用户面拥塞处理方法、装置及服务网关的制作方法

用户面拥塞处理方法、装置及服务网关的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用户面拥塞处理方法、装置及服务网关，该方法包括：接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；根据向基站下发的数据包的优先级，对数据包进行缓存；根据优先级下发缓存的数据包，通过本发明，解决了在相关技术中在基站用户面拥塞时，还是存在基站处理能力拥塞，以及基站到S-GW之间的链路拥塞问题，进而达到了在基站用户面发生拥塞时，通过降低S-GW向基站发送数据包的速率，不仅有效解决小区空口无线资源拥塞，对基站也没有增加额外的处理，而且基站与S-GW之间的链路也得到有效缓解的效果。
【专利说明】用户面拥塞处理方法、装置及服务网关

【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用户面拥塞处理方法、装置及服务网 关。

【背景技术】
[0002] 图1是相关技术中无线通信系统的示意图，如图1所示，该无线通信系统中各设备 的主要功能如下：
[0003] 终端：也叫用户设备（User Equipment,简称UE)，用户设备通过无线接入基站，终 端和核心网的移动管理单元之间通过非接入层（Non-Access Stratum，简称为NAS)接口互 通。
[0004] 无线接入网络RAN (Radio Access Network，简称为RAN):负责管理UE和无线接 入节点（NodeB和/或演进NodeB)之间的空中无线资源的建立和维护。基站的对数据报文 的处理力度是承载，每个承载具有一个QoS分类标识（QoS Class Identifier，简称为QCI) 来标识所需要的服务质量（Quality of Service，简称为）类别，基站对该承载所传输的所 有数据包采用相同的QoS类别进行处理。
[0005] 移动性管理实体，是一个控制面实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存 储UE上下文（比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，负责移动性管理以及 建立用户面承载。移动性管理实体在4G系统中称为MME(Mobility Management Entity，特 立独行为MME)，在2G和3G系统中称为服务GPRS支持节点（Serving GPRS Support Node， 简称为SGSN)。MME和RAN之间通过Sl-C接口相连，SGSN和RAN之间通过Iu-C接口相连， C表示控制面。
[0006] 归属位置寄存器（Home Location Register,简称为HLR)，位于归属网，主要功能 是提供签约信息和认证。当用户从拜访地接入移动管理单元的时候，需要从HLR中获得鉴 权信息并对终端进行认证，如果认证成功，则继续从HLR获得签约信息。HLR同时检查是否 允许用户漫游到拜访网移动管理单元。
[0007] 服务网关（Serving Gateway，简称为S-GW)，是一个用户在2/3G和演进的3G系 统之间移动的用户面锚点，同时S-GW还负责当用户处于空闲状态下，收到下行数据包的时 候，缓存数据并触发移动性管理单元对用户发起寻呼。S-GW和移动管理实体之间通过接口 相连，该接口基于控制面GPRS信道协议（GPRS Tunnelling Protocol-C，简称为GTP-C)，C 表示控制面板；S-GW和基站之间通过接口相连，该接口基于GTP-U，U表示用户面。
[0008]分组数据网关（Packet Data Network Gateway，简称为 FON GW 或 P-GW)。分组数 据网关负责UE接入分组数据网络（Packet Data Network，简称为TON)的网关功能，为用户 分配用户IP (Internet Protocol)地址。FON GW在建立承载Bearer的时候，确定该承载 对应的QoS参数，包括服务质量分类标识（QoS Class Identifier，简称为QCI)、地址转换 协议（Address Resolution Protocol，简称为 ARP)和累积最大速率（Maximum Bit Rate，简 称为MBR)、聚合最大速率（Aggregate Maximum Bit Rate,简称为AMBR)等，并发给S-GW和 MME。在相关技术中，TON GW和Serving GW可能合设在一个物理实体中。P-GW和S-GW之 间通过S5/S8接口相连。S5和S8接口即有用户面也有控制面，S5/S8接口基于GTP或者代 理移动 IPv6 协议（Proxy Mobile Internet Protocol version6,简称为 PMIPv6)。
