用于在地理冗余網(wǎng)關(guān)處的會(huì)話恢復(fù)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種用于管理與主要服務(wù)網(wǎng)關(guān)（SGW）相關(guān)聯(lián)的備份SGW的方法和系統(tǒng)，包括：周期性地從主要SGW接收至少一部分對(duì)應(yīng)UE會(huì)話狀態(tài)信息，所接收的一部分會(huì)話狀態(tài)信息足以使得次要SGW向查詢管理實(shí)體指示與由主要SGW支持的一組移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有用戶會(huì)話處于活動(dòng)狀態(tài)；以及響應(yīng)于主要SGW的故障，承擔(dān)與主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和路徑的管理，并使得由發(fā)生故障了的主要SGW支持的每個(gè)UE將自己重新授權(quán)給網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】用于在地理冗余網(wǎng)關(guān)處的會(huì)話恢復(fù)的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利申請(qǐng)要求申請(qǐng)?zhí)枮镹0.61/454，328的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)“GEO-REDUNDANCEIN A SERVING GATEWAY (服務(wù)網(wǎng)關(guān)中的地理冗余)”的優(yōu)先權(quán)，其申請(qǐng)日為2011年3月18日，該臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過引用而被結(jié)合。
[0003]本專利申請(qǐng)涉及同時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)“SYSTEM AND METHOD FOR SESSIONRESILIANCY AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS (用于在地理冗余網(wǎng)關(guān)處的會(huì)話彈性的系統(tǒng)和方法)”和 “SYSTEM AND METHOD FOR FAILOVER HANDLING AT GEO-REDUNDANT GATEWAYS (用于在地理冗余網(wǎng)關(guān)處的故障轉(zhuǎn)移處理的系統(tǒng)和方法)”，這兩個(gè)美國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過引用而被結(jié)合。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明通常涉及管理網(wǎng)絡(luò)資源，更具體但非排他地，涉及適應(yīng)與諸如服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGff)的系統(tǒng)路由器相關(guān)聯(lián)的操作。
【背景技術(shù)】
[0005]無線網(wǎng)絡(luò)，例如長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)，可包括與一個(gè)或多個(gè)eNodeB進(jìn)行通信的多組移動(dòng)電話或其它用戶設(shè)備(UE)，eNodeB與一個(gè)或多個(gè)服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)進(jìn)行通信，服務(wù)網(wǎng)關(guān)與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)(PGW)進(jìn)行通信，而PGW與諸如IP多媒體子系統(tǒng)(MS)接入網(wǎng)絡(luò)或核心網(wǎng)絡(luò)的固定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。此外，LTE網(wǎng)絡(luò)包括各種網(wǎng)絡(luò)單元，諸如移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)、策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(PCRF)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(匪S)等等。
[0006]在服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)失去與網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)的連接性(例如，由于網(wǎng)絡(luò)斷開、電源故障或甚至基于部分故障的觸發(fā)行為)的故障情形中，備份SGW必須接管操作。這應(yīng)當(dāng)以智能的方式完成以避免在繼續(xù)滿足合理的用戶/訂戶期望時(shí)資源利用中的不合理尖峰。
[0007]當(dāng)主要SGW發(fā)生故障時(shí)，所有以故障SGW為目的地的分組被丟棄。此外，MME將丟失與故障SGW相關(guān)聯(lián)的路徑管理狀態(tài)，并將需要清除其所有活動(dòng)會(huì)話。這將造成活動(dòng)UE通過備份SGW或候補(bǔ)SGW來重新連接到網(wǎng)絡(luò)。同樣，PGW將丟失其到SGW的路徑管理狀態(tài)，并將清除去往MS系統(tǒng)的會(huì)話狀態(tài)(所有UE在PGW上和在網(wǎng)絡(luò)中是活動(dòng)的)。隨著活動(dòng)UE再附著，它們的狀態(tài)將被恢復(fù)到PGW和IMS子系統(tǒng)。
[0008]然而，由于大部分UE在任意指定時(shí)刻是空閑的，因此，在主要SGW發(fā)生故障時(shí)，MME將不會(huì)聯(lián)系空閑UE以清除它們的會(huì)話。這是因?yàn)榍宄臻eUE會(huì)話的第一步是尋呼每個(gè)空閑UE，這非常昂貴。如果空閑UE未被清除，則網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的呼叫無法到達(dá)它，因?yàn)闆]有網(wǎng)絡(luò)實(shí)體知道它當(dāng)前位于網(wǎng)絡(luò)中哪個(gè)地方。另外，IMS子系統(tǒng)不能發(fā)現(xiàn)UE，并且沒有實(shí)體主動(dòng)激勵(lì)UE再標(biāo)識(shí)自己。當(dāng)根據(jù)各種定時(shí)器，UE將不可達(dá)至一個(gè)小時(shí)或兩個(gè)小時(shí)時(shí)，后果是嚴(yán)重的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]現(xiàn)有技術(shù)的多種缺陷可通過本發(fā)明的管理與主要服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)相關(guān)聯(lián)的備份SGff的方法、系統(tǒng)和裝置來解決，該方法包括:周期性地從主要SGW接收至少一部分對(duì)應(yīng)UE會(huì)話狀態(tài)信息，所接收的一部分會(huì)話狀態(tài)信息足以使得次要SGW能夠向查詢管理實(shí)體指示與由主要SGW支持的一組移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有用戶會(huì)話處于活動(dòng)狀態(tài)；以及響應(yīng)于主要SGff的故障，承擔(dān)與主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和路徑的管理，并使由主要SGW支持的每個(gè)UE將自己重新授權(quán)給網(wǎng)絡(luò)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]通過結(jié)合附圖考慮以下的詳細(xì)說明，本發(fā)明的教導(dǎo)可被容易地理解，其中:
[0011]圖1表示根據(jù)實(shí)施例的示例性通信系統(tǒng)；
[0012]圖2表示適合于在圖1的通信系統(tǒng)中使用的示例性服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)路由器體系結(jié)構(gòu)；
[0013]圖3表示根據(jù)實(shí)施例的會(huì)話狀態(tài)備份方法的流程圖；
[0014]圖4表示根據(jù)實(shí)施例的會(huì)話狀態(tài)恢復(fù)方法的流程圖；
[0015]圖5表示根據(jù)實(shí)施例的響應(yīng)于在Sll上的入口控制信號(hào)而向空閑或活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖；
[0016]圖6表示響應(yīng)于在S5上的入口控制信號(hào)而向空閑UE提供恢復(fù)的方法的流程圖；
[0017]圖7表不響應(yīng)于在S5上的入口控制信號(hào)而向活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖；
