专利名称：一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法
技术领域：
本发明属于通讯设备应急倒换方法技术领域，具体涉及一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法。
背景技术：
移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。移动通信有很多种通信制式，其中，GSM数字蜂窝移动通信运用最为广泛。GSM系统是依据欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM技术规范研制的，是一种开放式结构和面向未来设计的系统。GSM系统是由各功能实体组成，并且可与各种公用通信网(PSTN、ISDN、PDN等)互连互通，如图1所示。
移动业务交换中心(MSC)，MSC是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体基站控制器BSC、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网(公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN)的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。MSC可为移动用户提供一系列业务电信业务，如电话、紧急呼叫、传真和短消息服务等；承载业务，如3.1KHz电话，同步数据0.3kbit/s～2.4kbit/s及分组组合和分解(PAD)等；补充业务，如呼叫前转、呼叫限制、呼叫等待、会议电话和计费通知等。作为网路的核心，MSC还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网路功能。
访问用户位置寄存器(VLR)，VLR是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动用户的归属用户位置寄存器(HLR)处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为一个动态用户数据库。一般情况下，VLR功能是在MSC中综合实现的。归属用户位置寄存器(HLR)，HLR是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网，所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中，这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相关动态信息数据。这样，任何入局呼叫可以即刻按选择路径送到被叫的用户。
鉴权中心(AUC)，GSM系统采取了特别的安全措施，例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。AUC存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。一般情况下，AUC是HLR的一个功能单元，专用于GSM系统的安全性管理。移动设备识别寄存器(EIR)，移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格，在表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的MS设备，都能采取及时的防范措施，以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。
网关移动交换中心(GMSC)，对于容量比较大的移动通信网，一个本地网可包括若干个MSC、VLR和HLR，为了建立固定网用户与GSM移动用户之间的呼叫，无需知道移动用户所处的位置，此呼叫首先被接入到关口移动业务交换中心，称为GMSC，入口交换机负责获取位置信息。GMSC具有与固定网和其它本地网实体互通的接口，GMSC功能可以在MSC中实现，也可以根据网络情况，将GMSC功能独立出来，用专门的设备完成，提供网间结算话单。图3-1中，MSC和PSTN的通信，可以直接连接，也可以通过专用GMSC设备转接。汇接移动交换中心(TMSC)，对于容量比较大的移动通信网，一个本地网可包括若干个MSC，这些MSC之间的通信不可能都点点连接，就需要通过单独设立的TMSC汇接完成，根据网络规模可以划分为一级汇接移动交换中心(TMSC1)和二级汇接移动交换中心(TMSC2)。图3-1中，MSC之间的通信，可以直接连接，也可以通过TMSC设备汇接。
基站收发信台(BTS)，BTS属于基站子系统的无线部分，由基站控制器(BSC)控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台(MS)之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。基带单元主要用于必要的话音和数据速率适配以及信道编码等。载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合等。控制单元则用于BTS的操作与维护。另外，在BSC与BTS不设在同一处需采用Abis接口时，传输单元是必须增加的，以实现BSC与BTS之间的远端连接方式。如果BSC与BTS并置在同一处，只需采用BS接口时，传输单元是不需要的。
