專利名稱：移動通信系統(tǒng)的負荷控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種對移動通信系統(tǒng)中的BSC(基站控制器)的負荷狀況進行控制的方法。
背景技術(shù)：
在GSM(全球移動通信系統(tǒng))中，一個BSC下接多個BTS(基站收發(fā)信臺)，每個BTS可為多個用戶手機提供服務(wù)。當(dāng)有大量用戶請求服務(wù)、下屬各BTS的話務(wù)量都比較高時，BSC的總話務(wù)量就可能超過其最大處理能力，如果不對話務(wù)的負荷量進行控制，BSC就會因處理能力不足導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降，嚴重時甚至可能造成系統(tǒng)癱瘓。
這種系統(tǒng)的負荷控制一般由三部分組成(1)由負荷檢測裝置(如果采用軟件方式來實現(xiàn)，則是負荷檢測進程，以下類似)負責(zé)檢測負荷狀況，檢查負荷狀況是否超過閾值；(2)由級別確定裝置根據(jù)當(dāng)前的負荷狀況確定控制級別、范圍和程度；(3)由控制執(zhí)行裝置根據(jù)級別確定裝置的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的控制。
GSM規(guī)范推薦了一種負荷控制方法，該方法通過控制系統(tǒng)消息中的接入控制類別(Access Control Class)參數(shù)來實現(xiàn)的。在GSM系統(tǒng)中，每個用戶都屬于一個接入控制類別，其中0～9級為普通用戶，11～15為特殊用戶。這里的類別本身沒有高低之分，對于普通用戶，其類別均勻分布在0～9級上。
如圖1，當(dāng)負荷檢測裝置發(fā)現(xiàn)負荷狀況超過門限時，就發(fā)送消息給級別確定裝置；級別確定裝置根據(jù)負荷狀況確定控制級別，確定禁止哪些級別的手機禁止接入，然后通過系統(tǒng)廣播消息禁止這些級別的用戶接入；這些用戶的手機內(nèi)的控制執(zhí)行裝置就會禁止手機發(fā)起服務(wù)請求。例如當(dāng)確定控制級別為2，并禁止接入控制類別為3、4的手機接入時，接入控制類別為3或4的手機將無法發(fā)起服務(wù)請求。
這樣，系統(tǒng)通過減少用戶的接入達到降低負荷狀況的目的。采用這種方式可以比較精確的控制用戶接入數(shù)量，但這種方式要求在一個地區(qū)的用戶必須基本均勻分布在0～9級上，否則達不到效果。實踐中，某些地區(qū)的用戶往往集中在有限的幾個級別上，如果仍然采用這種方法，就會出現(xiàn)負荷大幅度擺動的情況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種移動通信系統(tǒng)的負荷控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中要求在一個地區(qū)的用戶必須基本均勻分布在0～9級上，否則會出現(xiàn)負荷大幅度擺動的問題，以實現(xiàn)更合理的負荷控制。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種移動通信系統(tǒng)的負荷控制方法，其中按以下步驟對BSC的負荷進行控制(1)檢測所述BSC的負荷狀況；(2)所述BSC根據(jù)其當(dāng)前負荷狀況確定需要采取的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息；(3)根據(jù)所述控制消息執(zhí)行相應(yīng)的負荷控制，其特征在于，在所述第(2)步中，將所述控制消息發(fā)送到BTS；在所述第(3)步中，所述BTS根據(jù)所述控制消息，只處理當(dāng)前控制級別下被允許的那些服務(wù)類型，忽略當(dāng)前控制級別下被禁止的那些服務(wù)類型，從而按服務(wù)類型進行負荷控制。
在本發(fā)明所述方法的第(1)步中，按預(yù)定周期檢測所述BSC的負荷狀況；當(dāng)檢測結(jié)果超過預(yù)定的負荷閾值時，發(fā)出負荷過載消息。具體的檢測方法可以通過檢測所述BSC的主處理器的使用率來判斷其負荷狀況；當(dāng)檢測到主處理器的使用率超過預(yù)定的使用率閾值時，發(fā)出負荷過載消息。
在本發(fā)明所述方法的第(2)步中，以下兩種情況可能觸發(fā)所述BSC發(fā)送控制消息(a)收到負荷過載消息；(b)在第二預(yù)定時間內(nèi)未收到負荷過載消息。