[0009] 策略控制与计费规则功能逻辑实体（Policy and Charging Rules Function,简称 为PCRF)主要负责确定承载动态的QoS策略和计费策略的制定和控制。当用户建立承载的 时候，PCRF将QoS规则通过Gx接口发送到P-GW进行执行。
[0010] 无线通信系统中，无线资源是有限的，当驻留在某小区的用户发起业务量很多的 时候，非常容易导致该小区的用户面拥塞。基站用户面拥塞有下面的三种可能：1)小区空 口无线资源拥塞2)基站处理能力拥塞3)基站到S-GW之间的链路拥塞。
[0011] 图2是相关技术中解决用户面拥塞的处理方法的流程图，如图2所示，该方法的主 要思路是P-GW在GTP-U数据包头增加一个优先级指示，当基站发生小区用户面拥塞的时 候，基站需要根据该优先级来处理对应的数据包，从而缓解用户面拥塞。该方法的主要步骤 如下：
[0012] 步骤S202, PCRF将策略发送到P-GW，根据该策略P-GW可以选择特定应用的下行数 据包设置优先级。一般来说P-GW只针对缺省承载（QCI=8或者QCI=9)上的不同应用数据 包设置优先级，对于专用承载不进行设置。对于相同应用，不同用户可能有不同的优先级， 从而可以体现签约的不同。P-GW也可以在本地配置适用所有用户的通用优先级设置策略。
[0013] 步骤S204,当P-GW收到下行数据包的时候，P-GW通过深度报文检测知道该数据报 文的应用信息，根据从上述策略，将在下行数据报文的GTP-U头中设置相应的优先级。
[0014] 步骤S206, P-GW将带有优先级的GTP-U数据包通过S5\S8用户面发送到S-GW。
[0015] 步骤S208, S-GW将数据包的GTP-U头更换为S1GTP-U头，如果在S5\S8接口上收 到优先级，则在S1GTP-U头上设置同样优先级。
[0016] 步骤S210,基站收到S1GTP-U数据包之后，首先根据该数据包所在的承载QCI进行 调度，如果数据包的包头中包含了优先级指示信息，则基站还需要考虑数据包的优先级指 示，比如如果基站判断已经发生了用户面拥塞，则优先为高优先级指示的数据包分配资源。 基站将数据包经过空口发送到终端。
[0017] 通过上述方法，基站可以对缺省承载上的每个数据包进行不同的优先级处理，可 以限制某些应用占用无线带宽过大，从而缓解无线资源拥塞。然而上述方法对于基站而言， 也增加了对优先级指示的处理，会进一步恶化基站的处理能力，而且，上述方法也无法缓解 基站和S-GW之间的链路拥塞。
[0018] 因此，在相关技术中在基站用户面拥塞时，还是存在基站处理能力拥塞，以及基站 至IJ S-GW之间的链路拥塞问题。


【发明内容】

[0019] 本发明提供了一种用户面拥塞处理方法、装置及服务网关，以至少解决在相关技 术中在基站用户面拥塞时，还是存在基站处理能力拥塞，以及基站到S-GW之间的链路拥塞 问题。
[0020] 根据本发明的一个方面，提供了一种用户面拥塞处理方法，包括：接收到基站发生 用户面拥塞的拥塞信息；根据向所述基站下发的数据包的优先级，对所述数据包进行缓存； 根据所述优先级下发缓存的所述数据包。
[0021] 优选地，根据向所述基站下发的所述数据包的所述优先级，对所述数据包进行缓 存包括：根据所述数据包的所述优先级的不同，设置不同的队列；根据所述优先级对应的 队列对所述数据包进行缓存。
[0022] 优选地，根据所述优先级下发缓存的所述数据包包括：根据所述优先级的不同，设 置向所述基站下发所述数据包的时间间隔；根据所述时间间隔下发缓存的所述数据包。
[0023] 优选地，通过以下方式至少之一接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信 息：通过控制面接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息；通过用户面接收到所述 基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息；从网络信息收集单元接收到所述基站发生用户面拥 塞的所述拥塞信息。
[0024] 优选地，通过所述控制面接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息包括： 接收到移动管理实体通过控制面消息发送的所述拥塞信息，其中，所述拥塞信息携带有发 生用户面拥塞的所述基站下的小区内的用户的用户标识；和/或，接收到移动管理实体通 过控制面消息发送的所述拥塞信息，其中，所述拥塞信息携带有发生用户面拥塞的所述基 站的基站标识。
