移动通信系统中实现多节点负荷均衡的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种移动通信系统中实现多节点负荷均衡的方法，所述移动通信系统至少包括无线接入网及核心网，所述核心网具有至少一个核心网节点，所述方法包括：无线接入网根据来源于移动终端的目的标识指示，选择有效核心网节点；无线接入网根据有效核心网节点对应的路由，将接入信令递送给有效核心网节点；由有效核心网节点导引所述移动终端的后续接续过程。由于本发明专利技术采用了无线接入网根据来源于移动终端的目的标识指示而选择有效核心网节点的技术方案，所以选择有效的核心网节点作为移动终端的路由，可使移动终端快速的与核心网节点连接的业务节点进行连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及负荷均衡技术，尤其涉及移动通信系统中多节点的负荷均衡方法。
技术介绍
目前，各种移动通信系统中纷纷引入了负荷均衡技术，这种技术的加入，使得通信系统的稳定性及安全性得到了极大的提高。 例如，3GPP(第三代合作项目)在Release 5中开始引入了Iu Flex技术(RAN节点与多个CN节点相连接的技术)，它解决了RAN(无线接入网)连接同一CN(核心网)域多个对等节点的技术问题。Iu Flex技术是为了打破GSM(全球移动通信系统)和UMTS(通用移动通信系统)网络中一个RAN节点只能连接到一个MSC server(移动交换中心服务器)和SGSN(服务型通用分组无线业务支持节点)的限制。Iu Flex技术在以下几个方面提高了网络性能，首先，其减少了用户漫游时的信令开销；其次，网络负荷在CN实体中得到均匀分布和备份；再次，其为系统容量扩展提供了一种实现方式。 目前的Iu Flex技术已经规定了RNC应该可以处理某些CN节点过载或其他原因导致的异常情况。但是当前Iu Flex技术的负荷均衡原理仅仅在RNC(无线网络控制器)不能解释Uu接口(移动终端与RAN相连接的接口)的初始直接传输信令中的IDNNS(Intra Domain NASNode Selector，内域非接入层节点选择)值，或者说它从IMSI(国际移动用户标识码)导出的NRI(Network Resource Identifier，网络资源标识)值无法映射到一个有效的CN节点时才使用。UTRAN(通用移动通信系统陆地无线接入网)使用信元“Intra Domain NAS NodeSelector”以便在众多CN节点中路由到目标CN域，“Intra Domain NASNode Selector”的详细描述请参见3GPP TS25.331 10.3.1.6；“NetworkResource Identifier”唯一标识了CN节点共享池中的一个单独CN节点，“Network Resource Identifier”的详细描述请参见3GPP TS23.2364.3。 以图1所示的多节点负荷均衡的方法为例，在步骤S101及S102中，移动终端接入RAN中，RNC分析接入信令；进入步骤S103，RNC分析信令中的NRI的标识指示是否有效；如果是，进入步骤S105，选定核心网实体；如果否，进入步骤S104，RNC进行负荷均衡操作，再进入步骤S105；最后，进入步骤S106，被选定核心网实体导引接续。 由图1所示的技术方案可知，只有当NRI的标识指示无效时，RNC才进行负载均衡操作，而且仅仅是选择一个有效的核心网实体，并非从多个有效的核心网实体中选择一个最优的核心网实体。换句话说，当前UMTS系统Iu Flex技术的负荷均衡机制仅仅适用于下列情形RNC无法解释Uu接口的初始直接传输信令中IDNNS值或者RNC从IMSI导出的NRI值无法映射到一个有效的CN节点。一般来说，RNC所接到的上述信令来源于不支持Iu Flex特性的UE(用户设备)，所以目前的技术仅解决了由这部分UE触发的业务量在CN节点共享池中的负荷均衡。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种，以实现移动通信系统中由所有UE触发的业务量在核心网节点共享池中的负荷均衡。 