SE501009C2 - Sätt att omstrukturera en anropssignalram i ett cellulärt mobiltelefonsystem - Google Patents

Description

501 009 speciell ingångsväxel GMSC som översätter ett utifrân kommande anrop till den anropade abonnentens adressregistret i HLR. Med hjälp av informationen i hemmaregistret HLR kan sedan abonnentens läge i nätet spåras och ett koppel sättas upp från MSC till den mobila abonnenten MS. Den mobila abonnentens position rapporteras så snart en växel upptäcker att han kommit in i dess service- område. Signaleringen utförs med signaleringsprotokoll enligt CCITT nr7 Common Channel signalling. Mellan ingångsväxeln GMSC och registret HLR samt mellan hemmaregistret HLR och växeln Msc/GLR specificerat i CCITT rekommendation Q.1051 medan signaleringen utnyttjas protokollet MAP (Mobile Applications Part) mellan ingångsväxeln GMSC och växeln GLR/MSC utnyttjar protokol- let ISUP (ISDN User Part).

I de kända mobiltelefonsystemen sker spårningen vanligen med hjälp av s.k roamingnummer. Roamingnummer är i princip telefon- nummer som pekar ut den mobiltelefonväxel inom vars serviceområde abonnenten befinner sig och abonnentens post i denna växels register GLR. Så snart en abonnent kommit in i ett visst område som betjänas av en mobiltelefonväxel görs en analys av abonnen- tens identitet i en registreringsprocess. Därefter rapporteras till hemmaregistret HLR under vilken mobiltelefonväxel abonnen- ten befinner sig. I vissa system t.ex det japanska digitala telefonsystemet JDC som standardiserats av I-Node Group (Interno- de Specifications - Digital Mobile Telecommunications Network Ver 3.2 1992) sänds även ett roamingnummer till registret HLR som så snart en abonnent registrerat sig i en växel MSC/GLR. Detta roamingnummer som tilldelas av nätet men som ej tillhör en specifik abonnent behåller abonnenten normalt så länge han strövar i växelns serviceområde.

När en abonnent anropar mobilen genom att slå abonnentens katalognummer så hamnar detta anrop i en ingångsväxel GMSC som sköter in och utgående signalering och trafik från det mobilnät där den anropade abonnenten hör hemma. Numret analyseras och adresserar det fält i hemmaregistret HLR där alla data om abonnenten finns lagrade. Här avläses roamingnumret som sedan används för att anropa den växel MSC/GLR inom vars serviceområde 501 009 abonnenten befinner sig. Här används roamingnumret för att adressera den post i registret för besökande abonnenter där den anropade abonnentens data finns registrerade.

I GSM-och NMT-standarderna används en annan metod att tilldela roamingnummer. I detta fall lagras endast en adress till den VLR/MSC, där en registrerad abonnent befinner sig, i abonnentens post i registret HLR. När ett anrop kommer in till ingångsväxeln GMSC i det nät där den anropade abonnentens hemmaregistrer HLR finns så uppsöks den anropande abonnentens post i hemmaregistret HLR. VLR-adressen avläses och utnyttjas som adress tillsammans med.mobilens unika identitet (IMSI) för att hämta ett roamingnum- mer (MSRN) i registret VLR med en operation "Hämta Roamingnum- mer". Detta roamingnummer sänds till ingångsväxeln GMSC. Denna kan nu med roamingnumret som adress sätta upp en förbindelse till den mobiltelefonväxel MSC/GLR i vars serviceområde den anropade abonnenten befinner sig. Eftersom roamingnumret tilldelades av denna växel MSC/GLR för just denna förbindelse kan den anropade abonnentens data lätt återfinnas i hans post i MSC/GLR.

Roamingnumret är inte tilldelat abonnenten som sådan utan det önskade kopplet. Det kan därför frigöras och användas för ett nytt anrop till en annan abonnent så snart kopplet är klart. Det fordras därför inte så många nummer som i det tidigare fallet.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Den första metoden att tilldela varje abonnent som vandrar i nätet ett eget roamingnummer som lagras i hans HLR i samband med registreringsoperationen och som finns reserverade och lagrade i HLR så länge abonnenten befinner sig inom mobiltelefonväxelns serviceområde orsakar en hel del problem. Bland annat beläggs ett stort antal nummer i tillgängliga nummerserier vilket minskar systemets kapacitet. Dessutom medför denna teknik stora svårig- heter vid återställning av systemet efter fel i registren GLR och HLR, genom att det finns stora risker för felkopplingar och genom att signaleringen kommer att belastas kraftigt. 501 009 Den andra metoden att endast tilldela pågående anrop ett roamingnummer' minskar dock fortfarandet antalet tillgängliga abonnentnummer. Dessutom måste växeln GLR/MSC definiera och administrera roamingnumren tillsammans med hemmaregistret HLR vilket påverkar systemets behandlingstider.

