Método para manejar el fallo de una MME en un sistema de paquetes evolucionado.

Método para manejar el fallo de una MME - Entidad de Gestión de Movilidad - en un EPS - Sistema de Paquetes Evolucionado - realizando restauración de la MME pro-activa

, en el que en la restauración de la MME pro-activa, se activa la relocalización y restauración de la MME del estado perdido, tan pronto como se detecta el fallo de dicha MME,

en el que múltiples UE - Equipo de Usuario - están unidos a una primera MME,

en el que dicha primera MME almacena primera información de contexto que representa los UE unidos a dicha primera MME,

en el que dichos UE están conectados a uno de múltiples eNB - NodoB evolucionado, en el que dicho eNB puede comunicar con dicha primera MME y con al menos dos MME vecinas, y en el que dichos UE pueden comunicar con dicha primera MME y con dichas al menos dos MME vecinas mediante dicho eNB,

caracterizado por las etapas de

detectar fallo de dicha primera MME,

enviar señalización de radiobúsqueda en masa a los UE en modo en espera que se ven afectados por el fallo de dicha primera MME, recogiendo por lo tanto información acerca de dichos UE en modo en espera, en el que dicha señalización de radiobúsqueda en masa se refiere a señalización de radiobúsqueda que se dirige a múltiples UE en modo en espera, en el que se usa la información de MME fallida como identificador en el mensaje de radiobúsqueda, en el que la etapa de enviar radiobúsqueda en masa se activa por la detección de dicho fallo, restaurar al menos partes de dicha primera información de contexto en una o varias de dichas MME vecinas usando la información recogida, y

re-establecer conexiones lógicas internas de red con dicha una o varias de dichas MME vecinas usando la primera información de contexto restaurada,

en el que se inicia la radiobúsqueda en masa mediante una de las MME vecinas que detecta el fallo de la primera MME o mediante el eNB que detecta fallo de dicha primera MME y

en el que una MME vecina que envía señalización de radiobúsqueda en masa puede notificar a otras MME vecinas del fallo detectado para evitar radiobúsqueda duplicada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/002312.

Solicitante: NEC EUROPE LTD.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Kurfürsten-Anlage 36 69115 Heidelberg ALEMANIA.

Inventor/es: SCHMID,STEFAN, TALEB,TARIK, PUNZ,GOTTFRIED.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS > Gestión de datos de red > H04W8/30 (Restauración de datos de red)

PDF original: ES-2540991_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Método para manejar el fallo de una MME en un sistema de paquetes evolucionado La presente invención se refiere a un método para manejar el fallo de una MME (Entidad de Gestión de Movilidad) en un EPS (Sistema de Paquetes Evolucionado) realizando restauración de MME pro-activa, en el que en una restauración de MME pro-activa, se activa la relocalización y restauración de la MME del estado perdido, tan pronto como se detecta el fallo de la MME, en el que múltiples UE (Equipo de Usuario) están unidos a una primera MME, en el que dicha primera MME almacena primera información de contexto que representa a los UE unidos a dicha primera MME, en el que dichos UE están conectados a uno de múltiples eNB (NodoB evolucionado) mediante un enlace de radio, en el que dichos eNB pueden comunicar con dicha primera MME y con al menos una MME vecina y en el que dichos UE pueden comunicar con dicha primera MME y con dicha al menos una MME vecina mediante dicho eNB.

En la norma de comunicación inalámbrica de LTE/EPC del 3GPP, la MEE (Entidad de Gestión de Movilidad) es el nodo de control clave para la red de acceso. La MME maneja procedimientos importantes, tales como el rastreo y radiobúsqueda del UE (Equipo de Usuario) en modo de reposo, e interactúa con otras entidades de red principales en otros procedimientos importantes como autenticación de usuario o activación/desactivación de portadora. Una MME puede manejar hasta unos poco millones de UE al mismo tiempo. En redes de LTE/EPC, hay generalmente dos o más MME.

Durante operación normal, cada UE (activo o en modo en reposo) está unido a una MME. Cada MME almacena información de contexto que representa los UE unidos y sus conexiones respectivas. Los UE pueden comunicar con la MME mediante un eNB (eNodoB evolucionado) y viceversa. La comunicación entre un UE y un eNB se realiza generalmente mediante un enlace de radio. Un eNB está conectado a la MME y a otras entidades de red principales mediante un enlace cableado basado en IP (Protocolo de Internet) .

