移動性管理實體池的電路交換回退尋呼的制作方法與工藝

本發明涉及處理其中至少電路交換和分組交換呼叫是一種可能性的綜合電信網絡中的呼叫的領域。

背景技術：
在3GPPCSFB(電路交換回退(fallback))架構3GPPTS23.272v10.1.0中，可到達用戶設備UE以用于經由分組交換PS域中的尋呼來端接(即，進行或建立)電路交換CS呼叫。UE使用組合EPS/IMSI附連在移動性管理實體MME中登記，以及由MME來為UE登記而更新移動交換中心MSC。MME與MSC之間使用的接口是SG接口。該功能在UE或NW中缺乏IMS語音支持的情況下使用，由此LTE(長期演進-接入)用于分組交換PS服務，而到電路交換CS服務的回退用于語音。圖1示出其中通信可通過各種3GPP接入和網絡技術來攜帶的現有技術非漫游網絡架構。示出GERAN(GSMEDGE無線電接入網–稱作2G)接入接口(包括BBS(基站子系統(未示出))、UTRAN(UMTS陸地接入網–稱作3G)接口(包括NodeB基站(未示出))和E-UTRAN(稱作LTE(長期演進))接口(包括eNodeB基站(未示出))。3GPP接入的非漫游架構。MME可部署在所說的MME池中，這表示若干MME能夠在附連時服務于UE。這通過MME配置成使得多于一個MME正服務于一組TA來實現。只要UE停留在由MME池所服務的地理區域中，則在UE因移動性時沒有MME變化將是必要的。在CS側，MSC又還可按照池配置來配置，但是這對于本發明是不相關的。池配置通過潛在地減少MME間TAU/HO(業務區域更新/切換)的數量來提供冗余度、負荷分擔和有效信令。現有解決方案的問題本文檔的發明人已經確認，MTCS呼叫的現有解決方案是使得CS呼叫放入MSC中，以及如果UE經由SG接口來登記，即，SG關聯存在于MSC中，則MSC將通過SG經由MME向UE發出CS尋呼。MME又將采用CS指示符來尋呼UE，以及如果成功，則UE將移動到CS以接收呼叫。在存在尋呼問題的情況下，UE不是尋呼消息到達的。取決于是否例如通過來自MME的尋呼拒絕消息來通知MSC，MSC可以或者可以不重新提交尋呼。最終，MSC將放棄，并且呼叫丟失。尋呼問題可因不同原因而發生，例如：MME已經重啟；MME與MSC之間的傳輸中斷；或者MME已經崩潰，并且SG關聯丟失。尋呼問題歸因于：當UE處于IDLE狀態時，UE可能不知道網絡問題，即使MME崩潰時也不知道。僅當UE中的周期更新定時器指示TAU是必要時，才將使UE知道這類問題，然后重新附連。直到那種情況發生之前，UE與網絡之間將存在同步問題。UE將保留在PS域中從而預計是可達的，而MSC將不能夠到達UE，從而引起丟失呼叫。參考文獻3GPPTS23.401V10.1.0GeneralPacketRadioService(GPRS)enhancementsforEvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork;3GPPTR23.272V10.1.0CircuitSwitched(CS)fallbackinEvolvedPacketSystem(EPS);Stage2;3GPPTS29.118V10.1.0MobilityManagementEntity(MME)-VisitorLocationRegister(VLR);SGsinterfacespecification;3GPPTS29.303DomainNameSystemProcedures;GPPTS23.003Numbering,addressingandidentification。

技術實現要素：
