CN1309276C - 孤立小区的动态操纵 - Google Patents

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Abstract

用于操纵由于基站控制器(16)的丢失而变得孤立的基站收发信台(14)的方法和设备。该方法包括确定(210,310,610)在基站收发信台(14)与正常控制该基站收发信台(14)的主基站控制器(16)之间的联系已丢失,识别次基站控制器以接纳该基站收发信台(14),以及实施基站收发信台(14)从主基站控制器(16)到次基站控制器的切换(270,380,450,520,630,720)。本发明确保运营商即使在它已丢失基站控制器(16)的情况下,仍可为它的顾客维持一定的服务水平,包括操纵紧急呼叫的能力。

Description

孤立小区的动态操纵
技术领域
本发明总的涉及移动电信领域;更具体地,涉及用于操纵由于基站控制器的丢失而变成孤立的基站收发信台的方法和设备。
背景技术
图1是显示GSM(全球移动通信系统)电话系统的模型的方框图。GSM系统模型总的用参考数字10代表,以及包括无线接入网(RAN),总的被称为基站系统(BSS)12。BSS 12包括两种类型的逻辑节点:基站收发信台(BTS)14和基站控制器(BSC)16。为了支持电路交换的语音或数据业务,BSC 16通过被称为A-接口的开放(非专用的)接口与移动交换中心(MSC)18互相配合;这样,MSC(诸如MSC 18)可服务于一个或多个BSC。
GSM网络中的每个BSC可以控制多个(典型地,几百个)无线小区。换句话说,每个BSC(诸如BSC 16)通过各自的Abis接口与多个(几百个)BTS互相配合。每个BTS,诸如BTS 14,负责在一个小区中通过空中接口Um发送和接收无线电信号。因此,在GSM BSS中小区的数目等于在该BSS中BTS的数目。这样,BTS在地理上被分布来提供BSC区域的适当的无线覆盖,其形成GSM公共地面移动网(PLMN)的一部分。
每个BTS(诸如BTS 14)提供载送移动台(MS)(诸如MS 22)与各个BSC之间的多个连接(呼叫)的能力。具体地,在GSM中,每个BTS配备有一个或多个收发信机(TRX)。每个TRX(未示出)能够操纵时分多址(TDMA)帧的八个时隙。而且,每个这样的时隙可被指配以逻辑信道的不同的组合,诸如,举例而言广播控制信道(BCCH)和公共控制信道(CCCH),独立的专用控制信道(SDCCH),和业务信道(TCH)。
图2是由Ericsson(爱立信)开发的、基于互联网协议(IP)的BSS100的方框图。在共同转让的、共同待决的美国专利申请序列号09/494,606中揭示了这样的基于IP的BSS的更详细说明,该专利申请的整个公开内容在此引用,以供参考。
参照图2,基于IP的BSS 100可包括被连接到IP网络108的三种类型的节点。被连接到IP网络108的第一节点是无线基站(RBS)102。通常,RBS 102实施一个或多个BTS;此外,它提供对于BSS 100的IP支持。例如,RBS 102用作为IP主机,以及可包括IP路由器(未示出)。IP路由器可被使用来把有用负载用户数据报协议(UDP)数据报路由到一个或多个收发信机(TRX),以及也以各种不同的拓扑连接多个RBS。
被连接到IP网络108的第二节点是网关(GW)104。GW 104可被使用来终接A接口。另外,GW 104可以执行从一个协议(例如,SS7协议)到另一个协议(例如,传输控制协议(TCP)/IP)的转换。GW 104也可包括中间GW(MGW),它的作用类似于在GSM模型的Ericsson实施方案中的现有的代码变换器控制器。MGW(未示出)包括代码变换器/速率适配器(TRA)装置(未示出)库,它们在被分配时被连接到A接口。然而,在MGW中的TRA的IP网络(例如,GSM)侧被连接到各个UDP端口。优选地,GW 104通过分开的路由器(未示出)被连接到IP网络108。
