CN101174936B - 一种无线分组网络冗余系统和方法以及网络冗余设备 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种无线分组网络冗余系统和方法以及网络冗余设备

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1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接入到一个服务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，所述网络冗余设备为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。

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。

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。

附图说明

图1为现有技术中GPRS网络结构的示意图；

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；

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4为本发明无线分组网络冗余设备实施例一的结构图；

图5为本发明无线分组网络冗余方法实施例一的流程图；

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；

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；

图8为本发明无线分组网络冗余设备实施例二的结构图；

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，一个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链路状态管理模块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，另一个为从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发送的接口数据的信号流向。

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接入到第二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设备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。

图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 over IP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BSC-NSE服务模块、Gb over IP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链路状态管理模块通过监测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Gb over IP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行说明。

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链路集模块上，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。

Claims (19)

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，所述网络冗余设备为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的数量为两个或两个以上，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组业务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的数量为两个或两个以上，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之前还进一步包括：

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：

C1、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：

D1、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，所述无线分组网络冗余设备为两个或两个以上SGSN提供冗余备份，所述网络服务实体模块的数量为两个或两个以上，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。

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