DE4021632A1 - Verfahren zum einordnen und auffinden von datensaetzen in einer teilnehmerdatenbank - Google Patents
Verfahren zum einordnen und auffinden von datensaetzen in einer teilnehmerdatenbankInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einordnen und
Auffinden von Datensätzen, insbesondere von
Teilnehmerdatensätzen in Teilnehmerdatenbanken, wie
z. B. bei Mobilfunksystemen.
In üblichen Telefonvermittlungsstellen ist die
Fluktuation von Teilnehmern nur gering und im
wesentlichen bestimmt durch Ortswechsel der Teilnehmer.
Dadurch ist die Fluktuation von Teilnehmerdaten in den
zugehörigen Teilnehmerdatenbanken ebenfalls gering. Bei
Mobilfunksystemen ist das völlig anders. Zwar sind die
Teilnehmerdaten von Mobilfunkteilnehmern dort, wo die
Mobilfunkstationen gemeldet sind, in einem sogenannten
Home Location Register (HLR) gespeichert, doch ist im
allgemeinen nicht damit zu rechnen, daß ein
Mobilfunkteilnehmer sich ständig im Funkeinzugsbereich
derselben Vermittlungsstelle aufhält, in dem seine
Teilnehmerdaten gespeichert sind. Vielmehr ist denkbar,
daß ein Mobilfunkteilnehmer weit entfernt von seinem
Wohnort, u. U. in einem anderen Land, eine
Telefonverbindung mit einem ebenfalls reisenden anderen
Mobilfunkteilnehmers aufbauen will. Um derartige
Verbindungen zu ermöglichen, ist das Gebiet, in dem das
Mobilfunksystem betrieben werden soll, mit einer Reihe
von Mobilfunkvermittlungsstellen (MSC = Mobile Switch
Center) überzogen. Im Gegensatz zu Datenbanken üblicher
Telefonvermittlungsstellen müssen die Datenbanken von
Mobilfunkvermittlungsstellen, sogenannte Visitors
Location Register (VLR) auch bei hoher
Teilnehmerfluktuation noch sinnvoll arbeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine robuste
Teilnehmerdatenbank für die Verwaltung von
Teilnehmerdatensätzen mit hoher Fluktuation so zu
organisieren, daß das Einordnen und Auffinden der
Teilnehmerdatensätze trotz der hohen Fluktuation wenig
Zeit kostet, daß, im Falle von
Mobilvermittlungssystemen, die Verbindungen in
möglichst kurzer Zeit aufgebaut werden. Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Verfahren mit der
Merkmalskombination des Hauptanspruches.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, eine
beliebig große Teilmenge von Teilnehmerdatensätzen aus
einer beliebig großen Teilnehmermenge auf einen der
Teilmenge angemessenen Speicherbereich gleichmäßig zu
verteilen. Ein weiterer Vorteil liegt in der hohen
Frequenz, mit der Teilnehmerdatensätze neu eingetragen
werden oder gelöscht werden können, beispielsweise zwei
pro Sekunde pro 10 000 Datensätze. Auch ist die
Zugriffszeit auf freie Plätze für Neueinträge sowie die
Zugriffszeit auf bereits bestehende Datensätze
unabhängig von der Ausbaugröße der Datenbank und
beträgt durchschnittlich, bei einer Speicherauslastung
von ca. 80%, 4 bis 6 Suchschritte. Ein weiterer Vorteil
ist darin zu sehen, daß unabhängig von der
Systemschnittstelle der Zugriff auf jeden
Teilnehmerdatensatz möglich ist. Ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die
Datenbank während des laufenden Betriebes
umkonfiguriert werden oder eine Neuverteilung oder eine
Änderung von Konfigurationsdaten zunächst simuliert
werden kann, um mögliche Ungleichverteilungen auf die
Speicherplätze zu beseitigen oder Erweiterungen
durchzuführen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der
Fig. 1 bis 3 beschrieben und näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines
Mobilfunksystems,
Fig. 2 die Zuordnung von Teilnehmernummern auf
Speicherplätze,
Fig. 3 die Struktur eines VLR (Visitor Location
Register).
