在传输网络内使用主动探测优化无线电服务的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于由每个无线电接入节点进行的传输路径质量和容量的估计进行的无线电服务优化。
【背景技术】
[0002]传输网络被视为稀有的共享资源，并且带宽需求难以预测和管理。随着无线保真(W1-Fi)、第三代(3G)和第四代(4G)无线电接入网络的部署，移动传输网络(即，回程分组网络)正变成带宽瓶颈(BB)，它被定义为沿在移动订户与例如因特网等服务端点之间完整路径的最低带宽。使用长期演进(LTE)网络时，用于订户GBR连接的请求的保证比特率(GBR)或用于订户非GBR连接的请求的聚合最大比特率(AMBR)将很快超过300 Mbps，由此使得单一订户可能消耗在无线电接入节点与移动核心网络之间可用的大部分或所有传输网络资源。
[0003]此外，需要在分布式无线电接入节点之间的协调能力以提升由于无线电网络的致密化(给定地理区域中大量的小型和更大无线电接入节点)造成的干扰产生的用户分组输送。如果在无线电接入节点之间的传输延迟相对于阈值是大的，或者如果在无线电接入节点之间的可用容量相对于阈值是小的，则此类无线电协调能力表现不佳(或根据不执行)。
[0004]诸如W1-F1、3G或4G等当前无线电接入技术在许可无线电接入节点上的新订户，输送或调度用户分组到移动订户装置时，或者在管理接入节点之间无线电协调时，未动态计及移动传输网络的变化质量(分组延迟和丢失)和可用容量。
[0005]人们已提议部署在每个无线电接入网络内的带宽中介(broker)服务器以提升许可控制。带宽中介未解决无线电链路调度和无线电服务启用。它只是单点失效，并且要求在无线电接入网络中另外的信令处理，并且在许可控制与切换判定期间增加了相当大的延迟。
[0006]无线电资源由经常称为无线电许可控制(RAC)，负责移动订户连接处理和无线电资源管理(RRM)的技术、协议、工具或方法控制，其中，RRM负责无线电承载业务调度和链路自适应。在LTE网络中，无线电资源由像eNodeB (eNB)和家庭eNodeB等分布式无线电接入节点管理。
[0007]传输网络(TN)资源由不同技术管理，例如，因特网协议(IP)、以太网、多协议标签交换(MPLS)、协议、工具或经常称为数据业务工程的方法。业务工程的主要目的是要通过查找在传输网络拓扑内提供的数据业务的最佳可能布置，实现最低传输成本。TN资源由诸如路由器和交换器等TN节点管理，并且能够由诸如eNodeB等无线电接入节点远程监视。
[0008]诸如eNodeB和家庭eNodeB等负责订户连接许可控制和无线电资源协议与管理的无线电接入节点不知道相互(邻居无线电接入节点或移动核心节点(MCN))的实际传输网络质量和容量。第三代合作伙伴项目(3GPP)和因特网工程任务组(IETF)标准规范未指示在传输与无线电网络之间应交换什么资源信息以及应如何交换此信息。无线电资源和传输资源当前单独进行优化和管理。
[0009]—个现有解决方案是为在每个无线电接入节点上的无线电许可控制配置最佳表示可用传输资源的静态参数集。例如，能够跨能到达适当核心节点和邻居接入节点的给定传输接口，估计和配置最大下行链路(DL)带宽、最大下行链路延迟、最大上行链路(UL)带宽和最大上行链路延迟参数。在请求新GBR承载或者将新GBR承载切换到新接入节点时，能够将以每秒比特数表示的请求的上行链路与下行链路保证比特率和每个池中的剩余带宽进行比较以确定是应接受还是拒绝承载。此方法具有严重的限制。它难以配置和优化，并且由于资源参数是静态的，不一定反映在给定时刻的实际可用带宽容量或实际延迟/丢失特性，因此，它不保证有满意的结果。
[0010]另一现有解决方案是通过配置差分服务码点(DSCP)/p比特标记、分类和基于类的业务管理，对跨移动传输网络的拥塞做出反应和管理。此解决方案设计成保护高优先级业务，防止由低优先级业务造成的链路拥塞。此方法具有严重的限制，这是因为方法不防止能够对包括随机早期检测(RED)等高优先级业务和队列管理技术造成的拥塞。方法也不为共享相同低优先级类的订户提供相等或特定的丢弃概率，这是因为传输节点不能区分单独的通用分组无线电服务(GPRS)隧穿协议用户(GTP-U)隧道或订户连接。
[0011]另一现有解决方案是通过将拥塞信号或显式拥塞通知(ECN)标记携带回传输发送器(其中预期发送器的响应是将降低其速率)，对跨移动传输网络的拥塞做出反应和管理。此类机制和协议在因特网工程任务组(IETF)拥塞暴露(CONEX)工作组中讨论。IETF团体当前在处理问题声明，并且未对用于处理传输拥塞和如何能够将此拥塞指示输送到业务的发送器的优选方法上达成一致。CONEX协议的一个严重限制是包括用户设备在内的所有装置和节点可能需要启用CONEX以便有效地工作。另一限制是CONEX协议实际上未测量传输网络质量或容量，而是对沿路径的链路拥塞做出反应。
