同步服務gprs支持節點和網關gprs支持節點的系統和方法
2023-04-24 14:39:16
專利名稱：同步服務gprs支持節點和網關gprs支持節點的系統和方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種通信系統，特別涉及一種使移動通信系統中的節點同步的系統和方法。
背景技術：
最近，國際移動電信(IMT)-2000標準已經被引入作為未來公共陸地移動電信系統(FPLMTS)之一。通過這個標準，實現了聲音、數據或其他類型的信息與一個移動終端在世界的任何時間和任何地方的通信。根據IMT-2000網絡，通過用於全球移動通信系統(GSM)分組業務(例如，SGSN)的分組交換裝置和通過與分組網絡交互工作的網關(例如，GGSN)能夠實現向移動終端(MT)的網際網路數據傳輸。
為了向用戶提供通用無線分組業務(GPRS)，服務GPRS支持節點(SGSN)記錄相關移動終端的位置信息，並實施與網關GPRS支持節點(GGSN)的用戶驗證和匹配。該GGSN分配IP位址給請求分組業務的移動終端、傳輸來自SGSN的分組數據到外部分組網絡例如網際網路，並傳輸來自外部的分組數據到相關行動電話。對於具有上述特徵的SGSN和GGSN的交互工作，SGSN和GGSN需要同步。
圖1示出了現有技術SGSN和GGSN的同步系統。這個系統包括一個NTP伺服器10，用於給整個網絡分配時間戳；一個GGSN20；和若干個SGSN30，用於接收來自NTP伺服器10的時間戳。GGSN和SGSN通過接收NTP伺服器分配的時間戳而同步。
該GGSN20包括一個GGSN系統管理處理器(G-SMP)21和一個GGSN接口(G-接口)23。該G-SMP21在GGSN端管理交換裝置的修理和維護。此外，該G-SMP包括一個GGSN-NTP客戶(G-NTP客戶)22，用於傳輸NTP請求分組到NTP伺服器10並接收來自NTP伺服器的NTP確認分組，從而接收時間戳。
該G-接口通過傳輸控制協議/網際網路協議(TCP/IP)通信用作NTP伺服器和GGSN之間的接口。該SGSN包括一個SGSN系統管理處理器(S-SMP)3 1和一個SGSN-接口(S-接口)33。該S-SMP在SGSN端管理交換裝置的修理和維護。此外，該S-SMP包括一個SGSN-NTP客戶(S-NTP客戶)32，其用於傳輸NTP請求分組到NTP伺服器10，並接收來自NTP伺服器的NTP確認分組，從而接收時間戳。該S-接口通過TCP/IP通信用作NTP伺服器和SGSN之間的接口。G-接口和S-接口可以是乙太網埠或者快速乙太網用戶前集合(FESFA)接口。
圖2示出了根據現有技術的NTP請求分組和NTP確認分組的結構。
圖3示出了用於使SGSN和GGSN同步的現有技術的方法。首先，當NTP客戶開始操作時，為了使用連接到SMP的乙太網埠，它創建用戶數據報協議(UDP)套接號(socket)。換句話說，在初始操作時，該GGSN 20的G-NTP客戶22和SGSN30的S-NTP客戶32創建UDP套接號以分別使用連接到G-SMP21和S-SMP31的G-接口23和S-接口33(步驟S301)。
然後，如圖2所示，G-NTP客戶和S-NTP客戶建立NTP分組格式的NTP請求分組(S302)。在建立NTP請求分組時，NTP客戶規定NTP分組的模式是「客戶模式」，並用不同數字規定目的地埠和源埠。例如，目的地埠可能是No.123，而源埠可能是No.3000。表明客戶模式的原因是以便能夠接收來自NTP伺服器10的時間戳。為了作為客戶模式或作為伺服器模式來操作NTP分組，利用不同數字規定目的地埠和源埠。
此後，該G-NTP客戶22和S-NTP客戶32通過UDP套接號傳輸上述NTP分組到NTP伺服器10(S303)。然後，NTP伺服器接收NTP請求分組，建立NTP確認分組以分配時間戳到G-NTP客戶22和S-NTP客戶32，並且傳輸NTP確認分組到G-NTP客戶22和S-NTP客戶32。
G-NTP客戶和S-NTP客戶接收來自NTP伺服器的NTP確認分組，並檢查接收的NTP確認分組以確定接收的時間戳的有效性(S305)。換句話說，在接收來自NTP伺服器的NTP確認分組的基礎上，該G-NTP客戶和S-NTP客戶實施程序以根據以「RFC959」建議的程序建立時間戳。為此目的，檢查NTP確認分組的版本和模式以確定版本是否相同以及模式是否是伺服器模式。
在所述檢查過程(S305)之後，如果確定接收的NTP確認分組無效(例如，如果版本不一樣或者如果模式不是伺服器模式)，則G-NTP客戶22和S-NTP客戶32等待輪詢時間(polling time)(S306)並返回到NTP請求分組建立的步驟(S302)。
另一方面，在檢查過程(S305)之後，如果確定接收的NTP確認分組有效(例如，版本一樣並且模式是伺服器模式)，則G-NTP客戶22和S-NTP客戶32利用NTP確認分組的時間戳建立SMP的時間。具體地說，在添加本地時差到NTP確認分組的時間戳的基礎上，分別建立G-SMP21的時間和S-SMP31的時間。以這種方式，建立GGSN 20的時間和SGSN30的時間(S307)。上述添加相關本地時差的時間換算(conversion)被實施，因為NTP確認分組的時間戳是與不管相關本地時差的時間相同的標準時間。
該G-NTP客戶22和S-NTP客戶32確定G-SMP21的時間和S-SMP31的時間是否已經與NTP伺服器10的時間同步(S308)。
在上述確定(S308)的基礎上，如果已經實現同步，則G-NTP客戶22和S-NTP客戶32分別與NTP伺服器10的時間同步。相應地，該G-NTP客戶22和S-NTP客戶32彼此同步。從而，同步步驟結束。