[0018]圖8表示響應(yīng)于在Sl-U上的進(jìn)入數(shù)據(jù)信號(hào)而向活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖；
[0019]圖9表示響應(yīng)于在S5/S8上的進(jìn)入數(shù)據(jù)信號(hào)而向空閑UE提供恢復(fù)的方法的流程圖；
[0020]圖10表示響應(yīng)于在S5/S8上的進(jìn)入數(shù)據(jù)信號(hào)而向活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖；
[0021]圖11表示適合于在執(zhí)行在此針對(duì)各種實(shí)施例描述的功能時(shí)使用的通用計(jì)算機(jī)的高級(jí)框圖。
[0022]為了便于理解，可能的話，使用相同的附圖標(biāo)記以表示在附圖中共用的相同單元?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明將主要在長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)的背景內(nèi)描述，在LTE網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGff)冗余，以使得活動(dòng)和空閑用戶都從故障SGW轉(zhuǎn)移到備份SGW。
[0024]盡管在此主要在提供4G LTE網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的管理和備份功能的背景中進(jìn)行描述和說明，但應(yīng)當(dāng)知道，在此描述的管理和備份功能可用于其它類型的無線網(wǎng)絡(luò)(例如，3G網(wǎng)絡(luò)、2G網(wǎng)絡(luò)、WiMAX等)、有線網(wǎng)絡(luò)或者無線和有線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。因此，在此針對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)所描述的各種網(wǎng)絡(luò)單元、鏈路和其它功能實(shí)體可以被廣泛地解釋為標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的與各種其它類型無線和有線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)單元、鏈路和其它功能實(shí)體。
[0025]本發(fā)明的一部分產(chǎn)生于發(fā)明人認(rèn)識(shí)到顯著增加的無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模特別導(dǎo)致不能適當(dāng)由現(xiàn)有的方案解決的特定網(wǎng)絡(luò)管理問題。具體地，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到現(xiàn)有的方案擴(kuò)展性很差，不能解決用戶設(shè)備可能處于各種穩(wěn)定狀態(tài)(諸如空閑或活動(dòng)狀態(tài))或者各種轉(zhuǎn)移狀態(tài)(諸如呼叫流之間的進(jìn)展、空閑狀態(tài)與活動(dòng)狀態(tài)之間的移動(dòng)、進(jìn)行從一個(gè)eNodeB到另一個(gè)eNodeB的切換、倉ll建專用承載、破壞PDN會(huì)話等等)的現(xiàn)實(shí)。另外，用戶業(yè)務(wù)可能以穩(wěn)定或轉(zhuǎn)移狀態(tài)的任意之一流向用戶或從用戶流出。
[0026]圖1表示示例性的無線通信系統(tǒng)，其包括根據(jù)實(shí)施例的管理和備份/保護(hù)功能。具體地，圖1表示示例性的無線通信系統(tǒng)100，其包括多個(gè)用戶設(shè)備(UE) 102、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)網(wǎng)絡(luò)110、IP網(wǎng)絡(luò)130和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(匪S) 140。LTE網(wǎng)絡(luò)110支持UE102與IP網(wǎng)絡(luò)130之間的通信。MS140被配置為支持LTE網(wǎng)絡(luò)110的各種管理功能。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解LTE網(wǎng)絡(luò)的配置和操作。
[0027]示例性的UE102是能夠接入諸如LTE網(wǎng)絡(luò)110的無線網(wǎng)絡(luò)的無線用戶設(shè)備。UE102能夠支持控制信令以支持承載會(huì)話。UE102可以是移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、計(jì)算機(jī)、平板設(shè)備或任何其它無線用戶設(shè)備。
[0028]示例性的LTE網(wǎng)絡(luò)110例如包括兩個(gè)eNodeBll^和Ill2 (統(tǒng)稱為eNodeBlll)、兩個(gè)服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW) 112!和1122 (統(tǒng)稱為SGW112)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(PDN)網(wǎng)關(guān)(PGW) 113、移動(dòng)性管理實(shí)體(MME)114和策略與計(jì)費(fèi)規(guī)則功能(PCRF)115。eNodeBlll向UE102提供無線接入接口。SGW112、PGffl 13, MMEl 14和PCRF115以及為了簡(jiǎn)化已被省略的其它組件相互協(xié)作以提供使用IP支持端對(duì)端服務(wù)傳送的演進(jìn)分組核心(EPC)網(wǎng)絡(luò)。
[0029]eNodeBlll支持UE102的通信。如圖1所示，每個(gè)eNodeBlll各自支持多個(gè)UE102。eNodeBlll與UE102之間的通信使用與每個(gè)UE102相關(guān)聯(lián)的LTE-Uu接口得以支持。
[0030]SGW112使用例如SGW112與eNodeBlll之間的各個(gè)Sl-U接口支持eNodeBlll的通信。Sl-U接口支持每承載用戶平面隧道和切換期間的eNodeB間路徑切換。
[0031]如圖1 所示，SGWlU1 支持 eNodeBllli 的通信，SGffl122 支持 eNodeBlll2 的通信。在各種保護(hù)/備份實(shí)施例中，S Gffl^1還能夠支持eNodeBlll2的通信，SGffl 122還能夠支持GNodeBlll1 的通信。
[0032]PffGl 13使用例如PGW113與SGW112之間的各個(gè)S5/S8接口支持SGW112的通信。S5接口提供諸如用于PGWl 13與SGWl 12之間的通信的用戶平面隧道和隧道管理、由于UE移動(dòng)性而導(dǎo)致的SGW重定位等的功能。S8接口可以是S5接口的公共陸上移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PLMN)的變形，其提供PLMN間接口，該接口在拜訪PLMN (VPLMN)的SGW與歸屬PLMN (HPLMN)的PGW之間提供用戶和控制平面連接性。PGW113使得LTE網(wǎng)絡(luò)110與IP網(wǎng)絡(luò)130之間經(jīng)由SGi接口的通信便利。
[0033]MMEl 14提供移動(dòng)性管理功能以支持UE102的移動(dòng)性。MME114使用例如對(duì)MME114與eNodeBlll之間的通信提供控制平面協(xié)議的各個(gè)Sl-MME接口支持eNodeBlll。
[0034]PCRF115提供動(dòng)態(tài)管理能力，通過該能力，服務(wù)提供商可以管理與經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)110提供的服務(wù)有關(guān)的規(guī)則和與對(duì)經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)110提供的服務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)有關(guān)的規(guī)則。
[0035]如在此參照?qǐng)D1所描述和說明的，LTE網(wǎng)絡(luò)110的單元經(jīng)由單元之間的接口進(jìn)行通信。參照LTE網(wǎng)絡(luò)110描述的接口也可被稱為會(huì)話。LTE網(wǎng)絡(luò)110包括演進(jìn)分組系統(tǒng)/方案(EPS)。在一個(gè)實(shí)施例中，EPS 包括 EPS 節(jié)點(diǎn)(例如，eNodeBlll, SGffl 12, PGffl 13, MMEl 14和PCRFl 15)和EPS相關(guān)互連性(例如，S*接口、G*接口等)。EPS相關(guān)接口在此可被稱為EPS相關(guān)路徑。
