用于在移动通信系统中控制拥塞的方法与流程

本发明涉及移动通信系统中的拥塞控制，并且更具体地，涉及一种用于基于接入点名称(AccessPointName，APN)来控制网络拥塞的方法。

背景技术：
典型的移动通信系统已经发展到在保证用户移动性的同时提供语音服务。这种移动通信系统已经逐渐将它们的覆盖范围通过数据服务从语音服务扩展达到高速数据服务。然而，随着当前移动通信系统遭受资源短缺并且用户甚至要求更高速的服务，需要开发更高级的移动通信系统。具体地，近年来，智能电话的使用增长已经产生的情况是类似简单通知消息的少量数据以短时间间隔周期性地发送。在这种情况下，用户设备在空闲状态和活动状态之间连续地切换。这种连续状态改变显著地增大信令开销。此外，因为与信令的增长量相比数据量较小，所以网络运营商收入不增长却可能致使网络拥塞。因此，需要的拥塞控制方法是当拥塞时，维持用于作为主收入来源（revenuestream）服务的语音通信的IMS有关的流，而选择性地阻断不能创造收入的数据通信有关的流。

技术实现要素：
已经考虑到以上问题做出本发明,并且本发明的目的是提供一种用于基于接入点名称(APN)控制网络拥塞的方法。为了达到该目的，本发明提供一种用于在移动通信系统中的移动性管理实体(MME)的拥塞控制方法，包括：从具有对于至少一个接入点名称(APN)的分组数据网络(PDN)连接的用户设备(UE)接收移动性管理请求信号；检查APN是否处于拥塞状态；以及当特定APN处于拥塞状态时，拒绝移动性管理请求。根据本发明，可以更有效地基于APN控制网络拥塞。当拥塞时，为了网络运营商的利益，所述拥塞控制方法维持用于作为主收入来源服务的语音通信的IMS有关的流，而选择性地阻断不能创造收入的数据通信有关的流。附图说明图1是示出根据现有技术的用于管理来自用户设备的PDN连接请求的基于APN的过程的顺序图。图2示出当现有技术的基于APN的拥塞控制方法被直接应用以管理作为移动性管理控制信号的服务请求消息或跟踪区域更新消息时发生的问题。图3示出当现有技术的基于APN的拥塞控制方法应用于移动性管理控制信号时可能发生的问题。图4示出根据本发明的实施例1-A的拥塞控制方法。图5示出根据本发明的实施例1-B的拥塞控制方法。图6示出根据本发明的实施例1-C的拥塞控制方法。图7示出根据本发明的实施例1-D的拥塞控制方法。图8示出根据本发明的实施例2-A的拥塞控制方法。图9示出根据本发明的实施例2-B的拥塞控制方法。具体实施方式在本发明下面的描述中，“拥塞”可以指示的情况是超过每单位时间可处理的工作量的重工作负荷被施加于诸如移动性管理实体、服务网关和PDN网关之类的网络节点，并且“拥塞”可以与“过负荷”互换地使用。在下文中，将参考附图详细描述本发明的示范性实施例。在附图中始终使用相同的参考符号以指代相同的或相似的部分。可以省略合并于此的公知功能和结构的详细描述以避免混淆本发明的主题。本发明的实施例的以下描述集中于支持载波聚合的高级E-UTRA(或LTE-A)系统。然而，对本领域技术人员显而易见的是本发明的主题还可应用于具有类似的技术背景和信道配置的其他无线通信系统，而不需要显著的修改。图1是示出根据现有技术的用于管理来自用户设备的PDN连接请求的基于APN的过程的顺序图。最近，运营商已经尝试基于指示使用的网络的APN来控制超负载或拥塞。为了满足这种运营商要求，现行标准提供参照APN控制会话控制信号的方案。此处，会话控制信号可以包括PDN连接请求、承载资源分配请求等等。接下来，参考图1的顺序图给出用于基于APN控制会话控制信号的方案的描述。首先，移动性管理实体(MME)130从服务网关(SGW)140和PDN网关(PGW)150接收负荷状态报告(S105)。用户设备(UE)110通过eNB120向MME130发送包含要使用的APN的PDN连接请求(S110)。