用于mme和mme池負(fù)載均衡的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】通過在MME和/或MME處理元件或模塊之間遷移eNodeB服務(wù)職責(zé)對MME和MME池進(jìn)行策略驅(qū)動的負(fù)載均衡的系統(tǒng)、方法和裝置。
【專利說明】用于MME和MME池負(fù)載均衡的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年10月19日提交的、名稱為用于MME和MME池負(fù)載均衡的系統(tǒng)和方法的待決美國臨時(shí)專利申請N0.61/549，166的權(quán)益，在此將其全部內(nèi)容引入本文作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]概括地，本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)，更具體但不排他的，涉及移動性管理實(shí)體(MME)負(fù)載均衡。
【背景技術(shù)】
[0004]移動性管理實(shí)體(MME)是長期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)。MME負(fù)責(zé)空閑模式UE (用戶裝備)跟蹤和尋呼移動性管理實(shí)體(MME)過程，包括重新傳輸。MME涉及承載激活/去激活過程，用于在初始附接和包括核心網(wǎng)(CN)節(jié)點(diǎn)重新定位的LTE內(nèi)切換時(shí)為UE選擇SGW。MME負(fù)責(zé)驗(yàn)證用戶(通過與HSS交互)、為UE產(chǎn)生和分配臨時(shí)標(biāo)識、檢測UE驗(yàn)證以停留在服務(wù)提供商的公用陸地移動網(wǎng)絡(luò)(PLMN)上，執(zhí)行UE漫游限制等。
[0005]MME還是網(wǎng)絡(luò)中用于非接入層(NAS)信令的加密/完整保護(hù)和幫助安全密鑰管理的終端點(diǎn)。信令的合法攔截也由MME支持。利用在MME來自SGSN時(shí)終結(jié)的S3接口，MME還為LTE和2G/3G接入網(wǎng)絡(luò)之間的移動性提供控制面功能。MME還終結(jié)朝向漫游UE的歸屬HSS 的 S6a 接口。
[0006]將eNodeB從一個(gè)MME遷移到另一個(gè)MME的過程通過人工完成。例如，假設(shè)一個(gè)MME處理12000個(gè)eNodeB，它希望將它們中的一半移動到另一 MME，eNodeB中的每一個(gè)必須進(jìn)行人工重新規(guī)定，以便建立與其它MME的會話。這要花費(fèi)時(shí)間，并且容易產(chǎn)生錯誤。盡管現(xiàn)有一些工具有助于加速該過程，但仍需要大量的人工交互。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]現(xiàn)有技術(shù)中的各種不足由通過在MME和/或MME處理元件或模塊中遷移eNodeB服務(wù)職責(zé)對MME和MME池進(jìn)行策略驅(qū)動的負(fù)載均衡的系統(tǒng)、方法和裝置來解決。
[0008]在各實(shí)施方式中，響應(yīng)于特定MME過載的指示。各實(shí)施方式涉及在源MME監(jiān)控eNodeB負(fù)載的標(biāo)記，響應(yīng)于所述負(fù)載標(biāo)記超過策略定義的門限水平，將一個(gè)或多個(gè)eNodeB的職責(zé)遷移到目標(biāo)MME。通過將用于促使目標(biāo)MME與要遷移的eNodeB形成鏈路的消息發(fā)送給目標(biāo)MME獲得遷移；將要遷移的eNodeB和源MME之間存在的鏈路轉(zhuǎn)換為備用鏈路；將與要遷移的eNodeB相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)信息發(fā)送給目標(biāo)MME ;和阻止在與要遷移的eNodeB相關(guān)聯(lián)的源MME接受新服務(wù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過考慮下面的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖，可容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，其中:[0010]圖1描述了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的包括管理系統(tǒng)的示例性無線通信系統(tǒng)；
[0011]圖2描述了適于用作圖1的管理系統(tǒng)的示例性管理系統(tǒng)；
[0012]圖3描述了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的方法的流程圖；
[0013]圖4描述了多個(gè)MME池的圖形表示；和
[0014]圖5描述了適于用于執(zhí)行這里描述的功能的計(jì)算機(jī)的高級框圖。
[0015]為了便于理解，在可能時(shí)，使用相同的附圖標(biāo)記表示附圖共有的相同的元素。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的實(shí)施方式主要在長期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(匪S)和移動性管理實(shí)體(MMS)的上下文中進(jìn)行描述。本領(lǐng)域中有經(jīng)驗(yàn)的和從這里的教導(dǎo)獲知的技術(shù)人員會認(rèn)識到各實(shí)施方式還可應(yīng)用于管理與其它類型的無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)對象。
