移动性管理实体池的电路交换回退寻呼 |
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| 申请号 | CN201080070148.2 | 申请日 | 2010-11-14 | 公开(公告)号 | CN103329594B | 公开(公告)日 | 2017-05-10 |
| 申请人 | 瑞典爱立信有限公司; | 发明人 | 杨涌; G.里德内尔; A-C.桑德; | ||||
| 摘要 | 提供一种用于网络中的交换单元(MSC_I)的方法，其中用户设备(UE)适合附连和连接到2G/3G网络以用于执行与网络的 电路 交换CS通信，或者适合附连到LTE网络以用于执行分组交换PS通信，其中PS通信适合经由移动性管理实体MME来执行，MME可设置在MME池中，用户设备(UE)适合接收寻呼 信号 (18)，以便通知用户关于入局呼叫，交换单元(MSC_I)适合于向MME 节点 发出寻呼信号(16‑1；16‑2；16‑3)，‑ 接收(13)入局外部CS呼叫；‑ 对第一所选MME执行关于第一所选MME是否就绪的检测；‑ 如果检测到与所选MME(MME_I1)有关的未就绪状态(22)，则选择(24)备选MME，并且向属于与第一MME相同的MME池的备选MME(MME_I2)(16‑1)发出寻呼消息(16；16‑1)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于网络中的交换单元(MSC_I)的方法，其中，用户设备UE适合附连并且连接到 |
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| 说明书全文 | 移动性管理实体池的电路交换回退寻呼技术领域[0001] 本发明涉及处理其中至少电路交换和分组交换呼叫是一种可能性的综合电信网络中的呼叫的领域。 背景技术[0002] 在3GPP CSFB(电路交换回退(fallback))架构3GPP TS 23.272 v10.1.0中，可到达用户设备UE以用于经由分组交换PS域中的寻呼来端接(即，进行或建立)电路交换CS呼叫。 [0003] UE使用组合EPS/IMSI附连在移动性管理实体MME中登记，以及由MME来为UE登记而更新移动交换中心MSC。MME与MSC之间使用的接口是SG接口。该功能在UE或NW中缺乏IMS语音支持的情况下使用，由此LTE(长期演进-接入)用于分组交换PS服务，而到电路交换CS服务的回退用于语音。 [0004] 图1示出其中通信可通过各种3GPP接入和网络技术来携带的现有技术非漫游网络架构。示出GERAN(GSM EDGE无线电接入网 – 称作2G)接入接口(包括BBS(基站子系统(未示出))、UTRAN(UMTS陆地接入网 – 称作3G)接口(包括NodeB基站(未示出))和E-UTRAN(称作LTE(长期演进))接口(包括eNodeB基站(未示出))。 [0005] 3GPP接入的非漫游架构。 [0006] MME可部署在所说的MME池中，这表示若干MME能够在附连时服务于UE。这通过MME配置成使得多于一个MME正服务于一组TA来实现。只要UE停留在由MME池所服务的地理区域中，则在UE因移动性时没有MME变化将是必要的。在CS侧，MSC又还可按照池配置来配置，但是这对于本发明是不相关的。池配置通过潜在地减少MME间TAU/HO(业务区域更新/切换)的数量来提供冗余度、负荷分担和有效信令。 [0007] 现有解决方案的问题 [0008] 本文档的发明人已经确认，MT CS呼叫的现有解决方案是使得CS呼叫放入MSC中，以及如果UE经由SG接口来登记，即，SG关联存在于MSC中，则MSC将通过SG经由MME向UE发出CS寻呼。MME又将采用CS指示符来寻呼UE，以及如果成功，则UE将移动到CS以接收呼叫。在存在寻呼问题的情况下，UE不是寻呼消息到达的。取决于是否例如通过来自MME的寻呼拒绝消息来通知MSC，MSC可以或者可以不重新提交寻呼。