CN110798369A - 一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种B‑TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统，包括：群组在所有的TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；UE或者DC首次进行群组注册时，由对应的V‑TCF向包括所述V‑TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定所述群组的G‑TCF；所述G‑TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到所述G‑TCF的心跳信息时，所述其他TCF删除与所述G‑TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务。应用本申请公开的技术方案，能够配置多个核心网实现PTTPOOL，从而扩展集群的处理规格，并实现基于核心网负荷分担的PTT备份。

Description

一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统。
背景技术
在宽带集群通信(B-TrunC：Broadband Trunking Communication)标准中，定义了跨集群核心网的漫游架构。该架构支持统一增强型归属签约用户服务器(eHSS)架构模式，用于有多个集群核心网(TCN)，一个公共陆地移动网络(PLMN)的使用场景。跨集群核心网的漫游的具体架构如图1所示。
这里对集群控制功能(TCF)的角色做了三种分类：
1)H-TCF：UE归属地(即：开户地)TCF。
2)V-TCF：UE访问地(即：接入地)TCF。
3)G-TCF：群组业务归属地(即：集群开户地)TCF。
每个UE只有唯一的H-TCF，每个组只有唯一的G-TCF；调度台(DC：DispatchConsole)从直连的TCF(DC的H-TCF)获得订阅信息。
同时，B-TrunC标准针对UE的移动性定义了跨TCF(即：漫游)的群组业务流程。即UE向接入的V-TCF发起群组业务请求，V-TCF将群组业务请求发送给UE的H-TCF，之后再由H-TCF将群组业务请求转向最终的群组业务控制者G-TCF。所有的集群业务流程控制权最终都由G-TCF负责。这里UE和业务集群群组，其所在的H-TCF和G-TCF的物理位置都是预先定义的，不能动态移动。
在3GPP标准中，引入了移动管理实体池(MME POOL)的机制，如图2所示：由多个MME组成POOL，实现资源共享和负荷分担。
该机制有两个作用：
1)负荷分担：可以均匀地分担整个网络中的业务。
2)故障备份：当某个MME发生故障时，其所负责的业务可以迁移到其它MME上，不会导致与故障MME相关的UE的业务长时间中断。
但是该机制只是对UE的分组业务(PS业务)有效。
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。
但是对集群业务而言，群组业务的数据流不同于数据业务，单核心网的信令和群组用户面数据流如图3所示，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，群组下行业务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。
由于B-TrunC标准对H-TCF、G-TCF的身份都是静态配置的，因此集群业务不支持PTT POOL机制。即在某个H-TCF或G-TCF故障的情况下，对应的群组业务不能自动迁移到其它TCF上。
可见，在集群应用场景下，对于集群核心网备份场景，只能使用1+1的主备方式，无法配置多个核心网组成POOL，采用POOL的方式实现集群核心网备份。
发明内容
本申请提供了一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统，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的PTT备份。
本申请公开了一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法，包括：
群组在所有的集群控制功能TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；
用户设备UE或者调度台DC首次进行群组注册时，由对应的访问地TCF V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定所述群组的集群业务归属地TCF G-TCF；
所述G-TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到所述G-TCF的心跳信息时，所述其他TCF删除与所述G-TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务。
较佳的，所述由对应的V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，通过动态竞争的方式确定所述群组的G-TCF包括：
所述V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发送群组控制权竞争请求消息，所述群组控制权竞争请求消息中包含待建立的群组ID；
收到群组控制权竞争请求消息的TCF在自身当前负载没有超过设定阈值时，向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，所述群组控制权竞争响应消息中携带自身当前的业务负载信息，以及对所请求的群组是否有优先接入权相关的信息；