其中，在所述第(a)種情況時，首先判斷是否為第一次收到負荷過載消息，如果是則將控制級別升高為當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息；如果不是第一次收到負荷過載消息，則再判斷距上一次收到負荷過載消息的時間是否超過第一預(yù)定時間，如果超過則再判斷按當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別是否高于當(dāng)前的控制級別，如果是則將控制級別升高為當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息；如果距上一次收到負荷過載消息的時間未超過第二預(yù)定時間、或者所確定的控制級別不高于當(dāng)前的控制級別，則不作處理。
在所述第(b)種情況時，首先判斷當(dāng)前控制級別是否為最低控制級別，如果是則發(fā)送結(jié)束負荷控制消息，結(jié)束負荷控制；如果當(dāng)前控制級別不是最低控制級別，則將控制級別降低一級，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中由BTS來完成控制執(zhí)行動，而不是由手機來完成；并且根據(jù)不同的控制級別，分別禁止或允許某一類型的服務(wù)，與手機本身的接入控制類別無關(guān)(0～9)，即使某一個地區(qū)的用戶集中分布在有限的幾個接入控制類別無關(guān)(例如3～6)上，也不會出現(xiàn)負荷大幅度擺動的問題，從而可實現(xiàn)更合理的負荷控制。
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是GSM規(guī)范中推薦的一種負荷控制方法的原理圖；圖2是本發(fā)明中實現(xiàn)負荷控制的原理圖；圖3是本發(fā)明中對基站控制器的負荷狀況進行檢測的流程圖；圖4是本發(fā)明中基站控制器根據(jù)其當(dāng)前負荷狀況確定需要采取的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息的流程圖。
具體實施例方式
在GSM系統(tǒng)中，手機需要求系統(tǒng)提供服務(wù)時，將會發(fā)送一條信道請求消息。該消息由8比特組成，其中有3～5個比特用于表示手機申請信道的原因，也就是請求服務(wù)的類型，包括位置更新、緊急呼叫、主叫、被叫、呼叫重建等等；其余比特為隨機數(shù)，有關(guān)此消息的詳細說明見表1。
表1信道請求消息內(nèi)容及其含義
如圖2所示，本發(fā)明的基本思路是將控制執(zhí)行裝置由手機移到BTS，通過限制手機的不同類型的服務(wù)請求實現(xiàn)對負荷的控制，以克服負荷控制效果受手機影響的問題。下面將介紹本發(fā)明的具體實現(xiàn)步驟一、檢測基站控制器的負荷狀況其流程圖如圖3所示，由負荷檢測裝置檢測負荷狀況，判斷基站控制器是否負荷過載。其中，由一個負荷檢測定時器進行計時，當(dāng)定時器超時后，對基站控制器的負荷狀況進行檢測，同時重設(shè)負荷檢測定時器，使定時器重新開始計時，從而可實現(xiàn)周期性檢測；當(dāng)檢測結(jié)果大于預(yù)定閾值時，由負荷檢測裝置向級別確定裝置發(fā)送負荷過載消息，通報當(dāng)前負荷情況。
二、根據(jù)負荷狀況確定控制級別并發(fā)送相應(yīng)的控制消息其流程如圖4所示，由級別確定裝置根據(jù)負荷狀況情況確定負荷控制的級別，本步驟有以下內(nèi)容1、觸發(fā)原因，如圖4中的步驟(1)、(2)、(3)所示，級別確定裝置通過預(yù)定的事件來觸發(fā)其運行，它只接受兩種事件，其一是收到負荷檢測裝置發(fā)來的負荷過載消息，其二是用于計算多長時間內(nèi)未收到負荷過載消息的定時器T2超時。
2、首次收到負荷過載消息的處理，如圖4中的步驟(4)、(5)、(6)、(7)所示，如果級別確定裝置是首次收到負荷過載消息(這里首次是指系統(tǒng)當(dāng)前未進行負荷控制，可能是基站控制器初次運行、或者是上次負荷控制已結(jié)束)，將根據(jù)當(dāng)前負荷狀況確定控制級別，然后發(fā)送相應(yīng)的控制消息，將控制級別升高為當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別。同時啟動用于計算兩次收到負荷過載消息之間的時間間隔的定時器T1，并啟動定時器T2，然后回到步驟(1)。其中的T1和T2是兩個保護定時器，T1的計時周期小于T2。
3、在定時器T1的計時超過第一預(yù)定時間之前收到負荷過載消息的處理，如圖4中的步驟(8)所示，此時級別確定裝置將忽略該消息，不進行任何處理，回到步驟(1)。因為負荷控制需要一段時間才能看到效果，所以采用這種方式來防止在短時間內(nèi)收到多個負荷過載消息而導(dǎo)致的過度控制問題。