MME130考虑到请求的APN来检查负荷水平(S120)。当负荷水平大于或等于预置阈值时，MME130可以仅接受用于语音通信的IMS相关的APN请求或用于企业服务的VPN相关的APN请求。MME130可以按照回退时间拒绝网络浏览有关的APN请求。为此，MME130通过eNB120向UE110发送PDN连接拒绝消息(S130)。PDN连接拒绝消息包含回退时间。UE110在回退时间到期之后重新发送PDN连接请求(S140)。可替换地，UE110可以重新发送包含不同的APN的PDN连接请求(S150)。图1中描述的基于APN的拥塞控制可以应用于对于特定APN的PDN连接的会话控制信号。最近，存在对也向诸如服务请求消息和跟踪区域更新(TAU)消息之类的移动性管理控制信号应用基于APN的拥塞控制的需要。不同于图1中描述的会话控制信号，移动性管理控制信号可以不限于对于特定APN的单个PDN连接。换句话说，因为移动性管理控制信号是特定于UE的信号，所以可以与UE中的全部会话有关。因此，移动性管理控制信号可以同时地与两个或更多个APN有关。将参考图2进行描述。图2示出当现有技术的基于APN的拥塞控制方法被直接应用以管理作为移动性管理控制信号的服务请求消息或跟踪区域更新消息时发生的问题。首先，假定UE110在建立对于多个APN的PDN连接之后已经转换为空闲状态。此后，为了转换到活动状态，UE110通过eNB120向MME130发送服务请求消息(S210)。服务请求消息包含对于相对于一个UE的多个PDN连接的请求。MME130检查对于当前活动APN的负荷水平(S220)。在这个示例中，假定APNA和APNC指示过负荷而APNB指示非过负荷。如果如上所述一些APN指示过负荷(例如，活动承载的数目大于或等于活动承载的最大数目)而剩余APN指示非过负荷，则会出现如何管理相应UE的移动性管理控制信号的问题。通过当前服务UE110的控制节点,即,MME130来处理会话控制信号。不同于会话控制信号，通知UE移动的移动性管理信号可以通过除当前服务UE110的MME130以外的新MME处理。即，当UE发送TAU时，除旧MME以外的新MME必须接收TAU，但是新MME可能已经过负荷。在这种情况下，新MME必须确定如何管理来自UE110的移动性管理信号。为了以APN为基础执行这种确定，新MME必须从已经服务UE110的MME获得关于当前由UE110使用的APN的信息，执行从缺省移动管理实体与SGW之间到新MME与SGW之间的控制平面切换，并且基于APN确定是否拒绝移动性管理信号(例如TAU)。因此，这种拒绝确定所需的操作可能引起过负荷。在图3中描绘现有技术的这个问题。图3示出当现有技术的基于APN的拥塞控制方法应用于移动性管理控制信号时可能发生的问题。首先，UE110通过eNB120向新MME130A发送跟踪区域更新(TAU)消息(S310)。此处，假定新MME130A不同于已经服务UE110的旧MME130B并且假定新MME130A处于拥塞状态。虽然处于拥塞状态，但是为了处理来自UE110的TAU，新MME130A向旧MME130B发送UE上下文请求消息(S320)。此后，新MME130A接收UE上下文响应消息(S330)并发送相应的确认消息(S340)。新MME130A基于UE上下文信息来识别用于UE110的当前活动APN，并检查关于识别到的APN的负荷水平(S350)。在这个示例中，假定APNA和APNC指示超负载而APNB指示非超负载。新移动管理实体130A执行释放旧MME130B与SGW140之间的控制平面的过程以及形成新MME130A与SGW140之间的控制平面的过程(S360，S370和S380)。