本专利技术提供了一种，所述移动通信系统至少包括无线接入网及核心网，所述核心网具有至少一个核心网节点，所述方法包括无线接入网根据来源于移动终端的目的标识指示，选择有效核心网节点；无线接入网根据有效核心网节点对应的路由，将接入信令递送给有效核心网节点；由有效核心网节点导引所述移动终端的后续接续过程。 如果无线接入网无法解析目的标识指示，或者有效核心网节点处于业务过载状态，或者目的标识指示不能映射到任何一个与无线接入网具有直接连接关系的核心网节点，无线接入网根据各个核心网节点的负荷量，选择有效核心网节点。 如果目的标识指示映射到一个未处于业务过载状态的核心网节点，无线接入网可选择核心网节点作为有效核心网节点。 如果目的标识指示映射到一个未处于业务过载状态的核心网节点，无线接入网可根据各个核心网节点的负荷量，选择有效核心网节点。 各个核心网节点利用固定时间周期，或者根据负荷状态发生的变化，或者在准备为新的移动终端提供服务时，可向无线接入网发出负荷级别报告，无线接入网根据负荷级别报告选择有效核心网节点。 其中，无线接入网首先排除对处于失效级别或满负荷级别的核心网节点的选择；无线接入网再选择最小负荷量级别的核心网节点作为有效核心网节点；如果多个核心网节点处于最小负荷量级别时，无线接入网随机的从所述多个最小负荷量级别的核心网节点中选择一个作为有效核心网节点。 此外，无线接入网利用固定时间周期，或者所述无线接入网接到所述移动终端与多个核心网节点中的一个核心网节点的连接请求时，向所述多个核心网节点发出查询负荷级别请求，并根据获得的负荷级别报告选择有效核心网节点。 其中，无线接入网首先排除对处于失效级别或满负荷级别的核心网节点的选择；无线接入网可选择最小负荷量级别的核心网节点作为有效核心网节点；如果多个核心网节点处于最小负荷量级别时，无线接入网随机的从所述多个最小负荷量级别的核心网节点中选择一个作为有效核心网节点。 由于本专利技术采用了无线接入网根据来源于移动终端的目的标识指示而选择有效核心网节点的技术方案，所以选择有效的核心网节点作为移动终端的路由，可使移动终端快速的与核心网节点连接的业务节点进行连接。 本专利技术针对无线接入网不能解析来源于移动终端的目的标识指示或标识指示所指的核心网节点发生业务过载等特殊情况，采用了忽略目的标识指示，重新选择有效的核心网节点。附图说明图1为现有的实现多节点负荷均衡的方法的流程图。 图2为本专利技术的第一实施例的流程图。 图3为图2中的步骤S201进一步说明的流程图。 图4为图3中的步骤S2015及步骤S2016进一步说明的第一流程图。 图5为图3中的步骤S2015及步骤S2016进一步说明的第二流程图。 图6为本专利技术第二实施例的LTE/SAE中Iu Flex系统结构示意图。 图7为本专利技术的第二实施例的流程图。 图8为本专利技术的第二实施例的MME/UPE节点通知CP Anchor其当前负荷状态的流程图。 图9为本专利技术的第二实施例的CP Anchor进行负荷均衡操作的流程图。具体实施方式下面我们将结合附图，对本专利技术的最佳实施方案进行详细描述。首先要指出的是，本专利技术中用到的术语、字词及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动通信系统中实现多节点负荷均衡的方法，所述移动通信系统至少包括无线接入网及核心网，所述核心网具有至少一个核心网节点，其特征在于包括：Ａ．所述无线接入网根据来源于移动终端的目的标识指示，选择有效核心网节点；Ｂ．所述无线接入网根据所述有效核心网节点对应的路由，将接入信令递送给所述有效核心网节点；Ｃ．由所述有效核心网节点导引所述移动终端的后续接续过程。

【技术特征摘要】