基站控制器(BSC)，基站控制器(BSC)管理控制BTS，并对各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。BSC主要作用是，控制与MSC相接的A接口或与码变换器相接的Ater接口的数字中继控制部分；控制与BTS相接的Abis接口或BS接口的BTS控制部分；控制公共处理部分，包括与操作维护中心相接的接口控制；控制交换部分。
移动台(MS)，移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移动台包括手持台、车载台和便携式台。移动台另外一个重要的组成部分是用户识别模块(SIM)，它是一张符合ISO标准的“智能”卡，它包含所有与用户有关的和某些无线接口的信息，其中也包括鉴权和加密信息。
归属用户位置寄存器HLR作为GSM移动网中所有业务的基础支撑网元，负责全网用户数据的存储，随着大容量HLR在现网的广泛使用，HLR业务中断将直接对网络质量和用户感知的产生巨大的影响，而设备本身的存储介质又是高故障率设备，因此对核心网HLR进行容灾备份方案是非常必要而且是非常重要的。
对归属用户位置寄存器HLR设备进行备份的主要目的是当发生火灾等自然灾害或HLR设备单机发生重大事故时，且无法在短时间内恢复正常运行的情况下，可以在规定时间内启用另一个HLR来代替故障HLR为用户提供服务，以保证移动网络的服务质量及网络安全。
现有的HLR应急方案主要有以下三类一1+1备份方案。该方案要求为网上的每一个HLR均配置一个备份HLR，如果同时为了满足容灾的需求，该备份HLR应与主用HLR通过数据链路或七号信令链路相连，实时或定时同步相关数据，任何静态、动态数据更改都必须实时同步到备份HLR中，备份HLR与主用HLR数据完全保持一致。“1+1”备份方式要求主、备份HLR的软、硬件配置应完全相同。
二N+1实时备份方案“N+1”备份方案是N台HLR用1台备份HLR备份，主用HLR承担该局点HLR所有的动态用户数据处理，备份HLR中需存储由它提供备份服务的所有HLR中的数据总和，即多台HLR均定时与备份HLR互通，所有静态数据与动态数据更改都必须实时同步到该备份HLR中。这种备份方式要求备份HLR的容量是所有需备份HLR的容量总和，主用HLR中的任一台发生故障，备份HLR均可替代它为用户提供服务，同时对全网的服务质量不会造成任何影响。该方案一般主用HLR和备用HLR采用同一厂家同硬件平台设备。
三N+1非实时备份方案。主用HLR承担该局点HLR所有的动态用户数据处理，1个备用HLR承担所有N个局点HLR总容量所有的静态数据备份。正常情况下备份HLR并不处理业务，当某个HLR不可用时，可将数据存储服务器中备份的该HLR的数据装入备份HLR中并启动，为中断业务的HLR所管辖的用户提供服务，备份HLR也需连入七号信令网。备份HLR的容量应取所备份HLR中的最大容量，该方案的容灾切换时间长，一定时间内影响用户服务质量。
而目前HLR(Home Location Register，归属用户位置寄存器)应急方案所采用的倒换方法为在主用HLR发生故障并需要备份HLR接管其业务时，需人工将备份HLRID(Home Location Register Identity，归属用户位置寄存器标识)修改成主用HLRID。影响接管业务时间，严重时可能造成备份HLR退服。
发明内容
为克服现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，该倒换方法能够使业务恢复达到秒级甚至不影响业务、投资成本低而且维护方便。
所述的一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，应用于移动通信网络，包括以下步骤备份HLR配置一独立的HLRID；STP(Signal transfer point，信令转接点)增设主用HLR的备用信令，并路由至备份HLR；MSC/GW(Gateway，网关)增设本地号段至本地HLR的备用信令，并路由至备份HLR；备份HLR经STP转接各类网元(包括MSC/GW/SCP/SGSN/SMC等)信令；主备HLR进行倒换时，STP中断到主用HLR的信令链路，并将主用HLR的信令切换至备用HLR。
作为上述技术方案的改进，还可在备份HLR上设置用于平常业务测试的号码。
所述的一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，通过为备份HLR配置独立的HLRID，并在备份HLR上放置HLRID相关的若干用户号码，这些用户号码在平常可进行业务测试，以保证备份HLR功能及业务正常。由于备份HLR具有独立HLRID，一旦主用HLR出现故障，备份HLR自动接管该HLR下所有用户业务，可以保证业务接管实现无缝接管。相比原有倒换方法，在日常即可对备份HLR的各项功能进行测试。避免了系统资源的浪费，投资成本明显降低，接管业务过程中，不需要人工干预，应急时间达到秒级甚至无缝倒换，故障业务的恢复简单快捷，而且该系统的维护成本低、方便。
图1为GSM移动通信网络结构示意图。
图2为本发明一较佳实施例所应用的HLR容灾系统结构示意图。
