CN108616937A - 轨道交通lte车地无线系统的核心网故障处理方法及基站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法及基站，在单个核心网故障期间，仅核心网处于单节点运行状态，A、B双网下的BBU、RRU和TAU仍处于双网运行状态，进一步保证CBTC业务的可靠性。该方法包括：在第一核心网故障时，所述第一核心网所属A网下基站接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；所述基站接收所述第二核心网网元发送的携带拒绝原因为“重新附着”的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU；所述TAU在接收到所述服务拒绝消息后，向所述基站发送重新附着请求；所述基站根据所述重新附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网。

Description

轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法及基站
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法及基站。
背景技术
轨道交通LTE车地无线系统承载的业务包括：CBTC业务(基于通信的列车自动控制系统)、列车紧急文本业务、列车运行状态监测业务、CCTV视频监控、PIS视频业务等。其中CBTC业务对通信可靠性和实时性的要求极高，一旦通信中断需紧急制动停车。为了满足CBTC业务对通信的可靠性要求，LTE-M规范规定传输CBTC的LTE网络采用双网冗余覆盖，双网同时传输CBTC数据。如图1所示，LTE双网分别为A网和B网，A、B网为异频同覆盖，双网通过POI设备共用漏泄同轴电缆。A、B网分别部署A网和B网的核心网设备、基站设备和终端设备。A网传输CBTC业务、列车紧急文本业务、列车运行状态监测业务、CCTV视频监控、PIS视频业务，B网仅传输CBTC业务。
A、B网作为互为备份的网络，两个网络中的任何节点发生故障，都不会影响CBTC业务的传输，但不同网络节点故障影响范围并不相同。如TAU故障时所属列车CBTC处于单网运行状态；RRU故障时通过该RRU覆盖范围内(一般为1公里)的列车CBTC处于单网运行状态；BBU故障时通过该BBU所属RRU覆盖范围内(一般为两个车站间)的列车CBTC处于单网运行状态；核心网故障时，全线所有列车CBTC处于单网运行状态。
根据上述描述的影响范围可知，核心网故障时影响面最广，如果采用A、B双网核心网独立部署的方式，一旦在单个网核心网故障期间，单网运行中的任何节点出现故障或出现传输时延抖动无法满足CBTC实时性要求(150ms)，将会导致该节点下的列车紧急停车，影响列车运行安全和乘客乘车体验。
发明内容
针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法及基站。
一方面，本发明实施例提出一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法，包括：
在第一核心网故障时，所述第一核心网所属A网下基站接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；
所述基站接收所述第二核心网网元发送的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU，该服务拒绝消息为所述第二核心网网元根据所述服务请求消息查找不到该TAU的上下文信息时发送的，所述服务拒绝消息携带的拒绝原因为重新附着；
所述TAU在接收到所述服务拒绝消息后，向所述基站发送重新附着请求；
所述基站根据所述重新附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网。
另一方面，本发明实施例提出一种轨道交通LTE车地无线系统的LTE网络的基站，该基站为A网下基站，包括：
第一发送单元，用于在所述A网的第一核心网故障时，接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；
第二发送单元，用于接收所述第二核心网网元发送的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU，该服务拒绝消息为所述第二核心网网元根据所述服务请求消息查找不到该TAU的上下文信息时发送的，所述服务拒绝消息携带的拒绝原因为重新附着；
第一附着单元，用于接收TAU发送的重新附着请求，根据所述重新附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网，该附着请求是所述TAU在接收到所述服务拒绝消息之后发送的。
