BR112013011197B1 - Método desempenhado em um primeiro gateway de rede de dados em pacote, método desempenhado em um gateway de serviço, primeiro gateway de rede de dados em pacote e gateway de serviço - Google Patents

Abstract

portas móveis em agrupamento para resiliência de sessão. as modalidades da presente invenção incluem um método para fornecer resiliência de sessão ue executada em uma primeira pdn-gw que é acoplada a uma segunda pdn-gw, que estão ambos em um agrupamento de pdn-gws. o método fornece resiliência de sessão ue permitindo que a primeira pdn-gw forneça conectividade paras as sessões ue anteriormente servidas pela segunda pdn-gw, após o mesmo tornar-se não operacional. a primeira pdn-gw reconhece que a segunda pdn-gw falhou e então ativa várias sessões ue em espera. cada sessão ue em espera é uma sessão ue de recuperação correspondente a uma sessão ue anteriormente ativa servida na segunda pdn-gw. cada sessão ue em espera está associado com um dispositivo ue e um identificador de recurso de rede de uma fatia de apn. a primeira pdn-gw transmite uma mensagem a uma sgw que está servindo as sessões ue que indica que a sgw deveria direcionar o tráfego anteriormente limitado para a segunda pdn-gw para a primeira pdn-gw.

Description

Campo da Invenção

[0001] As modalidades da presente invenção referem-se geralmente ao campo das telecomunicações; e mais particularmente, aos agrupamentos de gateways móveis.

Fundamentos da Invenção

[0002] O Projeto de Parceria de Terceira Geração (3GPP) estabelece os padrões e especificações técnicas para um sistema móvel 3G chamado de Evolução de Longo Prazo (LTE). O sistema LTE inclui um Sistema de Pacote Evoluído (EPS) com um componente principal chamado de Núcleo de Pacote Evoluído (EPC). O EPC compreende três subcomponentes principais: uma Entidade de Gerenciamento de Mobilidade (MME), um Gateway de Serviço (SGW), e um Gateway de Rede de Dados em Pacotes (PDN-GW). O 3GPP publicou o “LTE; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access network (E-UTRAN) access” Versão TS 23.401, Versão 9.5.0 Lançamento 9, definindo a descrição do serviço EPS.

[0003] No LTE, um dispositivo de equipamento de usuário (UE), tal como um telefone móvel, comunica-se um SGW, que por sua vez, se comunica com um PDN-GW. O PDN-GW se comunica ainda com um serviço de protocolo internet (IP), tal como um subsistema multimídia IP (IMS), voz sobre IP (VOIP), e banda larga móvel. Os serviços IP do operador são fornecidos são fornecidos ao longo de um IP-PDN que é identificado por um dispositivo de UE como um nome de ponto de acesso (APN). A série de comunicações entre um APN e um dispositivo de UE fornece a conectividade de dados aos dispositivos de UE no sistema móvel LTE e é chamada de uma conexão PDN. Assim, em cada conexão PDN, o PDN-GW acopla um SGW com o APN e o SGW acopla o dispositivo de UE com o PDN-GW. Neste cenário, cada conexão PDN (também chamada de uma sessão de UE), tem a informação de conexão com PDN correspondente (também chamada de uma informação de sessão de UE).

[0004] Entretanto, a especificação 3GPP do LTE não aborda alguns dos aspectos críticos da missão do EPC. Por exemplo, a especificação não aborda redundância geográfica, onde um ou mais PDN-GWs ou SGWs podem ser perdidas, nem aborda manutenção em serviço, onde qualquer PDN-GW ou SGW precisa ser retirado de serviço para manutenção.

[0005] Dado que o EPS tem como alvo a migração completa de serviços de voz para IP-PDNs, os operadores estão ficando mais e mais preocupados com os cenários de redundância. Há soluções em nível de rede 1+1, mas tais soluções são desnecessariamente dispendiosas, visto que 50% do processamento disponível e da capacidade de encaminhamento são usados somente para a redundância.

Sumário da Invenção

[0006] As modalidades da invenção incluem um método para fornecer resiliência de sessão de equipamento de usuário (UE) desempenhada em um primeiro gateway de rede de dados em pacote (PDN-GW) que é acoplado a um segundo PDN-GW em um agrupamento de PDN-GW. O agrupamento de PDN- GW é para fornecer conectividade de dados entre os dispositivos de UE e uma rede externa de dados em pacote através de um nome de ponto de acesso. O método fornece a resiliência de sessão de UE permitindo que o primeiro PDN- GW forneça conectividade para uma ou mais sessões de UE servidas anteriormente pelo segundo PDN-GW após o mesmo se tornar não operacional. O primeiro PDN-GW reconhece que o segundo PDN-GW está entrando em um estado não operacional e aciona várias sessões de UE em espera. Cada sessão de UE em espera é uma sessão de UE sincronizada para a qual o segundo PDN-GW foi o PDN-GW ativo. Ademais, cada sessão de UE é associada com um dispositivo de UE e um identificador de recurso de rede que identifica uma fatia de APN que representa um subconjunto de endereços de protocolo de internet no PDN externo. O primeiro PDN-GW transmite uma mensagem a um SGW que está fornecendo conectividade de dados entre um ou mais dispositivos de UE e o agrupamento de PDN-GW. A mensagem indica que o primeiro PDN-GW ativou as sessões de UE em espera associadas com um ou mais dispositivos de UE servidos pelo SGW. O primeiro PDN-GW transmite a mensagem com a intenção de que o SGW direcione o tráfego ligado anteriormente ao segundo PDN-GW para o primeiro PDN-GW. Dessa forma, a resiliência da sessão de UE é alcançada em um agrupamento de PDN-GW, permitindo que o primeiro PDN-GW ative várias sessões de UE em espera sem notificar cada dispositivo de UE associado com uma sessão de UE em espera no primeiro PDN-GW.

[0007] As modalidades da invenção incluem um método desempenhado em um gateway de serviço (SGW) para fornecer resiliência de sessão de equipamento de usuário (UE), permitindo que o SGW redirecione o tráfego entre um agrupamento de gateway de rede de dados em pacote (PDN-GW) de um primeiro PDN-GW para um segundo PDN-GW. O SGW é acoplado a um primeiro PDN-GW e a um segundo PDN-GW, e o SGW serve para fornecer conectividade de dados entre um dispositivo de UE e um agrupamento de PDN-GW. O agrupamento de PDN-GW fornece conectividade de dados entre o SGW e um PDN externo. O SGW cria um mapa identificador de recurso de rede (NRI) através da inserção de várias entradas de mapa NRI. Uma primeira entrada de mapa NRI associa um primeiro NRI com o primeiro PDN-GW como um PDN-GW ativo para o primeiro NRI. O primeiro NRI está associado com uma primeira fatia de um nome de ponto de acesso (APN) que representa um subconjunto de endereços de protocolo de internet no PDN externo e o dispositivo de UE está em comunicação com a primeira fatia do APN. O SGW direciona o tráfego de dados para a sessão de UE para o primeiro PDN-GW, a sessão de UE para tráfego entre o dispositivo de UE e a primeira fatia do APN. O SGW recebe uma mensagem indicando que o primeiro PDN-GW entrou em um estado de não operação. Em resposta à mensagem, o SGW atualiza a primeira entrada do mapa NRI para indicar uma associação entre o primeiro NRI e o segundo PDN-GW como o PDN- GW ativo para o primeiro NRI. Ademais, em resposta, o SGW direciona o tráfego de dados para a sessão de UE para o segundo PDN-GW. Dessa forma, a resiliência de sessão de UE é alcançada permitindo que o SGW redirecione o tráfego de dados a partir do dispositivo de UE para um PDN-GW sem notificar o dispositivo de UE de uma mudança a partir da primeiro PDN-GW para o segundo PDN-GW como um PDN-GW ativo para essa sessão de UE do dispositivo de UE.

[0008] As modalidades da invenção incluem um primeiro gateway de rede de dados em pacote (PDN-GW) que será acoplado a um segundo PDN-GW ao longo de um túnel de dados em um agrupamento de PDN-GW. O agrupamento de PDN-GW deve fornecer conectividade de dados entre um PDN externo e um dispositivo de equipamento de usuário (EU). O primeiro PDN-GW deve fornecer resiliência de sessão de UE fornecendo conectividade de dados para uma ou mais sessões de UE servidas anteriormente pelo segundo PDN-GW após o mesmo se tornar não operacional. O primeiro PDN-GW inclui um processador e um conjunto de um ou mais portas acopladas ao dito processador e acopladas ainda a um agrupamento de gateway de serviço (SGW) e uma ou mais fatias de nomes de pontos de acesso (APN), cada fatia de APN representando um subconjunto de endereços de protocolo de internet no PDN externo. Uma memória é acoplada ao processador para armazenar várias sessões de UE ativas e armazena várias sessões de UE em espera. Cada sessão de UE ativa e em espera deve estar associada com um dispositivo de UE e um identificador de recurso de rede de uma ou mais fatias APN. O primeiro PDN-GW inclui ainda um módulo de resiliência de sessão acoplado à memória para manter várias sessões de UE ativas e em espera. O módulo de resiliência de sessão é configurado para reconhecer quando o segundo PDN-GW entra em um estado não operacional. Em resposta ao reconhecimento de quando o segundo PDN-GW entra em um estado não operacional, o primeiro PDN-GW é usado para ativar uma ou várias sessões de UE em espera, cada sessão de UE em espera ativada associada com o segundo PDN-GW. O primeiro PDN-GW é configurado para notificar ainda o agrupamento de SGW de que o PDN-GW ativou uma ou mais sessões de UE em espera. Dessa forma, a resiliência de sessão de UE é alcançada permitindo que o primeiro PDN-GW ative várias sessões de UE em espera sem notificar cada dispositivo de UE associado com uma sessão de UE em espera no primeiro PDN- GW.

