通信网络中的上行链路负荷生成的制作方法
【专利摘要】上行链路负荷生成和控制简化网络测试和其它任务。例如，网络运营商能够决定通过在所选上行链路中施加测试负荷来测试网络。运营商能够使用网络操作和维护支持系统、采用信息适当地配置适当移动性管理实体(MME)。在适当过程中，MME通知所选用户设备(UE)：如果UE处于空闲模式，则网络发送寻呼消息；如果UE处于活动模式，则通过正进行通信会话，在会话结束之后发送寻呼消息；以及如果UE从网络分离，则在初始网络附连过程期间通知UE。因此，上行链路负荷生成是网络运营商可控制的，从而使运营商能够调整现有网络，并且在绿地网络、即起动前的网络上执行实际模拟。
【专利说明】通信网络中的上行链路负荷生成
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子数字通信系统，更具体来说，涉及蜂窝无线电通信系统。
【背景技术】
[0002]按照无线通信系统的第三代合作伙伴项目(3GPP)规范(版本8和更新版本)，长期演进(LTE)蜂窝无线电通信系统在从网络节点(演进NodeB或eNodeB)到用户设备(UE)的下行链路(DL)中使用正交频分多址(OFDM)作为多址技术(称作0FDMA)以及在从UE到eNodeB (eNB)的上行链路(UL)中使用离散傅立叶变换(DFT)扩展0FDM。在OFDMA通信系统中，待传送的数据流在并行传送的多个窄带子载波之间划分。一般来说，物理资源块(PRB)是用于特定时间周期的特定数量的特定子载波。不同组的子载波能够在不同时间用于不同目的和不同用户。LTE规范能够被看作是当前宽带码分多址(WCDMA)系统规范的演进。LTE系统有时又称作演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)通信系统。
[0003]在LTE网络中，用于测试和其它用途的UL负荷生成由计算上行链路中的负荷的特殊设备(其能够称作上行链路负荷工具)来执行。当前上行链路负荷工具具有多个缺点，例如网络运营商没有对上行链路负荷的完全控制，而是仅具有对负荷的猜测。例如，UL PRB的准确数量以及每个PRB的功率不是由上行链路负荷工具、而是由eNB中的调度器来控制。另一个缺点在于，负荷生成要求特殊设备，并且因此现有UE无法用于负荷生成。
【发明内容】
[0004]按照本发明的一些实施例的方面，提供一种生成通信网络中的上行链路(UL)负荷的方法。该方法包括确定通过网络中的用户设备(UE)是处于空闲模式还是活动模式；如果UE处于空闲模式，则:向UE传送寻呼消息；确定是否接收到对寻呼消息的响应；如果接收到响应，则确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用；如果充分UL资源是可用的，则为上行链路负荷生成建立到UE的无线电接入承载；以及按照参数集合在无线电接入承载上生成UL负荷。该方法还包括:如果UE处于活动模式，则:确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用；如果充分UL资源是可用的，则增加专用于上行链路负荷生成的到UE的无线电接入承载；以及按照参数集合在所增加的无线电接入承载上生成UL负荷。
[0005]又按照本发明的一些实施例的方面，提供一种用于生成通信网络中的上行链路(UL)负荷的系统。该系统包括移动性管理实体(MME)、演进NodeB (eNB)和用户设备(UE)。MME配置成确定UE是处于空闲模式还是活动模式；如果UE处于空闲模式，则使寻呼消息被传送给UE，以确定是否接收到对寻呼消息的响应，如果接收到响应，则向eNB发送为UL负荷生成建立到UE的无线电接入承载的建立请求消息；以及如果UE处于活动模式，则向eNB发送增加专用于UL负荷生成的到UE的无线电接入承载的修改请求消息。eNB配置成确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用；如果充分UL资源是可用的，则通过为上行链路负荷生成建立到UE的无线电接入承载并且将UE配置成按照参数集合在无线电接入承载上生成UL负荷，来响应建立请求消息，以及通过增加到UE的无线电接入承载并且将UE配置成按照参数集合在所增加的无线电接入承载上生成UL负荷，来响应修改请求消息。
