CN102625411B - 一种网元过载的用户释放方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网元过载的用户释放方法和***,包括:用户设备(UE)在接入过程中,供者基站(DeNB)将UE接入的移动性管理单元(MME)(UE‑MME)通知给中继节点(RN);当RN接入的MME(RN‑MME)发生过载时,RN判断RN‑MME与UE‑MME是否为同一个MME;如果否,由RN发起UE的释放或者切换;如果是,等待RN‑MME发起UE的释放。通过本发明,在MME发生过载以后,RN能够做出合理正确的操作而使MME负荷降低到合理水平。
Description
技术领域
本发明涉及用户释放技术,特别是指一种网元过载的用户释放方法及***。
背景技术
为了保持第三代移动通信***在通信领域的竞争力,第三代合作伙伴计划(3GPP,3rd Generation Partnership Project)标准工作组正致力于演进分组域***(EPS,Evolved Packet System)的研究。图1为EPS的***结构图,如图1所示,EPS***主要包括演进的通用陆地无线接入网络(E-UTRAN,EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access Network)和演进的分组核心网(EPC,EvolvedPacket Core)两部分。该***的EPC能够支持用户从GSM EDGE无线接入网(GERAN,GSM EDGE radio access network)和通用陆地无线接入网(UTRAN,Universal Terrestrial Radio Access Network)的接入。
在EPC分组核心网中,包含了归属用户数据服务器(HSS,Home SubscriberServer)、移动性管理单元(MME,Mobility Management Entity)、服务网关(SGW,Serving Gateway)、分组数据网络网关(PGW,PDN Gateway)、服务GPRS支持节点(SGSN,Serving GPRS Support Node)和策略与计费规则功能实体(PCRF,Policy and Charging Enforcement Function),其中:
HSS是用户签约数据的永久存放地点,位于用户签约的归属网;
MME是用户签约数据在当前网络的存放地点,负责终端到网络的非接入(NAS,Non-Access Stratum)层信令管理、用户空闲模式下的跟踪和寻呼管理功能和承载管理;
SGW是核心网到无线***的网关,负责终端到核心网的用户面承载、终端空闲模式下的数据缓存、网络侧发起业务请求的功能、合法窃听和分组数据路由和转发功能;
PGW是演进的分组域***和该***外部网络的网关,负责终端的IP地址分配、计费功能、分组包过滤、策略应用等功能。
SGSN是GERAN和UTRAN用户接入EPC网络的业务支持点,功能上与MME类似,负责用户的位置更新、寻呼管理和承载管理等功能。
PCRF负责向PCEF提供策略控制与计费规则。
在某些场景下,为了扩大无线覆盖范围,或者临时性增加无线提供接入用户的能力,引入了中继(Relay)节点的概念。图2为引入Relay之后的网络架构示意图,如图2所示,当引入了中继节点后,UE可以通过中继节点进行网络接入,其中:
中继节点(RN,Relay Node),包含两部分功能,UE和中继节点。RN一方面作为UE接入网络,建立承载等相关操作,另一方面作为eNodeB为UE提供接入。
供者基站(DeNB,Donor eNodeB),为RN提供了无线接入,终结了RN-UE(RN作为UE)的无线资源控制(RRC,Radio Resource Control)信令,终结了RN-eNodeB(RN作为eNodeB)的S1应用协议(S1AP)信令以及X2信令,同时内置了RN-UE的SGW和PGW。
