本发明涉及移动通信技术领域，具体地，涉及一种通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法及系统。
背景技术：
在移动通信系统中，双连接(dc，dual-connectivity)是3gpprelease-12版本引入的重要技术。通过双连接技术，多个基站节点的分组数据业务，可以利用现有的非理想回传(non-idealbackhaul)x2或xn接口，在分组数据汇聚(pdcp)层实现用户业务数据的汇聚与分发，为终端(ue)提供更高的吞吐量，为网络带来更高的资源利用率、更低的系统切换时延、以及更好的无线链路的健壮性。
然而现有的双连接架构，在控制面和用户面的健壮性上也是存在一定的缺陷的，对于某些特殊应用场景下的主节点失效的问题，双连接在控制面和用户面上的健壮性将无法满足要求。
如图1，双连接架构中，基站节点类型分为两种，主节点(mn)和辅节点(sn)。以5g的nr双连接为例，一个典型的nr双连接(sn终结)的分离承载的控制面与信令面。
对于控制面健壮性：ue一般只和mn保持rrc连接，维持控制面，rrc实体始终只有mn一个节点，即使有srb3和splitsrb，ue的上下文仍然需要依靠mn来维护。因此一旦控制面主节点mn失效，则sn无法对ue进行上下文管理与控制，ue也只能重新在sn或其他节点发起搜网入网过程，导致较大的业务中断的时间。
对于用户面健壮性：用户面只能终结于一个节点，pdcp实体始终只能存在于mn或sn的其中某一个节点。因此一旦用户面终结节点失效，尤其是mn节点失效，则会引起终端的业务异常或中断。同样，此时ue也只能重新在sn或其他节点发起搜网入网过程，存在较大的业务中断的时间。
专利文献cn100452797c(申请号：200510012192.9)公开了基于集群路由器结构的高可用分布式边界网关协议系统，在集群路由器结构中，选取一个节点为主控节点，另一个节点为主控节点的备份节点，一个连接节点，至少一个从节点。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法及系统。
根据本发明提供的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，包括：
步骤1：在多连接建立过程中，主节点基站在回应辅节点添加请求时，请求辅节点基站为终端建立信令无线承载srb3并封装切换准备信息发送给辅节点；
步骤2：主节点与辅节点之间使用流控制传输协议sctp进行链路状态检测；
步骤3：终端根据主节点物理层的失步检测机制对主节点进行无线链路失效检测；
步骤4：当在无线链路失效检测时检测到主节点失效时，对辅节点启动切换，辅节点基站将切换准备信息和封装切换指令承载在srb3上发送给终端；
步骤5：终端接受封装切换指令后，将辅节点变更为主节点。
优选的，采取数据包的发送确认检测机制，对辅节点基站发送的请求和主节点基站接收的请求进行确认。
优选的，对流控制传输协议sctp进行配置，采用非缓冲的立即发送策略，包括减少sctp的连接最大重传次数、减少传输超时定时器时长和减少滑动窗口大小，对节点失效情况进行快速检测；
配置的参数由主节点或辅节点按需配置。
优选的，设置无线链路失效检测的配置参数，包括减少失步检测次数的值和减少失步检测定时器的时长；
无线链路失效检测的配置参数在终端接入时，由主节点或辅节点通过重配消息发给终端。
优选的，节点失效包括如下情况：
-用户面终结节点为主节点，主节点失效；
-用户面终结节点为主节点，辅节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，主节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，辅节点失效。
根据本发明提供的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复系统，包括：
模块m1：在多连接建立过程中，主节点基站在回应辅节点添加请求时，请求辅节点基站为终端建立信令无线承载srb3并封装切换准备信息发送给辅节点；
模块m2：主节点与辅节点之间使用流控制传输协议sctp进行链路状态检测；
模块m3：终端根据主节点物理层的失步检测机制对主节点进行无线链路失效检测；
模块m4：当在无线链路失效检测时检测到主节点失效时，对辅节点启动切换，辅节点基站将切换准备信息和封装切换指令承载在srb3上发送给终端；
模块m5：终端接受封装切换指令后，将辅节点变更为主节点。
优选的，采取数据包的发送确认检测机制，对辅节点基站发送的请求和主节点基站接收的请求进行确认。
优选的，对流控制传输协议sctp进行配置，采用非缓冲的立即发送策略，包括减少sctp的连接最大重传次数、减少传输超时定时器时长和减少滑动窗口大小，对节点失效情况进行快速检测；
配置的参数由主节点或辅节点按需配置。
优选的，设置无线链路失效检测的配置参数，包括减少失步检测次数的值和减少失步检测定时器的时长；
无线链路失效检测的配置参数在终端接入时，由主节点或辅节点通过重配消息发给终端。
优选的，节点失效包括如下情况：
-用户面终结节点为主节点，主节点失效；
