CN101754354B - 一种心跳控制装置、漫游寻址系统及漫游寻址方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种心跳控制装置、漫游寻址系统及漫游寻址方法。其中漫游寻址方法包括：接收多个代理SGSN发送的心跳状态信息；在接收到漫游地SGSN的漫游寻址请求消息时，将有效的代理SGSN的心跳状态信息发送至漫游地SGSN；漫游地SGSN发送移动终端信息至选择的代理SGSN，获得为移动终端服务的原SGSN的地址。本发明的心跳控制装置、漫游寻址系统及漫游寻址方法，通过根据代理SGSN的心跳信息判断其有效性，保证MS在漫游过程中，漫游地SGSN所连接的代理SGSN一直是有效，减少了MS漫游寻址的时间，提高了用户体验度。
Description
技术领域
本发明涉及一种GPRS服务支持结点池(Serving GPRS Support NodePool，简称SGSN Pool)技术，尤其涉及一种心跳控制装置、漫游寻址系统及漫游寻址方法。
背景技术
SGSN Pool是通信网络核心网中的一种组网模式。这种组网模式打破了传统网络中一个基站控制器(Base Station Controller，简称BSC)或无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)只能连到一个SGSN的限制。Pool区包括了一组SGSN节点所服务的BSC/RNC所有路由区识别码(Routing Area Identification，简称RAI)。Pool区内有多个SGSN并行地运行，它们共同分担区内的业务。当移动终端(Mobile Station，简称MS)处于SGSN Pool的无线资源覆盖下时，它只被该Pool区内一个专门的SGSN节点所服务。MS在Pool区内漫游时，无需改变其服务SGSN节点，这就减少了SGSN节点间的更新、切换和迁移。
其中，DNS是因特网的一项核心服务，它可以进行域名解析，实现域名和IP地址相互映射，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。
SGSN作为分组域设备的重要组成部分，是GSM/GPRS/EDGE网络的核心网元。它主要完成分组数据包的路由转发、移动性管理、会话管理、逻辑链路管理、鉴权和加密以及话单的产生和输出等功能。SGSN通过Gb接口与BSC相连，主要作用是对本SGSN服务区域的MS进行移动性管理，并转发输入/输出的IP分组。此外，SGSN中存储了同分组相关的用户信息和位置信息。SGSN还通过Iu_PS接口与UTRAN相连，主要提供分组域的路由转发、移动性管理等功能。
BSC是基站系统的一部分，一种高容量的交换机，提供系统与无线有关的功能，如切换、无线网络资源管理和蜂窝数据等。能够进行分组数据的信道管理和信道接入控制。RNC是第三代无线网络中的主要网元，是接入网络的组成部分，负责移动性管理、呼叫处理、链路管理和移交机制。
RAI用来识别路由区(Routing Area，简称RA)。RA是SGSN寻呼处于那些idle状态终端的区域，是分组域业务寻呼区域。
SGSN Pool虽然可以有效减少MS在Pool内的SGSN之间漫游的信令负荷，当时当MS漫游出服务的Pool，而接入到新的SGSN时，仍然存在漫游寻址问题。此时新SGSN需要与旧的SGSN通信，以获取保存在旧的SGSN中的用户信息。目前普遍采用的是在SGSN Pool内设置一个或多个代理SGSN(Default SGSN)为新的SGSN提供老的SGSN信息。
如图7所示，Default SGSN在Pool池内选择一个或若干个SGSN作为中转，实现新旧SGSN的通信。该方案虽然可以解决MS的漫游寻址，但是存在一个问题，MS漫游进入的新SGSN在连接SGSN Pool的多个Default SGSN时，无法保证Default SGSN的有效性。如果所选择的Default SGSN发生故障，将会增加MS漫游寻址的处理时间，并影响用户感受。即使该Default SGSN是有效可用的，但如果它相对于其他节点来说正处于负荷程度很重的状态，将造成网络节点的负载进一步的不平衡，同样会增加MS漫游寻址的处理时间，影响用户感受。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中漫游寻址过程中无法得知代理SGSN是否有效的缺陷，提供一种可以周期性获得SGSN有效性信息、减少MS漫游寻址时间、提高用户体验度的心跳控制装置、漫游寻址系统和漫游寻址方法。
