[发明专利]一种基于全局负载均衡的服务网关选择方法及系统

权利要求书

1.一种基于全局负载均衡的服务网关选择方法，其步骤为：

1)在EPC系统中设置一网络设备负载处理逻辑实体；所述网络设备负载处理逻辑实体初始化EPC系统的网络拓扑和连接信息、各设备的处理能力信息以及链路速率、用户数据包在各设备中时延估计方式、各设备负载信息收集方式和上报周期；其中，所述设备包括接入网设备eNB、回程设备、目标节点SGW；

2)所述网络设备负载处理逻辑实体根据用户数据包在各设备中的时延信息，计算并发送目标节点SGW的分流权重至每一移动性管理实体MME；

3)移动性管理实体MME根据收到的分流权重为eNB新接入用户选择目标节点SGW；

其中，所述目标节点SGW的分流权重所用优化目标为

cost_(m,n)为分流权重所用的代价函数，为用户数据包从第m个接入网设备eNB到第n个目标节点SGW中各设备的平均时延，σ_s(m，n)为用户数据包从第m个接入网设备eNB到第n个目标节点SGW中各设备时延的标准差；为一因子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备负载处理逻辑实体得到所述时延信息的方法为：所述网络设备负载处理逻辑实体根据当前所述上报周期内收到的各设备负载信息估算出用户数据包在各设备中的时延信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时延信息的估算方法为：所述网络设备负载处理逻辑实体为每一所述设备创建一排队模型，网络设备负载管理逻辑实体根据设备的排队模型及该设备的负载状态估算该设备的时延信息。

4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述网络设备负载管理逻辑实体获取各设备的负载信息的方法为：所述移动性管理实体MME进行承载管理和上下文管理时，将交互信令中承载和上下文相关的QoS参数发送至所述网络设备负载管理逻辑实体，所述网络设备负载管理逻辑实体根据QoS参数实时更新接入网设备eNB负载信息、目标节点SGW负载信息，并根据网络拓扑和连接信息计算出各回程设备和链路的负载。

5.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述网络设备负载管理逻辑实体获取各设备的负载信息的方法为：接入网设备eNB、回程设备和目标节点SGW周期性地向所述网络设备负载管理逻辑实体报告自身的负载状况，分别保存到所述网络设备负载管理逻辑实体中对应的接入网eNB负载信息表、回程设备负载信息表和目标节点SGW负载信息表中。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备负载处理逻辑实体得到所述时延信息的方法为：各设备分别估算用户数据包在本设备中的时延信息并上报给所述网络设备负载处理逻辑实体。

7.如权利要求1或2或3或6所述的方法，其特征在于，所述时延信息包括：平均时延、时延标准差以及其关于负载的偏导数。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据时延分布α分位点确定因子的值；所述分流权重与代价函数cost_(m,n)、或代价函数cost_(m,n)的偏导数成反比。

9.一种基于全局负载均衡的服务网关选择系统，其特征在于，包括网络设备负载管理逻辑实体、移动性管理实体MME负载管理单元、目标节点SGW负载管理单元、接入网设备eNB负载管理单元和回程设备负载管理单元；其中，

网络设备负载管理逻辑实体，用于存储EPC系统的网络拓扑和连接信息、各设备的处理能力信息以及链路速率、用户数据包在各设备中时延估计方式、各设备负载信息收集方式和上报周期；收集或根据各设备的负载信息估计用户数据包在各设备中的时延参数，根据时延参数计算并发送目标节点SGW分流权重至每一所述移动性管理实体MME负载管理单元；其中，所述设备包括接入网设备eNB、回程设备、目标节点SGW；

移动性管理实体MME负载管理单元，用于收集QoS参数并汇报给所述网络设备负载管理逻辑实体；

目标节点SGW负载管理单元，用于测量自身负载状况、和/或测量与估计用户数据包时延参数，并发送至所述网络设备负载管理逻辑实体；

接入网设备eNB负载管理单元，用于测量自身负载状况、和/或测量与估计用户数据包时延参数，并发送至所述网络设备负载管理逻辑实体；

回程设备负载管理单元，用于测量回程设备自身负载状况、和/或测量与估计用户数据包时延参数，并发送至所述网络设备负载管理逻辑实体；

所述目标节点SGW的分流权重所用优化目标为

其中，cost_(m,n)为分流权重所用的代价函数，为用户数据包从第m个接入网设备eNB到第n个目标节点SGW中各设备的平均时延，σ_s(m，n)为用户数据包从第m个接入网设备eNB到第n个目标节点SGW中各设备时延的标准差；为一因子；所述分流权重与代价函数cost_(m,n)、或代价函数cost_(m,n)的偏导数成反比。