Mme恢复的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于移动性管理实体“MME”池(MME_1；MME_2；MME_3)中的MME(MME_1)的方法，所述MME适于与所述MME池中的至少一个其他MME(MME_2)通信，所述MME(MME_1)还适于与服务网关“SGW”(S_GW)通信，所述MME(MME_1)管理用户实体“UE”的移动性，以至少经由基站“eNB”在所述服务网关和用户实体“UE”之间建立分组数据通信。该方法包括以下步骤：确立(400)针对用户实体的UE上下文；指定(404)用于保存所述用户实体的复制上下文的备份MME；通知(406)所述SGW在哪个MME中保存复制上下文或要在哪个MME中保存复制上下文；以及向所指定的MME发送(408)复制上下文。此外，提供了用于服务网关SGW的方法以及MME和SGW。
【专利说明】MME恢复
【技术领域】
[0001]本发明涉及处理电信网络中的节点断电或通信连接故障的领域。更具体地，本发明涉及演进分组系统(EPS)中的移动性管理实体(MME)恢复。本发明还涉及2G和3G系统中的服务网关支持节点(SGSN)恢复。
【背景技术】
[0002]图1示出了 EPS的非漫游3GPP网络架构。
[0003]用户设备(UE)可以使用演进的通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)无线电接入来与EPS进行交互。在归属订户服务器(HSS)所提供的订阅信息的支持下，移动性管理实体(MME)对UE相关的控制信令进行处理。服务网关(S-GW)和TON网关(P-GW)对用户有效载荷进行处理。P-GW可以与策略及记账规则功能(PCRF)进行交互。
[0004]可以使用为LTE无线电网络的相同跟踪区提供服务的多个MME以及为GERAN/UTRAN无线电网络的相同路由区提供服务的多个SGSN来组织3GPP网络。这些架构选项被分别称为MME池和SGSN池。
[0005]图2示出了 MME池区域配置的示例。可提供具有类似架构的SGSN池区域配置。
[0006]关于MME恢复的传统机制，SGSN/MME应该根据当前标准删除其所存储的、受重启影响的所有UE上下文。对于没有受到重启影响的UE上下文，SGSN/MME应该在下一源自UE的事件时更新HSS。在重启之后，SGSN/MME改变与SGW的GTP信令中的重启计数器。接收到重启计数器的改变的SGW可以选择移除与所重启的SGSN/MME有关的所有UE上下文，或者选择使用网络触发的服务重启过程。
[0007]对于接口 S4或Sll处的检测到的通信故障，SGSN/MME应该根据标准删除受到通信故障影响的所有rop (分组数据协议)上下文/PDN连接。检测到通信出错的SGW可以选择移除与所重启的SGSN/MME有关的所有UE上下文，或者选择使用网络触发的服务重启过程。
[0008]基于3GPP TS 23.007第25节，作为选项，SGW可以支持网络触发的服务恢复过程。在SGSN/MME的重启之后并在SGW检测到重启计数器的改变时，其移除在UE处于空闲状态时不允许活跃的承载，但不移除UE上下文。在同时，SGW不启动定时器来监控剩余UE上下文不会一直由节点无限期地处理。
[0009]3GPP TS 29.274提供针对控制平面的演进GPRS隧道传输协议(GTP)的协议规范。一些协议使用是Sll接口处在MME和S-GW之间的应用信令，以及S5和S8接口处在S-GW和P-GW之间的应用信令。
[0010]3GPP TS 29.060提供跨Gn和Gp接口的GPRS隧道传输协议(GTP)的协议规范。
[0011]当在S5/S8处接收到具有用户平面数据的下行链路分组时，SGW应该立即向SGSN/MME发送包括MSI的下行链路数据通知消息。SGW可以选择向服务SGSN池/MME池中的不同SGSN/MME发送包括MSI的下行链路数据通知。
【发明内容】
[0012]本发明的主要目标是在MME崩溃或不可及的情况下提供在信令上高效且快速的恢复。另一目标是进行以下准备:在节点中提供并更新备份拷贝，同时确保冗余数据量和信令负荷保持在(如果不是最小水平，则)可接受的较低水平处。
[0013]根据本发明，提供了一种用于移动性管理实体(MME)池中的MME的方法，所述MME适于与所述MME池中的至少一个其他MME通信，
[0014]所述MME还适于与服务网关(SGW)通信，
[0015]所述MME管理用户实体(UE)的移动性，以至少经由基站(eNB)在所述服务网关和用户实体(UE)之间建立分组数据通信。该方法包括以下步骤:
[0016]-确立针对用户实体的UE上下文；
[0017]-指定用于保存所述用户实体的复制上下文的备份MME；
[0018]-通知所述SGW在哪个MME中保存复制上下文或要在哪个MME中保存复制上下文；以及
[0019]-向所指定的MME发送复制上下文。
[0020]根据另一方案，提供了针对服务网关节点(SGW)的方法，所述SGW适于与移动性管理实体(MME)池中的MME通信；其中
[0021]池的至少子组的MME适于至少存储用户实体上下文，针对该用户实体上下文注册对应的用户实体；
[0022]池的至少子组的MME还适于至少存储复制用户实体上下文，针对所述复制用户实体上下文，另一对应用户实体未注册到所述MME，然而所述另一用户实体注册到池中的另一MME。所述SGW适于存储用户实体的列表，所述列表指示针对给定的用户实体，所讨论的对应用户实体上下文注册到哪个MME中以及在哪个MME中保存复制用户实体上下文。该方法包括以下步骤:
[0023]-连续更新至少可用的MME，并保持针对可用MME的优先级列表；
[0024]-在接收针对UE的下行链路分组之后，
[0025]-根据所述优先级列表向下一可用MME转发消息或信息，所述下一可用MME例如是UE注册到的MME或保存了复制上下文的MME。