当RN作为UE接入核心网时,为RN-UE提供服务的MME和eNodeB都需要有相应的增强功能,因此需要保证RN-UE能够选择到增强的eNodeB和MME。在实际网络应用中,接入MME的用户有限,因此会出现MME负荷过载的情况;当UE要接入符合过载的MME时,MME需要通知相应的eNodeB(即为该UE提供服务的eNodeB),以便eNodeB为UE选择合适的MME接入,如图3所示。当网络中引入RN、DeNB后,由于UE的MME由DeNB选择,而RN并不知道DeNB所服务的UE到底通过哪个MME接入核心网,因此也不能在MME发生负荷过载以后做出合理正确的操作而使MME负荷降低到合理水平。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种网元过载的用户释放方法及***,在MME发生过载以后,RN能够做出合理正确的操作而使MME负荷降低到合理水平。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供了一种网元过载的用户释放方法,该方法包括:
用户设备(UE)在接入过程中,供者基站(DeNB)将UE接入的移动性管理单元(MME)(UE-MME)通知给中继节点(RN);
当RN接入的MME(RN-MME)发生过载时,RN判断所述RN-MME与所述UE-MME是否为同一个MME;如果否,由RN发起UE的释放或者切换;如果是,等待所述RN-MME发起UE的释放。
进一步地,RN判断所述RN-MME与所述UE-MME是否为同一个MME,具体为:RN比较所述RN-MME的全球唯一MME标识(GUMMEI)和所述UE-MME的GUMMEI是否相同,如果相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为同一个MME;如果不相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为不同的MME。
进一步地,所述接入过程为附着过程时,DeNB将UE-MME通知给RN,具体为:
所述DeNB将所述UE-MME的GUMMEI通过初始上下文建立请求消息发送给所述RN。
进一步地,所述接入过程为跟踪区更新(TAU)过程时,DeNB将UE-MME通知给RN,具体为:
所述DeNB将所述UE-MME的GUMMEI通过TAU接受消息发送给所述RN。
进一步地,所述附着过程、或TAU过程完成时,该方法还包括:
RN-MME发生过载时,所述RN-MME将携带自身的GUMMEI的过载通知消息通过DeNB发送给所述RN。
进一步地,所述RN发起UE的释放,包括:
RN通过DeNB向UE-MME发送S1释放请求消息;
UE-MME通过DeNB向RN返回S1释放指令消息;
RN向UE发送RRC释放请求消息,并在消息中携带释放原因值为“网络平衡所需”;
UE向RN发送RRC释放完成消息;
RN通过DeNB向UE-MME发送S1释放完成消息。
进一步地,所述RN发起UE的切换,包括:
RN要求UE上报测量信号,UE将测量得到的测量信号上报给RN;
RN向DeNB发送切换请求消息;
DeNB向RN发送切换响应消息;
DeNB向UE-MME发送路径切换请求消息;
UE-MME向DeNB发送路径切换响应消息。
本发明还提供了一种网元过载的用户释放***,该***包括:供者基站(DeNB)、中继节点(RN)和RN-MME,其中:
所述DeNB,用于在用户设备(UE)在接入过程中,将UE接入的移动性管理单元(MME)(UE-MME)通知给所述RN;
所述RN,用于在自身接入的MME(RN-MME)发生过载时,判断所述RN-MME与所述UE-MME是否为同一个MME;并在判断结果为否时,发起UE的释放或者切换;
所述RN-MME,用于在所述判断结果为是时,发起UE的释放。
进一步地,所述RN,还用于比较所述RN-MME的GUMMEI和所述UE-MME的GUMMEI是否相同,如果相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为同一个MME;如果不相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为不同的MME。
进一步地,所述DeNB,还用于在所述接入过程为附着过程时,将所述UE-MME的GUMMEI通过初始上下文建立请求消息发送给所述RN;还用于所述接入过程为跟踪区更新(TAU)过程时,将将所述UE-MME的GUMMEI通过TAU接受消息发送给所述RN。
本发明网元过载的用户释放方法的基本思想是,在用户接入过程中,DeNB将为用户选择的MME发送到RN,当RN检测到自身接入的MME发生过载时,RN决定是否释放用户,或者将用户切换到其它的eNodeB上,使MME达到负荷正常的目的。
附图说明
图1为演进分组网络的***结构图;
图2为引入Relay之后的网络架构示意图;
图3为MME发生负荷过载后通知到eNodeB的流程图;
