способ и система динамического управления трафиком мобильной сети

Формула изобретения

1. Способ управления потоком данных между множеством мобильных терминалов и сетью мобильной связи, содержащей множество сот, включающий шаги, на которых:

контролируют объемы потока данных, относящиеся к индивидуальным сотам, с целью обнаружения сот с высокой нагрузкой среди множества сот,

для каждой из обнаруженных сот с высокой нагрузкой выполняют анализ потока данных, относящийся к индивидуальным мобильным терминалам, с целью выбора по меньшей мере одного из мобильных терминалов для ограничения потока данных, и

временно ограничивают поток данных между сетью мобильной связи и выбранным по меньшей мере одним мобильным терминалом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на шаге контроля объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам, выполняют прием и анализ записей о событии из элементов сети мобильной связи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на шаге контроля объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам, выполняют прием в реальном времени записей о событии из элементов сети мобильной связи посредством протокола реального времени.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что на шаге контроля объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам:

компонуют по сотам принятые записи о событии с целью создания записи о нагрузке, индивидуальной для соты, для каждой из сот, и

выполняют периодическую проверку записей о нагрузке, индивидуальных для соты.

5. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что включает следующие шаги:

компонуют по мобильным терминалам принятые записи о событии с целью создания записи о нагрузке, индивидуальной для мобильного терминала, для каждого из мобильных терминалов, и

используют созданные записи о нагрузке, индивидуальные для мобильного терминала, в анализе потока данных, относящемся к индивидуальным мобильным терминалам.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что каждая скомпонованная запись о нагрузке охватывает некоторый период времени, и способ включает шаг, на котором многократно компонуют такие записи о нагрузке, охватывающие следующие друг за другом периоды времени.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что каждая скомпонованная запись о нагрузке охватывает некоторый период времени, и способ включает шаг, на котором многократно компонуют такие записи о нагрузке, охватывающие следующие друг за другом периоды времени.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что соты с высокой нагрузкой среди множества сот обнаруживают путем выполнения шагов, на которых:

сравнивают объемы потока данных, относящиеся к индивидуальным сотам, с пороговыми значениями, индивидуальными для соты, установленными для соответствующих сот, и

в качестве сот с высокой нагрузкой выбирают все соты, для которых объем потока данных, относящийся к индивидуальной соте, превосходит пороговое значение, индивидуальное для соты.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что на шаге анализа потока данных, относящегося к индивидуальным мобильным терминалам, выполняют следующие шаги:

определяют объемы потока данных, относящиеся к индивидуальным мобильным терминалам, с целью выявления группы мобильных терминалов, создающих большую нагрузку, и

в группе мобильных терминалов, создающих большую нагрузку, выбирают мобильные терминалы для ограничения потока данных.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что на шаге выбора мобильных терминалов для ограничения потока данных при осуществлении выбора применяют критерии выбора, при этом критерии выбора включают по меньшей мере один из следующих: объем потока данных, тип услуги, предоставляемой с использованием потока данных, тип абонентского контракта мобильного терминала.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что с каждым из мобильных терминалов связано определенное качество обслуживания (QoS), и шаг временного ограничения потока данных между сетью мобильной связи и выбранным по меньшей мере одним мобильным терминалом включает шаги, на которых:

снижают QoS выбранного по меньшей мере одного мобильного терминала; и

восстанавливают QoS.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что шаг восстановления QoS запускают таймером.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что для каждой из сот с высокой нагрузкой включает шаги, на которых:

периодически сравнивают объем потока данных, относящийся к индивидуальной соте, с нижним пороговым значением, относящимся к индивидуальной соте, и

запускают шаг восстановления QoS, если обнаруживается, что объем потока данных меньше нижнего порогового значения, относящегося к индивидуальной соте.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что объемы потока данных определяют периодически в следующие друг за другом периоды времени продолжительностью менее 30 минут, например, от 1 до 20 минут, как вариант, от 5 до 15 минут.

15. Система обеспечения взаимодействия и активации для сети мобильной связи, содержащей множество сот, выполненная с возможностью осуществления способа по любому из пп.1-14.

16. Машиночитаемый носитель информации, содержащий программный код, обеспечивающий указание компьютерной системе осуществить способ по любому из пп.1-14.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам, системам и компьютерным программным продуктам для управления потоком данных (графиком) в сети мобильной связи.

В частности, настоящее изобретение относится к управлению потоком данных между множеством мобильных терминалов и сетью мобильной связи, включающей множество сот.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к динамическому управлению (или управлению в реальном времени) потоком данных. В данном контексте термины «динамическое управление» и «управление в реальном времени» означают возможность осуществления по меньшей мере некоторых функций управления потоком данных непосредственно в процессе его передачи. Примером такого динамического управления может служить изменение параметров, относящихся к сеансу передачи данных, в ходе самого сеанса. Противоположностью такому динамическому (в реальном времени) управлению служат способ и система управления, в которых реагирование в ходе сеанса передачи данных невозможно, а любые возможные функции управления выполняются только до или после передачи потока данных.