[0012]另一现有解决方案是在每个无线电接入网络内引入带宽中介服务器，其中，中介负责收集和相关无线电接入网络中所有路径上的负载状态，并且在跨传输网络的路径拥塞时接受/拒绝每个订户连接请求。此方法也具有严重的限制。它要求部署和管理在每个无线电接入网络中的另外服务器；可能是例如演进通用地面无线电接入网络(E-UTRAN)、UTRAN和全球移动通信系统(GSM)等每无线电接入技术一个服务器集。方法要求所有路径性能信息持续传送到中央服务器，这消耗了不必要的传输网络资源。服务器不一定始终具有网络的实时状态，造成判定不准确。在引入带宽中介时，要求对信令体系结构进行根本性的更改，这要求新的带宽中介客户端或无线电网络服务器。这将在许可控制和切换判定期间添加高达50 ms的相当大的延迟，而对于在eNodeB之间基于X2的切换，最好是在I ms内做出此类判定。如果通过以下操作，在测量过程中涉及沿路径的每个节点，则测量每跳上的负载的方法不容易部署:更新探测分组，并且在传输网络节点与负责注入或反射测试业务的端点节点之间形成协议相关性。
【发明内容】
[0013]本文公开了用于确定在第一无线电服务节点与第二无线电服务节点之间传输监视连接的质量和容量以有利于订户连接的本地管理的方法和系统。根据一方面，本发明提供一种方法，方法包括将第一测试分组经传输监视连接从第一无线电服务节点发送到第二无线电服务节点。经传输监视连接接收来自第二无线电服务节点的第二测试分组。第二测试分组具有由第二无线电服务节点添加到第一测试分组的信息。方法包括在第一无线电服务节点分析第二测试分组以确定传输监视连接的质量和带宽。基于质量和带宽，在传输监视性能是降低和提升之一时通知控制和用户平面功能。方法包括基于传输监视连接的质量和带宽，经控制平面(CP)功能和用户平面功能做出无线电服务配给判定。
[0014]根据此方法，在一些实施列中，第一无线电服务节点是无线电接入节点，并述第二无线电服务节点是无线电核心节点。在一些实施例中，传输监视连接是在第一无线电服务节点与第二无线电服务节点之间的双向传输监视连接。在一些实施例中，做出无线电服务配给判定包括许可和拒绝订户接入无线电网络之一。在一些实施例中，做出无线电服务配给判定包括协商订户承载速率。在一些实施例中，做出无线电服务配给判定包括启用和停用无线电特征之一。启用和停用无线电特征之一包括为订户启用和禁用载波聚合和移动性管理之一。在一些实施例中，做出无线电配给判定包括基于传输监视连接的质量和带宽，修改至少一个承载分组到至少一个订户的调度。在一些实施例中，做出无线电服务配给判定包括基于传输监视连接的质量和带宽，将拥塞通知发送到用于至少一个订户的无线电核心节点和因特网至少之一。在这些实施例中，方法可还包括基于拥塞通知，修改至少一个承载分组到至少一个订户的调度。一些实施例可还包括在第一无线电服务节点确定是否进行为用户分组标记拥塞指示和基于传输监视连接质量和带宽修改服务质量之一。在一些实施例中，第一测试分组具有前向序号和离开时间时戳，并且第二测试分组具有前向和反向序号、到达时间时戳及离开时间时戳。在一些实施例中，第一和第二测试分组是因特网协议IP多协议标签交换MPLS和以太网测试分组之一。在一些实施例中，第一无线电服务节点是演进节点B eNB，并且第二无线电服务节点是服务网关SGW。
[0015]根据另一方面，本发明提供一种监视连接第一无线电服务节点和第二无线电服务节点的传输监视连接的性能的方法。方法包括将外出分组经传输监视连接发送到第二无线电服务节点。方法还包括经传输监视连接接收来自第二无线电服务节点的进入分组，其中，响应外出分组的传送，接收每个进入分组。进入分组经处理以确定用于传输网络的性能度量。方法还包括在由第一无线电服务节点执行许可订户连接和启用无线电特征之一之前，基于性能度量经控制平面实体验证传输网络连接的状态。方法还包括在由无线电链路调度器执行至少一个承载分组到至少一个订户的调度前，基于性能度量，经用户平面实体通知无线电链路调度器传输监视连接的状态。
[0016]根据此方面，在一些实施例中，确定性能度量包括确定单向分组延迟、单向分组延迟变化、单向分组丢失率和单向可用带宽至少之一。在一些实施例中，确定性能度量包括确定在某个时间间隔内至少一个性能度量的平均值。一些实施例可还包括基于确定的性能度量之一，做出分组丢弃判定。一些实施例可还包括基于传输监视连接的确定的状态，执行许可订户连接和启用无线电特征之一。一些实施例可还包括基于传输监视连接的确定的状态，为用户设备调度承载分组。
[0017]根据仍有的另一方面，本发明提供一种第一无线电服务节点，第一无线电服务节点具有监视连接第一无线电服务节点和第二无线电服务节点的传输网络的性能的容量。第一无线电服务节点包括传输监视控制器TMC、控制平面传输实体和用