带宽管理方法、演进基站、服务网关和通信系统的制作方法

专利名称：带宽管理方法、演进基站、服务网关和通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体涉及带宽管理方法、演进基站、服务网关和通信系 统。
背景技术：
随着无线数据业务的广泛应用，用户对带宽的需求越来越大，从无线网络结构来 看，除空口外，回程也是带宽瓶颈点之一。在长期演进(LTE:Long Term Evolution)/系统架 构演进(SAE:System Architecture Evolution)网络里，可以直观地将演进基站(eNodeB) 与移动性管理实体(MME Mobility Management Entity)及服务网关(S-GW :Serving Gateway)之间的传输称为回程，涉及传输网的多个部分(接入、汇聚甚至骨干等)，每个部 分可提供的带宽是不一样的；而且传输设备不关心其传输的内容，最多提供按优先级转发 报文，不能提供基于业务的QoS (Quality of Service)流量整形；因此S-GW的业务QoS需 要关注S-GW与eNodeB之间端到端的可用带宽，QoS的核心就是带宽。对于运营商来说，回程QoS除了需保证各类业务的QoS，还需保证回程带宽的高利 用率。控制面信令报文流量相对比较小，所以QoS主要关注用户面报文，S-GW负责用户面 报文转发。在回程QoS解决方案里，eNodeB负责上行报文的QoS流量整形，而S-GW负责下 行报文的QoS流量整形。池(POOL)是无线网络常见的一种网络容灾解决方案，为了使LTE/SAE网络具有容 灾能力，可以在LTE/SAE网络中应用服务网关池(S-GW POOL)解决方案。对于eNodeB来 说，一个eNodeB同时面对多个MME，eNodeB基于一定的策略将业务分发到MME，MME再根据 一定的策略选择某一 S-GW服务本业务，最终的结果是一个eNodeB上的所有用户，将有多 个S-GW分别服务，构成S-GW POOL组网形态。在现有的S-GWPOOL中，一个eNodeB同时面对多个S_GW，同时在回程带宽受限的 场景，eNodeB与S-GW POOL里多个S-GW总的下行可用带宽是一定的。回程QoS需要基于 eNodeB与S-GW之间总的下行可用带宽对报文进行QoS流量整形。现有技术不能适应S-GW实际的下行业务报文流量，导致部分S-GW到eNodeB的下 行负载轻载、部分S-GW到eNodeB下行负载重载，使下行回程带宽利用率不高。

发明内容
本发明实施例提供了带宽管理方法、演进基站、服务网关和通信系统，以解决现有 技术中，多个第一网络设备共用一个传输通道与第二网络设备进行数据传输时，传输通道 不能实时调整导致的带宽利用率不高的问题。本发明实施例提供了一种带宽管理方法，应用于至少两个第一网络设备和一个第 二网络设备，所述至少两个第一网络设备共享一个传输通道与所述第二网络设备进行数据 传输，该方法包括所述第二网络设备接收所述第一网络设备发送的实时的流量信息；
所述第二网络设备根据所述流量信息以及预置的调整规则，对至少两个所述第一 网络设备的传输带宽进行调整；所述第二网络设备将调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，以使第一网络 设备基于调整后的传输带宽进行数据传输。本发明实施例还提供了一种带宽管理方法，应用于至少两个第一网络设备和一个 第二网络设备，所述至少两个第一网络设备共享一个传输通道与所述第二网络设备进行数 据传输，该方法包括所述第一网络设备向所述第二网络设备发送实时的流量信息；所述第一网络设备接收所述第二网络设备发送的调整后的传输带宽信息，基于调 整后的传输带宽进行数据传输；所述调整后的传输带宽是由所述第二网络设备根据所述流 量信息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整后得到的。本发明实施例还提供了 一种演进基站，所述演进基站与至少两个第一网络设备连 接，所述至少两个第一网络设备共享一个传输通道与所述演进基站进行数据传输，所述演 进基站包括接收单元，用于接收第一网络设备发送的实时的流量信息；调整单元，用于根据所述接收单元接收的流量信息以及预置的调整规则，对至少 两个第一网络设备的传输带宽进行调整；发送单元，用于将所述调整单元调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，以 使所述第一网络设备基于调整后的传输带宽进行数据传输。本发明实施例还提供了一种服务网关，所述服务网关与第二网络设备连接，所述 第二网络设备还与至少另一个服务网关连接，所述服务网关与所述至少另一个服务网关共 享一个传输通道与所述第二网络设备进行数据传输，所述服务网关包括发送单元，用于向所述第二网络设备发送实时的流量信息；接收单元，用于接收所述第二网络设备发送的调整后的传输带宽信息，基于调整 后的传输带宽进行数据传输；所述调整后的传输带宽是由所述第二网络设备根据所述流量 信息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整后得到的。本发明实施例还提供了一种通信系统，包括一个演进基站和至少两个服务网关， 所述至少两个服务网关共享一个传输通道与所述演进基站进行数据传输，其中所述演进基站，用于接收所述服务网关发送的实时的流量信息；根据所述接收的 流量信息以及预置的调整规则，对至少两个服务网关的传输带宽进行调整；将所述调整后 的传输带宽信息发送给所述服务网关；
