专利名称：一种无线分组网络冗余系统和方法以及网络冗余设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络冗余技术，特别是一种无线分组网络冗余系统和方法以 及网络冗余设备。
背景技术：
随着移动分组数据业务应用的逐渐广泛，移动分组网络的冗余技术受到
普遍的关注。目前，被广泛使用的通用分组无线业务(GPRS)是一种在全 球移动通信系统(GSM)无线空口技术基础上提供的无线分组数据业务。
在现有的GPRS网络中，网络无法提供可靠的网络级冗余。图l为现有 的GPRS网络结构的示意图，如图1所示，若干个基站控制器(BSC) 110 4妄入到一个服务GPRS支持节点(SGSN) 120， SGSN120通过互联网协、议 (IP)骨干网接入到网关GPRS支持节点(GGSN),使移动用户接入到因 特网。当网络中的SGSN120故障时，接入该SGSN120的BSC110全部无法 正常工作，此时该无线覆盖区域内的用户将无法使用GPRS业务。
当前，SGSN的容量都非常大，通常在50万用户到150万用户之间， 一个SGSN故障将导致大量用户无法正常使用网络，严重影响了网络的可靠 性。
为了解决这个问题，第三代合作组织(3GPP)定义了一个基站子系统 与SGSN之间接口的多对多协议(Gb-Flex)，该协议允许一个BSC负荷分 担或主备的接入多个SGSN。当一个SGSN故障时，BSC可以通过其它运行 正常的SGSN接入业务，该技术大大增强了 GPRS网络的可靠性。
3GPP组织的Gb-Flex协议定义从原理上讲能够实现网络冗余，但是该 方案有两个缺点，导致了其在现有的网络中难以实施
1、 该方案要求所有现有网络中的BSC支持新的Gb-Flex标准，但目前 现有网络中运行的BSC几乎都无法支持该标准。为了使BSC支持Gb-Flex 标准而进行全网升级的成本、工作量都是不可想象的，因此Gb-Flex技术在 已经存在的GPRS网上几乎无法得到应用。
2、 该方案要求BSC和其接入的SGSN全互连，为了使现有网络中支持 这种连接方式，需要对现有基站子系统和SGSN之间的Gb接口进行改造， 这对大量的现有BSC和传输网络而言几乎是不可能的。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种无线分组网络冗余系统，实 现无线分组网络的网络级冗余。
本发明的另一目的在于提供一种无线分组网络冗余方法，实现无线分组 网络的网络级冗余。
本发明的又一目的在于提供一种无线分组网络冗余设备，实现无线分组 网络的网络级冗余。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种无线分组网络冗余系统，至少包括接入控制器，网关通用分组无线 业务支持节点SGSN，该系统还包括用于提供SGSN冗余备份的网络冗余 设备增强的网关通用分組无线业务支持节点E-SGSN,
所述接入控制器将接口数据发送给E-SGSN;
所述E-SGSN接收来自接入控制器的接口数据，并监测SGSN的工作状态，
在SGSN工作正常时，E-SGSN向SGSN转发接口数据；在SGSN工作异常时，
E-SGSN为接入控制器提供接入服务；
所述SGSN接收E-SGSN转发的接口数据，为接入控制器提供接入服务。 一种无线分组网络冗余方法，该无线分组网络至少包括用于提供SGSN
冗余备份的网络冗余设备E-SGSN，接入控制器及SGSN，其特征在于，该
方法包括步骤A、 E-SGSN监测SGSN的工作状态，若SGSN工作正常，则执行歩骤 B,若SGSN工作异常，则执行步骤C;
B、 E-SGSN将接入控制器发送的接口数据转发给SGSN, SGSN为接入 控制器提供接入服务，结束流程；
C、 E-SGSN代替SGSN工作，为接入控制器提供接入服务。
一种无线分组网络冗余设备，其特征在于，包括SGSN链路管理模块、
SGSN链路状态监控模块、链路交换控制模块、网络服务实体模块，其中，
SGSN链路管理模块，发送查询命令给SGSN链路状态监控模块，发送 切换命令给链路交换控制模块，发送启动或复位命令给网络服务实体模块并 接收上述模块的反馈信息；
SGSN链路状态监控模块，监控E-SGSN与SGSN之间通信链路的状态， 接收来自SGSN链路管理模块的查询命令，将E-SGSN与SGSN之间的通信 链路状态反馈给SGSN链路管理模块。