本发明的另一目的在于，针对现有技术中漫游寻址过程中无法得知代理SGSN负载情况的缺陷，提供一种不仅可以获得SGSN有效性信息，还可以获得其负载状态信息的心跳控制装置、漫游寻址系统和漫游寻址方法。
该心跳控制装置包括：有效性判断模块，用于接收SGSN池内的代理SGSN生成的心跳状态信息，在根据所述心跳状态信息判断所述代理SGSN的有效性；存储模块，用于存储所述代理SGSN心跳状态信息。
该心跳控制装置还包括负载度判断模块，所述心跳状态信息中包括有效性信息和负载信息；所述有效性判断模块，用于根据所述有效性信息判断所述代理SGSN的有效性；所述负载度判断模块，用于根据所述有效的代理SGSN的负载信息计算其负载度，将所述负载度与预设的阈值进行比较。
该漫游寻址系统包括：SGSN池内的多个代理SGSN、漫游地SGSN、DNS、以及心跳控制装置，心跳控制装置用于接收SGSN池内的代理SGSN生成的心跳状态信息，根据所述心跳状态信息判断所述代理SGSN的有效性；DNS包括信息提取模块，所述信息提取模块用于从所述心跳控制装置中提取有效的代理SGSN的心跳状态信息，并将所述有效的代理SGSN的心跳状态信息发送至所述漫游地SGSN；漫游地SGSN，用于发送移动终端信息至所述选择的代理SGSN，获得为所述移动终端服务的原SGSN的地址。
该漫游寻址方法包括：心跳控制装置接收SGSN池内的多个代理SGSN发送的心跳状态信息；心跳控制装置在接收到漫游地SGSN的漫游寻址请求消息时，从所述SGSN池内的代理SGSN中选择有效的代理SGSN，将所述有效的代理SGSN的心跳状态信息发送至所述漫游地SGSN；所述漫游地SGSN发送移动终端信息至所述选择的代理SGSN，获得为所述移动终端服务的原SGSN的地址。
心跳状态信息中包括所述代理SGSN的有效性信息和负载信息。
心跳控制装置从所述有效的代理SGSN中选择负载最轻的，作为发送至所述漫游地SGSN的代理SGSN。
心跳控制装置从所述有效的代理SGSN中选择负载最轻的操作具体包括：心跳控制装置根据所述有效性信息判断所述代理SGSN的有效性；心跳控制装置根据所述有效的Default SGSN的负载信息计算其负载度，将所述负载度与预设的阈值进行比较。
本发明的心跳控制装置、漫游寻址系统和漫游寻址方法通过查询代理SGSN的有效性和负载程度，使得提供给漫游地SGSN的代理SGSN为有效的且负载度较轻，不仅保证了漫游寻址的连续性，还使得整个网络的负载更加均衡，同时也增强了用户体验。
附图说明
图1是本发明第一实施例漫游寻址系统的结构图；
图2是本发明第一实施例漫游寻址系统中心跳控制装置的结构图；
图3是本发明第二实施例漫游寻址系统中心跳控制装置的结构图；
图4是本发明第一实施例漫游寻址方法的流程图；
图5是本发明第二实施例漫游寻址方法的流程图；
图6是本发明漫游寻址过程的信令图；
图7是现有技术中漫游寻址系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明第一实施例中的漫游寻址系统包括：SGSNPool30，包括Default SGSN30a、Default SGSN30b、DefaultSGSN30c、......；漫游地SGSN30′；DNS20以及心跳控制装置10。该心跳控制装置10发送状态查询信息70至各个Default SGSN，获得各个Default SGSN的心跳状态信息80，并根据心跳状态信息80判断各个Default SGSN的有效性；DNS20包括信息提取模块，该信息提取模块从心跳控制装置10中提取有效的Default SGSN的心跳状态信息，并将有效的Default SGSN的心跳状态信息发送至漫游地SGSN；漫游地SGSN根据心跳状态信息发送移动终端信息至相应的Default SGSN，从而获得为移动终端服务的原SGSN的地址。
Default SGSN中包括心跳状态信息生成模块，根据状态查询信息70生成所述心跳状态信息80。
