implementing mobile switch center

8/10/2019 IMPLEMENTING MOBILE SWITCH CENTER

1/18

USOO8452331B2

( 1 2 ) United

States

Patent ( 1 0 ) P a t e n t

N 0 . :

U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1

B2

Zhang

t a ] . ( 4 5 )

D a t e

o f P a t e n t :

May

8 , 2 0 1 3

( 5 4 ) METHODAND

SYSTEM

FOR ( 5 6 )

R e f e r e n c e s C i t e d

IMPLEMENTING MOBILE SWITCH

CENTER

DUALHOMING

( 7 5 ) I n v e n t o r s :

Hao

Z h a n g ,

S h e n Z h e n

( C N ) ; Y o n g l i J i a ,

S h e n Z h e n ( C N )

( 7 3 )

A s s i g n e e : H u a w e i T e c h n o l o g i e s C o . , L t d . ,

S h e n Z h e n

( C N )

(

*

) N o t i c e : S u b j e c t t o a n y

d i s c l a i m e r ,

t h e t e r m

o f

h i s

p a t e n t

i s

e x t e n d e d o r a d j u s t e d

u n d e r 3 5

U . S . C . 1 5 4 ( b )

b y

9 0 1

d a y s .

( 2 1 ) A p p 1 . N o . :

1 1 / 9 6 2 , 7 8 7

( 2 2 ) F i l e d :

D e c . 2 1 ,

2 0 0 7

( 6 5 )

P r i o r P u b l i c a t i o n

Data

US 2 0 0 8 / 0 0 9 6 5 4 7 A1 A p r .

2 4 ,

2 0 0 8

R e l a t e d

US. p p l i c a t i o n Data

( 6 3 )

C o n t i n u a t i o n

o f

a p p l i c a t i o n

N o .

PCT/CN2006/001215,

? l e d

on J u n .

5 , 2 0 0 6 .

( 3 0 ) F o r e i g n

A p p l i c a t i o n

P r i o r i t y D a t a

J u n . 2 7 ,

2005 (CN)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2005

1 0079993

( 5 1 )

I n t . C l .

H04W24/00 ( 2 0 0 9 . 0 1 )

( 5 2 )

US.

C l .

USPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . 455/560; 455/424

( 5 8 )

F i e l d

o f C l a s s i ? c a t i o n S e a r c h

USPC

. . . . . . . . . . . . . . . . . 455/4244433, 507, 560; 370/216,

3 7 0 / 3 2 8 4 3 3 8 ,

2 5 9 ; 7 0 9 / 2 2 1 4 2 3 0

S e e

a p p l i c a t i o n ? l e f o r

c o m p l e t e

s e a r c h h i s t o r y .

U . S .

PATENT

DOCUMENTS

5 , 6 9 1 , 9 7 3

A

1 1 / 1 9 9 7

Ramstrom

t

a l .

5 ,761 ,5 00 A 6/1998 Gallant

e t a 1 . . . . . . . . . .

. . 707/99901

6 , 4 0 8 , 1 8 2 B1

6 / 2 0 0 2 Davidson

t a l .

6 , 6 6 2 , 3 0 8 B1

1 2 / 2 0 0 3 B a r o n i

e t a 1 .

7,308,491

B2* 12/2007

Gosewehr

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709/221

7,463 ,61 0

B2* 12/2008

Collins . . . . . . . . . . . .

. . 370 /3 3 8

2002/0120763 A1

*

8/2002 Miloushev e t

a l .

709/230

2003/0176163

A1* 9/2003

Gosewehr . . . . . . . .

. . . . 455/3.04

2003/0176165 A1* 9/2003

Gosewehr

. . . . . . . 455 /9

2005/0036443 A1* 2 /2 005

Collins

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370/216

2007/0117561 A1 5 / 2 0 0 7 Shu

FOREIGN PATENT

DOCUMENTS

CN 1434574

A 8 / 2 0 0 3

( C o n t i n u e d )

OTHERPUBLICATIONS

V o k k a r a n e

e t

a l . , Dy namic Dual- Homing

r o t e c t i o n

i n

WDM

esh

N e t w o r k s , IEEE C o m m u n i c a t i o n s S o c i e t y , 3 ( 2 0 ) : 1 6 4 4 - 1 6 4 8

( 2 0 0 4 ) .

( C o n t i n u e d )

Primary Exam iner

ashif S i d d i q u i

( 7 4 ) A t t o r n e y , A g e n t ,

o r

Firm * e y d i g ,

V o i t

a y e r , L t d .

( 5 7 ) A B S T R A C T

A e t h o d

f o r i m p l e m e n t i n g

M o b i l e

S w i t c h

C e n t e r (MSC)

d u a l

homing i n c l u d e s : d i v i d i n g a

? r s t

p h y s i c a l

MSC

e r v e r

i n t o

a

p l u r a l i t y o f v i r t u a l

MSC

e r v e r s ; e s t a b l i s h i n g

a

d u a l

homing r e l a t i o n between a ? r s t v i r t u a l MSC e r v e r o f

t h e

p l u r a l i t y

o f v i r t u a l MSC e r v e r s

and s e c o n d

p h y s i c a l MSC

S e r v e r ;

s w i t c h i n g b y

t h e

? r s t v i r t u a l

MSC

e r v e r

f r o m

i d l e

s t a t e t o a c t i v a t e s t a t e i f

d e t e r m i n i n g

by t h e ? r s t

v i r t u a l

MSC

S e r v e r t h a t s t a t e s w i t c h i n g i s

n e e d e d

The scheme ma y i m p l e

ment t h e M o b i l e S w i t c h

C e n t e r

(MSC) d u a l

h o m i n g , a n d

i m p r o v e t h e r e l i a b i l i t y

o f

m o b i l e

c o m m u n i c a t i o n

n e t w o r k ;

t h e i m p l e m e n t a t i o n

i s s i m p l e

a n d ? e x i b l e .

1 6 C l a i m s , 8

Drawing S h e e t s

MSC e r v e r A

h e a r t b e a t c o n t r o l

s w i t c h i n g

d e c i s i o n m o d u l e

I

MSC

e r v e r - 0

1

s e r v i c e s u b s y s t e m

m e d i a

g a t e w a y

s u b s y s t e m

j

3

s i g n a l i n g

s u b s y s t e m : l

j

U


2/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

P a g e

2

FOREIGNPATENTDOCUMENTS

CN

1545345

A 1 1 / 2 0 0 4

CN 1327728

C 7/2007

CN

100488299

C

5/2009

CN

1536819

B 8/2010

E P

1 775 970 A1 4/2007

W0 WO

005/039210

A1

4/2005

OTHERPUBLICATIONS

S t a t e m e n t

o f

R e s p o n s e s

f o r

I n v a l i d a t i o n

D e c l a r a t i o n P r o c e d u r e i n

c o r r e s p o n d i n g

C h i n e s e P a t e n t A p p l i c a t i o n

N o .

2 0 0 5 1 0 0 7 9 9 9 3 . 7

( M a y

2 4 , 2 0 1 2 ) .

I n t e r n a t i o n a l S e a r c h R e p o r t

i n c o r r e s p o n d i n g

I n t e r n a t i o n a l

P a t e n t

A p p l i c a t i o n

N o .

P C T / C N 2 0 0 6 / 0 0 1 2 1 5 ( S e p . 1 4 ,

2 0 0 6 ) .

1

O f ? c e

A c t i o n i n c o r r e s p o n d i n g

C h i n e s e

A p p l i c a t i o n N o .

2 0 0 5 1 0 0 7 9 9 9 3 7 ( J a n . 1 9 , 2 0 0 7 ) .

W r i t t e n O p i n i o n

o f t h e I n t e r n a t i o n a l

S e a r c h i n g A u t h o r i t y i n c o r r e

s p o n d i n g PCT A p p l i c a t i o n

N o . P C T / C N 2 0 0 6 / 0 0 1 2 1 5

( S e p . 1 4 ,

2 0 0 6 ) .

3GPP TS 23.236i3rd G e n e r a t i o n

P a r t n e r s h i p P r o j e c t ;

T e c h n i c a l

S p e c i ? c a t i o n G r o u p S e r v i c e s

a n d

S y s t e m A s p e c t s ; I n t r a - d o m a i n c o n

n e c t i o n o f

R a d i o A c c e s s

Network (RAN)

n o d e s

t o m u l t i p l e C o r e

N e t w o r k ( C N )

n o d e s

( R e l e a s e

5 ) ,

M a r . 2 0 0 2 , V e r s i o n

5 . 2 . 0 ,

3 r d

G e n e r a t i o n

P a r t n e r s h i p P r o j e c t , V a l b o n n e , F r a n c e .

3GPP TS 23.236i3rd G e n e r a t i o n

P a r t n e r s h i p P r o j e c t ;

T e c h n i c a l

S p e c i ? c a t i o n G r o u p S e r v i c e s a n d S y s t e m A s p e c t s ; I n t r a - d o m a i n c o n

n e c t i o n o f R a d i o

A c c e s s

Network (RAN) n o d e s t o m u l t i p l e C o r e

N e t w o r k ( C N ) n o d e s ( R e l e a s e

6 ) ,

D e c . 2 0 0 5 , V e r s i o n

6 . 2 . 0 ,

3

G e n e r a t i o n

P a r t n e r s h i p P r o j e c t , V a l b o n n e , F r a n c e .

R e q u e s t

f o r I n v a l i d a t i o n

o f P a t e n t R i g h t

i n


C h i n e s e

P a t e n t A p p l i c a t i o n N o . 2 0 0 5 1 0 07 9 9 9 3 . 7 ( J u l . 2 0 0 6 ) .

*

c i t e d b y

examiner


3/18

US.

Patent

May

8 ,

2 0 1 3

S h e e t

1 0 f 8 U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

M S C Z I

I M S C SS C ]

M S C 4 M S C 7

// \ / / \ \

K \ /

/

x \

C S

p o o l - a r e a

1

i

//

C S

P O O I ' a r e a

2

RAN

i n o d e

A r e a 3

RAN

n o d e n o d e

A r e a

5

A r e a

7

A r e a

8

\

1

j

\

\ \

U

P S p o o l - a r e a \\

\

\

/ /

S p o o l - a w a y

\ \ / /

SGSN SGSN SGSN

I

S G S N

2 I

S G S N

4

F i g .

1


4/18

US.

Patent

May 8 , 2 0 1 3 S h e e t 2 0 f 8 U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

HLR

I

r

r

r

,

I

r

z

r

r

MSC

e r v e r

1

w

( 1 ) 1 A M

MSC e r v e r 2

l

I

I

I

MGW

MGW

RNC

F i g . 2

MSC

e r v e r

A MSC

e r v e r B


5/18

US.

Patent

May 8 , 2 0 1 3 S h e e t 3 0 f 8 U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

MSC e r v e r A

-w

h e a r t b e a t

c o n t r o l

0 & M

s w i t c h i n g d e c i s i o n

module

MSC e r v e r - O


s e r v e

S e r v e r - 2

t r u n k s u b s y s t e m S e r v e r - N

m e d i a

g a t e w a y

s u b s y s t e m

s i g n a l i n g

s u b s y s t e m

L____.____________..

l_______.._____~__.s

L_.____._____._______

F i g . 4


6/18

US.

Patent

May 8 , 2 0 1 3 S h e e t 4 0 f 8 U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

MSC Server MSC e r v e r B

MGWl

MGWZ

MGW3

MGW4

F i g .