4、在定時器T1超時之后收到負荷過載消息的處理，如圖4中的步驟(9)、(10)、(11)、(12)所示，此時級別確定裝置將根據(jù)當(dāng)前的負荷狀況重新確定新的負荷控制級別，如果新的控制級別高于當(dāng)前控制級別，則發(fā)送相應(yīng)的控制消息，將控制級別升高為新的控制級別，同時，重設(shè)定時器T1和定時器T2，然后回到步驟(1)；如果新的控制級別等于或低于當(dāng)前控制級別，則控制當(dāng)前級別維持不變，直接回到步驟(1)。
5、定時器T2的計時超過第二預(yù)定時間后的處理過程，如圖4中的步驟(13)、(14)、(15)、(16)、(17)所示，其中定時器T2超時說明在整個第二預(yù)定時間內(nèi)，負荷狀況沒有增長，負荷控制有效果，可以降低負荷狀況控制級別；如果此時負荷控制級別已處于最低級別，那么就向控制執(zhí)行裝置發(fā)送結(jié)束負荷控制消息，通知控制執(zhí)行裝置結(jié)束負荷狀況控制，然后回到步驟(1)；否則將控制級別降低一級，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息。同時，再次重設(shè)定時器T1和定時器T2，然后回到步驟(1)。
三、控制執(zhí)行基站收發(fā)信臺中的控制執(zhí)行裝置根據(jù)其收到的控制消息變更其控制級別，當(dāng)收到由手機為請求服務(wù)而發(fā)來的信道請求消息后，根據(jù)當(dāng)前的控制級別，只處理當(dāng)前控制級別下允許的那些服務(wù)類型，忽略當(dāng)前控制級別下禁止的那些服務(wù)類型，從而按服務(wù)類型進行負荷控制。
在控制執(zhí)行裝置中有一控制位圖，該位圖用于表示當(dāng)前負荷控制級別下應(yīng)該過濾哪些服務(wù)請求，該位圖有256位，恰好對應(yīng)手機信道請求消息的所有情況。
手機在每次請求服務(wù)時，首先發(fā)送信道請求消息，其中包含了請求服務(wù)的類型，控制執(zhí)行裝置收到信道請求消息后，查詢控制位圖，如果對應(yīng)的控制位是允許，就將該信道請求消息發(fā)送到BSC，如果是禁止，就忽略該消息，這樣，BSC收到的信道請求消息就減少了，需要處理的話務(wù)量也就減少了，BSC的負荷也就可以控制在正常范圍之內(nèi)。
具體實施時，本方法主要是通過軟件實現(xiàn)，在BSC的主處理器中有一個負荷檢測進程來完成負荷檢測功能，另有一個級別確定進程來完成級別確定功能，在BTS的幀單元控制器中有一個控制執(zhí)行進程完成控制執(zhí)行功能。
負荷狀況的瓶頸主要體現(xiàn)在BSC主處理器的處理能力上，因此負荷檢測進程對主處理器的使用情況進行期性檢測，一般認為主處理器使用率超過65％(該閾值可通過后臺修改)，系統(tǒng)就需要啟動負荷控制流程。在每次檢查發(fā)現(xiàn)主處理器使用率超過65％時，負荷檢測進程都將發(fā)送負荷過載消息通知級別確定進程。
級別確定進程維護兩張數(shù)據(jù)對應(yīng)表，一張是主處理器使用率和控制級別對應(yīng)表，見表2，級別確定進程根據(jù)當(dāng)前主處理器的使用率查詢該表，從而確定控制級別，可見，本發(fā)明的控制級別與現(xiàn)有技術(shù)中的手機接入控制類別是兩種不同的定義方式；另一張是控制級別和禁止手機接入類型的對應(yīng)表，見表3，級別確定進程根據(jù)當(dāng)前控制級別，查詢當(dāng)前控制級別下需要禁止手機的哪些類型的服務(wù)請求，并將該信息發(fā)送給控制執(zhí)行進程，由控制執(zhí)行進程進行過濾。這兩張數(shù)據(jù)表也是可以通過后臺進行修改，實現(xiàn)不同的控制方式，表2、表3是其中的一個例子(系統(tǒng)不支持半速率業(yè)務(wù)信道)。
表2主處理器使用率和控制級別對應(yīng)表
表3控制級別與禁止接入類型對應(yīng)表
當(dāng)級別確定進程首次收到負荷檢測進程發(fā)來的負荷過載消息后，就啟動級別流程，其過程已在前面描述。
控制執(zhí)行進程位于BTS的幀單元控制器中。BSC與手機所有交互消息都要經(jīng)過幀單元控制器處理，控制執(zhí)行進程是對幀單元控制器收到的手機的信道請求消息進行過濾，限制部分信道請求消息到BSC。當(dāng)控制執(zhí)行進程收到級別確定進程的控制消息，它將檢查幀單元控制器收到的每一個信道請求消息是否為表3中禁止的類型，如果禁止，就不發(fā)送到BSC；如果允許才發(fā)送到BSC。當(dāng)控制執(zhí)行進程收到新的控制消息，新的控制級別與禁止接入類型對應(yīng)表將替代原來的表3。