[0009] As modalidades da invenção incluem um gateway de serviço a ser acoplada a um dispositivo de equipamento de usuário (UE) e um agrupamento de gateway de rede de dados em pacote (PDN-GW) compreendido em um primeiro PDN-GW e um segundo PDN-GW. O SGW fornece conectividade de dados entre o dispositivo de UE e o agrupamento de PDN-GW e fornece resiliência de sessão de UE, permitindo que o SGW redirecione o tráfego entre o agrupamento de PDN-GW e o dispositivo de UE do primeiro PDN-GW para o segundo PDN-GW. O SGW compreende um processador e um conjunto de uma ou mais portas acopladas ao processador e a serem acopladas a uma ou mais fatias de nomes de pontos de acesso (APN), sendo que cada fatia de APN representa um subconjunto de endereços de protocolo de internet no PDN externo. O SGW compreende ainda uma memória acoplada ao processo para armazenar um mapa identificador de recurso de rede (NRI) configurado para armazenar as entradas que associam um NRI com um PDN-GW ativo, onde cada NRI identifica uma ou mais fatias APN. O SGW compreende ainda um módulo de resiliência de sessão para manter várias sessões de UE e para manter o mapa NRI. O módulo de resiliência de sessão configurado para criar uma primeira entrada no mapa NRI para associar o primeiro NRI com o primeiro PDN-GW como um PDN-GW ativo para o primeiro NRI. O módulo de resiliência de sessão é configurado ainda para direcionar o tráfego de dados associado com o primeiro NRI ao primeiro PDN-GW e é configurado para receber a notificação de que o primeiro PDN-GW entrou em um estado não operacional. O módulo de resiliência de sessão é configurado ainda para atualizar a primeira entrada do mapa NRI e para associar o primeiro NRI com o segundo PDN-GW como um PDN- GW ativo para o primeiro NRI, e configurado para direcionar o tráfego de dados associado com o dito primeiro NRI ao segundo PDN-GW. Dessa forma, a resiliência de sessão de UE é alcançada permitindo que o SGW redirecione o tráfego de dados do dispositivo de UE para um PDN-GW sem notificar o dito dispositivo de UE de uma mudança a partir do primeiro PDN-GW para o segundo PDN-GW como um PDN-GW ativo para essa sessão de UE do dispositivo de UE.

Breve Descrição dos Desenhos

[0010] A presente invenção é ilustrada a título de exemplo, e não por limitação, nas figuras dos desenhos em anexo nos quais referências similares indicam elementos similares.

[0011] A invenção pode ser entendida melhor com relação à descrição seguinte e os desenhos em anexo que são usados para ilustrar as modalidades da invenção. Nos desenhos: A FIG. 1A é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento de PDN- GW 102 implementando um esquema de resiliência agrupado N+M, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 1B é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento SGW 103 implementando um esquema de resiliência agrupado N+M, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 2 é um fluxograma que ilustra um método de comutação de um primeiro PDN-GW para um segundo PDN-GW como um PDN-GW ativo para um NRI, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 3 é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento de PDN- GW 102 respondendo a uma falha de PDN-GW, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 4 é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento de PDN- GW 102 respondendo a um PDN-GW desaparecendo de serviço, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 5 é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento de PDN- GW 102 resultante 102 após as operações mostradas na FIG. 3 ou 4 terem sido desempenhadas, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 6 é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento de PDN- GW 102 trazendo uma PDN-GW inativo, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 7 é um diagrama de blocos que ilustra um sistema incluindo um PDN, um agrupamento SGW, e vários PDN-GWs (com um sendo mostrado em uma vista explodida) para fornecer resiliência de sessão agrupada N+M, de acordo com as modalidades da invenção; A FIG. 8 é um diagrama de blocos que ilustra um sistema incluindo uma PDN-GW, um dispositivo de UE e um conjunto de um ou mais SGWs (com um sendo mostrado em uma vista explodida) para fornecer resiliência de sessão agrupada N+M, de acordo com as modalidades da invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[0012] Na seguinte descrição, vários detalhes das implementações de particionamento/compartilhamento/duplicação de recurso, dos tipos e inter- relações dos componentes do sistema, e das escolhas de integração são apresentados de modo a fornecer um entendimento mais completo da presente invenção. Entretanto, entende-se que as modalidades da invenção podem ser praticadas sem esses detalhes específicos. Em outros exemplos, técnicas, estruturas e circuitos bem conhecidos não foram mostrados em detalhes de modo a não ofuscar o entendimento desta descrição. Os versados na técnica, com as descrições incluídas, serão capazes de implementar a funcionalidade apropriada sem experimentação indevida.

[0013] As referências na especificação a “uma modalidade”, “uma modalidade exemplificada”, etc. indicam que a modalidade descrita pode incluir uma característica, recurso ou estrutura particular, mas cada modalidade pode não necessariamente incluir a característica, recurso ou estrutura particular. Ademais, quando uma característica, recurso ou estrutura particular é descrito em conjunto com uma modalidade, supõe-se que esteja dentro do conhecimento dos versados na técnica efetuar tal característica, recurso ou estrutura em conjunto com outras modalidades se ou não explicitamente descritas.

[0014] Na seguinte descrição e nas reivindicações, os termos “acoplado” e “conectado”, junto com os seus derivativos, podem ser usados. Dever-se-ia entender que esses termos não são usados como sinônimos entre si. O termo “acoplado” é usado para indicar que dois ou mais elementos, que podem ou não estar em contato físico ou elétrico entre si, cooperam ou interagem entre si. O termo “conectado” é usado para indicar o estabelecimento de comunicação entre dois ou mais elementos que são acoplados entre si.

[0015] As modalidades da invenção fornecem uma resiliência de sessão de UE através da redundância dos agrupamentos de PDN-GWs e de agrupamentos SGWs. Para cada agrupamento, as modalidades da invenção fornecem uma redundância geográfica N+M e permitem a manutenção em serviço dos PDN- GWs e SGWs. A redundância N+M dentro de um agrupamento permite que até M elementos de agrupamento sejam perdidos (com a recuperação da sessão intermediária usando os métodos descritos posteriormente) sem impactar no serviço das sessões de UE em andamento. Como uma conexão PDN é criada, cada elemento do agrupamento armazena a informação de sessão de UE correspondente a essa conexão PDN. Em uma modalidade, a informação de sessão de UE compreende o endereço IP atribuído a partir do PDN ao dispositivo de UE junto com a informação de identificação do PDN-GW e do SGW que está servindo à conexão PDN. A redundância geográfica N+M permite que todas as conexões PDN (conexões entre os dispositivos de UE e os PDNs, também chamadas de sessões de UE) servidas por um dado elemento de agrupamento (PDN-GW ou SGW) tenham réplicas de recuperação da informação de sessão de UE correspondente distribuída regularmente ao longo dos elementos de agrupamento restantes. A manutenção em serviço (incluindo atualizações de software em serviço) ocorre tirando um elemento de agrupamento de serviço ou colocando-o em serviço sem impactar nas sessões de UE em andamento. Enquanto a redundância geográfica pode ser usada para esse propósito, a falha implicada a um nó de recuperação geralmente causa distúrbios desnecessários; portanto, a necessidade de usar um mecanismo mais suave para a manutenção.

[0016] A estratégia geral pode ser entendida ainda através da modalidade mostra na FIG. 1A. A FIG. 1A é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento de PDN-GW 102 implementando um esquema de resiliência agrupado N+M de acordo com as modalidades da invenção.

[0017] No topo da figura, vários PDNs 190 são ilustrados como três nuvens. Os PDNs são acoplados aos PDN-GWs, e na FIG. 1A, o primeiro PDN, que é atribuído como APN 101, é acoplado a um agrupamento de PDN-GW 102. As APNs consistem tipicamente de duas partes: um identificador de rede e um identificador de operador opcional. O identificador de rede de um APN identifica o PDN à qual o dispositivo de UE 106 está acoplando através de uma conexão PDN; os identificadores de rede APN típicos correspondem aos serviços IP desejados pelo dispositivo de UE 106 tal como Serviços de Rádio de Pacote Geral, Internet e Serviço de Mensagens Multimídia. No exemplo da FIG. 1A, o APN 101 é atribuído a um PDN que contém vários endereços IP, 10.0.0.1 - 10.0.0.144, e o APN 101 é fatiado em 16 fatias APN 101a-101p. Cada fatia de APN 101a-101p é atribuída a um identificador de recurso de rede (NRI) e abrange um subconjunto dos vários endereços IP dentro do PDN. As múltiplas fatias APN podem ser atribuídas ao mesmo NRI e esse é completamente configurável. Na FIG. 1A, as atribuições de fatia de APN exemplificadas são: 1. APNs 101a e 101b atribuídos ao NRI 1; 2. APN 101c atribuído ao NRI 2; 3. APN 101d atribuído ao NRI 3; 4. APN 101e atribuído ao NRI 4; 5. APN 101f atribuído ao NRI 5; 6. APN 101g-101i atribuídos ao NRI 6; 7. APN 101j atribuído ao NRI 7; 8. APN 101k atribuído ao NRI 8; 9. APN 101l-101m atribuídos ao NRI 9; 10. APN 101n atribuído ao NRI 10; 11. APN 101o atribuído ao NRI 11; e 12. APN 101p atribuído ao NRI 12.