被连接到IP网络108的第三节点是无线网服务器(RNS)106。RNS 106相应于用来实施GSM模型(诸如,图1所示的GSM模型10)的BSC。在RNS 106与BSC之间的主要的差别在于,RNS不交换有用负载,以及不包括群交换机(GS)。这样,RNS 106优选地只载送信令,以及包括处理器库(例如,处理器的数目由容量要求确定)。RNS 106提供鲁棒的、通用的分布处理环境,它可以是基于标准操作系统,诸如,举例而言SUN/SolarisTM。RNS 106可以服务于一个或多个逻辑BSC,以及优选地通过单独的路由器被连接到IP网络108。这样,有用负载可以直接在GW104与RBS 102之间被路由,而不用通过RNS 106处理器。A接口信令在RNS 106与GW 104之间被路由。
除了三个节点102,104和106以外,BSS 100也包括子网络管理器(SNM)120。SNM 120是运行和维护节点,它使得蜂窝网运营商能够管理BSS 100内的所有的设备。
如上所述,在BSS中,诸如BSS 12或BSS 100,每个BSS控制不同的BTS组。然而,由于各种各样的原因,有时会出现BSC无法正确地运行,使得它失去与应当由它控制的BTS的联系。这样的故障可以是由于灾难事件,诸如火灾,地震等等;或者是由于稍小的事件,诸如电源故障等等。无论如何,当BSC确实发生故障时,由故障的BSC控制的BTS被孤立,以及在那些BTS控制的小区中不能进行新的电话呼叫。这会对运营商造成收益的损失和对用户造成不方便。而且,在BTS被孤立期间,在它们的小区中不能进行紧急呼叫;以及这会造成很大的困难。
                   发明内容
本发明提供用于操纵由于基站控制器的丢失而变成孤立的、移动电信系统中的基站收发信台的方法和设备,该基站控制器在正常情况下控制该基站收发信台。
更具体地,按照本发明的一个方面,本发明提供用于操纵包括多个基站控制器的移动电信系统中的基站收发信台的方法,该基站收发信台由于正常情况下控制所述基站收发信台的主基站控制器的丢失而变成孤立。该方法包括以下步骤:确定在基站收发信台与主基站控制器之间的联系已丢失;从多个基站控制器中间识别次基站控制器来接纳该基站收发信台;以及实施基站收发信台从主基站控制器到次基站控制器的切换。
本发明认识到,在基于IP的RAN(BSS)中,被包括在RAN中的每个节点能够与每个其他的节点通信。本发明通过实施被孤立的BTS从失去与其BTS联系的主BSC到能够接受对该BTS控制的另一个次BSC的切换,而利用这个能力来解决孤立的BTS的问题。
按照本发明,确定在BTS与主BSC之间的联系已丢失的步骤包括:其中BTS确定联系已丢失的实施例,其中另一个BSC确定联系已丢失的实施例,以及其中SNM确定联系已丢失的实施例。从多个BSC中间识别次BSC来接纳该被孤立的BTS的步骤包括其中由BTS、次BSC或SNM中的任一个作出这样的识别的实施例。实施BTS从主BSC到次BSC的切换的步骤包括可以由BTS、次BSC或SNM中的任一个发起的实施例。
按照本发明的再一个实施例,提供了程序过程,通过该程序过程,当主BSC再次成为可工作时已被次BSC采纳的该被孤立的BTS可由主BSC重新接纳。
通过本发明,即使运营商丢失一个BSC,它也可通过使得新的呼叫能够在仅仅相当短的停机时间周期后被操纵,而维持对于它的顾客的某一服务水平。而且,通过本发明,变得有可能在孤立的BTS一被次BSC接纳后就立即操纵在由该孤立的BTS操纵的小区内出现的任何紧急呼叫。
此后结合以下的、对于本发明的当前的优选实施例的详细说明,将明白本发明的另一些优点和特定的特征。
                 附图说明
图1是现有的GSM系统模型的方框图;
图2是基于IP的BSS的方框图;
图3是显示按照本发明的第一实施例的、用于操纵被孤立的BTS的方法的流程图;
图4是显示按照本发明的第二实施例的、用于操纵被孤立的BTS的方法的流程图;
图5a和5b是显示按照本发明的第三实施例的、用于操纵被孤立的BTS的方法的流程图;
图6是显示按照本发明的第四实施例的、用于操纵被孤立的BTS的方法的流程图;
图7是显示按照本发明的第五实施例的、用于操纵被孤立的BTS的方法的流程图;以及
图8是显示按照本发明的另一个实施例的、用于主BSC重新接纳被孤立的BTS的方法的流程图。
