息，并通知所述PI功能實體釋放與刪除的承載對應的檢測配置。11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其特征在于，當需要進行帶有業(yè)務流模板TFT更新的承載修改時，該方法進一步包括:MME向所述CC功能實體發(fā)送UE上下文更新指示，并指示業(yè)務數(shù)據(jù)流的變更信息、承載標識和用戶IMSI ;所述CC功能實體根據(jù)所述UE上下文更新指示對相應的承載和業(yè)務數(shù)據(jù)流的上下文進行更新，并通知所述PI功能實體修改相應承載和進行業(yè)務數(shù)據(jù)流的上下文更新。12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述CC功能實體設置在MME中； 所述CC功能實體接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告包括:所述CC功能實體通過Sl-MME接口接收所述基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告。13.一種基于LTE網(wǎng)絡的擁塞控制方法，其特征在于，包括: PI功能實體接收CC功能實體配置的檢測信息； 所述PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對該用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，獲取所述業(yè)務數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征和用戶體驗指標，并將所述用戶體驗指標上報給CC功能實體，用于CC功能實體進行擁塞控制。14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，所述PI功能實體將所述用戶體驗指標上報給所述CC功能實體的方式包括: 當所述PI功能實體獲取的用戶體驗指標達到配置的閾值時，向所述CC功能實體上報該用戶體驗指標；和/或， 所述PI功能實體按照配置的周期，定時上報獲取的所述用戶體驗指標。15.根據(jù)權利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述PI功能實體與PGW相互獨立設置，或者，所述PI功能實體位于所述PGW中。16.一種CC功能實體，其特征在于，包括:MME接口單元、PI接口單元、空口報告接收單元和擁塞控制單元； 所述MME接口單元，用于接收MME發(fā)送的UE上下文指示信息； 所述PI接口單元，用于根據(jù)所述UE上下文指示信息為PI功能實體配置檢測信息，并接收PI功能實體根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析后獲取并發(fā)送的數(shù)據(jù)特征及用戶體驗指標； 所述空口報告接收單元，用于接收各個基站發(fā)送的空口狀態(tài)報告，所述空口狀態(tài)報告包括空口資源利用狀況和空口信道質(zhì)量信息； 所述擁塞控制單元，用于根據(jù)所述空口狀態(tài)報告和用戶體驗指標確定用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)整方式并進行相應的調(diào)整。17.—種PI功能實體，其特征在于，包括:接收單元、檢測單元和發(fā)送單元； 所述接收單元，用于接收CC功能實體配置的檢測信息； 所述檢測單元，用于根據(jù)所述檢測信息中包括的用戶及承載信息對該用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)進行檢測和分析，獲取所述業(yè)務數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)特征和用戶體驗指標； 所述發(fā)送單元，用于將所述用戶體驗指標上報給CC功能實體，以用于CC功能實體進行擁塞控制。
【文檔編號】H04W28/02GK106034327SQ201510113201
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月16日
【發(fā)明人】王君, 麻曉寧, 許麗香, 王弘, 柯小婉, 邱禹
【申請人】北京三星通信技術研究有限公司, 三星電子株式會社