[0026]根据本发明的又一方面，提供了移动性管理实体(MME)池中的MME，该MME包括中央处理单元、存储器和接口单元。所述MME适于与MME池中的至少一个其他MME通信，以及所述MME还适于与服务网关(SGW)通信，
[0027]所述MME管理用户实体(UE)的移动性，以至少经由基站(eNB)在所述服务网关和用户实体(UE)之间建立分组数据通信，所述MME还适于至少存储用户实体上下文，针对所述用户实体上下文注册了对应用户实体。
[0028]所述MME还适于至少存储复制用户实体上下文，针对于所述复制用户实体上下文，另一对应用户实体没有注册到所述MME，然而所述另一用户实体注册到池中的另一MME0
[0029]根据本发明的又一方面，提供了服务网关节点，其中，池的至少子组的MME适于至少存储用户实体上下文，针对所述用户实体上下文注册对应用户实体。池的至少子组的MME还适于至少存储复制用户实体上下文，针对所述复制用户实体上下文，另一对应用户实体未注册到所述MME，然而所述另一用户实体注册到池中的另一 MME。所述SGW适于存储用户实体的列表，所述列表指示针对给定的用户实体，所讨论的对应用户实体上下文注册到哪个MME中以及在哪个MME中保存复制用户实体上下文；所述SGW适于连续更新至少可用的MME，并保持可用MME的优先级列表。
[0030]在接收针对UE的上行链路分组之后，所述SGW还适于:
[0031]根据所述优先级列表向下一可用MME转发消息或信息，所述下一可用MME例如是UE注册到的MME或保存了复制上下文的MME。
[0032]通过该方式，在池中启用了高效的MME恢复，同时仅导致与复制上下文处理有关的轻微的信令负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1示出了现有技术网络架构，包括移动性管理实体MME和服务网关SGW，
[0034]图2示出了本领域中公知的所渭的MME池，
[0035]图3示出了本发明用于在各个节点(例如，MME)中存储UE上下文和复制的UE上下文的列表以及在SGW中存储列表的实施例，
[0036]图4示出了针对涉及本发明的第一实施例的MME的流程图以及用于指定备用MME的表，
[0037]图5a示出了针对涉及本发明的第一和第二实施例的SGW的流程图，
[0038]图5b示出了针对涉及本发明的第一实施例的SGW的另一流程图，
[0039]图5c示出了针对涉及本发明的第二实施例的SGW的另一流程图，
[0040]图6示出了根据本发明的第一实施例的信令图，
[0041]图7示出了根据本发明的第一实施例的另一信令图，以及
[0042]图8示出了根据本发明的适于执行图3-7中示出的方法的服务网关和移动性管理实体的实施例，还示出了分组网关。
【具体实施方式】
[0043]图3示出了本发明用于在各个节点中(例如在移动性管理实体MME(MME_1 ;MME_2 ；MME_3)中和在服务网关节点S-GW中)存储UE上下文和复制的UE上下文的列表的实施例。此外，提供了基站eNB(例如，由3GPP LTE已知的eNodeB)和分组网关PGW(例如，在3GPP LTE中表示的Η)Ν(分组数据网络)网关P-GW)。
[0044]应该注意到，对于本发明，概念MME不仅涉及由上述3GPP LTE标准已知的移动性管理实体，还包含了由针对GERAN和UTRAN中的分组交换传输的3GPP标准所知的服务网关支持节点SGSN。
[0045]此外，根据本发明的服务网关节点SGW可以涉及3GPP GGSN或3GPP LTE服务网关节点S-GW或3GPP LTE PDN网关节点P-GW，在P-GW和MME之间提供了 Gn/Gp接口。
[0046]根据本发明的实施例，MME例如通过在S16/S10/Gn接口处使用回声(Echo)过程来监视所有池成员的状态。
[0047]每个池成员配置有与节点的NRI值/MME码值属于哪个冗余地理区域有关的信息。
[0048]根据本发明的方案，作为正常S4和Sll信令的一部分，(SGSN池的)SGSN和(MME池的)MME向SGW提供与以下有关的信息:
[0049]-池中的当前工作节点，其中，存储了给定UE上下文的一个或多个备份，以及
[0050]-UE注册到池中的哪个节点。
[0051]根据本发明的实施例，SGW基于附加信息来从池中选择节点，并还在消息或信息(例如，包括IMSI的下行链路数据通知)中包括与UE上下文的备份拷贝(也称为复制上下文)已存储的位置和UE注册到池中的哪个节点有关的信息。
[0052]向SGW提供池中可用于交互的所有节点的动态更新且“正确的”列表。虽然SGW已经从针对UE的交互知道了池中当前与SGW有关的节点，该新信息确保了向SGW通知池中的所有可用节点。
[0053]在MME节点(在该MME节点中注册了 UE)已变得不可用的情况下，SGW可以从MME池选择可用节点，并且可以向该节点发送包括IMSI的消息或信息，例如，下行链路数据通知。有利地，SGW选择UE上下文的备份拷贝所位于的MME。如果该MME节点不是SGW选择的节点，有利地，向所选择的节点提供与已在何处存储了 UE上下文的备份拷贝有关的信息。
[0054]在Sll/S4/Gn的传输层中的本地错误处，接收方MME可以使用与UE当前注册到池中的哪个MME节点有关的信息，假设传输错误没有出现在池内的节点间通信中。在该情况下，所选择的节点能够从UE注册到的MME节点取回UE上下文，以寻呼UE。
[0055]下行链路数据通知消息包括与UE注册到哪个节点中有关的信息。这允许接收方MME将其自己的地理区域的标识与针对UE配置的、UE注册到的地理区域的标识进行比较，并在确定已经将哪个节点用作IMSI的备份节点时使用比较结果来作为一个输入参数。
[0056]结果是在请求取回针对MSI的复制数据时不需要针对每个地理区域的试错(trial-and-erro)信令，因为在多数情况下，可以直接确定正确的节点。