所述服务网关，用于接收所述调整后的传输带宽信息，基于所述调整后的传输带 宽进行数据传输。从本发明实施例提供的以上技术方案可以看出，由于本发明实施例中第二网络设 备可以在接收了第一网络设备发送的流量信息后，根据该流量信息以及预置的调整规则对 至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整，从而动态地对与该第二网络设备连接的第一 网络设备传输带宽进行调整，使带宽被调整的第一网络设备可以根据调整后的传输带宽进 行数据传输，既提高了第一网络设备与第二网络设备之间传输带宽的使用效率，也实现了 各个第一网络设备之间传输带宽使用的公平性。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中带宽管理方法实施例一的流程图；图2为本发明实施例中带宽管理方法实施例二的流程图；图3为本发明实施例中带宽管理方法实施例三的流程图；图4为本发明实施例中带宽管理方法实施例四的流程图；图5为本发明实施例中带宽管理方法实施例五的流程图；图6为本发明实施例中带宽管理方法实施例六的信令流程图；图7为本发明实施例中带宽管理方法实施例七的信令流程图；图8为本发明实施例中演进基站实施例一的结构图；图9为本发明实施例中演进基站实施例二的结构图；图10为本发明实施例中演进基站实施例三的结构图；图11为本发明实施例中服务网关实施例的结构图；图12为本发明实施例中通信系统实施例的结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。先介绍本发明实施例提供的下行带宽管理方法，图1描述了下行带宽管理方法实 施例一的流程，该实施例应用于至少两个第一网络设备和一个第二网络设备，该至少两个 第一网络设备共享一个传输通道与第二网络设备进行数据传输，该一个传输通道的传输带 宽是一定的，并且在网络策略改变之前该传输带宽都保持稳定，该至少两个第一网络设备 各自具有传输带宽，该至少两个第一网络设备各自具有的传输带宽可以相同或不同，该至 少两个第一网络设备各自具有的传输带宽的总和小于或等于该一个传输通道的传输带宽， 该实施例包括101、第二网络设备接收第一网络设备发送的实时的流量信息；在本发明的一个实施例中，第二网络设备可以是演进基站，第一网络设备可以是 服务网关，该至少两个服务网关构成服务网关池。流量信息描述的是传输带宽的使用率，可 以是负载状态等体现传输带宽使用率的信息，例如在传输带宽为下行带宽时，则流量信息 可以是下行负载状态信息；在传输带宽为上行带宽时，则流量信息可以为上行负载状态信息。102、第二网络设备根据所述流量信息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络 设备的传输带宽进行调整；
第二网络设备收到流量信息后，可以根据流量信息确定第一网络设备的传输带宽 的状态，例如可以是拥塞、正常、轻载等。预置的调整规则可以预先设定，本发明的一个实施例中，第二网络设备根据流量 信息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整的步骤可以包 括第二网络设备根据流量信息从轻载的第一网络设备中削减传输带宽；第二网络设备根 据流量信息将削减的传输带宽分配给拥塞的第一网络设备。103、第二网络设备将调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，以使该第一网 络设备基于调整后的传输带宽进行数据传输。具体可以通过带宽通知将调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，使第一网 络设备可以基于调整后的传输带宽进行数据传输；例如，向轻载的第一网络设备发送的调 整后的传输带宽信息是削减后的传输带宽信息，向拥塞的第一网络设备发送的调整后的传 输带宽信息是分配后的传输带宽信息。其中，由于不同的业务对QoS的要求不同，因此在基于调整后的传输带宽进行数 据传输时，为了使数据传输满足业务的QoS要求，还可以根据QoS要求做QoS流量整形等操作。