[发明专利]网络瓶颈管理

说明书

技术领域

本发明涉及用于管理电信网络中的瓶颈的机制。具体地，本发明涉及用于计算和报告瓶颈的存在和程度的机制。

背景技术

长期演进(LTE)是当前由第三代伙伴激活(3GPP)开发的通信网络技术。LTE需要被称为演进的通用陆地无线接入网(E-UTRAN)的新无线接入技术，该技术被设计来改进网络容量、减少网络中的延迟并因而提高最终用户的体验。系统架构演进(SAE)是LTE通信网络的核心网架构。

参见图1，LTE/SAE架构包括移动性管理实体(MME)1，MME 1负责控制信令。SAE网关(SAE-GW)2负责用户数据。SAE-GW 2由两个不同的部分组成，即，路由用户数据分组的服务网关以及在用户设备和外部数据网络之间提供连接的PDN网关。在3GPP技术规范(TS)23.401中对这些节点进行了详细描述。所有这些节点是通过IP网络互联的。其他节点是担当网络中的基站的eNodeB 3、4。在这些节点类型之间有三种主要的协议和接口。它们是S1-MME(在eNodeB 3、4和MME 1之间)、S1-U(在eNodeB 3、4和SAE-GW 2之间，或者更准确地，在eNodeB 3、4和服务网关之间)以及X2(在eNodeB 3、4之间)。在这些接口中使用的对应协议是S1AP(S1应用协议)和X2AP(X2应用协议)。所有这些协议和接口是基于IP的。此外，网络可以包含作为以上接口的一部分的其他节点，例如，HeNB与网络中的剩余节点之间的归属eNodeB网关(HeNB GW)。

在所有的新一代移动系统中，考虑到很多因素来动态地决定向用户分配的资源的量，这些因素包括无线质量、拥塞水平、容量限制、QoS参数。因此，所观察的针对用户的性能在较宽的范围上随时间改变。使用当前技术，识别与资源分配有关的问题和精确识别不同的因素如何影响到订户是非常困难的任务。没有这种可靠的管理能力，网络的有效操作是非常有限的，以及运营商必须依靠更间接的方法。

订户和设备跟踪使得网络运营商可以收集关于系统上的给定终端(或用户设备(UE))的统计量。3GPP TS 32.421 v8.5.0(2006年6月)对此进行支持。在3GPP中，“目标质量测量”UE报告在标准化中。可以开启这种类型的报告，以获得与UE所看到的服务质量有关的信息。

节点实现性能计数器以监视节点功能的性能。例如，在LTE中，计划eNodeB包含调度器相关计数器。这些计数器包含周期性报告的针对所有UE的平均值。

可以利用一般的统计方法来处理所测量的数据，例如，多元数据分析、有助于发现特定输入变量(即，因素)和一些输出测量之间的关系的因素分析、或者尝试解释所测量的数据中变化的源的成分分析。另一相关技术是敏感性分析，这是通过在与所假设的相比一些输入参数变化的情况下，量化利用该模型获得的结果的不确定性来评估给定系统的数学模型的“良好度”的方法。这评估了与具体模型进行比较，结果有多可靠，因而不是特别适于识别限制具体用户的性能的瓶颈因素。

从而，可以看出，很多网络管理动作或自组织功能要求来自网络的详细信息，而这会是难以获得的。

具体地，UE或订户跟踪(在TS 32.421中详细描述)要求事先识别特定UE，以及仅可以针对有限的时间和有限的UE量来执行测量。这是因为跟踪是非常详细的，以及在所有时间针对所有订户开启是不可行的。该功能适于当跟踪特定的已知UE的集合时的故障诊断，而不适用于网络管理目的。UE跟踪还没有指定如何以一致性标准(coherent standard)的方式报告节点内部性能度量。

直接来自UE的性能报告提供了关于UE的性能的有价值信息，然而其不包含与瓶颈有关的其他信息：仅报告UE自身的质量体验。

可以指定计数器，然而计数器不是在每UE的水平上，因此，有效的每UE动作或高级的自组织网络(SON)算法是不可能的。计数器提供的平均视野没有使得在因素之间进行相关成为可能。此外，需要测量和从网络报告哪些因素用于瓶颈识别是不显而易见的。

目前无法计算和报告影响单个UE的瓶颈的原因。无法容易地将一般统计方法应用于该问题，因为利用这些方法，详细的每UE数据仍然是隐藏的，以及在任何事件中，每UE瓶颈的识别是难以实现的。

类似地，发现特定输入参数和测量输出之间的关系，即，发现系统模型并在然后对其评估(如由敏感性分析进行的)，并不有助于识别每UE瓶颈。

此外，无线资源的建模是困难的任务。对于输入参数和性能之间的关系没有通用的模型，因为该关系是高度非线性的，并且按照节点实现标准的方式，会存在差异。