[0057]图3示出了本发明用于在各个节点(例如，MME)中分布UE上下文的一个示例性实施例。示出了服务网关节点SGW(在3GPP标准中可被表示为S-GW)、基站(eNodeB、eNB)、以及示例性的移动性管理实体(MME_1、MME_2和MME_3)。示出了示例数目的用户实体 UE_1-UE_7。
[0058]MME_UMME_2和MME_3形成了冗余组的一部分，例如，MME池。将已注册的UE上下文存储在给定MME中，以及将复制的UE上下文存储在备选MME中，S卩，作为备份拷贝。下面，概念注册MME (MME_REG)将被用于给定UE上下文，其中注册了 UE上下文，而备份MME (MME_BCKP)将被用于持保存针对给定UE的复制UE上下文的MME。
[0059]因此，在根据本发明的池的个体MME中，提供UE的列表2，针对该列表注册了 UE上下文且针对该列表存储了备份的UE上下文，以及对于UE上下文和复制上下文也是一样，提供了列表3。
[0060]为了优化信令负荷以及存储器，根据本发明，通过选择性的方式来在MME之间填充复制拷贝。
[0061]此外，SGW保存针对于给定MME池的列表2，该列表包括与以下内容有关的信息:在哪个具体的MME中可发现给定的注册UE上下文，以及在哪个MME ( S卩，备份MME)中可发现复制UE上下文，以及哪些MME是可用的。因为对信息进行更新，在相应的节点中可出现由列表2构成的各种版本的信息或信息片段。此外，列表可包括与MME池的受限子组有关的信息，该受限子组适于保存复制上下文，在此表示为备份MME。
[0062]存储复制上下文的目的是确保在MME节点万一发生故障的情况下或SGW和MME之间的接口之一万一发生故障的情况下的会话连续性和/或快速MME恢复。
[0063]例如，如图3中针对UE_1所出现的，UE上下文注册到MME_2，以及用MME_1来存储复制的UE上下文。
[0064]在图4中，示出了涉及根据本发明的第一方法的第一实施例的MME的第一流程图的两个分支(400-408和410-414)，以及用于指定备份MME的表3。图5a和图5b示出了涉及根据本发明的第一实施例的第二方法的SGW的第二流程图的两个分支(502-508和510-518)。第一方法和第二方法的任务是填充MME中的备份上下文。下面将会解释这些方法的工作方式。
[0065]池中的SGW和MME感测并传送池中当前工作的个体节点的可用性。在步骤410、412 (关于MME)和步骤502、504 (关于SGW)中，节点进行发送；通过使用已知的回声信令来分别接收关于MME可用性的信息，可用MME和备份MME被传送以使得可创建/更新图3中的表2。
[0066]由于信息交换，MME确立(步骤414)与池中的备份MME和可用MME有关的信息，对应于表2。在步骤508中，这同样适用于SGW。此外，SGW还可以在多个备份MME (如果提供了多个备份MME)之间提供优先级化，以使得SGW可以进行动作并在MME之间相应地进行选择。这种优先级化还可以包括将注册MME (如果可用)作为第一优先级，并且就备份MME是可用的而目，随后是备份MME。
[0067]在一些实施例中，池中的MME(或备份MME)的数目N是已知的系统参数。根据数目N可以导出对应于池中的每个MME/备份MME的标识顺序号P。
[0068]在步骤400中，当MME确立给定UE上下文时，MME在步骤402中计算顺序号Q1，并可选地计算另一顺序号Q2。这种顺序号指示了应该存储复制UE上下文的相应备份MME或相应的另一备份MME。
[0069]针对给定UE’该对备份MME的指派Ql可以基于函数F，函数F使用UE的MS1、工作MME的数目N、以及给定UE上下文注册到的MME的顺序号P作为输入参数。
[0070]函数F可以基于随机函数，再次地，该随机函数可以使用MSI作为输入变量或种子，使得可选择随机的备选MME以均匀分布复制上下文。因此，函数F保证选择Ql以与P相区分。在给定顺序号Q2的情况下，另一函数G可以指定另一备份MME。再次地，Q2应该不同于P，且还应该不同于Ql。
[0071]表4示出了形成与相应MME中注册的UE的MSI值有关的随机值的函数F和G的输出，使用顺序号P以使得可指定MME，使用顺序号Ql和Q2以在MME中指定和存储复制上下文。
[0072]根据本发明，或者所有的池成员可适于保存复制上下文，或者仅池成员的子组可适于保存复制上下文，即，备份MME。在后一情况下，指定应该被限制到仅这样的备份MME。
[0073]在步骤404中，在MME中进行指定。之后，在步骤406中通知SGW针对UE指定的具体MME，亦即，要将复制上下文存储在哪(些)个MME中，例如，通过创建会话请求/修改承载请求消息的方式来通知SGW，参见图6中的018，该信息被肯定应答并传递回所指定的备份MME (步骤506，图5a，还参见020，图6)。
[0074]在该步骤406中还可以包括可用备份MME的子组(称为发布信息的MME)。
[0075]IMSI对“散列值”的映射可以是任何的固定散列算法。散列函数的要求是:MSI对“散列值”在“散列值”的范围内大致是均匀分布的，和/或“散列值”的范围比池中的MME的数目大得多或等于针对每个MME所允许的备份MME的数目的倍数。
[0076]从MSI到“散列值”的该散列算法例如可以是:
[0077].md5sum (IMSI)
[0078].用于頂SI对MSC池中的MSC#的3GPP映射
[0079].IMSI对寻呼时机的3GPP映射
[0080]“散列值”对“备份” MME的第二阶段应优选是:
[0081]a)在所允许的备份MME之间粗略地均等分布。
[0082]b)在给定UE的MSI的情况下，对池中的每个MME创建相同的表。
[0083]c)仅可以使用所允许的备份MME (例如，P)。
[0084]满足这些要求的MSI对“散列值”的这种映射的一个示例将会涉及以下步骤:
[0085]-以MME列表的排序列表开始,该排序列表与上述列表的列表使用相同的顺序,例如 MME_1、MME_2、MME_3 ；
