CN110557803A

CN110557803A - 一种为群组终端分配核心网的方法

Info

Publication number: CN110557803A
Application number: CN201810551851.3A
Authority: CN
Inventors: 袁乃华; 周志宏; 范晨; 汪振东; 佟学俭
Original assignee: Chengdu Dingqiao Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Dingqiao Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2019-12-10
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: CN110557803B

Abstract

本申请提供了一种为群组终端分配核心网的方法，应用于包括HSS和多核心网的PTT POOL组网，该方法包括：HSS配置群组与核心网的关联关系；当群组中任一终端接入时，MME确定该终端当前请求驻留的核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同，如果是，使该终端完成接入过程；否则，触发该终端进行重新接入过程，并携带HSS为该群组配置的关联核心网的标识，其中，MME为该终端当前请求驻留的核心网对应的MME。该方法在多核心网的组网中实现一个群组中所有终端驻留到相同的核心网中。

Description

一种为群组终端分配核心网的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种为群组终端分配核心网的方法。

背景技术

在LTE技术中，在一个PLMN ID的使用场景，当一个核心网的负荷较高，超出核心网的处理能力，3GPP标准中引入了移动管理节点(MME)POOL的机制，即由多个MME组成POOL，实现资源共享和负荷分担。

参见图1，图1为现有实现中基于MME POOL机制的核心网组网示意图。图1中eNodeB(eNB)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。

在单个核心网无法满足负荷和主备的应用场景下，对LTE传统的数据业务，用户可以采用传统的MME POOL的方式驻留在不同的核心网，终端的数据业务上下行基本都是点对点的业务，MME POOL中的每个MME可以实现驻留终端的数据业务的信令和数据承载的管理和业务使用。

但对集群业务，群组业务的数据流不同于数据业务，针对单核心网，一个群组中包含多个终端，群组上行业务是群组主讲或调度台，群组主讲跟随群组的话权授予而改变，群组下行是发送给群组中所有终端的下行业务，发送给群组监听终端接收。

在单PLMN下，如配置多个集群核心网，在现有的机制下，一个集群群组中包含多个终端，群组终端在初始接入驻留网络时，在多核心网场景下，基站和核心网会根据网络情况选择驻留的核心网，一个群组的终端可能会驻留在不同的核心网。

参见图2，图2为现有实现中一个群组的终端接入多核心网的组网示意图。图2中，由于群组主讲可能会在不同的核心网，导致群组上行业务数据流会出现在不同的核心网；对群组下行业务，由于群组终端分布在多个核心网且主讲的切换，导致群组下行数据业务流的多个核心网协调，无法对同一群组的终端的上行和下行信令统一处理，可见现有实现中集群业务不能支持集群池(PTT POOL)。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种为群组终端分配核心网的方法，能够在多核心网的组网中实现一个群组中所有终端驻留到相同的核心网中。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种为群组终端分配核心网的方法，应用于包括HSS和多核心网的PTT POOL组网，该方法包括：

HSS配置群组与核心网的关联关系；

当群组中任一终端接入时，MME确定该终端当前请求驻留的核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同，如果是，使该终端完成接入过程；否则，触发该终端进行重新接入过程，并携带HSS为该群组配置的关联核心网的标识，其中，MME为该终端当前请求驻留的核心网对应的MME。

由上面的技术方案可知，本申请中在多核心网的组网中，通过HSS配置群组与核心网的关联关系；当群组终端接入时，按照该群组终端所属的群组，以及群组与核心网的关联关系，接入到HSS为其关联的核心网驻留。该技术方案能够在多核心网的组网中实现一个群组中所有终端驻留到相同的核心网中。

附图说明

图1为现有实现中基于MME POOL机制的核心网组网示意图；

图2为现有实现中一个群组的终端接入多核心网的组网示意图；

图3为本申请实施例中为群组终端分配核心网的流程示意图；

图4为本申请实施例中一个组群中所有终端接入一个核心网的组网示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请实施例中提供一种为群组终端分配核心网的方法，在多核心网的组网中，通过HSS配置群组与核心网的关联关系；当群组终端接入时，按照该群组终端所属的群组，以及群组与核心网的关联关系，接入到HSS为其关联的核心网驻留。该技术方案能够在多核心网的组网中实现一个群组中所有终端驻留到相同的核心网中。

