一种基于TDLTE的宽带集群故障弱化通信方法和基站.pdf

《一种基于TDLTE的宽带集群故障弱化通信方法和基站.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于TDLTE的宽带集群故障弱化通信方法和基站.pdf（11页完整版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 104244297 A (43)申请公布日 2014.12.24 CN 104244297 A (21)申请号 201310235158.2 (22)申请日 2013.06.14 H04W 24/04(2009.01) H04W 76/02(2009.01) H04W 84/08(2009.01) (71)申请人 中国普天信息产业股份有限公司 地址 100080 北京市海淀区中关村科技园区 上地二街 2 号 (72)发明人 郄卫军 李瑞林 喻炜 陶雄强 (74)专利代理机构 北京德琦知识产权代理有限 公司 11018 代理人 王一斌 王琦 (54) 发明名称 一种基于。

2、 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信 方法和基站 (57) 摘要 一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信 方法， 所述方法包括 ： 基站内部的接入处理模块 检测到网络故障， 基站下的终端由核心网 EPC 附 着到基站内部的故障弱化会话控制模块上 ； 所述 终端通过故障弱化会话控制模块进行正常通话 ； 所述接入处理模块检测到网络正常工作， 所述终 端重新附着 EPC， 终端通过 EPC 和交换控制中心 SCC 进行正常通话。本发明还公开了一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信基站。应用本发 明实施例后， 不仅可以减少相邻正常工作基站的 负荷， 还保障在基站失去上层控制平台 （包。

3、括 SCC 或 EPC） 控制时， 基站下用户仍可以正常通信。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104244297 A CN 104244297 A 1/1 页 2 1. 一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 其特征在于， 所述方法包括 ： 基站内部的接入处理模块检测到网络故障， 基站下的终端由核心网 EPC 附着到基站内 部的故障弱化会话控制模块上 ； 所述终端通过故障弱化会话控制模块进行正常通话 ； 所述接入处。

4、理模块检测到网络正常工作， 所述终端重新附着 EPC， 终端通过 EPC 和交换 控制中心 SCC 进行正常通话。 2. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 其特征在于， 所述 网络故障包括交换控制平台 SCC 故障， EPC 设备故障、 S1 接口物理中断和 Ta 接口物理中断 中的一种故障或多种故障。 3. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 其特征在于， 网络 故障时， 所述方法进一步包括 ： 在无线覆盖交叠区， 基站下的终端接入相邻的正常基站。 4. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信。

5、方法， 其特征在于， 所述 接入处理模块与所述故障弱化会话控制模块之间采用 S1 接口通信。 5. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 其特征在于， 所述 基站下的终端由核心网 EPC 附着到基站内部的故障弱化会话控制模块上包括 ： 所述终端清除所有已有业务后， 附着注册到基站内部的故障弱化会话控制模块监护模 块上。 6. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 其特征在于， 所述 接入处理模块检测到网络正常工作时， 所述方法进一步包括 ： 所述接入处理模块通过 S1 连 接建立过程与 EPC 进行资源初始化， 所述接入处理模。

6、块恢复与 EPC 的连接。 7. 根据权利要求 1 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 其特征在于， 所述 终端重新附着 EPC 后， 故障弱化会话控制模块清除所有存在的业务。 8. 一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信基站， 其特征在于， 所述基站包括接入处 理模块和故障弱化会话控制模块， 所述接入处理模块， 用于检测网络情况， 并根据网络情况控制故障弱化会话控制模块 的启用和退服 ； 所述故障弱化会话控制模块， 接受基站下的终端的附着， 管理终端的会话控制。 9. 根据权利要求 8 所述基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信基站， 其特征在于， 所述 网络故。

7、障包括交换控制平台 SCC 故障， 核心网 EPC 设备故障、 S1 接口物理中断和 Ta 接口物 理中断中的一种故障或多种故障。 10.根据权利要求8所述基于TD-LTE的宽带集群故障弱化通信基站， 其特征在于， 所述 接入处理模块与所述故障弱化会话控制模块之间采用 S1 接口通信。 11.根据权利要求8所述基于TD-LTE的宽带集群故障弱化通信基站， 其特征在于， 所述 故障弱化会话控制模块进一步用于， 接受所述终端在清除所有已有业务后的注册。 12.根据权利要求8所述基于TD-LTE的宽带集群故障弱化通信基站， 其特征在于， 所述 接入处理模块检测到网络正常工作时， 所述接入处理模块进一。