[0086]-计算k=散列值modulo (列表长度(N)
[0087]然后，将列表中的第k个MME取做该散列值的“候选主备份”MME。这给出了以下结果:具有相同散列值的任何MSI将会被映射到具体的MME。要理解，当备份MME的子组仅适于保存复制上下文时，所讨论的MME便是这样的备份MME，并且还不同于UE所注册到的MME0
[0088]在图5b中，针对SGW的方法的另一方案在MME发生故障或与MME有关的通信故障的情况下提供了:可针对不可用的UE上下文重新安装相应的复制UE上下文。
[0089]在步骤510中，SGW接收针对用户实体的下行链路分组。SGW缓冲到UE的下行链路分组。
[0090]在步骤513中，SGff根据SGW中保存的列表2向优先级化的可用MME发送消息或信息(例如，下行链路数据通知消息036，参见图7)，该优先级化的可用MME是注册MME，或者在注册MME不可用的情况下是备份MME，所发送的信息有利地包括与IMS1、注册MME和备份MME有关的信息。
[0091]之后，步骤514处，SGW等待肯定应答，例如DDN肯定应答/响应。如果接收到肯定应答，SGff等待修改承载请求并在之后经由eNB向UE发送所缓冲的数据，步骤520。如果在步骤514中没有接收到，方法进行到步骤516，在步骤516处，调查针对给定UE,优先级列表2是否耗尽。如果没有耗尽，方法进行到步骤513，尝试列表上指定为可用的下一 MME。如果耗尽了，在步骤518处，向池中的任何MME发送信息，包括步骤513中提及的信息。
[0092]图5c是另一实施例，在图5c中提供了相对于图5b的附加步骤。在一开始，将不考虑解释虚线所标记的步骤。
[0093]在接收DL分组的步骤510之后，在步骤511中，调查在从SGW发送回声请求并由MME进行成功响应开始是否已经过去了预定的时限。如果没有过去，SGW判断MME可能仅是临时不可用，因为回声响应可能仍然存在(outstanding)但未被发送，以及向注册MME发送上述信息(例如，DDN 036)，步骤512。如果已过去，SGW等待515肯定应答，在接收到肯定应答之后，方法结束517。由515，如果没有接收到肯定应答，SGW在步骤513中向优先级化的备份MME发送所述信息，如果用于接收回声响应的预定时间511已经过去，这也会发生。
[0094]以上关于LTE对过程进行了解释。然而，也可以针对2G和3G来使用本发明，其中，通过可被布置在池中的服务网关支持节点(SGSN)来构成移动性管理实体MME。在后一情况下，替代512来执行步骤512a，在步骤512a中，发送PDU通知请求。步骤520a替换520。步骤520等待更新PDP上下文请求。步骤518a替换518，并涉及将信息作为例如有效载荷或例如PDU通知请求来转发。513a同样替换513。
[0095]在图6和7中示出了根据本发明的可能场景。虚线指示该部分不同时执行。示例性的场景假设UE处于空闲状态。这意味着S-GW不能直接向eNB发送下行链路最终用户数据。
[0096]在步骤010中，回声请求被MME_3接收到，并向SGW进行响应012。
[0097]在步骤015中，回声请求由MME_3发送，并由SGW进行响应016。
[0098]MME通知可用的MME和备份MME，以及SGW还可以通知可用MME/备份MME的数目以及其相关联的顺序号或标识码P。
[0099]在步骤017中，示例的UE_3可被注册到MME_3，且UE上下文(UE_CTXT_UE3)存储在MME_3处。
[0100]因此，针对给定UE，MME_3根据步骤402和404来使用顺序号Ql指定备份MME，并通过创建会话请求消息018、406的方式向SGW通知所指定的备份MME (MME_BCKP (UE))。在018中可以向SGW转发复制上下文(DPL_CTXT_UE3)。包括在创建会话请求中提供的还有存储UE上下文的备份拷贝的节点的标识。SGW在接收到包括更新的消息时更新其内部列表2，该内部列表2是图3中池的可用成员的列表。SGW存储备份节点的标识，作为SGW的UE表示的一部分。此外，可以在消息018中提供MME已知的可用备份MME。
[0101]SGff使用创建会话响应消息(消息020)来进行响应，该创建会话响应消息可选地包括复制上下文。该消息可以包含与消息018中相同的所有信息类型，或者是相同的数据或更新信息，或者是与SGW是否接受018中的信息有关的指示。
[0102]此外，在消息022处，MME_3向所指定的备份MME发送复制上下文(DPL_CTXT_UE3)(根据函数F，对于给定的UE (UE_3)，该所指定的备份MME被发现为MME_1)，根据步骤408，表示为复制上下文。步骤408与之前的步骤不同时执行。在MME已经改变了作为复制UE上下文提供的UE上下文的任何部分时，执行步骤408。
[0103]因此，在025中，在MME_1中确立针对UE_3的复制上下文。
[0104]如果故障发生(例如在MME_3中)，根据上述的实施例，可能发生以下事件，这些事件将在图7中进一步示出。
[0105]SGW发送回声请求028，但没有从MME_3接收到回声响应。
[0106]因此，在步骤030、步骤410中，SGW确认MME_3不可用，并准备选择保存复制上下文的备选MME，根据SGW中的内部列表，该备选MME是MME_1。
[0107]SGW周期性地执行回声请求并从所有的MME接收回声响应，因此在步骤031和033中也从MME_1接收。
[0108]在接收针对UE_3的下行链路数据(034)时，SGW准备好选择所指定的保存针对UE_3的复制上下文的MME_1，以用于根据步骤513向备份MME发送针对UE_3的下行链路数据通知消息036。因此，在DDN中从SGW向MME传递的新信息项(MSI)涉及备份MME的标识和UE在发生故障时注册到的MME的标识。
[0109]由上可知，在执行恢复功能时，在步骤513，SGW基于可用节点的列表并使用多数优先级化的备份节点的首选项来选择池中的可用节点，并向该节点发送下行链路数据通知。下行链路数据通知消息包括备份节点和UE在发生故障时注册到的节点的标识。