在单核心网无法满足集群业务的处理能力需求时，采用多核心网组成一个PTTPOOL来满足处理集群业务的需求。

在B_Trunc的多核心网场景，系统配置多个核心网，并配置一个开户数据中心(HSS)，所有基站通过S1口连接到核心网。

HSS在配置的多核心网场景，多个核心网的硬件配置和集群业务的处理规格可能有差异，也可能相同；因此，需要对每个核心网的硬件配置和集群业务处理能力(PTTParallel Capability)进行确定；如14U eCNS210核心网的满配时为配置五对业务处理板，支持20万用户开户，2万群组；考虑数据处理能力，可以根据业务折算，预留部分能力。

HSS配置群组与核心网的关联关系，并将配置的关联关系存储在本地。

根据核心网的集群业务处理能力，以及群组的处理能力要求按照负载分担原则为各群组配置关联的核心网。在配置关联关系时，还可以考虑容灾备份的规划余量。

在具体实现时，核心网和群组的关联关系中，可以是一对一，也可以是一对多：

配置的群组与核心网的关联关系中，若一个群组关联一个核心网，且该核心网状态为正常状态，则该核心网为该群组的驻留核心网；

若一个群组关联N个核心网，按预设规则从N个关联核心网中选择一个核心网为该群组驻留核心网。其中，N为大于1的整数。

将核心网以列表的方式实现时：若一个群组关联的核心网列表中只存在一个核心网，且该核心网状态为正常状态，则该核心网为该群组的驻留核心网；

若一个群组关联的核心网列表中存在多个核心网，可以通过预设规则从多个关联核心网列表中选择一个核心网为群组驻留核心网。

为群组确定驻留核心网的预设规则可以但不限于如下两种：

第一种：

优先级排序算法：核心网1、核心网2、…、核心网N；多个核心网按照优先级排序，优先选择核心网列表中状态为可用状态中优先级最高的核心网。

第二种：负载分担算法：按照核心网的负载能力，以及当前负载选择一个核心网作为该群组当前的驻留核心网。

在具体应用中，也可以规划组群，即将一些群组划分到一个组群中，也可以称为超大群组，进而配置组群与核心网的关联关系，即可以间接获取每个群组与核心网的关联关系。

HSS规划组群时可以按照如下方式实现：

针对不同群组可以按照预设规则划分到一个组群中，预设规则可以根据实际需要配置，下面给出几种规则：

将同一集团的各个群组划分到一个组群中；

将相同应用场景下的各群组划分到一个组群中。其中，相似应用场景的集群为能够独立运行，且能够互为备份的集群；

在具体实现时，每个用户终端可能属于多个群组，且每个群组包含多个用户终端。

在数据中心对群组开户时，设定群组对应的组群，并通过组群关联的核心网关联上群组驻留的核心网。

如组群1(SGG1)：GRP1、GRP20、GRP100、…、GRP1056，200个群组；

组群2(SGG2)：GRP2、GRP35、GRP500、…、GRP3000、GRP7266，300个群组。

开户时关联群组的组群和组群关联的核心网：

SGG1：核心网1(eCN1)；

SGG2：核心网2(eCN2)。

群组与核心网的关联关系包括：群组与组群的对应关系，以及组群与核心网的对应关系。

如上配置可以获知群组和组群的关系，以及组群关联的核心网，因此，当配置组群与核心网的关联关系时，可以通过群组ID查找到对应的组群ID，确定组群关联的核心网后，即确定群组关联的核心网。

当一个组群中的群组终端接入后，并分配了驻留核心网且该核心网状态为可用状态，则后续该组群中的群组中的终端接入后，都选择驻留到同一个该核心网中。

由上文描述可以得出可以配置群组与核心网的关联关系，也可以规划组群，进而配置组群与核心网的关联关系。本申请具体实施例中以配置的群组和核心网的关联关系为例，来说明为群组终端分配核心网的过程。

参见图3，图3为本申请实施例中为群组终端分配核心网的流程示意图。具体步骤为：

步骤301，MME确定组群中任一终端接入。

MME为该终端当前请求驻留的核心网对应的MME。

步骤302，该MME确定该终端当前请求驻留的核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同，如果是，执行步骤303；否则，执行步骤304；

步骤303，该MME使该终端完成接入过程，结束本流程。

步骤304，该MME触发该终端进行重新接入过程，并携带HSS为该群组配置的关联核心网的标识。

通过上述实现可以使每个群组中的所有终端均驻留在其所属群组所关联的核心网中，也就实现了一个群组的终端驻留到一个相同的核心网。

具体实现任一群组中的终端驻留到核心网的过程如下：

针对群组中的任一终端接入基站时，若基站确定该终端未携带核心网标识，则为其选择一个核心网进行驻留；

基站为终端选择核心网的方式不进行限制，可以是随机选择。

终端初次接入时，不会携带核心网标识。

该终端当前要驻留的核心网，即基站为其选择的核心网对应的MME获取HSS上的运行信息，确定是否为该终端所属群组分配驻留核心网；

这里的运行信息为动态分配信息，即针对一个群组，如果已经有终端驻留到对应核心网中，则为其分配驻留核心网，作为运行信息；否则，只存在配置的静态信息，即HSS配置的群组与核心网的关联关系；