[0018] Como descrito acima, o APN 101 é acoplado ao agrupamento de PDN-GW 102 através da conexão de dados 110. O agrupamento de PDN-GW exemplificado 102 compreende 4 PDN-GWs 102A-102D, embora outras modalidades possam utilizar menos ou mais PDN-GWs. A cada PDN-GW 102A- 102D é atribuído um endereço IP 10.0.1.10, 10.0.1.20, 10.0.1.30 e 10.0.1.40 respectivamente. Em uma modalidade, cada PDN-GW 102A-102D é opcionalmente acoplado a cada um dos outros PDN-GWs 102A-102D através das conexões de dados 120A-120F.

[0019] Na FIG. 1A, cada PDN-GW está servindo a uma pluralidade de sessões de UE ativas. Por exemplo, quando um dispositivo de UE 106 forma uma conexão PDN com o PDN identificado como APN 101 a que o dispositivo de UE será acoplado a um endereço IP em um dos NRIs. Se, por exemplo, o dispositivo de UE estiver acoplado com um endereço IP no NRI 1, então o dispositivo de UE terá uma sessão de UE ativa no PDN-GW 102A que está servindo as sessões ativas para o NRI1. As sessões de UE não são mostradas na FIG. 1A à medida que muitas sessões, tanto ativas quanto em espera, podem existir para cada NRI nos PDN-GWs, ativos e em espera, que estão servindo esse NRI.

[0020] Cada PDN-GW 102A-102D está servindo sessões de UE ativas para três NRIs dentro do APN 101. A PDN-GW 102A está servindo sessões de UE ativas acopladas ao NRI 1, NRI 2 e NRI 8. O PDN-GW 102B está servindo as sessões de UE acopladas ao NRI 3, NRI 4 e NRI 10. O PDN-GW 102C está servindo as sessões de UE acopladas ao NRI 7, NRI 9 e NRI 12. Dever-se-ia entender que cada PDN- GW poderia servir mais ou menos fatias APN atribuídas aos NRIs. Ademais, cada PDN-GW poderia servir múltiplas sessões de UE, cada uma correspondendo a um dispositivo de UE diferente, atribuído ao mesmo NRI.

[0021] Cada PDN-GW 102A-102D está também servindo várias sessões de UE em espera, cada uma correspondendo a uma sessão de UE ativa servida por um dos outros PDN-GW 102A-102D. O PDN-GW 102A está servindo sessões de UE em espera acopladas ao NRI 4, NRI 5 e NRI 7. O PDN-GW 102B está servindo as sessões de UE em espera acopladas ao NRI 1, NRI 11 e NRI 12. O PDN-GW 102C está servindo as sessões de UE em espera acopladas ao NRI 2, NRI 3 e NRI 9. O PDN-GW 102D está servindo as sessões de UE em espera acopladas ao NRI 6, NRI 8 e NRI 10. Assim, na modalidade da FIG. 1A, cada PDN-GW 102A-102D está servindo sessões de UE em espera acopladas a três NRIs diferentes. Cada uma dessas sessões de UE em espera corresponde às sessões de UE ativas que estão sendo servidas por um dos outros PDN-GWs.

[0022] À medida que o tempo passa, cada PDN-GW 102A-102D recebe informação de sessão correspondente às sessões de UE em espera que o PDN- GW está servindo. À medida que as sessões de UE em espera são criadas, essas sessões são mantidas em sincronização com as sessões de UE ativas correspondentes tal que o agrupamento de PDN-GW 102 é preparado para manipular a falha de um PDN-GW. Em uma modalidade, essa informação é comunicada entre os PDN-GW 102A-102D através das conexões de dados 120A- 120D. Essas comunicações de dados 120A-120D podem ser ligações dedicadas entre dois PDN-GWs 102A-102D ou podem ser um acoplamento de topologia de rede secundária acoplando os PDN-GW 102A-102D de modo que a comunicação de informação de sessão de UE não obstrua os canais de comunicação existentes. As conexões de dados 120A-120D são mostradas em linhas tracejadas para indicar as ligações podem ser dedicadas a sincronizar informação de sessão ou podem ser conexões de dados de propósito geral que também carregam a informação de sessão.

[0023] O agrupamento de PDN-GW 102 é ainda acoplado a um agrupamento SGW 103 através da conexão de dados 111. O agrupamento de SGW 103 exemplificado é compreendido de três SGWs 103A-103C, embora outras modalidades possam utilizar menos ou mais SGWs. Cada SGW 103A-103C acopla um ou mais dos dispositivos de UE 106 com o agrupamento de PDN-GW 102, assim cada SGW 103A-103C serve uma pluralidade de sessões de UE. O SGW 103A tem sessões de UE para os dispositivos de UE acoplados com NRI 1, NRI 2, NRI 4 e NRI 11. O SGW 103B tem sessões de UE para dispositivos de UE acoplados com NRI 3, NRI 5, NRI 6, NRI 7 e NRI 12. O SGW 103C tem sessões de UE para dispositivos de UE acoplados com NRI 5, NRI 8, NRI 9, NRI 10 e NRI 12. Cada SGW 103A-103C tem um mapa NRI com entradas no mapa NRI indicando, pelo menos, o PDN-GW ativo para cada NRI. Em outra modalidade, as entradas no mapa NRI identificam ainda um PDN-GW em espera para cada NRI, como mostrado nas formas ovais tracejadas nos SGWs 103A-103C da FIG. 1A. Em uma modalidade, cada SGW 103A-103C é acoplado com cada um dos outros SGWs 103A-103C através das conexões de dados 124A-124C. Os SGWs 103A-103C são acoplados, através das conexões de dados 125A-125C, a uma ou mais estações base 105 acoplando ainda os SGWs 103A-103C com os dispositivos de UE 106. Cada um dos dispositivos de UE 106 está associado com um endereço IP que reside em uma das fatias do APN 101.

[0024] Em uma modalidade, a FIG. 1A inclui ainda um MME 115 acoplado ao agrupamento de PDN-GW 102 através da conexão de dados 122 e acoplado ao agrupamento de SGW 103 através da conexão de dados 123. O MME é responsável por rastrear dispositivos de UE ociosos e desempenhando procedimentos de alcançabilidade de dispositivo de UE. De acordo com 3GPP TS 23.401, o MME atribui um dos SGWs 103A-103C e um dos PDN-GWs 102A-102D para cada conexão PDN. Em modalidades da invenção, os PDN-GWs 102A-102D correspondem a NRIs e assim o MME atribui um NRI para uma conexão PDN que dita o PDN-GW responsável. Opcionalmente, o MME inclui um módulo de resiliência de sessão 116 que atribui PDN-GWs 102A-102D com os PDN-GWs ativos ou em espera para os NRIs 1-12. O módulo de resiliência de sessão 116 transmite ainda informação de entrada no mapa NRI aos SGWs 103A-103C para informar cada SGW que o PDN-GW está servindo com o PDN-GW ativo e qual PDN-GW está servindo com o PDN-GW em espera para um dado NRI. Ademais, o módulo de resiliência de sessão 116 transmite indicações aos SGWs 103A-103C para comutar de um PDN-GW ativo para um PDN-GW em espera para um dado NRI em resposta a um PDN-GW entrando em um estado não operacional. Em uma modalidade adicional, o módulo de resiliência de sessão 116 é responsável por transmitir informação de sessão de UE atualizada a partir de um dos PDN- GWs 102A-102D ao PDN-GW em espera para essa sessão de UE. Opcionalmente, o MME 115 também inclui um módulo de heartbeat (“heartbeat module”) 117 que transmite mensagens de consulta de estado aos PDN-GWs 102A-102D e notifica o módulo de resiliência de sessão 116 no evento em que um PDN-GW falha em responder à mensagem de consulta de estado. Enquanto algumas modalidades incluem o MME 115, em modalidades alternativas da invenção, as operações do MME são desempenhadas por outra entidade (por exemplo, em um dos PDN-GWs, um dos SGWs, distribuídos entre o PDN-GW e um SGW, distribuídos ao longo de múltiplos PDN-GWs, distribuídos ao longo de múltiplos SGWs).

[0025] Na FIG. 1A, cada PDN-GW e cada SGW estão associadas com um endereço IP que é indicado acima do elemento correspondente em colchetes. Por exemplo, o PDN-GW 102A está associado com 10.0.1.10 como seu endereço IP. Entretanto, em outra modalidade da invenção, cada NRI tem um endereço IP no agrupamento de PDN-GW. Nesta modalidade, o PDN-GW servindo sessões de UE para cada NRI recebe o tráfego de dados designado para esse endereço IP do NRI. Em qualquer caso, o agrupamento de PDN-GW exporta protocolo de informação de roteamento (RIP) indicando o endereço IP do PDN-GW ativo como o próximo salto para endereços IP em cada NRI correspondente. Uma modalidade utilizando um único endereço IP para cada PDN-GW, a informação de RIP indica ainda o endereço IP do PDN-GW em espera como o próximo salto para endereço IP em cada NRI correspondente. Na modalidade incluindo tanta PDN-GW ativo e em espera, a métrica (ou estatística associada com a métrica tal como custo de comunicação, contagem de saltos, atraso de rede, custo de caminho) associado com o PDN-GW ativo é consideravelmente menor do que a métrica associada com o PDN-GW em espera para assegura que o tráfego seja direcionado para o PDN-GW ativo.