如图2所示，第一实施例中，心跳控制装置10包括：查询信息生成模块12，生成发送到SGSN Pool30中各个Default SGSN的状态查询信息70；有效性判断模块14，接收Default SGSN根据状态查询信息生成70的心跳状态信息80，并根据心跳状态信息80判断所述DefaultSGSN的有效性；存储模块18，用于存储有效的心跳状态信息70。
本发明第一实施例中，如图3所示，该漫游寻址方法具体包括以下步骤：
步骤502，查询信息生成模块12周期性地生成发送到Default SGSN的状态查询信息70；
步骤504，有效性判断模块14接收Default SGSN根据状态查询信息70生成的心跳状态信息80，并根据心跳状态信息80判断DefaultSGSN是否有效，如果是，则执行步骤506，如果否，仅存储该无效DefaultSGSN的心跳状态信息；
步骤506，发送该Default SGSN的心跳状态信息80至漫游地SGSN；
步骤508，漫游地SGSN根据心跳状态信息80发送MS信息至相应的Default SGSN，从而获得为MS服务的原SGSN的地址。
在漫游寻址的过程中，通过周期性查询SGSN Pool中各个DefaultSGSN的状态，将有效的Default SGSN的信息发送给漫游地SGSN，从而使得漫游地SGSN所连接的SGSN Pool中的Default SGSN一直是有效的。避免当Default SGSN出现故障时，DNS服务器仍向该故障的Defult SGSN查询信息而造成漫游寻址的中断。
第一实施例中，心跳控制装置10中也可以不包括查询信息生成模块12，即不生成状态查询信息70，而设置各个Default SGSN周期性的生成心跳状态信息80发送至心跳控制装置10。
但是，如果所选择的Default SGSN是有效可用的，但它相对于其他节点来说正处于负荷程度很重的状态，就会造成网络节点的负载进一步的不平衡，同样会增加MS漫游寻址的处理时间，影响用户感受。因此本发明提供一种更优的心跳控制装置、漫游寻址系统及漫游寻址方法。
如图4所示，本发明第二实施例心跳控制装置10还包括负载度判断模块16。状态查询信息70中包括有效性查询信息和负载查询信息；心跳状态信息80中包括各个Default SGSN根据有效性查询信息和负载查询信息生成的有效性信息和负载信息。有效性判断模块14根据有效性信息判断各个Default SGSN的有效性；负载度判断模块16根据有效的Default SGSN的负载信息计算其负载度，将负载度与预设的阈值进行比较。存储模块18存储负载度小于所述阈值的Default SGSN的心跳状态信息80。
该漫游寻址系统DNS20中的信息提取模块，提取存储模块18中Default SGSN的心跳状态信息。
该漫游寻址系统的Default SGSN中的心跳状态信息生成模块包括：有效性信息生成子模块和负载信息生成子模块，分别用于生成有效性信息和负载信息。
如图5所示，本发明第二实施例该漫游寻址方法具体包括以下步骤：
步骤502，查询信息生成模块12周期性地生成发送到Default SGSN的状态查询信息70，该状态查询信息70中包括有效性查询信息和负载查询信息；
步骤504，有效性判断模块14接收Default SGSN根据状态查询信息70生成的心跳状态信息80，该心跳状态信息80中包括各个DefaultSGSN根据有效性查询信息和负载查询信息生成的有效性信息和负载信息，根据心跳状态信息80中的有效性信息判断Default SGSN是否有效，如果是，则执行步骤505，如果否，仅存储该无效Default SGSN的心跳状态信息；
步骤505，根据心跳状态信息80中的负载信息计算该Default SGSN的负载度，判断该负载度是否小于预设的阈值，如果是，执行步骤506，如果否，仅存储该无效Default SGSN的心跳状态信息；
步骤506，发送该Default SGSN的心跳状态信息80至漫游地SGSN；
步骤508，漫游地SGSN根据心跳状态信息80发送MS信息至相应的Default SGSN，从而获得为MS服务的原SGSN的地址。