从上可知，本实施例中第二网络设备可以在接收了第一网络设备发送的流量信息 后，根据该流量信息以及预置的调整规则对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整， 具体可以将轻载的第一网络设备的传输带宽转移给拥塞的第一网络设备，使轻载的第一网 络设备和拥塞的第一网络设备均有适当的传输带宽进行数据传输，从而动态地对与该第二 网络设备连接的第一网络设备传输带宽进行调整，使带宽被调整的第一网络设备可以根据 调整后的传输带宽进行数据传输，既提高了第一网络设备与第二网络设备之间传输带宽的 使用效率，也实现了各个第一网络设备之间传输带宽使用的公平性。图2描述了带宽管理方法实施例二的流程，该实施例应用于至少两个第一网络设 备和一个第二网络设备，该至少两个第一网络设备共享一个传输通道与第二网络设备进行 数据传输，该实施例包括201、第一网络设备向第二网络设备发送实时的流量信息；具体地，第一网络设备可以实时地监控到达第二网络设备的流量信息。第一网络 设备可以在拥塞时主动地向第二网络设备发送流量信息，也可以在接收了第二网络设备发 送的信息，如流量信息收集请求等的触发下被动地向第二网络设备发送流量信息。202、第一网络设备接收第二网络设备发送的调整后的传输带宽信息，基于该调整 后的传输带宽进行数据传输；调整后的传输带宽是由第二网络设备根据第一网络设备发 送的流量信息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整后获得 的。其中，如果第一网络设备发送的流量信息表示该第一网络设备是轻载的第一网络 设备，则接收的调整后的传输带宽信息是削减后的传输带宽信息；如果第一网络设备发送 的流量信息表示该第一网络设备是拥塞的第一网络设备，则接收的调整后的传输带宽信息 是分配后的传输带宽信息。从上可知，本实施例中第一网络设备可以向第二网络设备发送流量信息后，使第 二网络设备可以在接收了第一网络设备发送的流量信息后，根据该流量信息以及预置的调整规则对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整，具体可以将轻载的第一网络设备的 传输带宽转移给拥塞的第一网络设备，使轻载的第一网络设备和拥塞的第一网络设备均有 适当的传输带宽进行数据传输，从而动态地对与该第二网络设备连接的第一网络设备传输 带宽进行调整，使带宽被调整的第一网络设备可以根据调整后的传输带宽进行数据传输， 既提高了第一网络设备与第二网络设备之间传输带宽的使用效率，也实现了各个第一网络 设备之间传输带宽使用的公平性。图3描述了带宽管理方法实施例三的流程，该实施例中第一网络设备为服务网 关池中的S-GW，第二网络设备为eNodeB，流量信息为下行负载状态信息，该实施例描述了 eNodeB的处理流程，包括
301、接收S-GW POOL中S-GW发送的下行负载状态信息；具体地，eNodeB接收的下行负载状态信息可以通过扩展的3GPP GTP协议(包括 GTP版本1和GTP版本2)中的回应请求/回应响应(Echo Request/EchoResponse)消息 携带，也可以通过用户面的通用无线分组业务隧道协议(GTP-U =GPRS Tunneling Protocol for user plane)报文携带，或者可以通过其他扩展消息携带。在本发明的一个实施例中，S-GW下行负载状态由两部分决定S-GW到该eNodeB的 下行带宽占用率和/或S-GW上该eNodeB的下行报文缓存率，其中下行带宽占用率=当前E2E已用下行带宽/当前分配给该S-GW的E2E可用下行 带宽；报文缓存率标识S-GW进行QoS流量整形时对该eNodeB的下行报文缓存程度。当下行带宽占用率< 100%时，S-GW下行负载状态可由下行带宽占用率反映；当 下行带宽占用率达到100%时，除下行带宽占用率外，还需要借助于报文缓存率一起来反映 S-GW下行负载状态。基于下行带宽占用率和报文缓存率映射出来的负载状态，可将S-GW的 下行负载状态区分为轻载、正常及拥塞状态。其中，由于S-GW的下行负载有一定的突发性，因此本发明实施例中的下行负载可 以是S-GW最近一段时间内的平均下行负载，从而使负载状态能够更准确地反映S-GW的下 行带宽使用状况。在本发明的一个实施例中，eNodeB接收S-GW POOL中S-GW发送的下行负载状态信 息前还可以包括接收拥塞的S-GW发送的拥塞状态报告；在拥塞状态报告的触发下向S-GW POOL中的其他S-GW发送流量信息收集请求，随后收到流量信息收集请求的S-GW将该S-GW 当前的下行负载状态信息发送给eNodeB。302、根据下行负载状态信息从轻载的S-GW中削减下行带宽；S-Gff的下行负载状态可划分为轻载、正常、拥塞三类，具体范围可以配置。在本发 明的一个实施例中，S-GW的下行负载状态可做如下区分下行负载状态为0% 39%时为 轻载状态，下行负载状态为40 % 69%时为正常状态，下行负载状态为70% 100 %时为 拥塞状态。