[发明专利]一种具有分布式故障弱化功能的宽带集群通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及具有分布式故障弱化功能的宽带集群通信系统。

背景技术

目前集群通信协议草案中有关故障弱化方案，围绕组呼和单呼集群业务，仅能在单基站实现，其应用具有很大的局限性，因为一个组呼内的终端可能分布于多个基站间，单呼的主叫和被叫也可能位于不同的基站间，因此，有必要将故障弱化方案扩展到多个基站。因此，现有故障弱化方案的明显不足是只能在单基站实现。

现有技术中，申请号为201410555563.7的专利提出一种基于LTE的故障弱化实现方法及系统，是一种可扩展到多个基站的故障弱化方案，其中，当网络出现故障时，通过选择一个基站作为代理EPC，为群内所有基站服务，该方案为一种集中式代理EPC方案，具有以下几点不足：

1)集中式的代理EPC机制，容易出现单点故障，当代理EPC的基站出现故障时，需要重新选择代理EPC，导致故障弱化状态下网络不稳定，扩展性不好；

2)当群内基站较多时，需要代理EPC为整个群内的基站服务，对代理EPC的基站要求非常高，实现的成本较高；

3)每个基站要缓存核心网管理的所有终端的签约信息，也造成了各基站上终端信息大量的冗余。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何克服集群通信分布式故障弱化系统中，单基站业务的局限性，以及基站中缓存信息量大、复杂度高的缺陷。

现有宽带集群通信系统协议草案的端到端流程中，对故障弱化功能的相关信令流程进行了规范，包括故障弱化功能的启用与恢复、故障弱化下的注册、TAU、组呼、单呼、话权申请等，其中，TAU(Tracking Area Update，)为跟踪区更新，即当用户位置发生变化并且需要更新TA列表时，与网络侧之间的信令交互，其中，跟踪区(TrackingArea)是LTE系统为UE(终端)的位置管理设立的概念，多个TA组成一个TA列表，其中TA列表是终端使用的，TA列表中包含多个基站。

举例来说，对于故障弱化功能的启用与恢复，当基站检测到与核心网的链路出现故障时，需要结束当前进行的所有业务，并通知终端重新注册到基站，当故障恢复时，也需要结束当前进行的所有业务，通知终端重新注册到集群核心网；对于故障弱化下的组呼和单呼，基站收到呼叫请求时，仅在本基站进行集群寻呼，建立组呼或单呼业务信道，所以，故障弱化下的组呼和单呼业务仅能在单基站实现。

基站和核心网之间的故障通常表现为两种情形：

一种情形是基站和核心网之间的通信链路中断，这种情况下基站与邻基站之间的通信链路也可能中断，导致基站成为一个孤立的基站，现有故障弱化方案仅考虑了这种情形；

另一种情形是核心网出现故障，导致该核心网管理下的基站与核心网的通信出现中断，但是，各基站之间的通信可能是正常的，因此，在设计故障弱化方案时，可以将组呼或单呼业务扩展到多个基站实现。

现有技术中的“一种基于LTE的故障弱化实现方法及系统”，其中的基本思想是当网络正常时，核心网EPC(Evolved Packet Core)将该EPC内的终端签约信息以及与该EPC相连的基站配置信息发送到相应基站，各基站具备核心网的部分功能。当核心网与基站间通信出现故障时，如果某些基站之间通信正常，则将这些基站构成一个群，群内的基站通过相互交互，选择一个基站作为代理EPC，为群内的所有基站服务。

需要说明的是，宽带集群通信系统中的故障弱化功能是指当基站与核心网之间的通信中断，或者核心网发生故障时，基站能够处理其覆盖范围内终端的注册和业务请求，支持组呼和单呼等业务。当基站与核心网之间故障消失后，系统能自动恢复到正常的工作状态。

本发明提供了一种具有分布式故障弱化功能的宽带集群通信系统，所述系统包括：

所述系统包括终端、基站、核心网EPC和调度台，

所述基站包括网络故障检测模块和集成EPC模块，所述网络故障检测模块用于检测网络的连接状态，所述集成EPC模块用于代替核心网EPC处理终端的注册和业务请求；

所述核心网EPC包括移动管理实体eMME、签约数据管理鉴权中心eHSS、数据网关xGW、集群控制功能实体TCF和集群媒体功能实体TMF，所述基站的工作模式为正常工作模式和故障弱化工作模式，所述核心网EPC能够在故障弱化工作模式下将网络中的存储信息缓存到基站的集成EPC模块中。