虽然新MME130A与SGW140之间的控制平面的形成成功，但是因为新MME130A已经处于拥塞状态，所以新MME130A必须拒绝来自UE110的TAU。即，为了拒绝来自UE110的TAU，处于拥塞状态的新MME130A执行步骤S320和后面的步骤是不合理的。已经做出本发明以解决参考图1到图3描述的以上问题，并提出用于有效的拥塞控制的基于APN的方案。本发明的以下实施例描述了，当具有对于不同的APN的多个PDN连接的用户设备进入空闲状态然后转换到活动状态时，是否恢复全部多个PDN连接。本发明的第一实施例描述用于支持移动性管理(即，MME)的核心网络节点不改变的情况的解决方案。本发明的第二实施例描述用于支持移动性管理的核心网络节点改变的情况的解决方案。<第一实施例>在本发明第一实施例中，给出用于支持移动性管理（即，MME)的核心网络节点不改变的情况的、拥塞控制策略的描述。具体地，根据用于管理移动性管理控制信号的MME方案分开地描述实施例1-A到1-D。因为在第一实施例中接收服务请求消息或TAU的MME不改变，所以假定MME拥有包括订阅信息的UE上下文信息。图4示出根据本发明的实施例1-A的拥塞控制方法。UE的订阅信息包括缺省APN信息，其是有关在活动状态中由UE缺省使用的PDN连接的信息。在实施例1-A中，根据缺省APN的拥塞状态确定移动性管理控制信号的管理。即，当缺省APN处于拥塞状态时，已经从UE接收了移动性管理控制信号的MME拒绝移动性管理控制信号。附加地，MME通过相应的拒绝消息提供回退时间作为拥塞解决所需的估计时间。参考图4描述用于本发明的1-A实施例的详细过程。对于UE410建立对于多个APN的PDN连接(S410)。此后，为了从空闲状态转换到活动状态，UE410通过eNB420向MME430发送服务请求消息(S420)。MME430使用UE410的订阅信息来识别缺省APN及其状态(S430)。当确定缺省APN处于拥塞状态时(S440)，MME430向UE410发送服务拒绝消息(S450)。服务拒绝消息包含缺省APN和回退时间。在回退时间到期之后，UE410重新发送服务请求消息。图5示出根据本发明的实施例1-B的拥塞控制方法。在本发明的实施例1-B中，当对于活动APN的至少一个PDN连接处于拥塞状态时，MME拒绝从UE接收到的移动性管理控制信号。附加地，MME向UE发送拒绝消息，该消息包含处于拥塞状态的APN以及对于所述APN的各自回退时间。此处，MME可以发送包含处于拥塞状态的APN和代表性的回退时间(对于处于拥塞状态的APN的回退时间的最大值)的拒绝消息。参考图5描述本发明的实施例1-B的详细过程。对于UE410建立对于多个APN的PDN连接(S510)。此后，为了从空闲状态转换到活动状态，UE410通过eNB420向MME430发送服务请求消息(S520)。MME430检查对于UE410激活的PDN连接的状态(S530)。当确定对于APN的至少一个激活的PDN连接处于拥塞状态时(S540)，MME430向UE410发送服务拒绝消息(S550)。服务拒绝消息包含对其做出拒绝的每个APN以及对于该APN的回退时间。在回退时间到期之后，UE410重新发送服务请求消息。图6示出根据本发明的实施例1-C的拥塞控制方法。在本发明的实施例1-C中，仅激活对于APN的未过负荷PDN连接，而停用对于APN的过负荷PDN连接。此处，包含PDN连接被停用的每个APN以及对于该各个APN的回退时间的部分服务拒绝/接受消息通过NAS消息发送给UE。在这种情况下，部分服务拒绝/接受消息包含对其做出拒绝的每个APN、对其的回退时间以及指示归因于APN过负荷的部分拒绝的原因。因此，UE不做出对于指示的APN的PDN连接请求直到回退时间到期。当不通过MME提供回退时间时，UE使用预置缺省回退时间并在缺省回退时间到期之后做出PDN连接请求。