Problemet med de båda ovan angivna metoderna att styra anrop till det mobilväxelområde där abonnenten befinner sig är att att det fordras ett speciella roamingnummer som belastar den tillgängliga nummerserien. Dessutom finns det stora problem vid återställning av registret GLR eller HLR efter ett funktionsfel, speciellt vid den lösning på roamingproblemet som beskrivs i I-Node Specifica- tion för JDC systemet. Eftersom roamingnumret tilldelas abon- nenterna dynamiskt så kommer en viss besökande abonnent med stor sannolikhet att efter ett fel tilldelas ett annat roamingnummer som inte har någon relation till abonnenten normala iden- tifieringsnummer. Dettammedför komplicerade och osäkra återställ- ningsprocedurer. Om hemmaregistret HLR ej får instruktioner att MSN) och roamingnumret och denna radering verifierats så är det möjligt radera länken mellan abonnetens systemnummer (IMSI, att anrop kopplas upp till fel mobilabonnent på grund av att kopplingen mellan abonnent- och roamingnummer är felaktig. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en metod för att identifiera läget hos en mobilabonnent som ger direkt anknytning till något av de nummer som används i systemet för att entydigt identifiera en abonnent. Enligt uppfinningen sker detta genom att ett identifieringsnummer (PRN) unikt för varje mobiltelefonväxel registreras i abonnentens post i hemmaregistret HLR och att vid anrop detta nummer används som "CALLED ADRESS" i ett IAM- meddelande i en ISUP-signal och att till detta meddelande (MSN) och tifieringnummer (IMSI) som utnyttjas som pekare vid access till mobiltelefonväxelns (MSC/GLR) register GLR. kopplas abonnentens katalognummer unika iden- 501 009 FIGURBESKRIVNING Uppfinning skall bärmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer där Fig 1 visar en schematisk skiss över signalering av läges- och anropsinformation.

Fig 2 visar schematiskt uppbyggnaden av ett IAM-meddelande enligt ISUP-protokollet. rönnnnmnu u-rrönnzssronu.

Fig.l visar schematiskt två publika landmobila nät (PLMN) med beteckningarna NW1 och NW2. Varje nät innehåller ett antal radiobasstationer BSS som via ett radiogränssnitt står i förbindelse med de abonnenter MS som rör sig inom nätet. Ett antal basstationer BSS betjänas av en mobiltelefonväxel MSC som sköter kommunikation till och från de mobila abonnenterna MS.

Till varje mobil växel MSC hör ett register GLR som lagrar data om de abonnenter somzrör sig i mobiltelefonväxelns serviceområde.

I vår utföringsform är detta register fysiskt integrerat med växeln MSC varför vi i fortsättningen refererar till MSC/GLR som en enhet. För' varje nät finns ett. ytterligare register HLR hemmaregistret. I motsats till registret GLR innehåller hem- maregistret HLR endast data om de abonnenter MS som är registre- rade som hemmahörande i nätet. Hemmaregistren HLR kan vara fristående eller integrerade med en växel MSC/GLR.

För signalering mellan nätets enheter används signalprotokollen MAP (Mobile Application Part) och ISUP definierade inom ramen för CCITT Signalling System No.7. MAP är ett protokoll speciellt lämpat att stödja funktioner speciella för mobiltelefoni och utnyttjas i mobiltelefonväxeln GLR/MSC, hemmaregistret HLR och ingångsväxeln GMSC så att dessa noder kan kommunicera med varandra för t.ex registrering och avregistrering av de mobila abonnenternas läge, handover, identifiering och förvaltning av abonnentdata genom uppdatering av registren GLR/MSC och HLR. Den kommunikation som angår uppsättning av koppel mellan ingångs- växeln GMSC och en mobiltelefonväxel MSC/GLR sker enligt 501 009 protokollet ISUP (ISDN User Part) där proceduren IAM (Initial Address Message) är av speciellt intresse för uppfinningen. I (MAP) linjer medan kommunikationskanaler betecknats med heldragna figuren har rena styrkanaler betecknats med streckade linjer. Kommunikationen mellan de mobila abonnenterna och mobiltelefonväxeln GLR/MSC berör ej uppfinningen varför den ej beskrivs närmare.