[0006]又按照本发明的一些实施例的方面，提供一种具有非暂时存储指令的计算机可读介质，其中指令在由无线通信网络中的计算机运行时使该计算机执行生成通信网络中的上行链路(UL)负荷的方法。该方法包括确定通过网络中的用户设备(UE)是处于空闲模式还是活动模式；如果UE处于空闲模式，则:向UE传送寻呼消息；确定是否接收到对寻呼消息的响应；如果接收到响应，则确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用；如果充分UL资源是可用的，则为上行链路负荷生成建立到UE的无线电接入承载；以及按照参数集合在无线电接入承载上生成UL负荷。该方法还包括:如果UE处于活动模式，则:确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用；如果充分UL资源是可用的，则增加专用于上行链路负荷生成的到UE的无线电接入承载；以及按照参数集合在所增加的无线电接入承载上生成UL负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]通过阅读结合附图的本描述，将会了解本发明的各种特征、目的和优点，附图包括:
图1示出通信系统的示例；
图2是示出通信系统中的上行链路负荷生成的方法的流程图；
图3是通信系统中的传送节点的一部分的框图；
图4是通信系统中的移动性管理实体的一部分的框图；以及 图5是用户设备中的系统的框图。
【具体实施方式】
[0008]本发明人已经认识到，UE能够用于上行链路负荷生成和控制，从而简化网络测试和其它任务。例如，网络运营商能够决定通过在一个或多个所选上行链路中施加一个或多个测试负荷，来测试网络。运营商能够例如通过选择对应国际移动订户身份(IMSI)来选择UE (其将施加测试负荷)，并且能够使用网络操作和维护(0&M)支持系统(OSS)、采用这个信息适当地配置适当移动性管理实体(MME)。在适当过程中，MME通知UE:如果所选UE处于空闲模式，则网络向UE发送寻呼消息；如果所选UE处于活动模式，则通过正进行通信会话，UE增加用于负荷生成的链路，或者在会话结束之后发送寻呼消息；以及如果所选UE从网络分离，则在初始网络附连过程期间通知该UE。因此，上行链路负荷生成是网络运营商采用MME/eNB和UE可用的负荷信息可控制的，从而使运营商能够调整现有网络，并且在“绿地”网络、即起动前的网络上执行实际模拟。
[0009]图1示出LTE蜂窝通信网络100中的控制节点和功能的简单示例。网络100包括运营商网络110、演进通用陆地无线电接入网(EUTRAN) 130和多个UE 140。在系统100中能够提供其它节点，并且能够实现具有更多、更少或者不同布置的节点的其它配置。此外，图1中的一个或多个节点能够执行描述为由图1中的一个或多个其它节点所执行的任务的一个或多个。例如，eNB的功能性的部分能够在一个或多个基站和一个或多个无线电网络控制器之间划分，以及其它功能性能够移动到网络中的其它节点。在3GPP技术规范(TS) 36.401V8.7.0 “架构描述”(版本8) (2009年9月)以及其它规范中规定LTE通信网络的特征。
[0010]运营商网络110包括OSS 112和归属用户服务器(HSS) 114。OSS 112—般使网络运营商能够控制网络100，并且执行功能，例如网络节点的配置以及其它操作/维护支持功能。HSS 114—般是订户信息的数据库，其结合UE 140和其它节点来支持认证和授权任务。
[0011]如图1所示，运营商网络110还包括演进分组核心(EPC) 120，EPC包括MME 122，MME 122能够执行(和/或支持)EUTRAN的各种功能，例如承载管理功能、认证、网关(GW)选择和初始网络附连过程以及对UE的寻呼。EPC 120还包括服务GW(SGW)/分组数据网络Gff(PDN Gff)节点124。作为SGW，节点124执行多种任务，例如分组路由选择和转发、3GPP间移动性(即，使用3GPP技术的不同蜂窝网络之间的移动性)的移动性锚定以及将Sl-U接口端接到EUTRAN 130。作为TON GW(PGW)，节点124还执行多种任务，例如向节点分配因特网协议(IP)地址 、链接到其它网络(例如因特网)以及充当3GPP网络与非3GPP网络之间的移动性的锚点。虽然示为单个实体，但是SGW/TON GW节点124能够实现为EPC 120中的独立实体，并且能够提供一个以上节点124和一个以上MME 122。根据EPC定义，HSS 114还能够被认为是EPC 120的一部分。