Ya que la MME es una entidad de red central, está definido un escenario de manejo de fallo de MME en las normas del 3GPP. Las normas relevantes son:

[1] 3GPP TS 24.301 protocolo de Estrato de No Acceso (NAS) para el Sistema de Paquetes Evolucionado (EPS) ;

[2] 3GPP TS 23.402 mejoras de arquitectura para accesos no del 3GPP;

[3] 3GPP TS 23.007 Procedimientos de Restauración;

[4] 3GPP TS 23.401 mejoras del Servicio General de Paquetes de Radio (GPRS) para el acceso de la Red de Acceso de Radio Terrestre Universal Evolucionada (E-UTRAN) ;

[5] 3GPP TS 24.302 Acceso al Núcleo de los Paquetes Evolucionado del 3GPP (EPC) mediante redes de acceso no del 3GPP.

El escenario de fallo de la MME en los procedimientos definidos en las normas del 3GPP se representa en la Figura 1. El diagrama de la Figura 1 se refiere a normas válidas en la fecha de prioridad de la presente solicitud. La Figura 1 se refiere al ejemplo de una llamada del IMS (Subsistema Multimedia IP) de terminación que llega después de fallo de la MME. En el fallo de la MME, la MME pierde información de contexto de los UE unidos.

En la etapa 1, la MME se reinicia después del fallo. Después del reinicio de la MME, la S-GW (Pasarela Servidora) detecta el reinicio de la MME al incrementar el contador de reinicio de la MME en un mensaje de eco de GTP (Protocolo de Tunelización de GPRS) (etapa 2) . La S-GW elimina todos los recursos relacionados con los UE anteriormente manejados en esta MME. La eliminación de recursos no se propaga directamente hasta la PDN-GW (Pasarela de red de Datos de Paquetes) , es decir, la dirección IP (Protocolo de Internet) asignada y una configuración de túnel S5/S8 (interfaz de la red de LTE/EPC) en la PDN-GW permanece válida.

En la etapa 3, la señalización del IMS para el establecimiento de llamada llega a la PDN-GW. Los paquetes de datos (derivados desde la etapa 3) llegan a la S-GW y se descartan, debido a información desconocida, por ejemplo, GTP TEID (Identificador de Punto Final de Túnel) o equivalente (etapa 4) . La S-GW envía un mensaje de rechazo a la PDN-GW (etapa 5a) y la PDN-GW, tras recibirlo, elimina todos los recursos vinculados a la dirección IP relevante (etapa 5b) . La pérdida de los mensajes de señalización de SIP (Protocolo de Iniciación de Sesión) conduce a una situación de error en el IMS (etapa 6) . Realizando estas etapas, se eliminan las configuraciones inválidas y la siguiente llamada de IMS establecerá una nueva conexión.

En febrero/marzo del 2011, los procedimientos de restauración se mejoraron con capacidades opcionales. Ahora la S-GW no necesariamente elimina todos los recursos. En una llamada de IMS, se inicia un proceso de reparación interno de red principal.

Es una desventaja del manejo de fallo conocida que el procedimiento de restauración tiene un impacto significativo en el retardo de una solicitud de llamada. En la versión anterior de las normas, la primera solicitud de llamada se descartará. La llamada tiene que iniciarse nuevamente que consume tiempo y conduce a una mala experiencia del usuario. En la versión actual de la normal, la solicitud de llamada es generalmente satisfactoria pero puede

retardarse significativamente, ya que tiene que realizarse restauración de información de contexto.

El documento WO 2009/120127 A1 desvela un método y un nodo de red de comunicación en un sistema de red de comunicación. El sistema de red de comunicación comprende varias estaciones base de radio que tienen al menos tres interfaces de comunicación. Una primera interfaz de comunicación se usa para comunicación con al menos una entidad de red de comunicación. Una segunda interfaz de comunicación se usa para comunicación con otra estación base de radio. Una tercera interfaz es una interfaz de radio que posibilita comunicación con un equipo de usuario. Cuando un equipo de usuario se ha de traspasar a una estación base de radio recién detectada se establece antes de la relación entre la estación base de radio detectada y una estación base de radio existente que sirve al equipo de usuario, el mensaje de traspaso se transmite inicialmente a través de la primera interfaz de comunicación. Aunque el documento WO 2009/120127 A1 describe una configuración de red similar como se usa en la presente invención y aunque establece también el objetivo de los UE para recuperarse desde un fallo de la MME, el documento no describe cómo se consigue este objetivo.

El documento EP 1 563 388 A1 desvela un método y un sistema que puede manejar fallo de un SGSN (nodo de soporte de GPRS servidor) . Un controlador de red de radio (RNC) está conectado a un primer SGSN y a un segundo SGSN y controla el estado del SGSN así como de los UE y sus SGSN asociados. Si el RNC detecta fallo o congestión del primer SGSN al que está registrado un UE Nº 1, el RNC reenvía una señal para el servicio de paquetes conmutados recibidos desde el UE Nº 1 al segundo SGSN (en lugar del primer SGSN que debería recibir realmente la señal) . Si el segundo SGSN detecta que el UE Nº 1 no ha realizado un registro de localización al segundo SGSN, ordena al UE Nº 1 realizar un registro de localización o considera la señal como una solicitud de registro de localización. Esto significa que el RNC controla las conexiones y que se inicia un nuevo proceso de registro de localización, cuando se detecta un fallo de SGSN.