Одним из конкретных применений таких способов и систем управления является управление качеством обслуживания (quality of service, QoS) или пропускной способностью, предоставляемым мобильным терминалам, использующим услуги с большим объемом передаваемых посредством мобильной связи данных. Услуги с большим объемом передаваемых данных включают телевидение, просмотр веб-страниц, потоковые сервисы, загрузку видеофайлов и других файлов, электронную почту.

Динамическая сущность такого управления дает преимущества при оптимизации использования ресурсов сети мобильной связи с целью выполнить настолько много запросов обслуживания, поступающих от пользователей, насколько это возможно. Целью оптимизации, таким образом, является обеспечение возможности в любой момент предоставить обслуживание с должным качеством всем активным пользователям.

Уровень техники

В опубликованной патентной заявке US 2007/0058561 A1 раскрыт способ пересогласования уровней QoS в канале связи в одной или нескольких сетях. Канал связи до пересогласования имеет исходный уровень QoS, и способ включает анализ информации, передаваемой по каналу связи между первой концевой точкой сети и второй концевой точкой сети. Способ также включает осуществляемое на основании указанной информации определение типа приложения, используемого первой и второй концевыми точками сети для указанного канала связи. Кроме того, способ включает определение уровня QoS, приемлемого для данного приложения, и согласование, выполняемое с по меньшей мере одной сетью из числа одной или нескольких сетей с целью выделения ресурсов, связанных с сетью, которая будет предоставлять приемлемый уровень QoS.

Раскрытие изобретения

Целью настоящего изобретения является создание новых способа, системы и компьютерной программы для управления потоком данных в сети мобильной связи.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предлагается способ управления потоком данных между множеством мобильных терминалов и сетью мобильной связи, включающей множество сот. Способ включает контроль объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам, с целью обнаружения сот с высокой нагрузкой среди множества сот. Кроме того, способ включает выполнение для каждой из обнаруженных сот с высокой нагрузкой анализа потока данных, относящегося к индивидуальным мобильным терминалам, с целью выбора по меньшей мере одного из мобильных терминалов для ограничения потока данных, и временное ограничение потока данных между сетью мобильной связи и выбранным по меньшей мере одним мобильным терминалом.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается система обеспечения взаимодействия и активации для сети мобильной связи, включающей множество сот. Система включает средства контроля объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам, с целью обнаружения сот с высокой нагрузкой среди множестве сот. Кроме того, система включает анализатор для выполнения анализа потока данных, относящегося к индивидуальным мобильным терминалам, в каждой из обнаруженных сот с высокой нагрузкой и выбора по меньшей мере одного из мобильных терминалов для ограничения потока данных. Система также включает средства временного ограничения потока данных между сетью мобильной связи и выбранным по меньшей мере одним мобильным терминалом.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается компьютерный программный продукт, содержащий программный код, обеспечивающий указание компьютерной системе осуществить способ в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение предлагает новые способ, систему и компьютерный программный продукт для управления потоком данных в сети мобильной связи, превосходящие известный уровень техники по меньшей мере в некоторых применениях.

Например, в настоящем изобретении предлагается выполнять анализ потока данных на двух разных уровнях, именно на уровне сот и на уровне мобильных терминалов.

Анализ на уровне сот позволяет среди множества сот обнаруживать соты с высокой нагрузкой и ограничивать поток данных только в таких сотах с высокой нагрузкой. Таким образом, меры по ограничению потока данных могут быть направлены непосредственно на проблемные зоны сети без оказания воздействия на другие соты. Это обеспечит наивысшее качество обслуживания для пользователей, присоединенных к сотам, не относящимся к сотам с высокой нагрузкой. Способ, раскрытый в вышеупомянутой публикации US 2007/0058561 Al, не дает возможности проводить такой анализ, относящийся к индивидуальным сотам.

В свою очередь, анализ на уровне мобильных терминалов позволяет выбирать для ограничения потока данных те мобильные терминалы, которые используют не критически важные услуги и для которых ущерб от наложения указанного ограничения менее значим. Анализ потока данных, относящийся к индивидуальным мобильным терминалам, дает возможность использовать и другие критерии отбора для ограничения чрезмерного использования услуг и для обеспечения равной доступности услуг для всех пользователей в соте. В сочетании с предварительно выполненным анализом, относящимся к индивидуальным сотам, анализ, относящийся к индивидуальным мобильным терминалам, является весьма эффективным способом обеспечения приемлемого качества обслуживания пользователей в сотах с высокой нагрузкой и обеспечения наивысшего качества обслуживания пользователей, присоединенных через другие соты.

Данная идея изобретения позволяет также предложить несколько полезных вариантов осуществления изобретения, обеспечивающих дополнительные преимущества.

В одном варианте осуществления контроль потока данных выполняется с помощью системы обеспечения взаимодействия, соединенной с сетью мобильной связи. В этом случае система обеспечения взаимодействия может эффективно использоваться для контроля потока данных, анализа, относящегося к индивидуальным сотам, и анализа, относящегося к индивидуальным мобильным терминалам.