[0025] 优选地，在根据向所述基站下发的所述数据包的所述优先级，对所述数据包进行 缓存之前，还包括：接收向所述基站下发的所述数据包；通过以下方式至少之一判断是否 需要对所述数据包进行缓存，在判断结果为是的情况下，对所述数据包进行缓存：判断所述 数据包的目的地址是否为过负荷基站；判断所述数据包对应的用户是否位于处于用户面拥 塞的所述基站的小区内。
[0026] 根据本发明的另一方面，还提供了一种用户面拥塞处理装置，包括：第一接收模 块，用于接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；缓存模块，用于根据向所述基站下发的数 据包的优先级，对所述数据包进行缓存；下发模块，用于根据所述优先级下发缓存的所述数 据包。
[0027] 优选地，所述缓存模块包括：第一设置单元，用于根据所述数据包的所述优先级的 不同，设置不同的队列；缓存单元，用于根据所述优先级对应的队列对所述数据包进行缓 存。
[0028] 优选地，所述下发模块包括：第二设置单元，用于根据所述优先级的不同，设置向 所述基站下发所述数据包的时间间隔；下发单元，用于根据所述时间间隔下发缓存的所述 数据包。
[0029] 优选地，所述第一接收模块包括以下至少之一：第一接收单元，用于通过控制面接 收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息；第二接收单元，用于通过用户面接收到所 述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息；第三接收单元，用于从网络信息收集单元接收到 所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息。
[0030] 优选地，所述第一接收单元包括：第一接收子单元，用于接收到移动管理实体通过 控制面消息发送的所述拥塞信息，其中，所述拥塞信息携带有发生用户面拥塞的所述基站 下的小区内的用户的用户标识；和/或，第二接收子单元，用于接收到移动管理实体通过控 制面消息发送的所述拥塞信息，其中，所述拥塞信息携带有发生用户面拥塞的所述基站的 基站标识。
[0031] 优选地，该装置还包括：第二接收模块，用于接收向所述基站下发的所述数据包； 判断模块，用于通过以下方式至少之一判断是否需要对所述数据包进行缓存，在判断结果 为是的情况下，对所述数据包进行缓存：判断所述数据包的目的地址是否为过负荷基站； 判断所述数据包对应的用户是否位于处于用户面拥塞的所述基站的小区内。
[0032] 根据本发明的又一方面，提供了 一种服务网关S-GW，包括上述任一项所述的装置。
[0033] 通过本发明，采用接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；根据向所述基站下发 的数据包的优先级，对所述数据包进行缓存；根据所述优先级下发缓存的所述数据包，解决 了在相关技术中在基站用户面拥塞时，还是存在基站处理能力拥塞，以及基站到S-GW之间 的链路拥塞问题，进而达到了在基站用户面发生拥塞时，通过降低S-GW向基站发送数据包 的速率，不仅有效解决小区空口无线资源拥塞，对基站也没有增加额外的处理，而且基站与 S-GW之间的链路也得到有效缓解的效果。

【专利附图】

【附图说明】
[0034] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0035] 图1是相关技术中无线通信系统的示意图；
[0036] 图2是相关技术中解决用户面拥塞的处理方法的流程图；
[0037] 图3是根据本发明实施例的用户面拥塞处理方法的流程图；
[0038] 图4是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置的结构框图；
[0039] 图5是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中缓存模块44的优选结构框 图；
[0040] 图6是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中下发模块46的优选结构框 图；
[0041] 图7是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中第一接收模块42的优选结构 框图；
[0042] 图8是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中第一接收模块42中第一接收 单元72的优选结构框图；
[0043] 图9是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置的优选结构框图；
[0044] 图10是根据本发明实施例的服务网关；
[0045] 图11是根据本发明优选实施例的用户面拥塞处理方法的流程图；