8、步用于， 通过 S1 连接建立过 程与 EPC 进行资源初始化， 恢复与 EPC 的连接。 13.根据权利要求8所述基于TD-LTE的宽带集群故障弱化通信基站， 其特征在于， 所述 终端重新附着 EPC 后， 所述故障弱化会话控制模块进一步用于清除所有自身存在的业务。 权 利 要 求 书 CN 104244297 A 2 1/5 页 3 一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法和基站 技术领域 0001 本申请涉及通信技术领域， 更具体地， 涉及一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化 通信方法和基站。 背景技术 0002 随着移动互联网的飞速发展和全球无线城市的大规模建设， 行业。

9、应用对集群通信 的需求越来越多样化， 以语音为主的数字窄带集群系统在数据传输能力和多媒体业务的支 持能力方面已远远落后行业发展需求。数据宽带化、 业务多样化、 终端多模化、 系统 IP 化是 当前集群通信技术的发展方向， 集群通信正逐步进入新一代宽带多媒体集群系统时代。 0003 基于 TD-LTE 的宽带集群系统是以第四代移动通信技术 TD-LTE 为核心技术， 将 TD-LTE 的高速率、 大带宽与数字集群技术中的资源共享、 快速呼叫建立、 指挥调度等特点进 行融合的集语音、 数据、 视频为一体的新一代宽带数字集群系统。 0004 基于TD-LTE的宽带集群系统以LTE系统架构为基础， 系。

10、统分为终端、 接入网、 核心 网、 签约数据库、 调度控制中心和操作维护中心六部分。终端 （UE） 分为指挥调度类终端和 数据传输类终端两类， 包括手持终端、 固定终端、 车载终端、 桌面终端 CPE、 上网卡或无线监 控摄像头终端等设备。接入网由基站 （eNodeB） 设备组成。核心网 （EPC） 负责 UE 的网络侧 移动性管理、 S1 链路管理、 业务数据的统一交换控制和传送， 包括移动性管理实体 （MME） 和 安全网关 （xGW） 。签约数据库 （RDS） 实现集群用户信息、 集群组用户信息的管理和查询、 用 户鉴权、 密钥生成、 保存和管理等功能。调度控制中心 （MDC） 负责整个。

11、集群系统的协调调度 和呼叫控制， 主要网元包括交换控制平台 （SCC） 和调度应用平台。操作维护中心 （eOMC） 负 责对系统设备的管理和维护， 实现对被管理设备的配置管理、 故障管理、 性能管理等操作维 护功能。 0005 由于集群通信系统往往涉及人员生命和公共财产安全， 需要尽力保证极端条件下 的通信， 因此集群通信系统可靠性和抗毁性要求非常高。当系统遇到突发灾难 （如地震、 海 啸、 空袭） 或人为破坏时， 系统各网元设备间可能会发生链路物理性中断或部分网元设备毁 坏， 为保证在上述异常情况下的用户通信， 系统需要专门的抗毁性方案。 故障弱化即是一种 重要的抗毁性方案， 主要目的是解决。

12、基站失去网络侧控制后， 继续服务基站覆盖范围内的 终端用户。 0006 现有基于 TD-LTE 的宽带集群系统故障弱化解决方案为 ： 失去网络侧控制的基站， 通过 X2 接口将数据传给相邻的基站， 通过相邻基站与网络侧进行通信。而对于未失去网络 侧控制的相邻正常工作基站而言， 现有的解决方案数据流量过大， 增大了该基站的负荷， 超 出正常基站的处理能力。此外， 上述技术方案仅可以解决 S1 链路故障， 无法保障核心网设 备故障后基站的正常通信。 发明内容 0007 本发明实施例提出一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 不仅可以减 说 明 书 CN 104244297 A 3 2。

13、/5 页 4 少相邻正常工作基站的负荷， 还保障在基站失去上层控制平台 （包括 SCC 或 EPC） 控制时， 基 站下用户仍可以正常通信。 0008 本发明实施例还提出一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信基站， 不仅可以 减少相邻正常工作基站的负荷， 还保障在基站失去上层控制平台 （包括 SCC 或 EPC） 控制时， 故障基站下用户仍可以正常通信。 0009 本发明实施例的技术方案如下 ： 0010 一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法， 所述方法包括 ： 0011 基站内部的接入处理模块检测到网络故障， 基站下的终端由核心网 EPC 附着到基 站内部的故障弱化会话。