5

MSC

e r v e r A

MSC

e r v e r B

MSC

e n / a r c

h e a r t b e a t h e a r t b e a t

MGWl MGWZ

MGW3


7/18

US.

Patent

May

8 ,

2 0 1 3

S h e e t

5 0 f 8 U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

MSC

e r v e r

A MSC

e r v e r

B

MSC

e r v e r

C

h e a r t b e a t

MGWl MGW2

MGW3

MGWS MGW5

F i g . 7

MSC

e r v e r B

MSC e r v e r

C


8/18

US. P a t e n t

May 8 , 2 0 1 3

S h e e t

6 0 f 8

3 h e a r t b e a t c o n t r o l

%

%

s w i t c h i n g

d e c i s i o n m o d u l e

i

MSC e r v e r - 0

MSC e r v e r - 1


s e r v i c e

s u b s y s t e m

t r u n k

s u b s y s t e m t r u n k s u b s y s t e m

m e d i a g a t e w a y m e d i a g a t e w a y

s u b s y s t e m s u b s y s t e m

s i g n a l i n g s u b s y s t e m s i g n a l i n g s u b s y s t e m

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1

B2

MSC e r v e r

C


9/18

US.

Patent

May

8 ,

2 0 1 3

S h e e t

7 0 f 8 U S 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

M S C S e r v e r A

\

h e a r t b e a t I A

h e a ? b e a t

I /

ZUA

i n k - 0

iM2UA11I11


10/18


11/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

1

METHOD

ND

SYSTEMFOR

IMPLEMENTING MOBILE SWITCH

CENTER

DUAL HOMING

CROSS-REFERENCETO RELATED

APPLICATIONS

T h i s a p p l i c a t i o n

i s

a c o n t i n u a t i o n o f I n t e r n a t i o n a l P a t e n t

A p p l i c a t i o n N o . P C T / C N 2 0 0 6 / 0 0 1 2 1 5 , ? l e d J u n . 5 , 2 0 0 6 ,

which

c l a i m s p r i o r i t y

t o

C h i n e s e

P a t e n t

A p p l i c a t i o n N o .

2 0 0 5 1 0 0 7 9 9 9 3 . 7 ,

? l e d J u n .

2 7 , 2 0 0 5 ,

b o t h

o f

which

a r e

h e r e b y

i n c o r p o r a t e d

b y

r e f e r e n c e .

F I E L D OF THEINVENTION

The r e s e n t i n v e n t i o n

r e l a t e s

t o d u a l

homing e c h n o l o g i e s ,

and

more a r t i c u l a r l y , t o a method

and

s y s t e m f o r

implement

i n g M o b i l e

S w i t c h

C e n t e r (MSC)

d u a l

h o m i n g .

BACKGROUND OF THEINVENTION

I n a

s e c o n d

G e n e r a t i o n ( 2 G )

o r

t h i r d

G e n e r a t i o n ( 3 G )

m o b i l e

communication s y s t e m , MSC

s

an

i m p o r t a n t node o f

c o r e n e t w o r k

f o r

c o n t r o l l i n g t h e m o b i l i t y management a n d

v a r i o u s

c a l l s e r v i c e s i n

t h e c i r c u i t d o m a i n . The s t e a d y o p e r a

t i o n

o f MSC e v i c e r e ? e c t s t h e r e l i a b i l i t y o f h e whole o b i l e

n e t w o r k .

Along w i t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f

m o b i l e

com

m u n i c a t i o n n e t w o r k ,

t h e

c a p a c i t y o f M S C e e p s r i s i n g . E s p e

c i a l l y

u n d e r t h e 3 G R4 a r c h i t e c t u r e , t h e MSC s

d i v i d e d

i n t o

an

MSC

e r v e r

and a Media Gateway (MGW).

One

MSC

S e r v e r

ma y manage m u l t i p l e

MGWs. The

r a n g e c o n t r o l l e d

a n d

t h e u s e r c a p a c i t y s u p p o r t e d

b y

e a c h MSC e r v e r

g r e a t l y

e x c e e d

t h o s e s u p p o r t e d

b y t h e

MSC f 2G y s t e m . T h e r e f o r e ,

t h e r e l i a b i l i t y a n d

t h e d i s a s t e r r e c o v e r y r e q u i r e m e n t o f MSC

a r e

p a r t i c u l a r l y i m p o r t a n t .

T h e r e

i s

no d i s a s t e r r e c o v e r y s o l u t i o n

p r o v i d e d

f o r t h e

MSC

n t h e e x i s t i n g

2G e t w o r k .

When

an

MSC

a i l s

i n t h e

n e t w o r k ,

t h e s e r v i c e s

w i t h i n

t h e a d m i n i s t r a t i o n r a n g e

o f

MSC

a r e a l l i n t e r r u p t e d

u n t i l

t h e

MSC

s r e c o v e r e d . The 3 r d Gen

e r a t i o n P a r t n e r s h i p P r o j e c t ( 3 G P P )

s t a n d a r d o r g a n i z a t i o n

p r o v i d e s an I u - F l e x s o l u t i o n f o r t h e

d i s a s t e r

r e c o v e r y of o r e

n e t w o r k s i d e i n R5 v e r s i o n i n c l u d i n g : i m p r o v i n g

t h e r e l i a b i l

i t y

o f

t h e w h o l e

s y s t e m b y

t h e a c c e s s n e t w o r k

c o n n e c t i n g

with u l t i p l e c o r e

network n t i t i e s

such s MSC nd S e r v i c e

GPRS

S u p p o r t i n g n o d e ( S G S N ) .

With

r e f e r e n c e

t o F I G . 1 , 3GPP

s t a n d a r d

TS23.236 p r o

p o s e s a c o n c e p t

o f

p o o l

a r e a , i . e . f o r m i n g

t h e a r e a s

c o v e r e d

by

s e v e r a l Radio Ac cess Network (RAN) nodes

s u c h

a s Radio

Network C o n t r o l l e r s (RNC)

o r

Base S t a t i o n C o n t r o l l e r s

(BSC)

i n t o a p o o l a r e a . S e r v i c e s o f h e p o o l a r e a a r e

g e n e r a l l y

provided b y

s e v e r a l

c o r e

network

nodes such a s MSC r

SGSN n p a r a l l e l . F o r e x a m p l e , a s shown i n F I G . 1 ,

MSC

,

MSC

2 and

MSC

3

s i m u l t a n e o u s l y manage p o o l

a r e a

1

f o r m e d

by

r e a 1 , A r e a 2 , A r e a 5 andArea ; MSC , MSC

a n d

MSC s i m u l t a n e o u s l y manage p o o l a r e a 2

f o r m e d

by

Area , Area , Area 6

and

Area . To i d e n t i f y a c o r e network

n o d e , each

c o r e network node s a l l o c a t e d with one r s e v e r a l

Network R e s o u r c e I d e n t i t y ( N R I ) . When a m o b i l e t e r m i n a l

e s t a b l i s h e s a Non ccess

Stratum

(NAS)

connection

with a

core network

node, a

RAN

ode r o u t e s t h e i n i t i a l NAS mes

s a g e t o t h e

c o r e

network node


t o t h e N R I

a c c o r d i n g t o

t h e

NRI

c a r r i e d b y

t h e

i n i t i a l NAS e s s a g e .

By

t a k i n g

p o o l a r e a 1 a s an x a m p l e , e a c h o f h e RANs i t h i n t h e

p o o l a r e a c o n n e c t s w i t h MSC , MSC and MSC s i m u l t a

n e o u s l y ;

i f a n y

o f them a i l s ,

t h e

a c c e s s n e t w o r k

c a n c e l s t h e

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

2

r o u t e o f t h e f a i l e d MSC, and

d i s t r i b u t e s

t h e

n e w l y

i n i t i a t e d

t r a f ? c

t o

o t h e r MSCs. T h e r e f o r e , t h e

d i s a s t e r r e c o v e r y

i s

i m p l e m e n t e d .

However,

t h e d i s a s t e r r e c o v e r y

s o l u t i o n a s

shown

n F I G . 1

h a s t h e

f o l l o w i n g

p r o b l e m s i n p r a c t i c a l

a p p l i c a t i o n s .

I m p l e m e n t a t i o n i s

c o m p l e x . The

s o l u t i o n

a s

shown

n

F I G .

1

i s

a

f u l l - n e t w o r k

s o l u t i o n

i n

which

h e

c o r e

network

e n t i t y

such

s

MSC

nd SGSN nd

h e

a c c e s s network n t i t y

such

s

RNC and BSC need o b e modi?ed; e s p e c i a l l y a t

t h e

MSC

s i d e , i t h a s

g r e a t i m p a c t

o n t h e l o c a t i o n

u p d a t e

a n d

h a n d o v e r

p r o c e d u r e d u e t o t h e

i n t r o d u c e d

new o n c e p t o f NRI n d p o o l

a r e a ;

i t i s needed

o n o t

o n l y t a k e

t h e s e r v i c e c o n d i t i o n

under

t h e I u - F l e x node

w i t h i n

t h e p o o l a r e a i n t o

c o n s i d e r a t i o n ,

b u t

a l s o

t o t a k e t h e

i n t e r a c t i o n

a n d c o m p a t i b i l i t y b e t w e e n p o o l

a r e a s

and n o n - I u - F l e x

n o d e s

i n t o

c o n s i d e r a t i o n ,

which

g r e a t l y

i n c r e a s e

t h e

c o m p l e x i t y

o f

c o r e n e t w o r k s i d e

s e r v i c e

l o g i c .

The

implementation i s d i f ? c u l t

i n a 2G network

such a s

GSM. The

u - F l e x

t e c h n o l o g y

i s i n t r o d u c e d i n

3GPP

R 5 ,

a n d

c a n

n o t b e

s u p p o r t e d by h e BSC

e v i c e

o f

2 G e t w o r k ;

i f t h e

B S C e v i c e

o f 2G

e t w o r k

s u p p o r t s

t h e

I u - F l e x t e c h n o l o g y , i t

i s

n e e d e d

t o

p e r f o r m

a g r e a t d e a l

o f

u p g r a d e

o p e r a t i o n ,

w h i c h

i s

d i f ? c u l t

f o r

t h e d e v e l o p m e n t i n t h e

GSM

e t w o r k .

The

e t w o r k

t o p o l o g y i s c o m p l e x . I n t h e

I u - F l e x

s o l u t i o n ,

an

a c c e s s

network e n t i t y e s t a b l i s h e s c o n n e c t i o n s

with mul

t i p l e

c o r e n e t w o r k e n t i t i e s ,

w h i c h i n c r e a s e s t h e

c o m p l e x i t y

o f

n e t w o r k

t o p o l o g y

a n d

i s d i f ? c u l t f o r

o p e r a t i o n

m a i n t e n a n c e .

There

s

a d e f e c t i n t h e c a l l e d s e r v i ce a f t e r t h e MSC

e r v e r

f a i l s .

With

r e f e r e n c e t o F I G .

2 ,

u n d e r

t h e

I u - F l e x

n e t w o r k i n g

a s

shown

i n

FIG.