[0046] 图12是根据本发明实施例的S-GW通过控制面获知基站发生用户面拥塞的方法的 流程图；
[0047] 图13是根据本发明实施例的S-GW通过用户面获知基站发生用户面拥塞的方法的 流程图；
[0048] 图14是根据本发明实施例的S-GW通过网络信息收集单元获知基站发生用户面拥 塞的方法的流程图；
[0049] 图15是根据本发明实施例的S-GW中发生队列溢出的处理的流程图；
[0050] 图16是根据本发明实施例的一种S-GW设备的结构示意图。

【具体实施方式】
[0051] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052] 在本实施例中提供了一种用户面拥塞处理方法，图3是根据本发明实施例的用户 面拥塞处理方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
[0053] 步骤S302,接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；
[0054] 步骤S304,根据向基站下发的数据包的优先级，对该数据包进行缓存；
[0055] 步骤S306,根据优先级下发缓存的数据包。
[0056] 通过上述步骤，通过对向基站下发的数据包进行缓存，相对于相关技术中为解决 基站用户面拥塞的问题，仅采用在基站处根据优先级对数据包进行处理，不仅增加了基站 的处理负担，而且也无法有效解决S-GW与基站之间链路的拥塞问题，而在基站用户面发生 拥塞时，采用在向基站下发数据包之前即根据优先级对数据包进行缓存，不仅有效降低了 向基站下发数据包的速率，有效缓解S-GW与基站之间链路拥塞的问题，而且基站也不需要 对接收到的数据包进行优先级判断，能够有效降低基站的处理负担，使得基站用户面拥塞 问题得到有效解决。
[0057] 在根据向基站下发的数据包的优先级，对数据包进行缓存时，可以采用多种方式， 较优地可以采用队列的形式进行缓存，首先，根据数据包的优先级的不同，设置不同的队 列；然后根据优先级对应的队列对数据包进行缓存。采用队列的形式对数据包进行缓存，不 仅操作简单，而且直观。当然也可以采用其它的缓存方式，例如，还可以根据数据包的优先 级，对数据包进行编号，根据编号的先后顺序进行缓存。
[0058] 在根据优先级下发缓存的数据包也可以采用多种方式，例如，可以根据优先级的 不同，设置向基站下发数据包的时间间隔；根据时间间隔下发缓存的数据包，比如，在能够 保证能够有效缓解拥塞的情况下，优先级高的数据包设置的发送时间间隔短一些，而优先 级低的数据包设置的发送时间长一些，通过这样的处理，不仅能够有效缓解拥塞的问题，而 且对不同优先级的数据包也能够有效区分。
[0059] 接收基站发生用户面拥塞的方式也可以多种，例如，可以通过以下方式至少之一 接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息：通过控制面接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信 息；通过用户面接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；从网络信息收集单元接收到基站 发生用户面拥塞的拥塞信息。优选地，在通过控制面接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信 息时，也可以有两种方式，例如，接收到移动管理实体通过控制面消息发送的该拥塞信息， 其中，该拥塞信息携带有发生用户面拥塞的基站下的小区内的用户的用户标识；和/或，接 收到移动管理实体通过控制面消息发送的拥塞信息，其中，该拥塞信息携带有发生用户面 拥塞的基站的基站标识。
[0060] 为了确定下发数据包的目的地址确实为发生用户面拥塞的基站，在根据向基站下 发的数据包的优先级，对数据包进行缓存之前，可以对接收到的数据包进行一次判断，即首 先接收向基站下发的数据包；判断是否需要对数据包进行缓存，其中，判断的方式可以多 种，例如，可以判断数据包的目的地址是否为过负荷基站；判断数据包对应的用户是否位于 处于用户面拥塞的基站的小区内，在判断结果为是的情况下，即确定需要对数据包进行缓 存时对数据包进行缓存。
[0061] 在本实施例中还提供了一种用户面拥塞处理装置，该装置用于实现上述实施例及 优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语"模块"可以实现预定 功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是 硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0062] 图4是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置的结构框图，如图4所示，该装置 包括第一接收模块42、缓存模块44和下发模块46,下面对该装置进行说明。