В другом варианте осуществления система обеспечения взаимодействия представляет собой систему обеспечения взаимодействия в реальном времени и при управлении потоком данных обеспечивает очень быструю реакцию.

В еще одном варианте осуществления ограничение потока данных может быть эффективно реализовано с помощью системы активации, находящейся во взаимосвязи с системой обеспечения взаимодействия.

В вариантах осуществления изобретения, использующих для контроля потока данных системы обеспечения взаимодействия, при оптимизации потока данных во внимание может приниматься множество разных параметров.

Кроме того, системы обеспечения взаимодействия обычно имеют интерфейсы с системами оперативного управления и экономического учета мобильного оператора, благодаря чему при необходимости может быть легко получена информация о контрактах на обслуживание, заключенных с конкретными пользователями.

Если в управлении потоком данных используется система обеспечения взаимодействия, то снимается необходимость оборудования сети дополнительными системами или устройствами контроля потока данных. Более того, благодаря тому, что системы обеспечения взаимодействия предназначены для сбора информации о нагрузке с целью выставления счетов, принимаемые решения основываются на очень надежной информации.

Тем самым, существуют варианты осуществления изобретения, которые дают возможность ограничения потока данных на уровне индивидуальных мобильных терминалов с учетом потребностей других пользователей в услугах связи и наличия ресурсов в сети мобильной связи. Ограничение может накладываться временно на период пиковых нагрузок. Ограничение также может затрагивать лишь проблемные зоны сети и не оказывать воздействия на другие зоны. При этом при принятии решений об ограничении во внимание могут приниматься типы услуг, предоставляемых пользователям. Поэтому в таких вариантах осуществления изобретения ограничение потока данных оказывает наименьшее воздействие на качество оказания услуг пользователям, попавшим под указанное ограничение, и в то же время гарантируется присоединение к сети мобильной связи наибольшего из возможных количества мобильных терминалов. Это также означает, что операторы сетей мобильной связи могут без опасений подключать пользователей на безлимитные тарифные планы и/или тарифные планы с наибольшей поддерживаемой пропускной способностью, поскольку отсутствует риск возникновения продолжительных перегрузок. Следует заметить, что безлимитные тарифные планы и/или тарифные планы с наибольшей поддерживаемой пропускной способностью могут быть такими, что реально предоставляемая пропускная способность не достигает наибольшей пропускной способности, поддерживаемой сетью. Таким образом, наивысшая реально предоставляемая пропускная способность также может быть установлена на уровне ниже наибольшей пропускной способности, поддерживаемой сетью.

Как ясно из вышеприведенного обсуждения, для реализации динамического управления потоком данных в сети мобильной связи варианты осуществления настоящего изобретения могут использоваться различным образом. В частности, варианты осуществления могут использоваться независимо от тарифных планов. Таким образом, данные варианты осуществления могут быть использованы и в отношении всех мобильных терминалов в сети. Данные варианты осуществления могут быть использованы и в отношении группы терминалов, отобранных в соответствии с другими требуемыми критериями. При необходимости при принятии решений по ограничению потока данных тарифный план пользователей может использоваться в качестве одного из параметров. Другим возможным параметром может быть, например, тип используемой в данный момент услуги. Данные параметры могут использоваться для определения сферы действия решения по ограничению потока данных, которое, однако, основывается на технических сведениях о объемах потока данных.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ далее оно описывается с помощью примеров и со ссылкой на нижеследующие чертежи.

Фиг.1 представляет собой функциональную схему примера системы, в которой может быть использован вариант осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой блок-схему контроля потока данных в реальном времени в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой блок-схему использования механизма отрицательной обратной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой временную диаграмму активации изменения QoS в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Определения

Сота (110А, 110В, 110C) - часть зоны покрытия сети мобильной связи, обслуживаемая одной антенной базовой станции.

Пользователь (102А, 102В, 104А, 104В) - абонент, использующий сеть с помощью своего терминала, присоединенного к соте посредством радиосвязи.

Безлимитный тарифный план представляет собой, например, вид абонентского контракта пользователя. Безлимитный тарифный план дает пользователям возможность использовать наибольшую пропускную способность и наилучшее QoS. Пользователи с безлимитным тарифным планом согласились с тем, что оператор без уведомления может временно изменять (снижать и восстанавливать) пропускную способность и QoS их подключений с целью сохранения работоспособности соты для всех пользователей, находящихся в зоне действия соты, и предотвращения перегрузки соты потоком данных. Данный тарифный план также может также предусматривать ограничение пропускной способности и QoS до некоторой части наибольшей доступной пропускной способности и наилучшего QoS.

Осуществление изобретения

Описываемые далее варианты осуществления используют сервер 140 QoS, систему 180 активации и систему 170 обеспечения взаимодействия, которая осуществляет сбор и обработку информации в реальном времени.

Сбор и обработка информации в реальном времени представляет собой эффективный способ получения и анализа информации о величине потока данных в сотах и обнаружения в конкретных сотах пользователей, создающих большую нагрузку. Кроме того, при сборе и обработке информации в реальном времени используются высокоэффективные средства компонования сводных данных, предназначенные для объединения и сравнения собранной информации о величинах потоков данных по сотам и пользователям. Наконец, при сборе и обработке информации в реальном времени принимается решение о том, для каких пользователей должно быть выполнено снижение или восстановление QoS.