[0017]圖1描述了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的包括管理系統(tǒng)的示例性無線通信系統(tǒng)。具體的，圖1描述了示例性無線通信系統(tǒng)100，包括多個(gè)用戶裝備(UE)或用戶設(shè)備(UD)102、長期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)110、和管理系統(tǒng)(MS) 140。
[0018]LTE網(wǎng)絡(luò)110支持UE102和IP網(wǎng)絡(luò)130之間的通信。MS140配置為支持用于LTE網(wǎng)絡(luò)110的各種管理功能，例如針對圖4的MS400進(jìn)行描述，并在這里進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0019]UE102是能夠接入諸如LTE網(wǎng)絡(luò)110的無線網(wǎng)絡(luò)的無線用戶設(shè)備。UE102能夠支持控制信令以支持承載會話。UE102可以是電話、PDA、計(jì)算機(jī)或任意其它無線用戶設(shè)備。
[0020]LTE網(wǎng)絡(luò)的配置和操作是本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的。示例性LTE網(wǎng)絡(luò)110包括多個(gè) eNodeBllln 至 eNodeBlllNX (統(tǒng)稱 eNodeBlll)，多個(gè)服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)112n 至 112N1 (統(tǒng)稱SGW112)，至少一個(gè)分組數(shù)據(jù)分組網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)(PGW)113，多個(gè)移動性管理實(shí)體(MME)IH1和114N1 (統(tǒng)稱為MME114)，和至少一個(gè)策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(PCRF) 15。
[0021]eNodeBlll, SGffl 12, PGffl 13, MMEl 14, PCRFl 15 以及為簡明起見省略的各種 LTE 元件進(jìn)行協(xié)作以提供演進(jìn)的分組核心(EPC)網(wǎng)，其使用IP支持端到端服務(wù)分發(fā)。
[0022]eNodeBlll為各UE102組提供無線接入接口功能。如圖1所示，每個(gè)eNodeBlll分別支持多個(gè)UE102。通過使用與每個(gè)UE102相關(guān)聯(lián)的LTE-Uu接口支持eNodeBlll和UE102之間的通信。
[0023]SGWl 12支持用于各種多個(gè)eNodeBlll的通信。如圖1所示，將第一 SGWl 12(表示為SGW112n)描述為支持第一個(gè)多個(gè)eNodeBlll(表示為eNodeBlll^至eNodeBllllx)的通信，而將第N個(gè)SGWl 12 (表示為SGWl 12N1)描述為支持第N個(gè)多個(gè)eNodeBlll (表示為eNodeBlllN1至eNodeB 11 Inx)的通信。通過使用Sl_u接口支持SGW112和它們各自的eNodeBlll之間的通信。Sl-U接口支持切換期間的每個(gè)承載用戶面隧道和eNodeB間路徑切換?？梢岳斫獾氖牵琒Gffl 12可支持比所示更多或更少的eNodeB。
[0024]PGWl 13支持SGWl 12的通信。通過使用各自的S5/S8接口來支持PGWl 13和SGWl 12之間的通信。S5接口提供諸如用戶面隧道和PGWl 13和SGWl 12間通信的隧道管理、由于UE移動性的SGW重新定位等的功能。S8接口提供在拜訪PLMN (VPLMN)中的SGW和歸屬PLMN(HPLMN)中的PGW之間提供用戶和控制面連通的PLMN間接口，其中S8接口可以是S5接口的公用陸地移動網(wǎng)絡(luò)(PLMN)變形。PGW113便于通過例如SGi接口在LTE網(wǎng)絡(luò)110和IP網(wǎng)絡(luò)130之間進(jìn)行通信。[0025]MMEl 14支持eNodeBlll在支持UE102中提供移動性管理功能。具體的，將每個(gè)MME描述為支持各種的eNodeB組。例如，MMElH11支持eNodeBllln-llllx, MMElH21 (沒有在圖中示出)支持eNodeBlll21-lll2X，等等，直到支持eNodeBlIIn1-1IInx的MME114N1。通過使用各自的S1-MME接口支持MME114和eNo deB 111之間的通信，其中S1-MME接口提供用于MMEl 14和eNodeBlll之間通信的控制面協(xié)議。
[0026]由特定MMEl 14支持的eNodeBlll可改變。在各實(shí)施方式中，由MME支持的eNodeB組可隨時(shí)間改變，特定eNodeB組中的eNodeB可隨時(shí)間變化，等等。一般來說，每個(gè)MME114能夠支持一些數(shù)量的eNodeBlll、一些數(shù)量的用戶、一些數(shù)量的服務(wù)等。
[0027]一般來說,每個(gè)MMEl 14與圖1所示的有限數(shù)量的eNodeB相關(guān)聯(lián),這里會作更詳細(xì)的描述。此外，可將這里描述的各MME114組織為一個(gè)或多個(gè)MME組。有時(shí)，特定的MME或MME池會過度使用，導(dǎo)致MME使用的失衡(例如，發(fā)生尖峰業(yè)務(wù)的事件，例如商品展覽、總統(tǒng)訪問等)。在這種情況下，必須將一些數(shù)量的eNodeB從過度使用的MME遷移到一個(gè)或多個(gè)未被充分使用的MME (在同一池或不同的池中)以相對于MME執(zhí)行負(fù)載均衡功能。