[0063] 第一接收模块42,用于接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；缓存模块44,连 接至上述第一接收模块42,用于根据向基站下发的数据包的优先级，对数据包进行缓存； 下发模块46,连接至上述缓存模块44,用于根据优先级下发缓存的数据包。
[0064] 图5是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中缓存模块44的优选结构框图， 如图5所示，该缓存模块44包括第一设置单元52和缓存单元54,下面对该缓存模块44进 行说明。
[0065] 第一设置单元52,用于根据数据包的优先级的不同，设置不同的队列；缓存单元 54,连接至上述第一设置单元52,用于根据优先级对应的队列对数据包进行缓存。
[0066] 图6是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中下发模块46的优选结构框图， 如图6所示，该下发模块46包括第二设置单元62和下发单元64,下面对该下发模块46进 行说明。
[0067] 第二设置单元62,用于根据优先级的不同，设置向基站下发数据包的时间间隔； 下发单元64,连接至上述第二设置单元62,用于根据时间间隔下发缓存的数据包。
[0068] 图7是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中第一接收模块42的优选结构 框图，如图7所示，该第一接收模块42包括以下至少之一：第一接收单元72、第二接收单元 74、第三接收单元76,下面对该第一接收模块42进行说明。
[0069] 第一接收单元72,用于通过控制面接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；第二 接收单元74,用于通过用户面接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息；第三接收单元76， 用于从网络信息收集单元接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息。
[0070] 图8是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置中第一接收模块42中第一接收 单元72的优选结构框图，如图8所示，该第一接收单元72包括第一接收子单元82和/或 第二接收子单元84,下面对该第一接收单元72进行说明。
[0071] 第一接收子单元82,用于接收到移动管理实体通过控制面消息发送的拥塞信息， 其中，该拥塞信息携带有发生用户面拥塞的基站下的小区内的用户的用户标识；和/或，第 二接收子单元84,用于接收到移动管理实体通过控制面消息发送的拥塞信息，其中，该拥塞 信息携带有发生用户面拥塞的基站的基站标识。
[0072] 图9是根据本发明实施例的用户面拥塞处理装置的优选结构框图，如图9所示，该 结构除包括图4所示的所有模块外，还包括第二接收模块92和判断模块94,下面对该优选 结构进行说明。
[0073] 第二接收模块92,连接至上述第一接收模块42,用于接收向基站下发的数据包； 判断模块94,连接至上述第二接收模块92和缓存模块44,用于通过以下方式至少之一判断 是否需要对数据包进行缓存，在判断结果为是的情况下，对数据包进行缓存：判断数据包的 目的地址是否为过负荷基站；判断数据包对应的用户是否位于处于用户面拥塞的基站的小 区内。
[0074] 图10是根据本发明实施例的服务网关，如图10所示，该服务网关100包括上述任 一项所述的用户面拥塞处理装置102。
[0075] 在本实施例中通过在S-GW或者SGSN对数据包进行处理，从而能够有效地解决上 述在基站用户面拥塞时，还是存在基站处理能力拥塞，以及基站到S-GW之间的链路拥塞问 题。在本实施例中所提供的用户面拥塞处理方法主要包括以下处理：S-GW针对每个接入的 基站设置具有不同优先级的多个队列；当基站的小区发生用户面拥塞，将该拥塞信息通知 给S-GW ;S-GW收到目的地址是拥塞基站的下行数据包之后，根据数据包头的优先级，将数 据包分发到对应优先级的队列进行缓存，从而降低向基站发送数据包的速度。需要说明的 是，S-GW在向基站发送下行数据的时候，可以移除GTP-U消息头中的优先级。另外，如果发 生了队列满而导致丢包，则S-GW向P-GW返回错误指示，指示发生丢包，原因是用户面拥塞， P-GW可能发起承载修改过程。