[0026] Na FIG. 1A, os mapas NRI nos SGWs 103A-103D identificam cada PDN-GW 102A-102D pela letra correspondente A-D. Em uma modalidade, os mapas NRI identificam cada PDN-GW 102A-102D pelo endereço IP desse PDN- GW, por exemplo, 10.0.1.20 para o PDN-GW 102B. Em modalidades para as quais cada NRI tem um endereço IP no agrupamento de PDN-GW, o endereço IP do NRI é usado no mapa NRI para indicar qual tráfego de endereço IP é direcionado para um dado NRI. Ademais, embora as figuras mostrem cada PDN- GW e SGW como identificados por uma letra, outras modalidades podem usar qualquer número de tipos de identificadores diferentes (por exemplo, atribuir um identificador de elemento de agrupamento não negativo a cada elemento do agrupamento para propósitos de identificação). Em modalidades que utilizam vários endereços IP para cada elemento do agrupamento, o agrupamento de PDN-GW e o agrupamento de SGW mantêm um mapa identificador de elemento de agrupamento indicando quais endereços IP correspondem a cada elemento do agrupamento e o NRI.

[0027] Quando uma conexão PDN entre um PDN e um dispositivo de UE é primeiro criada, um número de seleções precisa ser desempenhado. O MME seleciona inicialmente um SGW para servir a conexão PDN e transmite uma Solicitação de Criar Sessão do GTP-C ao SGW. Se um dos SGWs já serve uma ou mais conexões PDN para o mesmo dispositivo de UE, então o mesmo SGW para essas conexões PDN é usado. Ao contrário, qualquer SGW pode ser usado com uma preferência em direção a equilibrar todas as conexões PDN através dos SGWs disponíveis.

[0028] Ademais, quando um PDN-GW recebe uma solicitação de conexão PDN (também chamada uma solicitação de criar sessão GTP-C), se o PDN-GW que está servindo um ou mais NRIs associados com uma fatia de APN do APN selecionado, então o PDN-GW seleciona um dos NRIs associados e aloca um endereço IP nesse NRI para a conexão PDN. Se o PDN-GW não está servindo um NRI associado com uma fatia do APN selecionado, então o PDN-GW tem duas opções. Um, o PDN-GW pode usar um mapa de fatia de APN pré-configurado para determinar um NRI para usar e alocar um endereço IP associado para a conexão PDN. Dois, o PDN-GW pode determinar se outro dentre os PDN-GWs está servindo um NRI no APN e encaminhar a solicitação de conexão PDN à outro PDN-GW.

[0029] Em uma modalidade, uma típica conexão PDN segue as seguintes etapas uma vez que a seleção de SGW e a seleção de PDN-GW ocorrem. Primeiro, uma solicitação de criar sessão GTP-C é enviada a partir do MME ao SGW selecionado. Uma solicitação de criar sessão GTP-C é enviada a partir do SGW selecionado ao PDN-GW selecionado. O PDN-GW se torna o PDN-GW ativo para essa sessão de UE e responde ao SGW selecionado com uma resposta de criar sessão GTP-C indicando que ele agirá como o PDN-GW ativo e inclui o endereço IP desse PDN-GW. O PDN-GW selecionado também encaminha a solicitação de criar sessão GTP-C ao PDN-GW em espera para o correspondente NRI e o PDN- GW em espera encaminha uma resposta de sessão GTP ao SGW selecionado que indica que ele agirá como o PDN-GW em espera e que inclui o endereço IP desse PDN-GW. O SGW selecionado registra o endereço IP do PDN-GW ativo e o endereço IP do PDN-GW em espera em uma entrada de mapa NRI. O SGW selecionado então envia uma resposta de criar sessão GTP-C ao MME.

[0030] Os métodos e modalidades são descritos com relação a manter sessões de UE ativas e em espera no PDN-GW e manter mapas NRI associados nos SGWs. Entretanto, um versado na técnica reconheceria que as modalidades alternativas permitem que as sessões de UE ativas e em espera no SGW e manutenção de mapas NRI associados nos PDN-GWs. Em tal caso, a mesma resiliência de sessão alcançada no agrupamento de PDN-GW 102 seria alcançada no agrupamento de SGWs 103 com métodos e modalidades similares. Por exemplo, a FIG. 1B é um diagrama de blocos que ilustra um agrupamento SGW 103 implementando um esquema de resiliência agrupada N+M de acordo com as modalidades da invenção. Essa figura é essencialmente idêntica à FIG. 1A, exceto que cada SGW, ao invés do PDN-GW, está servindo várias sessões de UE ativas e uma pluralidade de sessões de UE em espera. Como similar à FIG. 1A, cada NRI é servida por dois SGWs. Um SGW age como um SGW ativo para um NRI e outro SGW age como um SGW em espera para esse NRI. Ademais, como similarmente descrito com relação aos SGWs 103A-103C na FIG. 1A, cada PDN- GW 102A-102D tem um mapa NRI com entradas no mapa NRI indicando, pelo menos, o SGW ativo para cada NRI. Em outra modalidade, as entradas no mapa NRI identificam ainda um SGW em espera para cada NRI, como mostrado nas formas ovais tracejadas nos PDN-GWs 102A-102D da FIG. 1B. Assim, a resiliência de sessão pode ser fornecida no agrupamento de SGW 103 de uma maneira similar ao agrupamento de PDN-GW 102.

[0031] A FIG. 2 é um fluxograma que ilustra um método para trocar de um primeiro PDN-GW para um segundo PDN-GW como o PDN-GW ativo para um NRI de acordo com as modalidades da invenção. Essa figura inclui etapas que são opcionais dependendo da implementação específica e tais etapas são mostradas com caixas tracejadas. Um primeiro PDN-GW, tal como o PDN-GW 102A, reconhece que o segundo PDN-GW, tal como o PDN-GW 102C, está entrando em um estado não operacional (Bloco 200). Nesse caso, o segundo PDN-GW 102C está servindo um ou mais sessões de UE ativas e o primeiro PDN-GW 102A está agindo como um PDN-GW em espera para pelo menos uma das sessões de UE ativas. O primeiro PDN-GW 102A pode reconhecer a entrada no estado não operacional de várias formas. Em uma modalidade, o primeiro PDN-GW 102A recebe uma mensagem que o notifica de que o segundo PDN-GW 102C está entrando em um estado não operacional. Em outra modalidade, o primeiro PDN- GW 102A inclui um mecanismo de heartbeat ou outro tal mecanismo que verifica periodicamente que o segundo PDN-GW 102C entra em um estado não operacional. Um estado não operacional pode surgir porque um PDN-GW experimentou algum tipo de falha ou pode surgir porque um PDN-GW está sendo intencionalmente retirado de operação para manutenção.

[0032] No caso onde um PDN-GW está sendo intencionalmente retirado de operação para manutenção, é desejável iniciar controladamente o handoff de sessões de UE a partir do PDN-GW ativo para o PDN-GW em espera através de uma alternância (“switchover”) suave. Neste cenário, um túnel de dados temporários pode ser estabelecido a partir do primeiro PDN-GW 102A e do segundo PDN-GW 102C (Bloco 210). Em tal cenário, o segundo PDN-GW 102C (o PDN-GW indo do estado ativo para um estado não operacional) pode encaminhar todo o tráfego associado com as sessões de UE ativas se movendo para o primeiro PDN-GW 102A através do túnel de dados temporários. Dessa forma, o dispositivo(s) de UE não experimentará uma interrupção de serviço, enquanto o PDN-GW e o SGW comutam do segundo PDN-GW 102C para o primeiro PDN-GW 102A. Ademais, o primeiro PDN-GW 102A receberá informação de sessão de UE a partir do segundo PDN-GW 102C para todas as sessões de UE movidas do segundo PDN-GW 102C ao primeiro PDN-GW 102A para assegurar que o primeiro PDN-GW 102A tenha a informação de sessão mais recente (Bloco 220). Essa informação será usada para atualizar a informação de sessão para as sessões de UE em espera correspondentes.

[0033] No caso de uma falha ou retirada de operação intencional de um PDN-GW, o método continua com o primeiro PDN-GW 102A ativando uma pluralidade de sessões de UE em espera. Cada uma das sessões de UE em espera ativas corresponde a uma sessão de UE anteriormente ativa que foi servida pelo segundo PDN-GW 102C (Bloco 230). Uma mensagem é transmitida para um SGW indicando que o primeiro PDN-GW 102A ativou a pluralidade de sessões de UE em espera (Bloco 240). Em uma modalidade, o SGW recebe uma mensagem indicando um novo mapa NRI e, assim, determina quais sessões de UE deveriam ser redirecionadas a partir do segundo PDN-GW 102C ao primeiro PDN-GW 102A. Em outra modalidade, o SGW recebe uma mensagem indicando que o segundo PDN-GW 102C entrou no estado não operacional e espera-se que o SGW reaja comutando para o PDN-GW(s) em espera para todas as sessões de UE anteriormente servidas pelo segundo PDN-GW 102C. Em outra modalidade, o SGW recebe uma mensagem indicando uma pluralidade de NRIs que precisam comutar do PDN-GW ativo 102C para o PDN-GW(s) em espera (por exemplo, 102A) e espera-se que o SGW comute as sessões de UE correspondentes para os NRIs do PDN-GW 102C anteriormente ativo para os PDN-GWs recentemente ativos (por exemplo, 102A) para essas sessões de UE. Em ainda outra modalidade, o SGW recebe uma mensagem a partir dos PDN-GWs que têm sessões de UE em espera ativada indicando que o SGW deveria retirar o caminho GTP para o PDN- GW que falhou. No cenário de uma comutação suave, o segunda PDN-GW 102C ou esperará que os SGWs comutem ao longo de um dado período de tempo ou recebam alguma indicação de que os SGWs completaram a comutação e, em resposta no período de tempo ou indicação, o túnel de dados temporários será fechado (Bloco 250).