Система 180 активации получает и исполняет запросы о снижении и восстановлении QoS. Запросы передаются в сервер 140 QoS, который затем осуществляет управление фактическим потоком данных или контроль указанного потока.

Сервер 140 QoS либо сам снижает пропускную способность и QoS для пользователей, создающих большую нагрузку, ограничивая поток данных, либо отдает команду на снижение пропускной способности и QoS для указанных пользователей другому элементу сети, например GGSN.

Далее описывается предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором главным механизмом, обеспечивающим для оператора достаточную пропускную способность, является управление потоком данных в соте сети мобильной связи. Учитывая, что передаваемый по радиосвязи поток данных является основным ресурсом в системе мобильной связи, оптимизация на уровне соты сразу принесет пользу оператору, особенно в системе, где оператор предлагает тарифные планы с неограниченной пропускной способностью либо тарифные планы с ограниченной пропускной способностью при наличии в данное время пропускной способности, достаточной для использования абонентами в любых целях. В настоящем документе варианты осуществления описываются в основном на примере безлимитного тарифного плана. Следует отметить, что вместо безлимитного тарифного плана может использоваться тарифный план с ограниченным QoS и пропускной способностью, ограниченной некоторой частью имеющейся в наличии наибольшей пропускной способности. Рассматриваемые способы могут использоваться независимо от тарифных планов, а какой-либо конкретный тарифный план не является предварительным условием использования данных вариантов осуществления.

В рассматриваемой ситуации чрезвычайно важно, чтобы оператор мог обеспечить равный доступ всех пользователей к общему ресурсу, особенно с учетом того, что в современном мире пиринговый (Р2Р, peer-to-peer) трафик оказывает основное влияние на ограничение пропускной способности.

В данном варианте осуществления настоящего изобретения ведется непрерывный контроль потока данных реального времени, и для снижения QoS пользователей, создающих большую нагрузку, используется механизм отрицательной обратной связи.

Демонстрация идеи способа управления потоком данных в соответствии с настоящим изобретением в данном документе ведется на примере технологии HSDPA в сети 3G. Такой вариант осуществления также показан на фиг.1.

На фиг.1 мобильные пользователи 102А, 102В, 104А и 104В создают сеансы 100 передачи данных в сети мобильной связи. При создании сеанса передачи данных ему присваивается профиль качества обслуживания. Данный профиль, как правило, определяется в том или ином элементе сети, например в сетях 2G/3G/3.5G это HLR/HSS (136, 138). Правило QoS может вводиться в действие устройством управления правилами, которое может быть предусмотрено в сервере 140 QoS или в других элементах, например в GGSN 134.

Управление правилами может быть инициировано абонентским терминалом, запрашивающим более высокое качество обслуживания с целью обеспечения необходимого качества предоставления услуги, однако абонентский терминал не имеет информации о текущей пропускной способности соты.

Настоящее изобретение рассматривается с точки зрения сети. В данных вариантах осуществления ищутся соты 110А, 110В, 110С, имеющие высокую нагрузку в течение определенного периода времени. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для идентификации конечных пользователей (с безлимитным тарифным планом) в перегруженных сотах 110А, 110В используется информация реального времени о потоке данных. Данные варианты осуществления для получения необходимой информации о пользователях, в значительной мере занимающих пропускную способность соты, используют информацию от таких элементов, как, например, SGSN 132. Занятая пропускная способность соты может быть выражена, например, количеством байтов, загруженных в ходе активных сеансов 100 в конкретной соте, к примеру в соте 110А. Чтобы полноценно использовать всю пропускную способность соты, целесообразно обрабатывать данную информацию в реальном времени. Перегруженные соты выявляются путем измерения суммарного потока данных, относящегося к каждой соте. При превышении заранее определенного верхнего порогового значения система запускает операцию снижения QoS. Указанное верхнее пороговое значение может представлять собой произвольную долю суммарной пропускной способности любой заданной соты от 0 до 100% и обычно устанавливается в диапазоне от 70% до 90%. Верхнее пороговое значение может определяться оператором, при этом для каждой соты указанный порог может задаваться индивидуально. Заданные пороговые значения могут храниться в системе, например, в виде таблицы.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения для тех пользователей 104А, 104В с безлимитными тарифными планами, которые занимают значительную часть пропускной способности соты, в устройстве управления правилами автоматически формируется запрос, требующий изменения качества обслуживания. Снижение качества обслуживания для указанных пользователей, создающих большую нагрузку, высвободит дополнительную пропускную способность именно в соте 110А, 110В. Однако простое снижение QoS сеансов не обеспечивает эффективного использования сети. Поэтому после того, как нагрузка на пропускную способность соты снизилась до приемлемого уровня (нижнего порогового значения), формируется запрос восстановления исходного уровня QoS для пользователей 104А, 104В, создающих большую нагрузку.

Способ в соответствии с вариантом осуществления включает следующие шаги.