[0076] S-GW获知基站用户面发生拥塞的方式可以多种，例如，基站用户面发生拥塞，通知 ΜΜΕ,ΜΜΕ再通知S-GW ;基站也可以通过用户面消息直接通知S-GW发生用户面拥塞；基站还 可以通过网络信息收集单元通知S-GW发生用户面拥塞。
[0077] 下面结合附图对本发明优选实施例进行说明。
[0078] 图11是根据本发明优选实施例的用户面拥塞处理方法的流程图，如图11所示，该 流程包括如下步骤：
[0079] 步骤S1102, S-GW针对每个相连的基站，设置具有不同优先级的多个队列；该队列 用于在S-GW到基站的S1-U接口上。
[0080] 步骤S1104, PCRF将QoS策略发送到P-GW，该策略是包括该用户的哪些QCI启用 该优先级标记，以及应用和优先级的对应关系。一般来说P-GW只针对缺省承载（QCI=8或 者QCI=9)上的不同应用数据包设置优先级，对于专用承载不进行设置。对于相同应用，不 同用户可能有不同的优先级，从而可以体现签约的不同。P-GW也可以在本地配置适用所有 用户的通用优先级设置策略。
[0081] 步骤S1106,当P-GW收到下行数据包的时候，P-GW通过深度报文检测知道该数据 报文的应用信息，根据从PCRF获得的策略，如果需要，将在该数据报文的S5/S8GTP-U头中 设置相应的优先级。
[0082] 步骤S1108, P-GW将GTP-U数据包发送到S-GW。
[0083] 步骤S1110, S-GW收到从P-GW发过来的下行数据包文之后，S-GW将GTP-U的数据 包头修改为Sl-u接口的GTP-υ数据包头，然后将数据包通过Sl-υ接口转发到基站。S-GW 不设置数据包的优先级指示。
[0084] 步骤S1112,基站根据该承载所对应的QCI进行QoS控制，将数据包通过空中接口 发送到终端。
[0085] 步骤S1114,基站检测到无线小区用户面拥塞，比如，无线资源不够、基站处理能力 不够或者基站到S-GW之间的链路发生拥塞，则基站通知S-GW发生了用户面拥塞，通知具体 方法采用上述实施例及优选实施方式中所说明的。
[0086] 步骤S1116, S-GW收到从P-GW发过来的下行数据包文之后，S-GW将GTP-U的数据 包头修改为Sl-u接口的GTP-υ数据包头，判断是否需要缓存，如果需要，于是根据P-GW发 下来的数据包头所指示的优先级，将该数据包分发到具有不同优先级的队列进行缓存；如 果下行数据包没有指示优先级，则S-GW分发到缺省队列进行处理。S-GW做上述判断可以根 据目的地址是否为过负荷基站，或者判断是否是特定用户，该用户位于拥塞小区之内。
[0087] 步骤S1118,根据设置的不同优先级，S-GW将缓存的数据包下发到基站。一种实施 方式的例子是：S_GW中有两个队列，队列1为高优先级，队列2为低优先级。对于队列1中 的数据，每隔T1下发一个数据包，对于队列2中的数据，每隔T2下发一个数据包，这里设置 Τ2ΧΓ1。
[0088] 步骤S1120,基站根据该承载所对应的QCI进行QoS控制，将数据包通过空中接口 发送到终端。
[0089] 通过在S-GW引入优先级队列，可以降低S-GW向基站发送下行数据包的速率，从而 缓解基站的用户面拥塞；对于基站来说，仍然按照原来的QCI进行QoS处理，没有引入任何 额外的用户面处理，因此不会导致用户面更加拥塞；该机制通过缓存数据包同样也能有效 缓解基站和S-GW之间的链路拥塞。因此可以有效解决相关技术中提到的3种可能：1)小 区空口无线资源拥塞2)基站处理能力拥塞3)基站到S-GW之间的链路拥塞。
[0090] 图12是根据本发明实施例的S-GW通过控制面获知基站发生用户面拥塞的方法的 流程图，如图12所示，该流程包括如下步骤：
[0091] 步骤S1202,基站判断某小区即将发生用户面拥塞，于是向MME发送用户面过负荷 通知，带有所述小区的标识。
[0092] 后续步骤有两种实现方式，方式一如下：
[0093] 步骤S1204a，MME根据该小区标识，找到该小区下的所有用户，并按用户通过控制 面消息将上述拥塞信息通知给S-GW。
[0094] 步骤S1206a，S-GW针对上述用户启动队列机制：将下行数据包分发到对应优先级 的缓存队列。
[0095] 方式二如下：
[0096] 步骤S 1204b，MME通过控制面向S-GW发送过负荷消息，该消息中包含有基站标识。
[0097] 步骤S1206b，S-GW针对该基站启用队列机制：将目的地址为该基站的所有下行数 据包，分发到对应优先级的缓存队列。
[0098] 方式一相比于方式二，S-GW能够精确控制到过负荷小区下的用户，但同时也增加 了 MME的查找该小区下所有用的过程，并且增加了到S-GW的信令负荷。
[0099] 图13是根据本发明实施例的S-GW通过用户面获知基站发生用户面拥塞的方法的 流程图，如图13所示，该流程包括如下步骤：