第二实施例中，通过心跳控制装置周期性的向SGSN Pool中的多个Default SGSN发送询问信息，以确认其是否有效并获得它们的负荷程度。心跳控制装置根据查询结果保存Default SGSN信息，并在MS漫游寻址时，向新的SGSN提供有效的且负荷较轻的Default SGSN的信息。
第二实施例中，心跳状态信息80的数据封包格式是：
其中，各字段的说明如下：
Default SGSN ID：此为Default SGSN的标识符ID，它唯一标识全网范围的Default SGSN，占10bit；
IsAlive：标识此Default SGSN是否活着，占1bit；
SGSN Capability：此Default SGSN的用户容量，以万为单位，占10bit；
SGSN Consumption：此Default SGSN的正在服务的用户量，以万为单位，占10bit；
SGSN IP address：此Default SGSN的IP地址，占32bit。
心跳控制装置10每收到一次心跳状态信息以后，更新其内部相应的Default SGSN的数据，记录下每个Default SGSN是否处于有效状态、服务容量以及正在服务用户量等状态数据，根据服务容量(Capability)、正在服务用户量(Consumption)计算出该Default SGSN当前的负载度百分比，并将其存储下来。
如果心跳控制装置连续N次都未收到Default SGSN发来的心跳状态信息，则改变该Default SGSN在心跳控制装置中的状态为无效。
可以设置心跳控制装置在接收到心跳状态信息后向该DefaultSGSN返回响应消息。如果Default SGSN连续N次都未收到心跳控制装置的响应消息，则该Default SGSN判断与心跳控制装置处于断开状态，进行上报错误信息给管理员或重新尝试连接等操作。
如图6所示，整个MS漫游寻址的过程如下。
(1)心跳控制装置向SGSN POOL中的各个Default SGSN发送状态查询信息。
(2)SGSN POOL中的Default SGSN周期性的向心跳控制装置发送心跳状态信息，心跳控制装置存储各个Default SGSN的有效性信息和负载度信息。
(3)当MS位置发生变化，进入漫游地SGSN的路由区后，发送附着请求。
(4)漫游地SGSN向心跳控制装置发送漫游寻址请求，希望获得漫游入的MS所在历史SGSN Pool中有效的Default SGSN信息(包括该Default SGSN的负载度信息)。
当心跳控制装置收到漫游寻址请求时，会解析漫游寻址请求中携带的原SGSN的网络资源标识符(Network Resource Identifier，简称NRI)和OLD RAI。
(5)心跳控制装置将之前查询到的有效的且负载度较小的DefaultSGSN的信息发送给漫游地SGSN。
心跳控制装置根据OLD RAI来查找出属于该路由区的SGSN Pool中的Default SGSN；其中，Default SGSN1的负载度低于60％(预设的阈值，可根据实际需要进行设置)，则直接将Default SGSN1的信息发送给漫游地SGSN；如果Default SGSN1的负载度高于60％，则将之前查询过的所有Default SGSN中负载度最的Default SGSN的信息发送给漫游地SGSN。例如，Default SGSN1为有效的且负载度小于60％。
(6)漫游地SGSN将MS的相关信息发送给Default SGSN1。
(7)Default SGSN1将MS提供服务的原SGSN的IP地址发送给漫游地SGSN。
(8)漫游地SGSN向原SGSN发送关于MS用户信息的签约数据和相关信息，漫游地SGSN获取MS的用户信息，并鉴权通过。
(9)漫游地SGSN为MS提供服务。
本发明的心跳控制装置、漫游寻址系统和漫游寻址方法通过查询Default SGSN的有效性和负载程度，使得提供给漫游地SGSN的DefaultSGSN为有效的且负载度较轻，不仅保证了漫游寻址的连续性，还使得整个网络的负载更加均衡，同时也增强了用户体验。
本发明中，心跳控制装置10可以为独立的网元，或设置在DNS中。
应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于上述举例，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (15)