2 , a f t e r

MSC e r v e r 1 f a i l s , i f a u s e r

w h o

o r i g i n a l l y r e g i s t e r e d

u n d e r t h e

V i s i t o r L o c a t i o n

R e g i s t e r

(V R) c o r r e s p o n d i n g t o MSC e r v e r 1

d o e s n o t i n i t i a t e

t h e

l o c a t i o n u p d a t e p r o c e d u r e o r t h e

c a l l i n g s e r v i c e

p r o c e d u r e ,

t h i s u s e r can n o t be s u c c e s s f u l l y ca l l e d because t h e VLR

a d d r e s s

o f t h i s

u s e r

r e c o r d e d

i n

t h e Home o c a t i o n

R e g i s t e r

(HLR) s

t h e VLR d d r e s s

o f

MSC

e r v e r 1 .

The MGW

e s o u r c e i s u n a v a i l a b l e

when t h e

MSC

e r v e r

f a i l s . With r e f e r e n c e t o F I G .

2 ,

when MSC e r v e r 1 f a i l s , t h e

u s e r p l a n e r e s o u rc e

o f a l l MGWs

a d m i n i s t r a t e d by

MSC

S e r v e r

1 i s i n i d l e s t a t e and can n o t be

u s e d . T h i s

problem s

more o u t s t a n d i n g

when h e r a n g e

a d m i n i s t r a t e d by

t h e

MSC

S e r v e r i s

l a r g e , b e c a u s e v a r i o u s

v o i c e p r o c e s s i n g r e s o u r ce s

f o r T C , E C a n d MPTY r i d g e p r o v i d e d

by

t h e MGW r e a l l

v a l u a b l e ;

r e s o u r c e

s h a r i n g

and

f f e c t i v e

l o a d

s h a r i n g

a r e d i f

? c u l t

t o be a c h i e v e d when

h e

networking a r c h i t e c t u r e i s a s

shown i n

F I G .

2 .

SUMMARY OF THE INVENTION

The

p r e s e n t

i n v e n t i o n p r o v i d e s

a

method

and s y s t e m f o r

i m p l e m e n t i n g

t h e

M o b i l e

S w i t c h C e n t e r

(MSC)

u a l

h o m i n g ,

t o i m p l e m e n t t h e

M o b i l e

S w i t c h

C e n t e r

(MSC) d u a l homing

a n d i m p r o v e t h e

s e c u r i t y

r e l i a b i l i t y

o f

o b i l e

c o m m u n i c a t i o n

n e t w o r k ,

a n d t h e i m p l e m e n t a t i o n

i s s i m p l e

a n d ? e x i b l e .

A ethod

o r i m p l e m e n t i n g

M o b i l e

S w i t c h C e n t e r (MSC)

d u a l h o m i n g , i n c l u d e s :

d i v i d i n g a

? r s t

p h y s i c a l

MSC

e r v e r

i n t o

a

p l u r a l i t y o f v i r t u a l

MSC

e r v e r s ; e s t a b l i s h i n g

a

d u a l

homing

r e l a t i o n

between a

? r s t

v i r t u a l

MSC

e r v e r o f t h e

p l u r a l i t y

o f v i r t u a l MSC e r v e r s

and s e c o n d p h y s i c a l

MSC

S e r v e r ; a n d

s w i t c h i n g

b y t h e


MSC

e r v e r

f r o m

i d l e s t a t e t o a c t i v a t e s t a t e

i f d e t e r m i n i n g

by t h e ? r s t

v i r t u a l

MSC e r v e r t h a t

s t a t e

s w i t c h i n g

i s

n e e d e d .

O p t i o n a l l y , t h e

? r s t

p h y s i c a l MSC

e r v e r

manages

t

l e a s t

a ? r s t network n t i t y .


12/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

3

The

? r s t n e t w o r k e n t i t y i s managed

a n d c o n t r o l l e d by a

s e c o n d

v i r t u a l MSC

e r v e r o f

t h e p l u r a l i t y

o f

v i r t u a l MSC

S e r v e r s , and t h e s t a t e o f t h e s e c o n d v i r t u a l

MSC

e r v e r i s

a c t i v e .

O p t i o n a l l y , d e t e r m i n i n g b y t h e ? r s t

v i r t u a l

MSC

e r v e r

t h a t s t a t e

s w i t c h i n g i s

n e e d e d i n c l u d e s :

d e t e c t i n g ,

b y

t h e ? r s t

v i r t u a l

MSC

e r v e r ,

a h e a r t b e a t

c o n n e c t i o n

between

h e

? r s t

p h y s i c a l MSC e r v e r a n d t h e s e c o n d p h y s i c a l MSC e r v e r ,


t h a t

s t a t e


n e e d e d

i f


t h a t

a h e a r t b e a t i s l o s t o r t h e s t a t e of

h y s i c a l MSC

e r v e r i n t h e

h e a r t b e a t

c o n n e c t i o n i s f a i l u r e .

O p t i o n a l l y ,


b y t h e ? r s t

v i r t u a l MSC e r v e r

t h a t s t a t e

s w i t c h i n g

i s n e e d e d i n c l u d e s : d e t e r m i n i n g

t h a t

s t a t e


needed i f

a s w i t c h

i n s t r u c t i o n o r u p d a t e s t a t e

i n s t r u c t i o n i s r e c e i v e d by

t h e

? r s t v i r t u a l MSC e r v e r .

The

second

h y s i c a l MSC

e r v e r

manages

t

l e a s t a

second

n e t w o r k e n t i t y ,

t h e

method

f u r t h e r i n c l u d e s :

e s t a b l i s h i n g a

s i g n a l i n g t r a n s p o r t l i n k b e t w e e n t h e

? r s t

v i r t u a l

MSC

e r v e r

a n d t h e s e c o n d n e t w o r k e n t i t y a f t e r t h e s w i t c hi n g .

T h e m e t h o d

f u r t h e r i n c l u d e s :

b a c k u p i n g ,

b y

t h e p h y s i c a l

MSC e r v e r , u s e r d a t a t o

a

V i s i t o r L o c a t i o n R e g i s t e r (V

R)


t o

t h e

? r s t

v i r t u a l

MSC

e r v e r

i n r e a l

t i m e

i f

t h e u s e r

d a t a

i s

c h a n g e d .

A

h y s i c a l MSC e r v e r , i n c l u d i n g

a

p l u r a l i t y

o f v i r t u a l

MSC S e r v e r s ; wherein a ? r s t v i r t u a l MSC

S e r v e r

o f t h e

p l u r a l i t y o f

v i r t u a l

MSC e r v e r s e s t a b l i s h e s a d u e l

homing

r e l a t i o n

w i t h a n o t h e r p h y s i c a l

MSC

e r v e r ,

a n d t h e

? r s t

v i r

t u a l MSC

e r v e r s w i t c h e s t h e

s t a t e of

h e ? r s t

v i r t u a l MSC

S e r v e r

from i d l e t o a c t i v e i f


t h a t s t a t e

s w i t c h i n g

i s n e e d e d .

The p h y s i c a l

MSC e r v e r

manages

a t

l e a s t

o n e

network

e n t i t y ;

a n d

t h e a t l e a s t o n e

n e t w o r k

e n t i t y i s managed and

c o n t r o l l e d by s e c o n d v i r t u a l MSC e r v e r o f

t h e

p l u r a l i t y o f

v i r t u a l MSC e r v e r s ; w h e r e i n

t h e

s e c o n d v i r t u a l MSC e r v e r

i s

i n

a c t i v e

s t a t e .

A

y s t e m

f o r i m p l e m e n t i n g MSC u a l h o m i n g ,

i n c l u d e s

a t

l e a s t

a

? r s t

p h y s i c a l

MSC

e r v e r

and

s e c o n d

p h y s i c a l

MSC

S e r v e r , i n

which h e

? r s t

p h y s i c a l MSC

e r v e r c o m m u n i c a t e s

with

h e second

h y s i c a l MSC e r v e r

v i a a h e a r t b e a t connec

t i o n ;

t h e

? r s t

p h y s i c a l MSC

e r v e r

i s

d i v i d e d i n t o a p l u r a l i t y

of v i r t u a l MSC e r v e r s ;

a

? r s t v i r t u a l MSC

e r v e r

of

t h e

p l u r a l i t y o f v i r t u a l MSC

e r v e r s

o f t h e

? r s t

p h y s i c a l MSC

S e r v e r e s t a b l i s h e s a d u e l homing

r e l a t i o n w i t h

t h e s e c o n d

p h y s i c a l MSC

S e r v e r , a n d

t h e

? r s t v i r t u a l MSC

S e r v e r

s w i t c h e s from

i d l e

s t a t e

t o

a c t i v e s t a t e

i n

r e s p o n s e

t o d e t e r

m i n i n g t h a t s t a t e s w i t c h i n g i s n e e d e d .

The ? r s t p h y s i c a l MSC

S e r v e r

manages a t l e a s t

a ? r s t

network

e n t i t y ; and h e

a t l e a s t

a ? r s t

network e n t i t y i s man

a g e d and

c o n t r o l l e d

by

a

s e c o n d v i r t u a l MSC e r v e r o f

t h e

p l u r a l i t y

o f

v i r t u a l

MSC

e r v e r s

o f t h e ? r s t

p h y s i c a l

MSC

S e r v e r .

The s e c o n d p h y s i c a l MSC

e r v e r

i s d i v i d e d i n t o a p l u r a l i t y

of v i r t u a l MSC e r v e r s ,

a

t h i r d v i r t u a l MSC

e r v e r

of

t h e

p l u r a l i t y o f i r t u a l MSC e r v e r s o f t h e s e c o n d p h y s i c a l MSC

S e r v e r e s t a b l i s h e s

a

d u e l homing e l a t i o n w i t h t h e ? r s t p h y s i

c a l

MSC

e r v e r , and

t h e t h i r d

v i r t u a l

MSC

e r v e r s w i t c h e s

from i d l e s t a t e t o a c t i v e s t a t e i n r e s p o n s e t o d e t e r m i n i n g

by

h e a r t b e a t d e t e c t i o n t h a t s t a t e

s w i t c h i n g i s n e e d e d .

O p t i o n a l l y ,

t h e s i g n a l i n g

c o n n e c t i o n i s

e s t a b l i s h e d

between

t h e t h i r d

v i r t u a l

MSC e r v e r

and

t h e ? r s t network

e n t i t y

o f

t h e ? r s t p h y s i c a l MSC

e r v e r a f t e r t h e

t h i r d

v i r t u a l

MSC e r v e r s w i t c h e s from

i d l e s t a t e t o a c t i v e s t a t e .

The

second

h y s i c a l MSC e r v e r manages

t

l e a s t a

second

n e t w o r k

e n t i t y ; a n d t h e s e c o n d

n e t w o r k

e n t i t y

i s managed n d

c o n t r o l l e d

by

a f o u r t h

v i r t u a l MSC e r v e r o f

t h e p l u r a l i t y

o f

v i r t u a l MSC e r v e r s o f

t h e

s e c o n d p h y s i c a l MSC e r v e r .

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

4

O p t i o n a l l y , a ? r s t s i g n a l i n g



between h e

? r s t

v i r t u a l

MSC

e r v e r and h e s e c o n d

network

e n t i t y o f h e

s e c o n d

p h y s i c a l MSC e r v e r

a f t e r

t h e

? r s t

v i r t u a l

MSC e r v e r s w i t c h e s from

i d l e

s t a t e

t o a c t i v e s t a t e .

The s y s t e m

f u r t h e r

i n c l u d e s : a VLR o r r e s p o n d i n g t o

t h e


MSC

e r v e r ,

u s e r

d a t a

i s

backuped o t h e

VLR

y

t h e

s e c o n d

p h y s i c a l

MSC

e r v e r

i n r e a l

t i m e

i n

r e s p o n s e

t o

t h e

change

o f t h e u s e r

d a t a .