Så snart en mobil abonnent MS kommer in i serviceområdet för en mobiltelefonväxel t ex MSC/GLR-2 i nätet NW2 sker en läges- registrering enligt en fastställd procedur. Detta innebär bland annat att det nummer IMSI (International Mobile Station Identity) som entydigt identifierar terminalen och som finns lagrat i den mobila terminalen MS lagras i mobiltelefonväxeln MSC/GLR-2.

Denna anropar nu hemmaregistret HLR i nätet NW1 med IMSI-numret som pekare. I den sökta posten hämtas data MS-data och MS-key till MSC/GLR-2 för autenticering av den besökande mobilstationen.

Ett identifieringsnummer PRN (Pursuit Routing Number) som anger en adress i systemets nummerplan som entydigt identifierar denna mobiltelefonväxel MSC/GLR-2 förs över till hemmaregistret HLR-1 i en MAP operation "Location Registration" tillsammans med IMSI för mobilen MS1. I HLR1 har nu skapats en post som innehåller en fast länkning mellan mobiltelefonväxeln MSC/GLR-2 och abonnenten MS.

I fig 2 betecknar 25 i princip det generella formatet för en signalram i CCITT signalsystem nr 7. Ramen inleds och avslutas med block MTP (Message Transfer Part) med styrinformation för MTP finns ett fält SIF (Signal som definierar den information som skall transmissionen. Mellan blocken Information Field ) överföras på den gemensamma signalkanalen. SIO (Service Infor- mation Field) betecknar ett fält som anger vilken typ av service som SIF representerar.

I det fall då ramen skall representera ett ISUP meddelande kommer fältet SIF att ha den struktur som anges i ramen 26. ISUP meddelandet inleds med fälten RL Label) och CIC (Circuit Identification Code) som innehåller den information som (Routing 501 009 behövs för att sända paketet genom den gemensamma signalerings- kanalen. Fältet MTC (Message type Code) anger typen av meddelande som följer. Ett meddelande för att överföra anropsinformation och beskrivs i det (Mandatory anges som IAM (Initial Address Information) Fälten MFP (Mandatory' Fixed. Part), MVP Variable Part) och OP (Optional Part) är parameterfält för data.

I fältet MVP läggs PRN in under parameternamnet "Called Party Number". Fältet OP, som visas i detalj i blocket 27, är avsett abonnentiden- följande. för valfri tilläggsinformation och här läggs titeterna IMSI (International Mobile Subscriber Identity) och MSN (Mobile Subscriber'Number) under parameternamnet "End Information Transfer".(EIT) Genom att utnyttja det valfria fältet OP är det möjligt att sända ett IAM meddelande som innehåller all den IMSI, MSN som erfordras för att entydigt adressera den mobilabonnent MS som anropas. information PRN, När ett anrop kommer in t ex från det fasta nätet PSTN i form av ett IAM meddelande med katalognumret MSN som "Called Party Address" så styrs detta till ingångsväxeln GMSC i det nät NW1 där abonnenten MS hör hemma. Anropet analyseras i ingångsväxeln GMSC som sänder en förfrågan om vägvalsinformation till hemmaregistret HLR(1) med MAP-operationen "Terminating Call Routing Retrieval" med katalognumret MSN som parameter. Med katalognumret MSN som pekare hämtas abonnentens identitetsnummer IMSI och växelns MSC/GLR nummer PRN i den anropade abonnentens post i HLR(1) och de sänds i ett.MAP-meddelande "Terminating Call Routing Retrieval ACK" tillbaka till ingångsväxeln GMSC. Här sätts växelnumret PRN, abonnentens identitets nummer IMSI och katalognumret MSN in i ett IAM-meddelande enligt ISUP protokollet med växelnumret PRN som Detta. meddelande används för att sätta upp anropet mellan ingångsväxeln GMSC och "Called Party Number" som beskrivits ovan. mobiltelefonväxeln MSC/GLR-2 i det serviceområde där den anropade abonnenten strövar. För' att identifiera, den anropade mobila enheten MS i MSC/GLR-2 utnyttjas som pekare det identitetsnummer IMsI som lästs ut från 111.nu) och sänts från GMsc i ett IAM meddelande.

De ovan beskrivna procedurerna medför att belastningen på den 501 009 tillgängliga nummerserien blir betydligt mindre än i de kända system som redovisats i ingressen och detta gäller speciellt JDC enligt I-Node Specification. Dessutom förenklas kommunikationen av styrdata betydligt i samband med "Call Registration" och "Terminating Call Routing Retrieval".