本发明实施例提供的轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法及基站，当一个核心网故障时，故障核心网对应的终端会通过对应的基站接入另一个核心网，从单个核心网故障到对应终端重新接入另一个核心网的时间段内，全网只有单层网络提供服务，而当故障核心网对应终端接入到另一个核心网后，核心网仍为单点工作，但无线网络基站和终端恢复双网工作，相较于在单个核心网故障时全线所有列车CBTC处于单网运行状态的现有技术，本发明在单个核心网故障期间，仅核心网处于单节点运行状态，A、B双网下的BBU、RRU和TAU仍处于双网运行状态，进一步保证CBTC业务的可靠性。
附图说明
图1为现有的轨道交通LTE车地无线系统架构图；
图2为本发明轨道交通LTE车地无线系统一实施例的部分架构图；
图3为本发明轨道交通LTE车地无线系统中LTE网络的A网核心网故障时LTE网络的工作模式示意图；
图4为本发明轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法一实施例的流程示意图；
图5为本发明轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法另一实施例的流程示意图；
图6为本发明轨道交通LTE车地无线系统的LTE网络的基站一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图2，本发明涉及的轨道交通LTE车地无线系统，包括：
用于传输CBTC业务的LTE网络，所述LTE网络包括A网和B网，
所述A网的第一核心网(参见图2中的核心网A)和所述B网的第二核心网(参见图2中的核心网B)均配置第一PLMN ID(公共陆地移动网络号)和第二PLMN ID，所述A网基站(参见图2中的基站A)和A网下TAU(参见图2中的TAU A)配置所述第一PLMN ID，所述B网基站(参见图2中的基站B)和B网下TAU(参见图2中的TAU B)配置所述第二PLMN ID，所述A网基站和B网基站通过S1-Flex方式同时接入所述第一核心网和第二核心网，所述A网基站在进行MME(移动性管理实体)选择时，根据预先配置优先选择所述第一核心网，在所述第一核心网故障时选择所述第二核心网，所述B网基站在进行MME选择时，根据预先配置优先选择所述第二核心网，在所述第二核心网故障时选择所述第一核心网。
需要说明的是，A、B网核心网独立工作同时互为主备，A、B网基站通过S1-Flex方式同时接入核心网A和核心网B。基站配置优选MME功能，只有优选MME不可用时才选择其他MME。由于A网为综合承载网，传输CBTC、PIS/CCTV等信息，B网只传输CBTC，B网在组网时不与PIS/CCTV等中心设备互通，且为了保证B网仅用于传输CBTC的用途，在A网核心网故障，A网终端接入B网核心网后A网仅传输CBTC，不再传输PIS/CCTV等其它信息。核心网A故障时的具体工作模式如图3所示，在核心网A故障时，A网下终端(TAU A)通过A网基站重新接入到核心网B，从核心网A故障到TAU A重新接入核心网B时间段内，全网只有单层网络提供服务。TAUA接入到B核心网后，无线网络基站和终端恢复双网工作，但核心网仍为单点工作。核心网A故障修复后，恢复完全双网工作状态。
由于TAU A始终工作在A网，TAU B始终工作在B网。为了实现属于A网和B网的TAU分别锁定在A网和B网，避免TAU错误接入另一个网络，需要将A网和B网配置为不同的PMLN ID，如将A网PLMN ID规划为460 50，B网PLMN ID规划为460 60。每个核心网配置双PLMN，A网基站无论接入核心网A还是核心网B，配置的PLMN ID均为460 50，B网基站无论接入核心网B还是核心网A，配置的PLMN ID均为460 60。
在前述轨道交通LTE车地无线系统的基础上，参看图4，本实施例公开一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法，包括：
S1、在第一核心网故障时，所述第一核心网所属A网下基站接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；
S2、所述基站接收所述第二核心网网元发送的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU，该服务拒绝消息为所述第二核心网网元根据所述服务请求消息查找不到该TAU的上下文信息时发送的，所述服务拒绝消息携带的拒绝原因为重新附着；
S3、所述TAU在接收到所述服务拒绝消息后，向所述基站发送重新附着请求；
可以理解的是，TAU在接收到服务拒绝消息后，会检测周围基站的PLMN ID，并与自身的PLMN ID进行比较，向PLMN ID与其PLMN ID相同的基站发送附着请求。