链路交换控制模块，用于接入控制器与网络冗余设备之间的链路交换控 制，接收SGSN链路管理模块的切换命令，在SGSN工作正常时，将接入控 制器的链路集切换到SGSN上，在SGSN工作异常时，将接入控制器的链路 集切换到网络服务实体模块上；
网络服务实体模块，在SGSN工作正常时，网络服务实体模块接收SGSN 链路管理模块的启动命令，代替该SGSN为接入控制器提供接入服务，在 SGSN工作恢复正常时，网络服务实体模块接收SGSN链路管理模块的复位 命令，停止接入服务，复位到初始状态。
从上述方案中可以看出，由于本发明在不改变现有无线分组网络的情况 下，在网络中设置网络冗余设备，该网络冗余设备通过监测SGSN的工作状 态，在SGSN工作异常时代替SGSN实现网络接入功能，从而避免了对大量 的现有网络进行升级改造，实现了无线分组网络的网络级冗余备份，使得无 线分组网络能在设备故障时仍然正常地运行，从而在现有网络的基础上，可 实施的提高了无线分组网络的可靠性。
图1为现有技术中GPRS网络结构的示意图2为本发明无线分组网络冗余系统结构实施例一的示意图3为本发明无线分组网络冗余系统实施例一中的接口协议结构的示 意图4为本发明无线分组网络冗余设备实施例一的结构图5为本发明无线分组网络冗余方法实施例一的流程图6为本发明无线分组网络冗余系统结构实施例二的示意图7为本发明无线分组网络冗余系统实施例二中的接口协议结构的示 意图8为本发明无线分组网络冗余设备实施例二的结构图9为本发明无线分组网络冗余方法实施例二的流程图。
具体实施例方式
本发明的核心思想是通过设置的网络冗余设备监测SGSN的工作状 态，在SGSN工作正常时，网络冗余设备将接入控制器发送的接口数据转发 给SGSN;在SGSN工作异常时，网络冗余设备代替原SGSN工作，为接入 控制器提供接入服务。
在通用无线分组业务GPRS网络中，接入控制器是基站控制器BSC,在 宽带码分多址WCDMA网络中，接入控制器是无线网络控制器RNC。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例对本发 明进一步详细说明。
下面以GPRS系统为例对本发明进行说明。
图2为本发明无线分组网络冗余系统结构实施例一的示意图，如图2所 示，在原有GPRS网络结构的基础上，本发明无线分组网络冗余系统增加了 网络冗余设备即增强的SGSN装置(E-SGSN) 220。在SGSN工作正常时， E-SGSN220接收BSC发送的接口数据并转发给SGSN，由SGSN负责BSC的接入服务；在SGSN工作异常时，E-SGSN接收BSC发送的接口数据，直 接通过IP骨干网将接口数据发送给GGSN，进而接入到因特网，即由E-SGSN 负责BSC的接入服务，从而代替SGSN工作，实现网络级冗余。
在GPRS冗余系统中，BSC首先接入E-SGSN，进而通过E-SGSN接入 到SGSN。如在原有GPRS网络中，第一 BSC和第二 BSC均由第一 SGSN 提供接入服务，在增加了E-SGSN后，第一 BSC和第二 BSC通过E-SGSN 由第一 SGSN提供接入服务，这样，若第一SGSN工作正常，通过E-SGSN 的链路管理，仍由第一 SGSN为第一 BSC和第二 BSC提供服务，而在第一 SGSN工作异常时，由E-SGSN为第一 BSC和第二 BSC提供服务。同理， 第三BSC通过E-SGSN由第二 SGSN提供接入服务，不再赘述。
在图2中，BSC、 E-SGSN、 SGSN的接口协议层结构以及信息流向参考 图3。图3为本发明无线分组网络冗余系统实施例一中的接口协议结构的示 意图，图3中，虚线双箭头表示正常情况下的信息流向，在正常情况下， E-SGSN分别接收来自BSC和SGSN的Gb接口数据包并在网络服务(NS ) 层直接进行转发，作为BSC与SGSN之间的数据中转，此时，BSC从SGSN 上获得接入服务；实线双箭头表示SGSN工作异常时的信息流向，当E-SGSN 监测到SGSN工作异常时，E-SGSN不再转发BSC的接入信息给SGSN，而 是直接将接入信息经E-SGSN通过IP骨干网发送给GGSN，此时，BSC从 E-SGSN上获得接入服务。
在应用本发明时， 一个无线分组网络中可以接入一个或一个以上 E-SGSN, —个E-SGSN可以同时接入一个以上BSC,代替一个或一个以上 SGSN的接入工作。