[0012]EUTRAN 130 包括多个 eNodeB (eNB) 132-1、132-2、…，其通过 SI 接口的版本、例如到(一个或多个)MME 122以及到(一个或多个)SGW 124的Sl-U来与EPC 120进行通信。具体来说，eNB 132和MME 122能够通过Sl-MME接口、按照SI应用协议(SlAP)消息来交换消息。在3GPP TS 36.413 V8.8.0 “SI应用协议(SlAP)，，(版本8) (2009年12月)以及其它规范中规定SlAP协议和消息。eNB还通过LTE-Uu接口(其一般按照3GPP TS 36.331来提供UE与RAN之间的控制平面信令)与UE 140无线通信。当具有其它连接(例如，OSS112能够连接到网络中的所有节点)时，省略eNB 132-2与MME 122之间的连接以简化附图。本领域的技术人员还将会理解，eNB 132能够连接到多个MME，并且eNB能够被认为是运营商网络110的部分。
[0013]每个eNodeB 132_1、132_2、…服务于分为一个或多个小区的相应地理区域。eNB能够使用一个或多个站点处的一个或多个天线来将信息传送到其(一个或多个)小区中，以及不同的天线能够传送相应的不同导频和其它信号。相邻eNB能够通过X2协议接口(其支持UE的活动模式移动性)相互耦合。eNB控制各种无线电网络功能，包括例如单小区无线电资源管理(RRM)，例如无线电接入承载建立、切换、UE UL/DL调度等。多小区RRM功能也能够使用X2协议接口。每个eNodeB还执行编码、解码、调制、解调、交织、解交织等的第I层功能；以及第2层重传机制，诸如混合自动重传请求(HARQ)，以及无线电链路控制(RLC)和无线电资源控制(RRC)的功能。
[0014]UE 140—般是无线通信装置，例如蜂窝无线电话、个人数字助理(PDA)、个人通信系统(PCS)终端、膝上型计算机、掌上计算机或者包括通信收发器(其准许装置经由无线链路来与其它装置进行通信)的任何其它类型的装置或设备。PCS终端能够将蜂窝无线电话与数据处理、传真和数据通信能力相结合。PDA能够包括无线电话、寻呼机、因特网/内联网接入装置、万维网浏览器、组织器、日历和/或全球定位系统(GPS)接收器。UE 140的一个或多个能够称作“普适计算”装置。在一些实现中，UE 140能够包括有线电话(例如，普通老式电话系统(POT)电话)，其连接到公共交换电话网(PSTN)。在任何情况下，UE 140与eNB 132协作执行第1-3层等的适当功能。在3GPP TS 36.304 V8.8.0 “空闲模式的用户设备(UE)过程”(版本8) (2009年12月)以及其它规范中规定UE操作。
[0015]在3GPP TS 36.211 V9.1.0 “物理信道和调制”(版本9) (2009年12月)以及其它规范中描述LTE通信信道。例如，由eNodeB和UE所交换的控制信息通过物理上行链路控制信道(PUCCH)以及通过物理下行链路控制信道(PDCCH)来传送。
[0016]网络100能够与任何类型的一个或多个其它网络(包括局域网(LAN)，广域网(WAN)，城域网，诸如公共交换终端网络或者公共陆地移动网络之类的电话网络，卫星网络，内联网，因特网，或者网络的组合)来交换信息。将会理解，图1所示节点的数量完全是作为举例。能够实现具有更多、更少或不同布置的节点的其它配置。此外，图1中的一个或多个节点能够执行描述为由图1中的一个或多个其它节点所执行的任务的一个或多个。例如，eNodeB的功能性的部分能够在一个或多个基站和一个或多个无线电网络控制器之间划分，以及其它功能性能够移动到网络中的其它节点。