                 具体实施方式
图3是显示按照本发明的第一实施例的、用于操纵由于其控制或主BSC的丢失而变成孤立的BTS的方法(总的用参考数字200代表)的流程图。为了执行方法200,每个BTS在它的存储器中维持一个标识在RAN(BSS)中的、它愿意被其控制的所有BSC的列表以及指向该列表的指针。优选地,列表被按优先权排序,在该列表中的第一单元是主BSC,典型地,是已由运营商把BTS指配到的BSC。
图3的方法从BTS确定它已失去与它的主BSC的联系时开始(步骤210)。在这个确定后,BTS等待预定的固定的时间周期(例如,约20秒),以确保与主BSC的联系事实上已丢失(步骤220);以及在固定的时间周期后,BTS然后等待另一个、随机的时间周期(例如,从约0秒到约40秒),以便减小已失去与同一个主BSC联系的所有BTS同时联系同一个新BSC的或然率(步骤230)。
BTS(它现在是一个由于它已失去与它的主BSC的联系而成为被孤立的BTS)然后尽力去识别新的、次BSC来接纳它。具体地,BTS递增该列表指针,即把该指针从该列表中的第一单元(它相应于主BSC以及在BTS愿意被其控制的BSC的列表中优先权是最高的)递增到列表中的第二单元(它相应于列表中优先权是次高的BSC)(步骤240)。如果指针指出该列表之外,则它被复位到指向列表中的第二单元。BTS然后联系相应于列表中第二单元且该指针正指向的BSC(步骤250)。
如果联系是成功的,即,如果联系的BSC接受该被孤立的BTS(步骤260的‘是’输出),则被孤立的BTS的控制从主BSC到新的次BSC(即,接纳BSC)的切换被协商(步骤270)。如果与新的BSC的联系不成功,即,如果BTS没有从被联系的BSC得到应答或得到否定的应答(步骤260的‘否’输出),则处理过程返回到步骤230,以及重复进行步骤230到260,使指针在步骤240被递增指向列表中的下一个单元,以及在步骤250,联系相应于该单元的BSC。处理过程继续进行直至列表中的BSC接受BTS为止(步骤260的‘是’输出)。
如果在方法200的执行期间的任何时间,BTS由主BSC进行联系,则BTS放弃该方法,以及归于该主BSC。
当被孤立的BTS按照图3所示的方法200以及按照此后将描述的其他方法由次BSC采纳时,次BSC可以从SNM(子网络管理器)检索小区配置数据,或SNM可以把该信息推送到次BSC。次BSC也可以从被接纳的BTS本身检索有用的信息。
图4是显示按照本发明的第二实施例的、用于操纵一个被孤立的BTS的方法(总的用参考数字300代表)的流程图。在方法300中,在RAN中所有的BTS和所有的BSC预订到一个只被使用来发出有关被孤立的BTS的通知的特定多播组。
如图4所示,该方法从BTS确定它已失去与它的主BSC的联系时开始(步骤310)。正如先前的实施例那样,BTS然后等待预定的固定的时间周期(步骤320),以确保与主BSC的联系事实上已丢失。此后,BTS接着等待直到一个随机的时间周期(步骤330),以及如果BTS在等待期间还没有接收到来自另一个BTS的消息(步骤340的‘否’输出);BTS就发出广播消息到该多播组,以通知:与它的主BSC的联系已丢失(步骤350)。BTS然后等待直到一个时间周期;例如,直到一个预定的固定的时间周期(例如,约60秒),以及直到另一个随机的时间周期(例如,从约0秒到约20秒),等待对于它发出的广播消息的回答(步骤360)。如果在该时间周期结束之前它没有被BSC联系(或如果它没有接收到来自另一个BTS的消息)(步骤370的‘否’输出),则它发出新的广播消息(即,该方法返回到步骤330)。如果BTS被BSC联系或如果它接收到来自另一个BTS的消息(步骤370的‘是’输出),则与联系的BSC协商切换(步骤380)。
在图4的方法中,当BTS发送消息到该多播组时,BTS也将接收该被发送的消息,因为它是该多播组的一部分。因此,某种识别代码被包括在该被发送的消息中,以及过滤机制被包括在该BTS中,以便确保BTS不接收它发出的任何消息。
当BSC通过在步骤350中发出的广播消息被告知:有一个被孤立的BTS时,BSC可以采取几个可能的行动。这样的可能的行动的例子包括:
1.BSC可以维持RAN中所有的BTS以及控制它们的BSC的列表。当检测到一个被孤立的BTS时,接纳BSC能够识别控制该被孤立的BTS的BSC,即用于那个BTS的主BSC;以及,从这个信息,可以识别由那个BSC控制的所有其他BTS,而不必等待每个BTS单独地呼叫帮助。所以,按照这个程序过程,如果在步骤340,BTS接收到来自另一个BTS的消息(步骤340的‘是’输出),则它将不必发出它自己的消息,因为它能够通过接纳BSC,即次BSC而被识别。因此,该方法可以直接进到如图4所示的协商步骤380。类似地,如果在步骤370,BTS接收到来自另一个BTS的消息(步骤370的‘是’输出),则该方法也直接进到协商步骤380。这个程序过程的缺点在于,每个BSC必须总是维持RAN中所有BTS的全部更新的列表。
2.BSC在它接收来自被主BSC孤立的每个BTS的单独广播消息时,也可接纳每个BTS。在这个程序过程中,该方法的步骤340是不必要的,因为没有理由要BTS等待查看它是从另一个BTS还是从BSC得到消息;以及它在等待随机的时间周期后只是发出广播消息到该多播组。这由图4上的虚线被显示,从步骤330直接延伸到步骤350。在这个程序过程中,BTS同样在步骤360只等待被BSC联系(步骤370的‘是’输出),因为它将不被另一个BTS联系。这个程序过程的缺点在于,在所有的被孤立的BTS已被接纳之前它可能花费某个时间周期。
3.当BSC在步骤350接收由BTS广播的消息时,BSC然后可联系SNM,以便得到由与发送该消息的被孤立的BTS的同一BSC控制的、以及它也应当接纳的所有其他BTS的列表。这个程序过程的缺点在于,在该接纳BSC联系和接收来自SNM的BTS的列表之前,它不能做任何事情。
图5a和5b是显示按照本发明的第三实施例的、用于操纵一个被孤立的BTS的方法的流程图。在这个总的用参考数字400代表的方法中,每个BSC使用多播来定期地广播消息给RAN中所有其他的BSC,通知:它是活的以及正在正确地工作。这样的消息应当包含足够的信息,以使得容易把它映射到该发送BSC。更具体地,如图5a所示,该方法从等待预定的固定的时间周期加上随机时间周期的步骤开始(步骤410)。这将确保广播消息随着时间过去而被散布出。然后发出该广播消息(步骤420);以及如图5a所示,通过重复步骤410和420,该广播消息将继续被定期地发出。
与重复发出如图5a所示的广播消息平行地,执行图5b所示的方法。具体地,BSC收听由其他BSC发出的多播(步骤430),滤除BSC本身发出的消息,这样它将不接收它自己的消息。BSC具有定时器,为它知道的每个BSC运行。每个定时器优选地被设置为大于在多播消息之间的最大时间的时间,以防止抖动,以及如果任何定时器到期(步骤440的‘是’输出),则它启动被该BSC控制的接纳BTS(步骤450)。换句话说,如果BSC在由它的相关定时器设置的时间内没有接收到来自另一个BSC的消息,则它知道该BSC不再运行,以及开始接纳它的BTS。由每个BSC维持的BSC的列表优选地根据它已接收的消息而动态地被构建,尽管它也可以是静态的列表,在这种情形下,需要以某一方式来保持该列表为当前的。BSC应当接纳的所有BTS的列表可被静态地存储在BSC中,或BSC可以联系SNM以得到该列表。
在图5b所示的方法中,不是如上所述地让BSC收听由RAN中的所有其他BSC发出的多播,而是步骤430可包括只收听由一个或多个同伴BSC发出的那些多播。如果它丢失与同伴BSC的联系,则它接纳由该同伴BSC控制的BTS。如果几个BSC与一个BSC是同伴,则几个同伴BSC可共享该接纳所需要的负荷。
图6和7是显示按照本发明的另外实施例的、用于操纵被孤立的BTS的方法的流程图。在总的用参考数字500代表的图6方法中,SNM监视RAN中所有BSC。当它确定它已丢失与BSC的联系时(步骤510),它通过联系RAN中其他适当BSC以及询问它们是否能接纳该被孤立的BTS,而发起由该BSC控制的BTS的切换(步骤520)。在总的用参考数字600代表的图7的方法中,当BTS确定它已丢失与它的主BSC的联系时(步骤610),它联系SNM以便通知(步骤620)。SNM然后通过命令BTS联系特定的BSC或通过命令特定的BSC联系该BTS,而发起该被孤立的BTS和由同一个BSC控制的其他BTS的、到次BSC的切换(步骤630)。虽然图6和7上未示出,但方法500和600优选地还包括在与BSC的联系丢失后等待一段时间周期的步骤,以确保该联系事实上已丢失。