当确定为该终端所属群组分配驻留核心网，则确定分配的驻留核心网与当前驻留的核心网是否相同，如果是，完成接入过程；否则，触发该终端进行重新接入过程，并携带HSS为该群组终端所属的群组分配的驻留核心网的标识。

当确定为该终端所属群组未分配驻留核心网时，获取HSS上的配置信息，确定配置的该终端所属群组关联的核心网与该终端当前驻留的核心网是否相同，如果是，完成接入过程；否则，触发该终端进行重新接入过程，并携带HSS为该群组终端所属的群组配置的驻留核心网的标识。此时，HSS将该终端所属的群组关联的核心网分配为该群组的驻留核心网。

当确定为该终端所属群组未分配驻留核心网，并从HSS上获取配置信息时，若未能获取到对应的配置信息，则完成接入基站为该终端选择的核心网的过程。

若基站确定该终端携带核心网标识，则直接接入携带的核心网标识对应的核心网。

在具体实现过程中，可以仅配置静态的关联关系(核心网和群组)，也可以在群组中有终端接入时，分配群组驻留的核心网，作为动态的运行信息，在确定关联的核心网和群组关系时，先确定动态的运行信息，再确定静态的配置信息。

针对故障处理过程：

当基站检测到任一核心网故障时，设置该核心网状态为不可用状态，接入该核心网的群组业务会被释放，S1接口上的群组上行和下行承载会被释放；

HSS检测到该核心网故障时，设置该核心网状态为不可用状态，在状态为可用状态的核心网中选择一个核心网，并将新选择的核心网作为与故障的核心网关联的群组的管理核心网，并关联。

故障的核心网关联的群组中的终端接入HSS为该群组重新选择的核心网进行驻留。

后续该群组的终端发起接入时，即原驻留核心网故障后，与该核心网关联的终端再次接入时，具体过程如下：

未分配驻留核心网的群组中的终端根据HSS中重新为该群组选择的驻留核心网进行接入；

已分配驻留核心网的群组中的终端接入时携带已经分配的驻留核心网的标识，但已分配的驻留核心网的状态为不可用，则基站为该终端选择核心网进行驻留；

该终端的接入核心网判断终端携带的核心网ID和HSS分配的驻留的核心网ID不同，触发该终端重新接入并携带HSS为该终端所属群组重新分配的核心网标识，即触发终端重新Attach(Detach With Re-Aattach Required)，后续终端通过Re-Attach方式接入到新选择的驻留核心网。

终端成功驻留到一个核心网之后，由于某种原因，再次驻留核心网时，会携带最新驻留的核心网的标识，因此，针对故障的核心网，终端再次驻留核心网时，会携带故障核心网的标识，接入不成功，会由对应核心网让其重新接入，并携带HSS为其分配的核心网标识。

基于上述实现，故障的核心网关联的群组会重新接入到HSS为其重新分配的可用核心网中驻留。

通过本申请上述实施例中的描述，最终能够实现一个群组中的所有终端接入一个核心网。参见图4，图4为本申请实施例中一个组群中所有终端接入一个核心网的组网示意图。

图4中以组群为例，如果一个组群中的终端都接入一个核心网，那么一个群组中的终端也必然接入到一个核心网中。如图4中所示，SGG1终端都驻留到群组核心网1中，SGG2终端都驻留到群组核心网2中，SGGn终端都驻留到群组核心网i中。

下面结合具体应用场景，详细描述本申请实施例中实现群组与核心网的关联，以及某一核心网故障后的关联实现过程：

在B_Trunc的多核心网场景，系统配置4个核心网eCN1、eCN2、eCN3和eCN4组成PTTPOOL，4个核心网的处理能力相同，配置一个HSS，也可以配置多个，本申请实施例对HSS的个数的实现不进行限制，所有基站通过S1口连接到四个核心网。该实施例中以组群和核心网的关联为例。