在本发明的一个实施例中，基于S-GW POOL的原则要求，eNodeB选择S-GW时通常 采用负荷分担，可以结合网络规划、S-GW的带宽占用权重及概率统计为各个S-GW分配初始 传输带宽，从而使负荷均勻分布，因此可以认为S-GW POOL中各S-GW的负载在较长的一个 时间段内是近似均衡的，但在较短的时间段内因为业务流量具有一定的突发性导致各S-GW负载可能不均衡，因此，对S-GW下行的带宽的调整遵循小幅调整的原则，并且每次调整的 幅度不宜过大，调整频率不宜过高，基于S-GW的负载拥塞状态触发eNodeB调整。在每轮调 整期间，从轻载的S-GW中削减下行带宽时，可以按照预置的调整粒度从轻载的S-GW中削减 下行带宽，其中，调整粒度是对S-GW进行下行带宽调整时，调整带宽的最大值，从而避免调 整幅度过大。在本发明的一个实施例中，调整粒度可以设置为对应S-GW的初始下行带宽的 1/10，初始下行带宽是系统初始时为该S-GW分配的下行带宽。 其中，在轻载的S-GW有多个时，可以优先从最轻载的S-GW开始削减下行带宽。302步骤可以在S-GW POOL存在S-GW的下行负载状态为拥塞时才执行。303、根据下行负载状态信息将削减的下行带宽分配给拥塞的S-GW ；其中，在拥塞的S-GW有多个时，可以优先给最拥塞的S-GW分配下行带宽。在本发明的一个实施例中，基于S-GW POOL的原则要求，eNodeB选择S-GW时通常 采用负荷分担，可以结合网络规划、S-GW的带宽占用权重及概率统计为各个S-GW分配初始 传输带宽，从而使负荷均勻分布，因此可以认为S-GW POOL中各S-GW的负载在较长的一个 时间段内是近似均衡的，但在较短的时间段内因为业务流量具有一定的突发性导致各S-GW 负载可能不均衡，因此，对S-GW下行带宽遵循小幅调整，每次调整的幅度不宜过大，调整频 率不宜过高，基于S-GW的负载拥塞状态触发eNodeB调整。每轮调整期间，为拥塞的S-GW 分配下行带宽时，按照预置的调整粒度为拥塞的S-GW分配下行带宽，其中，在本发明的一 个实施例中，调整粒度可以设置为对应的S-GW的初始下行带宽的1/10。304、向轻载的S-GW发送带宽通知，该带宽通知包括轻载的S-GW削减后的下行带 宽信息；向拥塞的S-GW发送带宽通知，该带宽通知包括拥塞的S-GW分配后的下行带宽信 肩、ο向轻载的S-GW发送了带宽通知后，该轻载的S-GW根据削减后的下行带宽进行数 据传输。其中，由于不同的业务对QoS的要求不同，因此在根据削减后的下行带宽进行数据 传输时，为了使数据传输满足业务的QoS要求，还可以根据QoS要求做QoS流量整形等操作。向拥塞的S-GW发送了带宽通知后，该拥塞的S-GW根据分配后的下行带宽进行数 据传输。其中，由于不同的业务对QoS的要求不同，因此在根据分配后的下行带宽进行数据 传输时，为了使数据传输满足业务的QoS要求，还可以根据QoS要求做QoS流量整形等操作。从上可知，本实施例中eNodeB可以在接收了 S-GW发送的下行负载状态信息后，根 据该下行负载状态信息以及预置的调整规则对至少两个S-GW的传输带宽进行调整，具体 可以将轻载的S-GW的传输带宽转移给拥塞的S-GW，使轻载的S-GW和拥塞的S-GW均有适当 的传输带宽进行数据传输，从而动态地对与该eNodeB连接的S-GW传输带宽进行调整，使带 宽被调整的S-GW可以根据调整后的传输带宽进行数据传输，既提高了 S-GW与eNodeB之间 传输带宽的使用效率，也实现了各个S-GW之间传输带宽使用的公平性。图4描述了本发明实施例中下行带宽管理方法实施例四的流程，该实施例中第一 网络设备为服务网关池中的S-GW，第二网络设备为eNodeB，使用S-GW的下行负载状态信息 作为流量信息，该实施例描述的是S-GW POOL中S-GW的处理流程，包括401、监控到达eNodeB的下行带宽的下行负载状态；
在本发明的一个实施例中，S-GW与至少1个eNodeB进行通信，则S-GW会分别监 控到达该至少1个eNodeB的下行带宽的下行负载状态。其中，401是可选步骤。
402、向eNodeB发送下行负载状态信息，该下行负载状态信息标识下行带宽的下 行负载状态；具体地，在本发明的一个实施例中，S-GW可以通过回应请求消息或回应响应消息 向eNodeB发送下行负载状态信息；在本发明的另一个实施例中，S-GW可以通过GTP-U报文 向eNodeB发送下行负载状态信息；在本发明的另一个实施例中，S-GW可以通过其他扩展消 息向eNodeB发送下行负载状态信息；其中，由于下行负载状态信息标识的是S-GW到达确定 的一个eNodeB的下行带宽的下行负载状态，因此在向eNodeB发送下行负载状态信息时，具 体是向该下行负载状态信息对应的下行带宽所到达的eNodeB发送该下行负载状态信息。在本发明的一个实施例中，S-Gff与至少1个eNodeB进行通信，则S-GW分别监控到 达该至少1个eNodeB的下行带宽的下行负载状态，因而可以分别向该至少1个eNodeB发 送对应的下行负载状态信息。