所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF，向所述G-TCF发送群组控制权确认消息，所述群组控制权确认消息中携带对应群组的群组ID；
所述G-TCF向所有TCF广播群组控制权消息，所述群组控制权消息中携带群组ID，其它TCF收到该消息后，建立群组ID和G-TCF的关联。
较佳的，所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF包括：
按照优先级，选择对应于所述群组的优先级最高的TCF作为所述群组的G-TCF；
如果优先级最高的TCF没有向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，则所述V-TCF从反馈了群组控制权竞争响应消息中的TCF中选择当前负载最轻的TCF作为该群组的G-TCF。
较佳的，所述G-TCF向所有TCF广播群组控制权消息包括：
所述G-TCF周期性地连续广播N次所述群组控制权消息，其中，N大于或者等于1。
较佳的，该方法还包括：
各TCF所对应的TCN之间的Tc2-C接口互联按照层2协议组网。
较佳的，该方法还包括：
DC配置主备V-TCF IP地址，DC通过与之对接的V-TCF获知对应群组的G-TCF的IP地址，当一个V-TCF发生故障时，DC接入另一个V-TCF。
本申请还公开了一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现系统，包括：
群组在所有的集群控制功能TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；
UE或者DC首次进行群组注册时，由对应的V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定所述群组的G-TCF；
所述G-TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到所述G-TCF的心跳信息时，所述其他TCF删除与所述G-TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务。
较佳的，所述由对应的V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，通过动态竞争的方式确定所述群组的G-TCF包括：
所述V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发送群组控制权竞争请求消息，所述群组控制权竞争请求消息中包含待建立的群组ID；
收到群组控制权竞争请求消息的TCF在自身当前负载没有超过设定阈值时，向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，所述群组控制权竞争响应消息中携带自身当前的业务负载信息，以及对所请求的群组是否有优先接入权相关的信息；
所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF，向所述G-TCF发送群组控制权确认消息，所述群组控制权确认消息中携带对应群组的群组ID；
所述G-TCF向所有TCF广播群组控制权消息，所述群组控制权消息中携带群组ID，其它TCF收到该消息后，建立群组ID和G-TCF的关联。
较佳的，所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF包括：
按照优先级，选择对应于所述群组的优先级最高的TCF作为所述群组的G-TCF；
如果优先级最高的TCF没有向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，则所述V-TCF从反馈了群组控制权竞争响应消息中的TCF中选择当前负载最轻的TCF作为该群组的G-TCF。
较佳的，各TCF所对应的TCN之间的Tc2-C接口互联按照层2协议组网。
由上述技术方案可见，本申请提供的B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统，通过群组在所有的TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；并在UE或者DC首次进行群组注册时，由对应的V-TCF向包括该V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定该群组的G-TCF；进而由G-TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到所述G-TCF的心跳信息时，其他TCF删除与所述G-TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务，实现了当某G-TCF发生故障时，将与之相关的群组动态迁移到其他TCF。从而实现了在单核心网处理能力不足的情况下，通过配置多个核心网实现了PTT POOL机制，扩展了集群的处理规格，并能够支持当PTT POOL中的核心网发生故障时，实现基于核心网负荷分担的PTT备份。
附图说明
图1为跨集群核心网的漫游架构示意图；
图2为MME POOL机制的示意图；
图3为群组业务中单核心网的信令和群组用户面数据流示意图；
图4为本申请一较佳实施例中多集群核心网的PTT POOL机制示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
本发明提出：在多个核心网的部署场景中，可以采用多个TCF组成一个TCF POOL(也可称为PTT POOL)的方案，实现PTT集群业务资源共享和业务备份。
本申请提出的B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法和系统包括：
群组在所有的TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；