本發明的目的是避免上述部分或全部缺點。這個目的通過一種用于網絡中的交換單元的方法來解決，其中，用戶設備適合附連并且連接到2G/3G網絡以用于執行與網絡的電路交換CS通信，或者適合附連到LTE網絡以用于執行分組交換PS通信，其中PS通信適合經由移動性管理實體MME來執行，MME可設置在MME池中，用戶設備適合接收尋呼信號以使得通知用戶關于入局呼叫。交換單元此外適合于向MME節點發出尋呼信號，–接收入局外部CS呼叫；-對第一所選MME執行關于第一所選MME是否就緒的檢測；-如果檢測到與所選MME有關的未就緒狀態，則選擇備選MME并且向屬于與第一MME相同的MME池的備選MME發出尋呼消息。上述目的還通過一種在網絡中的交換單元來解決，其中，用戶設備適合附連并且連接到2G/3G網絡以用于執行與網絡的電路交換CS通信，或者適合附連到LTE網絡以用于執行分組交換PS通信，其中PS通信適合經由移動性管理實體MME來執行，MME可設置在MME池中，用戶設備適合接收尋呼信號以使得通知用戶關于入局呼叫。交換單元包括控制單元、存儲器、接口單元和內部總線，交換單元適合于向MME節點發出尋呼信號，接收入局外部CS呼叫；對第一所選MME執行關于第一所選MME是否就緒的檢測；交換單元還適合于-如果檢測到與所選MME有關的未就緒狀態，則選擇備選MME并且向屬于與第一MME相同的MME池的備選MME發出尋呼消息。按照本發明的另一方面，提供一種方法，其中交換單元啟動定時器，并且未就緒狀態的檢測涉及在定時器到期之前沒有接收來自所選MME的服務請求信號。未就緒狀態的檢測可涉及從所選MME接收指示故障的信號。備選MME的選擇可按照交換單元中存儲的至少一個備選MME的預定列表來執行。按照另一方面，檢查是否接收到來自MME的重置消息，以及如果是的話，則隨后將該MME確定為處于未就緒狀態。預定列表可按照另一方面通過向DNS服務器發出DNS查詢來建立。預定列表可在附連過程或業務更新/位置更新過程下在來自MME的位置更新請求消息中的信息中指示或者從其中解析，其中預定列表隨后存儲在交換單元中。按照另一方面，與在服務MME處于未就緒狀態時要選擇的備選MME有關的初始列表(A1)存儲于交換單元中。按照另一方面，當MME進行附連或位置更新時更新交換單元中的初始列表。還提供一種用于適合于向交換單元發送位置更新請求的移動性管理實體MME的方法，其中MME在位置更新請求消息中提供MME池中的至少一個備選MME的預定列表。還提供一種移動性管理實體MME，該MME包括控制單元、存儲器、接口單元和內部總線，MME適合于向交換單元發送位置更新請求，其中MME在位置更新請求消息中提供MME池中的至少一個備選MME的預定列表。本發明的一個優點在于，允許交換單元到達處于IDLE并且處于附連到交換單元的組合EPS/IMSI的狀態的UE。要點是是令交換單元知道并且使用MME配置在MME池中的事實。由于MME池中的所有MME可覆蓋相同地理區域，所以UE對于來自MME池中的MME的每個而不僅是來自它向其登記的一個MME的尋呼可以是可達的。按照本發明的一個方面，如果交換單元發現UE經由所登記MME不是可達的，則交換單元將選擇屬于同一MME池的不同MME，并且經由備選MME來提交用于UE的CS尋呼。交換單元可在尋呼消息中包含IMSI和/或可包括LA信息，使得有效尋呼能夠在備選的所選MME中進行，這原本要求全局尋呼。在從備選MME所發送的尋呼到達UE時，UE按照CSFBMT過程繼續進行，使得呼叫能夠在CS域中繼續。UE可單獨執行PS過程，例如UE可執行將失敗的到3GSGSN的路由選擇區域更新并且迫使UE重新附連，或者如果2G中不支持DTM(雙傳輸模式)模式，則UE可向2G中的SGSN發送“掛起”。附圖說明圖1示出現有技術網絡架構，圖2示出現有技術附連過程，圖3示出現有技術業務區域/位置區域更新過程，圖4示出按照本發明的交換單元以及周圍GERAN單元，圖5示出按照本發明的MME，圖6示出按照本發明的用于交換單元的方法的第一和第二實施例，圖7示出與本發明的第一實施例相關的信令圖，圖7a示出按照第一實施例的另一個信令圖，圖8示出按照本發明的用于交換單元和MME的方法的另一個實施例，圖9示出按照本發明的用于交換單元和MME的方法的另一個實施例，以及圖10和圖11示出用于按照給定優先級順序來選擇備選MME的列表。