最终，MSC将放弃，并且呼叫丢失。寻呼问题可因不同原因而发生，例如：MME已经重启；MME与MSC之间的传输中断；或者MME已经崩溃，并且SG关联丢失。 [0009] 寻呼问题归因于：当UE处于IDLE状态时，UE可能不知道网络问题，即使MME崩溃时也不知道。仅当UE中的周期更新定时器指示TAU是必要时，才将使UE知道这类问题，然后重新附连。直到那种情况发生之前，UE与网络之间将存在同步问题。UE将保留在PS域中从而预计是可达的，而MSC将不能够到达UE，从而引起丢失呼叫。 [0010] 参考文献 [0011] 3GPP TS 23.401 V10.1.0 General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network; [0012] 3GPP TR 23.272 V10.1.0 Circuit Switched (CS) fallback in Evolved Packet System (EPS); Stage 2; [0013] 3GPP TS 29.118 V10.1.0 Mobility Management Entity (MME) - Visitor Location Register (VLR); SGs interface specification; [0014] 3GPP TS 29.303 Domain Name System Procedures; [0015] GPP TS 23.003 Numbering, addressing and identification。 发明内容[0016] 本发明的目的是避免上述部分或全部缺点。 [0017] 这个目的通过一种用于网络中的交换单元的方法来解决，其中，用户设备适合附连并且连接到2G/3G网络以用于执行与网络的电路交换CS通信，或者适合附连到LTE网络以用于执行分组交换PS通信，其中PS通信适合经由移动性管理实体MME来执行，MME可设置在MME池中，用户设备适合接收寻呼信号以使得通知用户关于入局呼叫。交换单元此外适合于向MME节点发出寻呼信号，– 接收入局外部CS呼叫；- 对第一所选MME执行关于第一所选MME是否就绪的检测；- 如果检测到与所选MME有关的未就绪状态，则选择备选MME并且向属于与第一MME相同的MME池的备选MME发出寻呼消息。 [0018] 上述目的还通过一种在网络中的交换单元来解决，其中，用户设备适合附连并且连接到2G/3G网络以用于执行与网络的电路交换CS通信，或者适合附连到LTE网络以用于执行分组交换PS通信，其中PS通信适合经由移动性管理实体MME来执行，MME可设置在MME池中，用户设备适合接收寻呼信号以使得通知用户关于入局呼叫。交换单元包括控制单元、存储器、接口单元和内部总线，交换单元适合于向MME节点发出寻呼信号，接收入局外部CS呼叫；对第一所选MME执行关于第一所选MME是否就绪的检测；交换单元还适合于 - 如果检测到与所选MME有关的未就绪状态，则选择备选MME并且向属于与第一MME相同的MME池的备选MME发出寻呼消息。 [0020] 未就绪状态的检测可涉及从所选MME接收指示故障的信号。 [0021] 备选MME的选择可按照交换单元中存储的至少一个备选MME的预定列表来执行。 [0022] 按照另一方面，检查是否接收到来自MME的重置消息，以及如果是的话，则随后将该MME确定为处于未就绪状态。 [0023] 预定列表可按照另一方面通过向DNS服务器发出DNS查询来建立。 [0024] 预定列表可在附连过程或业务更新/位置更新过程下在来自MME的位置更新请求消息中的信息中指示或者从其中解析，其中预定列表随后存储在交换单元中。 [0025] 按照另一方面，与在服务MME处于未就绪状态时要选择的备选MME有关的初始列表(A1)存储于交换单元中。 [0026] 按照另一方面，当MME进行附连或位置更新时更新交换单元中的初始列表。 [0027] 还提供一种用于适合于向交换单元发送位置更新请求的移动性管理实体MME的方法，其中MME在位置更新请求消息中提供MME池中的至少一个备选MME的预定列表。 [0028] 还提供一种移动性管理实体MME，该MME包括控制单元、存储器、接口单元和内部总线，MME适合于向交换单元发送位置更新请求，其中MME在位置更新请求消息中提供MME池中的至少一个备选MME的预定列表。 [0029] 本发明的一个优点在于，允许交换单元到达处于IDLE并且处于附连到交换单元的组合EPS/IMSI的状态的UE。要点是是令交换单元知道并且使用MME配置在MME池中的事实。由于MME池中的所有MME可覆盖相同地理区域，所以UE对于来自MME池中的MME的每个而不仅是来自它向其登记的一个MME的寻呼可以是可达的。 [0030] 按照本发明的一个方面，如果交换单元发现UE经由所登记MME不是可达的，则交换单元将选择属于同一MME池的不同MME，并且经由备选MME来提交用于UE的CS寻呼。交换单元可在寻呼消息中包含IMSI和/或可包括LA信息，使得有效寻呼能够在备选的所选MME中进行，这原本要求全局寻呼。在从备选MME所发送的寻呼到达UE时，UE按照CSFB MT过程继续进行，使得呼叫能够在CS域中继续。UE可单独执行PS过程，例如UE可执行将失败的到3G SGSN的路由选择区域更新并且迫使UE重新附连，或者如果2G中不支持DTM(双传输模式)模式，则UE可向2G中的SGSN发送“挂起”。附图说明 [0031] 图1示出现有技术网络架构， [0032] 图2示出现有技术附连过程， [0033] 图3示出现有技术业务区域/位置区域更新过程， [0034] 图4示出按照本发明的交换单元以及周围GERAN单元， [0035] 图5示出按照本发明的MME， [0036] 图6示出按照本发明的用于交换单元的方法的第一和第二实施例，[0037] 图7示出与本发明的第一实施例相关的信令图， [0038] 图7a示出按照第一实施例的另一个信令图， [0039] 图8示出按照本发明的用于交换单元和MME的方法的另一个实施例，[0040] 图9示出按照本发明的用于交换单元和MME的方法的另一个实施例，以及[0041] 图10和图11示出用于按照给定优先级顺序来选择备选MME的列表。 具体实施方式[0042] 本发明其中还涉及交换单元，例如移动交换中心(MSC)或者组合的移动交换中心/VLR服务器，表示为MSC_I。如图4所示，按照本发明的交换单元包括控制单元CTRL_U1和接口单元INT_U1以及可能的访问者位置登记器VLR。接口单元包括到SGSN的接口Gs、到UTRAN的lu-cs、到MME的SGs以及到GERAN的A，其主要节点在图2中示出，即，基站中心BSC和基站传输集BTS。以下所述的功能性由控制单元CTRL_U1执行。 [0043] 图4中，周围GERAN单元（基站控制器(BSC)和基站收发器集(BTS)）和按照本发明的单元交换单元MSC_I的第一实施例示为通过空中接口耦合到移动台UE/MS。交换单元MSC_I执行作为移动交换中心的作用。它可包括VLR(访问者位置登记器)功能性，并且交换单元因此可称作移动交换中心/VLR服务器。交换单元还包括：控制单元CTRL_U1，其又可包括一个或多个处理器；存储器MEM_1；以及接口单元INT_U1，提供如图1所示的Gs、A、lu-cs和SGs接口。还提供内部总线B。交换单元适合执行图6所示的例程，该例程可实现为软件程序、存储在存储器MEM_1中并且由控制单元CTRL_U1来运行。 [0044] 图5中，示出按照本发明的MME MME_I，包括：控制单元CTRL_U2，包括一个或多个处理器；存储器MEM_2；以及接口单元INT_U2，提供S1-MME、S3和SGs接口。还提供内部总线B。MME适合执行图8和图9所示的例程，该例程可实现为软件程序、存储在存储器MEM_2中并且由控制单元CTRL_U2来运行。 [0045] 图6中，示出按照本发明的用于交换单元的方法的第一实施例。还将参照图7，图7示出与本发明的第一实施例相关的信令图。 [0046] 在图6的步骤12，使交换单元知道MME池的至少一个备选MME的列表A2。列表A2例如可具有如图11所示的形式。 [0047] 按照本发明，存在用于执行这个步骤的更多选项，并且此外可随时间来更新该列表。图8和图9中示出下面将进一步讨论的各个实施例。 [0048] 在步骤13，交换单元MSC_I从外部网络接收移动端接(MT)CS语音呼叫。 [0049] 在步骤15A，检查是否接收到重置信号。如果没有的话，则转到步骤14，如果是的话，则转到步骤20。 [0050] 在步骤14，交换单元选择–接收呼叫的–UE当前与其附连的MME(MME_I1)。这是服务MME。 [0051] 随后，将寻呼消息传送给所选MME(例如MME_I)，步骤16。 [0052] 作为图7所示的选项，设置成在给定计数到期的定时器可启动，步骤18。 [0053] 在步骤20，该方法调查所选MME（例如图5所示的单元MME_I，但也是标准已知MME单元）的状态。检测所选MME是就绪26还是未就绪22。检测可基于在步骤18所设置的定时器到期之前不存在来自所选MME的应答。备选地，所述的所选MME可发信号通知指示所选MME未就绪的失败状态或重启有关的特定信号。 [0054] 在未就绪检测22之后，交换单元在步骤24按照交换单元中存储的列表A2来选择新的备选MME。因此，寻呼消息在步骤18传送给新的所选MME(MME_I2)，随之重新设置定时器。 [0055] 每当在步骤20检测所选MME就绪26时，该方法继续进行呼叫的已知MSC过程，步骤28。 [0056] 该情形可如图7所示，其中对于入局CS呼叫13，在被呼叫UE当前与其附连的MME_I1中出现故障。将第一寻呼消息16发送给从其中没有接收到应答的故障MME。 [0057] 运行步骤18、20和24，以及包含被呼叫UE的IMSI的表示为16-1的新寻呼消息被指示并且传送给在步骤24所选的备选MME，在这种情况下为MME_I2。 [0058] 这时，找到就绪MME，并且将寻呼消息转发16-2到eNodeB以及进一步16-3到UE。因此，CS呼叫能够由UE来端接和答复。 [0059] 图7a中，示出按照本发明的另一个信令图。在这种情况下，MME_I1重启，并且向交换单元传送重置信号15。当接收到入局呼叫13时，在确认重置信号的测试15A之后交换单元因重置信号而将所选MME检测20为未就绪。随后，交换单元咨询列表A2，并且找出MME_I2将用作下一个尝试，以及该过程如同图7中一样继续。 [0060] 图6中，检测服务MME的状态的步骤20可按照本发明以各种方式执行： [0061] ●A.当MME已经重启并且UE的全部记录在MME中丢失时。交换单元可能或者可能不知道MME重启；这取决于是否已经发送重置消息。 [0062] 如果当MME接收寻呼时没有发送重置，则取决于实现，MME可在包含IMSI和LAI时如图7所示寻呼UE，或者可通过向交换单元发送拒绝消息来拒绝寻呼。如果从所选MME(未示出)所发出的拒绝消息或者指示MME中的故障的信号或者没有应答在交换单元–如图7所示–中接收，则交换单元在步骤24检测寻呼问题，并且将MME检测为未就绪22。因此，拒绝消息的接收是基于定时器的检测的一个备选方案–或者附加方案。 [0063] ●B.检测还可基于发现MME与交换单元之间的传输被中断，例如电缆被切断。SGs接口的协议栈使用SIGTRAN，如表2所示： [0064] [0065] [0066] 表2 [0067] 在这种情况下，SGs关联丢失。这可在交换单元中通过步骤20的SCCP监测来检测。当检测到传输丢失时，对于通过这个接口所关联的所有UE来选择24备选MME并且使用不同SGs接口但仍然在同一MME池中的MME。 [0068] ●C.MME已经崩溃并且SGs关联丢失。当传输丢失时，交换单元可向第一MME发送寻呼消息，并且又从传输协议获得关于对等体不可用(未示出)的指示。交换单元在步骤20将MME确定为未就绪。状况可以是短但是也影响若干小时或更多。 [0069] 如上所述，使交换单元知道至少一个备选MME的列表的方式能够按照本发明通过各种方式来实现，如图8和图9所示。 [0070] 选择应当优选地涉及选择同一MME池中被呼叫UE与其附连的MME或者可用于交换单元、可相互取代并且覆盖基本上相同的地理区域的一组MME。在本文档中，将参照作为MME池的这样一组可取代MME。按照本发明，提供用于在步骤16首次选择MME并且建立至少一个备选MME的列表的三个其它实施例，16-1： [0071] I.通过在交换单元中使用DNS查询； [0072] II.通过使用在交换单元中基于某一附加准则(例如LAI、UE IMSI(编号序列)等)所配置的缺省MME； [0073] III.通过使用在交换单元中已经记录的MME(例如，它包含在来自MME的SGs关联建立中)。 [0074] 这些其它方法利用结合附连和/或位置更新所采取的方法步骤的至少一部分。 [0075] 用于按照本发明的交换单元以及按照本发明的MME的用于附连图8和位置更新图9的方法包括下列步骤，由此一些步骤是可选的： [0076] 图8中，在步骤40，初始列表A1（例如图10所示的列表）可存储在交换单元中。在一些其它实施例中，最初可以没有提供列表A1。 [0077] 在步骤42 – 例如接着步骤40之后的任何时间间隔 – MME执行附连，以及在步骤44传送位置更新请求。按照本发明的一个又一实施例，位置更新可包括MSC的至少一个备选MME的列表 – 如图11所示的A2。列表A2可配置为包含所述的服务MME的备选序列的列表A1的摘录。 [0078] 如果没有列表包含在位置更新请求中，则可执行DNS查询，45。 [0079] 随后，交换单元MSC_I创建46如同现有技术—图2—中一样的SGs关联，但是还将列表A2存储在交换单元中。 [0080] 图9中，在步骤52 – 例如接着步骤50之后的任何时间间隔 – MME执行TAU(业务区域更新)/LAU(位置区域更新)更新，并且传送包含MSC的至少一个备选MME的列表的位置更新请求。随后，交换单元MSC_I创建56如同现有技术—图3—中一样的SGs关联，但是还将列表存储在交换单元中。 [0081] 大家看到，本发明提供寻呼问题的检测，并且提供解决可能在下列环境中发生的这个问题的各种方式： [0082] 图9中，对于业务区域更新/位置区域更新来示出该过程，与图8过程相似。看起来，52与42的差别在于，业务区域更新/位置更新由MME执行。此外，在56，位置更新在交换单元中进行。否则，步骤50对应于步骤40，54对应于44，55对应于45。由于TAU/LAU过程与附连过程相似，所以仅将说明后者。 [0083] I.DNS查询 [0084] 实现MME选择的第一又一实施例涉及交换单元MSC_I使用信息（例如LAI(位置区域身份)）来构成DNS(域名服务器)查询的DNS字符串。LAI在步骤42的附连之后首先在交换单元中是可用的。EPC(演进分组核心)中的DNS字符串的语法按照TS 29.303来指定。按照本发明，域名服务将DNS字符串解析为池中可服务于UE的可能MME地址的列表，并且交换单元能够从这个列表中选择MME。因此，交换单元能够在那个新MME中寻呼UE，将LAI包含在如图7和图7a所示的IMSI寻呼16-1中。DNS查询解析的这种步骤可在图8的步骤45中进行。因此，图8中，执行步骤42、44(没有列表A2)、45和46。 [0085] II．配置缺省MME [0086] 第二又一实施例要求池中的MME的列表A1的或者与池关联的缺省MME的交换单元中的配置。在如图8所示所进行的位置更新消息44中，交换单元将接收当前服务于UE的MME的‘MME名称’。交换单元能够从这个信息中解析与服务MME有关的列表A2，以及列表A2不需要在位置更新请求消息44中提供。因此，图8中，执行步骤40(列表A1)、42、44(没有列表A2)和46。 [0087] III.