CN109068285A - 一种集群池的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种集群池的实现方法，包括：预设的集群管理实体根据当前每个群组‑集群控制功能体G‑TCF的负载值，利用负载平衡方法，对每个群组的主控G‑TCF进行调整，根据调整的结果，通知每个所述G‑TCF各自管理的群组，并将每个所述G‑TCF管理的群组通知给系统中的所有用户归属H‑TCF；当所述G‑TCF根据所述通知获知分配了新群组时，从该新群组的每个组成员驻留的H‑TCF中获取群组成员所处的跟踪区和感兴趣的群组；当用户设备UE的跟踪区和/或感兴趣的群组发生变更时，所述UE驻留的H‑TCF将变更后的跟踪区和/或感兴趣的群组，通知给所述UE所签约群组的主控G‑TCF。采用本发明可以实现B‑TrunC系统的G‑TCF Pool。

Description

一种集群池的实现方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种集群池(POOL)实现方法。
背景技术
3GPP LTE承载单用户PS业务时，通过MME Pool技术实现核心网内MME之间的负荷分担。当一个核心网的负荷较高，超出核心网的处理能力，3GPP标准中引入了MME POOL机制，即由多个MME组成MME POOL，实现资源共享和负荷分担。基站和核心网组成MME POOL的方案如图1所示。eNodeB同时连接到Pool区内的每一套MME，并根据各MME的容量按比例的分配业务；eNodeB和MME之间通过链路状态检测，获取S1口的链路状态，如探测到MME或基站故障，基站和核心网之间根据可用的MME节点和MME的负荷均衡策略，调整基站接入的MME，将新接入业务请求消息分配给其它正常状态的MME。
宽带数字集群(B-TrunC)协议定义了如图2所示的集群组网架构。如图2所示，集群核心网由增强型移动性管理实体(Evolved Mobility Management Entity，eMME)、增强型归属签约用户服务器(Evolved Home Subscriber Server，eHSS)、合设网关(x Gateway，xGW)、集群控制功能体(Trunking Control Function，TCF)、集群媒体功能(TrunkingMedia Function，TMF)这五个逻辑实体组成，这些逻辑实体根据实际部署可合设形成实际网元设备。
其中，eMME：是在3GPP标准定义的MME基础上增强集群功能，包括集群NAS信令及其安全、xGW选择、集群承载管理、集群业务的移动性管理、接入控制和会话管理。
eHSS：是在3GPP标准定义的HSS基础上增强集群用户信息管理功能，包括集群用户签约信息、集群用户业务签约信息、集群组签约信息、集群用户安全信息、集群用户位置信息、集群用户状态和业务状态信息。
x-GW：是在3GPP标准定义的合设网关SAE-GW基础上增强集群功能，包括集群承载建立、修改和删除、集群数据路由和转发、集群业务计费信息收集。
TCF：负责集群业务的调度管理，主要功能有支持包括语音、视频、数据在内的多媒体集群业务调度、集群业务的鉴权和授权、注册和注销、集群呼叫的建立和释放、话权管理、集群组信息订阅及更新。
TMF：负责集群业务的数据传输，主要功能包括集群用户面管理、集群业务数据的路由和转发、集群业务数据的复制和分发、集群业务媒体编解码转换。
一个B-TrunC运营方/行业领域的网络(如铁路)全网为一个eHSS，有多个集群核心网(Trunking Core Network，TCN)，PLMN为一个，其TCN间互联采用统一的eHSS架构。
B-TrunC协议将TCF网元拆分为用户归属TCF(H-TCF)及群组-集群控制功能体(G-TCF)。每个UE只有唯一的H-TCF，每个组只有唯一的G-TCF。
H-TCF：用于维护UE所在V-TCF域名、UE签约信息(在UE注册过程中，通过eHSS获得)、UE的状态信息(是否在线、组呼主叫、单呼主/被叫、遥晕遥毙状态、动态重组过程中)。
UE的H-TCF负责UE集群注册、集群业务控制，以及UE的状态信息更新和通知。其中，集群业务控制的对象包括组呼主叫UE、单呼主/被叫UE等，集群业务控制的内容包括业务权限、业务过程。
G-TCF，用于维护组成员UE的当前所在的TCF域名、组签约信息(通过eHSS获得)、组的呼叫状态信息(通话中/空闲)、组成员的注册状态、当前注册的组成员的状态信息(UE号码、是否为组呼主叫、遥晕遥毙状态)、组成员媒体能力、组的排队信息。
