[发明专利]移动通信网络中的性能监控

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及移动通信网络中的性能监控，具体地说，涉及与拥塞有关的性能监控。

背景技术

在移动通信网络中需要性能监控。然而，网络运营商具有能够确保其各自的网络向用户传送可接受的质量的各种需要。就性能监控信息的粒度而论，可以以多种深入到不同程度的方式来完成性能监控。一种用于性能监控的度量是通常与诸如通用移动或固定宽带等的连通性提供(connectivity deliver)相关联的服务诊断度量。这些度量包括例如分组丢失数据、带宽吞吐量、延迟，但是这些度量还可以包括节点运行时间/停机时间、链路利用率；即，聚合测量。

在移动通信网络中，有大量的性能监控数据可用。当然，固定宽带网络中可用的对互联网协议(IP)层进行的所有测量也可以用于无线分组交换(PS)传输业务，但是除此之外，还可以利用与无线电接入有关的性能度量，例如，小区负载水平、功耗、调度器信息、排队时间和各种移动性测量。

因此，当在移动网络中针对PS业务进行性能监控时，来自无线电接入测量和IP层测量的组合信息可以给出可以根据其推断出服务性能和网络利用率的大量信息。

如果性能测量被限制于仅对IP层进行的性能测量，则将显著地减小可用信息的量。即，除去了可以使用专用协议/接口传输的与接入有关的可能测量。

对于与拥塞有关的性能监控，只有对特定的节点使用排队时间测量，确定拥塞的水平才成为可能，并且很难告知其它节点中的拥塞水平。

众所周知，在用户之间利用共享资源的PS网络可能经历拥塞。当共享资源的入口节点(即，进入点)的业务之和超过相同的共享资源的出口节点(即，退出点)的业务之和时，将发生拥塞。最典型的示例是具有特定数量的连接101、102、103、104的路由器100，如图1中所示。即使当路由器具有足以根据链路吞吐量来重新路由业务的处理功率时，当前可用的链路吞吐量也可能限制路由器的输出链路可以处理的业务的量。因此，路由器的缓冲区将建立并且最终溢出。网络现在经历拥塞并且路由器被迫丢弃分组。

当研究具有共享信道的无线网络(例如，无线LAN(IEEE802.11a/b/g))或者移动网络(例如，高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)和WiMAX)时，可以发现拥塞的另一个示例。在图2中示意性地示出了LTE网络，其包括无线连接到eNodeB(eNB)202的用户设备(UE)201、具有基于IP(互联网协议)的传输网络203。在这些无线网络中，在用户之间至少共享下行链路，并且因此，可能的候选者经历拥塞。在例如LTE的情况下，基站(也称作eNodeB B(eNB))将管理媒体接入控制(MAC)层上的去往移动终端(也称作用户设备(UE))的重传，这将影响eNB在任何给定的时刻可以为其提供吞吐量的业务的量。在UE处进行成功接收所需的重传越多，可用于为其它用户提供吞吐量的功率越少。

用于任何路由节点的通常行为是提供缓冲区，这些缓冲区可以管理输入/输出链路容量的一定量的变化，并且因此吸收较轻的拥塞发生。然而，当拥塞很严重时，路由节点将最终丢弃分组。针对传输控制协议(TCP)业务，发送方将检测到丢弃的分组，这是因为未接收到针对该特定的分组的确认(ACK)并且将发生重传。此外，TCP协议具有固有的速率自适应特征，该特征将在发生分组丢失并且在IP层上发生重传时降低传输比特率。因此，TCP非常适合于应对网络拥塞。

使用TCP的典型示例是例如使用文件传输协议(FTP)的文件传输，如图3所示。将文件从一个位置实际传输到另一个位置是以可靠的方式完成的，这是因为包含文件的片段的每一个TCP分组被接收机确认。如果在特定的超时间隔内未接收到确认，则重传数据。针对每一个连接，基于往返时间来动态地确定TCP重传超时值。在接收机处，序号用于对可能无序接收的分段进行正确排序，并且消除副本。TCP通过随着每一个确认返回窗口，来管理所发送的数据量，该窗口指示在成功接收到上一个分段以后的可接受的序号的范围。该窗口指示在接收到进一步准许之前发送方可以发送的经允许的八位字节数量。因为该流程控制被建立在协议本身中，因此TCP提供了速率自适应特征，而不论使用TCP的是哪一种应用。