[发明专利]用户面拥塞处理方法、装置及服务网关

说明书

技术领域

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

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：

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。

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。

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S1-C接口相连，SGSN和RAN之间通过Iu-C接口相连，C表示控制面。

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。

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。

分组数据网关（Packet Data Network Gateway，简称为PDN 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PDN）的网关功能，为用户分配用户IP（Internet Protocol）地址。PDN 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，PDN 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）。

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。

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。

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：