G-TCF负责组业务控制、决定媒体参数，以及响应调度台对组和组成员的状态信息的订阅，组业务控制内容包括业务权限、业务过程(如话权管理、动态重组)等。
UE的V-TCF维护UE的H-TCF地址、UE呼叫上下文，负责UE到H-TCF的路由。
B-TrunC协议支持不同集群核心网间的漫游及切换。但B-TrunC未定义同一子网内的多TCF Pool架构及方案。
在集群应用场景，需要配置多个核心网时组成一键通话池(PTT POOL)时，当某个核心网发生故障，目前没有根据其他核心网的工作状态和负荷分担的方法，进行PTT POOL的备份方案。
B-TrunC集群业务包括单用户流程及群组流程。单用户流程由H-TCF控制，群组流程由G-TCF控制。对于H-TCF Pool，由于是用于控制单用户流程的，所以可以采用类似MMEPool的机制实现。而对于G-TCF Pool，由于是用于控制群组流程的，则无法采用类似MMEPool的机制实现。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集群池的实现方法，可以实现B-TrunC系统的G-TCF Pool。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种集群池的实现方法，包括：
预设的集群管理实体根据当前每个群组-集群控制功能体G-TCF的负载值，利用负载平衡方法，对每个群组的主控G-TCF进行调整，根据调整的结果，通知每个所述G-TCF各自管理的群组，并将每个所述G-TCF管理的群组通知给H-TCF；
当所述G-TCF根据所述通知获知分配了新群组时，从该新群组的每个组成员驻留的H-TCF中获取群组成员所处的跟踪区和感兴趣的群组；
当用户设备UE的跟踪区和/或感兴趣的群组发生变更时，所述UE驻留的H-TCF将变更后的跟踪区和/或感兴趣的群组，通知给所述UE所签约群组的主控G-TCF。
较佳地，所述负载值为S1口的复制转发路数或CPU负荷。
较佳地，所述通知每个所述G-TCF各自管理的群组包括：
对于每个所述G-TCF，所述集群管理实体向该G-TCF发送：该G-TCF所管理的每个群组的组信息，所述组信息包括：组号、每个群组成员的编号和每个群组成员当前驻留的H-TCF。
较佳地，所述将每个所述G-TCF管理的群组通知给H-TCF包括：
所述集群管理实体向所述H-TCF发送G-TCF Pool任务分配表，所述G-TCF Pool任务分配表包含每个所述G-TCF所管理群组的组号。
较佳地，所述方法进一步包括：
当所述H-TCF接收到驻留在本H-TCF的UE发送的群组建立消息时，查询本H-TCF预存的所述集群管理实体发送的G-TCF Pool任务分配表，获知相应群组的主控G-TCF，将所述群组建立消息发送给该主控G-TCF。
较佳地，所述方法进一步包括：
当所述H-TCF接收到驻留在本H-TCF的UE发送的群组建立消息时，向所述集群管理实体查询相应群组的主控G-TCF，并向查询到的主控G-TCF转发群组建立消息。
较佳地，所述方法进一步包括：
当所述集群管理实体检测到G-TCF发生故障时，将该G-TCF管理的群组重新分配给其它G-TCF，根据重新分配的结果，通知每个G-TCF各自管理的群组，并将每个G-TCF管理的群组通知给H-TCF。
较佳地，所述方法进一步包括：
对于同一集团或VPN的签约UE，所述集群管理实体分配相同的H-TCF；
在对每个群组的主控G-TCF进行调整时，所述集群管理实体将同一集团或VPN的签约群组，分配到相同的G-TCF；
在进行H-TCF和G-TCF的部署时，所述集群管理实体将同一集团或VPN的H-TCF和G-TCF，部署在同一核心网中。
较佳地，所述方法进一步包括：
当所述集群管理实体检测到G-TCF发生故障时，将该G-TCF管理的群组或H-TCF的UE，按照整个集团或VPN为单位，重新分配给其它G-TCF和/或H-TCF，根据重新分配的结果，通知每个G-TCF各自管理的群组，并将每个G-TCF管理的群组通知给H-TCF。
较佳地，所述集群管理实体为增强型归属签约用户服务器eHSS。
综上所述，本发明提出的集群池的实现方法，进行G-TCF Pool的单独控制，即由指定的集群管理实体统一进行G-TCF Pool的任务分配，并将各组的主控G-TCF通知给系统中的各H-TCF，从而可以实现B-TrunC系统的G-TCFPool。