[0028]在各實(shí)施方式中，這里描述的MME114可被組織為一個(gè)或多個(gè)MME池，其中每個(gè)MME池操作以相對于所支持的eNodeB執(zhí)行各種負(fù)載均衡功能，這會在下面詳細(xì)描述。具體的，還可在MME池中提供多個(gè)MME。還可提供多個(gè)MME池。每個(gè)MME可處理有限數(shù)量的eNodeB，特別是在特定的地理區(qū)域內(nèi)這樣處理。因此，在各實(shí)施方式中，可提供多個(gè)MME池，其中每個(gè)MME池例如包括8個(gè)MME。從而，第一 MME池包括MME11-MME18,第二 MME池包括MME21-MME28,等等，直到包括MMEn1-MMEn8的第N個(gè)池。
[0029]MME池中的各MME相互感知，并能夠作為一個(gè)組確定池中的哪個(gè)MME應(yīng)接收大量的新會話(也就是，哪個(gè)MME具有接收會話的最大能力)?？赏ㄟ^循環(huán)法或其它分布式分配技術(shù)、通過相關(guān)利用水平判決等，在MME池中分配新會話。根據(jù)MME池內(nèi)或MME之間的eNodeB遷移，網(wǎng)絡(luò)管理控制提供附加選項(xiàng)，這將在下面詳細(xì)描述。
[0030]PCRFl 15提供動態(tài)管理能力，通過動態(tài)管理能力服務(wù)提供商可管理與通過LTE網(wǎng)絡(luò)110提供的服務(wù)相關(guān)的規(guī)則、與對通過LTE網(wǎng)絡(luò)110提供的服務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)相關(guān)的規(guī)則。
[0031]如圖1所示，LTE網(wǎng)絡(luò)110的元件通過元件間的接口進(jìn)行通信。還可將相對LTE網(wǎng)絡(luò)110描述的接口稱為會話。
[0032]LTE網(wǎng)絡(luò)110包括演進(jìn)分組系統(tǒng)/方案(EPS)。在一個(gè)實(shí)施方式中，EPS包括EPS節(jié)點(diǎn)(例如，eNodeBlll、SGffl 12, PGffl 13, MME114 和 PCRF115)和與 EPS 相關(guān)的互連(例如，S*接口、G*接口等)。這里可將與EPS相關(guān)的接口稱為與EPS相關(guān)的路徑。
[0033]IP網(wǎng)絡(luò)130包括一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)UE102可接入內(nèi)容、服務(wù)等。
[0034]MS140提供用于管理LTE網(wǎng)絡(luò)110的管理功能。MS140可以任何適當(dāng)?shù)姆绞脚cLTE網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，MS140可通過沒有穿過IP網(wǎng)絡(luò)130的通信路徑141與LTE網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，MS140可通過由IP網(wǎng)絡(luò)130支持的通信路徑142與LTE網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信?？墒褂萌我夂线m的通信能力實(shí)現(xiàn)通信路徑141和142。參照圖2描述和說明了適于用作圖1的MS140的示例性管理系統(tǒng)。
[0035]圖2描述了適于用作圖1的管理系統(tǒng)的不例性管理系統(tǒng)。如圖2所不，MS140包括一個(gè)或多個(gè)處理器210、存儲器220、網(wǎng)絡(luò)接口 230N、用戶接口 2301。處理器210與每個(gè)存儲器230、網(wǎng)絡(luò)接口 230N和用戶接口 2301耦合。
[0036]處理器210適于與存儲器220、網(wǎng)絡(luò)接口 230N和用戶接口 2301協(xié)作，且支持電路240提供用于LTE網(wǎng)絡(luò)110的各種管理功能。
[0037]一般來說，存儲器220存儲適用于為LTE網(wǎng)絡(luò)110提供各種管理功能的程序、數(shù)據(jù)、工具等。存儲器包括適于實(shí)現(xiàn)諸如發(fā)現(xiàn)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、支持各種移動服務(wù)等的網(wǎng)絡(luò)管理功能的各種管理系統(tǒng)(MS)編程模塊222和MS數(shù)據(jù)庫223。此外，存儲器220包括門限監(jiān)控引擎(TME) 228和負(fù)載均衡引擎(LBE) 229。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方式中，可使用軟件指令實(shí)現(xiàn)MS編程模塊222、TME228和LBE229，其中軟件指令可由處理器(例如處理器210)執(zhí)行以執(zhí)行這里描述和說明的各種管理功能。
[0039]網(wǎng)絡(luò)接口 230N適于便于與LTE網(wǎng)絡(luò)110中的各種網(wǎng)絡(luò)元件、節(jié)點(diǎn)和其它實(shí)體進(jìn)行通信，以支持由MS140執(zhí)行的管理功能。
[0040]用戶接口 2301適于便于與一個(gè)或多個(gè)用戶工作站(例如，用戶工作站250)進(jìn)行通信，從而能夠使一個(gè)或多個(gè)用戶執(zhí)行用于LTE網(wǎng)絡(luò)110的管理功能。
