[发明专利]一种应用于TD-LTE物联网业务隔离环境的核心网备份方法

说明书

本申请公开了一种应用于TD‑LTE物联网业务隔离环境的EPC备份的方法，包括：配备两个互为备份的分组演进核心网(EPC)，所述两个EPC的配置中，应用接口的配置相同，操作管理维护(OAM)接口的配置不同；所述两个EPC通过点对点心跳消息获取对方的心跳状态、网络状态及级别(level)，并根据获取的信息确定一方为主EPC，另一方为备EPC；由主EPC提供对外的应用接口及服务。应用本申请公开的技术方案，能够实现低复杂度、低成本、切换时间短的EPC备份。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种应用于TD-LTE物联网业务隔离环境的核心网备份方法。

背景技术

时分长期演进(TD-LTE)无线通信系统网络架构主要包括用户设备(UserEquipment,UE)、演进的通用陆地无线接入网络(Evolved Universal TerrestrialRadio Access Network,E-UTRAN)、分组演进核心网(Evolved Packet Core，EPC)。E-UTRAN由基站(Evolved NodeB,eNodeB)组成，eNodeB通过空中接口与UE进行信令和用户面数据的交互。EPC对外呈现为三个应用接口，S1-MME接口是EPC与eNodeB之间的信令接口，S1-U接口是EPC与eNodeB之间的用户面接口，SGi是EPC与分组数据网(Packet Data Network，PDN)之间的接口；同时，EPC还支持操作管理维护(OAM)接口，用于与上层网管演进操作维护中心(eOMC)进行通信。TD-LTE无线通信系统网络架构参见图1。

PDN网络与UE之间的数据通信分为上行和下行，UE发往PDN网络的上行数据通过eNodeB转发至EPC S1-U接口，EPC解析目标地址后从SGI接口交付给指定PDN服务器，PDN网络发往UE的下行数据进入EPC SGI接口，EPC解析目标地址匹配在线UE及对应承载并将下行数据从S1-U接口转发至eNodeB，再由eNodeB通过空中接口交付给指定UE。

在TD-LTE物联网环境中，EPC是无线通信系统网络与外部PDN网络的接口，物联网终端与PDN网络的数据交互都需要通过EPC进行转发，因此在TD-LTE物联网环境中，对EPC的安全性、稳定性及可用性都有较高的要求。另外，在TD-LTE物联网环境的专网系统应用中，由于业务等级、业务类型的不同，可能需要使用业务隔离来保证业务数据的安全性，即要求使用多个EPC以保证SGI接口能够针对不同业务类型进行区分。与EPC备份结合组网，参见图2。

目前对EPC进行备份的方案有三种：

1.使用ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture，高级通信计算架构)硬件框架，支持多机框的方式。通过主控板检测及调度备份的业务板，同时只有一块业务板作为激活(Active)状态在工作，其他业务板处于备用(Standby)状态。当Active板出现故障时，主控板检测出来，并将原Active板上的业务切换到Standby板上。整个设备对外呈现的是一个EPC，接口配置由主控板负责。

2.使用1-1独立备份：备份的两个EPC是独立的设备，其对外的接口配置为2套，两个EPC同时工作。在eNodeB侧配置两个EPC的信息，eNodeB同时与两个EPC建立连接，eNodeB为UE选择优先级高的EPC进行接入，如果无法与高优先级的EPC建立连接，则选择次优先级的EPC接入。对于北向接口——SGI口，两个EPC也各有一个独立的SGI口配置，交换机通过地址解析协议(ARP)信息将PDN网络发送给UE的下行数据包路由到对应的EPC SGI口。

3.双服务器热备份：两个服务器的配置完全一致，对外只呈现为一个EPC，两个服务器通过媒体接入控制(MAC)层自定义消息的广播确定互备双方的主备状态，由主服务器对外提供服务。

在TD-LTE物联网中，根据电力专网的特点及需求，上述几种对EPC进行备份的方案存在一些问题：