- В системе, собирающей и обрабатывающей информацию о потоке данных, например, в системе обеспечения взаимодействия, периодически обновляется информация об абонентах 102А, 102В, 104А, 104В, имеющих тарифный план с безлимитной передачей данных. Данная информация может храниться в соответствующей таблице, которая может использоваться для того, чтобы отличать пользователей с тарифным планом с безлимитной передачей данных от других пользователей.

- Сообщения о создаваемой пользователями нагрузке собираются системой 170 обеспечения взаимодействия из элемента сети, например SGSN 132, посредством протокола 160 реального времени, например GTP'.

- По сообщениям о нагрузке в системе 170 обеспечения взаимодействия в двух хранилищах ежеминутно компонуются:

1. Суммарная нагрузка, приходящаяся на соту. Данная операция дает оператору возможность определять, в каких сотах нагрузка превысила верхнее пороговое значение или стала меньше нижнего порогового значения.

2. Суммарная нагрузка, приходящаяся на пользователя в данной соте. Данная операция дает оператору возможность определять в конкретной соте пользователей, создающих большую нагрузку.

- Скомпонованные показатели нагрузки считываются по истечении заданного времени, например, от одной до двадцати минут, и каждая из сот 110А, 110В, 110С по таблице пороговых значений потока данных проверяется на наличие перегрузки. Для соты (сот) 110А, 110В, в которых достигнуто верхнее пороговое значение, выполняется проверка на наличие пользователей, создающих большую нагрузку. Кроме того, пользователи 104А, 104 В, создающие большую нагрузку в данной соте, проверяются по таблице пользователей с безлимитным тарифным планом.

- Список пользователей 104А, 104В, создающих в перегруженных сотах 110А, 110B большую нагрузку и имеющих безлимитный тарифный план, передается в систему 180 активации для изменения QoS.

- Система 180 активации снижает QoS включенных в данный список пользователей 104А, 104 В, создающих большую нагрузку, и направляет запрос автоматического восстановления QoS, подлежащий выполнению через заданное время, например, от одной до двадцати минут. Если QoS пользователя, создающего большую нагрузку, был изменен, а в системе 180 имеется невыполненный запрос автоматического восстановления, то команда автоматического восстановления будет задержана на заданное время, например, от одной до двадцати минут.

- Если системой будет установлено, что в соте снова имеется достаточная свободная пропускная способность, т.е. нагрузка стала меньше нижнего порогового значения, то система восстанавливает QoS пользователей 104А, 104В, создающих большую нагрузку, до обычного уровня.

- В обеих ситуациях конечным пунктом передачи запроса восстановления или снижения QoS является сервер 140 QoS. В зависимости от типа сервера 140 QoS может быть либо предусмотрен механизм ограничения 190 потока данных в сеансе 100 передачи данных пользователей 104А, 104В, создающих большую нагрузку, либо в GGSN 134 может передаваться команда ограничения 190 потока данных, например, путем управления сеансами пользователей 104А, 104В, создающих большую нагрузку. В обеих ситуациях пользователей 104А, 104В находят по потоку 100 данных путем идентификации сеансов и запросов, сделанных пользователями.

В варианте осуществления настоящего изобретения объемы потока 100 данных, к примеру суммарная нагрузка на соту и суммарная нагрузка на пользователя в соте, определяются периодически в следующие друг за другом периоды времени продолжительностью менее 30 минут, например от 1 до 20 минут, как вариант, от 5 до 15 минут. Изменение QoS, т.е. снижение и восстановление QoS пользователя, осуществляется по аналогичной временной схеме. Хотя при этом интервалы времени не обязательно должны быть равными, их следует делать в той или иной степени близкими, чтобы управление было эффективным, но пропускная способность и QoS не изменялись слишком часто.

На фиг.4 представлен пример временной диаграммы изменений QoS в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В фазе 410 система осуществляет текущий контроль нагрузки в конкретной соте, и суммарная нагрузка, создаваемая терминалами, не превышает верхнее пороговое значение. В данной фазе система в соответствии с данным вариантом осуществления никаких изменений QoS не выполняет. В фазе 420 нагрузка на соту превысила верхнее пороговое значение. Если нагрузка превысила верхнее пороговое значение, то система определяет пользователей 104А, использующих данную соту 110А и создающих большую нагрузку, и отдает серверу квот команду снизить QoS для данных пользователей 104А. Затем в фазе 430 нагрузка на соту снизилась. Указанное снижение могло произойти в результате снижения QoS абонентов, создающих большую нагрузку, либо в результате снижения количества мобильных терминалов, обслуживаемых сотой. Тем не менее, суммарная нагрузка на соту снизилась недостаточно для того, чтобы можно было отдать команду восстановления качества обслуживания для пользователей, создающих большую нагрузку.