[0100] 步骤S1302,基站判小区即将发生用户面拥塞，于是向S-GW发送用户面消息，通知 基站用户面过负荷。基站获取驻留在该小区的用户的所有承载，然后每个承载发送一个通 知消息，该通知消息或者放在数据包的GTP-U消息头内，或者放在外侧IP数据包头里面，带 给 S-GW。
[0101] 步骤S1304, S-GW收到之后，获知该基站发生了用户面拥塞，于是启动用户的缓存 机制：将承载的下行数据包分发到对应优先级的缓存队列。
[0102] 图14是根据本发明实施例的S-GW通过网络信息收集单元获知基站发生用户面拥 塞的方法的流程图，如图14所示。在网络中设立一个网络信息收集单元，专门收集移动网 络中的一些信息。
[0103] 步骤S1402,基站判断即将发生用户面拥塞，则向该网络信息单元上报用户面拥 塞。
[0104] 步骤S1404, S-GW从网络信息单元知道目前接入的基站是否发生了用户面拥塞
[0105] 步骤S1406,如果已经拥塞，则将对应基站的启用队列机制：将目的地址为该基站 的所有下行数据包，分发到对应优先级的缓存队列。
[0106] 如果基站用户面拥塞已经缓解，基站可以通过类似的方法通知S-GW。S-GW不启用 上述队列机制，直接将数据下发到对应基站。
[0107] 图15是根据本发明实施例的S-GW中发生队列溢出的处理的流程图，如图15所 示，该流程包括如下步骤：
[0108] 步骤S1502, S-GW在缓存数据的时候，如果数据到达很快，将导致队列发生溢出。
[0109] 步骤S1504, S-GW按照先进先出的原则，丢弃溢出队列中先到的数据包。
[0110] 步骤S1506，S-GW向P-GW报告数据发生丢弃，S-GW将丢失的数据包数量定时发送 给P-GW，进行计费调整。该消息可以通过控制面消息发送，也可以通过用户面消息发送。
[0111] 步骤S1508, P-GW可能和PCRF交互，发起承载修改过程，降低承载的速率，从而控 制下行承载。
[0112] 图16是根据本发明实施例的一种S-GW设备的结构示意图，如图16所示，该S-GW 设备包括如下结构：
[0113] 控制面处理模块162 :主要负责S-GW的控制面处理，处理S-GW到MME的GTP-C消 息和到P-GW的GTP-C消息；
[0114] 用户面处理模块164 :连接至上述控制面处理模块162,主要负责S-GW的用户面处 理，主要工作是对于下行数据包，将S5/S8接口上的下行GTP-U数据包头替换为S1接口的 下行GTP-U数据包包头，对于上行数据，将S1接口上的上行GTP-U数据包头替换为S5/S8 接口的上行GTP-U数据包包头。对于下行数据包，该模块不再设置数据包的优先级。
[0115] 基站用户面拥塞检测模块166(功能同上述第一接收模块42和/或判断模块94): 该模块是新增模块，连接至上述控制面处理模块162和用户面处理模块164, S-GW从控制面 板处理模块或者用户面处理模块获知基站是否发生用户面拥塞，如果是则启用缓存队列模 块。
[0116] 缓存队列模块168 (功能同上述缓存模块44):该模块是新增的模块，连接至上述 基站用户面拥塞检测模块166和用户面处理模块164,位于S-GW的S1接口上。该模块针对 每个基站设置有不同优先级的队列，如果基站用户面拥塞检测模块166检测到基站的小区 发生了用户面拥塞，于是S-GW按照目的地址是基站或者MME所指定的用户或者基站所指定 的承载，调用该缓存队列模块168 :将下行数据包按照P-GW所设置的优先级分发到对应的 队列进行缓存，并按照对应的优先级下发数据包。一种优选的实施方式的是：缓存队列模块 中有两个队列，队列1为高优先级，队列2为低优先级。对于队列1中的数据，每隔T1下发 一个数据包，对于队列2中的数据，每隔T2下发一个数据包，这里设置Τ2ΧΓ1。
[0117] 需要说明的是，上述实施例及优选实施方式是针对4G系统的，很容易推广到3G系 统。例如，SGSN具有控制面和用户面，可以在SGSN中设置相关的优先级队列。GGSN设置数 据包的优先级之后，如果SGSN发现基站小区发生了用户面拥塞，则SGSN可以对下行数据包 进行相应的缓存处理，从而也可以有效缓解基站小区的用户面拥塞。