[0017]图2是本发明的一个实施例中生成通信网络中的上行链路负荷的方法200的流程图。在步骤202，基于包括UE的身份(诸如MSI)、负荷生成的时长或者关于负荷生成将响应输入命令而停止的指示以及例如0%与50%之间的值等的测试负荷大小的参数，对一个或多个UE 140来发起上行链路负荷生成。参数能够由网络100的运营商来选择，并且提供给OSS 112，其将参数封装在一个或多个适当请求消息中，并且将(一个或多个)请求消息发送给(一个或多个)MME 122。响应所接收负荷生成请求，MME 122确定(步骤204)对应UE是处于空闲模式还是处于活动会话、也就是说处于活动模式。
[0018]如果UE处于空闲模式(步骤204的“是”)JlJMME 122安排由适当eNB132向UE传送(步骤206)寻呼消息，以及确定(步骤208)是否接收到对寻呼消息的响应。例如，3GPP TS 36.304的第7条款规定空闲模式的UE的寻呼过程。如果没有接收到寻呼响应(步骤208的“否UlJMME向OSS 112回送错误消息或者其它适当指示，并且因此程序流程返回到步骤202。如果接收到寻呼响应(步骤208的“是”)，则MME例如按照上述3GPPTS 36.413的子条款8.2.1中规定的E-UTRAN无线电接入承载(E-RAB)建立过程来发起用于上行链路负荷生成的新会话(步骤210)。
[0019]按照E-RAB建立过程，MME 122通过向eNB 132发送E-RAB建立请求消息(其包含eNB按照请求中的“待建立E-RAB列表”信息元素(IE)来构建E-RAB配置所需的信息)，来发起该过程。在接收E-RAB建立请求消息时，以及如果资源可用于所请求配置，则eNB运行所请求E-RAB配置，从而为每个E-RAB建立适当数据无线电承载并且分配Uu和SI接口上的所需资源。
[0020]在接收来自MME 122的E-RAB建立请求时，eNB 132确定(步骤212)来自UE的上行链路中的PRB的数量(其在给定时间周期、例如一秒期间是可用的)，并且将那个数量与阈值进行比较或者等效地确定可用UL资源的百分比。这样，eNB按照E-RAB建立过程来确定充分资源是否可用于所请求配置。如果平均起来，所需资源或负荷(即，每单位时间周期的上行链路PRB的数量)不可用(步骤212的“否”)，则拒绝MME的建立请求，以及eNB向OSS 112回送错误消息或者其它适当指示，并且因此程序流程返回到步骤202。如果eNB132确定上行链路负荷是可用的(步骤212的“是”)，则接受MME的建立请求，以及上行链路负荷生成按照参数来执行(步骤214)，例如直到定时器指示经过了所请求时长或者直到接收停止命令。在执行负荷生成时(步骤214)，eNB为确保用于上行链路负荷生成的UL PRB的运动平均数匹配请求参数中的上行链路负荷值所需的UL PRB来调度UE。将会理解，这种调度应当小心地进行，因为当UE采用“哑”数据来填充UL负荷生成PRB并且将那些PRB传送给eNB时，网络容量暂时减小。
[0021]如果UE已经处于与eNB 132的活动会话中(步骤204的“否”)，则MME 122例如按照3GPP TS 36.413的子条款8.2.2中规定的E-RAB修改过程来发起(步骤216)用于上行链路负荷生成的对现有会话的增加。然后，上行链路负荷生成将作为专用承载来执行。将会理解，使用E-RAB修改过程使网络运营商能够具有由活动模式的UE或多或少立即生成的上行链路测试负荷。使用E-RAB修改过程的一种备选方案是等待UE进入空闲模式，并且沿用自步骤204的“是”的方法。
[0022]按照E-RAB修改过程，MME 122向eNB 132发送E-RAB修改请求消息，其包含由eNB修改现有E-RAB配置的一个或数个E-RAB所需的信息。在接收E-RAB修改请求消息时，以及如果资源可用于所请求配置，则eNB运行所请求E-RAB配置的修改，从而为每个所识别E-RAB修改数据无线电承载配置并且改变Uu和SI接口上的资源的分配。
