LTE網(wǎng)絡(luò)中SGs接口短消息容災(zāi)方式研究

　　現(xiàn)有的技術(shù)方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)MSC故障時(shí)的SGs接口短消息業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)容災(zāi)，本文在研究現(xiàn)有技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，分析了SGs接口發(fā)送/接收短消息的實(shí)時(shí)容災(zāi)實(shí)現(xiàn)方式，并提出了相關(guān)解決方案。

　　1.SGs接口短消息現(xiàn)有技術(shù)方案分析

　　3GPP規(guī)范中，當(dāng)TD-LTE多模終端駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)，可直接通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)短消息業(yè)務(wù)的收發(fā)，而無(wú)需回落到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。

　　圖1中，移動(dòng)性管理實(shí)體MME是LTE核心網(wǎng)唯一的控制平面設(shè)備，負(fù)責(zé)信令處理；MSCServer是2G/3G核心網(wǎng)CS域核心控制設(shè)備，負(fù)責(zé)完成呼叫處理、補(bǔ)充業(yè)務(wù)等，SMS服務(wù)也是由MSC處理的。SGs接口是MME與MSC之間的接口，用來(lái)處理EPS和CS域之間的移動(dòng)性管理、尋呼等，也可以用于傳送SMS.在LTE網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)短消息業(yè)務(wù)，必須在MME和MSC之間建立SGs接口關(guān)聯(lián)，過(guò)程如下：

　　UE附著時(shí)，在Attach消息中攜帶“聯(lián)合EPS/IMSI附著”指示，MME收到UE的聯(lián)合附著請(qǐng)求后，在進(jìn)行EPS附著的同時(shí)，從收到的GUTI或從缺省的LAI中解析出MSC號(hào)碼，并向這個(gè)MSC發(fā)起位置更新請(qǐng)求，MSC收到位置更新請(qǐng)求以后，將該UE標(biāo)記為已經(jīng)進(jìn)行EPS附著，并保存MME的IP地址等相關(guān)信息，這樣，MSC中就創(chuàng)建了該UE的SGs關(guān)聯(lián)。之后，MSC向HLR進(jìn)行位置更新并將該用戶(hù)的TMSI等信息傳給MME,從而在MME中也建立SGs關(guān)聯(lián)。MME再把MSC給用戶(hù)分配的TMSI以及LAI等信息在Attach Accept消息中發(fā)給UE,此時(shí)就表明用戶(hù)的聯(lián)合附著已經(jīng)成功了，之后終端在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中就可以使用傳統(tǒng)的短消息業(yè)務(wù)了，MME作為中間節(jié)點(diǎn)完成UE和MSC消息的轉(zhuǎn)發(fā)。

　　短消息發(fā)送流程如下：①UE在LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短消息；②MME通過(guò)SGs接口將短消息前轉(zhuǎn)給MSC;③MSC將短消息一般經(jīng)過(guò)STP前轉(zhuǎn)到主叫歸屬SMSC.

　　短消息接收流程如下：①SMSC向被叫歸屬的HLR查詢(xún)并得到被叫當(dāng)前所在的MSC;②SMSC一般通過(guò)STP將短消息前轉(zhuǎn)到被叫所在的MSC;③MSC通過(guò)SGs接口在LTE網(wǎng)絡(luò)尋呼UE;④MSC通過(guò)SGs接口下發(fā)短消息。

　　在實(shí)際LTE工程中，一般全省集中設(shè)置1個(gè)MSC支持SGs接口功能，所有MME均跟這個(gè)MSC建立SGs接口關(guān)聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電路域短消息業(yè)務(wù)。如果考慮到此MSC故障情況會(huì)影響全省業(yè)務(wù)，則可根據(jù)核心網(wǎng)地理區(qū)域劃分設(shè)置多個(gè)MSC支持SGs接口，MME根據(jù)用戶(hù)所在的地理區(qū)域同不同的MSC建立SGs接口關(guān)聯(lián)，以減小單MSC故障時(shí)的LTE短消息業(yè)務(wù)影響范圍。

　　從以上分析可以看出，規(guī)范中現(xiàn)有的技術(shù)方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)TD-LTE終端使用短消息業(yè)務(wù)時(shí)的SGs接口實(shí)時(shí)容災(zāi)保護(hù)。UE在LTE網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送/接收短消息時(shí)，如果此時(shí)MME中該用戶(hù)的SGs關(guān)聯(lián)的MSC故障，則MME無(wú)法將短消息前轉(zhuǎn)給故障的MSC以及從故障的MSC接收短消息尋呼，UE將在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法發(fā)送/接收短消息，直到UE再次進(jìn)行聯(lián)合附著，MME選擇另外的MSC建立SGs接口關(guān)聯(lián)。

　　隨著短消息業(yè)務(wù)的大量普及，短消息已走進(jìn)生活的方方面面，特別是在網(wǎng)上購(gòu)物，網(wǎng)上銀行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證碼，郵箱動(dòng)態(tài)密碼登錄等應(yīng)用方面，對(duì)于短消息的實(shí)時(shí)性要求很高，如果在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法發(fā)送/接收短消息，必然會(huì)影響用戶(hù)的感知及招致網(wǎng)絡(luò)投訴，因此有必要對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)中SGs接口短消息的實(shí)時(shí)容災(zāi)技術(shù)方案進(jìn)行研究。

　　2.SGs接口發(fā)送短消息容災(zāi)實(shí)現(xiàn)方案

　　經(jīng)過(guò)SGs接口發(fā)送短消息的實(shí)時(shí)容災(zāi)方案如下：

　　在電路域核心網(wǎng)中設(shè)置多個(gè)MSC支持SGs接口。在LTE核心網(wǎng)中新增加一個(gè)功能網(wǎng)元-短消息代理服務(wù)器（SAS），類(lèi)似于分組域中的DNS,SAS與MME及上述的多個(gè)MSC通過(guò)IP承載網(wǎng)連接。在SAS服務(wù)器配置短消息業(yè)務(wù)與多個(gè)MSC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，SAS通過(guò)給支持SGs接口的多個(gè)MSC周期性發(fā)送ping命令，隨時(shí)獲得各個(gè)MSC的運(yùn)行狀態(tài)，從而建立一張動(dòng)態(tài)的可用的MSC列表，實(shí)時(shí)識(shí)別可用性的MSC,當(dāng)某個(gè)MSC故障時(shí)，SAS在列表中刪除故障MSC,一旦故障MSC恢復(fù)，SAS又將該MSC重新加入可用列表。

　　該技術(shù)方案SGs接口發(fā)送短消息流程如下：

　?。?）UE在LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短消息。

　?。?）MME收到短消息，識(shí)別短消息業(yè)務(wù)類(lèi)型后向SAS服務(wù)器發(fā)起查詢(xún)。MME查詢(xún)消息中包含以下字段：業(yè)務(wù)類(lèi)型標(biāo)識(shí)、源MME網(wǎng)元標(biāo)識(shí)、原MME IP地址等。

　?。?）SAS服務(wù)器查詢(xún)MSC動(dòng)態(tài)表，通過(guò)輪詢(xún)算法，找到一個(gè)當(dāng)前可用的MSC,給MME返回響應(yīng)消息。響應(yīng)消息中包括以下字段：目的MSCIP地址、源MME網(wǎng)元標(biāo)識(shí)、源MME IP地址等。