在被孤立的BTS已经由次BSC从故障的主BSC中接纳后,当主BSC再次是活的并且正确地工作时,优选地发起一个重新接纳程序过程,使得该主BSC能够重新接纳它的BTS。图8显示按照本发明的另一个实施例的重新接纳方法。该重新接纳方法总的用参考数字700代表;以及在执行该方法时,假设主BSC在某个时间周期内是不可提供的,以及它控制被次BSC接纳的一个被孤立的BTS。该方法通过由BTS作出的切换请求而发起(步骤710);以及,此后该BTS从次BSC回到主BSC的切换被协商(步骤720)。
步骤710的切换请求可以以不同的方式被完成。在一个实施例中,BTS通知主BSC:它被该次BSC接纳。在这个程序过程中,是直到该主BSC发起与次BSC的联系;以及切换协商由主BSC、次BSC和BTS实行。在另一个实施例中,BTS通知次BSC:它不再希望被次BSC接纳。在这个程序过程中,该BTS回到主BSC的切换的所有协商通过BTS来实行。
通过本发明,如上所述,即使由于某些原因而已经失去BSC,运营商仍能够维持给它的顾客的某些业务水平。这将保全运营商的收益,并且使得顾客的不方便性被最小化。另外,一个被孤立的BTS一被次BSC接纳,就将能够操纵紧急呼叫,从而确保这个重要的业务被维持。
应当强调,术语“包括”在本说明中被使用时是用来规定所述的特性、整体、步骤、或部件的存在,但并不排除一个或多个其他特性、整体、步骤、部件或它们的组的存在。
还应当看到,虽然这里所描述的内容构成本发明的当前优选实施例,但本发明可以以多种方式改变,而不背离本发明的范围。因此,应当看到,本发明应当只是被限于由以下权利要求的范围所要求的限度内。

Claims (28)

1.一种在包括多个基站控制器的移动电信系统中用于操纵一基站收发信台的方法,所述基站收发信台由于正常控制该基站收发信台的主基站控制器的丢失而变成孤立的,该方法包括:
确定在所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失;
从所述多个基站控制器中识别次基站控制器来接纳所述基站收发信台;以及
实施所述基站收发信台从所述主基站控制器到所述次基站控制器的切换。
2.按照权利要求1的方法,其中所述确定步骤包括所述基站收发信台确定在所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失。
3.按照权利要求2的方法,其中所述基站收发信台包括存储器,具有识别所述基站收发信台愿意由其控制的基站控制器的列表,以及其中所述识别步骤包括所述基站收发信台一次一个地联系在所述列表中识别的基站控制器,直至所述次基站控制器被识别为止。
4.按照权利要求3的方法,其中所述列表是按优先权排序的列表,以及其中所述基站收发信台按优先权次序、一次一个地联系在所述列表中识别的基站控制器。
5.按照权利要求4的方法,其中所述主基站控制器是在所述按优先权排序的列表中识别的、具有最高优先权的基站控制器。
6.按照权利要求3的方法,还包括所述基站收发信台在确定所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失以后、在联系所述列表中识别的基站控制器之前等待一段时间周期的步骤。
7.按照权利要求6的方法,其中所述等待一段时间周期的步骤包括等待第一固定的时间周期以及此后等待第二随机的时间周期。
8.按照权利要求2的方法,其中所述识别步骤包括所述基站收发信台发送广播消息到所述多个基站控制器。
9.按照权利要求8的方法,其中所述多个基站控制器包括所述移动电信系统的基站系统中所有的基站控制器。