[0023]在接收来自MME 122的E-RAB修改请求时，eNB 132确定(步骤218)来自UE的上行链路中的PRB(其在给定时间周期、例如一秒期间是可用的)的数量。如果平均起来，所需负荷(即，每单位时间周期的上行链路PRB的数量)不可用(步骤218的“否”)，则拒绝MME的修改请求，以及eNB向OSS 112回送错误消息或者其它适当指示，并且因此程序流程返回到步骤202。如果eNB 132确定上行链路负荷是可用的(步骤218的“是”)，则接受MME的修改请求，并且执行(步骤214)上行链路负荷生成，其中eNB为确保用于上行链路负荷生成的UL PRB的运动平均数匹配请求参数中的上行链路负荷值所需的UL PRB来调度UE0
[0024]上行链路负荷生成、例如图2所示的方法能够通过经过OSS 112的网络运营商命令或者通过适当定时器(其能够位于OSS 112或者另一个网络节点中)的到期来触发。如果由运营商触发，则OSS有利地通知MME停止正进行负荷生成会话。如果由定时器触发，则MME本身在定时器到期时发起停止负荷生成会话。
[0025]如图2所示，MME 122有利地不向SGW/TON Gff 124发送任何建立消息，以及用户平面网络资源没有被使用。接收所生成上行链路负荷的eNB 132简单地丢弃用于上行链路负荷E-RAB的所有用户平面数据。由节点所检测的任何错误有利地向上传送到其高层节点，以及适当节点分级结构按降序为:0SS、MME、eNB、UE。
[0026]为了执行如上所述的上行链路负荷生成，分别在3GPP TS 36.413的子条款
9.1.3.1和9.1.3.3中规定的E-RAB建立请求和E-RAB修改请求消息修改成包括一个或多个IE，一个或多个IE包含所选参数，S卩，UE的身份(MSI以及由eNB所使用的对应UE-1D)、负荷生成的时长或者关于负荷生成将响应输入命令而停止的指示以及负荷量。
[0027]下表I示出适当IE，其能够称作“上行链路负荷”或者另一个适当名称。表I中，最左列(“IE/组名称”)以IE/组名称列示四个参数，左中列(“需要”)列示这些参数对于这个IE是强制的还是可选的，右中列(“多”)指示参数的数值范围，以及最右列(“注释”)包括说明注释。例如，表I指示网络运营商能够在从0%至50%的负荷时将上行链路负荷IE用于测试I至100个UE。将会理解，能够使用表I及其信息的其它排列。
【权利要求】
1.一种生成通信网络中的上行链路(UL)负荷的方法，包括: 确定所述通信网络中的用户设备(UE)是处于空闲模式还是活动模式； 如果所述UE处于所述空闲模式，则: 向所述UE传送寻呼消息； 确定是否接收到对所述寻呼消息的响应； 如果接收到所述响应，则确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用； 如果充分UL资源是可用的，则为上行链路负荷生成建立到所述UE的无线电接入承载；以及 按照所述参数集合在 所述无线电接入承载上生成UL负荷；以及 如果所述UE处于所述活动模式，则: 确定按照所述参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用； 如果充分UL资源是可用的，则增加专用于上行链路负荷生成的到所述UE的无线电接入承载；以及 按照所述参数集合在所增加的所述无线电接入承载上生成UL负荷。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述参数集合包括所述UE的标识符、负荷生成的时长或者关于负荷生成将响应输入命令而停止的指示以及测试负荷大小。
3.如权利要求1所述的方法，其中，建立所述无线电接入承载包括向所述通信网络中的演进NodeB发送建立请求消息。
4.如权利要求1所述的方法，其中，增加所述无线电接入承载包括向所述通信网络中的演进NodeB发送建立修改消息。
5.如权利要求1所述的方法，其中，确定对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用包括确定在所设置时间周期期间可用的、来自所述UE的UL中的物理资源块的数量，并且将所述数量与阈值进行比较。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在所述无线电接入承载上生成UL负荷包括为确保用于上行链路负荷生成的UL物理资源块(PRB)的运动平均数对应于所述参数集合所需的UL PRB来调度所述UE。