-用户面终结节点为主节点，辅节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，主节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，辅节点失效。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明在某个基站节点失效时，终端能快速将控制面与用户面切换至未失效的节点，以提高系统的健壮性，降低用户的业务中断时间，改善用户体验。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为双链接架构的示意图；
图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
根据本发明提出了一种多连接节点失效时的快速恢复方法，在mn发起到sn的辅节点添加请求时，即预先将后续有可能切换到sn时的切换准备信息，额外提前先携带给sn，并请求sn建立srb3，为后续节点失效预先提供一部分控制面的保障。
对于节点的失效检测，包含以下两种检测的方法：
1.sctp状态检测：mn节点与sn节点间使用sctp链路状态检测，由于sctp链路的心跳检测时长通常较慢，因此这里主要采取数据包的发送确认检测机制。检测定时器参数由mn或sn按需配置。
2.rlf检测：ue对节点的无线链路失败进行rlf检测，这里主要是依靠物理层的失步失败检测机制。检测定时器参数mn或sn通过重配消息下发给ue。
对于可能存在的几种节点失效的场景：
场景1：用户面终结节点为mn，mn节点失效。
需要在mn发起sn的辅节点添加请求时，请求建立srb3，另外，还要额外提前携带切换准备信息，这些额外的信息包括：
在mn节点失效后，ue通过rlf检测发现与mn节点失步，则利用srb3发送失败信息给sn。sn尝试转发给mn处理，如果可以发送成功，则表示mn尚未失效，则启动3gpp标准的mn快速恢复过程；而一旦发送成功失败，或通过sctp状态检测发现mn节点已失效，则可以启动到sn节点的切换过程：
sn首先判断“guami”，如果是服务的amf与mn一致，则该过程可以启动；sn按此前辅节点添加请求时mn携带的rrc配置信息，以及sn当前的无线承载信息，以sn自身小区为目标小区，建立srb和drb；按“assecurityinformation”中的kgnb*和nh派生密钥；由于pdcp实体在mn，此前的pdcp序列号由mn维护，sn并不维护pdcp序列号，因此设置需要“fullconfig”；sn根据上述信息，建立ue上下文，生成rrc重配消息，利用srb3直接发送rrc重配消息给ue；ue完成到sn目标小区的同步后，sn按“sourceamfuengapid”请求核心网将用户面路径切换至sn。由于是“fullconfig”，pdcp序列号重新计算，可能引起少量丢包，利用该方案可以做到“无缝”的切换，只会有较短的的业务中断时间。
对于sn在辅节点添加请求中，并未完全获得所有的业务承载的情况，可由ue或核心网触发会话承载添加过程，以恢复所有的业务承载。
场景2：用户面终结节点为mn，sn节点失效。
在sctp状态检测或rlf检测失败后，可沿用3gpp标准的scg失败过程，该过程不会有任何业务中断时间。
场景3：用户面终结节点为sn，mn节点失效。
与场景1类似，但由于pdcp实体在sn，此前的pdcp序列号由sn维护，因此切换的rrc重配置中可以不设置“fullconfig”，用户面的pdcp序列号可以直接接续此前的序列号，不会产生任何丢包，该场景下可以做到“无损”的切换，不会有业务中断时间。
场景4：用户面终结节点为sn，sn节点失效。
在sctp状态检测或rlf检测失败后，可由mn发起路径更新过程，会有较短的的业务中断时间。
实施例2：
如图2，根据本发明提供的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，包括：
步骤0a.ue接入主节点小区，并建立无线承载传输用户业务数据；
步骤0b.ue上报sn小区信号质量满足双连接要求。
步骤1.mn发起到sn的辅节点添加请求，请求sn建立srb3和drb，并携带切换准备相关信息。切换准备相关信息包括mn到核心网的ue标识，mn为sn分配的as安全密钥，以及mn的rrc相关配置。
步骤2a.sn建立srb3和drb。
步骤2b.维护mn携带的切换准备相关信息。
步骤3.sn封装双连接指示，发送辅节点添加请求响应至mn。
步骤3a.如果“sn终结”，则mn需要发送xn-u地址指示给sn。
步骤4.mn利用rrc重配消息将双连接指令发给ue。
步骤5.ue建立srb3和drb。
步骤6.ue发送重配完成，指示mn双连接完成。
步骤7.mn指示sn双连接完成。
步骤8.ue完成到sn的随机接入过程，srb3和drb与sn完成同步。
步骤9.如果是“sn终结”，则mn需要发送序列号状态转发给sn，让sn获得当前pdcp的序列号。
步骤10.如果是“sn终结”，则mn为sn做数据转发。
步骤11.mn与核心网完成路径更新过程。
步骤12.ue持续对mn做无线链路失败rlf检测。
步骤13.ue检测到mn的rlf，将失败信息组装在srb3。
步骤14.ue利用srb3发送失败信息给sn。失败信息可以是failureinformation也可以是mcgfailureinformation。
步骤14a.sn持续对mn做sctp链路检测。sn尝试将失败信息转发给mn处理，如果可以发送成功，则表示mn尚未失效，则启动3gpp标准的mn“快速恢复”过程；而一旦发送成功失败，或通过sctp状态检测发现mn节点已失效，则可以启动到sn节点的切换过程。