Såsom nämnts ovan medför den kända principen (t.ex JDC) med särskilda roamingnummer att det vid ett fel på en mobiltelefon- växels MSC/GLR besöksregister GLR kan uppstå problem då infor- mationen i detta register skall återskapas. I hemmaregistret HLR är det temporärt tilldelade roamingnumret, som ej i sig inne- håller någon information om abonnentens verkliga abonnentnummer MSN eller IMSI, länkat till abonnentens nummer helt dynamiskt som pekare till en abonnentpost i registret GLR. Om informationen i registret GLR försvinner på grund av ett fel så är det nödvändigt att radera alla länkar mellan de roamingnummer som tilldelats av GLR-registret och abonnentposterna i HLR eftersom abonnenterna kommer att tilldelas nya roamingnummer då data i registret GLR återskapas. Alla de tidigare länkarna måste alltså brytas upp och nya länkar'måste etableras och konfirmeras i en lokaliseringsope- ration. Innan detta skett så är det stor risk att inkommande anrop styrs till fel abonnent på grund av den bristande över- ensstämmelsen mellan registren GLR och HLR.med avseende på länken mellan roamingnumret och abonnentnumren MSN och ISDN.

Med den beskrivna anordningen enligt uppfinningen finns inte denna risk för missanpassning. Det är inte nödvändigt att direkt göra någon uppdatering av abonnentposterna i hemmaregistret HLR annat än i de fall då abonnenter lämnat eller kommit nya till serviceområdet för mobiltelefonväxeln MSC/GLR.

Om tex ett register GLR-2 för strövande mobilabonnenter varit ur funktion så inleds en återställning med att registret nollställs.

Det kan observeras att det i detta läge inte är nödvändigt att informera hemmaregistret HLR-2 om att GLR återstartat. Vid första radiokontakt med de abonnenter MS som vandrar i serviceområdet för mobiltelefonväxeln MSC/GLR-2 så konstateras att det inte finns någon post med abonnentdata i registret GLR. Denna kontakt 501 009 kan t.ex tas vid ett utgående anrop från MS, vid en procedur för tilläggstjänster utan anknytning till samtal, eller vid en normal lägesregistrering. Registret GLR innehåller normalt data som dels hämtas från mobilen MS t.ex IMSI, dels data som hämtas från hemmaregistret HLR-1, t.ex autenticeringsdata. Då den första radiokontakten sker utan att de data som hämtas från hemmaregi- stret HLR återfinns i registret GLR-2 så anropas abonnentens hemmaregistrer HLR-1 i en MAP procedur och data överförs till GLR-2 i en annan Map procedur. Data från MS och HLR-1 samman- ställs registret i GLR-2 varmed GLR-2 posten återställd.

Proceduren upprepas allteftersom de mobila abonnenterna MS inom serviceområdet har radiokontakt med mobiltelefonväxeln MSC/GLR-2 som hämtar data från tillhörande hemmaregister HLR tills alla mobila abonnenter har sina abonnentdata återställda i GLR.

Det är viktigt att då ett hemmaregister HLR tar emot en begäran use/GLR föringsproceduren fullföljs även om den adress PRN till den om data från en mobiltelefon hela dataöver- mobiltelefonväxel MSC/GLR som finns lagrad i hemmaregistret HLR överensstämmer med adressen för den mobiltelefonväxel MSC/GLR som startar proceduren. Det får inte förutsättas att data är desamma som då adressen PRN till mobiltelefonväxeln MSC/GLR lagrades första gången och att en ny överföring är onödig eftersom det register GLR som begär nya data kan ha råkat ut för fel och återstartat. Även i det fall då det uppstått ett fel på hemmaregistret HLR så kan en mycket enkel återställning erhållas. Hemaregistret HLR innehåller väsentlig information om alla abonnenter som är registrerade däri innefattande uppgifter om tillgängliga tjänster och andra data om abonnemanget liksom data om var abonnenten befinner sig. De senare uppgifterna består av numret PRN till mobiltelefonväxeln MSC/GLR i det serviceområde där abonnenten MS strövar. Denna information uppdateras normalt när mobilabonnenten rör sig från serviceområdet för en mobiltelefonväxel MSC/GLR till ett annat vilket kan ske åtskilliga gånger per dag . Om HLR måste återstartas på grund av fel så är det inte säkert att den säker- 501 009 hetskopia som periodiskt tas av HLR ger helt korrekt information.