Далее в фазе 440 суммарная нагрузка на соту снизилась до величины, при которой отдается команда восстановления QoS для пользователей 104А, создающих большую нагрузку. Система запускает операцию возврата QoS данных пользователей к исходным значениям. В фазе 450 нагрузка на соту снова возросла, но верхнее пороговое значение не превышено, поэтому система в соответствии с данным вариантом осуществления не предпринимает никаких действий. В фазе 460 нагрузка на соту опять превысила верхнее пороговое значение. Когда нагрузка превышает верхнее пороговое значение, система определяет пользователей 104А, использующих данную соту 110А и создающих большую нагрузку, и отдает серверу квот команду снизить QoS для данных пользователей. Несмотря на отданную команду снижения QoS, в фазе 470 нагрузка на соту все еще превышает верхнее пороговое значение. Одной из возможных причин этого превышения может быть передача в данную соту в предшествующем интервале новых абонентов, создающих большую нагрузку. Затем QoS снижается только для новых абонентов, создающих большую нагрузку. В фазе 480 суммарная нагрузка на соту опять снизилась до величины, при которой отдается команда восстановления QoS для пользователей, создающих большую нагрузку, возвращающая их QoS к исходным значениям.

Вышеприведенное описание лишь приводит пример действий системы по эффективному восстановлению или снижению пропускной способности и QoS для пользователей, создающих большую нагрузку.

На фиг.2 представлен пример того, как в реальном времени собирается информация о нагрузке по сотам и пользователям, подключенным к данной соте, и как затем собранная информация эффективно, управляемо и надежно обрабатывается в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

При анализе пропускной способности соты с учетом пользователей, создающих большую нагрузку, для обработки информации о нагрузке необходимо определить и принять во внимание некоторые параметры и показатели. Их выбор, безусловно, зависит от варианта осуществления и практического применения системы. Однако, только в качестве примера, в число таких параметров и показателей могут входить идентификатор соты, идентификатор пользователя, интервал проверки нагрузки соты по передаче данных, действительность записи о нагрузке в ходе обработки, период времени для запроса восстановления QoS, период времени для снижения QoS, верхнее и нижнее пороговое значение суммарной нагрузки по передаче данных в восходящей и нисходящей линиях связи в соте и т.п.

В фазе 200 пользователи сети связи с помощью своих терминалов, например мобильных телефонов, карманных и других компьютеров и т.п., используют различные услуги, например речевые вызовы, вызовы для передачи данных, передачу факсимильных сообщений, электронную почту, просмотр веб-страниц, передачу сообщений, загрузку файлов, доступ в Интернет и т.п. У некоторых пользователей имеется безлимитный тарифный план, представляющий такую пропускную способность, какая требуется для использования данной услуги. Это означает, что для данных пользователей пропускная способность и уровень QoS изменяются во время активных и текущих сеансов. Изменения зависят от пропускной способности конкретной соты. Предоставление всех услуг, запрошенных пользователями, основано на использовании сеансов, которые вначале проходят через элементы сети, например через SGSN. В фазе 202 в таких узлах сети, через которые проходит весь поток данных, отслеживается и собирается информация о нагрузке, создаваемой услугами, которые запрошены и используются пользователями, а также требуемая пропускная способность соты. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в фазе 204 информация о нагрузке (к примеру S-CDR) в реальном времени собирается узлом сбора информации через сокет реального времени с использованием, например, протокола GTP'. Информация о нагрузке также может собираться для индивидуальных файлов, но необходимо отметить, что сбор данных о нагрузке при этом должен осуществляться достаточно часто, поскольку иначе сота может оказаться перегруженной. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в данной фазе собирается вся информация, относящаяся к сеансам, включая, например, информацию о начислении платы. В фазе 206 узел сбора информации через поток, реализованный посредством ТСР-сокета, сохраняет собранную информацию о нагрузке во внутренней базе данных. В фазе 208 записи о нагрузке преобразуются во внутренний формат системы обработки, например системы 170 обеспечения взаимодействия. В данной фазе к дальнейшей обработке допускаются только записи о нагрузке, содержащие значимую информацию о пропускной способности соты.

В фазе 210 в узле компонования учитываются только записи о нагрузке, допущенные к обработке в фазе 208. Записи о нагрузке определяются как относящиеся к одной и той же нагрузке (сессии) по соте (110А) и пользователю (104А). Если запись относится к одной и той же нагрузке, то в фазе 212 данная запись компонуется с частичными значениями, хранимыми в базе данных. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения база данных реализована с использованием запоминающих средств, соответствующих требованиям к работе в реальном времени и пригодным для обработки значительного количества записей о нагрузке. Кроме того, в данной фазе для нахождения перегруженных сот обновленное значение нагрузки на соту обрабатывается с использованием сравнения со статической таблицей. Если записи о нагрузке находятся в базе данных запоминающего устройства дольше заранее определенного интервала времени, то система 170 обеспечения взаимодействия проверяет величину суммарной нагрузки по передаче данных всех сеансов в каждой перегруженной соте. Величины нагрузок сравниваются с таблицей 214 пороговых значений потока данных. Затем записи о нагрузке, относящиеся к перегруженным сотам, передаются в следующий узел для дальнейшей обработки. Для следующего шага обработки остальные записи о нагрузке удаляются из базы данных запоминающего устройства.