具體實施方式本發明其中還涉及交換單元，例如移動交換中心(MSC)或者組合的移動交換中心/VLR服務器，表示為MSC_I。如圖4所示，按照本發明的交換單元包括控制單元CTRL_U1和接口單元INT_U1以及可能的訪問者位置登記器VLR。接口單元包括到SGSN的接口Gs、到UTRAN的lu-cs、到MME的SGs以及到GERAN的A，其主要節點在圖2中示出，即，基站中心BSC和基站傳輸集BTS。以下所述的功能性由控制單元CTRL_U1執行。圖4中，周圍GERAN單元（基站控制器(BSC)和基站收發器集(BTS)）和按照本發明的單元交換單元MSC_I的第一實施例示為通過空中接口耦合到移動臺UE/MS。交換單元MSC_I執行作為移動交換中心的作用。它可包括VLR(訪問者位置登記器)功能性，并且交換單元因此可稱作移動交換中心/VLR服務器。交換單元還包括：控制單元CTRL_U1，其又可包括一個或多個處理器；存儲器MEM_1；以及接口單元INT_U1，提供如圖1所示的Gs、A、lu-cs和SGs接口。還提供內部總線B。交換單元適合執行圖6所示的例程，該例程可實現為軟件程序、存儲在存儲器MEM_1中并且由控制單元CTRL_U1來運行。圖5中，示出按照本發明的MMEMME_I，包括：控制單元CTRL_U2，包括一個或多個處理器；存儲器MEM_2；以及接口單元INT_U2，提供S1-MME、S3和SGs接口。還提供內部總線B。MME適合執行圖8和圖9所示的例程，該例程可實現為軟件程序、存儲在存儲器MEM_2中并且由控制單元CTRL_U2來運行。圖6中，示出按照本發明的用于交換單元的方法的第一實施例。還將參照圖7，圖7示出與本發明的第一實施例相關的信令圖。在圖6的步驟12，使交換單元知道MME池的至少一個備選MME的列表A2。列表A2例如可具有如圖11所示的形式。按照本發明，存在用于執行這個步驟的更多選項，并且此外可隨時間來更新該列表。圖8和圖9中示出下面將進一步討論的各個實施例。在步驟13，交換單元MSC_I從外部網絡接收移動端接(MT)CS語音呼叫。在步驟15A，檢查是否接收到重置信號。如果沒有的話，則轉到步驟14，如果是的話，則轉到步驟20。在步驟14，交換單元選擇–接收呼叫的–UE當前與其附連的MME(MME_I1)。這是服務MME。隨后，將尋呼消息傳送給所選MME(例如MME_I)，步驟16。作為圖7所示的選項，設置成在給定計數到期的定時器可啟動，步驟18。在步驟20，該方法調查所選MME（例如圖5所示的單元MME_I，但也是標準已知MME單元）的狀態。檢測所選MME是就緒26還是未就緒22。檢測可基于在步驟18所設置的定時器到期之前不存在來自所選MME的應答。備選地，所述的所選MME可發信號通知指示所選MME未就緒的失敗狀態或重啟有關的特定信號。在未就緒檢測22之后，交換單元在步驟24按照交換單元中存儲的列表A2來選擇新的備選MME。因此，尋呼消息在步驟18傳送給新的所選MME(MME_I2)，隨之重新設置定時器。每當在步驟20檢測所選MME就緒26時，該方法繼續進行呼叫的已知MSC過程，步驟28。該情形可如圖7所示，其中對于入局CS呼叫13，在被呼叫UE當前與其附連的MME_I1中出現故障。將第一尋呼消息16發送給從其中沒有接收到應答的故障MME。運行步驟18、20和24，以及包含被呼叫UE的IMSI的表示為16-1的新尋呼消息被指示并且傳送給在步驟24所選的備選MME，在這種情況下為MME_I2。這時，找到就緒MME，并且將尋呼消息轉發16-2到eNodeB以及進一步16-3到UE。因此，CS呼叫能夠由UE來端接和答復。圖7a中，示出按照本發明的另一個信令圖。在這種情況下，MME_I1重啟，并且向交換單元傳送重置信號15。當接收到入局呼叫13時，在確認重置信號的測試15A之后交換單元因重置信號而將所選MME檢測20為未就緒。隨后，交換單元咨詢列表A2，并且找出MME_I2將用作下一個嘗試，以及該過程如同圖7中一樣繼續。圖6中，檢測服務MME的狀態的步驟20可按照本發明以各種方式執行：●A.