當(dāng)BSC的主處理器使用率下降到閾值以下，負荷檢測進程將不再向級別確定進程發(fā)送負荷過載消息，級別確定進程將逐步下調(diào)控制級別，通知控制執(zhí)行進程調(diào)整禁止接入類型位圖。當(dāng)控制級別為1，定時器T2再次超時時，此時級別確定進程將向控制執(zhí)行進程發(fā)送結(jié)束負荷控制消息，控制執(zhí)行進程在收到該消息后，將不再檢查幀單元控制器收到的手機信道請求消息，全部轉(zhuǎn)發(fā)給BSC。至此，一次完整的負荷控制結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)的負荷控制方法，其中按以下步驟對基站控制器的負荷進行控制(1)檢測所述基站控制器的負荷狀況；(2)所述基站控制器根據(jù)其當(dāng)前負荷狀況確定需要采取的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息；(3)根據(jù)所述控制消息執(zhí)行相應(yīng)的負荷控制，其特征在于，在所述第(2)步中，將所述控制消息發(fā)送到基站收發(fā)信臺；在所述第(3)步中，所述基站收發(fā)信臺根據(jù)所述控制消息，只處理當(dāng)前控制級別下被允許的那些服務(wù)類型，忽略當(dāng)前控制級別下被禁止的那些服務(wù)類型，從而按服務(wù)類型進行負荷控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第(1)步中，按預(yù)定周期檢測所述基站控制器的負荷狀況；當(dāng)檢測結(jié)果超過預(yù)定的負荷閾值時，發(fā)出負荷過載消息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過檢測所述基站控制器的主處理器的使用率來判斷其負荷狀況；當(dāng)檢測到主處理器的使用率超過預(yù)定的使用率閾值時，發(fā)出負荷過載消息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述第(2)步中，以下兩種情況可能觸發(fā)所述基站控制器發(fā)送控制消息(a)收到負荷過載消息；(b)在第二預(yù)定時間內(nèi)未收到負荷過載消息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第(a)種情況時，首先判斷是否為第一次收到負荷過載消息，如果是則將控制級別升高為當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息；如果不是第一次收到負荷過載消息，則再判斷距上一次收到負荷過載消息的時間是否超過第一預(yù)定時間，如果超過則再判斷按當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別是否高于當(dāng)前的控制級別，如果是則將控制級別升高為當(dāng)前負荷狀況所確定的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息；如果距上一次收到負荷過載消息的時間未超過第二預(yù)定時間、或者所確定的控制級別不高于當(dāng)前的控制級別，則不作處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第(b)種情況時，首先判斷當(dāng)前控制級別是否為最低控制級別，如果是則發(fā)送結(jié)束負荷控制消息，結(jié)束負荷控制；如果當(dāng)前控制級別不是最低控制級別，則將控制級別降低一級，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)的負荷控制方法，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中要求在一個地區(qū)的用戶必須基本均勻分布在0～9級上，否則會出現(xiàn)負荷大幅度擺動的問題，本發(fā)明在檢測基站控制器的負荷狀況的基礎(chǔ)上，由基站控制器根據(jù)其當(dāng)前負荷狀況確定需要采取的控制級別，并發(fā)送相應(yīng)的控制消息到基站收發(fā)信臺；再由基站收發(fā)信臺根據(jù)所述控制消息，只處理當(dāng)前控制級別下被允許的那些服務(wù)類型，忽略當(dāng)前控制級別下被禁止的那些服務(wù)類型，從而按服務(wù)類型進行負荷控制，實現(xiàn)更合理的負荷控制。
文檔編號H04W28/10GK1543232SQ0311337
公開日2004年11月3日 申請日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者王之曦, 陳林江 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司南京分公司, 深圳市中興通訊股份有限公司南京分公