In Fig. 1 sind mit 10 und 10a zwei
Mobilfunkvermittlungsstellen MSC gekennzeichnet, die
jeweils eine Besucherdatei, mit 11 und 11a
gekennzeichnet, enthalten. Die Besucherdateien werden
im folgenden mit VLR (Visitors Location Register)
abgekürzt. Die Mobilfunkvermittlungsstellen MSC stehen
mit einer Heimatdatei HLR (Home Location Register) 12
in Verbindung. Mit dem MSC 10 sind zwei
Standortbereiche 14 und 16, mit dem MSC 10a ein
Standortbereich 18 verbunden. In den Standortbereichen
gibt es mit 15, 15a 17, 17a, 19 und 19a bezeichnete
Funkstationen, die die Verbindung zwischen dem
Mobilfunkteilnehmer - hier durch ein Auto dargestellt -
und dem Mobilfunksystem herstellen. Die Funkstationen
15 bis 19a sind über Feststationssteuerungen 13 mit den
MSCs 10 und 10a verbunden. Auf die
Feststationssteuerungen 13 wird nicht näher
eingegangen, da sie für das Verständnis der Erfindung
nicht wesentlich sind. Bewegt sich ein
Mobilfunkteilnehmer in einem Standortbereich,
beispielsweise im Standortbereich 16, und hat sein
mobiles Telefon eingeschaltet, so empfängt das mobile
Telefon ständig eine Standortsbereichskennung, die von
der Funkstation 17 oder 17a ausgesandt wird. Fährt der
Mobilfunkteilnehmer jetzt in einen anderen
Standortbereich, dann eröffnet die Mobilstation eine
Standortbereichsupdate-Prozedur. Diese führt beim
Wechsel vom MSC 10 zum MSC 10a zu einem Neueintrag des
Datensatzes vom alten VLR in das neue VLR, wobei der
Datensatz im alten VLR gelöscht wird.
In Fig. 2 ist mit 20 ein Bereich virtueller Indizes
bezeichnet, der Werte zwischen 0 und 99 999 annehmen
kann. Mit 21 ist ein Algorithmus bezeichnet, der
N-stellige Teilnehmernummern 22 IMSI auf den Bereich
der virtuellen Indizes zwischen 0 und 99 999 abbildet.
Dem Bereich 20 virtueller Indizes sind virtuelle
Kontrollelemente 23 bis 28 zugeordnet. Die Einteilung
des Bereiches virtueller Indizes 20 in virtuelle
Kontrollelemente ist willkürlich, d. h., daß die Zahl
virtueller Kontrollelemente je nach Bedarf vergrößert
oder verkleinert werden kann. Die virtuellen
Kontrollelemente 23 bis 28 sind vermittels einer
Konfigurationstabelle logischen Prozessoren LCE 23a bis
27a zugeordnet, die einen bestimmten Bereich des zur
Verfügung stehenden Speicherplatzes kontrollieren. Der
von den logischen Prozessoren 23a bis 27a verwaltete
Speicherplatz ist in sogenannte Pages unterteilt. Aus
der Konfigurationstabelle ist ersichtlich, welche
virtuellen Kontrollelemente mit welchen logischen
Prozessoren verknüpft sind. Damit geht aus der
Konfigurationstabelle hervor, welche Pages des
Speicherbereiches für die Teilnehmer eines virtuellen
Kontrollelementes zur Verfügung steht. Die Größe der
Pages ist für alle logischen Kontrollelemente gleich.
Sie ist bei der Systemdefinition frei wählbar und kann
beispielsweise 1, 5, 10, 12 oder 20 Datensätze
umfassen. Ein Packungsfaktor VPF gibt an, wieviele
nebeneinander liegende virtuelle Indizes eines
virtuellen Kontrollelementes zusammen in eine Page
gepackt werden. Durch Variation des Packungsfaktors
lassen sich Ungleichverteilungen in den einzelnen
virtuellen Kontrollelementen ausgleichen.
Anhand von Fig. 3 wird die Struktur eines VLR-Speichers
erläutert. Im folgenden gilt, daß gleiche Bezugszeichen
die gleichen Elemente wie in den Zeichnungen 1 und 2
bezeichnen. 21 ist der bereits aus Fig. 2 bekannte
Algorithmus, der der Teilnehmerkennung 22 einen
virtuellen Index V_IX zuordnet. In Fig. 3 ist das mit
VLR-IX bezeichnet. Die virtuellen Indizes werden den
bereits bekannten virtuellen Kontrollelementen 23 bis
28 zugeordnet, die die linke Spalte in einer mit 30
bezeichneten Konfigurationstabelle VLR-Konf darstellen.
Die zweite Spalte in Tabelle 30 bezeichnet
Basisindizes, aus denen hervorgeht, welcher Index der
jeweils erste in einem virtuellen Kontrollelement ist.