[0110]回顾以上所述，这是通过发送方节点针对担当复制UE上下文的接收机的所有MME执行回声过程来实现的。由于知道接收机是可用的，接收机发送针对于接收到的复制UE上下文的肯定应答消息并不是必须的。作为连带效果，使用与每个池成员有关的状态来更新发送方节点。在向SGW发送GTPv2消息创建会话请求、回声请求、以及回声响应这三者中的任一者时，该信息可被作为GTPv2消息创建会话请求、回声请求、以及回声响应的一部分来向SGW提供。
[0111]可选地，如果确认所注册的MME仅是临时不可用，SGW可以尝试寻址到所注册的MME，035。
[0112]之后，SGW等待针对于DDN 036的DDN肯定应答037。MME_1发送具有针对于UE_3的S-TMSI的寻呼。
[0113]之后，本领域中已知的已知寻呼响应/修改承载过程040可跟随其后，且在用户平面上向UE_3传递数据，046。
[0114]作为向不同的存储位置复制UE上下文的任务的一部分，发送方SGSN/MME节点确保有一个节点准备好接收用户平面下行链路数据。
[0115]观察到:关于根据本发明的SGW，具有标准支持的SGW将会对MME产生附加负荷，因为对包括MSI的下行链路数据通知进行接收的MME不具有关于UE上下文的备份拷贝存储于何处的信息。
[0116]根据本发明，即使MME备份信息不可用或尚未确立或已变得过期(参见步骤414)，MME也可以基于执行IMSI散列和补偿不起作用的任何节点，来执行关于何处存储了备份的智能猜测(参见步骤418)。
[0117]可看出根据本发明的方法呈现了在MME中确定UE上下文的复制上下文的信令和存储器高效的方式。
[0118]图8 示出了根据本发明的 PGW(P-GW/GGSN)、SGff(S-Gff)和 MME (MME/SGSN)的实施例。
[0119]P-Gff包括中央处理单元PCU_P、存储器MEM_P和接口单元IF_P，接口单元IF_P至少包括到互联网的接口 h/SG1、Gn/Gp接口和S5/S8。PGW可以包括本领域中已知的功能。
[0120]此外，提供了根据本发明的SGW，包括中央处理单元PCU_S、存储器MEM_S和接口单元IF_S，接口单元正_3至少包括Sll接口、SI用户平面接口和S5/S8接口以及S4接口。SGff的第二方法可以在中央处理单元PCU_S上运行。除了本文档中解释的功能之外，SGW可以包括本领域中已知的SGW功能。
[0121 ] 此外，提供了根据本发明的MME，包括中央处理单元PCU_M、存储器MEM_M和接口单元IF_M，接口单元正_厘至少包括Sl-CP接口、Gn/Gp接口、S3接口以及S6a和Sll接口，以及S4接口。MME的第一方法可以在中央处理单元PCU_Si运行。除了本文档中解释的功能之外，MME还可以包括本领域中已知的MME功能。
[0122]总之，提供了针对移动性管理实体(MME)池中的MME(MME-1)的方法，
[0123]此外，该MME适于与服务网关(SGW)通信，
[0124]MME管理用户实体(UE)的移动性，以至少经由基站(eNB)在服务网关和用户实体(UE)之间建立分组数据通信，该方法包括以下步骤:
[0125]-确立400针对用户实体的UE上下文；
[0126]-指定404用于保存所述用户实体的复制上下文的备份MME；
[0127]-通知406SGW在哪个MME中保存复制上下文或要在哪个MME中保存复制上下文；以及
[0128]-向所指定的MME发送408复制上下文。
[0129]针对MME的方法可以连续实现:该MME
[0130]-接收410、412与池中的其他MME的可用性有关的信息；
[0131]-发送410、412与池中的其他MME的可用性有关的信息。
[0132]还可以包括:_确立414池中的可用MME。
[0133]可通过根据预定函数F和/或G唯一地识别备份MME来执行402进行指定的步骤404，其中，在池的MME的至少子组(MME_BCKP)中提供相同的指定方式，以使得针对给定UE，池的子组中的所有MME都将指定相同的MME作为备份MME，该指定还保证识别与注册MME不同的MME。
[0134]此外，进行指定的步骤404还可以基于402 UE的订户标识值和池中的MME子组的数目N，以及其中，根据订户标识值来形成散列值。
[0135]MME池的子组可以构成适于保存复制上下文的MME(MME_BCKP)。
[0136]根据本发明的用于MME的方法还可以包括向SGW发送406发送承载请求/修改承载请求018的步骤，该发送承载请求/修改承载请求用于向MME通知子组。
[0137]根据另一方案，提供了针对服务网关节点(SGW)的方法，SGW适于与移动性管理实体(MME)池中的MME通信，其中
[0138]池的至少子组的MME(MME_REG(UE))适于至少存储用户实体上下文3，针对该用户实体上下文注册对应的用户实体；
[0139]此外，池的至少子组(MME_BCKP)的MME (MME_BCKP (UE))适于至少存储3复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1)3，针对该复制用户实体上下文，另一对应用户实体(UE_1)未注册到该MME，然而该另一用户实体注册到池中的另一 MME。该SGW适于存储用户实体列表2，该列表指示针对给定的用户实体，所讨论的对应用户实体上下文(UE_CTXT)注册到哪个MME中以及在哪个MME中保存复制用户实体上下文(DPL_CTXT)。该方法包括以下步骤:
[0140]-连续更新502、504至少可用的MME，并保持针对可用MME的优先级列表2508；
[0141]-在接收510针对UE的下行链路分组之后，
[0142]-根据优先级列表2向下一可用MME(例如UE注册到的MME或保存了复制上下文的MME)转发513消息或信息(DDN) 036。