的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为我们作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对我们的发明进行最恰当的描述。因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明的所有技术特性。我们要认识到，还有各种各样的可以取代我们方案的同等方案或修改方案。 图2为本发明的第一实施例的流程图，在本实施例中，移动通信系统至少包括无线接入网及核心网，所述核心网具有至少一个核心网节点。如图所示，在步骤S201中，无线接入网根据来源于移动终端的目的标识指示，选择有效核心网节点，在此过程中，无线接入网需要识别移动终端的目的标识，再根据识别结果，选择一个有效的核心网节点；进入步骤S202，无线接入网为移动终端选定核心网节点后，根据有效核心网节点对应的路由，将接入信令递送给有效核心网节点，即请求与此核心网节点连接；最后进入步骤S203，有效核心网节点接受请求后，导引所述移动终端的后续接续过程。 图2公开的步骤只是实现本发明的方法所需的必要技术特征。为使本领域的普通技术人员更易实现本发明，现在对图2中的步骤S201做进一步的说明。 图3为图2中的步骤S201进一步说明的流程图。在步骤S2011中，无线接入网识别来源于移动终端的目的标识指示；进入步骤S2012，无线接入网判断能否将该标识指示进行解析，如果可以解析，进入步骤S2013，否则，表示无线接入网中的节点只能连接到一个核心网节点，则进入步骤S2015；在步骤S2013中，无线接入网在确定能够解析标识指示后，还需要对标识指示的有效性进行判断，如果有效，说明标识指示能够映射到核心网多个节点中的一个，进入步骤S2014，否则，表示标识指示不能映射到核心网中的任何一个节点，此时进入步骤S2015；在步骤S2014中，无线接入网还需继续判断标识指示所指的核心网节点是否处于业务过载状态，如果是，进入步骤S2015，否则，进入步骤S2016；在步骤S2015中，如果无线接入网无法解析标识指示、或者标识指示无效、或者标识指示所指向的核心网节点处于业务过载状态，无线接入网需要比对核心网中各个节点的负荷量；在步骤S2016中，无线接入网根据比对负荷量的结果，为移动终端选定一个有效的核心网节点。 需要说明的是，无线接入网可以不必判断标识指示所指向的核心网节点是否处于业务过载状态，即，无论标识指示所指向的核心网节点是否处于过载状态，无线接入网都要比对各个核心网节点的负荷量，并从中选择最合适的节点以与移动终端连接。 现在对本发明实现负荷均衡的方法做进一步说明。 图4为图3中的步骤S2015及步骤S2016进一步说明的第一流程图。在步骤S401中，各个核心网节点利用固定时间周期，或者根据负荷状态发生的变化，或者在准备为新的移动终端提供服务时，向所述无线接入网发出负荷级别报告。在本实施例中，以负荷级别代表核心网节点的负荷状态，负荷级别越大，代表业务负荷量越大，固定时间周期可以是固定间隔时间，例如，各个核心网节点每5秒钟向无线接入网发送负荷级别报告。进入步骤S402，无线接入网保存并更新各个节点的负荷级别。再进入步骤S403，无线接入网比对当前各个核心网节点的负荷级别，在此过程中，无线接入网首先会排除处于失效或满负荷级别的核心网节点，即，无线接入网不会考虑选择这些节点作为与移动终端连接的有效节点，之后，通过比对多个节点的负荷级别，确定负荷级别最小的节点作为连接的有效节点，此外，如果有多个节点的负荷级别同处在最小负荷级别，则无线接入网随机确定这些节点中的一个作为有效节点。最后进入步骤S404，无线接入网在比对各个节点的负荷级别后，选择处于最小负荷级别的节点作为有效节点。 在图4中，无线接入网获得核心网节点负荷状态的信息是通过核心网节点发送负荷状态报告实现的，实际上，无线接入网获得核心网节点负荷状态的信息也可通过其他方式实现。 图5为图3中的步骤S2015及步骤S2016进一步说明的第二流程图。如图所示，在步骤S501中，无线接入网利用固定时间周期，或者无线接入网接到移动终端与多个核心网节点中的一个节点的连接请求时，向所有核心网节点发出查询负荷级别请求，以获取负荷级别报告。同图4中的实施例相同，无线接入网可每隔一段时间向所有核心网节点发出查询负荷级别的请求。进入步骤S502，无线接入网保存并更新各个节点的负荷级别。