UE或者DC首次进行群组注册时，由对应的V-TCF向包括该V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定该群组的G-TCF；
由该G-TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到该G-TCF的心跳信息时，其他TCF删除与该G-TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务。
本发明具体的发明原理描述如下：
群组TCF全开户配置：群组在所有的TCF都进行开户，每个TCF都可以承担所有的群组业务。
TCF群组业务处理能力配置：配置每个TCF的集群业务处理能力，以及业务负荷门限。在没有达到业务负荷门限之前，TCN可以继续接入群组业务。
TCF群组业务优先级配置：为了实现群组业务的地域划分，可以配置每个群组在TCF中的优先级，指定群组可以由某个TCF优先承载。其中，配置优先级的原则可以是：根据首次进行某群组注册的UE(或者DC)所在的地域，按照就近原则确定对应的TCF，将该群组在该TCF的优先级设置为最高优先级。
TCF群组控制权(G-TCF身份)动态竞争：当UE(或者DC)首次进行群组注册时，由对应的V-TCF向其它所有TCF(包含该V-TCF自身)发起群组控制权竞争请求。当某个TCF胜出时，则该群组后续所请求的群组业务由该TCF负责(即：该群组的G-TCF身份确定)，其它TCF只需要记录该G-TCF的位置即可。之后，该群组的业务流程就按照B–TrunC现有的漫游流程来处理(即：UE->V-TCF->H-TCF->G-TCF)。
G-TCF状态通知：为了让其它TCF及时了解G-TCF的运行状态，G-TCF需要向其它TCF周期广播自己的状态。当某个G-TCF由于故障不能按时发送心跳信息，导致其它TCF收不到该G-TCF的心跳信息时，其它TCF则将与该G-TCF相关的群组信息删除(假设TCF以集群列表的形式管理各个G-TCF和与之对应的群组信息，则各TCF将该G-TCF控制的集群列表从自己的G-TCF激活列表中删除)。后续，UE针对被删除的群组重新发起群组业务时，需要按照本申请所提供的方法重新竞争，重新选举新的G-TCF。上述过程即实现了G-TCF动态迁移。
对DC的影响：根据现有技术，DC接入哪个TCF是静态配置的，采用本申请提出的根据心跳机制进行G-TCF动态迁移的方案后，DC将无法获知迁移后的G-TCF的位置信息(IP地址)。本申请提供以下较佳的解决方案：
DC配置主备V-TCF IP地址，DC通过与之对接的V-TCF获知对应群组的G-TCF的位置信息。当某一个TCF发生故障时，DC则接入另一个TCF。该方案所基于的前提是两个TCF同时发生故障的概率极低。另外，和DC对接的V-TCF是知道G-TCF的位置的。
下面针对多核心网场景举一个实施例说明本申请多集群核心网的PTTPOOL机制的实现过程。图4为本申请一较佳实施例的群组的多核心网的PTTPOOL机制示意图。参见图4：
系统配置：
在B_Trunc的多集群核心网场景，系统配置3个核心网(TCN)组成PTTPOOL，3个TCN的处理能力相同，配置一个开户数据中心(eHSS)，所有基站通过S1接口连接到3个核心网。
群组配置：
每个群组在所有TCF都开户，每个群组在所有TCF中指定一个优先级最高的TCF。
TCF之间G-TCF身份竞争
1)TCF之间规划组播消息
TCN之间的Tc2-C接口互联按照层2协议来组网，从而，各TCN之间可以通过广播组播报文进行通信。TCF是TCN的一部分，TCN之间能够通过广播组播报文进行通信也就意味着TCF之间可以通过广播组播报文进行通信了。
2)规划G-TCF身份竞争相关消息
a)群组控制权竞争请求消息(较佳的，可以提出一个新的消息，称为“群组ID HOST请求消息”)：当UE首次注册时，由接入的V-TCF向包括本V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求消息，在该群组控制权竞争请求消息中包含待建立的群组ID。
b)群组控制权竞争响应消息：每个TCF收到群组控制权竞争请求消息后，如果自己当前的负载没有超过设定阈值(即：当前还有处理其他业务的能力)，则向上述V-TCF反馈群组控制权竞争响应消息，响应消息中携带自己当前业务负载信息，以及对所请求的群组是否有优先接入权相关的信息。
c)群组控制权确认消息(较佳的，可以提出一个新的消息，称为“群组HOST确认消息”)：发起群组控制权竞争请求消息的V-TCF在一定时间窗内汇总收到的所有群组控制权竞争响应消息，并按照一定的规则选取其中一个TCF作为该群组的G-TCF(即：作为该群组的HOST)，向该G-TCF发送群组控制权确认消息，消息中携带对应群组的群组ID。这里，所述按照一定的规则选取其中一个TCF作为该群组的G-TCF包括：首先，按照优先级，选择对应于该群组的优先级最高的TCF作为该群组的G-TCF，如果优先级最高的TCF没有反馈群组控制权竞争响应消息，则从反馈了群组控制权竞争响应消息中的TCF中选择当前负载最轻的TCF作为该群组的G-TCF。
d)群组控制权消息：被选为G-TCF(即：被选为该群组的HOST)的TCF收到群组控制权确认消息后，向其他TCF广播群组控制权消息，消息中携带群组ID，其它TCF收到该消息后，建立群组ID和G-TCF的关联，并记录到缓冲中，这样，每个TCF将为每个G-TCF维护对应的群组列表。这里，为提高可靠性，当G-TCF获得某群组的控制权后，该G-TCF可以周期性地连续广播N次群组控制权消息来通知其他TCF，其中，N大于或者等于1，例如：N＝3。
e)TCF心跳消息广播：为了让其他TCF获知自己的状态，每个TCF都要周期性发送心跳消息，如果某TCF超时没有收到某G-TCF的心跳消息，则清空该TCF所维护的该G-TCF的群组列表。