T h e m e t h o d

p r o v i d e d

b y t h e p re s e n t i n v e n t i o n

f o r i m p l e

m e n t i n g t h e

M o b i l e

S w i t c h

C e n t e r

(MSC)

d u a l

h o m i n g

h a s

t h e

f o l l o wi n g a d v a n t a g e s

a n d

c h a r a c t e r i s t i c s .

The

d u a l homing

r e l a t i o n s e s t a b l i s h e d b e t w e e n

M S C s

g r e a t l y i m p r o v e

t h e r e l i a b i l i t y o f

m o b i l e

c o m m u n i c a t i o n n e t

w o r k , a n d

p r o v i d e a s o l u t i o n

f o r

r e s t o r i n g f r o m t h e u n a v o i d

a b l e d i s a s t e r

c a u s e d by n a t u r e o r human.

The

p h y s i c a l MSC e r v e r i s d i v i d e d i n t o s e v e r a l v i rt u a l

MSC

e r v e r s , a n d t h e e x i s t i n g

p h y s i c a l e n t i t y

o f n e t w o r k

i s

u s e d . T h e r e f o r e , no

new

c o n c e p t and e n t i t y a r e i n t r o d u c e d ;

a n d c o m p a t i b i l i t y p r o b l e m b e t w e e n h e

e x i s t i n g e n t i t y

a n d t h e

n e w l y

i n t r o d u c e d

e n t i t y d o e s

n o t

e x i s t ;

t h e

i m p l e m e n t a t i o n i s

s i m p l e a n d

c o n v e n i e n t ;

t h e

n e t w o r k t o p o l o g y i s

s i m p l e , w h i c h

i s

f a v o r a b l e

f o r

o p e r a t i o n

m a i n t e n a n c e .

A

h y s i c a l

MSC e r v e r i s d i v i d e d i n t o s e v e r a l v i r t u a l MSC

S e r v e r s , a n d e a c h o f h e v i r t u a l

MSC e r v e r s

h a s i n d e p e n d e n t

p r o c e s s i n g s u b s y s t e m s ; t h e r e f o r e ,

b y e s t a b l i s h i n g

t h e d u a l

homing r e l a t i o n

between d i f f e r e n t

v i r t u a l MSC e r v e r s

a n d

m u l t i p l e MSC e r v e r p h y s i c a l

e n t i t i e s ,

t h e

c o r e n e t w o r k

node

r e s o u r c e i s

saved and t can apply

t o

v a r i o u s network such a s

2Gnetwork o r 3G

e t w o r k , t h e

e f f e c t i s s i m i l a r t o

t h e

d u a l

h o m i n g w i t h a n MSC e r v e r p h y s i c a l e n t i t y i n

p r a c t i c a l a p p l i

c a t i o n s .

Because

a s m a l l number of p h y s i c a l e n t i t i e s a r e used i n

p r a c t i c e ,

i t

i s p o s s i b l e

t o l e a d

t o t h e

l e a s t

i m p a c t f o r

e x i s t i n g

n e t w o r k

s e r v i c e s a n d t h e h i g h e s t u t i l i z a t i o n f o r e x i s t i n g n e t

work e s o u r c e d u r i n g

t h e

s w i t c h i n g p r o c e s s c a u s e d by

a

f a i l

ure.

I n

t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , t h e

makeup

o f e a c h

v i r t u a l

MSC

S e r v e r

and

h e f u n c t i o n

and

f f e c t

p r o v i d e d

t h e r e b y a r e c o m

p l e t e l y i d e n t i c a l t o a n MSC

e r v e r

p h y s i c a l e n t i t y ; t h e r e f o r e ,

t h e

s e r v i c e

l o g i c

s u c h a s

c a l l a n d s w i t c h i n g

k e e p s

u n c h a n g e d

a n d t h e r e

i s

no d d i t i o n a l i m p a c t f o r t h e c h a r g i n g a n d s t a t i s t i c

a f t e r

t h e

d u a l h o m i n g

s w i t c h i n g ;

t h e r e i s

n o

s p e c i a l r e q u i r e

ment

f o r

network element

e x c e p t

MSC

e r v e r

and h e r e i s

no

i m p a c t f o r e x t e r n a l n e t w o r k e l e m e n t

d u r i n g t h e s w i t c h i n g .

The u a l homing

w i t c h i n g o f

h e p r e s e n t i n v e n t i o n may

e

a p p l i e d t o t h e

v e r s i o n

u p g r a d e

w i t h

l a r g e v a r i a n c e , s o a s t o

r e d u c e t h e i m p a c t made b y t h e

u p g r a d e f o r

t h e

e x i s t i n g

n e t

w o r k

s e r v i c e s a s

much

s p o s s i b l e .

B R I E F

DESCRIPTIONOF THEDRAWINGS

F I G .

1

i s

a

s c h e m a t i c d i a g r a m o f I u - F l e x

n e t w o r k i n g .

F I G . 2 i s a s c h e m a t i c diagram

of

network s t r u c t u r e

under

t h e I u - F l e x n e t w o r k i n g when MSC

e r v e r

1 f a i l s .

F I G .

3

i s

a

n e t w o r k i n g s c h e m a t i c

d i a g r a m f o r t h e MSC

i m p l e m e n t i n g

t h e

d u a l h o m i n g .

F I G .

4 i s a s c h e m a t i c diagram

f o r

d i v i d i n g

an MSC

e r v e r

p h y s i c a l e n t i t y i n t o m u l t i p l e v i r t u a l MSC e r v e r s .

F I G . 5

i s

a s c h e m a t i c

d i a g r a m

i l l u s t r a t i n g

t h e 1 + 1 s h a r i n g

n e t w o r k i n g mode on

h e b a s i s o f

t h e

v i r t u a l MSC

e r v e r .

F I G . 6 i s a s c h e m a t i c

d i a g r a m

i l l u s t r a t i n g t h e N+1 s t a n d b y

n e t w o r k i n g mode

on t h e b a s i s o f t h e

v i r t u a l MSC

S e r v e r

a c c o r d i n g

t o an embo diment.

F I G .

7 i s a s c h e m a t i c

d i a g r a m

i l l u s t r a t i n g t h e

N+1

s h a r i n g

n e t w o r k i n g

mode on t h e

b a s i s

o f t h e v i r t u a l MSC S e r v e r

a c c o r d i n g

t o an embo diment.


13/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

5

F I G . 8

i s

a

s c h e m a t i c

d i a g r a m


t h e N+M

t a n d b y



v i r t u a l MSC

S e r v e r

a c c o r d i n g

t o an embo diment.

F I G . 9 i s a s c h e m a t i c d i a g r a m


t h e N+M

h a r i n g



v i r t u a l MSC

S e r v e r

a c c o r d i n g

t o an embo diment.

F I G .

10

s a s c h e m a t i c diagram o r d i v i d i n g

an

MSC e r v e r

p h y s i c a l

e n t i t y i n t o t w o v i r t u a l MSC e r v e r s .

F I G . 1 1 i s

a

n e t w o r k i n g

s c h e m a t i c

d i a g r a m f o r

t h e

d u a l

homing

o f

I u i n t e r f a c e .

F I G . 1 2 i s

a

n e t w o r k i n g s c h e m a t i c

d i a g r a m f o r t h e

d u a l

homing

o f

A n t e r f a c e .

F I G .

1 3

i s a

s c h e m a t i c

d i a g r a m f o r i m p l e m e n t i n g t h e l o c a

t i o n u p d a t e a f t e r t h e

d u a l

h o m i n g s w i t c h i n g .

F I G .

1 4

i s a s c h e m a t i c diagram f o r implementing a c a l l

between t h e

v i r t u a l MSC S e r v e r s a f t e r

t h e

d u a l homing

s w i t c h i n g .

DETAILED

DESCRIPTION

OF THEINVENTION

T a k i n g

t h e d e v i c e

i n t e g r i t y ,

c o s t ,

d i s a s t e r r e c o v e r y

c a p a b i l

i t y

a n d n e t w o r k s e c u r i t y

i n t o

c o n s i d e r a t i o n u n i f o r m l y , d u a l

homing

s

i n t r o d u c e d

i n t o

t h e

m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m

t o a v o i d c o r e network a i l u r e ,

p r o v i d e

emergence

communi

c a t i o n d u r i n g

b u r s t d i s a s t e r e m e r g e n c y , a n d

p r o v i d e f a s t

r e c o v e r y c a p a b i l i t y

f o r

d e v i c e c o m m u n i c a t i o n d u r i n g

a n

e x t r e m e l y a b n o r m a l

c o n d i t i o n . S u c h

d u a l

homing

n a c t u a l i s

a

s p e c i a l

c o n n e c t i o n mode. As shown n

F I G .

3 , MGW and

MGW b o t h e s t a b l i s h

c o n n e c t i o n s

w i t h MSC

e r v e r

A

nd

MSC

e r v e r B . C o r r e s p o n d i n g

d a t a

o f MGW and MGW

a r e con?gured

i n

b o t h MSC e r v e r A

and

MSC

e r v e r

B .

MSC e r v e r

A e r f o r m s

s t a t e m a i n t e n a n c e a n d n e g o t i a t i o n

with MSC e r v e r B through a h e a r t b e a t c o n n e c t i o n . I n nor

mal c o n d i t i o n ,

MSC

e r v e r A

s

t h e home

MSC

e r v e r o f

MGW ,

a n d

o n l y p r o v i d e s

s e r v i c e s

f o r MGW ; MSC e r v e r

B

i s

t h e

home MSC

e r v e r o f

MGW , a n d o n l y p r o v i d e s

s e r v i c e s

f o r

MGW . When an MSC e r v e r such a s MSC

S e r v e r

B

a i l s ,

MSC

erverA

a k e s

o v e r

MGW

and

r o v i d e s

s e r v i c e s f o r

MGW

u n t i l MSC e r v e r B s r e c o v e r e d . The

s t a t e m a i n t e n a n c e and e g o t i a t i o n t h r o u g h t h e h e a r t b e a t con

n e c t i o n

i s g e n e r a l l y p e r f o r m e d

by

s e n d i n g

a h e a r t b e a t

mes

s a g e o r handshake message b etween two

p h y s i c a l

e n t i t i e s t o

e x c h a n g e

s t a t e s

w i t h e a c h

o t h e r .

T h e r e f o r e , t h e d e t e c t i o n o f

t h e h e a r t b e a t message

r

t h e i n f o r m a t i o n

c a r r i e d by

h e h e a r t

b e a t

message s r e f e r r e d

t o a s h e a r t b e a t d e t e c t i o n .