[0036]IP網(wǎng)絡(luò)130包括一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，UE102可經(jīng)由分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)訪問內(nèi)容、服務(wù)等。[0037]MS 140提供管理功能，用于管理LTE網(wǎng)絡(luò)110。MS140可任何適當(dāng)?shù)姆绞脚cLTE網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，MS140可經(jīng)由未穿越IP網(wǎng)絡(luò)的通信路徑141與LTE網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，MS140可經(jīng)由IP網(wǎng)絡(luò)130所支持的通信路徑142與LTE網(wǎng)絡(luò)110進(jìn)行通信。通信路徑141和142可使用任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ拍芰?shí)現(xiàn)。MS140可被實(shí)現(xiàn)為通用計(jì)算設(shè)備或者專用計(jì)算設(shè)備，諸如下面參照?qǐng)D11描述的。
[0038]圖2表示適合于在圖1的通信系統(tǒng)中使用的示例性服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)路由器體系結(jié)構(gòu)。具體地，圖2描述作為SGW運(yùn)行的路由器200，諸如上面參照?qǐng)D1描述的SGW112。路由器200經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)110，諸如上面參照?qǐng)D1描述的網(wǎng)絡(luò)110，與各種網(wǎng)絡(luò)單元(未示出)進(jìn)行通信。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將知道，在此針對(duì)SGW200描述的特定拓?fù)淇梢员恍薷亩Ａ艋镜腟GW功能。
[0039]SGW200被描述為包括多個(gè)輸入輸出(I/O)卡210-1、210_2、直到210_N(統(tǒng)稱為I/O卡210)、交換機(jī)結(jié)構(gòu)220和控制模塊230?？刂颇K230通過各個(gè)控制信號(hào)CONT控制I/O卡210和交換機(jī)結(jié)構(gòu)220的操作。控制模塊230還執(zhí)行各種SGW功能，如在此所描述的。
[0040]每個(gè)I/O卡210包括多個(gè)入口、出口、控制器等(未示出)，其用于在網(wǎng)絡(luò)110與交換機(jī)結(jié)構(gòu)220之間傳遞分組。在I/O卡210的特定入口處接收的分組可以經(jīng)由同一 I/O卡210或不同I/O卡210的出口傳送到交換機(jī)結(jié)構(gòu)220或回到網(wǎng)絡(luò)110。經(jīng)由I/O卡210的分組路由根據(jù)由控制模塊230提供的路由數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)方式實(shí)現(xiàn)。
[0041]交換機(jī)結(jié)構(gòu)220可包括任何標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)結(jié)構(gòu)，諸如電的、光的、電-光的、MEMS
坐寸ο
[0042]控制模塊230從網(wǎng)絡(luò)管理器(未示出)，諸如上面參照?qǐng)D1描述的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS) 140，接收配置數(shù)據(jù)、路由數(shù)據(jù)、策略信息和其它與各種SGW操作和管理功能有關(guān)的信息?？刂颇K230還向網(wǎng)絡(luò)管理器提供配置數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、警報(bào)數(shù)據(jù)、性能數(shù)據(jù)和其它與操作和管理功能有關(guān)的信息。
[0043]控制模塊230包括I/O模塊231、處理器232和存儲(chǔ)器233。存儲(chǔ)器233被描述為包括軟件模塊、實(shí)例化對(duì)象等以提供SGW管理器233SGWM、備份和恢復(fù)管理器23BARM、會(huì)話數(shù)據(jù)233SD、路由數(shù)據(jù)233RD和其它功能/數(shù)據(jù)2330?？刂颇K230可以被實(shí)現(xiàn)為通用計(jì)算設(shè)備或者專用計(jì)算設(shè)備，諸如下面參照?qǐng)D11描述的。
[0044]SGW管理器233SGWM用于管理各種服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)功能，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知和在此進(jìn)一步描述的。
[0045]備份和恢復(fù)管理23BARM用于管理在此參照各種實(shí)施例描述的備份和恢復(fù)功能。例如，這種備份和恢復(fù)功能根據(jù)SGW用作主要或活動(dòng)SGW、次要或備份SGW或者兩者而不同。一般來說，各種實(shí)施例設(shè)想在備份SGW處傳輸和存儲(chǔ)與由活動(dòng)SGW支持的用戶的用戶設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一些或全部會(huì)話相關(guān)數(shù)據(jù)，以使得活動(dòng)和空閑會(huì)話的快速恢復(fù)可以被提供給這種用戶。
[0046]會(huì)話數(shù)據(jù)233SD包括與用戶的用戶設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的會(huì)話數(shù)據(jù)。如果SGW用作主要或活動(dòng)SGW，則會(huì)話數(shù)據(jù)233SD可包括支持由主要或活動(dòng)SGW支持的用戶的用戶設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備的信息。如果SGW用作次要或備份SGW，則會(huì)話數(shù)據(jù)233SD可包括與由備份SGff支持的一個(gè)或多個(gè)主要或活動(dòng)SGW相關(guān)聯(lián)的一部分會(huì)話數(shù)據(jù)。
[0047]路由數(shù)據(jù)233RD包括與將要被SGW處理的分組或業(yè)務(wù)流相關(guān)聯(lián)的路由信息，諸如用于處理在入口接收的將要在SGW的基礎(chǔ)路由功能的上下文中向適當(dāng)?shù)某隹诼酚傻姆纸M或業(yè)務(wù)流。路由數(shù)據(jù)233RD可包括路由表、保護(hù)或故障恢復(fù)信息等等。
[0048]其它功能/數(shù)據(jù)2330包括程序、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，其可用于根據(jù)各種實(shí)施例執(zhí)行在此參照標(biāo)準(zhǔn)SGW操作以及SGW操作描述的未明確歸屬于其它管理或數(shù)據(jù)實(shí)體的各種功倉泛。
[0049]各份SGW詵擇和地理冗金配對(duì)
[0050]MME可通過與故障SGW相鄰的節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)單元被報(bào)警SGW的故障。這些相鄰節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)單元可以獨(dú)立地采取修正動(dòng)作以通過先前分配的備份SGW、通過由MME識(shí)別的備份SGff或者通過某些其它路由裝置重建連接性。
[0051]在各種實(shí)施例中，特定的備份SGW被例如網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(WS)分配給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)主要或活動(dòng)SGW。所選擇的備份SGW可以是在地理上最接近主要或活動(dòng)SGW的SGW。另外，某些主要或活動(dòng)SGW可用作對(duì)其它主要或活動(dòng)SGW的備份SGW。