通过G-TCF动态协商，同时和S1-T接口用户面组播承载方式相结合，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实现的PTT备份。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现方法，其特征在于，包括：
群组在所有的集群控制功能TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；
用户设备UE或者调度台DC首次进行群组注册时，由对应的访问地TCFV-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定所述群组的集群业务归属地TCF G-TCF；
所述G-TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到所述G-TCF的心跳信息时，所述其他TCF删除与所述G-TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由对应的V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，通过动态竞争的方式确定所述群组的G-TCF包括：
所述V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发送群组控制权竞争请求消息，所述群组控制权竞争请求消息中包含待建立的群组ID；
收到群组控制权竞争请求消息的TCF在自身当前负载没有超过设定阈值时，向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，所述群组控制权竞争响应消息中携带自身当前的业务负载信息，以及对所请求的群组是否有优先接入权相关的信息；
所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF，向所述G-TCF发送群组控制权确认消息，所述群组控制权确认消息中携带对应群组的群组ID；
所述G-TCF向所有TCF广播群组控制权消息，所述群组控制权消息中携带群组ID，其它TCF收到该消息后，建立群组ID和G-TCF的关联。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF包括：
按照优先级，选择对应于所述群组的优先级最高的TCF作为所述群组的G-TCF；
如果优先级最高的TCF没有向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，则所述V-TCF从反馈了群组控制权竞争响应消息中的TCF中选择当前负载最轻的TCF作为该群组的G-TCF。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述G-TCF向所有TCF广播群组控制权消息包括：
所述G-TCF周期性地连续广播N次所述群组控制权消息，其中，N大于或者等于1。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
各TCF所对应的TCN之间的Tc2-C接口互联按照层2协议组网。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
DC配置主备V-TCF IP地址，DC通过与之对接的V-TCF获知对应群组的G-TCF的IP地址，当一个V-TCF发生故障时，DC接入另一个V-TCF。
7.一种B-TrunC群组业务的POOL机制实现系统，其特征在于，包括：
群组在所有的集群控制功能TCF都进行开户，每个群组配置一个优先级最高的TCF；
UE或者DC首次进行群组注册时，由对应的V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，并通过动态竞争的方式确定所述群组的G-TCF；
所述G-TCF向其他TCF周期广播心跳信息，当其他TCF超时没有收到所述G-TCF的心跳信息时，所述其他TCF删除与所述G-TCF关联的群组信息，UE重新发起相应的群组业务。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述由对应的V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发起群组控制权竞争请求，通过动态竞争的方式确定所述群组的G-TCF包括：
所述V-TCF向包括所述V-TCF在内的所有TCF发送群组控制权竞争请求消息，所述群组控制权竞争请求消息中包含待建立的群组ID；
收到群组控制权竞争请求消息的TCF在自身当前负载没有超过设定阈值时，向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，所述群组控制权竞争响应消息中携带自身当前的业务负载信息，以及对所请求的群组是否有优先接入权相关的信息；
所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF，向所述G-TCF发送群组控制权确认消息，所述群组控制权确认消息中携带对应群组的群组ID；
所述G-TCF向所有TCF广播群组控制权消息，所述群组控制权消息中携带群组ID，其它TCF收到该消息后，建立群组ID和G-TCF的关联。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述V-TCF从返回了群组控制权竞争响应消息的TCF选择一个作为所述群组的G-TCF包括：
按照优先级，选择对应于所述群组的优先级最高的TCF作为所述群组的G-TCF；
如果优先级最高的TCF没有向所述V-TCF返回群组控制权竞争响应消息，则所述V-TCF从反馈了群组控制权竞争响应消息中的TCF中选择当前负载最轻的TCF作为该群组的G-TCF。
10.根据权利要求7至9任一项所述的系统，其特征在于：
各TCF所对应的TCN之间的Tc2-C接口互联按照层2协议组网。
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