當MME已經重啟并且UE的全部記錄在MME中丟失時。交換單元可能或者可能不知道MME重啟；這取決于是否已經發送重置消息。如果當MME接收尋呼時沒有發送重置，則取決于實現，MME可在包含IMSI和LAI時如圖7所示尋呼UE，或者可通過向交換單元發送拒絕消息來拒絕尋呼。如果從所選MME(未示出)所發出的拒絕消息或者指示MME中的故障的信號或者沒有應答在交換單元–如圖7所示–中接收，則交換單元在步驟24檢測尋呼問題，并且將MME檢測為未就緒22。因此，拒絕消息的接收是基于定時器的檢測的一個備選方案–或者附加方案。●B.檢測還可基于發現MME與交換單元之間的傳輸被中斷，例如電纜被切斷。SGs接口的協議棧使用SIGTRAN，如表2所示：表2在這種情況下，SGs關聯丟失。這可在交換單元中通過步驟20的SCCP監測來檢測。當檢測到傳輸丟失時，對于通過這個接口所關聯的所有UE來選擇24備選MME并且使用不同SGs接口但仍然在同一MME池中的MME。●C.MME已經崩潰并且SGs關聯丟失。當傳輸丟失時，交換單元可向第一MME發送尋呼消息，并且又從傳輸協議獲得關于對等體不可用(未示出)的指示。交換單元在步驟20將MME確定為未就緒。狀況可以是短但是也影響若干小時或更多。如上所述，使交換單元知道至少一個備選MME的列表的方式能夠按照本發明通過各種方式來實現，如圖8和圖9所示。選擇應當優選地涉及選擇同一MME池中被呼叫UE與其附連的MME或者可用于交換單元、可相互取代并且覆蓋基本上相同的地理區域的一組MME。在本文檔中，將參照作為MME池的這樣一組可取代MME。按照本發明，提供用于在步驟16首次選擇MME并且建立至少一個備選MME的列表的三個其它實施例，16-1：I.通過在交換單元中使用DNS查詢；II.通過使用在交換單元中基于某一附加準則(例如LAI、UEIMSI(編號序列)等)所配置的缺省MME；III.通過使用在交換單元中已經記錄的MME(例如，它包含在來自MME的SGs關聯建立中)。這些其它方法利用結合附連和/或位置更新所采取的方法步驟的至少一部分。用于按照本發明的交換單元以及按照本發明的MME的用于附連圖8和位置更新圖9的方法包括下列步驟，由此一些步驟是可選的：圖8中，在步驟40，初始列表A1（例如圖10所示的列表）可存儲在交換單元中。在一些其它實施例中，最初可以沒有提供列表A1。在步驟42–例如接著步驟40之后的任何時間間隔–MME執行附連，以及在步驟44傳送位置更新請求。按照本發明的一個又一實施例，位置更新可包括MSC的至少一個備選MME的列表–如圖11所示的A2。列表A2可配置為包含所述的服務MME的備選序列的列表A1的摘錄。如果沒有列表包含在位置更新請求中，則可執行DNS查詢，45。隨后，交換單元MSC_I創建46如同現有技術—圖2—中一樣的SGs關聯，但是還將列表A2存儲在交換單元中。圖9中，在步驟52–例如接著步驟50之后的任何時間間隔–MME執行TAU(業務區域更新)/LAU(位置區域更新)更新，并且傳送包含MSC的至少一個備選MME的列表的位置更新請求。隨后，交換單元MSC_I創建56如同現有技術—圖3—中一樣的SGs關聯，但是還將列表存儲在交換單元中。大家看到，本發明提供尋呼問題的檢測，并且提供解決可能在下列環境中發生的這個問題的各種方式：圖9中，對于業務區域更新/位置區域更新來示出該過程，與圖8過程相似。看起來，52與42的差別在于，業務區域更新/位置更新由MME執行。此外，在56，位置更新在交換單元中進行。否則，步驟50對應于步驟40，54對應于44，55對應于45。由于TAU/LAU過程與附連過程相似，所以僅將說明后者。I.DNS查詢實現MME選擇的第一又一實施例涉及交換單元MSC_I使用信息（例如LAI(位置區域身份)）來構成DNS(域名服務器)查詢的DNS字符串。LAI在步驟42的附連之后首先在交換單元中是可用的。EPC(演進分組核心)中的DNS字符串的語法按照TS29.303來指定。