F o r t h e p u r p o s e o f e f f e c t i v e l y

s a v i n g

t h e

r e s o u r c e

o f

c o r e

n e t w o r k n o d e

d u r i n g

d u a l h o m i n g ,

a c c o r d i n g

t o t h e p r e s e n t

i n v e n t i o n , a n y MSC

e r v e r

p h y s i c a l e n t i t y

w h i c h i s r e f e r r e d

t o

a s p h y s i c a l MSC Server a s

f o l l o w s i s

divided

i n t o

more

t h a n

one

v i r t u a l

MSC

e r v e r s ,

and one of t h e

v i r t u a l

MSC

S e r v e r s i s u s e d f o r

m a n a g i n g a n d

c o n t r o l l i n g a l l s u b o r d i n a t e

network

n o d e s o f

t h e p h y s i c a l MSC S e r v e r t o which t h e

v i r t u a l MSC e r v e r s b e l o n g ;

t h e

s u b o r d i n a t e

n e t w o r k node

may b e a l l MGWs

managed by t h e p h y s i c a l

MSC e r v e r

t o

which h e v i r t u a l

MSC

e r v e r s

b e l o n g ; i f t h e r e i s no

network

node o f

t h e p h y s i c a l

MSC

e r v e r t o

which t h e

v i r t u a l

MSC

S e r v e r s

b e l o n g s n e e d i n g

t o b e m a n a g e d ,

t h e v i r t u a l MSC

S e r v e r may n o t be s e t ; t h e r e s t v i r t u a l

MSC

S e r v e r s can

e s t a b l i s h d u a l homing e l a t i o n s

w i t h

d i f f e r e n t

p h y s i c a l

MSC

S e r v e r s ;

a l l

d a t a

o f

t h e c o r r e s p o n d i n g p h y s i c a l MSC e r v e r

a r e c o n ? g u r e d

r e s p e c t i v e l y i n e a c h v i r t u a l MSC

e r v e r , f o r

e x a m p l e , a l l MGW a t a a d m i n i s t r a t e d b y t h e p h y s i c a l MSC

S e r v e r

and o t h e r n e t w o r k e l e m e n t

e n t i t y

d a t a s u c h a s

HLR,

VLR nd

SMC r e c o n ? g u r e d .

With e f e r e n c e t o F I G . 4 , MSC erverA s a p h y s i c a l MSC

Server which can be divided i n t o more than one v i r t u a l MSC

S e r v e r s i n t e r m s o f f u n c t i o n . F o r

e x a m p l e ,

MSC ServerA s

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

6

d i v i d e d i n t o MSC S e r v e r - 0 , MSC S e r v e r - 1 , MSC

Server-2 andMSC erver-N

according to different

appli

c a t i o n , a n d MSC

e r v e r - 0 i s

u s e d f o r

managing

a n d c o n t r o l

l i n g

a l l

s u b o r d i n a t e

MGWs

f MSC e r v e r

A

n d p r o v i d e s

s e r v i c e s f o r a l l s u b o r d i n a t e MGWs f

MSC

e r v e r A ; t h e

r e s t

MSC

erver-1,

MSC erver-2

. . . and

MSC

erver-N

may

r e s p e c t i v e l y

e s t a b l i s h

d u a l

homing

r e l a t i o n s

w i t h t h e

r e s t

N

p h y s i c a l MSC S e r v e r s s u c h a s MSC S e r v e r B

and

MSC

S e r v e r C ;

c o r r e s p o n d i n g l y ,

a l l MGW a t a

a d m i n i s t r a t e d b y

N

p h y s i c a l MSC S e r v e r s s u c h a s MSC S e r v e r B and MSC

S e r v e r

C n d d a t a o f o t h e r

r e l a t e d

n e t w o r k e l e m e n t e n t i t y

s u c h a s HLR, VLR and

SMC

r e r e s p e c t i v e l y con?gured i n

MSC

erver-1,

MSC

erver-2 . . and

MSC

erver-N. There

f o r e ,

c o r r e s p o n d i n g v i r t u a l MSC e r v e r c a n

p r o v i d e

s e r v i c e s

f o r a l l MGWs d m i n i s t r a t e d

b y t h e p h y s i c a l

MSC

S e r v e r

h a v i n g t h e d u a l homing r e l a t i o n w i t h t h e

v i r t u a l

MSC e r v e r

when h e

p h y s i c a l MSC

e r v e r f a i l s .

Each

v i r t u a l

MSC

S e r v e r

i s i n d e p e n d e n t o f o t h e r MSC

S e r v e r s and

a s i n d e p e n d e n t

p r o c e s s i n g mechanism

s u c h a s a

s i g n a l i n g s u b s y s t e m , a media

g a t e w a y

s u b s y s t e m , a t r u n k

s u b s y s t e m

a n d

a s e r v i c e

s u b sy s t e m . A l l v i r t u a l MSC e r v e r s

s h a r e

t h e s w i t c h i n g

d e c i s i o n m e c h a n i s m ,

h e a r t b e a t

c o n t r o l

mechanism

a n d

O p e r a t i o n s

a i n t e n a n c e

(O M)

mecha

n i s m .

Each v i r t u a l

MSC e r v e r h a s i t s own management s t a t e

such

s

ACTIVE

nd ID LE.

When

v i r t u a l

MSC

e r v e r i s i n

a c t i v e

s t a t e , t h e s i g n a l i n g

n e t w o r k d a t a and

h e

g a t e w a y con

t r o l

d a t a of h e v i r t u a l MSC e r v e r

a r e a c t i v e , s o

t h a t

t h e

t r u n k

d a t a

and

s e r v i ce d a t a a r e

a c t i v e ;

t h e v i r t u a l

MSC

e r v e r

i s

i n

n o r m a l w o r ki n g s t a t e a n d p r o v i d e s c o r r e s p o n d i n g s e r v i c e .

H o w e v e r , i f a v i r t u a l MSC

e r v e r s

i n i d l e s t a t e , t h e s i g n a l i n g ,

g a t e w a y , t r u n k

and s e r v i ce d a t a o f t h e v i r t u a l MSC

e r v e r

a r e

i n i n a c t i v e

s t a t e , and

t h e

v i r t u a l MSC

S e r v e r i s

u n a b l e t o

p r o v i d e s e r v i c e s .

The

t a t e

o f e a c h v i r t u a l

MSC

e r v e r i s m a i n t a i n e d t h r o u g h

t h e h e a r t b e a t c o n n e c t i o n w i t h t h e p h y s i c a l MSC

e r v e r

h a v

i n g t h e d u a l homing

r e l a t i o n

w i t h t h e v i r t u a l MSC

e r v e r .

I n

n o r m a l

c o n d i t io n , t h e

v i r t u a l

MSC

e r v e r p r o v i d i n g

s e r v i c e s

f o r

t h e

MGWs

managed by t h e

v i r t u a l

MSC e r v e r i s i n t h e

a c t i v e

s t a t e , a n d t h e

o t h e r

v i r t u a l

MSC e r v e r s

o f

p h y s i c a l

MSC Server a r e a l l i n t h e i d l e

s t a t e . When

v i r t u a l MSC

S e r v e r

d e t e c t s

t h e

h e a r t b e a t

i s

l o s t

o r t h e

s t a t e

of MSC e r v e r

i n t h e h e a r t b e a t


f a i l u r e ,

t h e v i r t u a l MSC e r v e r s

s w i t c h e s i t s management

s t a t e

from

i d l e t o a c t i v e under t h e

d e c i s i o n

o f

s w i t c h i n g d e c i s i o n

m o d u l e .

T h e d u a l h o m i n g s w i t c h i n g

i n c l u d e s

a u t o m a t i c s w i t c h i n g .

S p e c i ? ca l l y , t h e v i r t u a l

MSC

e r v e r

d e t e c t s

t h a t t h e

p h y s i c a l

MSC

e r v e r h a v i n g t h e

d u a l

homing

r e l a t i o n

w i t h t h e v i r t u a l

MSC S e r v e r

f a i l s , a u t o m a t i c a l l y s w i t c h e s i t s

management

s t a t e u n d e r t h e d e c i s i o n o f s w i t c h i n g d e c i s i o n m o d u l e , a n d

s e t s

i t s s t a t e a s

a c t i v e .

I n

p r a c t i c a l

a p p l i c a t i o n s , t h e r e i s

a l s o

a

p a s s i v e

s w i t c h i n g

manner

which m a y

be e f e r r e d t o a s

manual

s w i t c h i n g . S p e c i ? c a l l y , a

s w i t c h i n g d e c i si o n module

o f a

p h y s i c a l MSC e r v e r

r e c e i v e s a

s w i t c h i n g

command i a

t h e

O M, s e n d s a s w i t c h i n g i n s t r u c t i o n o r s t a t e c h a n g i n g

i n s t r u c t i o n t o a

v i r t u a l

MSC e r v e r . The

v i r t u a l

MSC e r v e r

i s i n d i c a t e d i n t h e s w i t c h i n g

command

r e c e i v e d b y t h e

s w i t c h i n g d e c i si o n module

f r o m

t h e

O M.

he

i r t u a l

MSC

S e r v e r

r e c e i v e s t h e

s w i t c h i n g

i n s t r u c t i o n o r s t a t e

c h a n g i n g

i n s t r u c t i o n s e n t b y t h e s w i t c h i n g d e c i s i o n

m o d u l e ,

s e t s t h e

s t a t e of

h e

v i r t u a l MSC

e r v e r

a s

a c t i v e . The a s s i v e s w i t c h

i n g

m a y be performed

t

any t i m e

a s l o n g a s t h e O M e n d s

a

s w i t c h i n g i n s t r u c t i o n

t o t h e

s w i t c h i n g d e c i s i o n m o d u l e .

Each p h y s i c a l MSC e r v e r can

be

d i v i d e d i n t o more t h a n

one i r t u a l

MSC

e r v e r s . T h e r e f o r e ,

t h e r e

a r e v a r i o u s

? e x i b l e

n e t w o r k i n g

modes on t h e b a s i s o f

v i r t u a l MSC e r v e r s ;

a s

shown i n

FIGS.

5 - 9 , t h e a c c e s s network e n t i t y

i s

n o t

c o n s i d


14/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

7

e r e d . V a r i o u s d u a l

homing

e t w o r k i n g modes may e

c a t e g o

r i z e d

i n t o

a s t a n d b y n e t w o r k i n g

mode n d

a

s h a r i n g n e t w o r k

i n g m o d e . F o r t h e

s t a n d b y

n e t w o r k i n g m o d e , a p h y s i c a l

MSC

S e r v e r

d o e s

n o t h a v e a managed

MGW,

and

c o m p l e t e l y

s e r v e s a s t h e s t a n d b y o f a n o t h e r p h y s i c a l

MSC

e r v e r .

F o r

t h e

s h a r i n g

n e t w o r k i n g m o d e , t w o

p h y s i c a l MSC e r v e r s

r e s p e c

t i v e l y

manage

and

c o n t r o l

one

o r

more

MGWs, each of

h e

two p h y s i c a l

MSC

e r v e r s

i s

a

s t a n d b y

o f t h e o t h e r . F o r b o t h

t h e

s t a n d b y

n e t w o r k i n g mode a n d t h e s h a r i n g

n e t w o r k i n g

m o d e , t h e s t a t e m a i n t e n a n c e a n d n e g o t i a t i o n a r e

p e r f o r m e d

b e t w e e n t h e

p h y s i c a l MSC S e r v e r s w i t h

t h e

d u a l

homing

r e l a t i o n t h r o u g h

t h e h e a r t be a t c o n n e c t i o n . I n

F I G S .

5 - 9

a l l

h e a r t b e a t c o n n e c t i o n s

a r e

r e p r e s e n t e d by d o t - a n d - d a s h

l i n e s .