分析集群解决方案的群组需求和规划，把一个集团或相似应用场景的集群划分到相同的组群SGG(Super Group of Groups)，并评估该SGG的处理能力要求，SGG_W₁、SGG_W₂、…、SGG_W_n，考虑到业务处理预留的负荷容量，4个核心网的SGG划分和管理如下：

eCN1：SGG1(群组50个)，核心网负荷定义为Weight1(如为50％)；

eCN2：SGG2(群组50个)，核心网负荷定义为Weight2(如为50％)；

eCN3：SGG3(群组50个)，核心网负荷定义为Weight3(如为50％)；

eCN4：SGG4(群组20个)，核心网负荷定义为Weight4(如为20％)；

对组网的群组终端接入时，按照SGG和核心网的关联关系进行接入，SGG 1中的50个群组的终端接入网络时，会被接入到eCN1，SGG 2中的50个群组的终端会被接入到eCN2，依次类似操作，不同的SGG中的群组的终端接入到关联的核心网驻留。

当核心网eCN1发送故障时，基站检测到eCN1故障，设置eCN1状态为不可用，SGG1中定义的群组业务会被释放，S1接口上的群组上行和下行承载会被释放。

HSS检测到核心网eCN1故障，设置eCN1的状态为不可用，HSS获取eCN2、eCN3和eCN4的状态和负荷状态(50％、50％和20％)，根据负荷分担原则，选择一个新的核心网eCN4为SGG1的新驻留核心网，并修改该驻留核心网配置，也可以不修改配置，生成一个动态的配置信息，将核心网eCN4分配给SGG1存储在HSS中。

后续SGG1组群中的群组的终端接入时，基站确定eCN1的状态为不可用，不会将该终端接入到eCN1，会接入到eCN2、eCN3和eCN4的某个核心网，eCN2、eCN3会发现终端携带的核心网ID和自己的核心网ID不同，会触发终端重新接入(Re-Attach)。

后续Re-Attach流程，核心网根据HSS新配置的SGG和核心网关联关系，选择驻留核心网的处理方案相同。

eCN1回复正常后，SGG1是否要切换eCN1取决业务需求，客户可以根据业务情况自行定义，不强制，可以手工修改SGG和核心网的关联，手工切换SGG到不同的核心网。

综上所述，本申请通过分析集团或相似应用场景的群组特性，建立集群的组群概念，根据核心网的处理能力，组群的规格，根据负荷分担的算法，分配组群到不同的核心网，组成PTT POOL方案。

当PTT POOL中的某个核心网发生故障时，根据PTT POOL中的核心网负荷，根据负荷分担的算法，从剩余的工作状态正常的核心网中选择一个核心网处理集群的组群。

通过分析评估核心网的硬件配置和业务处理能力，分析解决方案应用场景的不同群组业务属性和分离，规划群组和群组用户定义、群组到组群，并根据组群的群组规格和核心网的处理能力，规划和配置组群和驻留核心网的关联管理，可以在单核心网处理能力不足的情况下，配置多个核心网实现PTT POOL，扩展集群的处理规格，并支持当PTT POOL中的核心网发生故障时，实现基于核心网负荷分担原则实现的PTT备份。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种为群组终端分配核心网的方法，其特征在于，应用于包括HSS和多核心网的集群池PTT POOL组网，该方法包括：

开户数据中心HSS配置群组与核心网的关联关系；

当群组中任一终端接入时，移动管理节点MME确定该终端当前请求驻留的核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同，如果是，使该终端完成接入过程；否则，触发该终端进行重新接入过程，并携带HSS为该群组配置的关联核心网的标识，其中，MME为该终端当前请求驻留的核心网对应的MME。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征子在于，

HSS配置群组与核心网的关联关系时，根据每个群组的处理能力需求，以及业务处理预留的负荷容量为每个群组配置关联的核心网。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

若一个群组关联N个核心网，按预设规则从N个关联核心网中选择一个核心网为该群组驻留核心网，其中，N为大于1的整数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述预设规则为选择状态为可用状态中优先级最高的核心网；

或，按照核心网的负载能力，以及当前负载选择一个核心网。

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：

将同一集团的各个群组划分到一个组群中；

或，将相同应用场景下的各群组划分到一个组群中；其中，相似应用场景的集群为能够独立运行，且能够互为备份的集群；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

HSS检测到该核心网故障时，设置该核心网状态为不可用状态，并在状态为可用状态的核心网中选择一个核心网，并将新选择的核心网作为与故障的核心网关联的群组的管理核心网，并关联。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述故障的核心网关联的群组中的终端接入HSS为该群组重新选择的核心网进行驻留，包括：

已分配驻留核心网的群组中的终端接入时携带已经分配的驻留核心网的标识，且已分配的驻留核心网的状态为不可用，则基站为该终端选择核心网进行驻留；

该终端的接入核心网对应的MME判断该终端携带的核心网ID和HSS分配的驻留的核心网ID不同，则触发该终端重新接入并携带HSS为该终端所属群组重新分配的核心网标识。