1.一种漫游寻址方法，其特征在于，包括以下步骤：
心跳控制装置接收SGSN池内的多个代理SGSN发送的心跳状态信息；
心跳控制装置在接收到漫游地SGSN的漫游寻址请求消息时，从所述SGSN池内的代理SGSN中选择有效的代理SGSN，将所述有效的代理SGSN的心跳状态信息发送至所述漫游地SGSN；
所述漫游地SGSN发送移动终端信息至所述选择的代理SGSN，获得为所述移动终端服务的原SGSN的地址。
2.根据权利要求1所述的漫游寻址方法，其特征在于，所述心跳状态信息中包括所述代理SGSN的有效性信息和负载信息。
3.根据权利要求2所述的漫游寻址方法，其特征在于，从所述SGSN池内的代理SGSN中选择有效的代理SGSN之后，还包括：
心跳控制装置从所述有效的代理SGSN中选择负载最轻的，作为发送至所述漫游地SGSN的代理SGSN。
4.根据权利要求3所述的漫游寻址方法，其特征在于，所述从所述有效的代理SGSN中选择负载最轻的操作具体包括：
心跳控制装置根据所述有效性信息判断所述代理SGSN的有效性；
心跳控制装置根据所述有效的代理SGSN的负载信息计算其负载度，将所述负载度与预设的阈值进行比较。
5.根据权利要求4所述的漫游寻址方法，其特征在于，所述提取所述代理SGSN的心跳状态信息并发送至漫游地SGSN的操作具体包括：
心跳控制装置发送所述负载度小于所述阈值的代理SGSN的心跳 状态信息至所述漫游地SGSN。
6.根据权利要求1所述的漫游寻址方法，其特征在于，所述选择有效的代理SGSN的操作具体包括：
当未收到所述代理SGSN的心跳状态信息时，判断所述代理SGSN为无效。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的漫游寻址方法，其特征在于，所述接收SGSN池内的代理SGSN发送的心跳状态信息的操作之前还包括：
生成发送到SGSN池内的代理SGSN的状态查询信息；
所述SGSN池内的代理SGSN根据所述状态查询信息生成所述心跳状态信息。
8.根据权利要求7所述的漫游寻址方法，其特征在于，所述状态查询信息包括：有效性查询信息和/或负载查询信息。
9.一种漫游寻址系统，包括：SGSN池内的多个代理SGSN、漫游地SGSN和DNS，其特征在于，
还包括心跳控制装置，用于接收SGSN池内的代理SGSN生成的心跳状态信息，根据所述心跳状态信息判断所述代理SGSN的有效性；
所述DNS包括信息提取模块，所述信息提取模块用于从所述心跳控制装置中提取有效的代理SGSN的心跳状态信息，并将所述有效的代理SGSN的心跳状态信息发送至所述漫游地SGSN；
所述漫游地SGSN，用于发送移动终端信息至所述选择的代理SGSN，获得为所述移动终端服务的原SGSN的地址。
10.根据权利要求9所述的漫游寻址系统，其特征在于，所述心跳控制装置包括：
有效性判断模块，用于接收SGSN池内的代理SGSN生成的心跳状态信息，根据所述心跳状态信息判断所述代理SGSN的有效性；
存储模块，用于存储所述代理SGSN心跳状态信息。
11.根据权利要求10所述的漫游寻址系统，其特征在于，还包括负载度判断模块，
所述心跳状态信息中包括有效性信息和负载信息；
所述有效性判断模块，用于根据所述有效性信息判断所述代理SGSN的有效性；
所述负载度判断模块，用于根据所述有效的代理SGSN的负载信息计算其负载度，将所述负载度与预设的阈值进行比较。
12.根据权利要求11所述的漫游寻址系统，其特征在于，还包括：
查询信息生成模块，用于生成发送到代理SGSN的状态查询信息。
13.根据权利要求12所述的漫游寻址系统，其特征在于，所述状态查询信息中包括有效性查询信息和负载查询信息。
14.根据权利要求9中所述的漫游寻址系统，其特征在于，所述代理SGSN包括：心跳状态信息生成模块，用于生成所述心跳状态信息，
所述心跳状态信息生成模块包括：有效性信息生成子模块和负载信息生成子模块，分别用于生成所述有效性信息和所述负载信息。
15.根据权利要求9至14中任意一项所述的漫游寻址系统，其特征在于，所述心跳控制装置为独立的网元，或设置在所述DNS中。
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