403、接收eNodeB发送的带宽通知，带宽通知包括调整后的下行带宽信息。对于eNodeB调整后下行带宽有变化时，相应的S-GW会接收到eNodeB发送的带宽 通知。在本发明的一个实施例中，接收的带宽通知可以通过回应请求消息携带；在本发明的 另一个实施例中，接收的带宽通知可以通过GTP-U报文携带；在本发明的另一个实施例中， 接收的带宽通知可以通过其他扩展消息携带。S-GW接收了带宽通知后，就可以基于调整后的下行带宽进行数据传输。其中，403中调整后的下行带宽根据402中发送的S-GW的下行负载状态的不同而 不同，如果402中发送的S-GW的下行负载状态信息标识该S-GW为轻载，则403中调整后的 下行带宽信息是削减后的下行带宽信息，即调整后的下行带宽比调整前的下行带宽少；如 果402中发送的S-GW的下行负载状态信息标识该S-GW为拥塞，则调整后的下行带宽信息 是分配后的下行带宽信息，即调整后的下行带宽比调整前的下行带宽多。从上可知，本实施例中S-GW可以向eNodeB发送下行负载状态信息，使eNodeB在 接收了 S-GW发送的下行负载状态信息后，根据该下行负载状态信息以及预置的调整规则 对至少两个S-GW的传输带宽进行调整，具体可以将轻载的S-GW的传输带宽转移给拥塞的 S-Gff,使轻载的S-GW和拥塞的S-GW均有适当的传输带宽进行数据传输，从而动态地对与该 eNodeB连接的S-GW传输带宽进行调整，使带宽被调整的S-GW可以根据调整后的传输带宽 进行数据传输，既提高了 S-GW与eNodeB之间传输带宽的使用效率，也实现了各个S-GW之 间传输带宽使用的公平性。图5描述了本发明实施例中下行带宽管理方法实施例五的流程，该实施例中第一 网络设备为服务网关池中的S-GW，第二网络设备为eNodeB，使用S-GW的下行负载状态信息 作为流量信息为下行负载状态，该实施例描述的是eNodeB与S-GW的交互流程，包括50UeNodeB在系统启动时获取S_GW POOL总的下行可用带宽；假设总的下行可用 带宽是MaxBW ；具体地，eNodeB可以通过动态带宽检测方法检测MaxBW ；或者在回程下行带宽比 较稳定时，预先在eNodeB上配置MaxBW。502、eNodeB按照预置规则为S_GW POOL中的每个S-GW分配初始下行带宽；
具体地，可以按照S-GW的带宽占用权重为各个S-GW分配下行带宽，假设S-GW
POOL中有η个S-Gff,各个S-Gff的带宽占用权重分别为W1、W2、......Wn,则第i个S-Gff初
始下行带宽是MaxBffWi/ (W1+W2+......+Wn)，0 < i < n+1。当然在为S-Gff分配初始下行
带宽时，除了考虑各个S-GW的带宽占用权重外，还可以综合考虑用户数和/或其他因素。在本发明的一个实施例中，为了使每个S-GW保持一定的业务提供能力，需要确保 其分得的初始下行带宽不低于一个阈值Thdi，Thdi可以根据需要配置调整；同时Thdi也 有上限，例如在基于各个S-GW的带宽占用权重分配下行带宽时可设置为需满足Thdi < =MaxBW*Wi/(Wl+W2+......+Wn)。为S-GW分配的初始下行带宽不低于阈值，以保证每个S-GW
有一定的最低业务提供能力。
本实施例中初始传输带宽是初始下行带宽，当然，在本发明的其它实施例中，初始 传输带宽还可以是初始上行带宽等。其中，可以预先在eNodeB上配置S-GW的带宽占用权重。503、eNodeB向S_GW POOL中S-GW发送分配的初始下行带宽；504、S-Gff基于初始下行带宽进行数据传输；505、S-Gff向eNodeB发送下行负载状态信息，该下行负载状态信息标识下行带宽 的下行负载状态；其中，S-GW到eNodeB的下行负载状态可以由下行带宽占用率和/或报文缓存率确定。506、eNodeB调整S-GW的下行带宽；在本发明的一个实施例中，对S-GW的下行带宽进行调整时，可以遵循如下小幅调 整原则根据调整粒度进行带宽调整，其中调整粒度可配置，例如在本发明的一个实施例 中调整粒度设置为S-GW对应的带宽占用权重下行带宽的1/10，即调整粒度=MaxBffWi/
((W1+W2+......+Wn)*10))。不论是增加下行带宽还是削减下行带宽，每次单个S-GW的下
行带宽调整幅度不超过相应的调整粒度，从而避免乒乓效应。其中，负载处于正常状态的S-GW的下行带宽不增不减，可从轻载的S-GW削减下 行带宽，并将削减的下行带宽分配给拥塞的S-GW，但要满足基本要求不能在削减了轻载 S-Gff的下行带宽后，该S-GW负载状态立即迁移到拥塞状态。507、eNodeB向下行带宽被调整的S-GW发送带宽通知，该带宽通知包括调整后的 下行带宽信息；508、S-GW接收到调整后的下行带宽信息后，基于调整后的下行带宽进行数据传输。其中，505-508在可以是循环进行的。从上可知，本实施例eNodeB可以在接收了 S-GW发送的下行负载状态信息后，根据 该下行负载状态信息以及预置的调整规则对至少两个S-GW的传输带宽进行调整，具体可 以将轻载的S-GW的传输带宽转移给拥塞的S-GW，使轻载的S-GW和拥塞的S-GW均有适当的 传输带宽进行数据传输，从而动态地对与该eNodeB连接的S-GW传输带宽进行调整，使带宽 被调整的S-GW可以根据调整后的传输带宽进行数据传输，既提高了 S-GW与eNodeB之间传 输带宽的使用效率，也实现了各个S-GW之间传输带宽使用的公平性；并且eNodeB可以按照 预置规则为S-GW分配初始下行带宽，可以保证各个S-GW之间带宽分配的相对公平性。