10.按照权利要求8的方法,还包括所述基站收发信台在确定所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失以后、在发送所述广播消息之前等待一段时间周期的步骤。
11.按照权利要求10的方法,其中所述时间周期包括第一固定的时间周期和第二随机的时间周期。
12.按照权利要求11的方法,还包括所述基站收发信台在发送所述广播消息以后等待对于其的应答直到第三时间周期的步骤,以及如果在所述第三时间周期内没有接收到应答,则重复发送广播消息的步骤。
13.按照权利要求2的方法,其中所述识别步骤包括所述基站收发信台联系所述移动电信系统的于网络管理器,以及其中所述实施切换的步骤包括子网络管理器发起所述切换。
14.按照权利要求13的方法,其中所述识别步骤包括所述子网络管理器联系所述多个基站控制器中的一个或多个基站控制器,以识别所述次基站控制器。
15.按照权利要求13的方法,其中所述识别步骤包括所述子网络管理器命令所述多个基站控制器之一作为所述次基站控制器。
16.按照权利要求1的方法,其中所述确定步骤包括所述多个基站控制器的一个基站控制器确定在所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失。
17.按照权利要求16的方法,其中所述多个基站控制器的每个基站控制器发送广播消息到所述多个基站控制器的其他基站控制器,以及其中每个基站控制器包括定时器,该定时器对从所述多个基站控制器的所述其他基站控制器发送的广播消息进行计时,以及其中所述确定步骤包括当与所述主基站控制器有关的定时器到期、而未从所述主基站控制器接收到消息时确定在所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失。
18.按照权利要求17的方法,其中所述多个基站控制器的所述其他基站控制器包括所述多个基站控制器的预定的基站控制器。
19.按照权利要求1的方法,其中所述移动电信系统包括子网络管理器,以及其中所述确定步骤包括所述子网络管理器确定在所述基站收发信台与所述主基站控制器之间的联系已丢失。
20.按照权利要求19的方法,其中所述识别步骤包括所述子网络管理器联系所述多个基站控制器的一个或多个基站控制器,以识别所述次基站控制器。
21.按照权利要求1的方法,还包括当在所述基站收发信台与所述主基站控制器之间能够重新建立联系时,所述主基站控制器重新接纳所述基站收发信台的步骤。
22.按照权利要求21的方法,其中所述重新接纳步骤包括所述基站收发信台请求所述主基站控制器的重新接纳。
23.按照权利要求21的方法,其中所述重新接纳步骤包括所述基站收发信台通知所述次基站控制器:它希望被所述主基站控制器重新接纳。
24.一种移动电信系统,包括:
基站系统,所述基站系统包括多个基站控制器,每个基站控制器控制至少一个基站收发信台;
确定器,用于确定在基站收发信台与正常控制所述基站收发信台的主基站控制器之间的联系已丢失;
识别器,识别所述多个基站控制器的次基站控制器来接纳所述基站收发信台;以及
切换装置,用于把所述基站收发信台从所述主基站控制器切换到所述次基站控制器。
25.按照权利要求24的移动电信系统,其中所述基站收发信台包括存储器,用于存储识别在所述基站系统内所述多个基站控制器中的、所述基站收发信台愿意由其控制的基站控制器的单元的列表,以及指向在所述列表中识别潜在的次基站控制器的单元的指针。
26.按照权利要求24的移动电信系统,其中所述识别器包括在所述基站收发信台中的发射机,用于发送广播消息到所述多个基站控制器,以及在所述多个基站控制器中的接收机,用于接收对于所述广播消息的应答。
27.按照权利要求24的移动电信系统,其中所述确定器包括在所述主基站控制器中的发射机,用于发送广播消息到所述多个基站控制器的其他基站控制器,以及其中所述多个基站控制器的所述其他基站控制器包括用于接收所述广播消息的接收机,和用于确定在一段时间周期中没有接收到所述广播消息的定时器。
28.按照权利要求24的移动电信系统,其中所述基站系统还包括子网络管理器,以及其中所述确定器处在所述子网络管理器中。
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