另一方面，如果上述確定步驟(S308)顯示同步還沒有實現，則G-NTP客戶22和S-NTP客戶32等待輪詢時間(S306)，並且然後返回到NTP請求分組建立的步驟(S302)。
在上述現有技術用於使SGSN和GGSN同步的系統中，如果NTP伺服器出現故障，則GGSN和SGSN以它們自己的時幀操作。如果NTP伺服器的故障繼續，則GGSN和SGSN之間的時間變化會變得越來越大。從而，SGSN和GGSN不能以同步方式操作。
此外，如果GGSN出現故障，則SGSN和GGSN將不能同步，因為GGSN不能夠維持與NTP伺服器同步，同時SGSN與NTP伺服器同步。
此外，如果多個SGSN中的任何一個特定的SGSN出現故障，則其他SGSN、GGSN和NTP伺服器將同步，但是出現故障的SGSN將不能與其他節點(例如，其他SGSN、GGSN和NTP伺服器)同步。因此，在SGSN和GGSN的與時間相關的函數例如驗證和分組交換的互操作中會出現嚴重的問題。
發明內容
本發明的一個目的在於解決現有技術的上述問題和/或缺點的一個或多個，並提供下文中所描述的至少一個優點。
本發明的另一個目的在於當NTP伺服器中出現故障時，通過實施故障監控過程和變換NTP伺服器保證GGSN和一個或多個SGSN之間同步的系統和方法。
為了實現這些和其他目的以及優點，本發明提供了根據一個實施例的用於使多個SGSN和GGSN同步的系統，該系統包括GGSN，該GGSN檢測NTP伺服器和相關範圍內的任何故障、請求NTP伺服器變更，和分配時間戳直到所述故障被消除；還包括多個SGSN，該SGSN檢測在NTP伺服器和相關範圍內發生的故障、根據GGSN的NTP伺服器變更請求將NTP伺服器變更為GGSN，並接收來自所述GGSN的時間戳。
優選地，所述GGSN包括G-接口，該G-接口通過TCP/IP通信與每個SGSN實施對接；和G-NTP客戶，該G-NTP客戶檢測NTP伺服器和相關範圍內的故障，然後通過G-接口傳輸NTP伺服器變更請求分組到SGSN，並且通過經由G-接口分配時間戳到所述SGSN實施與每個SGSN的同步。
優選地，所述NTP伺服器變更請求分組包括分組傳輸時間欄位，用來指示G-NTP客戶傳輸分組的時間；故障發生/消除時間，用來指示NTP伺服器中的故障發生和消除的時間；IP位址欄位，用來指示將要用作NTP伺服器的節點的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由G-NTP客戶傳輸的分組是NTP伺服器變更請求。
優選地，每個SGSN包括S-接口，該S-接口通過TCP/IP通信與GGSN或其他SGSN實施對接；和S-NTP客戶，該S-NTP客戶檢測NTP伺服器和相關範圍內的故障；在通過所述S-接口接收來自所述GGSN的NTP伺服器變更請求的基礎上將所述NTP伺服器變更為所述GGSN；以及然後傳輸NTP伺服器變更確認分組；並通過接收由所述GGSN分配的時間戳實施與所述GGSN的同步。
優選地，該NTP伺服器變更確認分組包括IP位址欄位，用來指示變更的NTP伺服器的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由S-NTP客戶傳輸的分組是NTP伺服器變更響應。
優選地，如果S-NTP客戶在NTP伺服器或GGSN中檢測到任何故障，則S-NTP客戶根據一定優先次序執行NTP伺服器的功能，從而，通過S-接口產生NTP伺服器變更請求到其他SGSN，通過經由所述S-接口分配到其他SGSN的時間戳實施與其他SGSN的同步。如果NTP伺服器或GGSN中的故障消除，則S-NTP客戶通過S-接口接收來自恢復的NTP伺服器或GGSN的時間戳，從而實施與恢復的NTP伺服器或GGSN的同步。
一種根據本發明優選實施例的用於使SGSN和GGSN同步的方法，其包括在檢測到NTP伺服器和相關範圍中的故障的基礎上請求變更NTP伺服器；和在NTP伺服器變更請求的基礎上變更NTP伺服器，並且接收來自變更的NTP伺服器的時間戳，從而使GGSN和SGSN同步。
優選地，所述NTP伺服器變更的請求包括檢測NTP伺服器和相關範圍中的故障或者檢測所述故障的消除；如果已經檢測到NTP伺服器和相關範圍中的任何故障，確認NTP伺服器變更標誌還沒有被建立，然後檢查故障是否持續一定的預定時間；如果所述故障持續預定的時間間隔，則建立第一NTP伺服器變更請求分組，並且通過搜索資料庫產生SGSN列；以及傳輸第一NTP伺服器變更請求到位於所述列上的每個SGSN，然後建立時間信號。
優選地，所述第一NTP伺服器變更請求分組是用於請求將NTP伺服器變更為GGSN的分組，其包括分組傳輸時間欄位，用來指示GGSN傳輸分組的時間；故障發生時間欄位，用來指示故障在NTP伺服器中發生的時間；IP位址欄位，用來指示GGSN的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由GGSN傳輸的分組是用於NTP伺服器變更請求。
或者，所述NTP伺服器變更的請求包括如果已經檢測NTP伺服器和相關範圍中的任何故障，確認NTP伺服器變更標誌已經建立，然後建立第二NTP伺服器變更請求分組；並通過搜索資料庫產生SGSN列，然後傳輸第二NTP伺服器變更請求分組到位於所述列上的每個SGSN，同時建立時間信號。
優選地，所述第二NTP伺服器變更請求分組是用於請求將NTP伺服器從GGSN變更回最初的NTP伺服器的分組，其包括分組傳輸時間欄位，用來指示GGSN傳輸分組的時間；故障消除時間欄位，用來指示NTP伺服器中的故障解決的時間；IP位址欄位，用來指示NTP伺服器的IP位址；以及消息類型欄位，用來指示由GGSN傳輸的分組是NTP伺服器變更請求分組。