图3为本发明一较佳实施例的实现示意图。
具体实施例方式
现结合说明书附图，详细说明本发明的一较佳实施例。
参见图2所示的HLR容灾系统，包括下述方面的设备连接及数据配置。
信令网的连接主用HLR分别与归属STP开设直达信令链路，根据实际需求本地网内MSC/GMSC可与主备HLR开设信令直达信令链路，如本地网内MSC/GMSC与主备HLR未设置直达信令链路，所有信令消息均通过STP转接；备份HLR只与STP相连，该HLR所服务用户所产生的与HLR相关的信息均需通过STP转接的要求，包括消息转接能力和GT(Global Title，全局名)翻译能力。
主备HLR间连接主备用HLR间的信令消息通过STP转接，同时主备HLR之间通过建立专用数据链路方式实现内部通信。
BOSS(Business Operation Support System，业务运营支撑系统)系统连接主备用HLR均与BOSS系统建立连接。
该实施例中的备份HLR采用N+1实时备份方案，备份HLR的容量大于等于N个主用HLR用户容量的总和，同时考虑到后扩容需求，须在总量的基础上设置30％的冗余，静态备份HLR用户容量不得小于500万，其处理能力不小于N个主用HLR中最大容量HLR的处理能力。同样，备份HLR也可采用N+1非实时备份方案或1+1备份方案。
备份HLR与BOSS的接口需采用TCP/IP协议的以太网接口，应支持100M带宽。
局数据设置STP，增加省内所有主用HLR的备用信令，并路由至备份HLR；本地网，本地所有MSC/GW增加本地号段至本地HLR的备用信令路由至备份HLR(MTP(Message Transfer Part，信息传输部分)路由从归属LSTP(Lowsignal transfer point，低层信令转接点)转接)；备份HLR，设置一独立的HLRID，至省内各类网元(包括MSC/GW/SCP/SGSN/SMC)MSCID(Mobile Switching Center Identity，移动交换中心标识)指向其归属的LSTP，省际MSCID统一经HSTP(High signal transferpoint，高层信令转接点)转接，备份HLR上放置HLRID相关的若干用于平常业务测试的用户号码。
备份HLR的基本数据建立主备用是同一厂家的备份HLR系统调测建设的时候，一次性将主用HLR中的所有用户数据导出加载到备用HLR系统中。
数据同步备份系统正式运行后，当主备用HLR静态数据和动态数据实时同步。同步静态数据通过数据链路来实现。同步动态数据通过信令链路来实现。数据链路数据同步方式是对于所有通过BOSS系统(或本地维护终端)发送到主用HLR的操作指令在执行成功后，主用HLR将该指令通过主备HLR间数据专线同步到备用HLR的进行操作，以实现静态数据同步。信令链路数据同步是主用HLR对于所有通过手机进行的操作执行成功后，主用HLR的将构造一条私有的MAP消息通过STP将该操作同步到备用HLR，实现动态数据的同步。
参见图3，该发明实施例的工作过程如下主用HLR发生故障，备份HLR主动接替主用HLR工作；检查LSTP到主用HLR的信令链路是否完全中断，如否，需人工中断LSTP、MSC到主用HLR的信令链路；LSTP将主用HLR的信令自动切换到备用HLR，实现信令的自动切换。
权利要求
1.一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，应用于移动通信网络中的HLR容灾系统，其特征在于包括以下步骤备份HLR配置一独立的HLRID；STP增设主用HLR的备用信令，并路由至备份HLR；MSC/GW增设本地号段至本地HLR的备用信令，并路由至备份HLR；备份HLR经STP转接各类网元信令；主备HLR进行倒换时，STP中断到主用HLR的信令链路，并将主用HLR的信令切换至备用HLR。
2.如权利要求1所述的一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，其特征在于备份HLR上设置用于平常业务测试的号码。
3.如权利要求1所述的一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，其特征在于一台备份HLR对网内一台或一台以上的主用HLR实时备份。
4.如权利要求1所述的一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，其特征在于一台备份HLR对网内一台或一台以上的主用HLR非实时备份。
全文摘要
本发明公开了一种容灾归属用户位置寄存器的无缝倒换方法，属于通讯设备应急倒换方法技术领域。该倒换方法包括以下步骤备份HLR配置一独立的HLRID；STP增设主用HLR的备用信令，并路由至备份HLR；MSC/GW增设本地号段至本地HLR的备用信令，并路由至备份HLR；备份HLR经STP转接各类网元；主备HLR进行倒换时，STP中断到主用HLR的信令链路，并将主用HLR的信令切换至备用HLR。该倒换方法能够使业务恢复达到秒级甚至不影响业务、投资成本低而且维护方便。
文档编号H04W24/04GK101052155SQ20071006885
公开日2007年10月10日 申请日期2007年5月22日 优先权日2007年5月22日
发明者周平 申请人:中国移动通信集团浙江有限公司