步骤15.sn根据步骤2b维护的切换准备信息，生成切换指令；切换命令包含srb1和srb2和drb，配置尽可能沿用切换准备中mn的rrc配置；切换命令中包含srb3的删除指示；如果是mn终结的情况，切换指令需要包含fullconfig字段；如果是sn终结的情况，切换指令不需要包含fullconfig字段；
步骤16.sn通过srb3发送rrc重配置将切换指令发送给ue。
步骤17.ue接收切换指令，发起到sn的随机接入过程，与sn完成小区同步。
步骤18.ue通过srb1发送rrc重配完成指示sn切换完成。
步骤19.sn根据切换准备消息中mn到核心网的ue标识，sn发起路径切换流程通知核心网ue的用户面已切换至sn，切换完成后，可以继续用户面业务传输。
步骤20.如果sn在步骤1的辅节点添加请求中，并未完全获得所有的业务承载，可由ue或核心网触发会话承载添加过程，以恢复所有的业务承载。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
1.一种通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，其特征在于，包括：
步骤1：在多连接建立过程中，主节点基站在回应辅节点添加请求时，请求辅节点基站为终端建立信令无线承载srb3并封装切换准备信息发送给辅节点；
步骤2：主节点与辅节点之间使用流控制传输协议sctp进行链路状态检测；
步骤3：终端根据主节点物理层的失步检测机制对主节点进行无线链路失效检测；
步骤4：当在无线链路失效检测时检测到主节点失效时，对辅节点启动切换，辅节点基站将切换准备信息和封装切换指令承载在srb3上发送给终端；
步骤5：终端接受封装切换指令后，将辅节点变更为主节点。
2.根据权利要求1所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，其特征在于，采取数据包的发送确认检测机制，对辅节点基站发送的请求和主节点基站接收的请求进行确认。
3.根据权利要求1所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，其特征在于，对流控制传输协议sctp进行配置，采用非缓冲的立即发送策略，包括减少sctp的连接最大重传次数、减少传输超时定时器时长和减少滑动窗口大小，对节点失效情况进行快速检测；
配置的参数由主节点或辅节点按需配置。
4.根据权利要求1所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，其特征在于，设置无线链路失效检测的配置参数，包括减少失步检测次数的值和减少失步检测定时器的时长；
无线链路失效检测的配置参数在终端接入时，由主节点或辅节点通过重配消息发给终端。
5.根据权利要求1所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复方法，其特征在于，节点失效包括如下情况：
-用户面终结节点为主节点，主节点失效；
-用户面终结节点为主节点，辅节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，主节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，辅节点失效。
6.一种通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复系统，其特征在于，包括：
模块m1：在多连接建立过程中，主节点基站在回应辅节点添加请求时，请求辅节点基站为终端建立信令无线承载srb3并封装切换准备信息发送给辅节点；
模块m2：主节点与辅节点之间使用流控制传输协议sctp进行链路状态检测；
模块m3：终端根据主节点物理层的失步检测机制对主节点进行无线链路失效检测；
模块m4：当在无线链路失效检测时检测到主节点失效时，对辅节点启动切换，辅节点基站将切换准备信息和封装切换指令承载在srb3上发送给终端；
模块m5：终端接受封装切换指令后，将辅节点变更为主节点。
7.根据权利要求6所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复系统，其特征在于，采取数据包的发送确认检测机制，对辅节点基站发送的请求和主节点基站接收的请求进行确认。
8.根据权利要求6所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复系统，其特征在于，对流控制传输协议sctp进行配置，采用非缓冲的立即发送策略，包括减少sctp的连接最大重传次数、减少传输超时定时器时长和减少滑动窗口大小，对节点失效情况进行快速检测；
配置的参数由主节点或辅节点按需配置。
9.根据权利要求6所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复系统，其特征在于，设置无线链路失效检测的配置参数，包括减少失步检测次数的值和减少失步检测定时器的时长；
无线链路失效检测的配置参数在终端接入时，由主节点或辅节点通过重配消息发给终端。
10.根据权利要求6所述的通信系统中的多连接节点失效时的快速恢复系统，其特征在于，节点失效包括如下情况：
-用户面终结节点为主节点，主节点失效；
-用户面终结节点为主节点，辅节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，主节点失效；
-用户面终结节点为辅节点，辅节点失效。
技术总结