[发明专利]一种移动性管理的控制平面优化方法和控制器

说明书

本申请公开了一种移动性管理的控制平面优化方法，包括：在由宏基站、微基站和无线接入点形成的异构分层移动无线接入网络的簇内，收集网络资源状态信息，对信息进行预处理和分析，将分析结果作为对应于网络资源状态的场景数据；在簇内，收集各计算卸载协同控制器所属协同计算单元的与移动性管理控制平面相关的计算资源状态信息，对收集的计算资源状态信息进行预处理和分析，将分析结果作为场景数据；将网络资源状态和计算资源状态的场景数据作为限制条件进行移动性管理控制平面的优化，基于优化控制结果完成移动性管理功能。应用本申请，能够优化面向计算卸载业务的移动性管理控制平面，提高支持计算卸载业务时的移动性管理控制平面性能。

技术领域

本申请涉及移动性管理技术，特别涉及一种移动性管理的控制平面优化方法和控制器。

背景技术

近年来，智能移动设备的数量大幅度增长及其在CPU处理能力、网络连接能力、传感能力等性能方面的提升，使得人们将更多地使用移动设备接入网络和获取服务，但是，面对一些图像识别、网上游戏等计算密集型应用，移动设备的计算能力、电池续航能力等依然构成对应用实施的严重限制。因此，有人提出由移动设备将计算复杂度较高的任务卸载到远程的云数据中心，数据中心再将计算结果返回给移动设备的解决方案[4,5]；但是，云数据中心与移动设备距离较远，通过高延迟的广域网连接，一方面，移动设备无法快速地获得需要的应用计算结果，另一方面，频繁的计算应用卸载会给广域网造成较大的流量压力，导致核心网络的流量增加，同时，也会导致移动无线网络的流量激增、无线接入网络的前传和和回程链路带宽紧张，对移动无线接入网络的资源使用造成较大的压力。

移动边缘计算(MEC：Mobile Edge Computing)为基于移动无线接入网络的边缘计算提供了一个可行的解决方案。在宏基站、微基站、无线接入点以及移动用户设备配置具有计算能力的模块，通过在基站、用户终端上提供计算卸载能力，可以使计算密集型应用在更接近网络边缘的设备上完成，这样，既可以减少用户的服务响应时延，同时，也可以提高边缘设备的资源利用率，减少移动无线网络中由于在核心网络进行计算卸载带来的回传、前传链路的网络负载。由此可见，基于边缘计算的应用对异构移动无线接入网络的网络架构及其智能组网产生了较大的影响。

具体地说，由于宏基站、微基站、无线接入点和用户终端上均可能支持计算能力，因此，移动用户在异构分层无线接入网络中漫游时，可以将计算卸载到包括宏基站、微基站、无线接入点甚至附近的移动用户终端上，由宏基站、微基站、无线接入点甚至附近的移动用户终端上的协同计算单元完成卸载后的计算任务，再将计算结果返回给移动用户，当移动用户移动并进行切换时，会影响计算卸载过程中用户发送和接收计算结果数据的传输，尤其是当计算卸载业务的计算输入数据和计算输出数据量大、卸载节点和被卸载节点之间的计算任务调用造成节点之间的频繁交互时，会对计算卸载业务的完成造成不利的影响。因此，有必要研究并优化面向计算卸载业务的移动性管理机制。

现有蜂窝移动网络中的移动性管理功能是通过MME、S-GW、P-GW以及源基站、目标基站等功能模块完成的，其中，MME位于核心网络，完成位置管理、切换管理和数据管理等移动性管理相关的功能，具体地，在控制平面上，用户基于附着、唤醒、切换以及空闲等与移动性管理功能相关的四类事件的信息交互，均由在核心网络中集中式部署的MME实体、S-GW、P-GW以及源基站、目标基站等实体协同完成；在数据平面上，采用基于附着基站与服务网关协同的方式完成移动性管理涉及的数据平面的数据流传输。从本质上看，基于上述移动性管理功能的部署方法时，移动性管理功能是采用集中方式部署的方式实现的，在控制平面上不但存在单点故障问题，而且，还存在信令流量欠优化、难以满足不同业务需求的问题。