按照本發明，域名服務將DNS字符串解析為池中可服務于UE的可能MME地址的列表，并且交換單元能夠從這個列表中選擇MME。因此，交換單元能夠在那個新MME中尋呼UE，將LAI包含在如圖7和圖7a所示的IMSI尋呼16-1中。DNS查詢解析的這種步驟可在圖8的步驟45中進行。因此，圖8中，執行步驟42、44(沒有列表A2)、45和46。II．配置缺省MME第二又一實施例要求池中的MME的列表A1的或者與池關聯的缺省MME的交換單元中的配置。在如圖8所示所進行的位置更新消息44中，交換單元將接收當前服務于UE的MME的‘MME名稱’。交換單元能夠從這個信息中解析與服務MME有關的列表A2，以及列表A2不需要在位置更新請求消息44中提供。因此，圖8中，執行步驟40(列表A1)、42、44(沒有列表A2)和46。III.備選MME信令按照本發明的MME選擇的第三又一實施例按照如下方式利用從MME到交換單元的按照TS29.118的已知SGs關聯消息的修改：使得MME在附連或位置更新(TAU/LAU)指示一個或多個備選MME地址，如圖8和圖9所示。按照這個又一實施例，改變從現有技術已知并且如以上圖2和圖3所示的位置更新請求消息“4”，并且添加至少備選MME的列表的新可選IE(信息元素)。從MME到交換單元的經修改的SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST4消息可按照本發明如下表1所示來設置：信息元素類型/參考存在格式長度消息類型消息類型9.2MV1IMSIIMSI9.4.6MTLV6-10MME名稱MME名稱9.4.13MTLV57備選MME名稱MME名稱9.4.13OTLV57EPS位置更新類型EPS位置更新類型9.4.2MTLV3新位置區域標識符位置區域標識符9.4.11MTLV7舊位置區域標識符位置區域標識符9.4.11OTLV7TMSI狀態TMSI狀態9.4.21OTLV3IMEISVIMEISV9.4.5OTLV10表1備選MME名稱包含采取TS23.003中規定的正式域名(FQDN)的形式的名稱。下劃線字段構成按照本發明的經修改的信息元素。按照TS23.272第5.2小節：“4)MME向VLR發送位置更新請求(新LAI、IMSI、MME名稱、位置更新類型)消息。MME名稱是FQDN字符串。”在3GPPTS29.118、SGs階段3規范中，詳細描述消息：表1所示的SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST消息：如現有技術中已知，為了使MSC能夠當UE駐留在LTE中時為MTCS呼叫而尋呼UE，MME創建到MSC的SGs關聯。MME將通過向MSC發送位置更新來更新UE位置。MME名稱包含采取3GPPTS23.003中規定的正式域名(FQDN)的形式的名稱。按照本發明的MME(MME_I)將選擇備選MME，并且向MSC提供所選MME的身份。“隨后選擇的”MME將基于從MSC所接收的信息來尋呼它沒有其上下文的UE。這構成正常MME行為；因此本發明不要求對“隨后選擇的”MME的變更。因此，有可能的是，本發明可在包括按照本發明和現有技術MME的有限數量的MME的混合MME池中實現。但是要注意，如果所有MME均按照本發明的實施例來構成，則冗余度效果會更有效。因此，可選地執行步驟40，執行可能重新配置列表A1–若提供的話–的步驟42、44(具有列表A2)和步驟。縮寫詞PCC策略和計費控制PCEF策略和計費執行功能PCRF策略和計費規則功能BBERF承載綁定和事件報告功能IPCANIP連通性接入網SGSN服務GPRS支持節點GGSN網關GPRS支持節點UE用戶設備UMTS通用移動電信系統E-UTRAN演進UTRANUTRAN通用陸地無線電接入網GBR保證比特率EPS演進分組系統EPC演進分組核心eNB演進節點BPDN分組數據網絡PDN-GWPDN網關BSS基站子系統PDP分組數據協議MME移動性管理實體QoS服務質量IE信息元素。