参考图6描述本发明的实施例1-C的详细过程。对于UE410建立对于多个APN的PDN连接(S610)。此后，为了从空闲状态转换到活动状态，UE410通过eNB420向MME430发送服务请求消息(S620)。MME430检查对于UE410激活的PDN连接的状态(S630)。MME430将对于APN的未过负荷的PDN连接与对于APN的过负荷PDN连接分离(S635)。在这个实施例中，假定对于APNA和APNC的PDN连接处于拥塞状态而对于APNB的PDN连接不处于拥塞状态。MME430向eNB420发送初始上下文设置请求消息(S640)。初始上下文设置请求消息包含指示仅对于APNB激活PDN连接而对于剩余APN拒绝PDN连接请求的部分服务拒绝消息。此处，部分服务拒绝消息可以包含对其做出拒绝的每个APN以及对于该APN的回退时间。然后，eNB420向UE410发送无线承载建立消息(S645)。无线承载建立消息包含指示仅对于APNB激活PDN连接而对于剩余APN拒绝PDN连接请求的部分服务拒绝消息。此处，部分服务拒绝消息可以包含对其做出拒绝的每个APN以及对于该APN的回退时间。MME430执行用于删除对于APNA和APNC的过负荷PDN连接的过程。为此，为了删除对于APNA的PDN连接，MME430向SGW440发送删除会话请求消息(S650)。SGW440向PGWA450A转发删除会话请求消息(S655)并且从PGWA450A接收删除会话响应消息(S660)。在删除相应会话之后，MME430从SGW440接收删除会话响应消息(S665)。同样地，为了删除对于APNC的PDN连接，MME430向SGW440发送删除会话请求消息(S670)。SGW440向PGWC450C转发删除会话请求消息(S675)并且从PGWC450C接收删除会话响应消息(S680)。在删除相应会话之后，MME430从SGW440接收删除会话响应消息(S685)。如果根据实施例1-C运行用于部分服务拒绝/接受的过程，则将通过删除拒绝的承载来更新UE410的EPS承载信息。这种更新可以以下三种方式中的一个达到。首先，UE可以本地地停用相应于对于对其做出拒绝的APN的PDN连接的EPS承载。第二，部分服务拒绝/接受消息进一步包含关于激活的承载或释放的承载的信息。当接收这种部分服务拒绝/接受消息时，UE可以本地地更新存储的EPS承载信息。第三，UE可以本地地停用除通过RRC重新配置激活的承载以外的承载。图7示出根据本发明的实施例1-D的拥塞控制方法。在本发明的实施例1-D中，UE发送包含与将要发送的数据有关的APN的服务请求消息，并且MME根据对于指示的APN的PDN连接的拥塞状态来确定是否接受该服务请求。当将要发送的数据在空闲状态中生成时，UE可以通过服务请求转换到活动状态。此处，生成的数据可以通过对于APN的拥塞的PDN连接发送。在1-C实施例中，根据部分服务拒绝或接受来部分地创建承载；并且如果不能建立与将要由UE发送的数据有关的承载，则这种部分服务拒绝或接受可能变得无意义。考虑到这点，在实施例1-D中，UE在服务请求消息中指定将要激活的APN。当接收服务请求消息时，当指定的APN中的任何一个处于拥塞状态时，ME拒绝该服务请求。在这种情况下，部分服务拒绝消息可以包含对其做出拒绝的每个APN以及对于该APN的回退时间或最长的代表性的回退时间。当服务请求消息中指定的全部APN处于非拥塞状态并且仅未指定的APN处于拥塞状态时，MME向UE发送指示仅拒绝拥塞的APN的部分服务拒绝/接受消息。此处，部分服务拒绝/接受消息包含对其做出拒绝/接受的每个APN以及对于该APN的回退时间。此外，MME430通过删除会话请求消息来停用相应的PDN连接。当接收部分服务拒绝/接受消息时，UE不发送对于相应的APN的PDN连接请求直到回退时间到期。