S4、所述基站根据所述重新附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网。
本发明实施例提供的轨道交通LTE车地无线系统，轨道交通LTE通信A、B网采用核心网互为主备而非完全独立的组网方案，每个核心网支持两个PLMN，A、B网基站接入同一个核心网时分配不同的PLMN，当A、B网核心网均正常工作时，A网下终端通过A网基站接入A网核心网，B网下终端通过B网基站接入B网核心网；当一个核心网故障时，故障核心网对应的终端通过对应的基站接入另一个核心网，从单个核心网故障到对应终端重新接入另一个核心网的时间段内，全网只有单层网络提供服务，而当故障核心网对应终端接入到另一个核心网后，核心网仍为单点工作，但无线网络基站和终端恢复双网工作，相较于在单个核心网故障时全线所有列车CBTC处于单网运行状态的现有技术，本发明在单个核心网故障期间，仅核心网处于单节点运行状态，A、B双网下的BBU、RRU和TAU仍处于双网运行状态，进一步保证CBTC业务的可靠性。
参看图5，本实施例公开一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法，包括：
在所述第一核心网故障时，所述第一核心网下基站检测到S1口偶联断开，所述基站查找并释放断开偶联下的所有TAU相关资源，同时向所述TAU发送RRCRelease消息(该RRCRelease消息用于通知TAU释放RRU连接)；
所述TAU在接收到所述RRCRelease消息后，通过所述A网基站向所述第二核心网发送ServiceRequest消息；
由于TAU有上行数据传输需求，会发起服务请求ServiceRequest消息，A网基站仅存在至核心网B的S1连接，会将ServiceRequest消息发送至核心网B。
所述第二核心网在接收到所述ServiceRequest消息后，通过所述A网基站向所述TAU发送ServiceReject消息，其中，所述ServiceReject消息的原因值为Reattach(重新附着)；
核心网B接收到所述ServiceRequest消息后，因找不到原来附着在核心网A的上下文，则会拒绝该服务请求，向TAU发送服务拒绝ServiceReject消息。
所述TAU在接收到所述ServiceReject消息后，通过所述A网基站向所述第二核心网发送重新附着请求；
所述第二核心网在接收到所述重新附着请求后，通过所述A网基站向所述TAU发送应答消息，将所述TAU接入所述第二核心网，为所述TAU提供核心网服务。
在前述方法实施例的基础上，所述方法还可以包括如下的图中未示出的步骤：
在TAU附着成功后，所述基站接收所述TAU发送的列车运行控制信息，并将所述列车运行控制信息发送给所述第二核心网网元；
所述基站接收所述第二核心网网元发送的拒绝请求，所述拒绝请求为不能提供相应信息传输的请求。
本实施例中，在A网下ATU附着到B网核心网后，B网核心网会拒绝传输A网下ATU发送的列车紧急文本业务、列车运行状态监测业务、CCTV视频监控以及PIS视频业务相关信息，以保证B网仅用于传输CBTC的用途。
在前述方法实施例的基础上，所述方法还可以包括如下的图中未示出的步骤：
若所述基站接收到所述第一核心网发送的恢复消息，则根据恢复消息确定所述第一核心网故障恢复；
所述基站接收至少一个TAU的附着请求，根据预设规则，与所述第一核心网网元交互，将所述至少一个TAU附着在所述第一核心网。
本实施例中，核心网A故障恢复后，接入核心网B的A网TAU仍继续使用核心网B，直到TAU重新附着(比如下电后重新上电或关机后重启)时，重新经基站A附着到核心网A。
参看图6，本实施例公开一种轨道交通LTE车地无线系统的LTE网络的基站，该基站为A网下基站，包括：
第一发送单元1，用于在所述A网的第一核心网故障时，接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；
第二发送单元2，用于接收所述第二核心网网元发送的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU，该服务拒绝消息为所述第二核心网网元根据所述服务请求消息查找不到该TAU的上下文信息时发送的；
第一附着单元3，用于接收TAU发送的附着请求，根据所述附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网，该附着请求是所述TAU在接收到所述服务拒绝消息之后发送的。
在前述装置实施例的基础上，所述基站还可以包括如下的图中未示出的结构：
第三发送单元，用于在TAU附着成功后，所述基站接收所述TAU发送的列车运行控制信息，并将所述列车运行控制信息发送给所述第二核心网网元；