В фазе 216 система 170 определяет пользователей с безлимитным тарифным планом. Это может быть сделано путем проверки по вышеописанной таблице. Записи о нагрузке пользователей с безлимитным тарифным планом передаются в следующий узел для изменения QoS. Список пользователей с безлимитным тарифным планом загружается в обрабатывающий поисковый сервер и обновляется через определенный период времени. В этой фазе также определяются пользователи с безлимитным тарифным планом в перегруженной соте. Далее для сравнения с текущим суммарным объемом данных каждого пользователя с безлимитным тарифным планом используется параметр, индивидуальный для каждого конкретного узла.

В фазе 218 узел отправки запроса QoS подготавливает запрос изменения QoS в соответствии с данной записью о нагрузке. Далее в фазе 220 узел отправки запроса устанавливает и поддерживает соединение через сокет с системой 180 активации посредством программного интерфейса приложения. В точке А запрос изменения QoS (восстановление или снижение) передается в систему 180 активации для исполнения.

В фазе 222 запросы изменения QoS кодируются для того, чтобы можно было проследить, какие запросы передавались в систему 180 активации. В фазе 224 запросы QoS передаются в местную систему 226 для дальнейшего анализа или для целей статистики.

В фазе 232 записи о нагрузке кодируются для того, чтобы можно было проследить, какие пользователи достигли верхнего порога нагрузки в узле формирования сводной информации. В фазе 234 записи о нагрузке передаются в местную систему 236 верхнего уровня для дальнейшего анализа или для целей статистики.

На фиг.3 представлен пример, в котором система в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, управляя терминалом пользователя, заставляет указанный терминал снизить используемую пропускную способность, а затем восстанавливает доступную для указанного терминала пропускную способность.

В точке А и фазе 300 на фиг.3 в систему 180 активации передан для исполнения запрос изменения QoS (восстановление или снижение). В фазе 302 система активации определяет, представляет ли собой данный запрос QoS запрос восстановления или запрос снижения. В случае восстановления 304 система активации проверяет, имеется ли уже в базе 310 данных запись о восстановлении.

Если ответ проверки 306 извещает, что записи о восстановлении в базе данных нет (308), то система активации передает в сервер 140 QoS задание (R) на восстановление QoS. Затем (350) система активации ожидает следующий запрос изменения QoS.

Если ответ проверки 306 извещает, что запись о восстановлении в базе данных имеется, то система активации проверяет (312) действительность запроса, содержащегося в базе 310 данных. Действительность проверяется (314) путем, например, сравнения времени начала запроса с временем истечения срока действия. В случае действительности (время начала больше или равно времени истечения срока действия) система активации направляет задание (R) на восстановление QoS (316) в сервер 140 QoS. Система активации проверяет (320), успешно ли (322) передано задание на восстановление QoS. При успешном результате проверки запись удаляется из базы 324 данных. Если задание восстановления QoS не было успешно передано, то данная запись остается в базе данных. Затем (350) система активации ожидает следующий запрос изменения QoS.

В фазе 314, если срок действия запроса истек, то система активации в начале фазы активации передает (318) запрос восстановления QoS с новым временем начала. Затем (350) система активации ожидает следующий запрос изменения QoS.

Продолжим рассмотрение снова в точке "А" и фазе 300 на фиг.3, где в систему 180 активации для исполнения передан запрос изменения QoS (восстановление или снижение). В фазе 302 система активации определяет, представляет ли собой данный запрос QoS запрос восстановления или запрос снижения. В случае снижения 330 система активации проверяет, имеется ли уже в базе 310 данных запись о снижении.

Если ответ проверки 332 извещает, что в базе данных уже имеется запись о снижении, то система активации обновляет (334) данные с истекшим сроком действия в записи в базе 310 данных. Обновлением может быть, например, новое время истечения срока действия, которое представляет собой сумму метки времени и интервала восстановления. Затем (350) система активации ожидает следующий запрос изменения QoS.

Если ответ проверки 332 извещает, что записи о снижении в базе данных нет, то система активации передает (336) в сервер 140 QoS задание на изменение (L) или снижение (L) QoS. Система активации проверяет (338), успешно ли (340) передано задание на изменение или снижение QoS. При успешном результате проверки запись вносится с истекшим сроком действия в базу 342 данных. Новым временем истечения срока действия может быть, например, сумма текущего времени и интервала восстановления. В фазе 344 система активации передает запрос изменения QoS с новым временем начала запроса и заново вычисленным путем суммирования временем истечения срока действия. Если задание на изменение или снижение QoS передано неуспешно, то запись передается назад в начальную точку. Затем (350) система активации ожидает следующий запрос изменения QoS.

Сбор и обработка записей о нагрузке может выполняться такой же системой обеспечения взаимодействия и ее обрабатывающими элементами, которые описаны в патентных заявках US 10/518,553; US 11/571,700; US 11/916,786 и US 12/177,620, и которые включены в настоящий документ посредством ссылки.

Обработка запроса изменения QoS может выполняться такой же системой активации, которая описана в патентной заявке US 10/515,956, и которая включена в настоящий документ посредством ссылки.

