CN110557804A - 一种群组中终端驻留核心网的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种群组中终端驻留核心网的方法，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；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，则为该终端选择一个核心网进行驻留；基站选择的核心网对应的MME确定该终端当前请求的驻留核心网与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。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。

Description

一种群组中终端驻留核心网的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种群组中终端驻留核心网的方法。

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PTT POOL。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种群组中终端驻留核心网的方法，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：

一种群组中终端驻留核心网的方法，应用于包括HSS和多核心网的PTT POOL组网，该方法包括：

开户数据中心HSS配置群组与核心网的关联关系；

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，则为该终端选择一个核心网进行驻留；

基站选择的核心网对应的移动管理节点MME确定该终端当前请求的驻留核心网与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。

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；当群组中任一终端接入时，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为本申请实施例中群组中终端驻留核心网的流程示意图；

图4为本申请实施例中具体实现群组中终端驻留核心网的流程示意图；

图5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群组中终端驻留核心网的方法，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；当群组中任一终端接入时，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。

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。

MME确定组群中任一终端接入时，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。

下面结合附图，详细说明任一群组中任一终端实现核心网驻留的过程。

参见图3，图3为本申请实施例中群组中终端驻留核心网的流程示意图。具体步骤为：

步骤301，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，则为该终端选择一个核心网进行驻留。

步骤302，基站选择的核心网对应的MME确定该终端当前请求的驻留核心网与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。

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。

在具体实现时，为了实现的方便，如不频繁更改静态配置的关联关系，在有终端初始接入候，针对对应的群组分配动态的驻留核心网。

参见图4，图4为本申请实施例中具体实现群组中终端驻留核心网的流程示意图。具体步骤为：

步骤401，针对群组中的任一终端接入基站。

步骤402，该基站确定该终端是否携带核心网标识，如果是，执行步骤407；否则，执行步骤403。

当该终端曾经成功驻留过群组对应的核心网时，无论何种原因被释放，则再次接入核心网时，携带之前成功驻留过的核心网标识；该基站如果在驻留核心网不成功时，MME也会触发其再次接入，携带HSS为其分配的关联核心网标识，作为驻留核心网标识。

步骤403，该基站为该终端选择一个核心网进行驻留。

在选择的时候可以随机选择，也可以按照某种预设规则选择，考虑到核心网的故障问题，选择的范围为在状态为可用状态的核心网中选择一个核心网。

步骤404，该基站选择的核心网对应的MME确定HSS是否为该群组动态分配驻留核心网；如果是，执行步骤405；否则，执行步骤406。

步骤405，该MME确定动态分配的驻留核心网与该终端当前请求的驻留核心网是否相同，如果是，执行步骤408；否则，执行步骤409。

步骤406，该MME确定该终端当前请求的驻留核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同，如果是，执行步骤408；否则，执行步骤409。

当不存在动态为该终端所属的群组分配的驻留核心网时，从静态配置中查找对应的关联核心网标识，并将该关联核心网标识动态分配给该群组，该群组中后续终端接入时，查找动态分配的信息即可，不再需要查找静态配置，即可实现同一群组的终端接入同一核心网。

步骤407，若基站确定该终端携带核心网标识，则使该终端请求驻留携带的核心网标识对应的核心网。结束本流程。

若基站确定该终端携带核心网标识之后，使该终端请求驻留携带的核心网标识对应的核心网之前，所述方法进一步包括：

确定携带的核心网标识对应的核心网的状态是否为可用状态，如果是，该终端请求驻留携带的核心网标识对应的核心网；否则，在状态为可用状态的核心网中为该终端选择驻留的核心网。

步骤408，该MME使该终端完成接入过程。结束本流程。

步骤409，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。

通过组群的关联，完成一个组群下的所有终端在核心网接入时，可以驻留到相同的驻留核心网。从而完成驻留核心网处理一个组群下的所有群组的信令处理，并对群组的用户面实现统一的管理，不需要因为一个群组下的多个终端驻留在多个核心网并可能的在多个核心网之间漫游/切换，而导致的多个核心网的群组上行主讲信令处理的交互，以及群组下行多个核心网的群组信令交互、群组下行用户面在多个核心网的管理和多套承载管理等问题。

群组终端在发起网络注册过程中，无论从哪个核心网上来，后续一个群组内的所有终端，一个组群SGG内的所有终端都会被汇聚到指定的驻留核心网(漫游场景和全网广播组除外)。后续群组的上行主讲信令和群组下行信令都在驻留核心网处理。

驻留核心网根据集群的信令处理原则，进行群组中终端的上行主讲信令和群组下行组播信令的处理，该处理只涉及驻留核心网(漫游和全网广播组除外)。

驻留核心网根据集群的信令处理，触发上行主讲的用户面承载建立和群组下行组播用户面的建立，用户面处理只涉及驻留核心网(漫游除外)。

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，针对群组中第一个接入的终端通过静态的配置信息确定要驻留的核心网是否正确；针对群组中其他终端通过动态的运行信息(HSS为该群组动态分配的驻留核心网)确定要驻留的核心网是否正确。

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故障的核心网关联的群组的驻留核心网。

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5，图5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5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5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，本申请在单核心网无法满足处理能力要求，配置多个核心网的情况下，因为群组中的多个终端由于注册时随机分布多个核心网，从而导致群组的信令面处理和群组的用户面处理涉及多个核心网，从而导致目前没有PTT POOl的方案。

而群组核心网的选择机制，通过分析群组的共性和应用场景，定义群组的组群，对同一组群的群组并关联到核心网，从而使组群中的群组接入时，通过接入时核心网的选择和算法，选择和分配驻留核心网，使群组终端都驻留到同一个核心网(漫游除外)，从而使群组的上行主讲信令和下行群组信令由驻留核心网处理，群组主讲上行用户面和群组下行组播用户面由同一个核心网处理，避免涉及到多个核心网之间的信令交互和多套用户面的承载管理；从而多单核心网无法支撑处理能力要求的情况下，采用多个核心网实现PTT POOl方案。

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 (8)

1.一种群组中终端驻留核心网的方法，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；

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，则为该终端选择一个核心网进行驻留；

基站选择的核心网对应的移动管理节点MME确定该终端当前请求的驻留核心网与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。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站选择的核心网对应的MME确定该终端当前请求的驻留核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同之前，所述方法进一步包括：

确定HSS是否为该群组动态分配驻留核心网；

当确定HSS为该群组动态分配驻留核心网时，确定动态分配的驻留核心网与该终端当前请求的驻留核心网是否相同，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为该群组动态分配的驻留核心网的标识；

当确定HSS未为该群组动态分配驻留核心网时，执行所述基站选择的核心网对应的MME确定该终端当前请求的驻留核心网与HSS为该群组配置的关联核心网是否相同及后续步骤。

3.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：

若基站确定该终端携带核心网标识，则使该终端请求驻留携带的核心网标识对应的核心网。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若基站确定该终端携带核心网标识之后，所述使该终端请求驻留携带的核心网标识对应的核心网之前，所述方法进一步包括：

确定携带的核心网标识对应的核心网的状态是否为可用状态，如果是，该终端请求驻留携带的核心网标识对应的核心网；否则，在状态为可用状态的核心网中为该终端选择驻留的核心网。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，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。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，

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。

7.根据权利要求6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。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，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；

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。