使GGSN和SGSN同步包括在每個SGSN檢查從GGSN接收的NTP伺服器變更請求分組；確定包括在NTP伺服器變更請求分組中的分組傳輸時間和故障發生/消除時間是否比最終NTP分組的傳輸時間早；將NTP伺服器變更為與在NTP伺服器變更請求分組中提出的IP位址一致的GGSN或初始的NTP伺服器，並且同時建立NTP伺服器變更確認分組，並且將NTP伺服器變更確認分組傳輸到作為NTP伺服器的與在NTP伺服器變更請求分組中描述的IP位址一致的GGSN或最初NTP伺服器；和接收由變更為NTP伺服器的GGSN或最初NTP伺服器分配的時間戳，從而使GGSN和SGSN同步。
所述NTP伺服器確認分組包括IP位址欄位，用來指示GGSN或NTP伺服器的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由每個SGSN傳輸的分組是用於NTP伺服器變更確認。
或者，使SGSN和GGSN的同步包括如果還沒有接收NTP伺服器變更請求分組，則在每個SGSN檢測NTP伺服器和相關範圍中的故障的發生或者該故障的消除；如果在NTP伺服器和相關範圍中已經檢測任何故障，確認NTP伺服器變更標誌還沒有建立，然後確定所述故障是否持續一定的預定時間周期；如果所述故障要持續一定的預定時間周期，則將NTP伺服器變更為GGSN，並且同時建立NTP伺服器變更請求分組並且將該NTP伺服器變更請求分組傳輸到GGSN；以及接收來自GGSN的時間戳，從而使GGSN和SGSN同步，然後建立NTP伺服器變更標誌。
該SGSN和GGSN的同步進一步包括如果已經檢測到NTP伺服器和相關範圍中的故障的消除，則在每個SGSN確認NTP伺服器變更標誌已經建立；將NTP伺服器從GGSN變更回最初的NTP伺服器，並且同時建立NTP伺服器變更確認分組，並且將該NTP伺服器變更確認分組傳輸到NTP伺服器；和接收來自NTP伺服器的時間戳，從而使GGSN和SGSN同步，然後清除NTP伺服器變更標誌。
該GGSN和SGSN的同步還包括在GGSN接收來自每個SGSN的NTP伺服器變更確認分組，從而確認NTP伺服器變更。
確認NTP伺服器的變更包括在GGSN接收來自每個SGSN的NTP伺服器變更確認分組之後，在SGSN列中記錄是否具有來自每個SGSN的響應；在確認一定的時間信號超時的基礎上，確定NTP伺服器變更確認分組是否已經從每個SGSN接收；如果NTP伺服器變更確認分組已經從每個SGSN接收，則檢查NTP伺服器變更標誌是否已經建立；和根據是否已經建立NTP伺服器變更標誌來建立或清除NTP伺服器變更標誌。
圖1示出了現有技術用於使SGSN和GGSN同步的系統；圖2示出了現有技術NTP分組的結構；
圖3是示出現有技術用於使SGSN和GGSN同步的方法的流程圖；圖4示出了根據本發明優選實施例的用於使SGSN和GGSN同步的系統；圖5a示出了根據本發明優選實施例的NTP伺服器變更請求分組的結構；圖5b示出了根據本發明優選實施例的NTP伺服器變更確認分組的結構；圖6示出了根據本發明優選實施例的用於使SGSN和GGSN同步的方法；圖7是示出圖6的NTP伺服器變更請求的流程圖；圖8是示出圖6的NTP伺服器變更和同步的流程圖；圖9是示出圖6的NTP伺服器變更確認的流程圖。
具體實施例方式
圖4示出了根據本發明優選實施例的用於使SGSN和GGSN同步的系統。此系統包括一個NTP伺服器100；一個GGSN 200和多個SGSN300。該NTP伺服器分配時間戳到整個網絡。該GGSN根據是否在NTP伺服器和相關範圍中出現故障產生NTP伺服器變更請求，並且代替NTP伺服器分配時間戳直到故障消除。根據NTP伺服器和其相關範圍是否出現故障或者根據GGSN的NTP伺服器變更請求，每個SGSN實施NTP伺服器變更，並接收來自當前NTP伺服器(例如，GGSN200或NTP伺服器100)的時間戳，從而實現與GGSN的同步。
分別包括在GGSN200和多個SGSN300中的SMP210和310內的NTP客戶220和320根據故障位置執行作為NTP伺服器操作的功能。在下文中，將描述本發明在NTP伺服器100出現故障的情況下GGSN200內的G-SMP210的G-NTP客戶320作為NTP伺服器操作的優選實施例，以及消除具有故障的NTP伺服器100的例子。但是，本發明不僅限於這些例子。
在系統包括兩個NTP伺服器的情況下，如果NTP伺服器中的一個出現故障，則另一個NTP伺服器可以實施同步操作。或者，如果NTP伺服器和GGSN同時出現故障，在系統利用兩個GGSN實現的情況下，則未受影響的GGSN可以實施同步。此外，如果NTP伺服器和GGSN同時出現故障，則根據一定順序選擇的多個SGSN中的一個可以實施與其他SGSN的同步，並且如果NTP伺服器或者GGSN被恢復，則該被恢復的NTP伺服器或GGSN接管同步。
該GGSN包括G-SMP210和G-接口230。該G-SMP管理GGSN的交換裝置的修理和維護。該G-接口230通過TCP/IP通信用作與G-SMP210、NTP伺服器100和SGSN300接口。
該G-SMP包括一個G-NTP客戶220。該G-NTP客戶傳輸NTP請求分組到NTP伺服器100和接收來自NTP伺服器的NTP確認分組，從而實現時間戳分配。此外，該G-NTP客戶監控NTP伺服器100和相關範圍內故障的發生；根據監控的故障位置通過G-接口傳輸NTP伺服器變更請求分組到每個SGSN300 通過G-接口230接收來自SGSN300的NTP伺服器變更確認分組；並且實施臨時作為NTP伺服器的操作直到故障消除，從而分配時間戳到SGSN300，並實現與SGSN300的同步。