[0052]在各種實(shí)施例中，特定的備份SGW可在主要或活動(dòng)SGW發(fā)生故障后選擇。在這些實(shí)施例中，備份SGW可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)選擇，包括在地理上接近故障SGW、DNS響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)、路徑管理驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)、會(huì)話負(fù)荷和各種其它標(biāo)準(zhǔn)中的部分或全部。在各種實(shí)施例中，備份SGW的選擇由MME例如從可用于特定MME的SGW池中進(jìn)行，SGff池用于在匯成池的SGW中的一個(gè)故障時(shí)提供備份SGW。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，SGWl 12在地理上彼此接近，以使得可用于形成地理冗余SGW對(duì)。一般來說，來自特定eNodeBl 11的UD102的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)流主要經(jīng)由特定SGW路由到PGWl 13，特定SGW用作針對(duì)來自eNodeB的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要或工作SGW。即，一個(gè)SGW被配置為工作或主要節(jié)點(diǎn)，而另一個(gè)被配置為保護(hù)或備份節(jié)點(diǎn)。在正常運(yùn)行狀態(tài)下(即，未發(fā)生故障),工作節(jié)點(diǎn)用于處理例如來自多個(gè)eNodeB的呼叫流和數(shù)據(jù)流,而保護(hù)節(jié)點(diǎn)用于在工作節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)備份工作節(jié)點(diǎn)。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，第一 SGWl U1用作關(guān)于來自第一 eNodeBl 111的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要或工作SGW，而第二 SGWl 122用作關(guān)于來自第一 eNodeBl 111的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的次要或備份SGW。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，第二 SGWl 122用作關(guān)于來自第二 eNodeBl 112的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要或工作SGW，而第一 SGWl U1用作關(guān)于來自第二 eNodeBl 112的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的次要或備份SGW。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二 SGW112用作關(guān)于來自它們自己的一個(gè)(或多個(gè))eNodeB的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要或工作SGW和關(guān)于來自與其它SGW相關(guān)聯(lián)的一個(gè)(或多個(gè))eNodeB的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的次要或備份SGW。
[0057]在此所討論的各種實(shí)施例旨在響應(yīng)于主要工作SGW的故障而快速恢復(fù)會(huì)話、語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和與這種UD102相關(guān)聯(lián)的各種其它管理信息或上下文。特別地，為了在SGW之間提供快速和有效的保護(hù)/備份，各種實(shí)施例設(shè)想與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息的若干級(jí)別的冗余存儲(chǔ)，以能夠快速轉(zhuǎn)移到備份SGW，而無需對(duì)用戶體驗(yàn)產(chǎn)生重大影響。特別地，會(huì)話狀態(tài)信息冗余使得MMEl 14和PGWl 13都能夠維護(hù)空閑用戶UE的狀態(tài)信息，以使得活動(dòng)會(huì)話可以被快速地重建，用戶體驗(yàn)提高。
[0058]在備份SGW處恢復(fù)用戶會(huì)話[0059]在從故障SGW112到備份SGW112的Μ)102和/或eNodeBlll的“傳送”支持的上下文中，用戶會(huì)話的全部生存性不可能總是實(shí)現(xiàn)。然而，在此討論的各種實(shí)施例用于利用按需服務(wù)恢復(fù)來促進(jìn)快速的服務(wù)恢復(fù)，而在活動(dòng)和備份SGW之間維持低的同步開銷。
[0060]按需服務(wù)恢復(fù)是備份SGW僅處理正在請(qǐng)求活動(dòng)的會(huì)話。當(dāng)SGW處于活動(dòng)使用時(shí)，有大量的不需要立即恢復(fù)的空閑會(huì)話。經(jīng)過一段時(shí)間后，這些會(huì)話變成活動(dòng)的，此時(shí)，需要重新連接這些會(huì)話。使用這種及時(shí)恢復(fù)方案，網(wǎng)絡(luò)不會(huì)由于非活動(dòng)的會(huì)話的信令開銷而過載。
[0061]低同步開銷是主要SGW與其備份SGW之間的數(shù)據(jù)同步操作、會(huì)話狀態(tài)更新等被保持在最小。通常，在活動(dòng)SGW與MME之間有大量業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)指向各種功能，諸如跟蹤正變成活動(dòng)的、進(jìn)入空閑的或正從一個(gè)eNodeB切換到另一個(gè)的會(huì)話。這些活動(dòng)發(fā)生得如此頻繁，以致在活動(dòng)與備份SGW之間傳輸所有這些變化是很大的負(fù)擔(dān)。一般來說，各種實(shí)施例僅利用哪些會(huì)話在故障發(fā)生時(shí)在活動(dòng)SGW上存在的認(rèn)識(shí)。
[0062]在此描述的各種方法和技術(shù)提供了一種機(jī)制，通過該機(jī)制，在主要SGW上的用戶會(huì)話可以響應(yīng)于主要SGW的故障而通過備份SGW恢復(fù)。在此描述的會(huì)話恢復(fù)機(jī)制的各種實(shí)施例提出三個(gè)組成部分；即，(I) IP地址生存性，(2)路徑管理持續(xù)性，(3)會(huì)話恢復(fù)。
[0063]IP地址生存性是確保連接到備份SGW的網(wǎng)絡(luò)單元繼續(xù)能夠在傳送到備份SGW的整個(gè)傳送過程中訪問故障SGW的IP地址的過程。
[0064]在某些實(shí)施例中，IP地址生存性使用虛擬IP地址實(shí)現(xiàn)，諸如通過使用VRRP (第2層方法)或任播IP地址(第3層方法)。
[0065]在某些實(shí)施例中，IP地址生存性通過使活動(dòng)或備份SGW通告相同的IP地址實(shí)現(xiàn)，其中，活動(dòng)SGW通告具有高度優(yōu)選度量的IP地址，而備份SGW通告具有非優(yōu)選或“損害”度量的IP。在這些實(shí)施例中，在通告IP地址之間進(jìn)行選擇的任意網(wǎng)絡(luò)單元將總是選擇活動(dòng)SGff的IP地址，因?yàn)樵摰刂肥歉叨葍?yōu)選的。當(dāng)活動(dòng)SGW出現(xiàn)故障而唯一的有效IP地址是由備份SGW通告的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)單元將選擇備份SGW所有數(shù)據(jù)平面和控制平面業(yè)務(wù)。
[0066]路徑管理連續(xù)性是確保具有對(duì)故障SGW的路徑管理的網(wǎng)絡(luò)單元通過轉(zhuǎn)移到備份SGff的轉(zhuǎn)移過程來維持連續(xù)性的過程。在某些實(shí)施例中，活動(dòng)SW參與與各種其它網(wǎng)絡(luò)單元(例如，MME, eNodeB、PGff)之間的周期性路徑管理關(guān)系。每個(gè)路徑管理實(shí)例由在回送請(qǐng)求(Echo Request)中發(fā)送的重啟計(jì)數(shù)器(Restart Counter)標(biāo)識(shí)。如果該數(shù)字發(fā)生變化,貝丨J表示網(wǎng)絡(luò)單元已經(jīng)被重啟(因?yàn)槭咕W(wǎng)絡(luò)單元關(guān)閉和備份的重啟或管理動(dòng)作)。
[0067]當(dāng)備份SGW接管時(shí)，它接收路徑管理回送請(qǐng)求，并響應(yīng)地發(fā)送回送應(yīng)答(EchoReply).此外，備份SGW發(fā)送回送請(qǐng)求和現(xiàn)場(chǎng)回送應(yīng)答。對(duì)于每個(gè)對(duì)等體，備份SGW將知道在活動(dòng)SGW處的所接收的重啟計(jì)數(shù)器。這樣，如果來自對(duì)等體的重啟計(jì)數(shù)器發(fā)生變化，則備份SGW可響應(yīng)地清除與該對(duì)等體相關(guān)聯(lián)的會(huì)話。在各種實(shí)施例中，當(dāng)備份SGW發(fā)送回送請(qǐng)求時(shí)，它還將發(fā)送活動(dòng)SGW常用于發(fā)送的重啟計(jì)數(shù)器。這樣，活動(dòng)SGW的對(duì)等體將不清除會(huì)話。
[0068]與熱備份SGW備份相比，在此描述的方法提供幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。具體地，足以僅調(diào)用UE再附著的信息是相對(duì)緩慢變化的信息，其可以避免生成龐大的狀態(tài)信息交換的方式提供給備份SGW (或MME)(從而在每個(gè)載有數(shù)據(jù)的修復(fù)鏈路中需要更少的處理器注意、更低的速度/可靠性)。另外，即使所存儲(chǔ)的信息不足以調(diào)用UE再附著，該方法也不會(huì)比使得MME要求UE重啟的損害更大。
[0069]會(huì)話恢復(fù)是識(shí)別斷開或不活動(dòng)的會(huì)話并盡可能快地通過備份SGW恢復(fù)所識(shí)別的會(huì)話的過程。在會(huì)話恢復(fù)中，活動(dòng)SGW傳遞關(guān)于每個(gè)UE的足夠信息，以使得備份SGW可以采取某些有限行動(dòng)，諸如切斷UE會(huì)話并使得UE再附著到網(wǎng)絡(luò)。這意味著備份SGW僅知道活動(dòng)SGW的UD，但不處理用于這些UD的控制消息或轉(zhuǎn)發(fā)這些UD的數(shù)據(jù)平面業(yè)務(wù)。