I n

FIGS. 5 - 9 , a b o l d

r e a l l i n e

r e p r e s e n t s t h e c o n n e c t i o n

between an

MGW

nd t h e home p h y s i c a l MSC S e r v e r ; a

normal r e a l l i n e

r e p r e s e n t s

t h e

c o n n e c t i o n

between an MGW

a n d

t h e s t a n d b y o r s h a r i n g p h y s i c a l MSC e r v e r . The n e t

working

modes on

t h e b a s i s of h e v i r t u a l MSC e r v e r a r e

described i n

d e t a i l s

a s

f o l l o w s with

r e f e r e n c e t o t h e

a c c o m

p a n y i n g d r a w i n g s .

F I G .

5

i l l u s t r a t e s

a

1 + 1 s h a r i n g n e t w o r k i n g mode on t h e

b a s i s

o f

v i r t u a l

MSC

e r v e r s .

With

e f e r e n c e

t o

F I G .

5 ,

MSC

S e r v e r A

nd

MSC e r v e r

B

r e two

p h y s i c a l

MSC

e r v e r s

which r e r e s p e c t i v e l y

d i v i d e d

i n t o two i r t u a l MSC e r v e r s :

MSC

e r v e r - 0 and

MSC

e r v e r - 1 a s

shown

n

FIG.

1 0 .

MSC

S e r v e r - 0

o f

MSC

S e r v e r A r o v i d e s s e r v i c e s

f o r

MGW1,

MGW2

nd

MGW3. MSC e r v e r - 1 e s t a b l i s h e s d u a l

homing

r e l a t i o n w i t h MSC

e r v e r

B . MSC e r v e r - 0 o f MSC

e r v e r

B

p r o v i d e s

s e r v i c e s

f o r MGW4.MSC e r v e r - 1 e s t a b l i s h e s d u a l

homing

r e l a t i o n

w i t h MSC e r v e r

A . M a i n t e n a n c e between

MSC e r v e r A and MSC e r v e r B i s p e r f o r m e d t h r o u gh

a

h e a r t b e a t

c o n n e c t i o n .

The

s t a t e

o f MSC S e r v e r - 1 i n MSC

ServerA s m a i n t a i n e d t h r o u g h t h e h e a r t b e a t c o n n e c t i o n w i t h

MSC e r v e r

B .

The s t a t e of MSC

e r v e r - 1 i n

MSC e r v e r

B

i s m a i n t a i n e d by t h e h e a r t b e a t c o n n e c t i o n w i t h MSC

e r v e r

A . I n normal

c o n d i t i o n ,

MSC

e r v e r - 1 i n

e i t h e r MSC e r v e r

A

r MSC

Server

B s i n

an

i d l e s t a t e . I f MSC e r v e r - 1 i n

e i t h e r MSC erverA r MSC e r v e r B

nds

h a t t h e

h e a r t b e a t

i s l o s t

o r

t h e s t a t e

o f

t h e o t h e r p h y s i c a l

MSC

e r v e r

i n

t h e

h e a r t b e a t


f a i l u r e , t h e s t a t e

o f MSC

e r v e r - 1 i n

e i t h e r

MSC

erverA

o r MSC e r v e r B s s w i t c h e d from

i d l e

t o a c t i v e .

F I G . 6 i l l u s t r a t e s a n N+1 p r i m a r y - s t a n d b y n e t w o r k i n g

mode

on h e

b a s i s

of

h e

v i r t u a l

MSC e r v e r

a c c o r d i n g

t o an

embodiment i t h

t h r e e

p h y s i c a l MSC e r v e r s a s a n e x a m p l e .

With e f e r e n c e t o F I G . 6 , N q u a l s t o 2 .

I n

F I G . 6 ,

MSC

e r v e r

A ,

MSC

e r v e r B and

MSC

e r v e r C r e t h r e e

p h y s i c a l

MSC

S e r v e r s . MSC

e r v e r

A and MSC

e r v e r

C each i s

d i v i d e d

i n t o two v i r t u a l MSC S e r v e r s : MSC S e r v e r - 0 and MSC

S e r v e r - 1 , a s

shown

n

F I G .

1 0 .

MSC e r v e r B

a y be

d i v i d e d

i n t o

t h r e e

o r two i r t u a l

MSC

e r v e r s

because MSC e r v e r B

does n o t

manage an

MGW. MSC

e r v e r - 0 of

MSC

ServerA

p r o v i d e s s e r v i c e s f o r

MGW1,

MGW2 n d

MGW3. MSC

S e r v e r - 1

e s t a b l i s h e s a

d u a l

homing r e l a t i o n with a

v i r t u a l

MSC

e r v e r

o f MSC e r v e r B . MSC e r v e r - 0 o f MSC e r v e r

C p r o v i d e s s e r v i c e s f o r MGWS, MGW6 n d MGW7.

MSC

S e r v e r - 1 e s t a b l i s h e s

a

d u a l

homing r e l a t i o n w i t h

a n o t h e r

v i r

t u a l

MSC S e r v e r o f MSC S e r v e r B . Maintenance

among

MSC e r v e r A , MSC e r v e r C and MSC e r v e r s p e r

formed

t h r o u g h

h e a r t b e a t c o n n e c t i o n s . I f

MSC e r v e r

B

i s

d i v i d e d

i n t o

two v i r t u a l MSC

e r v e r s , i n

n o r m a l

c o n d i t i o n ,

two

i r t u a l MSC e r v e r s

of MSC e r v e r

B r e

i n

i d l e s t a t e ;

i f

a

h e a r t b e a t

i s

l o s t

o r t h e

s t a t e

of h y s i c a l MSC e r v e r i n t h e

h e a r t b e a t c o n n e c t i o n i s f a i l u r e ,

f o r e x a m p l e

MSC e r v e r

A

f a i l s , t h e s t a t e o f h e v i r t u a l MSC

e r v e r

e s t a b l i s h i n g

t h e d u a l

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

8

homing

r e l a t i o n

w i t h

MSC

ServerA

s

s w i t c h e d from i d l e t o

a c t i v e a n d

t h e

v i r t u a l MSC S e r v e r p r o v i d e s

s e r v i c e s

f o r

MGW1,

MGW2 n d

MGW3.

F I G . 7 l l u s t r a t e s

an N+1 s h a r i n g

networking mode

on h e

b a s i s

of v i r t u a l MSC

e r v e r s a c c o r d i n g

t o an

embodiment

w i t h

t h r e e p h y s i c a l

MSC

e r v e r s

a s an e x a m p l e . With r e f e r

e n c e t o F I G . 7 , N

q u a l s

t o 2 . I n F I G . 7 , MSC e r v e r A , MSC

S e r v e r B

nd

MSC e r v e r C r e

t h r e e

p h y s i c a l

MSC

e r v e r s .

MSC e r v e r

A

and MSC e r v e r C a c h i s d i v i d e d i n t o

two

v i r t u a l

MSC e r v e r s : MSC e r v e r - 0 and MSC e r v e r - 1 , a s

shown i n F I G . 1 0 .

MSC

e r v e r

B m a y be

d i v i d e d

i n t o

t h r e e

v i r t u a l MSC

e r v e r s , wherein one

s

used f o r p r o v i d i n g s e r

v i c e s f o r MGW8 nd n o t h e r

two

i r t u a l MSC e r v e r s e s t a b

l i s h

d u a l homing

r e l a t i o n s

w i t h MSC S e r v e r A and MSC

S e r v e r

C e s p e c t i v e l y . MSC

e r v e r - 0 o f

MSC

ServerA p r o

v i d e s s e r v i c e s f o r

MGW1,

MGW2 and MGW3. MSC

S e r v e r - 1 e s t a b l i s h e s

a d u a l homing

e l a t i o n w i t h MSC

e r v e r

B .

MSC

S e r v e r - 0

o f MSC

S e r v e r C r o v i d e s s e r v i c e s f o r

MGW5,

MGW6 nd

MGW7.

MSC

e r v e r - 1

e s t a b l i s h e s a

d u a l

homing

r e l a t i o n w i t h

a n o t h e r

v i r t u a l MSC

S e r v e r

o f

MSC

e r v e r

B .

Maintenance

among MSC

e r v e r A ,

MSC

S e r v e r

C a n d

MSC e r v e r

B

s p e r f o r m e d t h r o u g h t h e

h e a r t

b e a t

c o n n e c t i o n s

r e s p e c t i v e l y . I n

n o r m a l

c o n d i t i o n ,

t w o

v i r

t u a l MSC

e r v e r s

o f MSC e r v e r

B

e s t a b l i s h i n g

t h e d u a l

homing

e l a t i o n w i t h MSC

erverA and

MSC

e r v e r

C r e

i n

i d l e s t a t e .

I f a h e a r t b e a t i s l o s t

o r

t h e

s t a t e

of

h y s i c a l

MSC

S e r v e r i n t h e

h e a r t b e a t

c o n n e c t i o n i s f a i l u r e , f o r e x a m p l e

MSC

S e r v e r A a i l s , t h e s t a t e o f t h e v i r t u a l

MSC

S e r v e r

e s t a b l i s h i n g t h e

d u a l

homing r e l a t i o n w i t h MSC e r v e r A s

s w i t c h e d from

i d l e

t o a c t i v e

and

t h e

v i r t u a l MSC

S e r v e r

p r o v i d e s s e r v i c e s

f o r

M G W 1 , MGW2

n d

M G W 3.

i k e w i s e ,

f o r

MSC

ServerA

o r

MSC

e r v e r C ,

MSC

ServerA

s t a k e n

a s an e x a m p l e ;

i n

normal c o n d i t i o n , MSC e r v e r - 1 o f MSC

ServerA s i n

an

i d l e

s t a t e ; i f

a h e a r t b e a t i s

l o s t

o r t h e

s t a t e of

MSC e r v e r B i n t h e

h e a r t b e a t


f a i l u r e , t h e

s t a t e

of

MSC e r v e r - 1

of

MSC ServerA s s w i t c h e d from i d l e t o

a c t i v e

and

MSC e r v e r - 1 p r o v i d e s

s e r v i c e s

f o r MGW8.

f

MSC

e r v e r - 1

of

MSC

S e r v e r

A

and

MSC

S e r v e r

C

o t h

d e t e c t t h a t

MSC

e r v e r B f a i l s , w h e t h e r

MSC

e r v e r - 1 o f

MSC

ServerA o r

MSC

e r v e r - 1

of MSC

e r v e r C r o v i d e s

s e r v i c e s f o r MGW8

s

d e t e r m i n e d

a c c o r d i n g

t o

a r u l e ,

f o r

e x a m p l e t h e s e r v i c e

i s

p r o v i d e d b y t h e MSC e r v e r t h a t

? r s t

d e t e c t s t h e f a i l u r e o r a c c o r d i n g

t o

t h e c u r r e n t l o a d c o n d i t i o n .

F I G S .

8 and 9

r e s p e c t i v e l y

i l l u s t r a t e a n N+M r i m a r y

s t a n d b y

n e t w o r k i n g

mode n d a

s h a r i n g

n e t w o r k i n g

mode o n

t h e

b a s i s o f

t h e

v i r t u a l MSC e r v e r w i t h f o u r p h y s i c a l MSC

S e r v e r s a s

an

example.

With

r e f e r e n c e

t o FIGS.

8

and 9 ,

N

e q u a l s t o

2

and

M

q u a l s t o 2 . I n F I G S .