Die dritte Spalte in der Tabelle 30 stellt die
Zurodnung zwischen den virtuellen Kontrollelementen VCE
und logischen Kontrollelementen LCE her. Die vierte
Spalte in Tabelle 30 enthält Information über die Zahl
der Pages pro virtuellem Kontrollelement. In der
fünften Spalte ist Information darüber enthalten, mit
welcher Pagenummer ein VCE beginnt. Die sechste und
letzte Spalte enthält den VPF, den Packungsfaktor, aus
dem die Packungsdichte der Informationen pro Page
hervorgeht. Ein VPF = 1 sagt aus, daß benachbarte
Indizes V_IX zu verschiedenen Pages gehören. Ein
Packungsfaktor = 2 sagt aus, daß zwei benachbarte
Indizes zur selben Page gehören, das nächste Paar von
Indizes jedoch zur nächsten Page ein Packungsfaktor 3
sagt aus, daß drei benachbarte Indizes zur selben Page
gehören, das nächste Triplett jedoch zur nächsten Page.
Dieses Bildungsgesetz kann so fortgesetzt werden für
vier, fünf usw.. Die Größen VPF, PPV und VSP können für
jede VCE individuell gewählt werden. In Fig. 3 auf der
rechten Seite ist mit 31 ein Speicherbereich
bezeichnet, der insgesamt in 1082 Pages aufgeteilt ist.
von denen jede jeweils 10 Datensätze aufnehmen kann.
Der Algorithmus zur Erzeugung der virtuellen Indizes
sei anhand eines Beispieles erläutert. Die
Teilnehmerkennung IMSI bestehe aus 15 Ziffern D (0) bis
D (14). Aufgabe des Algorithmus ist es, diese
15-stelligen Teilnehmerkennungen eindeutig auf
5-stellige virtuelle Indizes abzubilden. Die Ziffern
der virtuellen Indizes seien im folgenden mit V0 bis V4
bezeichnet. In einem ersten Schritt wird die
15-stellige Teilnehmerkennung in g Gruppen eingeteilt,
wobei jede Ziffer der IMSI nur in einer Gruppe
vorkommen darf. Die Anzahl g der Gruppen hängt alleine
von der Länge l der Teilnehmernummer und von der
gewünschten Größe des Bereiches der virtuellen Indizes
ab. Bei 15-stelligen oder kleineren Teilnehmerkennungen
reicht eine Gruppe aus. Jede Gruppe kann durch den
nachfolgenden Algorithmus in unabhängige V0 ... V4
Werte abgebildet werden. Eine Kombination aus allen
5-Tuppeln V0 ... V4 kann zur Konstruktion des
virtuellen Indexbereiches genutzt werden. Das im
folgenden dargestellte Schema zeigt, wie die einzelnen
Elemente der virtuellen Indizes aus den Ziffern der
Teilnehmerkennung berechnet werden. Darin bedeuten
V0 bis V4: die Ziffern der virtuellen Indizes
D(0) bis D(14): die Ziffern der Teilnehmerkennung
A%10 : A Modulo 10
Eine mit VC bezeichnete Korrekturgröße wird aus allen 15 Ziffern der IMSI berechnet.
Eine mit VC bezeichnete Korrekturgröße wird aus allen 15 Ziffern der IMSI berechnet.