图4为本发明中网元过载的用户释放方法的流程图;
图5为本发明实施例一的网元过载的用户释放方法示意图;
图6为本发明实施例二的网元过载的用户释放方法示意图;
图7为本发明实施例三的网元过载的用户释放方法示意图;
图8为本发明实施例四的网元过载的用户释放方法示意图;
图9为本发明实施例五的网元过载的用户释放方法示意图;
图10为本发明实施例六的网元过载的用户释放方法示意图。
具体实施方式
本发明网元过载的用户释放方法的基本思想是,在用户接入过程中,DeNB将为用户选择的MME发送到RN,当RN检测到自身接入的MME发生过载时,RN决定是否释放用户,或者将用户切换到其它的eNodeB上,使MME达到负荷正常的目的。具体的,如图4所示为本发明中网元过载的用户释放方法的流程图,包括:
步骤401,UE在接入过程中,DeNB将UE接入的MME通知给RN。
UE接入的MME即为DeNB为UE选择的MME,记为UE-MME;另外,将RN接入的MME记为RN-MME。
这里,接入过程为附着过程、或跟踪区更新过程。
步骤402,当RN-MME发生过载时,由RN判断RN-MME与UE-MME是否为同一个MME;如果为不同的MME,执行步骤403;如果为同一个MME,执行步骤404。
步骤403,为不同的MME时,由RN发起UE的释放或者切换。
步骤404,为同一个MME时,等待RN-MME发起UE的释放。
下面通过具体的实施例来说明本发明的技术方案。
为了方便后续的描述,将UE接入的MME记为UE-MME,将RN接入的MME记为RN-MME。
如图5所示为本发明实施例一的网元过载的用户释放方法示意图,在该实施例中,接入过程为附着流程,UE-MME与RN-MME为同一个MME,由RN-MME发起UE的释放,如图5所示,该方法包括:
步骤501,UE向RN发送附着请求消息,携带UE的IMSI、和UE的网络能力等参数;
步骤502,RN将附着请求消息转发到DeNB;
步骤503,DeNB根据网络拓扑结构为UE选择提供服务的MME、即UE-MME,并将附着请求消息转发到UE-MME;
步骤504,UE-MME向DeNB发送初始上下文建立请求消息,携带承载ID和用户聚合最大速率(UE-AMBR,UE-Aggregate Maximum Bit Rate),并在初始上下文建立请求消息中携带附着接受消息,在附着接受消息中携带全球唯一临时标识(GUTI,Globally Unique Temporary Identity)、跟踪区列表(TAI list,Tracking Area identity list)和承载ID等信息;
步骤505,DeNB向RN转发初始上下文建立请求,并将UE-MME的全球唯一MME标识(GUMMEI,Globally Unique MME Identifier)一起通过初始上下文建立请求发送给RN;
步骤506,RN向UE发送无线资源连接(RRC,Radio Resource Connection)重配置消息,消息中携带无线承载ID;
步骤507,UE向RN发送RRC重配置完成消息;
步骤508,RN向DeNB发送初始上下文建立响应消息;
步骤509,DeNB将初始上下文建立响应消息转发至UE-MME;
步骤510,UE向RN发送直传消息,直传消息中携带附着完成消息;
步骤511,RN将附着完成消息发送至DeNB;
步骤512,DeNB将附着完成消息发送至UE-MME;如此,附着过程完成。
步骤513,当RN-MME发生负荷过载时,RN-MME通过过载通知消息通知到DeNB,过载通知消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤514,DeNB向RN转发过载通知消息,并在消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤515,RN向DeNB发送过载通知响应消息;
步骤516,DeNB向RN-MME发送过载通知响应消息;
步骤517,RN在步骤505中获取了UE-MME的GUMMEI,在步骤514中获取了过载RN-MME的GUMMEI,比较两个GUMMEI,如果相同,则可以判定出RN-MME与UE-MME为同一个MME,因此RN-MME发生过载时,RN不做任何操作,等待RN-MME发起UE的释放。
如图6为本发明实施例二的网元过载的用户释放方法示意图,在该实施例中,接入过程为TAU流程,UE-MME与RN-MME为同一个MME,由RN-MME发起UE的释放,如图6所示,该方法包括:
步骤601,UE向RN发送跟踪区更新(TAU,Tracking Area Update)请求消息,携带GUTI和UE的网络能力等参数;在发送TAU请求消息的同时,将旧UE-MME的GUMMEI一起发送至RN;
步骤602,RN将TAU请求消息转发到DeNB;
步骤603,DeNB如果能够连接到旧UE-MME,那么DeNB就选择旧UE-MME供UE接入;如果DeNB不能连接到旧UE-MME,则DeNB根据网络拓扑结构为UE选择新UE-MME接入,并将TAU请求消息转发到新UE-MME;
步骤604,UE-MME向DeNB发送TAU接受消息,携带GUTI、和TAI list等信息;
步骤605,DeNB向RN转发TAU接受消息,并将UE-MME的GUMMEI一起发送至RN;
步骤606,RN向UE发送TAU接受消息;
步骤607,UE向RN发送直传消息,直传消息中携带TAU完成消息;
步骤608,RN将TAU完成消息发送至DeNB;
步骤609,DeNB将TAU完成消息发送至UE-MME;则,跟踪区更新过程完成。
步骤610,RN-MME发生过载时,通过过载通知消息通知到DeNB,过载通知消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤611,DeNB向RN转发过载通知消息,并在消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤612,RN向DeNB发送过载通知响应消息;
步骤613,DeNB向RN-MME发送过载通知响应消息;
步骤614,RN在步骤605中获取了UE-MME的GUMMEI,在步骤611中获取了过载RN-MME的GUMMEI,比较两个GUMMEI,如果相同,则可以判定出RN-MME与UE-MME为同一个MME,因此RN-MME发生过载时,RN不做任何操作,等待RN-MME发起UE的释放。
如图7为本发明实施例三的网元过载的用户释放方法示意图,在该实施例中,接入过程为附着流程,UE-MME与RN-MME为不同的MME,由RN发起UE的释放,如图7所示,该方法包括:
步骤701~步骤712的附着过程同步骤501~步骤512的附着过程,此处不再赘述。
步骤713,RN-MME发生过载时,通过过载通知消息通知到DeNB,过载通知消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤714,DeNB向RN转发过载通知消息,并在消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤715,RN向DeNB发送过载通知响应消息;
步骤716,DeNB向RN-MME发送过载通知响应消息;
步骤717,RN在步骤705中获取了UE-MME的GUMMEI,在步骤714中获取了过载RN-MME的GUMMEI,比较两个GUMMEI,如果不相同,则可以判定出RN-MME与UE-MME为不同的MME,此时,需要RN发起UE的释放,RN向DeNB发送S1释放请求消息;
步骤718,DeNB向UE-MME发送S1释放请求消息;
步骤719,UE-MME向DeNB发送S1释放指令消息;
步骤720,DeNB向RN转发S1释放指令消息;
步骤721,RN向UE发送RRC释放请求消息,并在消息中携带释放原因值为“网络平衡所需”;
步骤722,UE向RN发送RRC释放完成消息;
步骤723,RN向DeNB发送S1释放完成消息;
步骤724,DeNB向UE-MME发送S1释放完成消息;
步骤725,UE重新发起TAU流程,并且在RRC消息中不携带旧UE-MME的GUMMEI,这样eNodeB可以重新为UE选择MME。
如图8所示为本发明实施例四的网元过载的用户释放方法示意图,在该实施例中,接入过程为TAU流程,UE-MME与RN-MME为不同的MME,由RN发起UE的释放,如图8所示,该方法包括:
步骤801~步骤809的TAU流程与步骤601~步骤609的TAU流程相同,此处不再赘述。
步骤810,RN-MME发生过载时,RN-MME通过过载通知消息通知到DeNB,过载通知消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤811,DeNB向RN转发过载通知消息,并在消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤812,RN向DeNB发送过载通知响应消息;