备选MME信令 [0088] 按照本发明的MME选择的第三又一实施例按照如下方式利用从MME到交换单元的按照TS 29.118的已知SGs关联消息的修改：使得MME在附连或位置更新(TAU/LAU)指示一个或多个备选MME地址，如图8和图9所示。按照这个又一实施例，改变从现有技术已知并且如以上图2和图3所示的位置更新请求消息“4”，并且添加至少备选MME的列表的新可选IE(信息元素)。 [0089] 从MME到交换单元的经修改的SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST 4消息可按照本发明如下表1所示来设置： [0090]信息元素 类型/参考 存在 格式 长度 消息类型 消息类型9.2 M V 1 IMSI IMSI 9.4.6 M TLV 6-10 MME名称 MME名称9.4.13 M TLV 57 备选MME名称 MME名称9.4.13 O TLV 57 EPS位置更新类型 EPS位置更新类型9.4.2 M TLV 3 新位置区域标识符 位置区域标识符9.4.11 M TLV 7 旧位置区域标识符 位置区域标识符9.4.11 O TLV 7 TMSI状态 TMSI状态9.4.21 O TLV 3 IMEISV IMEISV 9.4.5 O TLV 10 [0091] 表1 [0092] 备选MME名称包含采取TS 23.003中规定的正式域名(FQDN)的形式的名称。下划线字段构成按照本发明的经修改的信息元素。 [0093] 按照TS 23.272第5.2小节： [0094] “4) MME向VLR发送位置更新请求(新LAI、IMSI、MME名称、位置更新类型)消息。MME名称是FQDN字符串。” [0095] 在3GPP TS 29.118、SGs阶段3规范中，详细描述消息：表1所示的SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST消息： [0096] 如现有技术中已知，为了使MSC能够当UE驻留在LTE中时为MT CS呼叫而寻呼UE，MME创建到MSC的SGs关联。MME将通过向MSC发送位置更新来更新UE位置。 [0097] MME名称包含采取3GPP TS 23.003中规定的正式域名(FQDN)的形式的名称。 [0098] 按照本发明的MME (MME_I)将选择备选MME，并且向MSC提供所选MME的身份。“随后选择的”MME将基于从MSC所接收的信息来寻呼它没有其上下文的UE。这构成正常MME行为；因此本发明不要求对“随后选择的”MME的变更。因此，有可能的是，本发明可在包括按照本发明和现有技术MME的有限数量的MME的混合MME池中实现。但是要注意，如果所有MME均按照本发明的实施例来构成，则冗余度效果会更有效。 [0099] 因此，可选地执行步骤40，执行可能重新配置列表A1 – 若提供的话 – 的步骤42、44(具有列表A2)和步骤。 [0100] 缩写词 [0101] PCC 策略和计费控制 [0102] PCEF 策略和计费执行功能 [0103] PCRF 策略和计费规则功能 [0104] BBERF 承载绑定和事件报告功能 [0105] IP CAN IP连通性接入网 [0106] SGSN 服务GPRS支持节点 [0107] GGSN 网关GPRS支持节点 [0108] UE 用户设备 [0109] UMTS 通用移动电信系统 [0110] E-UTRAN 演进UTRAN [0111] UTRAN 通用陆地无线电接入网 [0112] GBR 保证比特率 [0113] EPS 演进分组系统 [0114] EPC 演进分组核心 [0115] eNB 演进节点B [0116] PDN 分组数据网络 [0117] PDN-GW PDN网关 [0118] BSS 基站子系统 [0119] PDP 分组数据协议 [0120] MME 移动性管理实体 [0121] QoS 服务质量 [0122] IE 信息元素。 |
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