接收单元，用于接收所述第二核心网网元发送的拒绝请求，所述拒绝请求为不能提供相应信息传输的请求。
在前述装置实施例的基础上，所述基站还可以包括如下的图中未示出的结构：
确定单元，用于若接收到所述第一核心网发送的恢复消息，则根据恢复消息确定所述第一核心网故障恢复；
第二附着单元，用于接收至少一个TAU的附着请求，根据预设规则，与所述第一核心网网元交互，将所述至少一个TAU附着在所述第一核心网。
上述基站可以执行前述任意一种基于前述实施例所述的轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法，因而可以解决相同的技术问题，达到同样的技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种轨道交通LTE车地无线系统的核心网故障处理方法，其特征在于，包括：
在第一核心网故障时，所述第一核心网所属A网下基站接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；
所述基站接收所述第二核心网网元发送的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU，该服务拒绝消息为所述第二核心网网元根据所述服务请求消息查找不到该TAU的上下文信息时发送的，所述服务拒绝消息携带的拒绝原因为重新附着；
所述TAU在接收到所述服务拒绝消息后，向所述基站发送重新附着请求；
所述基站根据所述重新附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在TAU附着成功后，所述基站接收所述TAU发送的列车运行控制信息，并将所述列车运行控制信息发送给所述第二核心网网元；
所述基站接收所述第二核心网网元发送的拒绝请求，所述拒绝请求为不能提供相应信息传输的请求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述基站接收到所述第一核心网发送的恢复消息，则根据恢复消息确定所述第一核心网故障恢复；
所述基站接收至少一个TAU的附着请求，根据预设规则，与所述第一核心网网元交互，将所述至少一个TAU附着在所述第一核心网。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一核心网上预先配置有第二核心网的网络号，以及第二核心网上预先配置有第一核心网的网络号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一核心网所属A网下基站接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元的步骤之前，所述方法还包括：
所述基站检测到S1口偶联断开，则释放该基站与第一核心网交互的的所有TAU相关资源，并向与该基站连接的所有TAU发送RRC释放消息。
6.一种轨道交通LTE车地无线系统的LTE网络的基站，该基站为A网下基站，其特征在于，包括：
第一发送单元，用于在所述A网的第一核心网故障时，接收到所述A网下TAU发送的服务请求消息，则将所述服务请求消息发送给与该基站连接的第二核心网网元；
第二发送单元，用于接收所述第二核心网网元发送的服务拒绝消息，并将所述服务拒绝消息发送给所述TAU，该服务拒绝消息为所述第二核心网网元根据所述服务请求消息查找不到该TAU的上下文信息时发送的，所述服务拒绝消息携带的拒绝原因为重新附着；
第一附着单元，用于接收TAU发送的重新附着请求，根据所述重新附着请求与所述第二核心网网元交互，将所述TAU附着在所述第二核心网，该附着请求是所述TAU在接收到所述服务拒绝消息之后发送的。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，还包括：
第三发送单元，用于在TAU附着成功后，所述基站接收所述TAU发送的列车运行控制信息，并将所述列车运行控制信息发送给所述第二核心网网元；
接收单元，用于接收所述第二核心网网元发送的拒绝请求，所述拒绝请求为不能提供相应信息传输的请求。
8.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，还包括：
确定单元，用于若接收到所述第一核心网发送的恢复消息，则根据恢复消息确定所述第一核心网故障恢复；
第二附着单元，用于接收至少一个TAU的附着请求，根据预设规则，与所述第一核心网网元交互，将所述至少一个TAU附着在所述第一核心网。
9.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述第一核心网上预先配置有第二核心网的网络号，以及第二核心网上预先配置有第一核心网的网络号。
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