[0034] Esse método é particularmente vantajoso por causa de quão bem ele escala independente do número de dispositivos de UE no sistema. Mediante o segundo PDN-GW entrar em um estado não operacional, não há necessidade de enviar uma mensagem separada para cada dispositivo de UE para cada SGW para notificar o SGW da comutação para os PDN-GWs em espera. De preferência, cada SGW afetado no agrupamento de SGW manipulará a comutação para o PDN-GW em espera de forma contínua sem cada dispositivo de UE experimentar uma mudança com relação à conexão PDN. Assim, as modalidades da invenção abordam aspectos críticos de missão do EPC fornecendo resiliência de sessão e redundância geográfica, onde uma ou mais PDN-GWs ou SGWs podem ser perdidas sem afetar as sessões de UE existentes. Ademais, como as modalidades da invenção permitem redundância N+M, há menos processamento disponível e capacidade de encaminhamento desperdiçados à medida que a redundância é espalhada através do agrupamento de PDN-GW 102 e do agrupamento de SGW 103 dependendo da implementação.

[0035] A FIG. 3 é um diagrama de blocos que ilustra o agrupamento de PDN-GW 102 respondendo a uma falha no PDN-GW de acordo com as modalidades da invenção. Esta figura é idêntica à FIG. 1A, exceto que ela inclui uma pluralidade de pontos/operações e indicações de mudança que ocorrem em resposta à falha no PDN-GW 102C (indicada na figura com um X em negrito através do PDN-GW 102C). O ponto 1 indica que o PDN-GW 102C entrou em um estado não operacional. O exemplo dado na figura é uma pane de hardware, apesar de qualquer falha inesperada poder fazer com que o PDN-GW 102C entre em um modo de falha. Nessa modalidade, o PDN-GW 102C está servindo as sessões de UE acopladas aos NRIs 5, 6, e 11. No ponto 2a e 2b, a falha no PDN- GW 102C é detectada ou pelo módulo de heartbeat 117 no MME 15 (como indicado por 2a) ou é detectada no agrupamento de PDN-GW (como indicado por 2b). O ponto 3 mostra que cada PDN-GW 102A, 102B e 102D move as correspondentes sessões de UE do estado em espera para o estado ativo; isso é mostrado com uma caixa em torno do NRI com uma seta mostrando que o NRI foi movido do estado em espera para o estado ativo e um X através do NRI na sessão em espera do PDN-GW. No exemplo ilustrado, o PDN-GW 102A estava servindo sessões de UE em espera para o NRI 5 para o PDN-GW 102C e move essas sessões para o estado ativo; o PDN-GW 102B estava servindo a sessões de UE em espera para o NRI 11 para o PDN-GW 102C e move essas sessões para o estado ativo; e o PDN-GW 102D estava servindo a sessão de UE em espera para o NRI 6 para o PDN-GW 102C e move essas sessões para o estado ativo. No ponto 4, os PDN-GWs restantes 102A, 102B e 102D assumem a responsabilidade pela sessão de UE em espera do PDN-GW 102C criando novas sessões de UE em espera (indicadas na figura com sublinhado) para os NRIs que o PDN-GW 102C serviu anteriormente as sessões de UE em espera. No exemplo ilustrado, o PDN- GW 102A cria novas sessões de UE em espera para os NRIs 3 e 11; o PDN-GW 102B cria novas sessões de UE em espera para os NRIs 6 e 9; e o PDN-GW 102C cria novas sessões de UE em espera para os NRIs 2 e 5. O ponto 5 indica que o agrupamento de SGW 103 recebe ou novos mapas NRI ou indicações para as mudanças exigidas para os mapas NRI por causa da falha do PDN-GW 102C. Todas as entradas no mapa NRI anteriormente indicando PDN-GW 102C como o PDN-GW ativo precisam ser atualizadas para indicar o PDN-GW servindo as sessões de UE recentemente ativadas para o NRI correspondente. No exemplo ilustrado, o PDN-GW ativo precisa ser atualizado para todas as entradas correspondentes aos NRIs 5, 6 e 11. Em uma modalidade, o mapa NRI também inclui PDN-GWs em espera nas entradas no mapa NRI e aquelas entradas indicando o PDN-GW 102C como o PDN-GW em espera precisam ser atualizadas para indicar o PDN-GW que assumiu a responsabilidade por aquelas sessões de UE em espera (isto é, aqueles PDN-GWs que criaram novas sessões em espera para os NRIs correspondentes). Na FIG. 3, as entradas no mapa NRI atualizadas estão em negrito e sublinhadas para indicar que o novo PDN-GW é indicado pelo mapa NRI.

[0036] Em modalidades para as quais cada NRI tem um endereço IP no agrupamento de PDN-GW, o ponto 5 se comporta de um modo diferente. Especificamente, não é necessário que as entradas no mapa NRI sejam atualizadas uma vez que o endereço IP associado com um NRI não mudará. De preferência, como cada PDN-GW ativo as sessões de UE em espera correspondentes com um NRI, esse PDN-GW também começa a receber tráfego a partir dos SGWs e do PDN destinado para esse endereço IP do NRI. Nessas modalidades, não se exige que o SGW mantenha um mapa NRI ativo/em espera à medida que tudo que se exige é que o SGW mantenha uma associação com um NRI e o endereço IP desse NRI. Em uma modalidade, cada sessão de UE inclui o endereço IP do PDN-GW servindo essa sessão de UE. Nessa modalidade, o endereço IP na sessão de UE é o endereço IP do NRI e nenhum mapa NRI é exigido à medida que o endereço IP será servido por outro PDN-GW mediante a falha do PDN-GW servindo o NRI. Nessa modalidade, as conexões PDN estão associadas com o endereço IP do NRI ao invés do endereço IP específico do PDN- GW.

[0037] Em modalidades utilizando um único endereço IP por PDN-GW ao invés de um endereço IP por NRI, o método continua atualizando as rotas para cada fatia de APN. No ponto 6, novas rotas de fatia de APN (por exemplo, informação RIP) são exportadas a partir do agrupamento de PDN-GW para o PDN aplicável indicando o endereço IP do PDN-GW como o próximo salto para cada um dos NRIs anteriormente servidos pelo PDN-GW que falhou. Em modalidades com PDN-GWs em espera, a informação RIP para o PDN-GW em espera foi anteriormente exportada e tudo que se exige é que a métrica da rota do PDN- GW em espera seja reduzida e a métrica do PDN-GW anteriormente ativo seja aumentada de modo que a rota para o PDN-GW recentemente ativo seja preferencial de acordo com algoritmos de roteamento. Mediante a criação de novas sessões de UE em espera, nova informação RIP é gerada para cada NRI e o PDN-GW que está assumindo como o PDN-GW para esse NRI. Essa informação RIP é exportada com uma métrica maior do que a informação RIP recentemente ativa e com uma métrica menor do que a informação RIP anteriormente ativa.

[0038] A FIG. 4 é um diagrama de blocos que ilustra o agrupamento de PDN-GWs 102 respondendo a um PDN-GW saindo de operação para manutenção de acordo com as modalidades da invenção. Essa figura é idêntica à FIG. 1A, exceto que ela inclui uma pluralidade de pontos/operações e indicações de mudança que ocorrem em resposta ao PDN-GW 102C saindo de operação para manutenção (indicado na figura com um X tracejado através do PDN-GW 102C). Nesta figura, o PDN-GW 102C está saindo de operação (por exemplo, para atualizações de serviço) no ponto 1. O ponto 2 mostra que túneis de dados temporários são estabelecidos entre o PDN-GW 102C e cada um dos outros PDN-GWs 102A, 102B e 102D, à medida que cada um está servindo sessões de UE em espera correspondentes ao PDN-GW 102C. Os túneis de dados temporários são mostrados através das conexões de dados 120D (entre 102A e 102C), 120B (entre 102B e 102C), e 120C (entre 102C e 102D). Essas conexões de dados são mostradas em linhas sólidas em negrito para indicar tais conexões de dados agindo como túneis de dados temporários. Os pontos 3, 4, 5 e 6 são os mesmos dos descritos com relação à FIG. 3, exceto que esses dados de tempo chegando a partir do APN 101 que é destinado para o PDN-GW 102C são encaminhados para o PDN-GW que está assumindo o serviço ativo para o NRI a partir do qual os dados são recebidos. Dessa forma, os dados vindo dos NRIs chegarão no PDN-GW apropriado antes do RIP ser atualizado no ponto 6. A informação vinda do agrupamento de SGW 103 pode ou ser enviada ao NRI correspondente sem encaminhar para o PDN-GW recentemente ativo para esse NRI ou pode ser encaminhada para o PDN-GW recentemente ativo para esse NRI até que os mapas NRI sejam atualizados no ponto 5. Dessa forma, o PDN-GW 102C retirado de operação ocorre transparentemente para os dispositivos de UE 106 e sem incorrer em interrupção de serviço. O ponto 7 indica que os túneis de dados temporários são removidos e o PDN-GW 102C é retirado de operação após todas as sessões de UE correspondentes terem sido ativadas, novas sessões de UE em espera terem sido criadas, e a informação RIP ter sido exportada para o APN.

[0039] A FIG. 5 é um diagrama de blocos que ilustra o agrupamento de PDN-GW 102 resultante após as operações mostradas na FIG. 3 e na FIG. 4 terem sido desempenhadas de acordo com as modalidades da invenção. A FIG. 5 é idêntica à FIG. 1A, exceto que o PDN-GW 102C está inativo (em um estado não operacional). Na FIG. 5, cada um dos PDN-GWs operacionais 102A, 102B e 102D tem sessões de UE ativas e em espera adicionais (como descrito nas FIGs. 3 e 4) correspondentes às sessões de UE ativas e as sessões de UE em espera recentemente criadas.