每個SGSN300均包括S-SMP310和S-接口330。該S-SMP管理SGSN300的交換裝置的修理和維護。該S-接口通過TCP/IP通信實施與S-SMP、NTP伺服器100和GGSN220的接口。
該S-SMP包括S-NTP客戶320。該S-NTP客戶傳輸NTP請求分組到NTP伺服器100，並接收來自NTP伺服器100的NTP確認分組，從而實現時間戳分配。此外，該S-NTP客戶320接收來自G-NTP客戶220的NTP伺服器變更請求分組，使NTP伺服器變更為GGSN200；以及傳輸NTP伺服器變更確認分組到G-NTP客戶220。另外，該S-NTP客戶320監控NTP伺服器100中的故障；根據存在的故障實施NTP伺服器變更為GGSN200，從而獲得來自GGSN的時間戳，並實現與GGSN200的同步。
該G-接口230和S-接口330優選是乙太網埠或FESFA接口。該NTP請求分組和NTP確認分組可以具有如圖2所示的格式。該NTP伺服器變更請求分組和NTP伺服器變更確認分組優選地如圖5a和5b所示。
如圖5a所示，NTP伺服器變更請求分組包括分組傳輸時間欄位(傳輸時間)；故障發生/消除時間欄位(發生時間)；IP位址欄位(IP位址)；和消息類型欄位(消息類型)。分組傳輸時間欄位指示NTP伺服器變更請求分組從GGSN200的G-NTP客戶220被傳輸的時間。故障發生/消除時間欄位指示NTP伺服器100出現故障或者故障被消除的時間。IP位址欄位指示被用作NTP伺服器(例如，GGSN200或NTP伺服器100)的節點的IP位址。如果由於NTP伺服器100中的故障，NTP伺服器需要從NTP伺服器100變更到GGSN200，則IP位址欄位包含GGSN200的IP位址。如果NTP伺服器100中的故障被消除，則IP位址欄位包含NTP伺服器100的IP位址。消息類型欄位指示由GGSN200傳輸的分組是NTP伺服器變更請求分組。例如，如果相關分組用於NTP伺服器變更請求，則消息類型欄位設置為「0」。
如圖5b所示，該NTP伺服器變更確認分組是響應於NTP伺服器變更請求所傳輸的分組。該NTP伺服器變更確認分組包括IP位址欄位和消息類型欄位。IP位址欄位指示被請求變更的NTP伺服器(例如變更的NTP伺服器)的IP位址。與NTP伺服器變更請求分組中的IP位址一致，這個IP位址欄位指示NTP伺服器100或GGSN200的IP位址。消息類型欄位指示由SGSN300傳輸的分組是NTP伺服器變更確認分組。例如，如果相關分組用於NTP伺服器變更響應，則類型欄位設置為「1」。
圖6示出了根據本發明優選實施例的用於使SGSN和GGSN同步的方法。在第一步驟，GGSN200監控NTP伺服器200和相關範圍中故障的發生/消除，並且根據監控的故障位置通過傳輸NTP伺服器變更請求分組到多個SGSN300來請求NTP伺服器變更(S601)。
然後，SGSN300監控NTP伺服器100中故障發生/消除位置，或者在接收來自GGSN200的NTP伺服器變更請求分組的基礎上傳輸NTP伺服器變更確認分組。根據NTP伺服器100的故障發生/消除位置或者根據NTP伺服器變更請求，該SGSN300也變更NTP伺服器。
新的NTP伺服器(例如，GGSN200或恢復的NTP伺服器100)分配時間戳到SGSN300。每個SGSN300接收來自新的NTP伺服器(例如，GGSN200或恢復的NTP伺服器100)的時間戳，從而實現與GGSN200的同步(S602)。
因此，該GGSN200接收來自SGSN300的NTP伺服器變更確認分組，從而確認在每個SGSN300處NTP伺服器已經變更為GGSN200或恢復的NTP伺服器100(S603)。在SGSN300處NTP伺服器的變更可以變更為GGSN200或者變更為NTP伺服器100。
在NTP伺服器變更為GGSN200的情況下，先前接收來自NTP伺服器100的時間戳的SGSN300現在接收來自GGSN的時間戳，因為NTP伺服器100出現故障。相應地，該SGSN300和GGSN在GGSN200的時候同步，因此每個SGSN300與GGSN200同步。
在NTP伺服器變更為NTP伺服器100的情況下，在先前接收來自GGSN200的時間戳的SGSN300現在在NTP伺服器100的故障被消除的基礎上接收來自初始NTP伺服器100的時間戳。相應地，該SGSN300和GGSN200在恢復的NTP伺服器100的時候同步，因此每個SGSN300與GGSN200同步。
圖7示出了如何在GGSN200處產生NTP伺服器變更請求(S601)。首先，GGSN200的G-NTP客戶220監控NTP伺服器100(S701)，並確定NTP伺服器是否出現任何故障或者該故障是否被消除(S702)。
由G-NTP客戶220監控的NTP伺服器100執行分配時間戳到位於整個網絡上的GGSN200和多個SGSN300的功能。該G-NTP客戶200周期性地監控NTP伺服器100，監控的周期與每個SGSN300的S-NTP客戶320請求時間戳的輪詢時間相同。
在確定(S702)的基礎上，如果確定的NTP伺服器100出現故障，則G-NTP客戶220檢查NTP伺服器變更標誌是否已經建立(S703)。
在確定(S703)的基礎上，如果NTP伺服器變更標誌已經建立，則G-NTP客戶220返回到NTP伺服器(100)監控的步驟。
如果NTP伺服器變更標誌已經在G-NTP客戶220建立，這意味著GGSN200的G-NTP客戶220代替出現故障的NTP伺服器100分配時間戳到位於整個網絡上的SGSN300。