如下分别介绍本发明实施例可能的几种特殊场景的处理流程，其中第一网络设备 为服务网关池中的S-GW，第二网络设备为eNodeB，使用S-GW的下行负载状态信息作为流量信息。 1、在S-GW POOL中有S-GW退出服务时，该退出服务的S-GW承担的业务负荷后续 将分发到S-GW POOL中其他的S-GW，即S-GW POOL中S-GW数由η减少为η_1。其中，退出 服务的S-GW占有的下行带宽可以按照调整粒度逐步分配给S-GW POOL中拥塞的S-GW。具 体的分配过程可以参照306。2、在S-GW POOL中新增S_GW，且该新增的S-GW已处于激活状态具备提供服务的能 力，则S-GW POOL中S-GW数由η增加为η+1，需要为新增的S-GW分配下行带宽，由于新增的 S-Gff的负载上升有一个过程，因此可以参照306，将新增的S-GW作为拥塞最严重的节点对 待，为保证一定的业务提供能力，给新增的S-GW第一次分配的下行带宽不低于阈值Thdi。3、在eNodeB初始启动时，此时S-GW POOL中每个S-GW是否具备提供服务的能力是 未知的，因此当eNodeB与其中的一个S-GW的连接建立起来之后马上进行下行带宽的分配， 具体地eNodeB可以按照S_GW POOL的规划信息分配初始下行带宽，初始下行带宽的分配可 以参照302。在经过一段时间后，对于仍然没有检测到在线的S-GW按照退出服务的S-GW处 理，该一段时间的长度可配置。其中，可以预先在eNodeB上配置S-GWP00L的规划信息。4、对于一个eNodeB来说，如果S-GW POOL里有S-GW负载长时间处于拥塞状态，而 且此时没有处于轻载状态的其他S-GW，因此没有下行带宽可调配给拥塞的S-GW，则系统处 于不正常的状态，此时可以按照S-GW的带宽占用权重或S-GW POOL规划信息逐步回归初始 下行带宽分配状态，从而确保每个S-GW具备初始规划的业务负荷能力，每个S-GW的QoS调 度优先保证实时业务。其中，回归初始下行带宽分配状态的条件是可配置的，例如可以是S-GWP00L中 SGff负载状态以及该种负载状态持续的时间等，其中，S-GW POOL中SGW负载状态包括S-GW POOL中有多少个S-GW处于拥塞状态以及S-GW POOL中有多少个S-GW处于正常状态等。在回归初始下行带宽分配状态时，对于每个S-GW，以S-GW对应的初始下行带宽为 目标，按照该S-GW对应的调整粒度进行带宽调整，从而确保每次调整幅度不大于该S-GW对 应的调整粒度；如果S-GW当前可用下行带宽小于其初始下行带宽，则需要为该S-GW增加下 行带宽，使该S-GW的下行带宽逐步达到初始下行带宽；如果S-GW当前下行带宽大于其初 始下行带宽，则需要削减该S-GW的下行带宽，使该S-GW的下行带宽逐步减少到初始下行带 宽；下行带宽调整结果是为S-GW增加或削减下行带宽后，S-Gff的下行带宽接近或等于该 S-GW对应的初始下行带宽。5、在S-GW POOL总的下行可用带宽动态变化时，如果动态检测到S-GWP00L总的下 行可用带宽变化比较大时，eNodeB需要及时回归初始下行带宽分配状态，否则S-GW的下行 报文可能丢弃或下行带宽利用不充分。其中，回归初始下行带宽分配状态的条件是可配置 的，例如可以设置为S-GW POOL总的下行可用带宽的变化幅度超出一定范围。在回归初始 下行带宽分配状态时，可以参照302至307，随后再基于S-GW拥塞状态触发带宽调整逐步达 到S-GW POOL下行带宽相对合理的分配。6、在S-GW与某个eNodeB进行数据传输需要通过其它eNodeB时，该某个eNodeB 可以称为叶子eNodeB，该其它eNodeB可以称为汇聚eNodeB，叶子eNodeB到S_GW POOL中S-GW的报文需要经过中间的汇聚eNodeB转发。对于S-GW来说，从回程管理的角度看可以将该某个和其它eNodeB在逻辑上看作eNodeB组(eNodeB group)，S-Gff可以将eNodeB group 当做一个逻辑独立eNodeB对待。7、由于在实现本发明实施例提供的带宽管理方法时，eNodeB和S-GW之间的交互需要扩展 GTP (Echo request/Echo respsone 信元或 GTP-U 报文头)，因此当 S-GW POOL 中 仅有部分S-GW支持这种扩展及交互处理能力时，可以只在这部分S-GW之间进行下行带宽 调整，而对其他的S-GW预留下行带宽。