[0040] A FIG. 6 é um diagrama de blocos que ilustra o agrupamento de PDN-GW 102 responsivo a colocar em operação um PDN-GW inativo (por exemplo, adicionando um novo PDN-GW, substituindo um PDN-GW que entrou em um estado não operacional, ou restaurando um PDN-GW que entrou em um estado não operacional) de acordo com as modalidades da invenção. A FIG. 6 é idêntica à FIG. 5, exceto que o PDN-GW 102C passou de um estado não operacional para um estado operacional e inclui uma pluralidade de pontos/operações e indicações de mudança que ocorrem em resposta ao estado operacional do PDN-GW 102C. No ponto 1, o PDN-GW 102C se torna operacional e disponível para participação no agrupamento de PDN-GWs 102. De forma responsiva, determina-se qual dos NRIs que o PDN-GW 102C assumirá a responsabilidade como o PDN-GW ativo (e assim, as sessões de UE associadas com esses NRIs); bem como, em modalidades que suportam sessões de UE em espera, quais dos NRIs que o PDN-GW 102C assumirá responsabilidade como o PDN-GW em espera (e assim, as sessões de UE associadas com esses NRIs). A entidade fazendo essas determinações pode ser diferente em diferentes modalidades (por exemplo, ela pode ser o agrupamento de PDN-GWs 102 ou pode ser o módulo de resiliência de sessão 116 do MME 115). Na FIG. 6, determina-se que o PDN-GW 102C se tornará o PDN-GW ativo para os NRIs 1, 3 e 9 e se tornará o PDN-GW em espera para os NRIs 4, 6 e 10. No ponto 2, os túneis de dados temporários são estabelecidos entre cada PDN-GW 102A, 102B, e 102D que está em um PDN-GW ativo e/ou em espera para NRIs que o PDN-GW 102C está assumindo alguma responsabilidade como ou o PDN-GW ativo ou o PDN-GW em espera. Esses túneis de dados temporários são estabelecidos como anteriormente descrito na FIG. 4. No ponto 3, as sessões ativas e em espera determinadas são movidas dos PDN-GWs 102A, 102B e 102D para o PDN-GW 102C. No ponto 4, as entradas no mapa NRI são atualizadas como descrito com relação à FIG. 3 para indicar que o PDN-GW 102C assumiu a responsabilidade ativa ou em espera para os NRIs correspondentes. No ponto 5, as rotas de fatias APN são atualizadas como descrito com relação ao ponto 6 na FIG. 3. No ponto 6, os túneis de dados temporários são removidos e o agrupamento de PDN-GW 102 é terminado colocando em operação o PDN-GW 102C como um participante operacional no agrupamento de PDN-GW 102. Enquanto o PDN-GW 102C está sendo colocada em operação, os dados correspondentes com as sessões de UE que estão se movendo a partir de um primeiro PDN-GW ativo ao PDN-GW 102C são encaminhados para o PDN-GW 102C através dos túneis de dados temporários da mesma forma da descrita com relação à FIG. 4.

[0041] A FIG. 7 é um diagrama de blocos que ilustra um sistema incluindo um PDN, um agrupamento de SGW e uma pluralidade de PDN-GWs (com uma sendo mostrada em uma vista explodida) para fornecer resiliência de sessão agrupada N+M de acordo com as modalidades da invenção. O primeiro PDN-GW, tal como o PDN-GW 102A da FIG. 1A, é acoplado a um ou mais PDNs 190, cada PDN atribuído um APN e uma pluralidade de endereços IP. Cada APN fatiado em uma pluralidade de fatias APN, tal como as fatias APN 101A-101P, que são atribuídas um subconjunto da pluralidade de endereços IP para esse PDN. O primeiro PDN-GW 102A é ainda acoplado a um ou mais PDN-GWs, tal como os PDN-GWs 102B-102D, e é acoplado a um agrupamento de SGW 103. O primeiro PDN-GW 102A compreende uma pluralidade de portas 715A-715Z, um módulo de resiliência de sessão 716 que é acoplado à pluralidade de portas 715A-715Z, um processador 720, e uma memória 730. O processador 720 (núcleo único ou múltiplos núcleos, e se múltiplos núcleos, núcleos simétricos ou assimétricos) pode ser de qualquer tipo de arquitetura, tal como CISC, RISC, VLIW ou arquitetura híbrida. O processador 720 pode também incluir uma variedade de outros componentes, tal como uma unidade de gerenciamento de memória e interface(s) de barramento de memória principal. Ademais, o processador 720 pode ser implementado em um ou mais matrizes dentro do mesmo chip. Enquanto essa modalidade é descrita em relação a um único processador PDN- GW, outras modalidades são PDN-GWs de múltiplos processadores. A memória 730 e o tráfego de dados representam um ou mais meios legíveis por máquina. Assim, os meios legíveis por máquina incluem qualquer mecanismo que forneça (isto é, armazene e/ou transmita) informação em uma forma legível por uma máquina (por exemplo, um computador). Por exemplo, um meio legível por máquina pode ser um meio de armazenamento legível por máquina (por exemplo, discos magnéticos, discos ópticos, memória de acesso aleatório, memória somente de leitura, dispositivos de memória rápida), meios de comunicação legíveis por máquina (por exemplo, elétricos, ópticos, acústicos ou outra forma de sinais propagados - tal como ondas portadoras, sinais infravermelhos, sinais digitais, etc.), etc.

[0042] Em uma modalidade, o módulo de resiliência de sessão 716 é um submódulo dentro de um processador 720, enquanto em outras modalidades, o módulo de resiliência de sessão 716 é um módulo separado que é acoplado ao processador 720. O módulo de resiliência de sessão 716 é configurado para receber informação correspondente às sessões de UE que o primeiro PDN-GW 102A está servindo como o PDN-GW ativo mediante o início de conexões PDN. O módulo de resiliência de sessão 716 é configurado para armazenar a informação de sessão de UE ativa e periodicamente transmitir a informação de sessão de UE ativa para um ou mais outros PDN-GWs 102B-102D que estão agindo com os PDN-GWs em espera para as sessões de UE representadas pela informação de sessão de UE. Em uma modalidade, o módulo de resiliência de sessão 716 inclui um módulo de sessão de UE ativo 716A que armazena e mantém as sessões de UE ativas no primeiro PDN-GW 102A. Em outra modalidade, o módulo de resiliência de sessão 716 é acoplado à memória 730 e a informação de sessão de UE ativa é armazenada na memória 730.

[0043] O módulo de resiliência de sessão 716 é ainda configurado para receber informação correspondente às sessões de UE que o primeiro PDN-GW 102A está servindo como o PDN-GW em espera. O primeiro PDN-GW 102A recebe informação de sessão de UE a partir de um dos outros PDN-GWs 102B- 102D que é o PDN-GW ativo para essa sessão de UE. Essa informação é mantida em sincronização no primeiro PDN-GW como a sessão de UE em espera de modo que a primeiro PDN-GW 102A possa ativar a sessão de UE em espera se e quando o PDN-GW correspondente dos outros PDN-GWs entre em um estado não operacional. Em uma modalidade, o módulo de resiliência de sessão 716 inclui um módulo de sessão de UE em espera 716B que armazena e mantém as sessões de UE em espera no primeiro PDN-GW 102A. Em outra modalidade, o módulo de resiliência de sessão 716 é acoplado à memória 730 e a informação de sessão de UE em espera é armazenada na memória 730.

[0044] O módulo de resiliência de sessão 716 é ainda configurado para reconhecer quando um segundo PDN-GW entra em um estado não operacional e, em resposta, para ativar uma ou mais de uma pluralidade de sessões de UE em espera que estão associadas com as sessões de UE no segundo PDN-GW. Ademais, o módulo de resiliência de sessão 716 é configurado para notificar o agrupamento de SGW 103 que o primeiro PDN-GW 102A ativou as uma ou mais da pluralidade de sessões de UE em espera. O módulo de resiliência de sessão 716 pode ser implementado em hardware, software, ou uma combinação de ambos.

[0045] Em uma modalidade, tal como quando o MME não está informando os PDN-GWs de que outros PDN-GWs estão entrando no estado não operacional, o primeiro PDN-GW 102A compreende ainda um módulo de heartbeat 717 que é acoplado à pluralidade de portas 715A-715Z. O módulo de heartbeat 717 é configurado para transmitir mensagens de consulta de estado para um ou mais outros PDN-GWs 102B-102D e notificar o módulo de resiliência de sessão 716 quando um dos um ou mais outros PDN-GWs 102B-102D não responde à mensagem de consulta de estado. Em resposta à falha na resposta, o módulo de resiliência de sessão 716 pode ativar quaisquer sessões de UE em espera que estejam associadas com uma sessão de UE ativa no PDN-GW que falhou. Em uma modalidade em que o MME está informando os PDN-GWs de que outros PDN- GWs estão entrando no estado não operacional, o MME estaria desempenhando a funcionalidade de heartbeat e os PDN-GWs seriam acoplados ao MME através de uma da pluralidade de portas 715A-715Z. Certamente, o PDN-GW 102A inclui uma variedade de outros componentes que não são mostrados de modo a evitar obscurecer a invenção.