7.一种用于生成通信网络中的上行链路(UL)负荷的系统，包括: 移动性管理实体(MME)、演进NodeB (eNB)和用户设备(UE)； 其中所述MME配置成确定所述UE是处于空闲模式还是活动模式；如果所述UE处于所述空闲模式，则使寻呼消息被传送给所述UE，以确定是否接收到对所述寻呼消息的响应，如果接收到所述响应，则向所述eNB发送为UL负荷生成建立到所述UE的无线电接入承载的建立请求消息；以及如果所述UE处于所述活动模式，则向所述eNB发送增加专用于UL负荷生成的到所述UE的无线电接入承载的修改请求消息；以及 其中所述eNB配置成确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用；如果充分UL资源是可用的，则通过为上行链路负荷生成建立到所述UE的所述无线电接入承载并且将所述UE配置成按照所述参数集合在所述无线电接入承载上生成UL负荷，来响应所述建立请求消息，以及通过增加到所述UE的所述无线电接入承载并且将所述UE配置成按照所述参数集合在所增加的所述无线电接入承载上生成UL负荷，来响应所述修改请求消息。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述参数集合包括所述UE的标识符、负荷生成的时长或者关于负荷生成将响应输入命令而停止的指示以及测试负荷大小。
9.如权利要求7所述的系统，其中，所述eNB配置成至少通过确定在所设置时间周期期间可用的、来自所述UE的UL中的物理资源块的数量，并且将所述数量与阈值进行比较，来确定对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用。
10.如权利要求7所述的系统，其中，所述eNB将所述UE配置成至少通过为确保用于上行链路负荷生成的UL物理资源块(PRB)的运动平均数对应于所述参数集合所需的ULPRB来调度所述UE，在所述无线电接入承载上生成所述UL负荷。
11.一种具有非暂时存储指令的计算机可读介质，所述指令在由无线通信网络中的计算机运行时，使所述计算机执行生成所述通信网络中的上行链路(UL)负荷的方法，其中所述方法包括: 确定所述通信网络中的用户设备(UE)是处于空闲模式还是活动模式； 如果所述UE处于所述空闲模式，则: 向所述UE传送寻呼消息； 确定是否接收到对所述寻呼消息的响应； 如果接收到所述响应， 则确定按照参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用； 如果充分UL资源是可用的，则为上行链路负荷生成建立到所述UE的无线电接入承载；以及 按照所述参数集合在所述无线电接入承载上生成UL负荷；以及 如果所述UE处于所述活动模式，则: 确定按照所述参数集合对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用； 如果充分UL资源是可用的，则增加专用于上行链路负荷生成的到所述UE的无线电接入承载；以及 按照所述参数集合在所增加的所述无线电接入承载上生成UL负荷。
12.如权利要求11所述的介质，其中，所述参数集合包括所述UE的标识符、负荷生成的时长或者关于负荷生成将响应输入命令而停止的指示以及测试负荷大小。
13.如权利要求11所述的介质，其中，建立所述无线电接入承载包括向所述通信网络中的演进NodeB发送建立请求消息。
14.如权利要求11所述的介质，其中，增加所述无线电接入承载包括向所述通信网络中的演进NodeB发送建立修改消息。
15.如权利要求11所述的介质，其中，确定对UL负荷生成是充分的UL资源是否可用包括确定在所设置时间周期期间可用的、来自所述UE的UL中的物理资源块的数量，并且将所述数量与阈值进行比较。
16.如权利要求11所述的介质，其中，在所述无线电接入承载上生成UL负荷包括为确保用于上行链路负荷生成的UL物理资源块(PRB)的运动平均数对应于所述参数集合所需的UL PRB来调度所述UE。
【文档编号】H04W24/06GK103988539SQ201280057643
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年9月1日 优先权日:2011年9月24日
【发明者】S.瓦拉穆迪 申请人:瑞典爱立信有限公司