再进入步骤S503，无线接入网比对当前各个核心网节点的负荷级别，在此过程中，无线接入网首先会排除处于失效或满负荷级别的核心网节点，即，无线接入网不会考虑选择这些节点作为与移动终端连接的有效节点，之后，通过比对多个节点的负荷级别，确定负荷级别最小的节点作为连接的有效节点，此外，如果有多个节点的负荷级别同处在最小负荷级别，则无线接入网随机确定这些节点中的一个作为有效节点。最后进入步骤S504，无线接入网在比对各个节点的负荷级别后，选择处于最小负荷级别的节点作为有效节点。 下面再对本发明的实现多节点负荷均衡方法的优选实施例进行说明。 本实施例适用于所有具有Iu Flex技术(RAN节点与多个CN节点相连接的技术)的移动通信系统，为了表述方便，以目前LTE/SAE(长期演进/系统结构演进)的系统结构作为示例，目前，LTE/SAE的系统结构并没有完全定型。在E-UTRAN(演进的通用移动通信系统陆地无线接入网)与演进的核心网实体间的连接关系主要有两种，即一种是实现类似的三层连接，另一种是实现二层连接。图6所示的为控制面与用户面分离的连接关系，即第一种连接关系。如图6所示，E-Node B 604(演进的节点B)在控制面与演进的接入网601的锚节点CP Anchor 603(即Control Plane Anchor，控制面锚节点)相连，CP Anchor 603中转E-Node B 604的控制信令到演进的核心网602(Evolved Core)。演进的核心网602中与演进的接入网601有直接连接关系的是MME/UPE(移动管理实体/用户面实体)605，其分别负责移动性管理和用户平面控制，MME(Mobility Management Entity)功能在UMTS中由SGSN和GGSN(通用分组无线业务网关支持节点)承担，UPE(User Plane Entity)功能在UMTS中由GGSN承担。 上面所述的第二种连接关系是将图6中的CP Anchor 603的功能直接作为一个逻辑实体在E-Node B 604中实现。第三种连接关系是CP Anchor 603由其中的MME/UPE 605的实体来实现。本实施例描述的方案以图6中的网络结构连接关系作为基础，但是本实施例的技术方案稍做改动即可应用于与图6类似的其他网络结构连接关系中，因此，此类衍生应用也在本发明的保护范围之内。“Mobility ManagementEntity”及“User Plane Entity”的详细描述参见3GPP TR23.882 3.1。 图6中示出了四个与演进的接入网601连接的演进的核心网602实体组合MME/UPE 605，逻辑功能MME/UPE可能共置于同一物理功能实体也可能分开布置，图6中的四个核心网实体组MME/UPE 605隶属于同一个运营商。为了实现Iu Flex，演进的接入网601中的E-NodeB 604要与四个核心网实体组MME/UPE 605实现用户面连接，如图中的虚线所示；演进的接入网601中的CP Anchor 603要与四个核心网实体组MME/UPE 605实现控制面连接，如图中上部的四条实线所示。另外，演进的接入网601中的E-Node B 604与CP Anchor 603也存在直接连接关系。 由LTE/SAE标准化的演进的接入网601实体在接入移动终端时，需要在演进的核心网602中的核心网节点共享池中选定为当前移动终端服务的实体，具体的说，主要表现为对MME/UPE 605节点的选择。移动终端在接入演进的接入网601系统时带有某个标识(例如NRI)，以指示移动终端优选接入的MME/UPE 605节点。 在常规接入情况下，即当移动终端所指示的MME/UPE节点没有处于业务过载状态，也没有因为其他原因导致系统失效时，CP Anchor将根据移动终端所指示的标识(例如NRI)直接选择其映射的MME/UPE节点，并根据此MME/UPE节点对应的路由将接入信令递送给此M...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学龙，张大钧，王文清，
申请(专利权)人：上海原动力通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]