HLR behöver därför aktualiseras i detta avseende. Med förfarandet enligt uppfinningen där ett anropsnummer PRN för MSC/GLR används i stället för speciella roamingnummer kan detta ske på enkelt sätt. Äterställningsprocessen inleds med att ett hemmaregister HLR som återstartat sänder ut MAP operationen "Initialize" innehållande hemmaregistrets HLR nummer till alla mobiltelefonväxlar MSC/GLR i systemet. Då en mobiltelefonväxel MSC/GLR tar emot "Initialize" kommer registret GLR att uppsöka alla poster där detta hemma- registers HLR nummer finns lagrat. HLR numret lagras normalt då den mobila abonnenten MS kommer in i serviceområdet för denna mobiltelefonväxel MSC/GLR. Alla abonnenter som tillhör den HLR som återkopierats markeras i registret GLR genom att en flagga "HLR Confirmation Flag" sätts på "Not Confirmed". radiokontakt med den mobila abonnenten, Vid nästa t.ex i samband. med utgående anrop, svar på "paginganrop", procedurer för tilläggs- tjänster utgående från mobilabonnenten MS och lägesregistrering initierad av mobilabonnenten, testar GLR inställningen på “HLR Confirmation Flag". Är denna markerad "HLR Not Confirmed " sker en uppdatering av mobiltelefonväxelns nummer PRN i hemma- reagistret HLR.

Proceduren upprepas för alla abonnenter tillhörande det återstar- tade hemmaregistret HLR så snart de har radiokontakt med den mobiltelefonväxel MSC/GLR i vars serviceområde de befinner sig.

Så småningom kommer alla mobilabonnenter att vara uppdaterade i HLR och återställnmingen är avslutad.

Claims (4)

1. 0 15 20 25 30 11 501 009 PATENTKRÄV Metod för att omstrukturera en till ett mobiltelefonsystem ankommande standardiserad anropssignalram(IAM) innefattande ett första parameterfält (Called Party Address) med ett katalognummer (MSN) för en i mobiltelefonsystemet strövande abonnent och ett andra parameterfält (End Information Transfer) anordnat för inläggning av valfri information, k ä n n e t e c k n a d a v att katalognumret (MSN)i det första parameterfältet(Called Party Address) (PRN) till en mobiltelefonväxel i vars serviceområde mobilabonnenten strövar ersätts av ett unikt vägvalsnummer och av att ett för abonnenten unikt identifieringsnummer (IMSI) och katalognumret (MSN) läggs in i nämnda andra parameterfälts (End Information Transfer) utrymme för valfri information.

2. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det unika vägvalsnumret (PRN) och den anropade abonnentens unika identifieringsnummer (IMSI) hämtas ur abonnentens post i. ett hemmaregister (HLR-1) med katalognumret som pekare.

3. Metod enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att det unika vägvalsnumret (PRN) läggs in i en abonnents post i hemmaregistret (HLR-1) i en registreringsoperation med abonnen- tens unika identifieringsnummer (IMSI) som pekare.

4. Metod att från en ingångsväxel (GMSC) i ett första mobil- telefonnät (NW1) ett andra mobiltelefonnät strövande mobil abonnent (MS) med överföra anropsinformation (IAM) avseende en i hemmaregistrering i det första mobiltelefonnätet (NW1) till en (MSC/GLR-Z) telefonen befinner sig, k ä n n e t e c k n a d av att ett i ett mobiltelefonväxel inom 'vars serviceområde mobil- inkommande signalmeddelande ingående katalognummer (MSN) avseende den anropade mobila abonnenten (MS) extraheras i ingångsväxeln (GMSC) och uttnyttjas som pekare för att i en, nämnda abonnent (MS) tilldelad post i ett hemmaregister (HLR-1) i det första nätet (NW1) hämta dels ett första unikt vägvalsnummer (PRN) till nämnda mobiltelefonväxel, dels ett unikt identifieringsnummer (IMSI) för anonnenten (MS) till ingångsväxeln (GMSC) i vilken 12 501 009 nämnda unika vägvalsnummer (PRN) , unika identífieringsnummer (IMSI) och katalognummer (MSN) sammanställs i ett nytt anropsmed- delande (IAM) som sänds till den av vägvalsnumret (PRN) utpekade mobiltelefonväxeln (MSC/GLR) i vars registerdel (GLR) alla övriga för uppsättning av ett koppel till den mobila abonnenten (MS) hämtas med det unika identifieringsnumret (IMSI) som pekare.