[0046] A FIG. 8 é um diagrama de blocos que ilustra um sistema incluindo um PDN-GW, um dispositivo de UE, e um conjunto de um ou mais SGWs (com um sendo mostrado em uma vista explodida) para fornecer resiliência de sessão agrupada N+W de acordo com as modalidades da invenção. O primeiro SGW, tal como o SGW 103A, é acoplado a uma ou mais estações base 105 que acoplam ainda o primeiro SGW 103A com um ou mais dispositivos de UE 106. O primeiro SGW é acoplado ainda a um agrupamento de PDN-GW 102 e, opcionalmente, a um ou mais outros SGWs 103B-103C. O primeiro SGW 103A compreende uma pluralidade de portas 815A-815Z, um módulo de resiliência de sessão 818 que é acoplado à pluralidade de portas 815A-815Z, um processador 820, e uma memória 830. O processador 820 (núcleo único ou múltiplos núcleos, e se múltiplos núcleos, núcleos simétricos ou assimétricos) pode ser de qualquer tipo de arquitetura, tal como CISC, RISC, VLIW ou arquitetura híbrida. O processador 820 pode também incluir uma variedade de outros componentes, tal como uma unidade de gerenciamento de memória e interface(s) de barramento de memória principal. Ademais, o processador 820 pode ser implementado em uma ou mais matrizes dentro do mesmo chip. Enquanto essa modalidade é descrita em relação a um SGW de único processador, outras modalidades são SGWs de múltiplos processadores. A memória 830 representa ainda meios de armazenamento legíveis por máquina.

[0047] Em uma modalidade, o módulo de resiliência de sessão 818 é um submódulo dentro de um processador 820, enquanto em outras modalidades, o módulo de resiliência de sessão 818 é um módulo separado que é acoplado ao processador 820. O módulo de resiliência de sessão 818 é configurado para manter uma pluralidade de sessões de UE e manter um mapa NRI. O mapa NRI, como descrito com relação às FIGs. 1 a 6, contém uma pluralidade de entradas no mapa NRI. Cada entrada no mapa NRI pertence a uma ou mais sessões de UE servidas pelo SGW e inclui informação designando um PDN-GW ativo no agrupamento de PDN-GW 103 para o NRI associado com uma ou mais sessões de UE. Em uma modalidade, as entradas no mapa NRI incluem ainda informação associando um PDN-GW em espera no agrupamento de PDN-GW 103 com o NRI correspondente. Entretanto, em modalidades nas quais a cada NRI é atribuído um endereço IP individual, não é necessário que as entradas no mapa NRI contenham informação de PDN-GW em espera, porque o mesmo endereço será usado no evento em que o PDN-GW em espera se torna o PDN-GW ativo para um NRI. Em uma modalidade, o módulo de resiliência de sessão 818 armazena as entradas no mapa NRI na memória 830, enquanto outras modalidades incluem memória dentro do módulo de resiliência de sessão no qual as entradas no mapa NRI são armazenadas. O módulo de resiliência de sessão 818 é configurado para direcionar o tráfego para cada sessão de UE ao PDN-GW ativo designado no mapa NRI para esse NRI correspondente da sessão de UE. O módulo de resiliência de sessão é ainda configurado para receber notificação de que um da pluralidade de PDN-GWs no agrupamento de PDN-GWs 103 entrou em um estado não operacional, e, em resposta, começa a direcionar o tráfego anteriormente destinado ao PDN-GW não operacional para outros PDN-GWs no agrupamento de PDN-GW 103. Em modalidades nas quais o mapa NRI contém informação designando um PDN-GW em espera para cada NRI, o módulo de resiliência de sessão atualiza a entrada no mapa NRI para designar o PDN-GW em espera como o PDN-GW ativo para as entradas no mapa NRI anteriormente designando o PDN-GW não operacional como o PDN-GW ativo. Dessa forma, mediante o recebimento de notificação do PDN-GW não operacional, o módulo de resiliência de sessão pode comutar para o PDN-GW em espera para as sessões de UE associadas com o PDN-GW não operacional. Ademais, o módulo de resiliência de sessão é configurado para receber mensagens de atualização de mapa NRI que indicam PDN-GWs ativos e/ou em espera para um ou mais NRIs. Em resposta ao recebimento da mensagem de atualização de mapa NRI, o módulo de resiliência de sessão 818 atualiza as entradas no mapa NRI correspondente. O módulo de resiliência de sessão 818 pode ser implementado em hardware, software ou uma combinação de ambos.

[0048] Em uma modalidade, quando cada SGW no agrupamento de SGW 103 serve sessões de UE ativas ou em espera (tal como mostrado na FIG. 1B), o primeiro SGW 103A compreende ainda um módulo de heartbeat 819 que é acoplado à pluralidade de portas 815A-815Z. O módulo de heartbeat 817 é configurado para transmitir mensagens de consulta de estado para um ou mais SGWs 103A-103C no agrupamento de SGWs 103 e notificar o módulo de resiliência de sessão 818 quando um dos um ou mais SGWs 103A-103C não responde à mensagem de consulta de estado. Em resposta à falha na resposta, o módulo de resiliência de sessão 818 pode ativar uma ou mais sessões de UE em espera para os NRIs associados com o SGW que falhou. Em uma modalidade em que o MME está informando os SGWs de que outros SGWs estão entrando no estado não operacional, o MME desempenharia a funcionalidade de heartbeat e os SGWs seriam acoplados ao MME através de uma da pluralidade de portas 815A-815Z. Certamente, o SGW 103A inclui uma variedade de outros componentes que não são mostrados de modo a evitar obscurecer a invenção.

Modalidades Alternativas

[0049] Enquanto os fluxogramas nas figuras mostram uma ordem particular de operações desempenhadas por certas modalidades da invenção, dever-se-ia entender que tal ordem é exemplificada (por exemplo, modalidades alternativas podem desempenhar as operações em uma ordem diferente, combinar certas operações, sobrepor certas operações, etc.).

[0050] Enquanto a invenção foi descrita em termos de várias modalidades, os versados na técnica reconhecerão que a invenção não está limitada às modalidades descritas, pode ser praticada com modificação e alteração dentro do espírito e escopo das reivindicações em anexo. A descrição é assim considerada como ilustrativa, ao invés de limitante.

Claims (14)

1. Método desempenhado em um primeiro gateway de rede de dados em pacote (102A), PDN-GW, em um agrupamento (102) de PDN-GW, o agrupamento (102) de PDN-GW para fornecer conectividade de dados entre dispositivos de equipamento de usuário (106), UE, e um PDN externo (190) através de um nome de ponto de acesso (101), APN, onde o primeiro PDN-GW (102A) é acoplado a um segundo PDN-GW (102C) e o método é para fornecer resiliência de sessão de UE permitindo que o primeiro PDN-GW (102A) forneça conectividade para uma ou mais sessões de UE anteriormente servidas pelo segundo PDN-GW (102C) após o segundo PDN-GW (102C) se tornar não operacional, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: reconhecer (200) que o segundo PDN-GW (102C) está entrando em um estado não operacional; ativar (230) uma pluralidade de sessões de UE em espera, onde as sessões de UE em espera são cópias sincronizadas de sessões de UE para as quais o segundo PDN-GW (102C) foi o PDN-GW ativa, cada uma das sessões de UE estando associada com um dispositivo de UE (106) e um identificador de recurso de rede (NRI) que identifica uma fatia de APN que corresponde com um subconjunto de endereços de protocolo internet no PDN externo (190); e transmitir (240) uma mensagem a um gateway de serviço (103A - 103C), SGW, o SGW (103A - 103C) para fornecer conectividade de dados entre um ou mais dispositivos de UE (106) e o agrupamento (102) de PDN-GW, em que a mensagem indica que o primeiro PDN-GW (102A) ativou sessões de UE em espera associadas com um ou mais dispositivos de UE (106) servidos pelo SGW (103A - 103C) com a intenção de que o SGW (103A - 103C) direcione o tráfego anteriormente limitado para o segundo PDN-GW (102C) para o primeiro PDN- GW (102A), onde a resiliência de sessão de UE é alcançada em um agrupamento (102) de PDN-GW permitindo que o primeiro PDN-GW (102A) ative a pluralidade de sessões de UE em espera sem notificar cada dispositivo de UE (106) associado com uma sessão de UE em espera no primeiro PDN-GW (102A).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mensagem transmitida para o SGW (103A - 103C) indica uma pluralidade de NRIs, cada NRI associado com uma ou mais sessões de UE em espera associadas com um dispositivo de UE (106) servido pelo SGW (103A - 103C).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mensagem transmitida para o SGW (103A - 103C) é uma mensagem de atualização de mapa NRI que indica atualizações em uma pluralidade de entradas no mapa NRI, cada entrada no mapa NRI indica um PDN-GW (102A - 102D) ativo e um PDN-GW em espera para um NRI particular e a mensagem de atualização do mapa NRI que inclui entradas corresponde à NRIs associados com uma ou mais sessões de UE em espera.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro PDN-GW (102A) reconhece que o segundo PDN-GW (102C) está sendo comandada para entrar no estado não operacional, o método adicionalmente compreendendo: estabelecer (210) um túnel de dados temporários entre o primeiro PDN-GW (102A) e o segundo PDN-GW (102C); receber (220) dados de sessão a partir do segundo PDN-GW (102C) correspondentes às sessões de UE em espera; e em resposta ao recebimento (250) de uma indicação de que o SGW (103A - 103C) respondeu à mensagem transmitida, fechar o túnel de dados temporários.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende atualizar a rota de dados entre as fatias de APN associadas com as NRIs das sessões de UE em espera.