参考图7描述本发明的实施例1-D的详细过程。对于UE410建立对于多个APN的PDN连接(S710)。此后，UE410通过eNB420向MME430发送包含将要激活的至少一个APN的服务请求消息(S720)。MME430检查对于UE410激活的PDN连接的状态(S730)。MME430确定由UE410指定的APN中的任何一个是否处于拥塞状态(S740)。当由UE410指定的APN中的任何一个出于拥塞状态时，MME430向UE410发送包含回退时间的服务拒绝消息(S750)。当全部指定的APN处于非拥塞状态时，MME430确定未指定的APN处于拥塞状态(S760)。MME430向UE410发送部分服务拒绝/接受消息(S770)。此处，部分服务拒绝/接受消息包含对其做出拒绝/接受的每个APN以及对于该APN的回退时间。在实施例1-D中UE410可以发送包含EPS承载ID而不是APN的服务请求消息。在这种情况下，MME430使用存储的UE上下文信息来识别相应于EPS承载的APN并且检查APN的拥塞状态以接受或拒绝该请求。如果实施例1-D应用于TAU，则包含在服务请求消息中的APN不是为了发送缓冲的数据的、对于PDN连接的APN，而是在UE中被配置作为拒绝或接受标准的APN。另一方面，在实施例1-A到1-D中，可以以UE为基础应用APN的拥塞状态。即，相同互联网APN可以根据预定的呼叫计划对于第一组UE确定为拥塞而对于第二组UE确定为非拥塞。<第二实施例>在本发明第二实施例中，给出用于支持移动性管理（即，MME)的核心网络节点改变的情况的拥塞控制策略的描述。具体地，根据用于管理移动性管理控制信号的MME方案分开地描述实施例2-A和2-B。假定，随着UE移动，UE驻留于其上的小区发生改变并且这种小区改变引起MME改变。在这种情况下，UE向新MME发送跟踪区域更新请求消息(移动性管理控制信号)。当新MME处于拥塞状态时，它根据APN拥塞状态确定是否接受或拒绝TAU。然而，处于拥塞状态中的新MME不能确定是否接受或拒绝TAU直到从旧MME中获得UE上下文信息。当获得UE上下文信息时，因为旧MME将释放到SGW的控制信号连接，所以到SGW的控制信号连接被传送到新MME。否则，具有UE承载信息的SGW可能与任一MME断开，不可能进行寻呼（paging）操作。接下来，实施例2-A和2-B给出以上问题的解决方案。图8示出根据本发明的实施例2-A的拥塞控制方法。已经从UE接收到TAU的新MME使用GUTI(全球唯一临时标识符)识别包含在TAU中的旧MME。GUTI由MME分配给UE并包括GUMMEI(全球唯一MMEID)和M-TMSI(MME-TMSI)。此处，GUMMEI是用于MME的标识信息并且M-TMSI是用于MME之内的UE的标识信息。新MME从旧MME获得UE上下文信息并且根据实施例1-A或1-B的过程执行拥塞控制。即，当包含在UE上下文信息中的缺省APN处于拥塞状态时(实施例1-A)或当包含的活动APN中的任何一个处于拥塞状态时，MME拒绝来自UE的TAU。此处，TAU拒绝消息包含处于拥塞状态的每个APN和对于该每个APN的回退时间。在发送TAU拒绝消息之后，新MME停用对于相应APN的连接。为此，新MME向SGW发送删除会话请求消息。当接收TAU拒绝消息时，UE在回退时间到期之后通过除TAU以外的附着请求消息尝试网络接入。此处，当对于多个APN的回退时间包含在TAU拒绝消息中时，UE在对于缺省APN的回退时间到期之后尝试附着。当缺省APN不包含在TAU拒绝消息中时，UE立即通过附着请求消息尝试网络接入。然而，对于被拒绝的APN，UE在关联的回退时间到期之后发送PDN连接请求消息。参考图8描述本发明的实施例2-A的详细过程。