換句話說，因為G-NTP客戶220已經分配時間戳到SGSN300，所以沒有進一步的NTP伺服器變更請求產生到GGSN。另一方面，為了檢查NTP伺服器100的故障是否已經消除，該NTP伺服器100被周期性地監控。
相反，在確定(8703)的基礎上，如果NTP伺服器變更標誌沒有建立，則G-NTP客戶220確定在NTP伺服器100中的故障是否持續一定的時間周期(S704)。這個確定通過增加等待時的故障計數來進行。如果這個故障超過一定數字，則意味著故障已經持續一定的時間周期。
如果在S704中確定NTP伺服器100中的故障沒有持續一頂的時間周期，則G-NTP客戶220返回到監控NTP伺服器100的步驟(S701)。
如果在S704中確定NTP伺服器100已經持續一頂的時間周期，為了將出現故障的NTP伺服器變更為GGSN200，該G-NTP客戶220建立第一NTP伺服器變更請求分組(S705)。
換句話說，該GGSN200和多個SGSN300在接收來自NTP伺服器100的時間戳的基礎上彼此同步。如果NTP伺服器100出現故障，則GGSN200代替NTP伺服器100分配時間戳到SGSN300。為此目的，該GGSN200建立第一NTP伺服器變更請求分組。優選地，第一NTP伺服器變更請求分組如圖5a所示來建立。消息類型欄位設置為「0」以指示由GGSN200傳輸的第一NTP伺服器變更請求分組是用於NTP伺服器變更請求。IP位址欄位設置為GGSN200的IP位址。故障發生/處消除時間欄位設置為NTP伺服器100中故障發生的時間。分組傳輸時間欄位設置為GGSN200將傳送第一NTP伺服器變更請求分組的時間。
如果在S702中確定NTP伺服器100中的故障已經消除，則G-NTP客戶220檢查NTP伺服器變更標誌是否已經建立(S706)。
如果在S706中確定NTP伺服器變更標誌沒有建立，則G-NTP客戶220返回到監控NTP伺服器100的步驟(S701)。換句話說，因為NTP伺服器100而非G-NTP客戶200分配時間戳到SGSN300，所以G-NTP客戶220不產生NTP伺服器變更請求到NTP伺服器100。
如果在S706中確定NTP伺服器變更標誌已經建立，這意味著GGSN200的G-NTP客戶220仍然分配時間戳到位於整個網絡上的SGSN300，即使NTP伺服器的故障已經被消除。因此，為了將NTP伺服器從GGSN200變更回最初的NTP伺服器100，G-NTP客戶220建立第二NTP伺服器變更請求分組。
換句話說，一旦NTP伺服器的故障被消除，接收來自GGSN200的時間戳用於與GGSN同步的多個SGSN300通過分配給GGSN200和SGSN300的NTP伺服器時間現在將同步。為此目的，第二NTP伺服器變更請求分組優選地如圖5a所示建立。消息類型欄位設置為「0」以指示將由GGSN200傳輸的第二NTP伺服器變更請求分組是用於NTP伺服器變更的請求。IP位址欄位設置為NTP伺服器100的IP位址。故障發生/消除時間欄位被設置為NTP伺服器的故障被消除的時間。分組傳輸時間欄位被設置為GGSN200將傳輸第二NTP伺服器變更請求分組的時間。
在NTP伺服器變更請求分組被建立(S705、S707)之後，該G-NTP客戶220通過搜索存儲SGSN300記錄的資料庫(DB)產生SGSN300的列(S708)。
然後G-NTP客戶220通過G-接口230傳輸第一NTP伺服器變更請求分組或者第二NTP伺服器變更請求分組到位於SGSN列上的SGSN300的S-NTP客戶320(S709)。同時，G-NTP客戶220建立未來NTP伺服器變更確認(S603)所需的一定周期的時間信號(S710)。
圖8示出了如何執行在SGSN300處的NTP伺服器變更和同步(S602)。首先，多個SGSN300每一個的S-NTP客戶320確定是否已經通過S-接口330接收來自G-NTP客戶220的NTP伺服器變更請求分組(例如，第一NTP伺服器變更請求分組或者第二NTP伺服器變更請求分組)(S801)。
如果在S801中確定S-NTP客戶320接收NTP伺服器變更請求分組，則S-NTP客戶320確定在接收的NTP伺服器變更請求分組中提出的分組傳輸時間是否比最終NTP分組的傳輸時間早(S802)。在這一點上，每個SGSN300接收來自NTP伺服器100的時間戳直到NTP伺服器100中發生任何故障或者在故障被消除之後。另一方面，當NTP伺服器100中存在故障時，SGSN300接收來自GGSN200的時間戳。對於這些操作，在SGSN300和NTP伺服器100之間以及SGSN300和GGSN200之間交換的用於時間分配的分組是NTP分組。在這些NTP分組中，最後的分組的傳輸時間是最終NTP分組的傳輸時間。最終NTP分組的傳輸時間指示SGSN300被最後同步的時間。
如果在S802中確定NTP伺服器的變更請求分組的分組傳輸時間早於最終的NTP分組的傳輸時間，則S-NTP客戶320返回到接收NTP伺服器變更請求分組的步驟(S801)。
如果在S802中確定NTP伺服器變更請求分組的分組傳輸時間不早於最終的NTP分組的傳輸時間，則S-NTP客戶320確定NTP伺服器變更請求分組中的故障發生/消除時間是否早於最終的NTP分組的傳輸時間(S803)。
在確定(S803)的基礎上，如果NTP伺服器變更請求分組中的故障發生/消除時間比最終NTP分組的傳輸時間早，則S-NTP客戶320返回到接收NTP伺服器變更請求分組的步驟(S801)。