[0041]如這里所描述的，存儲器220包括通過協(xié)作以提供這里描述和說明的各種功能的MS編程模塊222、MS數(shù)據(jù)庫223、TME228和LBE229。盡管這里主要描述和說明的相對于由存儲器220的引擎和/或數(shù)據(jù)庫中的一些和/或使用存儲器220的引擎和/或數(shù)據(jù)庫中的一些來執(zhí)行的特定功能，可以理解的是，這里描述和說明的任意管理功能可由存儲器220的引擎和/或數(shù)據(jù)庫中的任意一個(gè)或多個(gè)和/或使用存儲器220的引擎和/或數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)或多個(gè)來執(zhí)行。
[0042]MS編程222使MS140的操作適應(yīng)于管理上述網(wǎng)絡(luò)元件，包括UE102、eNodeBlll、服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW) 112、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)(PGW) 113、移動性管理實(shí)體(MME) 114、策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(PCRF) 115、各種其它網(wǎng)絡(luò)元件(沒有在圖中示出)以及它們之間的各種通信鏈路。MS數(shù)據(jù)庫223用于存儲拓?fù)鋽?shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)元件數(shù)據(jù)、服務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)和與管理系統(tǒng)140的操作相關(guān)的任意其它數(shù)據(jù)。MS程序222可實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)感知管理器(SAM)或網(wǎng)絡(luò)管理功倉泛。
[0043]TME228和LBE229實(shí)現(xiàn)諸如這里描述的各種MME負(fù)載均衡實(shí)施方式。TME228和LBE229與MS編程222協(xié)作以接收狀態(tài)、負(fù)載和/或?qū)儆贚TE網(wǎng)絡(luò)110中MMEl 14的其它操作數(shù)據(jù)。TME228進(jìn)行操作以確定是否已超過一個(gè)或多個(gè)MME負(fù)載門限水平，從而負(fù)載均衡過程是適當(dāng)?shù)?。如果?fù)載均衡是合適的，LBE229執(zhí)行負(fù)載均衡過程，將策略發(fā)送給MME114，促使MME114進(jìn)行執(zhí)行以使MME114中的一個(gè)或多個(gè)MME114或處理模塊到達(dá)希望的eNodeB服務(wù)負(fù)載。
[0044]在各實(shí)施方式中，將門限監(jiān)控引擎(TME)用于實(shí)現(xiàn)各種門限監(jiān)控和管理過程，例如確定是否一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控器參數(shù)已經(jīng)達(dá)到特定的門限水平。相似的，將負(fù)載均衡引擎(LBE)用于實(shí)現(xiàn)各種負(fù)載均衡過程，例如與相鄰MME進(jìn)行交互，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和/或其它網(wǎng)絡(luò)元件將提供服務(wù)的eNodeB在MME間變換或遷移(MME間負(fù)載均衡)或在MME中的處理器/路由實(shí)體間變換或遷移(MME內(nèi)負(fù)載均衡)。
[0045]在網(wǎng)絡(luò)管理實(shí)現(xiàn)的上下文中，門限監(jiān)控引擎(TME)228進(jìn)行操作以檢測MME池中全部MME的當(dāng)前負(fù)載水平(例如，多個(gè)MME服務(wù)于特定地理區(qū)域，或適于臨時(shí)服務(wù)尖峰，例如商品展覽等)。這是與每個(gè)MME池相關(guān)聯(lián)的SAM專用對象。其計(jì)算和匯聚與特定池相關(guān)聯(lián)的MME的全部信息。可由SAM處理多個(gè)這樣的池對象以獲得對池可利用水平的了解。在一個(gè)實(shí)施方式中，一個(gè)TME監(jiān)控全部MME池。
[0046]在操作中，網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)運(yùn)營商的偏好或策略可用于定義網(wǎng)絡(luò)中MME被認(rèn)為過載的水平。網(wǎng)絡(luò)策略可提供特定的過度使用水平，例如60%、75%、90%等以表示不同緊急或關(guān)注事件的利用門限水平。
[0047]策略可定義被監(jiān)控的特征參數(shù)，以便確定是否已達(dá)到門限水平。網(wǎng)絡(luò)策略可定義直接表示MME利用水平的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)策略還可定義用于確定MME利用水平的多個(gè)因素之間的關(guān)系。在任何情況下，通過一個(gè)或多個(gè)MME和MME中的處理元件/模塊對利用水平的標(biāo)記進(jìn)行處理以確定是否已達(dá)到門限利用水平。
[0048]不同的MME和/或MME池可與不同的策略相關(guān)聯(lián)。例如，相比于其他MME，在較高的利用水平可允許更加魯棒和可靠的MME進(jìn)行操作。相似的，在遷移eNodeB負(fù)載前，還可允許與可容忍服務(wù)中斷(或不愿為冗余或提高服務(wù)水平付費(fèi))的客戶、相關(guān)聯(lián)的MME在較高的利用水平(例如，90%)上進(jìn)行操作。相反，在遷移eNodeB負(fù)載前，與要求冗余和/或高質(zhì)量服務(wù)水平的用戶相關(guān)聯(lián)的MME會以較低的利用水平(例如，50%)進(jìn)行操作。