[0070]會(huì)話恢復(fù)階段只要有關(guān)于會(huì)話的活動(dòng)就執(zhí)行。目的是通知UE會(huì)話已經(jīng)被中斷，UE需要再附著到網(wǎng)絡(luò)。者意味著參與會(huì)話的信令和維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)單元繼續(xù)保持會(huì)話，因此它們可與它們的對(duì)等體進(jìn)行通信。
[0071]在活動(dòng)SGW發(fā)生故障情形后，所有的業(yè)務(wù)，不管數(shù)據(jù)平面還是控制平面，都將被路由到備份SGW。當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)到達(dá)備份SGW的S5-U或Sl-U接口時(shí)，它將到達(dá)具有隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(TEID)的隧道，TEID不應(yīng)當(dāng)被編程在備份SGW的數(shù)據(jù)平面中。SGW的正常行為是提出錯(cuò)誤指示異常，即，通知對(duì)等體發(fā)送TEID未被識(shí)別的業(yè)務(wù)。在本質(zhì)上，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的到達(dá)對(duì)控制平面觸發(fā)向?qū)Φ润w通知該會(huì)話未被識(shí)別并應(yīng)當(dāng)被清除的事件。對(duì)于到達(dá)Sl-U或S5-U接口的數(shù)據(jù)，刪除承載請(qǐng)求(Delete Bearer Request)被發(fā)送到MME以清除會(huì)話,刪除會(huì)話請(qǐng)求(Delete Session Request)被發(fā)送到PGW以清除其會(huì)話狀態(tài)。MME將觸發(fā)清除向下到達(dá)UE的所有通道。如果MME發(fā)送具有再附著請(qǐng)求代碼的去附著請(qǐng)求(Detach Request) <它叫什么 >，則UE將執(zhí)行快速重新連接。
[0072]同樣，如果控制消息到達(dá)Sll或S5-C接口，則備份SGW將產(chǎn)生到MME的刪除承載請(qǐng)求(Delete Bearer Request)和到 PGW 的刪除會(huì)話請(qǐng)求(Delete Session Request)。清除確保UE再附著到網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)進(jìn)入呼叫或呼出呼叫做好準(zhǔn)備。
[0073]為了刪除請(qǐng)求被尊重，它們必須到達(dá)用與它們各自的會(huì)話相關(guān)聯(lián)的正確的控制TEID到達(dá)MME和PGW。這就是為什么對(duì)于備份SGW來說(I)保持路徑管理活著；(2)維持足夠的關(guān)于會(huì)話的狀態(tài)信息以對(duì)每個(gè)會(huì)話識(shí)別數(shù)據(jù)TEID和相關(guān)聯(lián)的控制TEID是重要的。應(yīng)當(dāng)指出，由活動(dòng)和備份SGW使用的TEID空間必須是分離的以不發(fā)生沖突。
[0074]一般來說，恢復(fù)過程使用在活動(dòng)與備份SGW之間傳輸?shù)男畔ⅲT如(I)對(duì)于活動(dòng)SGff已知的每個(gè)對(duì)等體的路徑管理器重啟計(jì)數(shù)器和IP地址；(2)對(duì)于活動(dòng)SGW已知的所有會(huì)話的控制TEID ;和(3)對(duì)于活動(dòng)SGW已知的所有會(huì)話的數(shù)據(jù)TEID。
[0075]圖3描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的會(huì)話狀態(tài)備份方法的流程圖。該方法包括在主要SGW中使用的部分和在備份SGW中使用的部分，諸如上面參照?qǐng)D1-2描述的SGW112。
[0076]一般來說，圖3的方法300用于在備份SGW存儲(chǔ)關(guān)于由活動(dòng)SGW支持的每個(gè)UE102的足夠信息，以使得備份SGW能夠至少采取有限的動(dòng)作，諸如斷開UE會(huì)話，從而迫使UE再附著到網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施例中，備份SGW僅僅知道活動(dòng)SGW的UD，而不是與那些UD相關(guān)聯(lián)的處理控制消息或前向數(shù)據(jù)平面業(yè)務(wù)。這樣，參與UE會(huì)話的信令和維護(hù)的各種網(wǎng)絡(luò)單元將繼續(xù)將會(huì)話視為活動(dòng)的，并從而與他們對(duì)等體進(jìn)行通信。
[0077]在步驟310，至少一個(gè)預(yù)備或備份SGW被確定用于主要SGW。即，對(duì)于在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)運(yùn)行為主要或活動(dòng)SGW的一個(gè)或多個(gè)SGW，確定至少一個(gè)備份SGW。參見方框315，備份SGW可以根據(jù)位置、配置、容量或其它與主要和/或備份SGW相關(guān)聯(lián)的因素確定。確定可通過SGW間協(xié)商進(jìn)行，諸如在相鄰SGW間的發(fā)現(xiàn)、配置或優(yōu)化過程的上下文內(nèi)。確定還可以由網(wǎng)絡(luò)管理器進(jìn)行，諸如上面參照?qǐng)D1描述的網(wǎng)絡(luò)管理器140。可使用其它實(shí)體和/或確定方法。[0078]在各種實(shí)施例中，主要SGW的預(yù)備或備份SGW的確定可根據(jù)以下選擇標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行=DNS響應(yīng)時(shí)間，路徑管理驗(yàn)證次數(shù)、會(huì)話負(fù)荷等。在各種實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)還被MME用于對(duì)于新的會(huì)話建立選擇新的主要SGW。
[0079]在步驟320，根據(jù)需要，活動(dòng)和備份SGW被初始化，在SGW之間分配主要和備份角色，主要SGW與備份SGW之間的通信被建立，至少主要SGW開始通告它的IP地址。
[0080]參見方框325，在步驟320的處理包括下列的一些或全部:用SGW間通信協(xié)議(ISCP)建立將要在活動(dòng)與備份SGW之間建立的SGW間通信信道(ISCC)以用于傳送事件需求，定義將要使用的一個(gè)或多個(gè)IP生存性機(jī)制，定義將從主要SGW傳遞到備份SGW的相關(guān)事件，確定活動(dòng)SGW將使用的隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(TEID)的范圍，共享對(duì)等體地址和重啟計(jì)數(shù)器信息等。
[0081 ] 在各種實(shí)施例中，在初始化期間，活動(dòng)SGW標(biāo)識(shí)它自己，并請(qǐng)求備份SGW的標(biāo)識(shí)。在驗(yàn)證了配對(duì)在適當(dāng)配置的SGW之間后，活動(dòng)SGW宣布它將扮演活動(dòng)的角色。當(dāng)配對(duì)被商定時(shí)，活動(dòng)SGW開始對(duì)Sl-u、SlU S5-c和S5_u接口通告它的IP地址。在正常操作中，活動(dòng)SGW在S11、S5-c、S5-U和Sl-u接口上“擁有” IP地址?；顒?dòng)SGW還共享它將使用的TEID范圍，以使得備份SGW可避免使用該范圍。
[0082]在各種實(shí)施例中，活動(dòng)SGW與備份SGW共享SGW的本地重啟計(jì)數(shù)器，其中，只有一個(gè)重啟計(jì)數(shù)器被維持用于SGW內(nèi)的所有協(xié)議。在某些實(shí)施例中，對(duì)于活動(dòng)SGW與其進(jìn)行通信的每個(gè)對(duì)等體，活動(dòng)SGW共享對(duì)等體IP地址和重啟計(jì)數(shù)器對(duì)。在這些實(shí)施例中，由于對(duì)等體周期性地進(jìn)行，因此，活動(dòng)SGW將該信息通知給備份SGW。該信息通常在穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)中不變。
[0083]在步驟330，主要SGW將與由主要SGW支持的移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息發(fā)送到至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的備份SGW。即，當(dāng)它處理UE相關(guān)消息時(shí)，活動(dòng)SGW標(biāo)識(shí)UE的會(huì)話狀態(tài)相關(guān)事件，并將該信息通知給備份SGW。