14、控制模块上 ； 0012 所述终端通过故障弱化会话控制模块进行正常通话 ； 0013 所述接入处理模块检测到网络正常工作， 所述终端重新附着 EPC， 终端通过 EPC 和 交换控制中心 SCC 进行正常通话。 0014 所述网络故障包括交换控制平台 SCC 故障， EPC 设备故障、 S1 接口物理中断和 Ta 接口物理中断中的一种故障或多种故障。 0015 网络故障时， 所述方法进一步包括 ： 在无线覆盖交叠区， 基站下的终端接入相邻的 正常基站。 0016 所述接入处理模块与所述故障弱化会话控制模块之间采用 S1 接口通信。 0017 所述基站下的终端由核心网 EPC 附着到基站内部的故。

15、障弱化会话控制模块上包 括 ： 0018 所述终端清除所有已有业务后， 附着注册到基站内部的故障弱化会话控制模块监 护模块上。 0019 所述接入处理模块检测到网络正常工作时， 所述方法进一步包括 ： 所述接入处理 模块通过 S1 连接建立过程与 EPC 进行资源初始化， 所述接入处理模块恢复与 EPC 的连接。 0020 所述终端重新附着 EPC 后， 故障弱化会话控制模块清除所有存在的业务。 0021 一种基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信基站， 所述基站包括接入处理模块和 故障弱化会话控制模块， 0022 所述接入处理模块， 用于检测网络情况， 并根据网络情况控制故障弱化会话控制。

16、 模块的启用和退服 ； 0023 所述故障弱化会话控制模块， 接受基站下的终端的附着， 管理终端的会话控制。 0024 所述网络故障包括交换控制平台 SCC 故障， 核心网 EPC 设备故障、 S1 接口物理中 断和 Ta 接口物理中断中的一种故障或多种故障。 0025 所述接入处理模块与所述故障弱化会话控制模块之间采用 S1 接口通信。 0026 所述故障弱化会话控制模块进一步用于， 接受所述终端在清除所有已有业务后的 注册。 0027 所述接入处理模块检测到网络正常工作时， 所述接入处理模块进一步用于， 通过 S1 连接建立过程与 EPC 进行资源初始化， 恢复与 EPC 的连接。 002。

17、8 所述终端重新附着 EPC 后， 所述故障弱化会话控制模块进一步用于清除所有自身 存在的业务。 0029 从上述技术方案中可以看出， 在本发明实施例中基站内部的接入处理模块检测到 说 明 书 CN 104244297 A 4 3/5 页 5 网络故障， 基站下的终端由 EPC 附着到基站内部的故障弱化会话控制模块上 ； 在上述的情 况中， 所述终端通过故障弱化会话控制模块进行正常通话。接入处理模块检测到网络正常 工作， 所述终端重新附着 EPC， 终端通过 EPC 及 SCC 进行正常通话。由于故障基站下的终端 不再全部附着到相邻正常工作的基站上， 因此可以减少相邻正常工作基站的负荷 ； 此。

18、外， 终 端通过故障弱化会话控制模块进行正常通话， 还保障故障基站下用户的正常通信。 附图说明 0030 图 1 为基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信基站的结构示意图 ； 0031 图 2 为故障示意图 ； 0032 图 3 为基于 TD-LTE 的宽带集群故障弱化通信方法流程示意图 ； 0033 图 4 为基站从正常模式切换到故障弱化模式的流程示意图 ； 0034 图 5 为基站从故障弱化模式切换到正常模式的流程示意图。 具体实施方式 0035 为使本发明的目的、 技术方案和优点表达得更加清楚明白， 下面结合附图及具体 实施例对本发明再作进一步详细的说明。 0036 在本发明实施例中。

19、， 在网络故障的情况下， 利用故障弱化会话控制模块实现控制， 当网络故障或正常工作， 启用或退出故障弱化会话控制模块的运行， 并通过系统消息通知 基站下的终端， 终端重新附着。 0037 采用本发明的技术方案可以解决在 SCC 故障、 EPC 设备故障、 或全部 S1 口物理中 断情况下， 基站覆盖范围内的用户仍可正常进行通信， 且不会对未失去网络侧控制的正常 基站产生影响， 增加相邻网站通信负荷。 0038 参见附图1是基于TD-LTE的宽带集群故障弱化通信基站的结构示意图， 包括接入 处理模块 （eNB-ACP） 101 和故障弱化会话控制模块 （eNB-FSC） 102。其中， 在 eN。