在確定(S803)的基礎上，如果NTP伺服器變更請求分組中的故障發生/消除時間不早於最終NTP分組的傳輸時間，則S-NTP客戶320將NTP伺服器變更為具有在NTP伺服器變更請求分組中提出的IP位址的節點(例如，GGSN200或者處理完的NTP伺服器100)，然後接收來自變更的新NTP伺服器的時間戳，從而實現與GGSN的同步(S804)。
新NTP伺服器是指SGSN300從其接收時間戳的節點。該GGSN200或者最初的NTP伺服器100可以變成新NTP伺服器。如果具有IP位址的節點是GGSN200，則GGSN200變成新NTP伺服器，並且SGSN300接收來自GGSN的時間戳，從而實現與GGSN200的同步。另一方面，如果具有IP位址的節點是最初的NTP伺服器100，則最初的NTP伺服器100變成新的NTP伺服器，並且SGSN300接收來自最初的NTP伺服器100的時間戳，從而實現與GGSN200的同步。
然後，S-NTP客戶320響應於NTP伺服器變更請求分組建立NTP伺服器變更確認分組(S805)。NTP伺服器變更確認分組優選地如圖5b所示建立。為了指示SGSN300將傳輸的分組是用於NTP伺服器變更確認，消息類型欄位被設置為「1」。如果NTP伺服器變更確認分組是響應於NTP伺服器變更請求分組以將最初的NTP伺服器100變更為GGSN200，則IP位址欄位被設置為GGSN200的IP位址。另一方面，如果NTP伺服器變更確認分組是響應於NTP伺服器變更請求分組以將GGSN200變更為最初的NTP伺服器100，則IP位址欄位被設置為NTP伺服器100的IP位址。
此後，S-NTP客戶320傳輸NTP伺服器變更確認分組到變更的NTP伺服器(例如，GGSN200或者恢復的NTP伺服器100)(S806)。
如果在S801中確定沒有接收到NTP伺服器變更請求分組，則SGSN300的S-NTP客戶320監控NTP伺服器100和相關範圍(S807)，並且確定在NTP伺服器100中是否發生任何故障或者故障是否被消除(S808)。由S-NTP客戶320監控的NTP伺服器100分配時間戳到位於整個網絡上的GGSN200和SGSN300。S-NTP客戶320周期性地監控NTP伺服器100和其範圍。監控的周期與每個SGSN300的S-NTP客戶320請求時間戳時的輪詢時間相同。
在S808中確定的基礎上，如果NTP伺服器100和其範圍出現故障，則S-NTP客戶320檢查NTP伺服器變更標誌是否已經建立(S809)。該已經在S-NTP客戶320中建立的NTP伺服器變更標誌意味著GGSN200的G-NTP客戶220正在代替出現故障的NTP伺服器100分配時間戳到位於整個網絡上的SGSN300。
如果在S809中確定NTP伺服器變更標誌已經建立，則S-NTP客戶320返回到監控NTP伺服器100的步驟(S807)。換句話說，因為S-NTP客戶320已經正在接收來自GGSN200的時間戳，所以沒有實施將NTP伺服器變更為GGSN200。
相反，如果在S809中確定NTP伺服器變更標誌還沒有建立，則S-NTP客戶320確定NTP伺服器100中的故障是否持續一定的預定時間周期(S810)。如果在等待一定時間同時增加故障計數的基礎上故障計數超過一定數字，則可以確定NTP伺服器100中的故障持續一定的時間周期。
如果在S810中確定NTP伺服器100中的故障沒有持續一定的時間周期，則S-NTP客戶320返回到監控NTP伺服器100的步驟(S807)。
如果在S810中確定在NTP伺服器100中的故障持續一定的時間周期，則S-NTP客戶320變更NTP伺服器，並且接收來自變更的NTP伺服器(例如，GGSN220)的時間戳，從而實現與GGSN200的同步(S811)。變更的NTP伺服器是指SGSN300從其接收時間戳的節點。因此，GGSN200變成變更的NTP伺服器，並且SGSN300接收來自GGSN200的時間戳，從而實現與GGSN200的同步。
此後，S-NTP客戶320建立NTP伺服器變更標誌(S812)。在此，建立NTP伺服器變更標誌是為了指示S-NTP客戶320代替出現故障的NTP伺服器100正在接收來自GGSN200的G-NTP客戶220的時間戳。
如果在S808中確定NTP伺服器100中的故障已經被消除，則S-NTP客戶320確定NTP伺服器變更標誌是否已經建立(S813)。該NTP伺服器變更標誌已經建立意味著GGSN200的G-NTP客戶220仍然分配時間戳到位於整個網絡上的SGSN，即使NTP伺服器100中的故障已經被消除。
因此，如果在S813中確定NTP伺服器變更標誌沒有建立，則S-NTP客戶320返回到監控NTP伺服器100的步驟(S807)。換句話說，因為是NTP伺服器100而非G-NTP客戶220正在分配時間戳到SGSN300，所以S-NTP客戶320不實施將NTP伺服器變更為NTP伺服器100。
相反，如果在S813中確定NTP伺服器變更標誌已經建立，則S-NTP客戶320將NTP伺服器變更回最初的NTP伺服器100，並且接收來自最初的NTP伺服器100的時間戳，從而實現與GGSN200的同步(S814)。在此，變更的NTP伺服器是指SGSN300從其接收時間戳的節點，而最初的NTP伺服器100是可以變成變更的NTP伺服器的節點。因此，最初的NTP伺服器100變成變更的NTP伺服器，並且SGSN300接收來自最初的NTP伺服器的時間戳，從而與NTP伺服器100的時間同步。因此，該SGSN300和GGSN200與NTP伺服器100的時間同步。
此後，S-NTP客戶320清除NTP伺服器變更標誌(S815)。為了指示S-NTP客戶320代替GGSN200的G-NTP客戶220接收來自恢復的最初NTP伺服器100的時間戳，NTP伺服器變更標誌被清除。