[0143]所转发的消息或信息513至少包括UE的订户标识值(例如，IMSI (国际移动订户标识))、UE注册到的MME (MME_REG(UE))、以及已知保存了复制上下文的至少一个MME (MME_BCKP (UE))。
[0144]此外,针对MME的方法包括:
[0145]-检查516列表是否耗尽，以及如果耗尽
[0146]-向池中的任何MME转发518信息的消息。
[0147]此外，其还可以包括:
[0148]-检查516从向MME发出回声信号028开始是否尚未过去预定时间，以及如果尚未过去预定时间，将UE注册到的MME判断为临时不可用，以及
[0149]-向注册MME (MME_REG (UE))转发 513 信息或信号(DDN) 036。
[0150]根据本发明的又一方面，提供了移动性管理实体(MME)池中的MME，该MME包括中央处理单元(PCU_M)、存储器(MEM_M)和接口单元(IF_M)。MME适于与MME池中的至少一个其他MME通信，以及MME还适于与服务网关(SGW)通信，MME管理用户实体(UE)的移动性，以经由至少一个基站(eNB)在服务网关和用户实体(UE)之间建立分组数据通信。MME还适于至少存储用户实体上下文3，针对该用户实体上下文3注册了对应用户实体。
[0151]此外，MME适于至少存储3复制用户实体上下文，针对于该复制用户实体上下文，另一对应用户实体没有注册到MME，然而该另一用户实体注册到池中的另一 MME。
[0152]移动性管理实体还可适于:
[0153]确立400针对用户实体的UE上下文；
[0154]指定404用于保存所述用户实体的复制上下文的备份MME ；
[0155]通知406 SGW在哪个MEE中保存复制上下文或要在哪个MME中保存复制上下文；以及
[0156]向所指定的MME发送408复制上下文。
[0157]移动性管理实体还可适于:
[0158]从或向给定MME接收410、412与池中的其他MME的可用性有关的信息；
[0159]从或向给定MME发送410、412与池中的其他MME的可用性有关的信息。
[0160]还可以适于确立414池中的可用MME。
[0161 ] 可通过根据预定函数F和/或G唯一地识别备份MME来执行指定404，其中，在池的MME的至少子组(MME_BCKP)中提供相同的指定方式，以使得针对给定UE，池的子组中的所有MME都将指定相同的MME作为备份MME，该指定还保证识别与注册MME不同的MME。
[0162]根据本发明，指定404还可以基于402 UE的订户标识值和池中的MME子组的数目N,以及其中，根据订户标识值来形成散列值。
[0163]根据另一方案的移动性管理实体还适于向SGW发送406发送承载请求/修改承载请求018，该发送承载请求/修改承载请求用于向MME通知子组。
[0164]根据本发明的又一方面，提供了根据权利要求23所述的服务网关节点，其中，池的至少子组的MME (MME_REG(UE))适于至少存储用户实体上下文(UE_CTXT_UE2) 3，针对该用户实体上下文注册对应的用户实体(UE_2)。此外，池的至少子组(MME_BCKP)的MME(MME_BCKP(UE))适于至少存储3复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1)3，针对该复制用户实体上下文，另一对应用户实体(UE_1)未注册到该MME (MME_1)，然而该另一用户实体注册到池中的另一 MME (MME_2)。该SGW适于存储用户实体列表2，该列表指示针对给定的用户实体，所讨论的对应用户实体上下文(UE_CTXT)注册到哪个MME中以及在哪个MME中保存复制用户实体上下文(DPL_CTXT);该SGW适于:
[0165]连续更新502、504至少可用的MME，并保持可用MME的优先级列表2 508 ；
[0166]在接收510针对UE的上行链路分组之后，SGff还适于:
[0167]根据优先级列表2向下一可用MME (例如UE注册到的MME或保存了复制上下文的MME)转发513消息或信息(DDN)036。
[0168]所转发的消息或信息513至少可包括UE的订户标识值、UE注册到的MME(MME_REG (UE))、以及已知保存了复制上下文的至少一个MME (MME_BCKP (UE))。
[0169]SGW 还适于:
[0170]检查516列表是否耗尽，以及如果耗尽
[0171]-向池中的任何MME转发518信息的消息。
[0172]SGW还适于:检查516从向MME发出回声信号028开始是否尚未过去预定时间，以及如果尚未过去预定时间，将UE注册到的MME判断为临时不可用，以及
[0173]向注册MME (MME_REG (UE))转发 513 信息或信号(DDN) 036。
[0174]针对给定用户实体保存至少一个复制上下文的MME被称为备份MME(MME_BCKP)。在一个实施例中，使用与备份MME有关的信息来更新012、15列表2。
[0175]池中的MME可以是LTEMME，以及向MME转发的消息或信息是下行链路数据通知信号(DDN)。
[0176]池中的MME还可以是服务网关支持节点(SGSN)，以及向MME转发的消息或信息512a,518a是PDU通知请求。
【权利要求】
1.一种用于移动性管理实体“MME”池(MME_1 ；MME_2 ；MME_3)中的MME(MME_1)的方法，所述MME (MME_1)适于与所述MME池中的至少一个其他MME (MME_2)通信， 所述MME(MME_1)还适于与服务网关“SGW” (S_Gff)通信， 所述MME(MME_1)管理用户实体“UE”的移动性，以至少经由基站“eNB”在所述服务网关和用户实体“ UE ”之间建立分组数据通信， 所述方法包括以下步骤: -确立(400)针对用户实体的UE上下文； -指定(404)用于保存所述用户实体的复制上下文的备份MME; -通知(406)所述SGW在哪个MME中保存复制上下文或将要在哪个MME中保存复制上下文；以及 -向所指定的MME发送(408)复制上下文。