20、B-ACP 中包 括了现有基站的内部结构， 在此就不再重复说明。 0039 接入处理模块 101 负责无线信号的发送和接收、 空口无线资源管理和接入网侧移 动性管理 ； 同时负责监视与 EPC 的链路状态， 控制基站故障弱化模式和正常工作模式的切 换， 控制故障弱化系统广播消息的发送， 负责故障弱化会话控制模块的启用和退服。 接入处 理模块 101 对应有集群功能的传统基站网元。 0040 会话控制模块 102 负责在基站与核心网失去联系后即网络故障时， 接管处理该基 站覆盖范围内用户的附着， 具体包括 ： 发起的呼叫业务。 负责用户信息管理、 用户接入控制、 NAS 信令处理、 SIP 信令。

21、处理、 用户移动性管理、 TA 列表管理、 业务承载资源控制、 寻呼控制、 NAS安全、 用户鉴权、 数据加密等功能的处理。 并负责控制接入处理模块与UE间建立集群业 务承载空口上行数据链路的分配与释放， 并控制其对集群组进行寻呼。 在网络正常工作时， 不再处理数据。会话控制模块 102 采用硬件板卡实现， 对应实现 EPC 和 SCC 功能。 0041 eNB-ACP与eNB-FSC之间采用S1接口通信。 S1接口是LTE基站和EPC之间的标准 接口， 成熟可靠。使用 S1 接口可避免基站为实现故障弱化功能而对原有基站的架构大的修 改， 利于升级和扩展， 利于故障弱化会话控制模块的硬件板卡实。

22、现方式。 也可以避免非标准 接口带来的安全隐患。接入处理模块 101 分别与 UE、 EPC、 eOMC 存在 Uu、 S1、 OM-eNB 接口。 说 明 书 CN 104244297 A 5 4/5 页 6 故障弱化会话控制模块 102 解析来自 UE 的 NAS 和 SIP 消息。 0042 当出现网络故障， 参见附图 2， UE 由接收处理模块 101 通过 S1 接口与故障弱化会 话控制模块 102 进行交互， 原来附着在 EPC 上的 UE， 附着在故障弱化会话控制模块 102 上。 本发明中的网络故障是指 ： SCC 故障， EPC 设备故障、 S1 接口物理中断和 Ta 接口物。

23、理中断中 的一种故障或多种故障。若是 S1 接口中断， EPC 在检测 UE 长时间不活动 （如无 TAU） 后， 会 去附着该 UE。接入处理模块检测到 S1 接口恢复后， 再发起 S1 接口连接建立， 恢复与 EPC 的 联系。EPC 被动等待即可。 0043 参见附图3是基于TD-LTE的宽带集群故障弱化通信方法流程示意图， 具体包括以 下步骤 ： 0044 301、 基站内部的接入处理模块 101 检测到网络故障， 基站下的终端由 EPC 附着到 基站内部的故障弱化会话控制模块 102 上 ； 终端通过故障弱化会话控制模块 102 进行正常 通话。 0045 在出现网络故障时， 原来附。

24、着于 EPC 的终端， 重新附着于故障弱化会话控制模块 102 上。具体过程参见附图 4。 0046 基站正处于集群正常工作模式状态。Ta 接口状态、 S1 接口状态均为正常。 0047 401、 如果 EPC（具体网元为 MME） 检测到 SCC 发生故障， EPC 中的 MME 会向 eNB-ACP 发送故障状态通知消息， 通知基站。eNodeB 可进入故障弱化模式。 0048 402、 eNB-ACP 向 EPC 回复故障状态通知响应消息。 0049 403、 如果 eNB-ACP 检测到基站和核心网链路故障 （S1-MME 故障或 S1-U 故障） ， 判 定该 EPC 不可用。 00。

25、50 404、 当 eNB-ACP 判断 EPC 不可用时， 基站进入故障弱化工作模式。 0051 405、 eNB-ACP 清除内部所有存在的业务。 0052 406、 eNB-ACP 向覆盖范围内的所有终端发送系统消息， 通知终端进入故障弱化工 作模式。终端收到系统消息后， 如在无线覆盖交叠区内， 则尽可能接入正常邻基站。否则， 进入故障弱化模式， 清除所有已有业务。 0053 407、 eNB-ACP 启用 eNB-FSC 模块， 后续的 S1 口数据将与 eNB-FSC 进行交互。 0054 eNB-FSC 采用硬件板卡执行核心网侧功能， eNB-FSC 与 eNB-ACP 之间采用 。

26、S1 口通 信。 0055 在 eNB 初始启动时， eNB-ACP 利用 S1 连接建立过程与 eNB-FSC 建立连接， eNB-FSC 收到 S1SETUP REQUEST 消息后， 进行初始化 ( 包括使用缺省配置、 用户注册表初始化清零 等 )， 之后 eNB-FSC 处于闲置状态， eNB-ACP 不处理任何 eNB-FSC 的指令和数据。 0056 网络故障状态下， 在启用eNB-FSC模块后， eNB-ACP模块仍然要监视与EPC的S1链 路状态。如果 S1 链路仍然是通的， 则只处理来自 EPC 的故障状态通知消息， 其它数据均抛 弃。 0057 408、 UE 执行附着 e。

27、NodeB 过程， eNB-FSC 收集 UE 注册信息， 建立和维护基站内的 UE 注册信息表。 0058 409、 如果UE附着eNodeB成功， 则eNB-ACP启动一个定时器， 如果在一定时间内UE 没有业务需求， 则执行 410。 0059 410、 eNB-ACP 向 UE 发送 RRC Connection Release 消息， 释放 RRC 连接， UE 进入 说 明 书 CN 104244297 A 6 5/5 页 7 IDLE 态。 0060 411、 系统进入故障弱化工作模式。 0061 412、 UE 发起故障弱化模式下的业务， 包括单呼、 组呼、 短消息等。UE、 。

28、eNB-ACP 和 eNB-FSC 之间的业务流程同正常模式下 UE、 eNB、 EPC/SCC 间的流程。eNB-FSC 模块代替了 EPC和SCC网元， 需要解析和处理NAS和SIP控制消息， 对呼叫进行控制， 并把业务数据回传 给 eNB-ACP。 0062 302、 接入处理模块 101 检测到网络正常工作， 终端重新附着 EPC， 终端通过 EPC 进 行正常通话。 0063 一旦接入处理模块101检测到网络能够正常工作， 则终端重新附着到EPC上， 终端 通过 EPC 和 SCC 进行正常通话。具体结合附图 5 进行详细的说明。 0064 501、 如果EPC检测到和SCC链路恢复。

29、， EPC向eNodeB发送故障状态恢复通知消息， 通知 eNodeB 此 EPC 的 Ta 接口故障恢复， EPC 可用。 0065 502、 eNB-ACP 向 EPC 回复故障状态恢复通知响应消息。 0066 503、 eNB-ACP 通过 S1 连接建立过程与 EPC 进行资源初始化。 0067 504、 如果 eNB-ACP 检测到基站和 EPC 链路故障恢复 （S1-MME 故障或 S1-U 故障） ， 执行 505。 0068 505、 eNB-ACP 利用 S1 连接建立过程， 恢复与 EPC 的连接。 0069 506、 基站根据现有的模式转换条件判断网络侧 （EPC 和 S。

30、CC） 故障恢复， 退出故障 弱化模式， 进入正常工作模式。后续的 S1 口数据将与 EPC 进行交互。而不与 eNB-FSC 进行 交互。 0070 在启用 EPC 模块后， eNB-ACP 模块不处理来自 eNB-FSC 的任何数据。 0071 507、 eNB-ACP 清除内部所有存在的业务。 0072 508、 eNB-ACP 向覆盖范围内的所有终端发送系统消息， 通知终端进入正常工作模 式。终端进入正常工作模式后， 清除所有存在的业务。 0073 509、 UE 执行附着 EPC 过程， 过程与正常模式一致。 0074 510、 系统进入正常工作模式。 0075 以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。 凡在 本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。 说 明 书 CN 104244297 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104244297 A 8 2/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 104244297 A 9 3/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 104244297 A 10 4/4 页 11 图 5 说 明 书 附 图 CN 104244297 A 11 。