图6描述了本发明实施例中下行带宽管理方法实施例四的信令流程，该实施例中第一网络设备为服务网关池中的S-GW，第二网络设备为eNodeB，流量信息为下行负载 状态信息，该实施例中eNodeB与S-GW之间的信息交互通过回应请求和回应响应(Echo response)进行，该实施例描述的是S-GWP00L中的S-GW获得了初始下行带宽后S-GW和 eNodeB的处理流程，包括601、S-Gff POOL中S-GW实时监控下行负载状态，在某个S-GW发现自身的下行负载状态为拥塞时，通过回应请求向eNodeB发送拥塞状态报告，报告自身的下行负载状态为 拥塞；602,eNodeB收到S-GW通过回应请求发送的拥塞状态报告后，向该S-GW发送回应响应；603、eNodeB收到S_GW POOL中某个S-GW发送的拥塞状态报告后，通过回应请求向S-GW POOL中其他S-GW发送流量信息收集请求，具体可以向最近一段时间未发送下行负 载状态信息的S-GW发送流量信息收集请求，从而收集S-GW POOL中最近一段时间未发送下 行负载状态信息的S-GW的下行负载状态，其中该一段时间的长度可以根据需要配置；604、接收到流量信息收集请求的S-GW通过回应响应向eNodeB发送自身的下行负载状态信息；由于S-GW实时监控下行负载状态，因此S-GW收到了流量信息收集请求后可以立即向eNodeB发送自身的下行负载状态信息。其中，由于各个S-GW的下行负载状态信息不可能同时到达eNodeB，因此eNodeB可以认为一段时间内到达的S-GW的下行负载状态信息都表示该S-GW当前的下行负载状态。605,eNodeB根据接收的S-GW的下行负载状态信息和预置的调整规则进行下行带宽调整；具体可以参照306执行。606、eNodeB通过回应请求向下行带宽被调整的S-GW发送带宽通知，带宽通知包括该S-GW调整后的下行带宽信息；其中，如果S-GW发送的下行负载状态信息标识该S-GW是轻载的S_GW，则接收的调整后的传输带宽是削减后的传输带宽；如果S-GW发送的下行负载状态信息标识该S-GW是 拥塞的S-GW，则接收的调整后的传输带宽是分配后的传输带宽。可选的，如果S-GW接收到 了带宽通知，但是该带宽通知中并没有包括对自身调整后的下行带宽信息，即该S-GW的下 行带宽并没有被调整，则该S-GW不处理该带宽通知或直接丢弃该带宽通知。607、S-Gff收到调整后的下行带宽信息后，向eNodeB发送回应响应。由于现有的3GPP GTP Echo Request/Echo Response没有标准信元可携带拥塞状态报告、流量信息收集请求、下行负载状态信息和带宽通知，因此可以基于现有的Echo Request 禾口 Echo Response 进行禾A有扩展信元(PrivateExtension Information Element) 扩展，使Echo Request和Echo Response通过私有扩展信元能够携带拥塞状态报告、流量 信息收集请求、下行负载状态信息和带宽通知。本发明的一个实施例在Echo Request和 Echo Response扩展的私有扩展信元如表1所示。GTP版本1和GTP版本2都可以应用本 发明实施例提供的私有扩展信元。表 权利要求
一种带宽管理方法，其特征在于，应用于至少两个第一网络设备和一个第二网络设备，所述至少两个第一网络设备共享一个传输通道与所述第二网络设备进行数据传输，该方法包括所述第二网络设备接收所述第一网络设备发送的实时的流量信息；所述第二网络设备根据所述流量信息以及预置的调整规则，对至少两个所述第一网络设备的传输带宽进行调整；所述第二网络设备将调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，以使第一网络设备基于调整后的传输带宽进行数据传输。
2.如权利要求1所述的带宽管理方法，其特征在于，所述第二网络设备根据所述流量信息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整的步骤包括所述第二网络设备根据所述流量信息从轻载的第一网络设备中削减传输带宽；所述第二网络设备根据所述流量信息将所述削减的传输带宽分配给拥塞的第一网络设备。
3.如权利要求1所述的带宽管理方法，其特征在于，所述第二网络设备接收所述第一网络设备发送的实时的流量信息前还包括所述第二网络设备接收拥塞的第一网络设备发送的拥塞状态报告；所述第二网络设备在所述拥塞状态报告的触发下，向所述至少两个第一网络设备中除 所述拥塞的第一网络设备外的第一网络设备发送流量信息收集请求。
4.如权利要求1所述的带宽管理方法，其特征在于，所述第二网络设备接收所述第一 网络设备发送的实时的流量信息前还包括所述第二网络设备获取所述传输通道的传输带宽；所述第二网络设备按照预置规则以及所述传输带宽，为所述至少两个第一网络设备分 配初始传输带宽；所述第二网络设备向所述至少两个第一网络设备发送分配的初始传输带宽信息。