2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤: -从给定MME接收(410、412)与所述池中的其他MME的可用性有关的信息；或者 -向给定MME发送( 410、412)与所述池中的其他MME的可用性有关的信息。
3.根据权利要求2所述的方法，包括以下步骤: -确立(414)所述池中的可用MME。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中， 所述指定(404)步骤是通过根据预定函数(F ；G)唯一地识别备份MME来执行(402)的，其中，至少在所述池的MME子组(MME_BCKP)中提供相同的指定方式，以使得针对给定UE，所述池的所述子组中的任意MME都将指定相同的MME作为备份MME，所述指定还保证识别与注册MME不同的MME。
5.根据权利要求4所述的方法，其中: 所述指定(404)步骤还基于(402) UE的订户标识值和所述池中的MME子组的数目(N)，以及其中，根据所述订户标识值来形成散列值。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述子组构成适于保存复制上下文的MME(MME_BCKP)。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，还包括以下步骤: -向所述SGW发送(406) “发送承载请求”/ “修改承载请求”(018)，所述发送承载请求/修改承载请求(018)用于向MME通知所述子组。
8.一种用于服务网关节点“SGW”(S-GW ;P-GW)的方法，所述SGW适于与移动性管理实体 “MME” 池(MME_1 ；MME_2 ；MME_3)中的 MME 通信；其中， 至少所述池的子组中的MME(MME_REG(UE))适于至少存储用户实体上下文(UE_CTXT_UE2、3)，其中所述用户实体上下文(UE_CTXT_UE2、3)对应的用户实体(UE_2)已注册； 至少所述池的子组(MME_BCKP)中的MME (MME_BCKP (UE))还适于至少存储(3)复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1、3)，所述复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1、3)对应的另一用户实体(UE_1)没有注册到所述MME (MME_1)，然而所述另一用户实体(UE_1)注册到所述池中的另一 MME(MME_2)； 所述SGW适于存储用户实体列表(2)，所述用户实体列表(2)指示:针对给定的用户实体，所讨论的对应的用户实体上下文(UE_CTXT)注册到哪个MME中以及在哪个MME中保存复制用户实体上下文(DPL_CTXT);所述方法包括: -持续更新(502、504)至少可用的MME，并保持可用MME的优先级列表(2) (508)； -在接收(510)针对UE的下行链路分组之后， -根据所述优先级列表(2)向下一可用MME转发(513)消息或信息(DDN 036)，所述下一可用MME例如是UE注册到的MME或保存复制上下文的MME。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所转发的消息或信息(513)至少包括UE的订户标识值、UE注册到的MME (MME_REG(UE))、以及已知的保存复制上下文的至少一个MME (MME_BCKP (UE))。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，保存针对给定用户的至少一个复制上下文的MME被称为备份MME (MME_BCKP)，以及其中，使用与备份MME有关的信息来更新(012、15)所述列表⑵。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，还包括: -检查(516)所述列表是否耗尽，以及如果耗尽 -向所述池中的任何MME转发(518)所述信息的消息。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，还包括: -检查(516)自向MME发出回声信号(028)之后是否尚未过去预定时间，以及如果尚未过去所述预定时间，则将UE注册到的MME判断为临时不可用，以及
-向注册MME (MME_REG (UE))转发(513)所述信息或信号(DDN036)。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中，所述池中的MME是LTEMME,以及向MME转发的消息或信息是下行链路数据通知信号(DDN)。
14.根据权利要求8-12中任一项所述的方法，其中，所述池中的MME是服务网关支持节点“SGSN”，以及向MME转发的消息或信息(512a、518a)是TOU通知请求。
15.一种移动性管理实体池(MME_1 ；MME_2 ；MME_3)中的MME (MME_1)，所述MME包括中央处理单元(PCU_M)、存储器(MEM_M)和接口单元(IF_M)； 所述MME (MME_1)适于与MME池中的至少一个其他MME (MME_2)通信， 所述MME(MME_1)还适于与服务网关“SGW” (S_Gff)通信， 所述MME(MME_1)管理用户实体“UE”的移动性，以至少经由基站“eNB”在所述服务网关和用户实体“ UE ”之间建立分组数据通信， 所述MME适于至少存储用户实体上下文(UE_CTXT_UE2、3)，所述用户实体上下文(UE_CTXT_UE2、3)对应的用户实体(UE_2)已注册， 所述MME还适于至少存储(3)复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1、3)，所述复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1、3)对应的另一用户实体(UE_1)没有注册到所述MME (MME_1)，然而所述另一用户实体(UE_1)注册到所述池中的另一 MME(MME_2)。