[0084]參看方框335，會(huì)話狀態(tài)信息可以預(yù)定的間隔發(fā)送，諸如在預(yù)定的秒數(shù)或分鐘數(shù)后。會(huì)話狀態(tài)信息還可以在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定數(shù)量的相關(guān)用戶事件發(fā)生后被發(fā)送。相關(guān)用戶事件包括例如創(chuàng)建會(huì)話事件(Create Session Event)、創(chuàng)建承載事件(Create BearerEvent)、刪除會(huì)話事件(Delete Session Event)和/或刪除承載事件(Delete BearerEvent)。一般來說，用于會(huì)話恢復(fù)實(shí)施例的相關(guān)用戶事件包括任何導(dǎo)致用戶會(huì)話的創(chuàng)建或破壞的事件，諸如在下面的例子中給出的:
[0085]創(chuàng)建會(huì)話事件:當(dāng)創(chuàng)建新的會(huì)話時(shí)，新的控制TEID被分配給朝向SGW的S5接口。如果這是UE的首次會(huì)話，則新的控制TEID被分配給朝向MME的Sll接口。在Create事件完成時(shí)，用于缺省承載的數(shù)據(jù)平面TEID也向進(jìn)入SGW的業(yè)務(wù)分配，不管在S5-U上來自PGW還是在Sl-U接口上來自eNodeB，。
[0086]創(chuàng)建承載事件:當(dāng)創(chuàng)建新的專用承載時(shí)，新的數(shù)據(jù)平面Sl-U和S5-u TEID向進(jìn)入SGff的業(yè)務(wù)分配。
[0087]刪除會(huì)話事件:當(dāng)刪除會(huì)話時(shí)，S5-U數(shù)據(jù)平面TEID和S5_c控制平面TEID以及Sl-u數(shù)據(jù)平面TEID需要從備份SGW中刪除。此外，如果這是UE的最后一個(gè)會(huì)話，則對(duì)于MME的Sll控制平面需要被刪除。
[0088]刪除承載事件:當(dāng)刪除專用承載時(shí)，S5-U數(shù)據(jù)平面TEID和Sl_u數(shù)據(jù)平面TEID需要從備份SGW中刪除。
[0089]變化的頻率基于建立/斷開PDN會(huì)話和專用承載的頻率。然而，這不像到達(dá)SGW的修改會(huì)話和承載的狀態(tài)的事件那么頻繁。狀態(tài)信息主要包括在會(huì)話的生存期間不變化的入口和出口控制平面TEID以及在承載的生存期間內(nèi)不發(fā)生變化的入口數(shù)據(jù)平面TEID。
[0090]在某些實(shí)施例中，為了避免備份SGW的關(guān)于活動(dòng)SGW實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生了故障的不正確評(píng)估，活動(dòng)SGW周期性地向備份SGW發(fā)送保持連接(keep alive)消息，以防止有極少數(shù)相關(guān)事件被傳送。
[0091]在步驟340，在每個(gè)備份SGW上，從由備份SGW支持的一個(gè)或多個(gè)主要SGW發(fā)送的會(huì)話狀態(tài)信息被存儲(chǔ)。參見方框345，在一個(gè)實(shí)施例中，所存儲(chǔ)的會(huì)話數(shù)據(jù)足以向查詢執(zhí)行指示特定用戶設(shè)備或裝置處于活動(dòng)或活著的狀態(tài)。在其它實(shí)施例中，所存儲(chǔ)的會(huì)話數(shù)據(jù)足以創(chuàng)建或恢復(fù)與在主要SGW發(fā)生故障之前是活動(dòng)的用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的會(huì)話。在其它實(shí)施例中，所存儲(chǔ)的會(huì)話數(shù)據(jù)足以創(chuàng)建或恢復(fù)與在主要SGW發(fā)生故障之前是不活動(dòng)的用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的會(huì)話。
[0092]圖4表示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的會(huì)話狀態(tài)恢復(fù)方法的流程圖。具體地，圖4表示在運(yùn)行為可選或備份網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)中使用的方法400，諸如LTE網(wǎng)絡(luò)中的可選或備份SGW，在其上已經(jīng)存儲(chǔ)了諸如參照?qǐng)D3描述的會(huì)話狀態(tài)信息。
[0093]在步驟410，諸如運(yùn)行為備份SGW的SGW的網(wǎng)關(guān)被初始化，并且到主要SGW的通信路徑被建立，如根據(jù)上面參照?qǐng)D3描述的方法300的步驟310-325所描述的。
[0094]在步驟420，備份網(wǎng)關(guān)接收并存儲(chǔ)與由活動(dòng)SGW支持的UE有關(guān)的UE狀態(tài)信息，直到如主要SGW的故障被指示時(shí)。參見方框425，主要SGE故障可以通過顯式故障指示、相鄰節(jié)點(diǎn)活動(dòng)指示器的超時(shí)、對(duì)等體計(jì)數(shù)器超時(shí)等指示。這種指示可以是由于主要SGW的實(shí)際故障或某些其它條件，諸如與主要SGW相關(guān)聯(lián)的維護(hù)條件或與主要SGW相關(guān)聯(lián)的超載條件。
[0095]在步驟430，在主要SGE發(fā)生故障后，備份網(wǎng)關(guān)承擔(dān)故障主要網(wǎng)關(guān)的IP地址和路徑管理職責(zé)。例如，參見方框435，備份網(wǎng)關(guān)可以開始通告具有優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)的IP地址，以使得控制平面和數(shù)據(jù)平面業(yè)務(wù)和分組被路由到備份網(wǎng)關(guān)。
[0096]在步驟440，響應(yīng)于接收控制或數(shù)據(jù)平面業(yè)務(wù)，諸如網(wǎng)絡(luò)生成的控制平面業(yè)務(wù)或與UE會(huì)話相關(guān)聯(lián)的控制平面業(yè)務(wù)(即，被觸發(fā)的備份SGW進(jìn)入數(shù)據(jù)平面或進(jìn)入控制平面)，備份SGW響應(yīng)地生成用于MME的下行鏈路數(shù)據(jù)通知(DDN)MSI消息和用于PGW的刪除會(huì)話消
肩、O
[0097]參見方框445，這些消息的結(jié)果是:MME用于通過(a)執(zhí)行MSI尋呼功能；(b)去附著UE而提供所選擇的再附著代碼；(c)如果UE處于空閑模式，則執(zhí)行IMSI附著來處理空閑模式UD。MME用于通過(a)執(zhí)行去附著；(b)執(zhí)行MSI附著來處理活動(dòng)的或連接模式UD0進(jìn)一步地，備份SGW將刪除會(huì)話請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到PGW，PGff響應(yīng)地經(jīng)由PCRF和MS響應(yīng)清除UE狀態(tài)異常。
[0098]下面參照?qǐng)D5-10更詳細(xì)地描述各種恢復(fù)實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將知道，在此所示的各種圖僅僅提供示意性的實(shí)施例，并可與在此討論的各種教導(dǎo)一致地進(jìn)行修改。這些圖5-10的每一個(gè)描述用于諸如在此參照?qǐng)D1-4示意性地描述的不同恢復(fù)情形的在UE102 (例如，經(jīng)由eNodeBlll)、MME114、備份SGW112和PGW113之間傳遞的各種信號(hào)。
[0099]圖5表示響應(yīng)于在Sll上的入口控制信號(hào)而向空閑或活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖。
[0100]圖6表示響應(yīng)于在S5/S8上的入口控制信號(hào)而向空閑UE提供恢復(fù)的方法的流程圖。
[0101]圖7表示響應(yīng)于在S5/S8上的入口控制信號(hào)而向活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖。
[0102]圖8表示響應(yīng)于在Sl-U上的進(jìn)入數(shù)據(jù)信號(hào)而向活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖。
[0103]圖9表示響應(yīng)于在S5/S8上的進(jìn)入數(shù)據(jù)信號(hào)而向空閑UE提供恢復(fù)的方法的流程圖。
[0104]圖10表示響應(yīng)于在S5/S8上的進(jìn)入數(shù)據(jù)信號(hào)而向活動(dòng)UE提供恢復(fù)的方法的流程圖。
[0105]因此，各種實(shí)施例設(shè)想周期性地將一部分會(huì)話狀態(tài)信息從主要SGW傳送到備份SGW(直接或者經(jīng)由MME)，其中所傳送的會(huì)話狀態(tài)信息僅足以識(shí)別具有活動(dòng)會(huì)話的移動(dòng)或用戶設(shè)備。這樣，備份SGW可以提示這些移動(dòng)或用戶設(shè)備使用與備份SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和其它信息來將它們自己重新授權(quán)或再附著到網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，為了或者欺騙那些具有活動(dòng)會(huì)話的移動(dòng)或用戶設(shè)備，“session alive”和“session active”響應(yīng)消息由備份SGW發(fā)送到查詢管理實(shí)體。這樣，在查詢管理實(shí)體上與這些移動(dòng)或用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息被查詢管理實(shí)體保存。