[0049]對與MME或MME池相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)、警告或其它操作數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并與策略數(shù)據(jù)和/或由策略數(shù)據(jù)定義的門限進(jìn)行比較，其中策略數(shù)據(jù)和/或門限在需要時(shí)可更新。當(dāng)比較指示處于過度利用條件(無論怎樣定義的)，TME使用策略信息以確定MME應(yīng)當(dāng)從哪個(gè)eNodeB遷移到哪個(gè)目標(biāo)MME以及順序等。為此目的每個(gè)MME可與“下一個(gè)”或“目標(biāo)”MME相關(guān)聯(lián)。每個(gè)MME可與潛在的下一個(gè)或目標(biāo)MME的序列相關(guān)聯(lián)(例如，根據(jù)一些策略驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)選擇“下一最佳” MME)。
[0050]在各實(shí)施方式中，通過處理多個(gè)MME狀態(tài)指示符導(dǎo)出策略定義的門限水平，從而預(yù)測即將發(fā)生的過度使用條件。
[0051]在各實(shí)施方式中，源和目標(biāo)MME包括處于單一 MME中的不同處理元件或模塊。在各實(shí)施方式中，源和目標(biāo)MME包括處于單一 MME池中的不同MME。在各實(shí)施方式中,源和目標(biāo)MME包括處于不同MME池中的MME。在各實(shí)施方式中，源和/或目標(biāo)MME可提供MME內(nèi)處理元件或模塊、MME間和/或MME池間遷移的一些組合。
[0052]圖3描述了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的方法的流圖。具體的，圖3描述了方法300，其中響應(yīng)于來自達(dá)到要求負(fù)載均衡動作的門限水平的MME的門限監(jiān)控引擎(TME)指示的信號，調(diào)用負(fù)載均衡引擎(LBE) 229。LBE229響應(yīng)性地遷移eNodeB支持職責(zé)。
[0053]在步驟310，確定eNodeB應(yīng)當(dāng)從一個(gè)或多個(gè)源MME或MME處理模塊遷移出。參照塊315，該決定根據(jù)MME狀態(tài)/警告數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)/警告數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商策略、服務(wù)水平協(xié)議(SLA)和/或其它信息做出。
[0054]在各實(shí)施方式中，為每個(gè)MME定義一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)MME，從而可將“保持活躍(keepalive)”信息和/或其它信息在MME之間發(fā)送。在這種情況下，經(jīng)歷過載條件的MME可快速將eNodeB遷移到目標(biāo)MME的優(yōu)選序列的下一個(gè)。
[0055]在步驟320，在從一個(gè)或多個(gè)源MME遷移到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)MME的eNodeB之間形成新鏈路，通過將這些舊鏈路設(shè)為“備用”鏈路，暫時(shí)將從這些eNodeB到源MME的已有鏈路保持為活躍。
[0056]新鏈路可包括到一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的目標(biāo)MME或目標(biāo)MME池的鏈路。在池級別目標(biāo)的情況下，池管理實(shí)體會在池的MME成員之間處理新鏈路的分布。新鏈路被形成，但是未被使能，從而它們還不能支持eNodeB和MME之間的呼叫。
[0057]將舊鏈路設(shè)為“備用”或其它狀態(tài)，從而新鏈接或呼叫不會被由舊鏈路服務(wù)的一個(gè)或多個(gè)源MME接受。需要說明的是，eNodeB仍嘗試使用這些鏈路，但是會失敗，導(dǎo)致使用備份MME等。
[0058]仍然在步驟320，執(zhí)行多個(gè)檢查點(diǎn)和確認(rèn)。具體的，在形成新鏈路的期間，還可收集與新鏈路相關(guān)聯(lián)的利用或其他數(shù)據(jù)，從而在潛在的目標(biāo)MME之間進(jìn)行比較以發(fā)現(xiàn)“下一最佳”的MME或MME池。在一些情況下，如果要遷移的多個(gè)eNodeB全部與目標(biāo)MME連接，則目標(biāo)MME已經(jīng)過度使用或變成過度使用的。該中間處理步驟涉及假設(shè)由LBE初始導(dǎo)出的遷移方案仍有效或可使用。
[0059]在一個(gè)實(shí)施方式中，該檢查點(diǎn)/確認(rèn)是完全自動的。存在可替換的遷移計(jì)劃(默認(rèn)或策略驅(qū)動)，其中如果滿足或不滿足特定標(biāo)準(zhǔn)則調(diào)整遷移。
[0060]在一個(gè)實(shí)施方式中，該檢查點(diǎn)/確認(rèn)是人工的或僅部分是自動的，如果滿足或不滿足特定的標(biāo)準(zhǔn)，則將錯誤或警告發(fā)布給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，以指示運(yùn)營商應(yīng)當(dāng)對遷移進(jìn)行更詳細(xì)的檢查?？商鎿Q的遷移計(jì)劃可由運(yùn)營商選擇。