8

and , MSC

e r v e r

A,

MSC

e r v e r

B , MSC e r v e r C nd MSC

e r v e r

D r e f o u r

p h y s i c a l MSC e r v e r s . I n F I G . 8 , MSC

e r v e r

A nd MSC

S e r v e r C a c h i s

d i v i d e d

i n t o

t h r e e

v i r t u a l MSC e r v e r s . One

v i r t u a l

MSC

e r v e r o f

MSC ServerA

p r o v i d e s


MGW1, MGW2 and MGW3, t h e o t h e r two

v i r t u a l

MSC

S e r v e r s e s t a b l i s h d u a l

homing

r e l a t i o n s w i t h MSC

e r v e r

B

and MSC e r v e r D e s p e c t i v e l y . The

d i v i s i o n

o f MSC e r v e r

C s s i m i l a r t o t h a t ofMSC e r v e r A . MSC

e r v e r

B nd MSC

S e r v e r

D may be

d i v i d e d

i n t o t h r e e

o r two

v i r t u a l

MSC

S e r v e r s b e c a u s e t h e y do n o t

manage

MGW. The d i v i s i o n o f

MSC erverA and MSC

e r v e r

C n F I G .

9 i s

s i m i l a r t o t h a t

i n

F I G .

8 . MSC

e r v e r

B and MSC

e r v e r D

r e r e s p e c t i v e l y

d i v i d e d

i n t o

t h r e e

v i r t u a l MSC e r v e r s . One v i r t u a l MSC

S e r v e r p r o v i d e s


i t s managed MGW u c h a s

MGW4 r

MGW8,

and t h e o t h e r two v i r t u a l MSC e r v e r s

e s t a b l i s h d u a l

homing

e l a t i o n s

w i t h

MSC erverA n d MSC

S e r v e r

C e s p e c t i v e l y .

T h e w o r k i n g p r i n c i p l e s

o f

MSC e r v e r

A and MSC

e r v e r

C n F I G .

8

a r e s i m i l a r t o t h e working

p r i n c i p l e s

i n F I G . 6 .

The o r k i n g p r i n c i p l e s

o f MSC e r v e r

B


15/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

9

and MSC

S e r v e r D

i n F I G .

8

a r e s i m i l a r t o

t h e

working

p r i n c i p l e s o f MSC e r v e r

B

n F I G .

6 .

The o r k i n g p r i n c i p l e s

of MSC ServerA and MSC e r v e r C

n

FIG.

9 a r e s i m i l a r

t o

t h o s e

i n

F I G .

7 .

The

o r k i n g p r i n c i p l e s o f

MSC

e r v e r B and

MSC

e r v e r D n

F I G .

9 a r e s i m i l a r t o t h e working r i n c i p l e s

ofMSC

e r v e r B

n

FIG.

7 .

IfMSC

e r v e r

B

r

MSC

e r v e r

D a i l s , t h e

r u l e

f o r d e t e r m i n i n g w h e t h e r t h e s e r v i c e i s p r o

v i d e d

by t h e

v i r t u a l MSC

e r v e r

of MSC

e r v e r

A

r

MSC

S e r v e r C s s i m i l a r

t o t h a t

i n F I G .

7 .

I n t h e

n e t w o r k i n g modes

a s

i l l u s t r a t e d i n

FIGS.

6 - 9 , a n y

two p h y s i c a l MSC e r v e r s w i t h a h e a r t b e a t c o n n e c t i o n

have

t h e

d u a l

homing e l a t i o n t o e a c h o t h e r , t h e N+l

o r

N+M

ome

r e l a t i o n i s

formed

among l l p h y s i c a l MSC e r v e r s .

I n t h e a b o v e

v a r i o u s

n e t w o r ki n g m o d e s , s i g n a l i n g

s u b

s y s t e m

d u a l homing s t h e b a s i s

f o r

i m p l e m e n t i n g t h e MSC

S e r v e r

d u a l h o m i n g . T h e

s i g n a l i n g s u b s y s t e m

d u a l h o m i n g

i n c l u d e s t h a t , a p h y s i c a l

MSC e r v e r u s e s

t h e I P b e a r e r

b r o a d

b a n d s i g n a l i n g

b e t w e e n t h e MGW/SG n d

t h e

p h y s i c a l MSC

S e r v e r

i n s t e a d

o f d i r e c t l y p r o v i d i n g

a n a r r o w b a n d s i g n a l i n g

i n t e r f a c e . T h e r e f o r e ,

a n y p h y s i c a l c o n n e c t i o n o f

s i g n a l i n g

t r a n s p o r t

(SIGTRAN) l i n k o f o t h e r n e t w o r k e l e m e n t s

a r r i v

i n g

a t a p h y s i c a l

MSC

S e r v e r c a n b e

con?gured

o n t o

t h e

MGW/SG,

and

t h e

MGW/SG

c a n b e

? e x i b l y

s w i t c h e d

b e t w e e n t h e

MSC

e r v e r s

h a v i n g

t h e

d u a l

homing

e l a t i o n

v i a

t h e SIGTRAN

i n k w i t h

t h e

p h y s i c a l MSC e r v e r .

With

r e f e r e n c e

t o F I G .

1 1 ,

MSC e r v e r A , MSC e r v e r B

and MSC

S e r v e r C

r e t h r e e

p h y s i c a l

MSC e r v e r s . MSC

S e r v e r A s

t h e

s h a r i n g

MSC

e r v e r

o f MSC

e r v e r B and

MSC

e r v e r

C . S p e c i ? c a l l y ,

a c c o r d i n g

t o t h e d u a l homing

s p i r i t

o f

t h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n , MSC

ServerA

s

d i v i d e d i n t o

t h r e e v i r t u a l

MSC S e r v e r s

such a s

MSC S e r v e r - 0 , MSC

S e r v e r - 1 and MSC

e r v e r - 2 .

MSC

e r v e r - 0

i s used f o r man

a g i n g a n d c o n t r o l l i n g MGW2. MSC S e r v e r - 1 a n d MSC

S e r v e r - 2 e s t a b l i sh t h e d u a l homing h a r i n g r e l a t i o n w i t h MSC

S e r v e r

B a n d MSC e r v e r C e s p e c t i v e l y . I n F I G . 1 1 , e a c h

p h y s i c a l

MSC S e r v e r h a s

a

M3UA

i n k

w i t h i t s managed

MGW. F o r

e x a m p l e ,

M3UA

i n k s a r e

con?gured

between

MSC

S e r v e r

A

and

MGW2,

between

MSC

S e r v e r

B

and

MGW1, and between

MSC

S e r v e r

C

and MGW3. Each

MGW a s an

MTP3b

i n k

with

t s

managed RNC nd

s e r v e s

a s a s i g n a l i n g g a t e w a y ( S G ) f o r f o r w a r d i n g s i g n a l i n g t r a n s

p o r t l i n k .

The b o l d r e a l l i n e

r e p r e s e n t s t h e

p r i m a r y l i n k i n

F I G . 1 1 . I n s i g n a l i n g

s u b s y s t e m s

o f MSC e r v e r - 1 and MSC

S e r v e r - 2 , M3UA

i n k s

a r e con?gured o MGW1

nd MGW3,

b u t

M3UA i n k s a r e

n o t


b e f o r e

t h e d u a l homing

s w i t c h i n g ,

a s

t h e

d a s h e d

l i n e

shown

n F I G . 1 1 ,

when

h e d u a l

homing w i t c h i n g

i s p e r f o r m e d ,

i . e . t h e

s t a t e o f MSC e r v e r - 1

o r

MSC

e r v e r - 2

i s

changed s a c t i v e ,

MSC

e r v e r - 1 o r

MSC

S e r v e r - 2

o f MSC

erverA

n i t i a t e s

a

p r o c e d u r e f o r e s t a b l i s h

i n g t h e

c o r r e s p o n d i n g M3UA i n k

t o MGW1 r MGW3.

With

r e f e r e n c e

t o F I G .

1 2 ,

MSC e r v e r A , MSC e r v e r B

and MSC S e r v e r C r e

t h r e e

p h y s i c a l MSC e r v e r s . MSC

S e r v e r

A s t h e s h a r i n g

MSC

e r v e r

o f MSC e r v e r

B and

MSC e r v e r

C . S p e c i ? c a l l y ,

a c c o r d i n g t o


s p i r i t

o f

t h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n , MSC

ServerA

s

d i v i d e d i n t o

t h r e e v i r t u a l MSC S e r v e r s such

a s

MSC S e r v e r - 0 , MSC

S e r v e r - 1

and

MSC e r v e r - 2 . MSC e r v e r - 0 i s used f o r

man

a g i n g

a n d c o n t r o l l i n g MGW2.

MSC S e r v e r - 1

a n d

MSC

S e r v e r - 2

e s t a b l i s h

d u a l homing

s h a r i n g r e l a t i o n s w i t h MSC

S e r v e r

B a n d

MSC e r v e r C

e s p e c t i v e l y .

An M2UA

i n k ,

i d e n t i ? e d

b y

t h e b o l d r e a l

l i n e ,

i s

c o n ? g u r e d b e t w e e n

e a c h

p h y s i c a l MSC

e r v e r

s u p p o r t i n g A i n t e r f a c e d u a l h o m i n g a n d

t h e MGW o r c a r r y i n g t h e M TP3 s i g n a l i n g . The a r r o w b a n d

MTP2, i d e n t i ? e d b y t h e d o t t e d l i n e , i s c o n ? g u re d b e t w e e n t h e

MGW nd t h e BSC o c a r r y MTP3 s i g n a l i n g .

The

MGW

s e r v e s a s

t h e SG

orwarding and

does n o t

need o con?gure

a

s i g n a l i n g p o i n t . B e f o r e t h e d u a l h o m i n g s w i t c h i n g , t h e

20

25

30

35

40

45

50

55

60

6 5

1 0

M2UA d e n t i ? e d by t h e d a s h e d l i n e a n d t h e MTP3 i n k i n

FIG. 12

a r e n o t e s t a b l i s h e d i n t h e MSC e r v e r A. When h e

d u a l

homing s w i t c h i n g

o c c u r s ,

f o r

e x a m p l e MSC

e r v e r

B

f a i l s , v i r t u a l MSC e r v e r - 1 o f MSC ServerA w i l l e s t a b l i s h

t h e M2UA

i n k

t o MGW1, such a s M2UA i n k - 1 shown i n

F I G . 1 2 , and s t a b l i s h t h e MTP3 i n k t o BSC1, s u c h a s MTP3

l i n k - 1

shown i n

F I G . 1 2 .

The modes d e s c r i b e d

i n

FIGS. 1 1

and

1 2 a r e a p p l i c a b l e t o

t h e c a s e when a p h y s i c a l MSC S e r v e r communicates

with

o t h e r

network

e l e m e n t s such a s an H L R , SCP

and

SMC

t h r o u g h

t h e

n a r r o w b a n d

s i g n a l i n g . When

n e x t e r n a l

n e t w o r k

element suc h a s

an

HLR and

S C P

s u p p o r t s SIGTRAN , t h e

p h y s i c a l

MSC

e r v e r ma y a l s o

c o n n e c t w i t h

s u c h e n t i t i e s

d i r e c t l y

b y t h e

u s e

o f

t h e

b r o a d b a n d s i g n a l i n g .

F o r t h e s o l u t i o n i m p l e m e n t i n g t h e MSC u a l h o m i n g , i t i s

n e e d e d

t o

s o l v e

t h e

p r o b l e m s o f

m o b i l i t y m a n a g e m e n t , c a l l

r o u t e a n d d a t a b a c k u p a f t e r t h e s w i t c h i n g .