图3所示实施例一中，E-SGSN在NS层进行数据的转发，这只是本发 明的较佳示例，并不限制本发明的应用，上述在NS层完成的交换功能还可 以由其它功能层来实现，如帧中继(FR)层等。
下面以GPRS网络为例，详细介绍网络冗余设备E-SGSN的组成及工作原理。
图4为本发明无线分组网络冗余设备实施例一的结构图，如图4所示， E-SGSN由SGSN链路状态管理模块410，链路交换控制模块420、第一基 站控制器网络服务实体(BSC-NSE)服务模块430、第二 BSC-NSE服务模 块440以及SGSN链路状态监测模块450组成，其中，SGSN链路状态管理 模块410发送切换命令给链路交换控制模块420，发送启动或复位命令给第 一 BSC-NSE服务模块430和第二 BSC-NSE服务模块440,发送查询命令给 SGSN链路状态监控模块450,并接收四个模块的反馈信息，从而对管理和 控制其它四个模块的动作。
SGSN链路状态监控模块450，用于监测SGSN与E-SGSN之间的链路 通信状态，作为判断SGSN是否工作正常的依据。SGSN链路状态管理才莫块 410通过查询SGSN链路状态监控模块450,获取SGSN与E-SGSN之间的 链路通信状态。
SGSN链路状态监控模块450接收来自SGSN链路状态管理模块410的 查询命令，并发送E-SGSN与SGSN之间的链路状态信息给SGSN链路状态 管理模块410。如果E-SGSN与SGSN之间的通信链路状态正常，则E-SGSN 判定SGSN工作状态为正常；如果E-SGSN与SGSN之间的通信链路不通， 则E-SGSN判定SGSN的工作状态为异常。
SGSN链路状态监控模块450的功能可以集成在SGSN链路状态管理模 块410中，由SGSN链路状态管理模块410监测SGSN与E-SGSN之间的链 路通信状态，作为判断SGSN是否工作正常的依据。
链路交换控制模块420中存储有预先配置的BSC链路集和SGSN链路 集，用于控制BSC的链路切换。当SGSN工作正常时，链路交换控制模块 420接收来自SGSN链路状态管理模块410的切换命令，将BSC的链路切 换到相应的SGSN上；当SGSN工作异常时，链路交换控制模块420接收来 自SGSN链路状态管理模块410的切换命令，将BSC的链路切换到相应的 BSC-NSE服务模块上，保证BSC通过对应的SGSN或BSC-NSE服务模块 获取接入服务。
第一 BSC-NSE服务模块430以及第二 BSC-NSE服务模块440,由SGSN 链路状态管理模块410控制，用于代替SGSN提供BSC的接入服务；当SGSN 工作异常时，BSC-NSE服务模块接收来自SGSN链路状态管理模块410的 启动命令，代替工作异常的SGSN为BSC提供接入服务；当SGSN工作恢 复正常时，BSC-NSE服务模块接收来自SGSN链路状态管理模块410的复 位命令，停止接入服务，恢复初始状态。其中第一 BSC-NSE服务模块430 和第二 BSC-NSE服务模块440分别代替不同的SGSN提供接入服务，参考 图2的结构，在本实施例中E-SGSN作为第一 SGSN和第二 SGSN网络冗余 设备，当第一SGSN工作异常时，由第一 BSC-NSE服务模块430代替第一 SGSN，为BSC提供接入服务；当第二 SGSN工作异常时，由第二BSC-NSE 服务模块440代替第二 SGSN，为BSC提供接入服务；
本实施例中不同的BSC-NSE服务模块对应不同的SGSN，仅为本发明 的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，在本发明无线分组网络冗余设备 中，可以由同一个BSC-NSE服务模块代替不同的SGSN,为BSC提供接入 服务。
以图4所示GPRS冗余系统和网络冗余设备为基础，对本发明中的网络 冗余方法进行说明。
图5为本发明无线分组网络冗余方法实施例一的流程图，如图5所示， 无线分组网络冗余方法步骤如下
步骤510: E-SGSN通过监测自身与SGSN之间的链路通信状态来获取 SGSN的链路状态信息，若SGSN工作异常，执行步骤520，若SGSN工作 正常，执行步骤530。
步骤520: E-SGSN将BSC链路集切换到E-SGSN中的BSC-NSE服务 模块上；同时SGSN链路状态管理模块通知BSC-NSE服务模块启动服务。
步骤521: BSC-NSE服务模块发送基站小区复位消息给BSC。
步骤522: BSC复位并重新上报小区(CELL)信息，与BSC-NSE服务 模块建立连接。
步骤523: BSC通过E-SGSN获得接入服务，流程结束。
步骤530: E-SGSN接收来自BSC和SGSN的Gb接口数据包，并在NS 层直接进行转发，使BSC与SGSN建立连接。
步骤531: SGSN提供BSC的接入服务。
通过上述步骤可见，当SGSN发生故障后，E-SGSN代替故障的SGSN 提供接入服务。
当SGSN恢复工作后，维护人员可以通过维护命令分别通知E-SGSN将 链路切换回SGSN， E-SGSN中的SGSN的链路状态管理模块通知链路交换 表模块把BSC链路集切换给恢复工作的SGSN,并通知BSC-NSE服务模块 复位，恢复到初始状态。E-SGSN转发来自接入控制器的接口数据给SGSN。
在图5所示实施例一中，BSC可以是一个或一个以上，BSC对应的SGSN 可以是一个或一个以上。上述步骤中，在NS层完成的交换功能可以由其它 功能层来实现，如FR层等。
通过上述实施例一，无线分组网络实现了网络级冗余。为了提高网络的 可靠性，在设置E-SGSN时可以同时设置两个或两个以上。下面以同时设置 两个E-SGSN的情况为例进行详细的说明。
图6为本发明无线分组网络冗余系统结构实施例二的示意图，如图6所 示，第一 E-SGSN和第二 E-SGSN之间通过心跳信号进行信息交互。通过两 个E-SGSN交换的各自与SGSN之间的链路状态信息，判断SGSN的工作状 态。
但是，当E-SGSN与SGSN间的链路状态信息显示链路不通时，有可能 是E-SGSN和SGSN间的链路有问题，而SGSN工作正常。为了避免在这种 情况下仍然进行切换，仅当两个E-SGSN均监测到SGSN的链路不通时，才 判定SGSN工作异常，即如果两个E-SGSN与SGSN之间的链路通信状态至 少有一个是正常的，则确定SGSN工作状态为正常；如果两个E-SGSN与 SGSN之间的通信链路都不通，则确定SGSN工作状态为异常。
与实施例一中相似，BSC通过E-SGSN接入到原来为该BSC服务的SGSN。与实施例一中不同的是， 一个BSC可以通过两个E-SGSN接入到原 来为其服务的SGSN,两个E-SGSN设备中一个为主E-SGSN，另一个为/人 E-SGSN。当SGSN工作异常时，由主E-SGSN代替SGSN进行接入服务， 当主E-SGSN工作异常时，由从E-SGSN代替主E-SGSN进行接入服务。本 实施例中，第一 BSC610分别通过第一 E-SGSN620和第二 E-SGSN621接入 到第一 SGSN。假设第一 E-SGSN为第一 SGSN的主E-SGSN,第二 E-SGSN 为第一 SGSN的从E-SGSN。图6中，实线双箭头表示第一 BSC发送的4妄口 数据的信号流向。
当两个E-SGSN都监测到自身与第一 SGSN630之间的链路状态正常时， 确定第一 BSC对应的第一 SGSN630工作正常，第一E-SGSN和第二 E-SGSN 都将第一 BSC610发送的接口数据转发到第一 SGSN630上；
当两个E-SGSN中只有一个监测到自身与第一 SGSN630之间的链路状 态正常时，例如，只有第二E-SGSN621监测到自身与第一SGSN630之间的 链路状态正常时，仍然判定第一 SGSN630工作正常。由于第一 E-SGSN620 与第一 SGSN630之间的链路状态异常，第一 E-SGSN620无法为第一 BSC610 转发接口数据给第一 SGSN630，所以第一 E-SGSN620将接收到的接口数据 转发给第二 E-SGSN621,由第二 E-SGSN621将第一 BSC610发送的接口数 据转发给第一 SGSN630。类似的，当只有第一 E-SGSN620监测到自身与 SGSN之间的链路状态正常时，第二 E-SGSN621将接收到的来自第一 BSC610的接口数据转发给第一 E-SGSN620，由第一 E-SGSN620进行接口 数据的转发。
当两个E-SGSN监测到自身与第一 SGSN630之间的链路状态均异常时， 判定第一 SGSN630工作异常，首先采用主E-SGSN,即第一 E-SGSN进行 接入接管，从E-SGSN将来自第一 BSC610接口数据转发给第一 E-SGSN， 由第一 E-SGSN620代替第一 SGSN630负责第一 BSC610的接入服务；同时， 第一E-SGSN620和第二E-SGSN621通过心跳信号交换各自的工作状态，当 第二 E-SGSN621监测到第一 E-SGSN620也发生故障时，第二 E-SGSN621代替第一 SGSN630接管第一 BSC610的接入服务，即将第一 BSC610 4秦入 到第二 E-SGSN621上，由第二 E-SGSN负责第一 BSC的接入服务。
类似的第二 BSC611分别通过第一 E-SGSN620和第二 E-SGSN621接入 到第二SGSN。图6中，虚线双箭头表示第二BSC611发送的接口数据的信 号流向。第二BSC611的接入过程和第一BSC610的接入过程相同，在此不 再赘述。
在实施例二中，BSC、 E-SGSN、 SGSN的接口协议层结构以及信息流向 参考图7,图7为本发明无线分组网络冗余系统实施例二中的接口协议结构 的示意图，与实施例一中不同的是，由于网络中有两个网络冗余{殳备 E-SGSN，在两个网络冗余设备E-SGSN之间需要进行接口数据的传递。在 实施例二中，两个E-SGSN通过适当的接口如Gb与IP转换(Gb over IP ) 接口交换由BSC发送的接入信息。
在应用本发明时， 一个无线分组网络中可以接入两个或两个以上 E-SGSN,其中一个作为主E-SGSN,其余的作为从E-SGSN。
本实施例二中，在NS层完成的交换功能也可以由其它功能层来实现， 如FR层。两个E-SGSN之间通过Gb over IP接口进行数据传输，只是本发 明的一个较佳示例，并不对本发明进行限制，在应用本发明时，可以采用其 它接口技术实现。
为了实现两个冗余设备之间的数据传输，本发明提供的网络冗余设备中 设置有链路集模块和接口模块。下面结合图8进行详细的说明。
困8为本发明无线分组网络冗余设备实施例二的结构图，如图8所示， 在主E-SGSN中包括SGSN链路状态管理模块、SGSN链路交换控制模块、 第一和第二BSC-NSE服务模块、Gb overIP接口模块；在从E-SGSN中包 括SGSN链路状态管理模块、SGSN链路交换控制模块、第 一 和第二 B SC-NSE 服务模块、GboverIP接口模块、BSC-NSE IP链路集模块。
SGSN链路状态管理模块在主E-SGSN和从E-SGSN中用于监测SGSN 的工作状态，并控制链路交换控制模块和BSC-NSE服务模块。SGSN链路状态管理4莫块通过监测E-SGSN与SGSN之间的通信链路状态，获取SGSN 的工作状态信息，即实现SGSN链路状态监控模块的功能；根据SGSN不同 的工作状态信息发送切换命令给链路交换控制模块；当判定SGSN工作异常 时，发送启动命令给BSC-NSE服务模块，当判定SGSN工作恢复正常时， 发送复位命令给BSC-NSE服务模块。
链路交换控制模块用于BSC链路的切换，在主E-SGSN中，链路交换 控制模块接收来自于SGSN链路状态管理模块的切换命令，在SGSN工作正 常时，将BSC链路集切换到BSC对应的SGSN链路集上；在SGSN工作异 常时，将BSC链路集切换到BSC对应的BSC-NSE服务模块上，从而使BSC 获取接入服务；在从E-SGSN中，链路交换控制模块接收来自于SGSN链路 状态管理模块的切换命令，在SGSN工作正常时，将BSC链路集切换到BSC 对应的SGSN链路集上，在SGSN工作异常时，将BSC链路集切换到 BSC-NSE IP链路集模块上，进而通过Gb over IP接口模块将BSC接口数据 转发给主E-SGSN。
BSC-NSE服务模块用于BSC的接入服务，在主E-SGSN中，在SGSN 工作异常时，接收来自SGSN链路管理模块的启动命令，代替工作异常的 SGSN进行接入服务。在SGSN工作恢复正常时，接收来自SGSN链路管理 模块的复位命令，停止接入服务，恢复初始状态。与图4所示无线分组网络 冗余设备实施例一中本实施例中BSC-NSE服务模块的作用相同，不同的 BSC-NSE服务模块对应不同的SGSN,在此不再赘述。
若主E-SGSN出现故障或工作异常，由从E-SGSN代替主E-SGSN工作， 即由从E-SGSN中的BSC-NSE服务模块提供BSC的接入服务。
在本实施例中，不同的BSC-NSE服务模块对应不同的SGSN仅为本发 明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，在本发明无线分组网络冗余设 备中，可以由同一个BSC-NSE服务模块代替不同的SGSN,为BSC提供接 入服务。
Gb over IP接口模块用于在主从E-SGSN之间的传递接口数据。当SGSN工作异常时，在主E-SGSN上的Gb over IP接口模块接收来自从E-SGSN上 的Gb over IP接口模块的BSC接口数据，并将接口数据发送给主E-SGSN 上的BSC-NSE服务模块；在从E-SGSN中的Gb over IP接口模块接收来自 从E-SGSN中BSC-NSE IP链路集模块发送的BSC接口数据，并将接口数据 转发给主E-SGSN上的Gb over IP接口模块，从而使发送给从E-SGSN的 BSC接口数据转发到主E-SGSN上。
在本实施例中，主从E-SGSN之间通过GboverIP接口模块传递接口数 据仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，在本发明中，主从 E-SGSN之间还可以通过其它接口模块传递接口数据。
BSC-NSE IP链路集模块用于BSC的链路切换，在从E-SGSN中，当 SGSN工作异常时，BSC-NSE IP链路集模块接收BSC发出的接口数据，并 将接口数据发送给从E-SGSN上的Gb over IP接口模块进行转发。
以图8所示GPRS冗余系统和网络冗余设备为基础，对本发明中的网络 冗余方法进4于i兌明。
图9为本发明无线分组网络冗余方法实施例二的流程图，如图9所示， 存在两个E-SGSN的网络冗余方法步骤如下
步骤910:两个E-SGSN之间交换各自与SGSN之间的链路状态信息， 根据交互的链路状态信息判断SGSN工作是否正常，若链路状态信息均显示 两个E-SGSN与SGSN之间的通信链路出现问题时，判断出SGSN工作异常， 执行步骤920;否则，SGSN工作正常，执行步骤930。
步骤920:主E-SGSN将BSC链路集切换到主E-SGSN上的BSC-NSE 服务模块并通知该BSC-NSE服务模块启动服务，同时主E-SGSN通过心跳 信号通知从E-SGSN将BSC链路集切换到主E-SGSN上。
步骤921: 从E-SGSN接收来自主E-SGSN的链路切换命令，将BSC 链路集切换到该从E-SGSN上的BSC-NSE IP链路集才莫块上，通过Gb over IP 模块将接口数据转发给主E-SGSN上的Gb over IP模块。
步骤922:主E-SGSN通过自身Gb over IP模块将从E-SGSN发送的数据转发给BSC-NSE服务模块。
步骤923:主E-SGSN上的BSC-NSE服务模块发送复位消息给接入的 BSC,如发送CELL复位消息。
步骤924: BSC复位并重新上报基站小区信息，与BSC-NSE服务模块
建立连接。
步骤925: BSC通过E-SGSN获得接入服务。结束流程。 步骤930:从E-SGSN将BSC的接口数据发送给主E-SGSN。 本步骤中，从E-SGSN通过自身的BSC-NSE IP模块和Gb over IP模块
进行数据的转发。
步骤931:主E-SGSN转发BSC接口数据给SGSN,使BSC与SGSN 建立连接。
步骤932: SGSN提供BSC的接入服务。
通过上述步骤可见，当SGSN发生故障后，主E-SGSN代替故障的SGSN 提供接入服务。
当SGSN恢复工作后，维护人员可以通过维护命令分别通知主E-SGSN 和从E-SGSN将链路切换回SGSN，主E-SGSN和从E-SGSN中的SGSN的 链路状态管理模块通知链路交换表模块把BSC链路集切换给恢复工作的 SGSN，并通知BSC-NSE服务模块复位，恢复到初始状态。主E-SGSN和从 E-SGSN分别转发来自接入控制器的接口数据给SGSN。
在本实施例二中，两个E-SGSN以主从方式工作。在本发明中，以主从 方式工作的E-SGSN可以是两个或两个以上，并且两个或两个以上的 E-SGSN不限于主从负荷分担工作方式。
上述实施例应用于GPRS网络，实现GPRS网络的网络级冗余。本发明 还可以用在其它无线分组网络，如宽带码分多址(WCDMA)网络中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
权利要求
1、一种无线分组网络冗余系统，至少包括接入控制器，网关通用分组无线业务支持节点SGSN，其特征在于，该系统还包括用于提供SGSN冗余备份的网络冗余设备增强的网关通用分组无线业务支持节点E-SGSN，所述接入控制器将接口数据发送给E-SGSN；所述E-SGSN接收来自接入控制器的接口数据，并监测SGSN的工作状态，在SGSN工作正常时，E-SGSN向SGSN转发接口数据；在SGSN工作异常时，E-SGSN为接入控制器提供接入服务；所述SGSN接收E-SGSN转发的接口数据，为接入控制器提供接入服务。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述E-SGSN包括两个或两个以上，各E-SGSN之间通过心跳信号进行交互。
3、 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述E-SGSN中一个E-SGSN为主E-SGSN，剩余的E-SGSN为从E-SGSN。
4、 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在SGSN工作异常时，所述从E-SGSN将来自接入控制器的接口数据转发给所述主E-SGSN，由主E-SGSN为接入控制器提供接入服务。
5、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述无线分组网络是通用无线分組业务GPRS网络或宽带码分多址WCDMA网络；所述接入控制器是基站控制器BSC或无线网络控制器RNC。
6、 一种无线分组网络冗余方法，该无线分组网络至少包括用于提供SGSN冗余备份的网络冗余设备E-SGSN,接入控制器及SGSN,其特征在 于，该方法包括步骤A、 E-SGSN监测SGSN的工作状态，若SGSN工作正常，则执行步骤B,若SGSN工作异常，则执行步骤C;B、 E-SGSN将接入控制器发送的接口数据转发给SGSN, SGSN为接入控制器提供接入服务，结束流程；C、 E-SGSN代替SGSN工作，为接入控制器提供接入服务。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A中所述E-SGSN 监测SGSN工作状态的方法是所述E-SGSN监测自身与SGSN之间的通信链路状态，若E-SGSN与 SGSN之间的通信链路工作正常，则判定SGSN工作正常；若E-SGSN与 SGSN之间的通信链路工作异常，则判定SGSN工作异常。
8、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述E-SGSN包括两个 或两个以上，步骤A中所述E-SGSN监测SGSN工作状态的方法是所述各E-SGSN之间交换自身与SGSN之间的通信链路状态，当全部 E-SGSN与SGSN之间的通信链路均发生故障时，确定SGSN工作异常。
9、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B中所述E-SGSN 转发接口数据的方法是所述E-SGSN在网络服务NS层将接口数据转发给 SGSN。
10、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B前进一步 包括与所述SGSN之间的通信链路发生故障的E-SGSN，将来自所述接入控 制器的接口数据转发给与该SGSN之间的通信链路工作正常的E-SGSN。
11、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C中所述E-SGSN 代替SGSN工作的方法是Cl、所述E-SGSN将SGSN工作异常前提供接入服务的接入控制器的 链路集从SGSN上切换到E-SGSN上；C2、所述E-SGSN启动服务，并发送复位消息给接入控制器； C3、所述接入控制器复位并向主E-SGSN上报接口数据； C4、所述E-SGSN为接入控制器提供接入服务。
12、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述E-SGSN包括一个 主E-SGSN和一个或一个以上从E-SGSN,步骤C中具体包括C5、所述主E-SGSN将接入控制器的链路集切换到主E-SGSN，主E-SGSN接收接入控制器发送的接口数据；C6、所述从E-SGSN将接入控制器的链路集切换到从E-SGSN,从 E-SGSN将来自接入控制器的接口数据转发给主E-SGSN。C7、所述主E-SGSN启动服务，并发送复位消息给接入控制器；C8、所述接入控制器复位并向主E-SGSN上报接口数据；C9、主E-SGSN为接入控制器提供接入服务。
13、 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤C6中所述从 E-SGSN与主E-SGSN之间转发接口数据使用的协议是Gb接口协议与互联 网协议转换协议Gb over IP接口协议。
14、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述SGSN恢复正常 工作后，该方法进一步包括Dl、所述E-SGSN将接入控制器的链路切换至SGSN;D2、所述E-SGSN转发来自接入控制器的接口数据给SGSN。
15、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述E-SGSN包括一个 主E-SGSN和一个或一个以上从E-SGSN,在所述SGSN恢复正常工作后， 该方法进一步包括D3、所述主E-SGSN将接入控制器的链路切换至SGSN; D4、所述从E-SGSN将接入控制器的链路从主E-SGSN上切换至SGSN; D5、所述主E-SGSN和所述从E-SGSN分别转发来自接入控制器的接 口数据给SGSN。
16、 一种无线分组网络冗余设备，其特征在于，包括SGSN链路管理模 块、SGSN链路状态监控模块、链路交换控制模块、网络服务实体模块，其 中，SGSN链路管理模块，发送查询命令给SGSN链路状态监控模块，发送 切换命令给链路交换控制模块，发送启动或复位命令给网络服务实体模块并 接收上述模块的反馈信息；SGSN链路状态监控模块，监控E-SGSN与SGSN之间通信链路的状态，接收来自SGSN链路管理模块的查询命令，将E-SGSN与SGSN之间的通信 链路状态反馈给SGSN链路管理模块。链路交换控制模块，用于接入控制器与网络冗余设备之间的链路交换控 制，接收SGSN链路管理模块的切换命令，在SGSN工作正常时，将接入控 制器的链路集切换到SGSN上，在SGSN工作异常时，将接入控制器的链路 集切换到网络服务实体模块上；网络服务实体模块，在SGSN工作正常时，网络服务实体模块接收SGSN 链路管理模块的启动命令，代替该SGSN为接入控制器提供接入服务，在 SGSN工作恢复正常时，网络服务实体模块接收SGSN链路管理模块的复位 命令，停止接入服务，复位到初始状态。
17、根据权利要求16所述的无线分组网络冗余设备，其特征在于，所服务实体模块包括两个或两个以上，分别对应所述的两个或两个以上SGSN, 在对应的SGSN工作异常时，网络服务实体模块代替对应的SGSN为接入控 制器提供接入服务。
18、 根据权利要求16所述的无线分组网络冗余设备，其特征在于，该 设备进一步包括链路集模块，所述链路集模块，接收来自接入控制器的接口数据，并将该接口数据转 发给接口模块；在SGSN工作异常时，所述链路交换控制模块将接入控制器的链路集切 换到链路集模块。
19、 根据权利要求16或18所述的无线分组网络冗余设备，其特征在于， 该设备进一步包括接口模块，所述接口模块，在SGSN工作异常时，接收来自其它无线分组网络冗余 设备的接入控制器的接口数据，并将接收到的接口数据转发给网络服务实体 模块或者接收来自链路集模块的接入控制器的接口数据，并将接收到的接口 数据转发给其它无线分组网络冗余设备。
全文摘要
本发明公开了一种无线分组网络冗余系统，包括接入控制器，网关通用分组无线业务支持节点SGSN，系统还包括网络冗余设备，由网络冗余设备监测SGSN的工作状态，在SGSN工作正常时，将接入控制器发送的接口数据转发给SGSN；在SGSN工作异常时，E-SGSN代替SGSN工作，为接入控制器提供接入服务。本发明还公开了一种无线分组网络冗余方法和网络冗余设备，采用该系统和方法以及网络冗余设备，能在不改变现有网络设备的情况下，实现无线分组网络的网络级冗余备份，从而提高无线分组网络可靠性。
文档编号H04L1/22GK101174936SQ20061013764
公开日2008年5月7日 申请日期2006年10月31日 优先权日2006年10月31日
发明者铭 蒋 申请人:华为技术有限公司