Как ясно из вышеприведенного описания, в варианте осуществления предлагается способ управления потоком данных между множеством мобильных терминалов 102А, 102В, 104А, 104В и сетью мобильной связи, включающей множество сот 110А, 110B, 110C.Способ в соответствии с одним вариантом осуществления включает:

контроль объемов потока 100 данных, относящихся к индивидуальным сотам, с целью обнаружения сот с высокой нагрузкой (к примеру 110А и 110В) среди множества сот,

выполнение для каждой из обнаруженных сот с высокой нагрузкой анализа потока 100 данных, относящегося к индивидуальным мобильным терминалам, с целью выбора по меньшей мере одного из мобильных терминалов 102А, 102В, 104А, 104 В для ограничения потока данных, и

временное ограничение потока 100 данных между сетью мобильной связи и выбранным по меньшей мере одним мобильным терминалом (к примеру 104А и 104В).

В варианте осуществления контроль объемов потока 100 данных, относящихся к индивидуальным сотам, может включать прием и анализ записей о событии из элементов сети мобильной связи.

В варианте осуществления контроль объемов потока 100 данных, относящихся к индивидуальным сотам, может включать прием записей о событии из элементов сети мобильной связи в реальном времени посредством протокола реального времени.

В еще одном варианте осуществления контроль объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам, включает компонование по сотам принятых записей о событии с целью создания записи о нагрузке, индивидуальной для соты, для каждой из сот, и периодическую проверку этих записей о нагрузке, индивидуальных для соты. Указанные шаги могут быть выполнены с помощью, например, системы 170 обеспечения взаимодействия.

Также есть вариант осуществления, включающий шаги компонования по мобильным терминалам принятых записей о событии с целью создания записи о нагрузке, индивидуальной для мобильного терминала, для каждого из мобильных терминалов и использования созданных записей о нагрузке, индивидуальных для мобильного терминала, в анализе потока данных, относящемся к индивидуальным мобильным терминалам. Указанные шаги могут быть выполнены с помощью, например, системы 170 обеспечения взаимодействия.

Каждая скомпонованная запись о нагрузке в вышеприведенных вариантах осуществления может охватывать некоторый период времени, а способ может включать многократное компонование записей о нагрузке, охватывающих следующие друг за другом периоды времени.

В одном варианте осуществления обнаружение сот с высокой нагрузкой среди множества сот включает сравнение объемов потока данных, относящихся к индивидуальным сотам, с пороговыми значениями, индивидуальными для соты, установленными для соответствующих сот, и выбор в качестве сот с высокой нагрузкой всех сот, для которых объем потока данных превосходит указанное пороговое значение, индивидуальное для соты.

Указанные пороговые значения для индивидуальных сот могут устанавливаться отдельно для нисходящей линии связи и для восходящей линии связи соты, либо, если требуется, может устанавливаться единое пороговое значение для суммарного потока данных.

В одном варианте осуществления анализ потока данных, относящийся к индивидуальным мобильным терминалам, включает определение объемов потока данных, относящихся к индивидуальным мобильным терминалам, с целью выявления группы мобильных терминалов, создающих большую нагрузку, и выбор в группе мобильных терминалов, создающих большую нагрузку, мобильных терминалов для ограничения потока данных. Данный шаг выбора мобильных терминалов для ограничения потока данных может включать применение критериев выбора при осуществлении выбора. В одном варианте осуществления критерии выбора включают по меньшей мере один из следующих: объем потока данных, тип услуги, предоставляемой с использованием потока данных, тип абонентского контракта мобильного терминала.

В варианте осуществления с каждым мобильным терминалом связано определенное качество обслуживания, QoS, и шаг временного ограничения потока данных между сетью мобильной связи и мобильным терминалом включает снижение QoS с последующим восстановлением QoS. Такое восстановление QoS может запускаться, например, таймером. Также возможен запуск восстановления при уменьшении текущей величины потока данных ниже нижнего порогового значения. Кроме того, может быть использована подходящая комбинация критериев.

Один вариант осуществления включает периодическое сравнение объема потока данных, относящегося к индивидуальной соте, для каждой из сот с высокой нагрузкой, с нижним пороговым значением, относящимся к индивидуальной соте, и запуск шага восстановления QoS, если обнаруживается, что объем потока данных меньше нижнего порогового значения, относящегося к индивидуальной соте.

Для упомянутых выше периодов времени может быть выбрана длительность, например, менее 30 минут, например от 1 до 20 минут, как вариант, от 5 до 15 минут.

В одном варианте осуществления предлагается система 170, 180 обеспечения взаимодействия и активации, выполненная с возможностью осуществления способа в соответствии с любым из вышеприведенных вариантов осуществления изобретения.

Кроме того, предлагаются компьютерные программные продукты, содержащие программный код, обеспечивающий указание компьютерной системе осуществить способ в соответствии с вышеприведенными вариантами осуществления изобретения.

Вышеприведенное описание служит только для представления примеров настоящего изобретения и не предусматривает ограничения объема патентной защиты, определяемого формулой изобретения. Формула изобретения также охватывает эквиваленты настоящего изобретения и не должна пониматься буквально.