圖9示出了如何執行在NTP伺服器的GGSN200處的變更確認。首先，該GGSN200的G-NTP客戶220通過G-NTP客戶220接收來自每個SGSN300的S-NTP客戶320的NTP伺服器變更確認分組(S901)。
此後，G-NTP客戶220在SGSN列中存儲關於傳輸的NTP伺服器變更確認分組的SGSN300的響應的記錄(S902)。
然後，G-NTP客戶220檢查是否已經經過了規定用於時間信號的時間(超時)(S903)。
如果在S903中確定還沒有超時，則G-NTP客戶220返回到接收NTP伺服器變更確認分組的步驟(S901)。
如果在S903中確定已經發生超時，則G-NTP客戶220確定是否從接收NTP伺服器變更請求分組的所有SGSN300中已經接收NTP伺服器變更確認分組(S904)。
如果在S904中確定不是所有的NTP伺服器變更確認分組均被接收，則G-NTP客戶220通過G-接口230再次傳輸NTP伺服器變更請求分組到位於SGSN列中的無響應SGSN300的S-NTP客戶320(S905)。
如果在S904中確定所有的NTP伺服器變更確認分組均已經被接收，則G-NTP客戶220檢查NTP伺服器變更標誌是否已經建立(S906)。
如果在S906中確定NTP伺服器變更標誌已經建立，則G-NTP客戶220清除NTP伺服器變更標誌(S907)。換句話說，為了指示分配時間戳到整個網絡的SGSN300的NTP伺服器已經從GGSN200的G-NTP客戶變更為最初的NTP伺服器100，G-NTP客戶220清除NTP伺服器變更標誌。
如果在S906中確定NTP伺服器變更標誌還沒有建立，則G-NTP客戶220建立NTP伺服器變更標誌(S908)。換句話說，為了指示分配時間戳到整個網絡的SGSN300的NTP伺服器已經從最初的NTP伺服器100變更為GGSN200的G-NTP客戶，G-NTP客戶220建立NTP伺服器變更標誌。
如上所述，如果NTP伺服器中的SGSN和NTP伺服器之間或者GGSN和NTP伺服器之間發生故障，則本發明監視所述故障並變更NTP伺服器，從而保證SGSN和GGSN之間的同步直到所述故障被消除。
上述實施例和優點僅僅是示例性的，不用於構成對本發明的限制。許多變更、修改和變化對本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。
權利要求
1.一種同步SGSN(服務GPRS支持節點)和GGSN(網關GPRS支持節點)的系統，其包括GGSN，該GGSN檢測NTP伺服器和相關範圍內的故障，請求NTP伺服器變更，並分配時間戳直到所述故障被消除；以及一個或多個SGSN，該SGSN檢測在NTP伺服器和相關範圍內發生的故障，根據GGSN NTP伺服器變更請求將NTP伺服器變更為GGSN；並接收來自所述GGSN的時間戳。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述GGSN包括G-接口，該G-接口通過TCP/IP(傳輸控制協議/網際網路協議)通信用作與每個SGSN的接口；和G-NTP客戶，該G-NTP客戶檢測NTP伺服器和相關範圍內的故障，通過G-接口傳輸NTP伺服器變更請求分組到SGSN，和通過經由G-接口分配時間戳到SGSN來實施與每個SGSN的同步。
3.如權利要求2所述的系統，其中所述NTP伺服器變更請求分組包括分組傳輸時間欄位，它指示所述G-NTP客戶傳輸分組的時間；故障發生/消除時間，它指示在NTP伺服器中的故障發生和消除的時間；IP位址欄位，它指示用作所述NTP伺服器的節點的IP位址；和消息類型欄位，它指示由所述G-NTP客戶傳輸的分組是用於NTP伺服器變更請求。
4.如權利要求1所述的系統，其中每個SGSN包括S-接口，該S-接口通過TCP/IP通信用作與GGSN或其他SGSN的接口；和S-NTP客戶，該S-NTP客戶檢測NTP伺服器和相關範圍內的故障，在通過所述S-接口接收來自GGSN的NTP伺服器變更請求的基礎上，將NTP伺服器變更為GGSN，傳輸NTP伺服器變更確認分組，並通過接收由GGSN分配的時間戳來實施與GGSN的同步。
5.如權利要求4所述的系統，其中NTP伺服器變更確認分組包括IP位址欄位，用來指示變更的NTP伺服器的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由S-NTP客戶傳輸的所述分組是NTP伺服器變更響應。
6.如權利要求4所述的系統，其中如果S-NTP客戶在NTP伺服器或GGSN中檢測到任何故障，則S-NTP客戶根據一定優先次序，通過S-接口產生NTP伺服器變更請求到其他SGSN來執行NTP伺服器的功能，通過經由S-接口分配到其他SGSN的時間戳實施與其他SGSN的同步；和如果NTP伺服器或GGSN中的故障被消除，則S-NTP客戶通過所述S-接口接收來自恢復的NTP伺服器或GGSN的時間戳，並實施與恢復的NTP伺服器或GGSN的同步。