步骤813,DeNB向RN-MME发送过载通知响应消息;
步骤814,RN在步骤805中获取了UE-MME的GUMMEI,在步骤811中获取了过载RN-MME的GUMMEI,比较两个GUMMEI,如果不同,则可以判定出RN-MME与UE-MME为不同的MME,此时,需要RN发起UE的释放,RN向DeNB发送S1释放请求消息;
步骤815,DeNB向UE-MME发送S1释放请求消息;
步骤816,UE-MME向DeNB发送S1释放指令消息;
步骤817,DeNB向RN转发S1释放指令消息;
步骤818,RN向UE发送RRC释放请求消息,并在消息中携带释放原因值为“网络平衡所需”;
步骤819,UE向RN发送RRC释放完成消息;
步骤820,RN向DeNB发送S1释放完成消息;
步骤821,DeNB向UE-MME发送S1释放完成消息;
步骤822,UE重新发起TAU流程,并且在RRC消息中不携带旧UE-MME的GUMMEI,这样eNodeB可以重新为UE选择MME。
如图9为本发明实施例五的网元过载的用户释放方法示意图,在该实施例中,接入过程为附着流程,UE-MME与RN-MME为不同的MME,由RN发起UE的切换,如图9所示,该方法包括:
步骤901~步骤912的附着过程同步骤501~步骤512的附着过程,此处不再赘述。
步骤913,当RN-MME发生过载时,当RN-MME通过过载通知消息通知到DeNB,过载通知消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤914,DeNB向RN转发过载通知消息,并在消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤915,RN向DeNB发送过载通知响应消息;
步骤916,DeNB向RN-MME发送过载通知响应消息;
步骤917,RN在步骤905中获取了UE-MME的GUMMEI,在步骤914中获取了过载RN-MME的GUMMEI,比较两个GUMMEI,如果不相同,则可以判定出RN-MME与UE-MME为不同的MME,此时,RN发起UE的切换:将UE切换到其它eNodeB。
RN要求UE上报测量信号,UE将测量到的测量信号上报至RN;
步骤918,RN向DeNB发送切换请求消息,
步骤919,DeNB向RN发送切换响应消息;
步骤920,DeNB向UE-MME发送路径切换请求消息;
步骤921,UE-MME向DeNB发送路径切换响应消息,开始执行UE接入的eNodeB的切换。
如图10所示为本发明实施例六的网元过载的用户释放方法示意图,在该实施例中,接入过程为TAU流程,UE-MME与RN-MME为不同的MME,由RN发起UE的切换,如图10所示,该方法包括:
步骤1001~步骤1009的TAU流程与步骤601~步骤609的TAU流程相同,此处不再赘述。
步骤1010,RN-MME发生过载时,RN-MME通过过载通知消息通知到DeNB,过载通知消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤1011,DeNB向RN转发过载通知消息,并在消息中携带过载RN-MME的GUMMEI;
步骤1012,RN向DeNB发送过载通知响应消息;
步骤1013,DeNB向RN-MME发送过载通知响应消息;
步骤1014,RN在步骤1005中获取了UE-MME的GUMMEI,在步骤1011中获取了过载RN-MME的GUMMEI,比较两个GUMMEI,如果不同,则可以判定出RN-MME与UE-MME为不同的MME,此时,需要RN发起UE的切换:将UE切换至其它eNodeB。
RN要求UE上报测量信号,UE将测量到的测量信号上报至RN。
步骤1018,RN向DeNB发送切换请求消息;
步骤1019,DeNB向RN发送切换响应消息;
步骤1020,DeNB向UE-MME发送路径切换请求消息;
步骤1021,UE-MME向DeNB发送路径切换响应消息,开始执行UE接入的eNodeB的切换。
为了实现上述方法,本发明还提供了一种网元过载的用户释放***,包括:DeNB、RN和RN-MME,其中:
DeNB,用于在用户设备(UE)在接入过程中,将UE接入的移动性管理单元(MME)(UE-MME)通知给RN;
RN,用于在自身接入的MME(RN-MME)发生过载时,判断RN-MME与UE-MME是否为同一个MME;并在判断结果为否时,发起UE的释放或者切换;