[0106]在此描述的各種實(shí)施例通常設(shè)想與主要SGW相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息和/或其它信息被存儲(chǔ)在備份SGW上，用于實(shí)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移機(jī)制。然而，在各種實(shí)施例中，這種信息可被儲(chǔ)存在多個(gè)備份SGW處和/或在一個(gè)或多個(gè)不是SGW的網(wǎng)絡(luò)單元處。所存儲(chǔ)的與主要SGW相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息和/或其它信息被備份SGW獲取,作為故障轉(zhuǎn)移機(jī)制一部分。
[0107]各種實(shí)施例被修改以使用一個(gè)或多個(gè)其它用于加速會(huì)話恢復(fù)過程的機(jī)制。一種用于加速會(huì)話恢復(fù)過程的機(jī)制包括在從SGW發(fā)送到MME的前幾個(gè)回送請(qǐng)求(Echo Request)上使用預(yù)定義的IE以指示備份SGW已經(jīng)接管。MME響應(yīng)地加速清除活動(dòng)會(huì)話，而不是在Sl-u或S5-U上等待數(shù)據(jù)平面通知。一種用于加速會(huì)話恢復(fù)過程的機(jī)制包括周期性地將一列活動(dòng)會(huì)話從活動(dòng)SGW傳送到備份SGW，以使得備份SGW可在故障轉(zhuǎn)移開始后立刻搶先開始清除這些會(huì)話，從而更快速地恢復(fù)會(huì)話。這些和其它機(jī)制可以單獨(dú)或任意結(jié)合地使用以提高或加速會(huì)話恢復(fù)過程。
[0108]在主要SGW與備份SGW之間同步狀態(tài)信息以及這種同步的頻度取決于各種因素，諸如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、可用資源、所期望的恢復(fù)速度等。
[0109]作為例子，諸如用于利用通用分組無線系統(tǒng)(GPRS)隧道協(xié)議或GTP的LTE網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)可同步與GTP信息有關(guān)的狀態(tài)信息、與各種會(huì)話或UE相關(guān)聯(lián)的路徑管理信息和射頻(RF)相關(guān)信息中的一些或全部。
[0110]狀態(tài)相關(guān)GTP信息可示例性地包括用于Sll和S5-C的控制FTEID、用于Sl_u和S5-U的數(shù)據(jù)FTEID等。狀態(tài)相關(guān)路徑管理信息可示例性地包括用于SI 1、Sl-u和S5的重啟計(jì)數(shù)器等。狀態(tài)相關(guān)RF信息可示例性地包括原始狀態(tài)、RAT等(大約16+ (24+n*8)個(gè)潛在會(huì)話，假定每個(gè)APN有η個(gè)專用承載)。
[0111]同步/更新頻率可以預(yù)先確定，自然周期和/或與各種網(wǎng)絡(luò)事件有關(guān)。[0112]在各種實(shí)施例中，當(dāng)會(huì)話被創(chuàng)建和/或破壞時(shí)，主要SGW和備份SGW被同步，諸如同步用于會(huì)話創(chuàng)建事件的八個(gè)GTP/RF消息、用于承載破壞事件的六個(gè)GTP/RF消息和用于會(huì)話創(chuàng)建/破壞事件的兩個(gè)IMCP消息。
[0113]在各種實(shí)施例中，當(dāng)承載被創(chuàng)建和/或破壞時(shí)，主要SGW和備份SGW被同步，諸如同步用于承載創(chuàng)建事件的六個(gè)GTP/RF消息、用于承載破壞事件的六個(gè)GTP/RF消息和用于承載創(chuàng)建/破壞事件的兩個(gè)IMCP消息。
[0114]在各種實(shí)施例中，響應(yīng)于如MME重定位的網(wǎng)絡(luò)配置事件，主要SGW和備份SGW被同步，諸如同步用于MME重定位事件的四個(gè)GTP/RF消息和兩個(gè)IMCP消息。
[0115]在各種實(shí)施例中，SGW雙IP地址被用在Sll和S5上，其中一個(gè)是本地地址，一個(gè)是備份地址。本地IP地址用于保持在備份SGW上的現(xiàn)有會(huì)話，而備份IP地址用于新的會(huì)話、從已故障或正發(fā)生故障的主要SGW轉(zhuǎn)移的會(huì)話、與已故障或正發(fā)生故障的主要SGW相關(guān)聯(lián)的控制業(yè)務(wù)等等。具體地，即使對(duì)備份SGW的IP地址分配也被分成兩個(gè)部分(其可以是相同的大小，也可以不是相同的大小)，其中第一部分用于在備份SGW上的現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和控制平面業(yè)務(wù)，而第二部分用于與已故障或正發(fā)生故障的SGW相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和控制平面業(yè)務(wù)。這樣，沖突被避免，因?yàn)闀?huì)話支持從主要SGW移動(dòng)到備份SGW。即，成為活動(dòng)SGW的備份SGW利用活動(dòng)SGW IP地址束。這樣，會(huì)議被避免，會(huì)話的支持可在SGW之間在關(guān)于它們的IP地址的每束的基礎(chǔ)上傳送。在各種實(shí)施例中，應(yīng)用了故障抑制，在其它實(shí)施例中，故障抑制未被應(yīng)用。
[0116]因此，兩個(gè)(或多個(gè))服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)或節(jié)點(diǎn)可用作地理冗余對(duì)，并可被表示為主要/備份或工作/保護(hù)網(wǎng)關(guān)或節(jié)點(diǎn)。主要或工作SGW或節(jié)點(diǎn)以主模式運(yùn)行，而備份或保護(hù)SGW或節(jié)點(diǎn)運(yùn)行在從模式中。在主要或工作SGW發(fā)生故障時(shí)，備份或保護(hù)SGW開始在主模式中運(yùn)行。在這種情況下，UE及其會(huì)話被“故障轉(zhuǎn)移”到從屬SGW。當(dāng)故障主要或工作SGW/節(jié)點(diǎn)再次變成運(yùn)行時(shí)，需要將新的會(huì)話從備份或保護(hù)SGW返回或故障轉(zhuǎn)移回主要或工作SGW/節(jié)點(diǎn)。
[0117]在主運(yùn)行模式下，主要SGW/節(jié)點(diǎn)通告比由從屬SGW通告的路由數(shù)據(jù)更好的路由數(shù)據(jù)，以使得任何想要發(fā)送業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)將選擇主要SGW/節(jié)點(diǎn)作為該業(yè)務(wù)的路由。為了確保發(fā)生這種情況，從屬SGW可例如通告“損害的”路由數(shù)據(jù)，S卩，由于其高成本或某些其它負(fù)面參數(shù)而從未被選擇使用的路由數(shù)據(jù)。
[0118]圖11表示適合于在執(zhí)行再次參照各種實(shí)施例描述的功能中使用的通用計(jì)算機(jī)的高級(jí)框圖。特別地，在此參照通用計(jì)算機(jī)描述的體系結(jié)構(gòu)和功能用于在各種在此參照各個(gè)附圖描述的交換和通信單元或節(jié)點(diǎn)的每一個(gè)中使用；即Μ)102、eNodeBlll, SGffl 12,PGW113、MME114、PCRF115和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)140。應(yīng)當(dāng)知道，在此參照通用計(jì)算機(jī)討論的某些功能可被實(shí)現(xiàn)在各種網(wǎng)絡(luò)單元或節(jié)點(diǎn)和/或用于配置和管理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)單元的網(wǎng)絡(luò)操作中心(NOC)或網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(匪S)中。
[0119]如圖11所示，系統(tǒng)1100包括處理器單元1102 (例如CPU)、例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM)的存儲(chǔ)器1104、分組處理模塊1105和各種輸入/輸出設(shè)備1106 (例如，存儲(chǔ)設(shè)備，包括但不限于磁帶驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器或緊湊盤驅(qū)動(dòng)器、接收器、發(fā)射器、揚(yáng)聲器、顯示器、輸出端口和用戶輸入設(shè)備(諸如鍵盤、鍵區(qū)，鼠標(biāo)等))。