如果随UE410的移动，UE410驻留于其上的小区和管理该小区的MME已经改变，则UE410向新MME430A发送TAU(S805)。为了获得UE410的上下文信息，新MME430A向旧MME430B发送UE上下文请求消息(S810)。旧MME430B向新MME430A发送包含UE上下文信息的UE上下文响应消息(S815)，并且接收相应的确认消息(S820)。新MME430A识别对于UE410激活的PDN连接并且基于UE上下文信息检查PDN连接的状态(S825)。新MME430A确定对于缺省APN或任一APN的PDN连接处于拥塞状态(S830)。新MME430A通过eNB420向UE410发送跟踪区域更新(TAU)拒绝消息(S835)。此处，TAU拒绝消息包含处于拥塞状态的每个APN和对于该每个APN的回退时间。为了删除对于APNA、B和C的PDN连接，新MME430A向SGW440发送删除会话请求消息(S840)。SGW440通过向各自的PGW发送修改承载请求消息并接收相应的响应消息来删除对于UE410建立的PDN连接(S845、S850和S855)。在回退时间到期之后，UE410通过向新MME430A发送附着请求消息来尝试网络接入(S860)。有可能创建实施例2-A的变体。例如，新MME430A可以在TAU拒绝消息中插入回退时间或插入APN和回退时间两者。此后，为了将控制平面切换到新MME430A，新MME430A可以向SGW440发送更新承载请求消息而不是发送删除会话请求消息。图9示出根据本发明的实施例2-B的拥塞控制方法。根据实施例2-A，甚至在拥塞状态中，新MME430A也可能必须管理UE上下文信息和与SGW的会话。此外，已经接收到拒绝的UE始终执行附着过程。然而，与用于TAU管理的信令相比，用于附着过程的信令复杂得多并且负荷很重。因此，可能的是，由于利用UE的附着过程的处理，刚刚已经逃离拥塞状态的新MME430A重进入拥塞状态。为了解决这个问题，需要的方案是使处于拥塞状态的新MME430A能延迟UE有关的处理直到拥塞解除。本发明的实施例2-B提出以上问题的解决方案。具体地，为了延迟UE有关的处理直到拥塞解除，新MME430A向UE发送包含回退时间的TAU拒绝消息，防止UE发送额外的请求。此外，新MME430A请求旧MME430B暂停对于UE的承载以使得下行链路数据包被丢弃，由此防止发生寻呼开销。参考图9描述本发明的实施例2-B的详细过程。UE410通过eNB420向新MME430A发送包含缺省APN和GUTI信息的TAU(S905)。新MME430A检查缺省APN的拥塞状态(S910)。当缺省APN处于拥塞状态时，新MME430A通过eNB420向UE410发送包含回退时间的TAU拒绝消息(S915)。此外，新MME430A向已经管理UE410的旧MME430B发送暂停请求消息(S920)。旧MME430B向SGW440发送暂停通知消息并且保持在暂停状态中，在该期间不处理用于UE410的下行链路数据(S925)。此处，由新MME430A向旧MME430B发送的暂停请求消息可以包含作为回退时间的缺省时间。如果包含了缺省时间，则当甚至在缺省时间到期之后也未接收到用于UE410的UE上下文请求消息时，旧MME430B删除UE410的上下文信息并且通过SGW停用对于UE410的承载，将UE410置于注销状态中。如果缺省时间未包含在暂停请求消息中，则根据常规操作过程，在不可达的定时器到期之后将UE置于注销状态中。在上文，已经参考附图描述本发明的实施例。描述中使用的专用名词或单词将根据本发明的精神解释而不限制其主题。应当理解，此处描述的基本发明构思的许多变化和修改将仍然落入由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围内。