RN-MME,用于在判断结果为是时,发起UE的释放。
RN,还用于比较RN-MME的GUMMEI和UE-MME的GUMMEI是否相同,如果相同,判定RN-MME与UE-MME为同一个MME;如果不相同,判定RN-MME与UE-MME为不同的MME。
DeNB,还用于在接入过程为附着过程时,将UE-MME的GUMMEI通过初始上下文建立请求消息发送给RN;还用于接入过程为跟踪区更新(TAU)过程时,将将UE-MME的GUMMEI通过TAU接受消息发送给RN。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种网元过载的用户释放方法,其特征在于,该方法包括:
用户设备(UE)在接入过程中,供者基站(DeNB)将UE接入的移动性管理单元(MME)(UE-MME)通知给中继节点(RN);
当RN接入的MME(RN-MME)发生过载时,RN判断所述RN-MME与所述UE-MME是否为同一个MME;如果否,由RN发起UE的释放或者切换;如果是,等待所述RN-MME发起UE的释放;
其中,所述接入过程为附着过程时,DeNB将UE-MME通知给RN,具体为:所述DeNB将所述UE-MME的GUMMEI通过初始上下文建立请求消息发送给所述RN;
所述接入过程为跟踪区更新(TAU)过程时,DeNB将UE-MME通知给RN,具体为:所述DeNB将所述UE-MME的GUMMEI通过TAU接受消息发送给所述RN。
2.根据权利要求1所述网元过载的用户释放方法,其特征在于,RN判断所述RN-MME与所述UE-MME是否为同一个MME,具体为:RN比较所述RN-MME的全球唯一MME标识(GUMMEI)和所述UE-MME的GUMMEI是否相同,如果相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为同一个MME;如果不相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为不同的MME。
3.根据权利要求1所述网元过载的用户释放方法,其特征在于,所述附着过程、或TAU过程完成时,该方法还包括:
RN-MME发生过载时,所述RN-MME将携带自身的GUMMEI的过载通知消息通过DeNB发送给所述RN。
4.根据权利要求3所述网元过载的用户释放方法,其特征在于,所述RN发起UE的释放,包括:
RN通过DeNB向UE-MME发送S1释放请求消息;
UE-MME通过DeNB向RN返回S1释放指令消息;
RN向UE发送RRC释放请求消息,并在消息中携带释放原因值为“网络平衡所需”;
UE向RN发送RRC释放完成消息;
RN通过DeNB向UE-MME发送S1释放完成消息。
5.根据权利要求3所述网元过载的用户释放方法,其特征在于,所述RN发起UE的切换,包括:
RN要求UE上报测量信号,UE将测量得到的测量信号上报给RN;
RN向DeNB发送切换请求消息;
DeNB向RN发送切换响应消息;
DeNB向UE-MME发送路径切换请求消息;
UE-MME向DeNB发送路径切换响应消息。
6.一种网元过载的用户释放***,其特征在于,该***包括:供者基站(DeNB)、中继节点(RN)和RN-MME,其中:
所述DeNB,用于在用户设备(UE)在接入过程中,将UE接入的移动性管理单元(MME)(UE-MME)通知给所述RN;
所述RN,用于在自身接入的MME(RN-MME)发生过载时,判断所述RN-MME与所述UE-MME是否为同一个MME;并在判断结果为否时,发起UE的释放或者切换;
所述RN-MME,用于在所述判断结果为是时,发起UE的释放;
所述DeNB,还用于在所述接入过程为附着过程时,将所述UE-MME的GUMMEI通过初始上下文建立请求消息发送给所述RN;还用于所述接入过程为跟踪区更新(TAU)过程时,将所述UE-MME的GUMMEI通过TAU接受消息发送给所述RN。
7.根据权利要求6所述网元过载的用户释放***,其特征在于,所述RN,还用于比较所述RN-MME的GUMMEI和所述UE-MME的GUMMEI是否相同,如果相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为同一个MME;如果不相同,判定所述RN-MME与所述UE-MME为不同的MME。
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