5.如权利要求4所述的带宽管理方法，其特征在于，所述第二网络设备按照预置规则 将所述传输带宽分配给所述至少两个第一网络设备包括所述第二网络设备按照所述至少两个第一网络设备的带宽占用权重，将所述传输带宽分配给所述至少两个第一网络设备。
6. 一种带宽管理方法，其特征在于，应用于至少两个第一网络设备和一个第二网络设备，所述至少两个第一网络设备共享一个传输通道与所述第二网络设备进行数据传输，该 方法包括所述第一网络设备向所述第二网络设备发送实时的流量信息；所述第一网络设备接收所述第二网络设备发送的调整后的传输带宽信息，基于调整后 的传输带宽进行数据传输；所述调整后的传输带宽是由所述第二网络设备根据所述流量信 息以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整后得到的。
7.如权利要求6所述的带宽管理方法，其特征在于，还包括所述第一网络设备在自身的下行负载状态为拥塞时，向所述第二网络设备发送实时的流量信息；或所述第一网络设备接收了来自所述第二网络设备的流量信息收集请求后，向所述第二网络设备发送实时的流量信息。
8.一种演进基站，其特征在于，所述演进基站与至少两个第一网络设备连接，所述至少 两个第一网络设备共享一个传输通道与所述演进基站进行数据传输，所述演进基站包括接收单元，用于接收第一网络设备发送的实时的流量信息；调整单元，用于根据所述接收单元接收的流量信息以及预置的调整规则，对至少两个 第一网络设备的传输带宽进行调整；发送单元，用于将所述调整单元调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，以使所 述第一网络设备基于调整后的传输带宽进行数据传输。
9.如权利要求8所述的演进基站，其特征在于，所述接收单元还用于接收拥塞的第一 网络设备发送的拥塞状态报告；所述发送单元，还用于在所述拥塞状态报告的触发下，向所述至少两个第一网络设备 中除所述拥塞的第一网络设备外的第一网络设备发送流量信息收集请求。
10.如权利要求8所述的演进基站，其特征在于，还包括获取单元，用于获取所述传输通道的传输带宽；分配单元，用于按照预置规则以及所述获取单元获取的传输带宽，为所述至少两个第 一网络设备分配初始传输带宽；所述发送单元，还用于向所述至少两个第一网络设备发送所述分配单元分配的初始传 输带宽信息。
11.一种服务网关，其特征在于，所述服务网关与第二网络设备连接，所述第二网络设 备还与至少另一个服务网关连接，所述服务网关与所述至少另一个服务网关共享一个传输 通道与所述第二网络设备进行数据传输，所述服务网关包括发送单元，用于向所述第二网络设备发送实时的流量信息；接收单元，用于接收所述第二网络设备发送的调整后的传输带宽信息，基于调整后的 传输带宽进行数据传输；所述调整后的传输带宽是由所述第二网络设备根据所述流量信息 以及预置的调整规则，对至少两个第一网络设备的传输带宽进行调整后得到的。
12.一种通信系统，其特征在于，包括一个演进基站和至少两个服务网关，所述至少两 个服务网关共享一个传输通道与所述演进基站进行数据传输，其中所述演进基站，用于接收所述服务网关发送的实时的流量信息；根据所述接收的流量 信息以及预置的调整规则，对至少两个服务网关的传输带宽进行调整；将所述调整后的传 输带宽信息发送给所述服务网关；所述服务网关，用于接收所述调整后的传输带宽信息，基于所述调整后的传输带宽进 行数据传输。
13.如权利要求12所述的通信系统，其特征在于，所述演进基站还用于在初始化时获 取所述传输通道的传输带宽；按照预置规则以及所述传输带宽，为所述至少两个服务网关 分配初始传输带宽；向所述至少两个服务网关发送所述分配的初始传输带宽信息；所述服务网关，还用于在初始化时接收所述初始传输带宽信息，基于所述初始传输带 宽进行数据传输。
全文摘要
本发明涉及通信技术领域，公开了带宽管理方法、演进基站、服务网关和通信系统。其中，带宽管理方法应用于至少两个第一网络设备和一个第二网络设备，该至少两个第一网络设备共享一个传输通道与所述第二网络设备进行数据传输，该方法包括所述第二网络设备接收所述第一网络设备发送的实时的流量信息；所述第二网络设备根据所述流量信息以及预置的调整规则，对至少两个所述第一网络设备的传输带宽进行调整；所述第二网络设备将调整后的传输带宽信息发送给第一网络设备，以使第一网络设备基于调整后的传输带宽进行数据传输。使用本发明，可以提高第一网络设备与第二网络设备之间传输带宽的使用效率，实现各个第一网络设备之间传输带宽使用的公平性。
文档编号H04W88/16GK101990250SQ200910161059
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月7日 优先权日2009年8月7日
发明者吕文安, 蒋铭 申请人:华为技术有限公司