附图说明
图1为3GPP LTE系统的MME POOL实现示意图；
图2为B-TrunC集群组网架构示意图；
图3为本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图3为本发明实施例的方法流程示意图，如图3所示，该实施例给出的集群池的实现方法主要包括：
步骤301、预设的集群管理实体根据当前每个群组-集群控制功能体G-TCF的负载值，利用负载平衡方法，对每个群组的主控G-TCF进行调整，根据调整的结果，通知每个所述G-TCF各自管理的群组，并将每个所述G-TCF管理的群组通知给系统中的所有H-TCF。
本步骤中，将统一由指定的集群管理实体，采用负载平衡方法，统一对系统中各群组的主控G-TCF进行调整，完成G-TCF Pool的任务分配，以实现G-TCF Pool任务的均衡分配。
较佳地，所述负载值为S1口的复制转发路数或CPU负荷。
具体的负载平衡方法可采用现有方案，在此不再赘述。
所述集群管理实体具体可由本领域技术人员根据实际需要预先设置，例如可以为增强型归属签约用户服务器(eHSS)或其它功能实体。
在实际应用中，集群管理实体将根据各G-TCF负荷，调整各组的主控G-TCF，可以通过维护<G-TCF，组>的任务分配表，记录各群组的主控G-TCF。
较佳的，可以采用下述方法通知每个所述G-TCF各自管理的群组：
对于每个所述G-TCF，所述集群管理实体向该G-TCF发送：该G-TCF所管理的每个群组的组信息，所述组信息包括：组号、每个群组成员的编号和每个群组成员当前驻留的H-TCF。具体采用的通知格式可以为：
组号：<组成员1，组成员1当前驻留H-TCF...>
较佳的，可以采用下述方法将每个所述G-TCF管理的群组通知给H-TCF：
所述集群管理实体向所述H-TCF发送G-TCF Pool任务分配表，所述G-TCF Pool任务分配表包含每个所述G-TCF所管理群组的组号。具体采用的通知格式可以为：
G-TCF：<组x1，组x2...>
步骤302、当所述G-TCF根据所述通知获知分配了新群组时，从该新群组的每个组成员驻留的H-TCF中获取群组成员所处的跟踪区和感兴趣的群组。
步骤303、当用户设备UE的跟踪区和/或感兴趣的群组发生变更时，所述UE驻留的H-TCF将变更后的跟踪区和/或感兴趣的群组，通知给所述UE所签约群组的主控G-TCF。
通过上述步骤302、303可以确保G-TCF能够及时、准确获知所分配群组的组成员的相关信息。
进一步的，针对G-TCF Pool场景下的群组建立，可以采用下述两种方法实现：
方法一：
当所述H-TCF接收到驻留在本H-TCF的UE发送的群组建立消息时，查询本H-TCF预存的所述集群管理实体发送的G-TCF Pool任务分配表，获知相应群组的主控G-TCF，将所述群组建立消息发送给该主控G-TCF。
方法二：
当所述H-TCF接收到驻留在本H-TCF的UE发送的群组建立消息时，向所述集群管理实体查询相应群组的主控G-TCF，并向查询到的主控G-TCF转发群组建立消息。
上述方法一中用于查询主控G-TCF的G-TCF Pool任务分配表是由集群管理实体下发并保存在H-TCF中，在方法二中，G-TCF Pool任务分配表则是动态获取的，即每次呼叫建立时，H-TCF需要主动向集群管理实体查询当前组的主控eHSS。
进一步地，当G-TCF发生故障时，集群管理实体可以采用下述方法进行故障处理：
当所述集群管理实体检测到G-TCF发生故障时，将该G-TCF管理的群组重新分配给其它G-TCF，根据重新分配的结果，通知每个G-TCF各自管理的群组，并将每个G-TCF管理的群组通知给H-TCF。
进一步地，考虑到H-TCF和G-TCF之间信令较多，为了降低集群Pool场景H-TCF向G-TCF发送(TA及感兴趣组)信令开销，可以按集团或VPN为单位，对G-TCF及H-TCF进行资源分配，具体为：
对于同一集团或VPN的签约UE，所述集群管理实体分配相同的H-TCF；
在对每个群组的主控G-TCF进行调整时，所述集群管理实体将同一集团或VPN的签约群组，分配到相同的G-TCF；
在进行H-TCF和G-TCF的部署时，所述集群管理实体将同一集团或VPN的H-TCF和G-TCF，部署在同一核心网中。这样，相比于部署在不同核心网，可以大幅度减少核心网间信令数量。
进一步地，为了减少信令开销，在G-TCF发生故障时，也可以按照整个集团或VPN为单位进行