6. Método desempenhado em um gateway de serviço (103A - 103C), SGW, o SGW (103A - 103C) para fornecer conectividade de dados entre dispositivos de equipamento de usuário (106), UE, e um gateway de rede de dados em pacote, PDN-GW, agrupamento (102) que fornece conectividade de dados entre um PDN externo (190) e o SGW (103A - 103C), em que o SGW (103A - 103C) é acoplado a um primeiro PDN-GW (102A) e um segundo PDN-GW (102C) no agrupamento (102) de PDN-GW e o método é para fornecer resiliência de sessão de UE permitindo que o SGW (103A - 103C) redirecione o tráfego entre o agrupamento (102) de PDN-GW e o dispositivo de UE (106) a partir do primeiro PDN-GW (102A) para o segundo PDN-GW (102C), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: criar um mapa identificador de recurso de rede, NRI, através da inserção de uma pluralidade de entradas no mapa NRI incluindo uma primeira entrada no mapa NRI, onde a primeira entrada no mapa NRI associa um primeiro NRI com o primeiro PDN-GW (102A) como um PDN-GW ativo para o primeiro NRI, em que o primeiro NRI está associado com uma primeira fatia de um nome de ponto de acesso (101), APN, que corresponde com um subconjunto de endereços de protocolo internet no PDN externo (190), em que o dispositivo de UE (106) está em comunicação com a primeira fatia do APN (101); em que a criação do mapa NRI adicionalmente compreende associar o primeiro NRI com o segundo PDN-GW (102C) com o PDN-GW em espera para o primeiro NRI; rotear o tráfego de dados para uma sessão de UE para o primeiro PDN-GW (102A), onde a sessão de UE é para o tráfego entre o dispositivo de UE (106) e a primeira fatia do APN; receber uma mensagem indicando que o primeiro PDN-GW (102A) entrou em um estado não operacional, que o segundo PDN-GW (102C) assumiu a responsabilidade como o PDN-GW ativo para o primeiro NRI, e a mensagem adicionalmente indica que o terceiro PDN-GW (102B) assumiu a responsabilidade como o PDN-GW em espera para o primeiro NRI e em resposta ao recebimento da mensagem: atualizar a primeira entrada no mapa NRI para indicar uma associação entre o primeiro NRI e o segundo PDN-GW (102C) como o PDN-GW ativo para o primeiro NRI, rotear o tráfego de dados para a sessão de UE para o segundo PDN-GW (102C); onde a resiliência de sessão de UE é alcançada permitindo que o SGW (103A - 103C) redirecione o tráfego de dados a partir do dispositivo de UE para um PDN-GW ativo sem notificar o dispositivo de UE de uma mudança a partir do primeiro PDN-GW para o segundo PDN-GW como o PDN-GW ativo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a mensagem recebida indica adicionalmente que o segundo PDN-GW assumiu a responsabilidade com o PDN-GW ativo para as sessões de UE que estão entre o primeiro NRI e os dispositivos de UE (106) se comunicando com as fatias no APN (101) associado com o primeiro NRI.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende: associar cada entrada no mapa NRI com um PDN-GW em espera, onde a primeira entrada no mapa NRI está associada com o segundo PDN-GW como o PDN-GW em espera para esse NRI e onde uma segunda entrada no mapa NRI está associada com o primeiro PDN-GW (102A) como o PDN-GW ativo para esse NRI; em resposta ao recebimento da mensagem indicando que a primeira PDN- GW entrou no estado não operacional: determinar um PDN-GW em espera a partir das entradas no mapa NRI para todas as entradas no mapa NRI indicando que o primeiro PDN-GW é o PDN-GW ativo para esses NRIs; e atualizar todas as entradas no mapa NRI indicando que o primeiro PDN-GW é o PDN-GW ativo para indicar que o PDN-GW em espera de cada entrada é agora o PDN-GW ativo para essa entrada.

9. Primeiro gateway de rede de dados em pacote (102A), PDN-GW, a ser acoplado a um segundo PDN-GW (102C) ao longo e um túnel de dados em um agrupamento (102) de PDN-GW, o agrupamento (102) de PDN-GW fornece conectividade de dados entre um PDN externo (190) e um dispositivo de equipamento de usuário (106), UE, o primeiro PDN-GW (102A) fornece resiliência de sessão de UE fornecendo conectividade de dados para uma ou mais sessões de UE anteriormente servidas pelo segundo PDN-GW (102C) após o segundo PDN-GW (102C) se tornar não operacional, o primeiro PDN-GW (102A) caracterizado pelo fato de que compreende: um processador (720); um conjunto de uma ou mais portas (715A, 715N, 715Z) acopladas ao processador (720) e a serem acopladas a um agrupamento de gateway de serviço (103), SGW e uma ou mais fatias de nomes de ponto de acesso, APN, cada fatia de APN corresponde a um subconjunto de endereços de protocolo de internet no PDN externo (190); uma memória (730) acoplada ao processador (720) para armazenar uma pluralidade de sessões de UE ativas e uma pluralidade de sessões de UE em espera, cada sessão de UE ativa e em espera a ser associada com um dispositivo de UE (106) e um identificador de recurso de rede de uma ou mais fatias de APN; e um módulo de resiliência de sessão (716) acoplado à memória (730) para manter a pluralidade de sessões de UE ativas e sessões de UE em espera, o módulo de resiliência de sessão (716) configurado para: reconhecer quando o segundo PDN-GW (102C) entra em um estado não operacional; ativar uma ou mais da pluralidade de sessões de UE em espera, em que as sessões de UE em espera são cópias sincronizadas das sessões de UE para os quais o segundo PDN-GW era o PDN-GW ativo, cada sessão de UE em espera ativada para estar associada com o segundo PDN-GW (102C), notificar o agrupamento de SGW (103) que o primeiro PDN-GW (102A) ativou uma ou mais da pluralidade de sessões de UE em espera; onde a resiliência de sessão de UE é alcançada em um agrupamento (102) de PDN-GW permitindo que o primeiro PDN-GW (102A) ative uma pluralidade de sessões de UE em espera sem notificar cada dispositivo de UE (106) associado com uma sessão de UE em espera no primeiro PDN-GW (102A).

10. Primeiro gateway de rede de dados em pacote (102A), PDN-GW, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende: um módulo (717) de heartbeat acoplado com o conjunto de uma ou mais portas (715A, 715N, 715Z) e o módulo (716) de resiliência de sessão, o módulo (717) de heartbeat configurado para transmitir uma mensagem de consulta de estado para o segundo PDN-GW (102C) e notificar o módulo (716) de resiliência de sessão quando o segundo PDN-GW (102C) falha em responder.

11. Primeiro gateway de rede de dados em pacote (102A), PDN-GW, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o módulo (716) de resiliência de sessão é adicionalmente configurado para: receber dados de sessão de UE a partir do segundo PDN-GW (102C) correspondente a uma ou mais da pluralidade de sessões de UE em espera; e atualizar uma ou mais da pluralidade de sessões de UE em espera de acordo com os dados de sessão de UE recebidos.

12. Gateway de serviço (103A), SGW, a ser acoplado a um dispositivo de equipamento de usuário (106), UE, e um agrupamento (102) de gateway de rede de dados em pacote, PDN-GW, compreendido de um primeiro PDN-GW e um segundo PDN-GW, o SGW (103A) para fornecer conectividade de dados entre o dispositivo de UE e o agrupamento (102) de PDN-GW e fornecer resiliência de sessão de UE permitindo que o SGW (103A) redirecione o tráfego entre o agrupamento (102) de PDN-GW e o dispositivo de UE (106) a partir do primeiro PDN-GW para o segundo PDN-GW , caracterizado pelo fato de que compreende: um processador (820); um conjunto de uma ou mais portas (815A, 815N, 815Z) acopladas ao processador (820) e a serem acopladas a uma ou mais fatias de nomes de ponto de acesso, APN, cada fatia de APN corresponde a um subconjunto de endereços de protocolo de internet no PDN externo (190); uma memória (830) acoplada ao processador (820) para armazenar um mapa identificador de recurso de rede, NRI, configurado para armazenar entradas no mapa NRI que associam um NRI com um PDN-GW ativo, e um PDN- GW em espera, em que cada NRI identifica uma ou mais fatias de APN; e um módulo de resiliência de sessão (818) acoplado à memória (830), o módulo de resiliência de sessão (818) para manter uma pluralidade de sessões de UE, manter o mapa NRI, e configurado para: criar uma primeira entrada no mapa NRI para associar um primeiro NRI com o primeiro PDN-GW como o PDN-GW ativo para o primeiro NRI e associar o primeiro NRI com o segundo PDN-GW como um PDN-GW em espera para o primeiro NRI, rotear o tráfego de dados associado com o primeiro NRI para o primeiro PDN-GW, receber notificação que o primeiro PDN-GW entrou em um estado não operacional, que o segundo PDN-GW assumiu a responsabilidade como o PDN- GW ativo para o primeiro NRI e que um terceiro PDN-GW assumiu a responsabilidade como um PDN-GW em espera para o primeiro NRI, atualizar a primeira entrada no mapa NRI para associar o primeiro NRI com o segundo PDN-GW como o PDN-GW ativo para o primeiro NRI, e rotear o tráfego de dados associado com o primeiro NRI para o segundo PDN-GW; onde a resiliência de sessão de UE é alcançada permitindo que o SGW (103A) redirecione o tráfego de dados a partir do dispositivo de UE (106) para um PDN-GW ativo sem notificar o dispositivo de UE (106) de uma mudança a partir do primeiro PDN-GW para o segundo PDN-GW como o PDN-GW ativo.

13. Gateway de serviço (103A), SGW, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o módulo de resiliência de sessão é adicionalmente configurado para: receber uma mensagem de atualização de mapa NRI que é para indicar uma atualização para a primeira entrada no mapa NRI; e em resposta à mensagem de atualização de mapa NRI, atualizar a primeira entrada no mapa NRI de acordo com a mensagem de atualização de mapa NRI.

14. Gateway de serviço (103A), SGW de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a mensagem de atualização de mapa NRI é para indicar que o segundo PDN-GW está associado com o primeiro NRI como o PDN- GW ativo e que o terceiro PDN-GW está associado com o primeiro NRI como o PDN-GW em espera.

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