专利名称：利用异地备份提高无线核心网络可靠性的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种提高无线核心网络可靠性的实现方法，特别是涉及一种在窄带七号信令组网环境下利用归属位置寄存器(HLR——Home LocationRegister)异地备份来提高无线核心网络可靠性的实现方法。
背景技术：
无线核心网络中归属位置寄存器(HLR——Home Location Register)的作用主要是存储用户签约和路由信息，归属位置寄存器(HLR——Home LocationRegister)与网络中的其它设备通过七号信令进行交互，如
图1所示，目前无线核心网络中的信令在专用的七号信令网络内传输，网络使用时分复用(TDM——Time Divisien Multiplex)方式承载七号信令。在七号信令网络中，使用信令点编码来标识网络中的不同节点。因此，归属位置寄存器(HLR——Home LocationRegister)在无线核心网络中的作用非常重要，如果发生故障会导致大量用户不能进行业务。现有无线核心网络中归属位置寄存器(HLR——Home LocationRegister)只依靠设备自身的可靠性来保证用户的高可用性，如果遇到灾难(例如地震、火灾)则无法保证用户的可用性。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种在窄带七号信令组网环境下利用归属位置寄存器的远距离异地备份来提高无线核心网络可靠性的实现方法，该实现方法包括以下步骤a、在无线核心网络中增加一个可以提供原归属位置寄存器A功能的异地备份设备——归属位置寄存器B；b、给该备份设备——归属位置寄存器B分配一个信令点编码；c、将该备份设备——归属位置寄存器B连接到无线核心网络的各通信节点以及原归属位置寄存器A；d、在通信节点上进行相应数据的配置；e、在该备份设备——归属位置寄存器B与原归属位置寄存器A之间选择一套用于备份消息传递的协议；其中上述步骤d中在通信节点上进行相应数据的配置包括以下步骤d1、在无线核心网络的通信节点中指定归属位置寄存器B的信令点编码为原归属位置寄存器A信令点编码的备份；d2、判断通信节点到原归属位置寄存器A是否有信令故障，如果是，则转到步骤d4；否则d3、通信节点将信息都发送到原归属位置寄存器A并由原归属位置寄存器A进行处理，同时原归属位置寄存器A将其中涉及用户数据改变的消息和新开户消息发送给归属位置寄存器B并由归属位置寄存器B进行实时备份；d4、通信节点将信息都发送到归属位置寄存器B，并由归属位置寄存器B接替原归属位置寄存器A进行处理；此时d5、归属位置寄存器B将其中涉及用户数据改变和新开户信息进行备份；并在等到原归属位置寄存器A恢复正常后，归属位置寄存器B将所有备份的消息发送给原归属位置寄存器A。
其中上述步骤d3中原归属位置寄存器A将其中涉及用户数据改变的消息和新开户消息发送给归属位置寄存器B进行实时备份包括以下步骤1)判断收到的用户消息是否处理完毕，如果是转到步骤3，否则2)继续处理并转回到步骤1；3)判断到归属位置寄存器B的链路是否正常，如果不正常转到步骤9；否则4)将需要备份的消息内容发送给归属位置寄存器B；5)判断归属位置寄存器B是否返回成功，如果是则转到步骤10，否则6)判断是否超过设定的重发次数，如果是则转到步骤8，否则7)将重发次数加一，并重新将消息发送给归属位置寄存器B，然后转到步骤5；8)设置到归属位置寄存器B链路不正常；9)将需要发送给归属位置寄存器B的消息备份；10)结束本次任务。
其中上述步骤3中判断到归属位置寄存器B链路是否正常包括以下步骤31)、原归属位置寄存器A发送心跳消息到归属位置寄存器B；32)、判断是否收到回应消息；如果未收到，转到步骤38，否则33)、判断回应消息是否正确，如果不正确，转到步骤38，否则34)、将重发次数设置为零，并设置链路状态可用；同时35)、判断是否有备份消息需要发送，如果没有转回到步骤31，否则36)、将备份消息发送给归属位置寄存器B；37)、判断备份消息是否发送完毕，如果是转回到步骤31，否则转回到步骤36；38)、判断是否超过设定的重发次数，如果是转到步骤30，否则39)、重发次数加一，并在重发消息后转回到步骤32；30)、设置链路状态不可用，并转回到步骤31。
上述步骤e中用于备份消息传递的协议可以有多种方式，可以是1、利用现有的信令连接控制部分(SCCP——Signaling Connection and Control Part)协议，在信令连接控制部分SCCP协议的基础上定义一种关于归属位置寄存器应用部分的通讯备份协议；2、利用现有的移动应用部分(MAP——Mobile ApplicationPart)协议，对移动应用部分MAP协议进行扩展，将增加的移动应用部分扩展消息作为用于备份的消息；3、如果归属位置寄存器使用互联网协议(IP——Internet Private)互通，可以在互联网协议IP上增加归属位置寄存器应用部分消息作为用于备份的消息。
本发明由于巧妙地在无线核心网络中添加一个与原归属位置寄存器(HLR——Home Location Register)A具有相同功能的备份设备——归属位置寄存器(HLR——Home Location Register)B，由于归属位置寄存器(HLR——HomeLocation Register)B到归属位置寄存器(HLR——Home Location Register)A及各通信节点的链路理论上的距离可以没有限制，因此通过这种方法可以实现远距离对现有归属位置寄存器(HLR——Home Location Register)进行异地备份，防止由于归属位置寄存器(HLR——Home Location Register)设备在灾难性情况(如地震、火灾等)下导致的用户不能进行业务的问题，从而有效提高无线核心网络的可靠性，充分保证用户进行业务的高可用性。
以下结合附图详细说明本发明的实现方法
图1为现有无线核心网络中归属位置寄存器的组网图；图2为本发明所述的无线核心网络中归属位置寄存器的组网图；图3为本发明所述无线核心网络中原归属位置寄存器A故障后的组网图；图4为本发明所述归属位置寄存器之间备份消息传送的处理方框图；图5为本发明所述归属位置寄存器之间心跳消息处理流程图。
具体实施例方式
如图2～图5所示，本发明所述的利用异地备份提高无线核心网络可靠性的实现方法包括以下步骤首先，在无线核心网络中增加一个可以提供原归属位置寄存器A功能的异地备份设备——归属位置寄存器B；即在无线核心网络中添加一个与原归属位置寄存器A不在同一地点、但具有与原归属位置寄存器A相同功能的备份设备——归属位置寄存器B。并给该备份设备——归属移位寄存器B分配一个信令点编码；即分配给归属位置寄存器B一个与原归属位置寄存器A不同的信令点编码。
其次，将该备份设备——归属位置寄存器B连接到无线核心网络的各通信节点以及原归属位置寄存器A；其中归属位置寄存器在无线核心网络中有多种组网的形态，本实施方法中选取较典型的组网方式来描述归属位置寄存器异地备份的原理，在这种组网方式下归属位置寄存器通过信令转接点(STP——Signaling Transfer Point)与网络中的其它设备进行消息的交互。在其它的组网方案中归属位置寄存器异地备份原理是相同的，只不过是将归属位置寄存器与信令转接点STP相连改换为归属位置寄存器直接与需要通讯的网络节点相连接。如移动交换中心(MSC——Mobile Switch Center)、网关MSC(Gateway MSC)等通信节点。
然后，在信令转接点STP上进行相应数据的配置；其中本步骤中在信令转接点STP上进行相应数据的配置包括以下步骤d1、在无线核心网络的信令转接点STP中指定归属位置寄存器B的信令点编码为原归属位置寄存器A信令点编码的备份；d2、判断信令转接点STP到原归属位置寄存器A是否有信令故障，如果是，则转到步骤d4；否则d3、信令转接点STP将信息都发送到原归属位置寄存器A并由原归属位置寄存器A进行处理，同时原归属位置寄存器A将其中涉及用户数据改变的消息和新开户消息发送给归属位置寄存器B并由归属位置寄存器B进行实时备份；此时该步骤中原归属位置寄存器A将其中涉及用户数据改变的消息和新开户消息发送给归属位置寄存器B进行实时备份的处理包括以下步骤1)判断收到的用户消息是否处理完毕，如果是转到步骤3；否则2)继续处理并转回到步骤1；3)判断到归属位置寄存器B的链路是否正常，即利用心跳消息来判断两个归属位置寄存器之间链路的可达性，该心跳消息携带的内容可以是任意的，其主要是发消息方通过将返回消息内容与先前发送内容进行对比以判断链路是否正常，该心跳消息的处理流程包括下述步骤31)、原归属位置寄存器A发送心跳消息到归属位置寄存器B；32)、判断是否收到回应消息；如果未收到，转到步骤38，否则33)、判断回应消息是否正确，如果不正确，转到步骤38，否则34)、将重发次数设置为零，并设置链路状态可用，即两者之间的链路正常；同时35)、判断是否有备份消息需要发送，如果没有转回到步骤31；否则36)、将备份消息发送给归属位置寄存器B；37)、判断备份消息是否发送完毕，如果是转回到步骤31，否则转回到步骤36；38)、判断是否超过设定的重发次数，如果是转到步骤30，否则39)、重发次数加一，并在重发消息后转回到步骤32；30)、设置链路状态不可用，即两者之间的链路不正常，并转回到步骤31。
根据上述步骤的判断处理的结果，如果链路不正常转到下述步骤9，否则原归属位置寄存器A4)将需要备份的消息进行保存，并将该需要备份的消息内容发送给归属位置寄存器B；5)判断归属位置寄存器B是否返回成功，如果是则转到步骤10；否则6)判断是否超过设定的重发次数，如果是则转到步骤8，否则7)将重发次数加一，并重新将消息发送给归属位置寄存器B，然后转到步骤5；8)设置到归属位置寄存器B链路不正常；并9)将需要发送给归属位置寄存器B的消息进行备份处理，并在等到链路正常后，再将所有备份的消息发送给归属位置寄存器B，以保证归属位置寄存器B的内容与原归属位置寄存器A的内容一致，从而使归属位置寄存器B可以在原归属位置寄存器A故障时顺利接替其工作。
10)结束本次任务。
d4、信令转接点STP将信息都发送到归属位置寄存器B，并由归属位置寄存器B接替原归属位置寄存器A进行处理；该步骤中，当信令转接点STP发现到原归属位置寄存器A的信令故障时，信令转接点STP自动将消息发送给归属位置寄存器B而归属位置寄存器B不管与原归属位置寄存器A之间的链路是否正常都应该接替其工作，而且由于归属位置寄存器B备份了原归属位置寄存器A所有的用户信息并提供与原归属位置寄存器A相同的功能，从而使当原归属位置寄存器A发生灾难性故障时并不影响用户的业务，提高了无线核心网络的可靠性。此时d5、归属位置寄存器B又将其中涉及用户数据改变和新开户信息进行备份；并在等到原归属位置寄存器A恢复正常后，归属位置寄存器B将所有备份的消息发送给原归属位置寄存器A，使两者的内容重新保持一致，保证原归属位置寄存器A在恢复后能正常进行业务，同时，原归属位置寄存器A在恢复正常后，在归属位置寄存器B未将所有备份的消息发送给原归属位置寄存器A这段时间内，不会马上接替归属位置寄存器B进行工作以避免因为两者内容不完全一致导致的原归属位置寄存不能正常提供业务，即只有等到备份消息传递完毕后，原归属位置寄存器A才恢复与信令转接点STP的对接，当信令转接点STP经过判断确认后，才会重新将所有消息发送原归属位置寄存器A进行处理，即恢复到原归属位置寄存器A故障前的状态。
最后，在该备份设备——归属位置寄存器B与原归属位置寄存器A之间选择一套用于备份消息传递的协议。
此时本步骤中用于归属移位寄存器A到归属移位寄存器B之间的备份消息传递协议有多种实现方式，可以利用如下的几种协议方式，但不限于这几种协议方式，
a、如果采取利用现有信令连接控制部分(SCCP)协议的方式，可以利用SCCP的0类消息，在N-DATA消息中封装用于HLR间备份数据传递的消息和确认消息。在N-DATA消息中可设置特定位置的信元编码，来区分不同的消息类型，从而可以根据不同的消息进行不同的处理。根据一般命名规范，可以将该种类型的消息称为HLRAPPLICATION PART(HLR应用部分)。
b、如果采取对MAP协议(移动应用部分)进行扩展的方式，可以增加相应的消息类型和应用上下文来标识用于HLR间备份数据传递的消息和确认消息。这种类型的消息可以称为MAP扩展消息。
c、 如果采取在IP协议上定义新消息的方式，可以利用TCP或UDP消息，在消息中封装用于HLR间备份数据传递的消息和确认消息。在TCP或UDP消息中可以设置特定位置的信元编码，来区分不同的消息类型，从而可以根据不同的消息进行不同的处理。根据一般命名规范，可以将该种类型的消息称为HLR APPLICATION PART(HLR应用部分)。
权利要求
1.一种利用异地备份提高无线核心网络可靠性的实现方法，其特征在于包括以下步骤a、在无线核心网络中增加一个可以提供原归属位置寄存器A功能的异地备份设备——归属位置寄存器B；b、给该备份设备——归属位置寄存器B分配一个信令点编码；c、将该备份设备——归属位置寄存器B连接到无线核心网络的各通信节点以及原归属位置寄存器A；d、在通信节点上进行相应数据的配置；e、在该备份设备——归属位置寄存器B与原归属位置寄存器A之间选择一套用于备份消息传递的协议。
2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于上述步骤a中增加一个可以提供原归属位置寄存器A功能的异地备份设备——归属位置寄存器B是在无线核心网络中添加一个与原归属位置寄存器A不在同一地点、但具有与原归属位置寄存器A相同功能的备份设备——归属位置寄存器B。
3.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于上述步骤b中给备份设备——归属位置寄存器B分配一个信令点编码是分配给归属位置寄存器B一个与原归属位置寄存器A不同的信令点编码。
4.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于上述步骤c中的通信节点是信令转接点或移动交换中心或网关移动交换中心。
5.根据权利要求1或4所述的实现方法，其特征在于上述步骤d中在通信节点上进行相应数据的配置包括以下步骤d1、在无线核心网络的通信节点中指定归属位置寄存器B的信令点编码为原归属位置寄存器A信令点编码的备份；d2、判断通信节点到原归属位置寄存器A是否有信令故障，如果是，则转到步骤d4；否则d3、通信节点将信息都发送到原归属位置寄存器A并由原归属位置寄存器A进行处理，同时原归属位置寄存器A将其中涉及用户数据改变的消息和新开户消息发送给归属位置寄存器B并由归属位置寄存器B进行实时备份；d4、通信节点将信息都发送到归属位置寄存器B，并由归属位置寄存器B接替原归属位置寄存器A进行处理；此时d5、归属位置寄存器B将其中涉及用户数据改变和新开户信息进行备份；并在等到原归属位置寄存器A恢复正常后，归属位置寄存器B将所有备份的消息发送给原归属位置寄存器A。
6.根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于上述步骤d3中原归属位置寄存器A将其中涉及用户数据改变的消息和新开户消息发送给归属位置寄存器B进行实时备份包括以下步骤1)判断收到的用户消息是否处理完毕，如果是转到步骤3；否则2)继续处理并转回到步骤1；3)判断到归属位置寄存器B的链路是否正常，如果不正常转到步骤9；否则4)将需要备份的消息内容发送给归属位置寄存器B；5)判断归属位置寄存器B是否返回成功，如果是则转到步骤10；否则6)判断是否超过设定的重发次数，如果是则转到步骤8，否则7)将重发次数加一，并重新将消息发送给归属位置寄存器B，然后转到步骤5；8)设置到归属位置寄存器B链路不正常；并9)将需要发送给归属位置寄存器B的消息备份；10)结束本次任务。
7.根据权利要求6所述的实现方法，其特征在于上述步骤3中判断到归属位置寄存器B链路是否正常包括以下步骤31)、原归属位置寄存器A发送心跳消息到归属位置寄存器B；32)、判断是否收到回应消息；如果未收到，转到步骤38，否则33)、判断回应消息是否正确，如果不正确，转到步骤38，否则34)、将重发次数设置为零，并设置链路状态可用；同时35)、判断是否有备份消息需要发送，如果没有转回到步骤31；否则36)、将备份消息发送给归属位置寄存器B；37)、判断备份消息是否发送完毕，如果是转回到步骤31，否则转回到步骤3638)、判断是否超过设定的重发次数，如果是转到步骤30，否则39)、重发次数加一，并在重发消息后转回到步骤32；30)、设置链路状态不可用，并转回到步骤31。
8.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于上述步骤e中用于备份消息传递的协议是利用现有的信令连接控制部分协议，在信令连接控制部分协议的基础上定义一种关于归属位置寄存器应用部分的通讯备份协议。
9.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于上述步骤e中用于备份消息传递的协议是利用现有的移动应用部分协议，对移动应用部分协议进行扩展，将增加的移动应用部分扩展消息作为用于备份的消息。
10.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于上述步骤e中用于备份消息传递的协议是如果原归属位置寄存器A和归属位置寄存器B使用互联网协议互通，则在互联网协议增加归属位置寄存器应用部分消息作为用于备份的消息。
全文摘要
本发明涉及一种利用异地备份提高无线核心网络可靠性的实现方法，主要包括下述步骤首先在无线核心网络中增加一个HLRB并给其分配一个信令点编码，再将其进接到无线核心网络的各通信节点以及原HLRA并在通信节点上进行相应数据的配置；最后在两HLR之间选择一套用于备份消息传递的协议。本发明由于巧妙地在无线核心网络中添加一个与原HLRA具有相同功能的备份设备——HLRB，因为HLRB到HLRA及通信节点的链路理论上的距离可以没有限制，从而通过这种方法可以实现远距离对现有HLR进行异地备份，防止由于HLR设备在灾难性情况(如地震、火灾等)下导致的用户不能进行业务的问题，从而有效提高无线核心网络的可靠性，充分保证用户进行业务的高可用性。
文档编号H04B1/74GK1402437SQ0112511
公开日2003年3月12日 申请日期2001年8月13日 优先权日2001年8月13日
发明者段科, 程军 申请人:华为技术有限公司