El documento en [3] desvela procedimientos de restauración en la MME, así como procedimientos de reinicio basados en GTP-C.

El último documento publicado del 3GPP C4-101742 desvela una solución pro-activa para restauración de MME en la que los eNB realizan radiobúsqueda en masa para restaurar datos de contexto de UE en otras MME alternativas,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para manejar el fallo de una MME Entidad de Gestión de Movilidad en un EPS Sistema de Paquetes Evolucionado realizando restauración de la MME pro-activa, en el que en la restauración de la MME pro-activa, se activa la relocalización y restauración de la MME del estado perdido, tan pronto como se detecta el fallo de dicha MME, en el que múltiples UE Equipo de Usuario están unidos a una primera MME, en el que dicha primera MME almacena primera información de contexto que representa los UE unidos a dicha primera MME, en el que dichos UE están conectados a uno de múltiples eNB NodoB evolucionado, en el que dicho eNB puede comunicar con dicha primera MME y con al menos dos MME vecinas, y en el que dichos UE pueden comunicar con dicha primera MME y con dichas al menos dos MME vecinas mediante dicho eNB, caracterizado por las etapas de detectar fallo de dicha primera MME, enviar señalización de radiobúsqueda en masa a los UE en modo en espera que se ven afectados por el fallo de dicha primera MME, recogiendo por lo tanto información acerca de dichos UE en modo en espera, en el que dicha señalización de radiobúsqueda en masa se refiere a señalización de radiobúsqueda que se dirige a múltiples UE en modo en espera, en el que se usa la información de MME fallida como identificador en el mensaje de radiobúsqueda, en el que la etapa de enviar radiobúsqueda en masa se activa por la detección de dicho fallo, restaurar al menos partes de dicha primera información de contexto en una o varias de dichas MME vecinas usando la información recogida, y re-establecer conexiones lógicas internas de red con dicha una o varias de dichas MME vecinas usando la primera información de contexto restaurada, en el que se inicia la radiobúsqueda en masa mediante una de las MME vecinas que detecta el fallo de la primera MME o mediante el eNB que detecta fallo de dicha primera MME y en el que una MME vecina que envía señalización de radiobúsqueda en masa puede notificar a otras MME vecinas del fallo detectado para evitar radiobúsqueda duplicada.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de detectar fallo se realiza mediante un eNB, mediante una de dicha MME vecina usando S10, mediante una S-GW Pasarela Servidora o mediante un sistema O&M sistema de Operación y Mantenimiento.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la etapa de detectar fallo está basada en realimentaciones desde una entidad de supervisión, basándose en mensajes de confirmación/eco periódicos y sus respuestas, basándose en señalización explícita o basándose en los resultados de análisis de entidades de red.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende adicionalmente enviar un mensaje de señalización adicional a una S-GW Pasarela Servidora en la que un UE está actualmente registrado, en el que dicho mensaje de señalización adicional comprende preferentemente una solicitud de actualización de contexto de UE o una solicitud de portadora de evaluación de Actualización.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dichos mensajes de señalización adicional se transmiten para un conjunto de UE en modo activo, en el que los UE en un conjunto de UE comprenden factores comunes, es decir que tienen la misma S-GW o experimentan transferencias inminentes, y en el que los UE en un conjunto de UE se identifican preferentemente mediante un identificador de conjunto.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 2 y 5, en el que dicha O&M notifica a las MME vecinas e indica a cada MME qué área de rastreo y/o qué grupo de UE realizar radiobúsqueda para evitar radiobúsqueda duplicada.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la señalización y/o respuestas de radiobúsqueda a dicha señalización de radiobúsqueda se extienden a través del tiempo y/o se realizan por grupos específicos de UE y/o eNB.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que las respuestas de los UE únicos a dicha señalización de radiobúsqueda se agregan mediante los eNB y se envían como respuestas agregadas a las MME respectivas.

9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que las respuestas recibidas desde los eNB en una MME se agregan y se envían como respuesta agregada al HSS (Servidor de Abonado Doméstico) .

10. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que después de dicha etapa de reestablecer conexiones internas de red, un UE se re-incorpora a una de las MME vecinas de acuerdo con las conexiones lógicas re-establecidas.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la re-incorporación de dicho UE se activa mediante dicha

señalización de radiobúsqueda recibida desde dicho eNB.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la re-incorporación de dicho UE se inicia mediante un mensaje de solicitud de servicio desde dicho UE, en el que el fallo de dicha solicitud de servicio da como resultado una TAU Actualización de Área de Rastreo.

13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que se ejecuta un esquema de balanceo de carga para evitar la sobrecarga de la red o de partes de la red.