[0061]在步驟330，該方法發(fā)起一個(gè)過程以透漏(drain)全部的eNodeB狀態(tài)信息和來自源MME的其它信息，從而充分通知目標(biāo)MME有關(guān)要被遷移的eNodeB。這是個(gè)兩步的過程；也就是，(I)停止接收新呼叫，和(2)將用戶上下文(例如，動態(tài)用戶數(shù)據(jù)和其它用戶數(shù)據(jù)，由用戶使用的典型的SGW、典型的的用戶數(shù)據(jù)/呼叫路徑、用戶的PCRF規(guī)則、驗(yàn)證數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)面參數(shù)、漫游信息、拜訪信息、歸屬信息、用戶呼叫路由偏好等)和相關(guān)數(shù)據(jù)從一個(gè)或多個(gè)源MME遷移到一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)MME或MME池。
[0062]在步驟340，指示每一個(gè)舊的或源MME停止接受與遷移的eNodeB相關(guān)聯(lián)的呼叫，而指示新的或目標(biāo)eNodeB開始接受與遷移的eNodeB相關(guān)聯(lián)的呼叫。例如，激活在步驟310建立的新鏈路。
[0063]在步驟350，數(shù)據(jù)庫上鎖和解鎖功能用于確保以避免沖突的方式執(zhí)行將eNodeB代表對象從源MME遷移到目的MME，從而可利用遷移的eNodeB將呼叫、視頻流和/或其它移動服務(wù)路由到新MME。
[0064]在遷移之前、過程中和/或之后，LBE將包括(a)統(tǒng)計(jì)、(b)警告、(C)事件和(d)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的附加信息提供給管理系統(tǒng)。在這種情況下，對eNodeB用戶的服務(wù)沖擊或中斷可被避免或最小化，而將用戶服務(wù)連同它們各自的eNodeB在MME卡、MME或MME池之間遷移。
[0065]這里描述的各實(shí)施方式涉及策略驅(qū)動的MME負(fù)載均衡方法，其中網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(匪S)或其它管理實(shí)體通過定義MME池、選擇指示資源利用的監(jiān)控參數(shù)、指示過度使用或接近過度使用水平的性能/門限等，實(shí)現(xiàn)MME負(fù)載均衡。
[0066]涉及的基于策略的機(jī)制以與網(wǎng)絡(luò)管理對象一致的方式修改各MME和/或MME組的操作。不同的MME可接收不同的策略參數(shù)。根據(jù)用戶類型、數(shù)據(jù)類型、服務(wù)水平協(xié)議(SLA)、服務(wù)提供商信息，可將不同的策略參數(shù)應(yīng)用于不同的eNodeB。因此，響應(yīng)于用戶類型、服務(wù)類型和與各支持的eNodeB的用戶相關(guān)聯(lián)的服務(wù)水平協(xié)議(SLA)，每個(gè)MME的策略定義的門限水平可修改。
[0067]在各實(shí)施方式中，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)管理水平策略以裝載到MME中。自動負(fù)載均衡引擎可進(jìn)行操作以對支持由其他MME管理的各UE的eNodeB進(jìn)行卸載/遷移。例如，與MME池、MME的控制卡中的特定MME相關(guān)聯(lián)的警告等可與由管理策略定義的重新分配標(biāo)記相關(guān)聯(lián)，例如管理策略為由網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)執(zhí)行的“MME池負(fù)載均衡策略”。例如，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可促使一個(gè)或多個(gè)MME以自治方式操作，以在它們之間或其它MME之間進(jìn)行eNodeB服務(wù)要求的負(fù)載均衡。
[0068]在各實(shí)施方式中，響應(yīng)于諸如高于門限水平的利用水平的觸發(fā)條件，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理水平策略以自動將eNodeB遷移到其它MME或MME池。策略為每個(gè)源MME標(biāo)識各種門限水平(例如，觸發(fā)遷移的利用水平百分比)、目標(biāo)MME或MME池等。
[0069]在各實(shí)施方式中，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)管理水平策略以使能池間遷移，其中同一 MME池中的MME相互感知，但不能感知不同池中的MME。具體的，表示為“MME池負(fù)載均衡策略”并通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(例如，服務(wù)感知管理器)執(zhí)行的策略將足夠的信息提供給相關(guān)MME，以使能池間的eNodeB遷移。策略可用于調(diào)整默認(rèn)策略，默認(rèn)策略例如可包括門限水平(％)、目標(biāo)或遷移目的地MME等。
[0070]對網(wǎng)絡(luò)中MME的各種管理控制可通過策略發(fā)揮。例如，通過策略可將定義特定MME卡、MME或MME組過度使用的專用參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。此外，還可調(diào)整響應(yīng)于過度使用采取的特定動作。除了可調(diào)整目標(biāo)遷移MME和/或池，還可修改個(gè)別的或節(jié)點(diǎn)專用的參數(shù)等。
[0071]上述實(shí)施方式主要涉及將門限監(jiān)控引擎(TME)和負(fù)載均衡引擎(LBE)實(shí)施為管理系統(tǒng)水平示例的實(shí)施方式。在各種其他實(shí)施方式中，TME和LBE功能中的一個(gè)或全部(或其部分)可在一個(gè)或多個(gè)MME114上實(shí)施。