[0120]應(yīng)當(dāng)知道，在圖11中描繪的計(jì)算機(jī)1100提供適合于實(shí)現(xiàn)在此描述的功能單元和/或在此描述的部分功能單元的通用體系結(jié)構(gòu)和功能。在此描述和討論的功能可以被實(shí)現(xiàn)在軟件和/或硬件中，例如使用通用計(jì)算機(jī)、一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)和/或任何其它硬件等同物。
[0121 ] 可以設(shè)想，在此作為軟件方法討論的某些步驟可以被實(shí)現(xiàn)在硬件內(nèi)，例如，與處理器協(xié)作以執(zhí)行各種方法步驟的電路。在此描述的部分功能/單元可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，計(jì)算機(jī)指令在被計(jì)算機(jī)處理時(shí)改變計(jì)算機(jī)的操作，以使得在此描述的方法和/或技術(shù)被調(diào)用或另外被提供。用于調(diào)用創(chuàng)造性方法的指令可以被存儲(chǔ)在固定或可移動(dòng)的媒體上、在廣播或其它信號(hào)載波媒體中通過數(shù)據(jù)流傳輸、通過有形媒體傳輸和/或在根據(jù)這些指令運(yùn)行的計(jì)算機(jī)設(shè)備的存儲(chǔ)器內(nèi)。
[0122]盡管前面內(nèi)容針對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例，但在不脫離它的保護(hù)范圍的情況下，也可以設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它和另外的實(shí)施例。因此，本發(fā)明的適當(dāng)范圍由所附的權(quán)利要求確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管理與主要服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)相關(guān)聯(lián)的備份SGW的方法，包括: 周期性地從所述主要SGW接收至少一部分對(duì)應(yīng)UE會(huì)話狀態(tài)信息，所接收的一部分會(huì)話狀態(tài)信息足以使得所述次要SGW能夠向查詢管理實(shí)體指示與由所述主要SGW支持的一組移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有用戶會(huì)話處于活動(dòng)狀態(tài)；以及 響應(yīng)于所述主要SGW的故障，承擔(dān)與所述主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和路徑的管理，并使得由發(fā)生故障了的主要SGW支持的每個(gè)UE將自己重新授權(quán)給網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 通告路由數(shù)據(jù)，其用于在所述主要SGW未發(fā)生故障時(shí)避免其它網(wǎng)絡(luò)單元選擇所述備份SGff ；以及 通告優(yōu)選路由數(shù)據(jù)，其用于在所述主要SGW發(fā)生故障時(shí)激勵(lì)其它網(wǎng)絡(luò)單元選擇所述備份 SGff0
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括:請(qǐng)求每個(gè)UE從所述網(wǎng)絡(luò)中去附著和再附著到所述網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，與由所述主要SGW支持的UE相關(guān)聯(lián)的所述一部分會(huì)話狀態(tài)信息包括:足以識(shí)別與接近所述主SGW發(fā)生故障的時(shí)間的活動(dòng)會(huì)話相關(guān)聯(lián)的那些移動(dòng)設(shè)備的會(huì)話狀態(tài)信息。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，響應(yīng)于對(duì)應(yīng)的創(chuàng)建會(huì)話事件、刪除會(huì)話事件、創(chuàng)建承載事件和刪除承載事件中的一個(gè)或多個(gè)，接收與UE相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息。`
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，與UE相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息以預(yù)定的間隔接收或者在預(yù)定數(shù)量的用戶事件后接收。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述備份SGW與一組本地IP地址相關(guān)聯(lián)，該組本地IP地址與同所述主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址不沖突； 當(dāng)所述主要SGW發(fā)生故障時(shí)，所述備份SGW僅管理所述備份SGW的一組本地IP地址； 當(dāng)所述主要SGW未發(fā)生故障時(shí)，所述備份SGW管理兩組本地IP地址。
8.—種在服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)中使用的裝置，其中所述SGW用于備份主要SGW，所述裝置包括: 處理器，其被配置為管理與主要SGW相關(guān)聯(lián)的備份服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)，所述方法包括: 周期性地從所述主要SGW接收至少一部分對(duì)應(yīng)UE會(huì)話狀態(tài)信息，所接收的一部分會(huì)話狀態(tài)信息足以使得所述次要SGW能夠向查詢管理實(shí)體指示與由所述主要SGW支持的一組移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有用戶會(huì)話處于活動(dòng)狀態(tài)；以及 響應(yīng)于所述主要SGW的故障，承擔(dān)與所述主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和路徑的管理，并使得由發(fā)生故障了的主要SGW支持的每個(gè)UE將自己重新授權(quán)給網(wǎng)絡(luò)。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀媒體，包括軟件指令，其中所述軟件指令在由處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行用于管理與主要服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)相關(guān)聯(lián)的備份SGW的方法，所述方法包括: 周期性地從所述主要SGW接收至少一部分對(duì)應(yīng)UE會(huì)話狀態(tài)信息，所接收的一部分會(huì)話狀態(tài)信息足以使得所述次要SGW能夠向查詢管理實(shí)體指示與由所述主要SGW支持的一組移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有用戶會(huì)話處于活動(dòng)狀態(tài)；以及 響應(yīng)于所述主要SGW的故障，承擔(dān)與所述主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和路徑的管理，并使得由發(fā)生故障了的主要SGW支持的每個(gè)UE將自己重新授權(quán)給網(wǎng)絡(luò)。
10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中計(jì)算機(jī)用于處理軟件指令，所述軟件指令適應(yīng)所述計(jì)算機(jī)的操作，以使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行用于管理與主要服務(wù)網(wǎng)關(guān)(SGW)相關(guān)聯(lián)的備份SGW的方法，所述方法包括: 周期性地從所述主要SGW接收至少一部分對(duì)應(yīng)UE會(huì)話狀態(tài)信息，所接收的一部分會(huì)話狀態(tài)信息足以使得所述次要SGW能夠向查詢管理實(shí)體指示與由所述主要SGW支持的一組移動(dòng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所有用戶會(huì)話處于活動(dòng)狀態(tài)；以及 響應(yīng)于所述主要SGW的故障，承擔(dān)與所述主要SGW相關(guān)聯(lián)的IP地址和路徑的管理，并使得由發(fā)生故障了的主要SG W支持的每個(gè)UE將自己重新授權(quán)給網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號(hào)】H04W36/00GK103609167SQ201280014003
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2012年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月18日
【發(fā)明者】V·P·康佩拉, S·辛哈, P·V·穆萊, S·奈拉孔達(dá) 申請(qǐng)人:阿爾卡特朗訊公司