LTE网络中SGs接口短消息容灾方式研究

时间:2013-12-06来源:网络

  现有的技术方案无法实现MSC故障时的SGs接口短消息业务的实时容灾,本文在研究现有技术方案的基础上,分析了SGs接口发送/接收短消息的实时容灾实现方式,并提出了相关解决方案。

  1.SGs接口短消息现有技术方案分析

  3GPP规范中,当TD-LTE多模终端驻留在LTE网络,可直接通过LTE网络实现传统短消息业务的收发,而无需回落到2G/3G网络,如图1所示。

  

  图1中,移动性管理实体MME是LTE核心网唯一的控制平面设备,负责信令处理;MSCServer是2G/3G核心网CS域核心控制设备,负责完成呼叫处理、补充业务等,SMS服务也是由MSC处理的。SGs接口是MME与MSC之间的接口,用来处理EPS和CS域之间的移动性管理、寻呼等,也可以用于传送SMS.在LTE网络中实现短消息业务,必须在MME和MSC之间建立SGs接口关联,过程如下:

  UE附着时,在Attach消息中携带“联合EPS/IMSI附着”指示,MME收到UE的联合附着请求后,在进行EPS附着的同时,从收到的GUTI或从缺省的LAI中解析出MSC号码,并向这个MSC发起位置更新请求,MSC收到位置更新请求以后,将该UE标记为已经进行EPS附着,并保存MME的IP地址等相关信息,这样,MSC中就创建了该UE的SGs关联。之后,MSC向HLR进行位置更新并将该用户的TMSI等信息传给MME,从而在MME中也建立SGs关联。MME再把MSC给用户分配的TMSI以及LAI等信息在Attach Accept消息中发给UE,此时就表明用户的联合附着已经成功了,之后终端在TD-LTE网络中就可以使用传统的短消息业务了,MME作为中间节点完成UE和MSC消息的转发。

  短消息发送流程如下:①UE在LTE网络发送短消息;②MME通过SGs接口将短消息前转给MSC;③MSC将短消息一般经过STP前转到主叫归属SMSC.

  短消息接收流程如下:①SMSC向被叫归属的HLR查询并得到被叫当前所在的MSC;②SMSC一般通过STP将短消息前转到被叫所在的MSC;③MSC通过SGs接口在LTE网络寻呼UE;④MSC通过SGs接口下发短消息。

  在实际LTE工程中,一般全省集中设置1个MSC支持SGs接口功能,所有MME均跟这个MSC建立SGs接口关联,以实现传统电路域短消息业务。如果考虑到此MSC故障情况会影响全省业务,则可根据核心网地理区域划分设置多个MSC支持SGs接口,MME根据用户所在的地理区域同不同的MSC建立SGs接口关联,以减小单MSC故障时的LTE短消息业务影响范围。

  从以上分析可以看出,规范中现有的技术方案无法实现TD-LTE终端使用短消息业务时的SGs接口实时容灾保护。UE在LTE网络中发送/接收短消息时,如果此时MME中该用户的SGs关联的MSC故障,则MME无法将短消息前转给故障的MSC以及从故障的MSC接收短消息寻呼,UE将在一段时间内无法发送/接收短消息,直到UE再次进行联合附着,MME选择另外的MSC建立SGs接口关联。

  随着短消息业务的大量普及,短消息已走进生活的方方面面,特别是在网上购物,网上银行动态验证码,邮箱动态密码登录等应用方面,对于短消息的实时性要求很高,如果在一段时间内无法发送/接收短消息,必然会影响用户的感知及招致网络投诉,因此有必要对LTE网络中SGs接口短消息的实时容灾技术方案进行研究。

  2.SGs接口发送短消息容灾实现方案

  经过SGs接口发送短消息的实时容灾方案如下:

  在电路域核心网中设置多个MSC支持SGs接口。在LTE核心网中新增加一个功能网元-短消息代理服务器(SAS),类似于分组域中的DNS,SAS与MME及上述的多个MSC通过IP承载网连接。在SAS服务器配置短消息业务与多个MSC的对应关系,SAS通过给支持SGs接口的多个MSC周期性发送ping命令,随时获得各个MSC的运行状态,从而建立一张动态的可用的MSC列表,实时识别可用性的MSC,当某个MSC故障时,SAS在列表中删除故障MSC,一旦故障MSC恢复,SAS又将该MSC重新加入可用列表。

  该技术方案SGs接口发送短消息流程如下:

  (1)UE在LTE网络发送短消息。

  (2)MME收到短消息,识别短消息业务类型后向SAS服务器发起查询。MME查询消息中包含以下字段:业务类型标识、源MME网元标识、原MME IP地址等。

  (3)SAS服务器查询MSC动态表,通过轮询算法,找到一个当前可用的MSC,给MME返回响应消息。响应消息中包括以下字段:目的MSCIP地址、源MME网元标识、源MME IP地址等。

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关键词: LTE网络 SGs接口 短消息 容灾方式

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