[0072]因此，在各實(shí)施方式中，TME/LBE功能在一個(gè)或多個(gè)MME114中的全部或一部分中實(shí)施，以便為各MMEl 14或MMEl 14中的處理模塊之間的eNodeB服務(wù)要求的負(fù)載均衡提供本地自治或半自治機(jī)制。
[0073]在各實(shí)施方式中，由網(wǎng)絡(luò)管理器提供給MME的基于策略的指令通過操作以在eNodeB負(fù)載超過門限水平時(shí)為MME定義合適的動作?；诓呗缘闹噶羁啥x與一個(gè)或多個(gè)參數(shù)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)門限水平。一般來說，響應(yīng)于希望的負(fù)載結(jié)果，可對涉及MME的eNodeB負(fù)載的監(jiān)控參數(shù)和門限水平進(jìn)行修改。希望的負(fù)載結(jié)果可通過網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行定義，可基于一些標(biāo)準(zhǔn)由MME池中的MME進(jìn)行定義，可由在MME中編程的默認(rèn)條件等進(jìn)行定義。
[0074]因此，在各實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)管理器(匪)適于監(jiān)控在網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)MME中每一個(gè)的eNodeB負(fù)載的標(biāo)記。在各實(shí)施方式中，匪適于確定是否負(fù)載標(biāo)志超過策略定義的門限。在各實(shí)施方式中，MN通過策略基站調(diào)整MME操作。
[0075]在各實(shí)施方式中，MME適于監(jiān)控eNodeB負(fù)載的標(biāo)記，并確定是否負(fù)載標(biāo)記超過策略定義的門限。在各實(shí)施方式中，MME與一個(gè)或多個(gè)相鄰MME進(jìn)行通信以協(xié)商將eNodeB遷移到那里。在各實(shí)施方式中，MME和相鄰MME形成MME池，其中池中的至少一些進(jìn)行操作以管理與池的MME成員相關(guān)聯(lián)的eNodeB負(fù)載。
[0076]圖4描述了多個(gè)MME池的圖形表示。具體的，圖4描述了第一 MME池401和第二MME池402。由于第一和第二 MME池401和402以實(shí)質(zhì)上相同的方式進(jìn)行操作，因此將詳細(xì)描述第一 MME池401。
[0077]第一 MME池包括多個(gè)表示為41(ν4102等至到410N的多個(gè)MME (統(tǒng)稱為第一池MME410)，和第二 MME池402。將MME410中的每一個(gè)描述為包括支持表示為C1-C4的eNodeB操作的四個(gè)內(nèi)部卡?？梢岳斫獾氖牵谔囟ǖ腗ME中可包括更多或更少的卡。MME410中的每一個(gè)還可描述為包括控制卡420，包括能夠支持門限管理引擎(TME)428和負(fù)載均衡引擎(LBP>429的處理、輸入輸出和存儲功能(沒有在圖中示出)。控制卡可以與這里相對于上面圖2描述的MS140的相關(guān)部分和/或下面圖5描述的計(jì)算設(shè)備相似的方式實(shí)現(xiàn)。TME428和LBP429以與上面對于圖2描述的TM22E8和LBE229實(shí)質(zhì)上相同的方式進(jìn)行操作。
[0078]圖5描述了適用于執(zhí)行這里描述的功能的計(jì)算機(jī)的高級框圖。
[0079]如圖5所示，計(jì)算機(jī)500包括處理器元件503 (例如，中央處理單元(CPU)和/或其他合適的處理器)、存儲器504 (例如，隨機(jī)訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等)、協(xié)同操作模塊/處理505、和各種輸入/輸出設(shè)備506 (例如，用戶輸入設(shè)備(例如鍵盤、輔助鍵盤、鼠標(biāo)等)、用戶輸出設(shè)備(例如顯示器、揚(yáng)聲器等)、輸入端口、輸出端口、接收器、發(fā)送器、和存儲設(shè)備(例如，磁盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、致密盤驅(qū)動器等))。
[0080]可以理解的是，這里描述和說明的功能可以軟件和/或軟件硬件組合來實(shí)現(xiàn)，例如，使用通用計(jì)算機(jī)，一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用專用集成電路(ASIC)，和/或其他硬件等效物。在一個(gè)實(shí)施方式中，協(xié)同操作處理505可裝入存儲器505中，并由處理器503執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)這里所描述的功能。因此，協(xié)同操作處理505 (包括相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))可存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上，例如，RAM存儲器、磁或光驅(qū)動器或盤等。
[0081]可以理解的是，圖5中描述的計(jì)算機(jī)500提供通用架構(gòu)，并在功能上適于實(shí)現(xiàn)這里描述的功能元素或這里描述的部分功能元素。