16.根据权利要求15所述的移动性管理实体，还适于: 确立(400)针对用户实体的UE上下文； 指定(404)用于保存所述用户实体的复制上下文的备份MME ； 通知(406)所述SGW在哪个MME中保存复制上下文或将要在哪个MME中保存复制上下文；以及 向所指定的MME发送(408)复制上下文。
17.根据权利要求16所述的移动性管理实体，还适于: 从或向给定MME接收(410、412)与所述池中的其他MME的可用性有关的信息； 从或向给定MME发送(410、412)与所述池中的其他MME的可用性有关的信息。
18.根据权利要求17所述的移动性管理实体，还适于: 确立(414)所述池中的可用MME。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的移动性管理实体，还适于: 通过根据预定函数(F;G)唯一地识别备份MME来执行(402)指定(404)，其中，至少在所述池的MME子组(MME_BCKP)中提供相同的指定方式，以使得针对给定UE，所述池的所述子组中的任意MME都将指定相同的MME作为备份MME，所述指定还保证识别与注册的MME不同的MME。
20.根据权利要求19所述的方法，其中: 所述指定(404)还基于(402)UE的订户标识值和所述池中的MME子组的数目(N)，以及其中，根据所述订户标识值来形成散列值。
21.根据权利要求19或20中所述的移动性管理实体，所述子组构成适于保存复制上下文的 MME(MME_BCKP)。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的移动性管理实体，还适于: 向所述SGW发送(406)发送承载请求/修改承载请求(018)，所述发送承载请求/修改承载请求(018)用于向MME通知所述子组。
23.一种服务网关节点“SGW”(S-GW5P-GW)，包括中央处理单元(PCU_S)、存储器(MEM_S)和接口单元(IF_S)； 所述SGW适于与移动性管理实体“池”(MME_1 ；MME_2 ；MME_3)中的MME通信， 所述SGW还适于存储用户实体列表(2)，所述列表包括:针对用户实体,所讨论的对应用户实体上下文(UE_CTXT)注册到哪个MME中以及至少在哪个其他MME中保存备份用户实体上下文(DPL_CTXT)。
24.根据权利要求23所述的服务网关节点，其中: 至少所述池的子组中的MME(MME_REG(UE))适于至少存储用户实体上下文(UE_CTXT_UE2、3)，所述用户实体上下文(UE_CTXT_UE2、3)对应的用户实体(UE_2)已注册； 至少所述池的子组(MME_BCKP)的MME (MME_BCKP (UE))还适于至少存储(3)复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1、3)，所述复制用户实体上下文(DPL_CTXT_UE1、3)对应的另一用户实体(UE_1)没有注册到所述MME (MME_1)，然而所述另一用户实体(UE_1)注册到所述池中的另一 MME(MME_2)； 所述SGW适于存储用户实体列表(2)，所述用户实体列表(2)指示针对给定的用户实体，所讨论的对应用户实体上下文(UE_CTXT)注册到哪个MME中以及在哪个MME中保存复制用户实体上下文(DPL_CTXT);所述SGW适于: 持续更新(502、504)至少可用的MME，并保持可用MME的优先级列表(2) (508)； 在接收(510)针对UE的上行链路分组之后，所述SGW还适于: 根据所述优先级列表(2)向下一可用MME转发(513)消息或信息(DDN 036)，所述下一可用MME例如是UE注册到的MME或保存复制上下文的MME。
25.根据权利要求24所述的服务网关节点，其中，所转发的消息或信息(513)至少包括UE的订户标识值、UE注册到的MME (MME_REG(UE))、以及已知的保存复制上下文的至少一个MME(MME_BCKP(UE))。
26.根据权利要求24或25所述的服务网关节点，其中，保存针对给定用户实体的至少一个复制上下文的MME被称为备份MME(MME_BCKP)，以及使用与备份MME有关的信息来更新(012、15)所述列表(2)。
27.根据权利要求24-27中任一项所述的服务网关节点，所述SGW还适于: 检查(516)所述列表是否耗尽，以及如果耗尽 向所述池中的任何MME转发(518)所述信息的消息。
28.根据权利要求24-27中任一项所述的服务网关节点，所述SGW还适于: 检查(516)自向MME发出回声信号(028)之后是否尚未过去预定时间，以及如果尚未过去所述预定时间，将UE注册到的MME判断为临时不可用，以及 向注册MME (MME_REG (UE))转发(513)信息或信号(DDN 036)。
29.根据权利要求24-28中任一项所述的服务网关节点，其中，所述池中的MME是LTEMME,以及向MME转发的消息或信息是下行链路数据通知信号(DDN)。
30.根据权利要求24-28中任一项所述的服务网关节点，其中，所述池中的MME是服务网关支持节点“SGSN” ，以及向MME转发的消息或信息(512a、518a)是PDU通知请求。
【文档编号】H04W24/04GK104081808SQ201280068009
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2012年1月24日
【发明者】拉尔斯贝迪·奥尔森, 汉斯-奥洛夫·森德尔 申请人:瑞典爱立信有限公司