当所述集群管理实体检测到G-TCF发生故障时，将该G-TCF管理的群组或H-TCF的UE，按照整个集团或VPN为单位，重新分配给其它G-TCF和/或H-TCF，根据重新分配的结果，通知每个G-TCF各自管理的群组，并将每个G-TCF管理的群组通知给H-TCF。
需要说明的是，在实际应用中，G-TCF和H-TCF中的一个发生故障，可以两者上的任务一起迁移到别的核心网，或是只有发生故障的G-TCF或H-TCF上的任务进行迁移，另一个没坏的不迁移到别的核心网。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集群池的实现方法，其特征在于，包括：
预设的集群管理实体根据当前每个群组-集群控制功能体G-TCF的负载值，利用负载平衡方法，对每个群组的主控G-TCF进行调整，根据调整的结果，通知每个所述G-TCF各自管理的群组，并将每个所述G-TCF管理的群组通知给系统中的所有用户归属-集群控制功能体H-TCF；
当所述G-TCF根据所述通知获知分配了新群组时，从该新群组的每个组成员驻留的H-TCF中获取群组成员所处的跟踪区和感兴趣的群组；
当用户设备UE的跟踪区和/或感兴趣的群组发生变更时，所述UE驻留的H-TCF将变更后的跟踪区和/或感兴趣的群组，通知给所述UE所签约群组的主控G-TCF。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载值为S1口的复制转发路数或CPU负荷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通知每个所述G-TCF各自管理的群组包括：
对于每个所述G-TCF，所述集群管理实体向该G-TCF发送：该G-TCF所管理的每个群组的组信息，所述组信息包括：组号、每个群组成员的编号和每个群组成员当前驻留的H-TCF。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将每个所述G-TCF管理的群组通知给H-TCF包括：
所述集群管理实体向所述H-TCF发送G-TCF Pool任务分配表，所述G-TCF Pool任务分配表包含每个所述G-TCF所管理群组的组号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当所述H-TCF接收到驻留在本H-TCF的UE发送的群组建立消息时，查询本H-TCF预存的所述集群管理实体发送的G-TCF Pool任务分配表，获知相应群组的主控G-TCF，将所述群组建立消息发送给该主控G-TCF。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当所述H-TCF接收到驻留在本H-TCF的UE发送的群组建立消息时，向所述集群管理实体查询相应群组的主控G-TCF，并向查询到的主控G-TCF转发群组建立消息。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当所述集群管理实体检测到G-TCF发生故障时，将该G-TCF管理的群组重新分配给其它G-TCF，根据重新分配的结果，通知每个G-TCF各自管理的群组，并将每个G-TCF管理的群组通知给H-TCF。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
对于同一集团或VPN的签约UE，所述集群管理实体分配相同的H-TCF；
在对每个群组的主控G-TCF进行调整时，所述集群管理实体将同一集团或VPN的签约群组，分配到相同的G-TCF；
在进行H-TCF和G-TCF的部署时，所述集群管理实体将同一集团或VPN的H-TCF和G-TCF，部署在同一核心网中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当所述集群管理实体检测到G-TCF发生故障时，将该G-TCF管理的群组或H-TCF的UE，按照整个集团或VPN为单位，重新分配给其它G-TCF和/或H-TCF，根据重新分配的结果，通知每个G-TCF各自管理的群组，并将每个G-TCF管理的群组通知给H-TCF。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集群管理实体为增强型归属签约用户服务器eHSS。
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