[0082]可以理解的是，這里描述為軟件方法的一些步驟可在硬件中實(shí)現(xiàn)，例如，為與處理器協(xié)同操作以執(zhí)行各種方法步驟的電路。這里描述的部分功能/元素可實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中計(jì)算機(jī)指令在由計(jì)算機(jī)處理時(shí)調(diào)整計(jì)算機(jī)的操作，從而調(diào)用或提供這里描述的方法和/或技術(shù)。用于調(diào)用本發(fā)明方法的指令可存儲在諸如固定的或可移動介質(zhì)或存儲器的有形和非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，通過有形或無形的數(shù)據(jù)流在廣播或其它信號承載介質(zhì)中發(fā)送，和/或存儲在根據(jù)指令進(jìn)行操作的計(jì)算設(shè)備中的存儲器中。
[0083]盡管上面涉及了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，但是在不偏離其基本范圍的情況下可設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的實(shí)施方式。同樣，本發(fā)明適當(dāng)?shù)姆秶鶕?jù)權(quán)利要求進(jìn)行確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管理MME負(fù)載的方法，包括: 在源MME監(jiān)控eNodeB負(fù)載的標(biāo)記；和 響應(yīng)于所述負(fù)載標(biāo)記超過策略定義的門限水平，將一個(gè)或多個(gè)eNodeB的職責(zé)遷移到目標(biāo)MME。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述遷移包括: 將適用于促使所述目標(biāo)MME形成到要遷移的所述ΛΑΒ的鏈路的消息發(fā)送給所述目標(biāo)MME ； 將要遷移的所述eNodeB和所述源MME之間存在的鏈路轉(zhuǎn)換為備用鏈路； 將與要遷移的所述eNodeB相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)信息發(fā)送給所述目標(biāo)MME ;和 阻止在與要遷移的所述eNodeB相關(guān)聯(lián)的所述源MME接受新服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將與要遷移的所述eNodeB相關(guān)聯(lián)的用戶上下文信息發(fā)送給所述目標(biāo)MME。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中對于各用戶，所述用戶上下文信息包括與以下中的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的信息:使用的典型服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)、典型的用戶數(shù)據(jù)/呼叫路徑、PCRF規(guī)貝U、驗(yàn)證數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)面參數(shù)、漫游信息、拜訪信息、歸屬信息和用戶呼叫路由偏好。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述源和目標(biāo)MME包括單一MME中的不同的處理元件、MME池中的不同MME和不同MME池中的MME中的任何一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述eNodeB負(fù)載的標(biāo)記和所述門限水平由從網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)接收的策略信息定義。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)MME的策略定義的門限水平取決于用戶類型、服務(wù)類型和與各支持的eNodeB的用戶相關(guān)聯(lián)的服務(wù)水平協(xié)議(SLA)中的一個(gè)或多個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 為每個(gè)MME定義一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)MME ； 促使每個(gè)MME向其各自的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)MME中的每一個(gè)傳送“保持活躍”信息；和 根據(jù)目標(biāo)MME優(yōu)先序列調(diào)整eNodeB遷移。
9.一種用于管理MME負(fù)載的裝置，該裝置包括: 處理器，配置為: 在源MME監(jiān)控eNodeB負(fù)載的標(biāo)記；和 響應(yīng)于所述負(fù)載標(biāo)記超過策略定義的門限水平，將一個(gè)或多個(gè)eNodeB的職責(zé)遷移到目標(biāo)MME。
10.一種存儲指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中當(dāng)指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，促使計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于管理MME負(fù)載的方法，包括: 在源MME監(jiān)控eNodeB負(fù)載的標(biāo)記；和 響應(yīng)于所述負(fù)載標(biāo)記超過策略定義的門限水平，將一個(gè)或多個(gè)eNodeB的職責(zé)遷移到目標(biāo)MME。
【文檔編號】H04W8/12GK103947234SQ201280051729
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月19日
【發(fā)明者】M·K·弗拉馬蒂, J·弗利, J·R·卡利普, M·塞爾瓦姆 申請人:阿爾卡特朗訊公司