F o r t h e m o b i l i t y m a n a g e m e n t , e a c h v i r t u a l

MSC

e r v e r

h a s i t s

own

m o b i l i t y d a t a , f o r e x a m p l e t h e RNC, B S C a n d

LAC L o c a t i o n A r e a

C e l l )

b e l o n g i n g t o

a v i r t u a l

MSC

e r v e r .

T h e r e f o r e ,

t h e l o c a t i o n u p d a t e w i t h i n t h e v i r t u a l MSC e r v e r

andVLR

i l l b e

i m p l e m e n t e d s u c c e s s f u l l y

o n c e

t h e s i g n a l i n g

s u b s y s t e m s

o f

t h e

s w i t c h e d

v i r t u a l

MSC

e r v e r

a r e

a c t i v a t e d .

With e f e r e n c e

t o F I G .

1 3 ,

MSC

erverA

and MSC

e r v e r

B

a r e two p h y s i c a l

MSC

e r v e r s .

MSC

e r v e r s A nd

B

r e

d i v i d e d

i n t o two v i r t u a l

MSC

e r v e r s

such

a s

MSC

e r v e r - 0

and MSC

e r v e r - 1 r e s p e c t i v e l y , a s shown i n F I G . 1 0 .

MSC

S e r v e r - 0 s

o f

MSC S e r v e r s A and B

p r o v i d e


MGW1 and MGW2 e s p e c t i v e l y . MSC S e r v e r - 1

o f

MSC

ServerA s t a b l i s h e s a

d u a l

homing e l a t i o n

w i t h

MSC e r v e r

B . MSC e r v e r - 1

of

MSC

e r v e r

B s t a b l i s h e s a d u a l

homing

r e l a t i o n w i t h MSC e r v e r

A .

The n o r m a l

d a s h e d l i n e i n

F I G .

1 3

r e p r e s e n t s t h a t MSC e r v e r B

a i l s , a n d

t h e d u a l

homing

s w i t c h i n g i s p e r f o r m e d , i . e .

t h e

s t a t e o f MSC e r v e r - 1

i n

MSC

ServerA s changed from d l e t o a c t i v e ,

s o t h a t

MSC

e r v e r - 1

o f

MSC

ServerA p r o v i d e s


MGW2. n

p r a c t i c a l

a p p l i c a t i o n s ,

t h e

c h a n g i n g o f t h e s t a t e

makes MSC e r v e r

A

p r o v i d e


MGW1

and

MGW2.

n

t h i s

c a s e ,

i f

a

t e r m i n a l p e r f o r m s

l o c a t i o n

u p d a t e

f r o m

LAI5 t o L A I 4 , t h e

l o c a t i o n

u p d a t e w i l l

b e s u c c e s s f u l i f

MSC e r v e r - 1 i s n o r

m a l l y

a c t i v a t e d ,

b e c a u s e LAI5 a n d LAI4 a r e s i m u l t a n e o u s l y

a d m i n i s t r a t e d b y MSC e r v e r - 1 ,

a n d

t h e c o r r e s p o n d i n g

d a t a

i s

within

t h e same

V L R .

When a

t e r m i n a l p e r f o r m s

l o c a t i o n

u p d a t e from

LAI4

t o

L A I 3 , b e c a u s e LAI4 and

LAI3

a r e a d m i n i s t r a t e d by

d i f f e r e n t

v i r t u a l

MSC

e r v e r s ,

and e a c h o f

t h e

v i r t u a l

MSC

e r v e r s

c o r r e s p o n d s

t o a v i r t u a l

MSC

S e r v e r

V L R ,

t h e l o c a t i o n

u p d a t e

from

LAI4 t o

LAI3

b e l o n g s t o a l o c a t i o n u p d a t e

b e t w e e n v i r t u a l MSC S e r v e r VLRs, a n d t h e p r o c e d u r e i s

s i m i l a r

t o t h a t i n

t h e

p r i o r a r t .

I n t h i s

c a s e , h o w e v e r ,

i t

i s

p o s s i b l e t o l e a d t o t h e message c o m p e t i t i o n

f o r

i n s e r t i n g u s e r

d a t a

and

d e l e t i n g u s e r d a t a

between

HLR

and

two

v i r t u a l

MSC

S e r v e r

VLRs,

a n d

t h e

message

c o m p e t i t i o n ma y

b e

e l i m i n a t e d b y

a c t i v a t i n g

a c o r r e s p o n d i n g t i m e r

f o r

p r o t e c t i o n

i n t h e

v i r t u a l MSC

e r v e r

V L R.

I n t h e c a s e

t h a t

t h e d a t a

backup s n o t p e r f o r m e d i n t h e VLR

c o r r e s p o n d i n g t o t h e MSC e r v e r h a v i n g t h e d u a l

homing

r e l a t i o n , b e c a u s e

t h e r e i s no l o c a t i o n i n f o r m a t i o n n e c e s s a r y

f o r d e l i v e r i n g t h e

f u l l - n e t w o r k

p a g i n g when t h e

u s e r o f

t h e

switched MSC Server i s

? r s t

served a s a c a l l e d u s e r , t h e

p a g i n g i s

o n l y d e l i v e r e d w i t h i n t h e

V L R

r a n g e b y

m a t c h i n g

t h e

VLR

number recorded i n t h e

H L R ,

s o

a s t o a v o i d t h e

a c c e s s n e t w o r k o v e r l o a d

c a u s e d

b y d e l i v e r i n g

t h e

p a g i n g

s i m u l t a n e o u s l y

i n m u l t i p l e

v i r t u a l

MSC S e r v e r s .

F o r

e x a m p l e ,

a f t e r

MSC

e r v e r - 1 o f

MSC

e r v e r A n

F I G .

1 3

t a k e s o v e r MGW2, f t h e d a t a b a c k u p i s

n o t

p e r f o r m e d f o r t h e

VLR

o r r e s p o n d i n g

t o MSC e r v e r - 1 , i t

i s

needed o d e l i v e r


16/18

US 8 , 4 5 2 , 3 3 1 B2

1 1

t h e paging f o r u s e r s w i t h i n LAl4

and

LA15

a r e a ;

i n

t h i s c a s e ,

i t i s s h o u l d b e g u a r a n t e e d t o o n l y d e l i v e r

t h e

p a g i n g i n LAI4

and LA15

a r e a i n s t e a d

o f LAll~LAl3

by m a t c h i n g t h e

VLR

number r e c o r d e d i n

t h e

HLR.

F o r

t h e

c a l l r o u t e ,

t h e

v i r t u a l MSC e r v e r o f

t h e

p r e s e n t

i n v e n t i o n

h a s i t s c a l l r o u t e d a t a , t h e c a l l r o u t w i t h i n t h e v i r t u a l

MSC e r v e r

o r

t h e c a l l

r o u t e

with

o t h e r network

elements

k e e p s u n c h a n g e d b e f o r e o r

a f t e r s w i t c h i n g . I n

p a r t i c u l a r ,

t h e

c a l l

r o u t e

between h e

MSC

e r v e r s

s w i t c h e d i s n o t c h a n g e d ,

and t h e c a l l r o u t e

between

t h e MSC e r v e r s

can

be i m p l e

m e n t e d b y

t h e i n t e r a c t i o n o f s i g n a l i n g s u b s y s t e m s o f

v i r t u a l

MSC e r v e r s .

With e f e r e n c e t o

F I G . 1 4 , MSC erverA and MSC

e r v e r

B

r e two

p h y s i c a l

MSC

e r v e r s .

MSC ServerA

s

d i v i d e d

i n t o two

i r t u a l

MSC

e r v e r s

such

s

MSC

e r v e r - 0 and

MSC

S e r v e r - 1 .

MSC

e r v e r - 1

h a s

t h e d u a l

homing

r e l a t i o n

w i t h

MSC

e r v e r B . The d a s h e d l i n e s i n

F I G .

1 4

r e p r e s e n t

t h a t

MSC

e r v e r

B

a i l s ,

and h e s t a t e

o f

MSC e r v e r - 1

i s changed

f r o m i d l e t o a c t i v e , i . e .

t h e

d u a l homing s w i t c h i n g i s p e r

f o r m e d . I f U E 1 c c e s s i n g from

R N C 1

a l l s U E2 f RNC2, h e

c a l l

i s

handled s t h e o u t g o i n g c a l l i n MSC erverA and s t h e

i n c o m i n g

c a l l

i n

MSC S e r v e r B b e f o r e t h e d u a l homing

s w i t c h i n g

i s

p e r f o r m e d . A f t e r

t h e

d u a l

h o m i n g

s w i t c h i n g

i s

p e r f o r m e d ,

b e c a u s e

e a c h

v i r t u a l

MSC

e r v e r

h a s i t s

i n d e p e n

d e n t

p r o c e s s i n g s u b s y st e m s ,

t h e c a l l n e e d s t o p a s s

t h r o u g h

t h e

i n t e r a c t i o n o f s i g n a l i n g s u b s y s t e m s

b e t w e e n

v i r t u a l MSC

S e r v e r s ,

i . e . p a s s t h r o u g h t h e

i n t e r a c t i o n

o f s i g n a l i n g s u b

s y s t e m between

MSC

e r v e r - 0 o f RNC-l and

MSC

e r v e r - 1

of RNC-2. The c a l l i s

s t i l l

handled

a s

an outgoing c a l l

and an

i n c o m i n g

c a l l r e s p e c t i v e l y

i n

t w o

v i r t u a l MSC e r v e r s , w h i c h

i s s i m i l a r t o t h e

s w i t c h i n g

b e t w e e n v i r t u a l MSC

e r v e r s .

By

t h e

a b o v e

p r o c e s s i n g , t h e

s e r v i c e l o g i c s u c h a s

c a l l

a n d

s w i t c h i n g

k e e p s

u n c h a n g e d b e f o r e a n d

a f t e r

t h e d u a l h o m i n g

MSC e r v e r s w i t c h i n g i s

p e r f o r m e d ,

which a s a l s o

no

a d d i

t i o n a l i m p a c t

f o r

c h a r g i n g

a n d s t a t i s t i c .

F o r t h e

d a t a

b a c k u p b e t w e e n

MSC

e r v e r

VLRs,

t h e r e

i s

t h e d a t a b a c k u p b e t w e e n t h e

MSC

e r v e r V L R s h a v i n g t h e

s h a r i n g o r

s t a n d b y

r e l a t i o n ,

w h i c h

c a n b e

s o l v e d

b y

s e l e c t i n g

t o

i n i t i a t e t h e d a t a

b a c k u p

m e c h a n i s m .

I f

t h e

VLR

a t a

b a c k u p

i s

n o t

i n i t i a t e d , t h e r e i s no o r i g i n a l

VLR a t a

i n

t h e new

MSC

S e r v e r

a f t e r


s w i t c h i n g

i s p e r f o r m e d . I n t h i s c a s e , f o r a c a l l i n g s e r v i c e , i f no

u s e r d a t a

i s

f o u n d , t h e

c a l l

f a i l s

and

h e m o b i l e phone o c a t i o n

u p d a t e

i s

t r i g g e r e d .

For

a

c a l l e d s e r v i c e , i f

no u s e r d a t a

i s

found a f t e r

t h e

s e r v i c e

i s r o u t e d

t o

t h e

new MSC e r v e r ,

t h e

d a t a r e s t o r a t i o n p r o c e d u r e i s t r i g g e r e d . A l t h o

implementing mobile switch center

Documents