[0118] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0119] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种用户面拥塞处理方法，其特征在于，包括： 接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息； 根据向所述基站下发的数据包的优先级，对所述数据包进行缓存； 根据所述优先级下发缓存的所述数据包。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据向所述基站下发的所述数据包的所 述优先级，对所述数据包进行缓存包括： 根据所述数据包的所述优先级的不同，设置不同的队列； 根据所述优先级对应的队列对所述数据包进行缓存。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述优先级下发缓存的所述数据包 包括： 根据所述优先级的不同，设置向所述基站下发所述数据包的时间间隔； 根据所述时间间隔下发缓存的所述数据包。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式至少之一接收到所述基站 发生用户面拥塞的所述拥塞信息： 通过控制面接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息； 通过用户面接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息； 从网络信息收集单元接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过所述控制面接收到所述基站发生用 户面拥塞的所述拥塞信息包括： 接收到移动管理实体通过控制面消息发送的所述拥塞信息，其中，所述拥塞信息携带 有发生用户面拥塞的所述基站下的小区内的用户的用户标识；和/或， 接收到移动管理实体通过控制面消息发送的所述拥塞信息，其中，所述拥塞信息携带 有发生用户面拥塞的所述基站的基站标识。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在根据向所述基站下发的所 述数据包的所述优先级，对所述数据包进行缓存之前，还包括： 接收向所述基站下发的所述数据包； 通过以下方式至少之一判断是否需要对所述数据包进行缓存，在判断结果为是的情况 下，对所述数据包进行缓存：判断所述数据包的目的地址是否为过负荷基站；判断所述数 据包对应的用户是否位于处于用户面拥塞的所述基站的小区内。
7. -种用户面拥塞处理装置，其特征在于，包括： 第一接收模块，用于接收到基站发生用户面拥塞的拥塞信息； 缓存模块，用于根据向所述基站下发的数据包的优先级，对所述数据包进行缓存； 下发模块，用于根据所述优先级下发缓存的所述数据包。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述缓存模块包括： 第一设置单元，用于根据所述数据包的所述优先级的不同，设置不同的队列； 缓存单元，用于根据所述优先级对应的队列对所述数据包进行缓存。
9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述下发模块包括： 第二设置单元，用于根据所述优先级的不同，设置向所述基站下发所述数据包的时间 间隔； 下发单元，用于根据所述时间间隔下发缓存的所述数据包。
10. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一接收模块包括以下至少之一： 第一接收单元，用于通过控制面接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息； 第二接收单元，用于通过用户面接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞信息； 第三接收单元，用于从网络信息收集单元接收到所述基站发生用户面拥塞的所述拥塞 信息。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一接收单元包括： 第一接收子单元，用于接收到移动管理实体通过控制面消息发送的所述拥塞信息，其 中，所述拥塞信息携带有发生用户面拥塞的所述基站下的小区内的用户的用户标识；和/ 或， 第二接收子单元，用于接收到移动管理实体通过控制面消息发送的所述拥塞信息，其 中，所述拥塞信息携带有发生用户面拥塞的所述基站的基站标识。
12. 根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征在于，还包括： 第二接收模块，用于接收向所述基站下发的所述数据包； 判断模块，用于通过以下方式至少之一判断是否需要对所述数据包进行缓存，在判断 结果为是的情况下，对所述数据包进行缓存：判断所述数据包的目的地址是否为过负荷基 站；判断所述数据包对应的用户是否位于处于用户面拥塞的所述基站的小区内。
13. -种服务网关S-GW，其特征在于，包括权利要求7至12中任一项所述的装置。
【文档编号】H04W28/14GK104125607SQ201310142729
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2013年4月23日
【发明者】朱进国 申请人:中兴通讯股份有限公司