7.一種用於同步SGSN和GGSN的方法，其包括在檢測到在NTP伺服器和相關範圍中的故障的基礎上請求變更NTP伺服器；和根據請求的NTP伺服器的變更來變更NTP伺服器；和接收來自變更的NTP伺服器的時間戳，從而同步該GGSN和該SGSN。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述NTP伺服器變更的請求包括檢測所述NTP伺服器和相關範圍中的故障或者檢測所述故障已經被消除；如果已經檢測到所述NTP伺服器和相關範圍中的任何故障，則確認所述NTP伺服器變更標誌還沒有建立，然後檢查所述故障是否持續預定的時間間隔；如果所述故障持續預定的時間間隔，則建立第一NTP伺服器變更請求分組並且通過搜索資料庫產生SGSN列；和根據所述SGSN列傳輸所述第一NTP伺服器變更請求到每個SGSN，然後建立時間信號。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述第一NTP伺服器變更請求分組是用於請求所述NTP伺服器變更為GGSN的分組，所述第一NTP伺服器變更請求分組包括分組傳輸時間欄位，用來指示所述GGSN傳輸分組的時間；故障發生時間欄位，用來指示所述故障在所述NTP伺服器中發生的時間；IP位址欄位，用來指示所述GGSN的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由所述GGSN傳輸的所述分組是用於NTP伺服器變更請求。
10.如權利要求8所述的方法，其中所述NTP伺服器變更的請求進一步包括如果已經檢測到NTP伺服器和相關範圍中的任何故障，則確認NTP伺服器變更標誌已經建立，然後建立第二NTP伺服器變更請求分組；和通過搜索資料庫產生SGSN列，然後根據該列傳輸所述第二NTP伺服器變更請求分組到每個SGSN，同時建立時間信號。
11.如權利要求10所述方法，其中所述第二NTP伺服器變更請求分組是用於請求將所述NTP伺服器從所述GGSN變更回所述最初NTP伺服器的分組，該第二NTP伺服器變更請求分組包括分組傳輸時間欄位，用來指示所述GGSN傳輸分組的時間；故障消除時間欄位，用來指示所述NTP伺服器中的故障解決的時間；IP位址欄位，用來指示所述NTP伺服器的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由所述GGSN傳輸的分組是NTP伺服器變更請求分組。
12.如權利要求7所述的方法，其中所述GGSN和SGSN的同步包括在每個SGSN檢查從所述GGSN接收的NTP伺服器變更請求分組；確定包括在所述NTP伺服器變更請求分組中的分組傳輸時間和故障發生/消除時間是否比所述最終NTP分組的傳輸時間早；將所述NTP伺服器變更為與在所述NTP伺服器變更請求分組中提出的IP位址一致的GGSN或最初的NTP伺服器，同時建立NTP伺服器變更確認分組，並且將NTP伺服器變更確認分組傳輸到作為NTP伺服器的所述GGSN或最初的NTP伺服器；和接收由變更為所述NTP伺服器的GGSN或最初NTP伺服器分配的時間戳，從而使所述GGSN和SGSN同步。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述NTP伺服器變更確認分組包括IP位址欄位，用來指示所述GGSN或NTP伺服器的IP位址；和消息類型欄位，用來指示由每個SGSN傳輸的所述分組是用於NTP伺服器變更確認。
14.如權利要求12所述的方法，其中所述SGSN和GGSN的同步進一步包括如果還沒有接收到NTP伺服器變更請求分組，則在每個SGSN檢測所述NTP伺服器和相關範圍中的故障的發生或者這種故障的消除；如果在所述NTP伺服器和相關範圍中已經檢測任何故障，則確認所述NTP伺服器變更標誌還沒有被建立，然後確定所述故障是否持續預定的時間周期；如果所述故障持續預定的時間周期，則將所述NTP伺服器變更為GGSN，同時建立NTP伺服器變更請求分組，並且將所述NTP伺服器變更請求分組傳輸到所述GGSN；和接收來自所述GGSN的時間戳，從而使所述GGSN和SGSN同步，然後建立所述NTP伺服器變更標誌。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述SGSN和GGSN的同步進一步包括如果已經檢測到所述NTP伺服器和相關範圍中的故障的消除，則在每個SGSN確認該NTP伺服器變更標誌已經建立；將所述NTP伺服器從所述GGSN變更回所述最初的NTP伺服器，同時建立NTP伺服器變更確認分組，並且將所述NTP伺服器變更確認分組傳輸到所述NTP伺服器；和接收來自所述NTP伺服器的時間戳，從而使所述GGSN和SGSN同步，然後清除所述NTP伺服器變更標誌。
16.如權利要求12所述的方法，其中所述使GGSN和SGSN同步進一步包括在所述GGSN接收來自每個SGSN的NTP伺服器變更確認分組，從而確認所述NTP伺服器變更。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述確認NTP伺服器變更包括在所述GGSN接收來自每個SGSN的NTP伺服器變更確認分組之後，在所述SGSN列中記錄是否具有來自每個SGSN的響應；在確認時間信號超時的基礎上，確定所述NTP伺服器變更確認分組是否已經從每個SGSN接收；如果所述NTP伺服器變更確認分組已經從每個SGSN接收，則檢查是否所述NTP伺服器變更標誌已經建立；和根據是否已經建立所述NTP伺服器變更標誌來建立或清除所述NTP伺服器變更標誌。
全文摘要
一種用於同步移動通信系統中的SGSN和GGSN的系統和方法，其保證SGSN和GGSN同步直到NTP伺服器中的故障(如果有的話)被消除。如果在NTP伺服器和相關範圍內發生故障，在監控所述故障的基礎上變更NTP伺服器，並且變更的NTP伺服器分配時間戳信息直到出現故障的NTP伺服器被恢復，從而保證SGSN和GGSN之間的同步。
文檔編號H04W56/00GK1487752SQ03154328
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月15日 優先權日2002年8月16日
發明者金兌勇 申請人:Lg電子株式會社