VC =
(D(0)+D(1)+D(2)+D(3)+D(4)+D(5)+D(6)+D(7)+D(8)
+D(9)+D(10)+D(11)+D(12)+D(13)+D(14)) %2
(D(0)+D(1)+D(2)+D(3)+D(4)+D(5)+D(6)+D(7)+D(8)
+D(9)+D(10)+D(11)+D(12)+D(13)+D(14)) %2
V0 =
(1*(D(9) + D(13) + D(0))
+2*(D(7) + D(12) + D(2))
+3*(D(11) + D(14) + D(3))
+5*(D(10) + D(6) + D(4))
+7*(D(8) + D(5) + D(1)) + VC) %10
(1*(D(9) + D(13) + D(0))
+2*(D(7) + D(12) + D(2))
+3*(D(11) + D(14) + D(3))
+5*(D(10) + D(6) + D(4))
+7*(D(8) + D(5) + D(1)) + VC) %10
V1 =
(1*(D(10) + D(14) + D(1))
+2*(D(8) + D(13) + D(3))
+3*(D(7) + D(5) + D(4))
+5*(D(11) + D(12) + D(0))
+7*(D(9) + D(6) + D(2))) %10
(1*(D(10) + D(14) + D(1))
+2*(D(8) + D(13) + D(3))
+3*(D(7) + D(5) + D(4))
+5*(D(11) + D(12) + D(0))
+7*(D(9) + D(6) + D(2))) %10
V2 =
(1*(D(11) + D(5) + D(2))
+2*(D(9) + D(14) + D(4))
+3*(D(8) + D(6) + D(0))
+5*(D(7) + D(13) + D(1))
+7*(D(10) + D(12) + D(3))) %10
(1*(D(11) + D(5) + D(2))
+2*(D(9) + D(14) + D(4))
+3*(D(8) + D(6) + D(0))
+5*(D(7) + D(13) + D(1))
+7*(D(10) + D(12) + D(3))) %10
V3 =
(1*(D(7) + D(6) + D(3))
+2*(D(10) + D(5) + D(0))
+3*(D(9) + D(12) + D(1))
+5*(D(8) + D(14) + D(2))
+7*(D(11) + D(13) + D(4))) %10
(1*(D(7) + D(6) + D(3))
+2*(D(10) + D(5) + D(0))
+3*(D(9) + D(12) + D(1))
+5*(D(8) + D(14) + D(2))
+7*(D(11) + D(13) + D(4))) %10
V4 =
(1*(D(8) + D(12) + D(4))
+2*(D(11) + D(6) + D(1))
+3*(D(10) + D(13) + D(2))
+5*(D(9) + D(5) + D(3))
+7*(D(7) + D(14) + D(0))) %10
(1*(D(8) + D(12) + D(4))
+2*(D(11) + D(6) + D(1))
+3*(D(10) + D(13) + D(2))
+5*(D(9) + D(5) + D(3))
+7*(D(7) + D(14) + D(0))) %10
Der hier wiedergegebene Algorithmus zur Umwandlung der
Teilnehmerkennungen in virtuelle Indizes stellt ein
Beispiel dar, andere Möglichkeiten sind jedoch denkbar.
Claims (12)
1. Verfahren zum Einordnen oder Auffinden von
Teilnehmerdatensätzen in einer Teilnehmerdatenbank,
denen eindeutig eine aus N Ziffern bestehende
Teilnehmernummer zugeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - jeder Teilnehmernummer mit Hilfe eines Algorithmus ein virtueller Index V_IX zugeordnet wird,
- - jeder einer Teilnehmernummer zugeordnete virtuelle Index V_IX mit Hilfe logischer Prozessoren LCE einem Speicherbereich der Teilnehmerdatenbank zugewiesen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wertevorrat des virtuellen Indizes V_IX in eine
frei wählbare Anzahl von Virtuellen Control Elementen
(VCE 1...VCEK) unterteilt ist, deren Grenzen durch
die Basisindizes VB_IX der VCEi bestimmt ist, so daß
jeder V_IX eindeutig einem VCEi zuordenbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die VCEi und deren Basisindizes in einer
Konfigurationstabelle abgelegt sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem virtuellen Bereich VCEi ein
logischer Prozessor LCE (Logisches Control Element)
zugewiesen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der einem logischen Prozessor LCE zugeordnete
Speicherbereich in Pages aufgeteilt ist, wobei jede
Page eine konstante wählbare Anzahl (z. B. 10) von
Plätzen für Teilnehmerdatensätze vorsieht.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem virtuellen Bereich VCEi
eine bestimmte Anzahl von Pages und ein Packungs-Faktor
VPF zugeordnet ist, der angibt, wieviele nebeneinander
liegende virtuelle Indizes V_IX zusammen in eine Page
gepackt werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 6, mit dem ein
V_IX einer Page in einem LCE zugeordnet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß ein "Überlauf" auf den letzten
Speicherplatz der nachfolgenden n (frei wählbar) Pages
gestattet wird, falls die algorithmisch zugewiesene
Page bereits voll belegt ist.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7,
gekennzeichnet durch eine Memory-Auslastung von etwa
80%, und ein Datensatz in durchschnittlich 6
Suchschritten gefunden werden kann.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Teilnehmerdatenbank während des Betriebes
umkonfiguriert werden kann.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zugriff auf jeden beliebigen Datensatz der
Teilnehmerdatenbank von jeder mit der
Teilnehmerdatenbank verbundenen Systemschnittstelle
erfolgen kann.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Algorithmus die Teilnehmernummern gleichmäßig
auf die virtuellen Indizes V_IX verteilt.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die virtuellen Indizes V_IX aus gewichteten
Linearkombinationen der N Ziffern der Teilnehmernummer
abgeleitet sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALCATEL SEL AKTIENGESELLSCHAFT, 7000 STUTTGART, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |