CN103220621A - 在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法和电信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法和电信系统，其中该方法包括步骤：在控制节点，接收寻呼移动台的请求；确定将在其中执行所述寻呼的位置区域；检验该位置区域内正在进行的寻呼事务处理数目是否低于所述位置区域允许的正在进行的寻呼事务处理的至少一个最大数；在判定所述正在进行的寻呼事务处理的数目小于所述最大数目时，更新所述位置区域的正在进行的寻呼事务处理的数目，并处理所述寻呼请求。优选地，如果正在进行的寻呼事务处理的数目不小于最大数目，检验寻呼请求是不是特定的LCS事务处理，如果是，将请求放在缓存器中，并且正在进行的寻呼事务处理的数目一返回到小于最大数目就优先为该请求提供服务。

Description

在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法和电信系统

本申请是分案申请，其母案申请的申请人是：艾利森电话股份有限公司；该母案申请的申请号是：200480038455.7；该母案申请的国际申请号是：PCT/EP2004/053621；该母案申请的国际申请日是：2004年12月20日；该母案申请的发明名称是：“在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法和电信系统”。

技术领域

本发明涉在在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法和电信系统。

背景技术

在蜂窝通信网络中，移动通信覆盖的地理区域被细分成更小的区域，或者是逻辑区域或者是物理区域。特别地，地理区域包括小区和位置区域。

小区是这样一个区域，用户在其中能够和某个基站通信。位置区域是包含多个小区的区域，它和一个访问位置寄存器（VLR）相关联，VLR保存关于在相应的位置区域中漫游的所有用户的数据。

图1表示了这样的区域的配置实例，其中三个位置区域11a,11b和11c与各自的移动业务交换中心（MSC）14a，14b和14c相关联，并且其中每个位置区域包括多个小区12。在图中，为了简明，区域互补地接合，但是明显地，也可以提供本领域公知的其它配置。

如果在网络中收到针对某个移动台（MS）的呼入事务处理（例如，另一方的呼叫），为了定位移动台，将寻呼请求发送到在注册了该“目标”移动台的位置区域中的所有基站。当移动台发现它被寻呼时，无线接口上的信道被激活，移动台发送寻呼响应来指示它已经被寻呼并且网络能够对它定位。

在位置区域中，存在大量的移动台，位置区域中发送的寻呼请求/响应的数目随位置区域中移动台的数目而增加。

由于移动通信非常方便，并且随着运营商提供的附加业务的增加，移动台不断地增加，这在网络中引入了拥塞。实际上，可利用的无线电资源的数量是有限的，并且为了不提供网络不能适当地处理的服务，网络拥塞也是运营商要避免的一个缺点。

此外，在拥塞的情况下，就不能为最重要的服务的请求提供服务，比如在急救或法律强制情况下的定位请求，这是一个不能接受的缺点，这极大地减少了定位服务的优点。

同样的难题也影响了从目标移动台的上一个已知位置的请求而推导出的定位服务事务处理（Location Services transaction）。这样的信息通常保存在移动业务交换中心，因此被直接前传到移动业务交换中心来处理该请求。但是，拥塞使该简单的请求处理起来过度复杂。

这些缺点本身不但不能被现代移动网络所接受，而且它们隐含了重大的利润损失，这对于运营商和用户都不利，因为用户不再积极地利用他们的服务，如果这些业务只是表面上看上去有效，那么用户就会拒绝加入有用的业务。

目前，用来控制每个位置区域的呼叫流入的机制是已知的，并且只用于呼叫控制（CC）事务处理。实际上，对于CC事务处理，在寻呼被排序之前,已经分配了漫游号码，通过该号码呼叫从接收入呼呼叫的网关移动业务交换中心路由到与目标移动台的位置区域相关联的MSC/VLR。已知的机制包括（在运营商侧）规定可以允许多少漫游号码同时分配给特定的位置区域。

然而还没有这样允许运营商控制其它事务处理的寻呼流的机制，诸如附加业务（SS），短消息业务（SMS）和定位业务（LCS:LoCationService）事务处理。

实际上，当在MSC/VLR接收到SS、SMS或者LCS事务处理时，寻呼被排序，而且控制请求的寻呼数量的唯一方式是在网络级上调节控制寻呼机制的软件文件大小。然而该处理比较低效，因为它不考虑网络配置，在网络中不同的位置区域具有不同的无线资源容量。

此外，当寻呼请求突发被指定到同一位置区域时,例如，当重要的运动会或者足球比赛在体育场进行时，该机制不能使无线电网络免于拥塞。

美国专利US6275708A公开了一种方法，用于对特定访问位置寄存器或者特定位置区域中的始发呼叫的数目进行计数，并且将始发呼叫的数目限制为低于一个预定值的值。在Chistopher Redding和Carol-Lyn Taylor于IEEE（电气和电子工程师协会）军用通信会议2001年的ITS会议论文上发表的论文“Priority Access Service in Cellularand PCS networks(蜂窝以及PCS网络中的优先级访问服务)”中，公开了一种无线优先级服务，其中如果呼叫资源在呼叫建立阶段暂时不可用，对优先级呼叫进行排队。当正在进行的呼叫结束时，根据排队呼叫的优先级别来分配所释放的呼叫资源。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，尤其是通过提供一种在服务节点以更加鲁棒的方式来控制寻呼流的方法和电信系统。

在该目的范围之中，本发明特定目标是既满足移动用户的要求，又满足服务提供商和运营商的要求。

从下列描述中将变得明显的所述目的、目标以及其它方面是通过在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法而实现的，该方法的特征在于包括以下步骤：在控制节点，接收一个寻呼移动台的请求；确定将在其中执行所述寻呼的位置区域；检验位置区域的正在进行的寻呼事务处理数目是否低于所述位置区域允许的正在进行的寻呼事务处理的至少一个最大数；在判定所述正在进行的寻呼事务处理的数目小于所述最大数目时，更新所述位置区域的正在进行的寻呼事务处理的数目，并处理所述寻呼请求。

根据本发明的特定方面，执行检验以判定进入的请求是不是关于位置服务。根据本发明另一个方面，其可以是前者的替换或者与前者并行，执行检验以判定进入的请求是不是特定类型，例如，是有利于运营商还是有利于位置区域中的用户，并且能够据此给出优先级。

本发明的目的、目标也通过在蜂窝通信网络中控制寻呼流的电信系统而实现，该系统包括至少一个与位置区域相关联的控制节点，所述位置区域为要被寻呼的移动台提供服务，控制节点包括用来接收寻呼请求的装置，其特征在于该系统包括，存储装置，用来保存所述位置区域允许的正在进行的寻呼事务处理的至少一个最大数，并用来保存正在进行的寻呼事务处理的数目；比较装置，用来检验所述正在进行的寻呼事务处理数目是否低于所述至少一个最大数；寻呼装置，用于响应比较装置的输出来寻呼移动台。

有利的，电信系统包括位置服务请求判断装置，其用来判断由所述控制节点接收的寻呼请求是否来源于位置服务请求，该装置优选地被设置为检验所述位置服务请求是否是对移动台的上一个已知位置的请求。

作为选择或者额外地，其特征在于设置所述位置服务请求判断装置以便检验所述位置服务请求是不是来自急救中心或者执法机构。

优选地，控制节点包括缓存装置，如果所述位置服务请求是来自急救中心或者执法机构的请求，其用于临时保存所述寻呼请求，设置所述寻呼装置以便于优先对待所述寻呼请求。

根据本发明实施例，只有一个最大数被定义，它代表了特定位置区域允许正在进行的寻呼事务处理的总数，而与事务处理的种类无关。

根据本发明的另一个实施例，为同一位置区域定义了不只一个最大数目。尤其是对每种事务处理定义了相应的允许正在进行的事务处理的最大数目。

根据本发明的还有另一个实施例，在控制节点定义了两个最大数目，即第一最大数目表示允许正在进行的CC、SS、SMS寻呼事务处理的最大数目，并且第二最大数目表示允许的正在进行的LCS事务处理的最大数目。

附图说明

从下列对优选的而不是排它的控制寻呼流的方法和电信系统的实施例的描述中，通过结合附图的非限制性实施例的方式举例说明，本发明的特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是常规蜂窝网络的框图；

图2是GSM/UMTS的分层结构的框图；

图3是说明根据本发明的寻呼流控制方法的步骤的流程图；

图4是连接到图3的流程图，说明根据本发明的特定寻呼过程；

图5是连接到图3的流程图，说明根据本发明优选实施例管理ICS事务处理。

具体实施方式

如上所预期的，参照图1，一个典型的GSM网络10包括多个小区12，它们和至少一个基站13相关联，由塔天线示意性地表示，它们被分组以构成与地理区域相关联的位置区域11a、11b和11c。该位置区域由各自的访问位置寄存器（VLR）提供服务，比如VLR15，它最好包括在至少一个控制节点内或者与之连接，尤其至少一个移动业务交换中心（MSC）14a、14b和14c（MSC/VLR）。

MSC/VLR的基本功能是切换基站控制器（BSC）、其它MSC、其它网络和外部非移动网络之间的话音和数据连接。MSC也处理多个与移动签约用户相关的功能，其中包括用户设备和公共陆地移动网络（PLMN）之间的注册、位置更新和切换。

VLR保存关于所有在相应的MSC的位置区域之中漫游的用户的数据。该数据通过移动台发起的经由MSC的位置更新过程来更新，或者直接通过签约用户的归属位置寄存器（HLR）或者归属签约用户服务器（HSS）来更新。

HLR/HSS是签约用户的归属寄存器，它特别保存有关签约的信息，签约用户允许的业务以及签约用户位置的信息。当签约用户漫游到不同于归属MSC的MSC位置区域时，HLR/HSS被相应更新。

本领域技术人员清楚，网络的控制节点能够是SGSN支持节点，网络应该是GPRS网络。

已知GSM/UMTS系统可以被图示为包括多个分级设置的功能层，如图2所示。能够对MSC（层200）和移动台（层205）定义这样的层。

第一层（20，24）包括物理层和数据链路层，物理层代表用来连接各种网络设备的物理装置，数据链路层提供数据链路业务和功能性。

第二层是所谓的无线接口层，它包括三个子层：无线资源（RR）管理子层（21，25），移动性管理（MM）子层（22，26）和连接管理（CM）子层（23，27）。

RR子层21负责信道处理。MM子层22和CM子层23一起处理各种事务处理类型，尤其是呼叫控制事务处理（CC层23a，27a），附加业务事务处理（SS层23b，27b），短消息业务事务处理（SMS层23c，27c）和位置服务事务处理（LCS层23d，27d）。

对于每个位置区域，多种这样的涉及呼叫或者涉及服务的事务处理可以到达MSC/VLR。根据本发明，为每个位置区域定义允许的寻呼事务处理的至少一个最大数。

根据本发明的一个实施例，只有一个最大数被定义，它代表特定区域内正在进行的寻呼事务处理的全部数目,与事务处理的种类无关，即不管进来的寻呼请求是否是关于CC、SS、SMS或者LCS事务处理。

该最大数目被保存在存储装置中，在优选实施例中，该存储装置配备在位置区域的VLR之中。作为替换，存储装置是同一位置区域的MSC的一个集成部分或者它们位于可由MSC/VLR访问的其它实体中。

根据本发明的另一个实施例，为同一位置区域定义了不只一个最大数目。特别是为各种事务处理定义了允许正在进行的寻呼事务处理的相应最大数。

根据本发明的另一个实施例，在MSC/VLR定义了两个最大数，即第一最大数目表示允许正在进行的CC、SS、SMS寻呼事务处理的最大数目，第二最大数目表示允许正在进行的LCS事务处理的最大数目。

本领域技术人员在定义其它组事务处理类型的最大数目时将不会有任何困难。为了满足运营商的要求，例如，为了分配更多的资源到运营商优选的业务类型，能够定义这样的组。

根据为位置区域定义的最大数目的数量，优选配备一个或多个计数器来寄存和更新正在进行的事务处理的当前数目。这样的计数器最好位于MSC，但是它们可以位于可由位置区域中的MSC访问的其它实体中。

参考图3，描述了一个流程图，图示了根据本发明一个实施例的方法，其中在MSC/VLR定义了表示允许并行事务处理的全部数目的最大数。

在步骤300，该过程由移动性管理子层的任何一个用户发送的事务处理发起，它命令寻呼到达目标移动台（MS）。

在步骤305，在MSC/VLR接收到请求，以MAP操作的形式，比如它可以是下列之一：

MAP_UNSTRUCTURED_SS_REQUEST,

MAP_UNSTRUCTURED_SS_NOTIFY,

MAP_MT_FORWARD_SHORT_MESSAGE,

MAP_PROVIDE_SUBSCRIBER_LOCATION,

MAP_PROVIDE_ROAMING_NUMBER。

在步骤310，由接收到的MAP操作来触发寻呼。如果MAP操作是MAP_PROVIDE_ROAMING_NUMBER操作，那么它不会立即触发寻呼请求。然而，一从网关移动服务交换中心（GMSC）收到初始地址消息（IAM）就应发送寻呼请求。

在步骤315，从VLR15提取签约用户当前正在漫游的位置区域（LA）。

在步骤320，检验在步骤315确定的位置区域中正在进行的寻呼事务处理的数目是否低于LA允许的正在进行的寻呼事务处理的至少一个最大数目。正在进行的寻呼事务处理的数目最好由如上所述在MSC上的计数器保持。

在步骤320，如果还没有达到允许的寻呼事务处理的最大数目，那么寻呼请求基本上被MSC接受并且处理过程跳到步骤325，如图4所示。

特别在步骤405，正在进行的事务处理的计数器递增以便考虑新接受的寻呼请求。之后，在步骤410，移动电话被寻呼，即，寻呼请求被发送到基站控制器，之后收到来自移动电话的寻呼响应消息。

在接收到寻呼响应消息之后，在步骤415计数器递减。

之后，在步骤420，通过控制此后要描述的缓存装置的状态来检验先前的LCS请求是否仍然待处理。如果是，处理过程跳到步骤430并且对一个待处理的LCS请求提供服务，从步骤530开始，如同将参考图5所描述的一样。

相反，如果没有先前的LCS请求等待处理，或者缓存器装置为空，系统在步骤340返回到等待模式，即可用来接收新的MAP操作。

如果在步骤320中已经达到或者超过允许的寻呼事务处理的最大数目，那么为了检验MAP操作是否来自LCS层，在步骤330执行另一个检验。

如果不是这样，在步骤335，拒绝MAP操作，返回一个差错码来指示资源限制，在步骤340，处理过程结束。

否则，如果在步骤330判断MAP操作不是来自LCS层，处理过程跳到步骤345，如图5所示。

在步骤505，检验进来的LCS操作是否指示“上一个已知位置”对于请求的实体是可接受的。如果是，在步骤510，从VLR恢复上一个已知位置信息，然后随MAP_PROVIDE_SUBSCRIBER_LOCATION_ACK消息返回。在步骤340，处理过程结束。

如果在步骤505，判断在LCS操作中没有指示“上一个已知位置”，那么，在步骤515，检验LCS操作是来自急救中心或者执法机构或者来自等同重要性的实体。在替换实施例中（在图中没有示出），该步骤在步骤330之后以及在判断在LCS操作中是否指示了“上一个已知位置”的步骤之前直接执行。这些检验步骤的输出与图5的步骤基本相同。

回到图5所示的示例实施例中，如果判断LCS操作不是来自急救中心或者执法机构，在步骤520以“资源限制”差错码来拒绝MAP操作，并在步骤340结束处理过程。

否则，在步骤525，将请求放在缓存器中，缓存器优选地在MSC中。因此，该缓存器保存了这种特定类型的LCS请求，并且最好用来执行以上提及的在步骤420中的检验。

在步骤530，检验是否已经完成了至少一个寻呼请求，例如，通过检验计数器是否已经相对于以前的检验而递减（在步骤320或者在步骤520本身）。通过上述步骤430也到达了步骤530。

重复在步骤530中的检验直到证实正在进行的寻呼事务处理的数目已经变得低于允许的正在进行的事务处理的最大数目。一旦满足该条件，在步骤535从缓存器中提取请求，在任何其它当前呼入事务处理之前，通过跳到上述步骤325，优先为LCS操作提供服务。本领域普通技术人员清楚上述示例实施例可以方便地修改，而不脱离本发明的范围。尤其是如果为了区别和管理不同种类的事务处理，定义了几个最大数目，那么对每种事务处理执行参考图3和图4描述的处理过程，而参考图5描述的处理过程最好只对LCS事务处理执行。

本领域普通技术人员可以容易地理解，为了考虑本发明需要的附加的信息数据，上述步骤可以由任何的计算机硬件和/或软件和通过常规技术编程的电信装置来执行。根据本发明，为了接收和处理请求，需要处理器、存储器以及通信装置组合起来，连同检验和判断装置，最好通过软件实现，用来判断资源的可利用性和/或请求的种类。

因此本发明优选地通过在现有系统中引入新的功能性而以本领域普通技术人员清楚的常规技术实现，因此在这里不再详细描述。

因此已经显示出本发明实现了所建议的目标和目的。尤其是可以看出移动签约用户和服务提供商可以从总是优先处理的重要服务中受益，诸如急救请求定位。从运营商的角度来看，可以看出，运营商可以避免拥塞并灵活地分配资源以适应无线网络的演进。此外，寻呼事务处理管理能够被定制，例如，为了优先考虑在系统资源分配上高成本的操作，这可以获得更多的利益。

明显地，本领域普通技术人员可以明显地做出几种修改而不脱离本发明的范围。因此，权利要求的范围不局限于在以例子形式的描述中给出的图示和优选实施例，而是权利要求书包含了本发明范围内具有专利新颖性的所有特征，包括本领域普通技术人员视为等同物的所有特征。

在任何权利要求中提到的技术特征都附有参考标记，包括这些参考标记是为了便于理解权利要求，因此，这样的参考标记在解释由该参考标记所标识的每个部件时不起任何限制作用。

Claims (22)

1.一种在蜂窝通信网络中控制寻呼流的方法，其特征在于所述方法包括下列步骤：

（a）在控制节点（14c），接收（305，310，315）一个寻呼移动台的请求；

（b）确定应在其中执行所述寻呼的位置区域（11c）；

（c）检验（320）位置区域（11c）中正在进行的寻呼事务处理的数目是否低于所述位置区域（11c）允许的正在进行的寻呼事务处理的至少一个最大数；

(d)在判定所述正在进行的寻呼事务处理的数目小于所述最大数目之后，更新（325）所述位置区域的正在进行的寻呼事务处理的数目，并处理所述寻呼请求。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括步骤：

（e）在判定所述正在进行的寻呼事务处理数目大于或等于所述最大数目之后，检验（330）所述寻呼请求是否来源于位置服务请求。

3.权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法还包括步骤：

(f)检验（505）所述位置服务请求是否是对于移动台的上一个已知位置的请求。

4.权利要求2或3任何一个所述的方法，其特征在于所述方法还包括步骤：

（g）检验（515）所述位置服务请求是不是来自急救中心或者执法机构。

5.权利要求3所述的方法，其特征在于所述方法包括步骤（510）：

从访问位置寄存器（15）中恢复有关所述上一个已知位置的信息。

6.权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法包括步骤（525）：在判定所述位置服务请求来自于急救中心或者执法机构之后，优先为寻呼请求提供服务（535，325）。

7.根据前述任何一个权利要求的方法，其特征在于所述更新步骤（325）包括：

当寻呼请求被接受来由控制节点（14c）处理时递增至少一个表示正在进行的事务处理的数目的计数器的步骤（405），以及

当寻呼响应已经由所述移动台返回时递减所述计数器的步骤（415），

其中所述计数器包含在所述控制节点（14c）中。

8.权利要求1所述的方法，其特征在于所述事务处理是从包括呼叫控制事务处理、附加业务事务处理、短消息业务事务处理和位置服务事务处理的组中选择的至少一类事务处理。

9.权利要求1或者8所述的方法，其特征在于为包括呼叫控制事务处理、附加业务事务处理、短消息业务事务处理和位置服务事务处理的每一种事务处理分别定义所述位置区域允许的一个相应的最大数，为每种事务处理执行所述检验步骤（c）。

10.权利要求1至9中任何一个所述的方法，其中控制节点是移动业务交换中心或者服务通用分组无线业务支持节点。

11.一种用于在蜂窝通信网络中控制寻呼流的电信系统，包括至少一个与位置区域（11c）相关联的控制节点（14c），所述控制节点为要被寻呼的移动台提供服务，所述控制节点（14c）包括用来接收寻呼请求的装置，其特征在于该系统包括：

存储装置（14c,15），用来保存所述位置区域（11c）允许的正在进行的寻呼事务处理的至少一个最大数，并用来保存正在进行的寻呼事务处理的数目；

比较装置，用来检验所述正在进行的寻呼事务处理的数目是否低于所述至少一个最大数；

寻呼装置，用于响应所述比较装置的输出来寻呼所述移动台。

12.权利要求11所述的电信系统，其特征在于它包括位置服务请求判断装置，其用来判断由所述控制节点（14c）接收的寻呼请求是否来源于位置服务请求。

13.权利要求11所述的电信系统，其特征在于设置所述位置服务请求判断装置以便检验所述位置服务请求是否是对于移动台的上一个已知位置的请求。

14.权利要求11至13的任何一个所述的电信系统，其特征在于设置所述位置服务请求判断装置以便检验所述位置服务请求是不是来自急救中心或者执法机构。

15.权利要求11至14的任何一个所述的电信系统，其特征在于所述控制节点（14c）包括缓存装置，如果所述位置服务请求是来自急救中心或者来自执法机构的请求，其用于临时保存所述寻呼请求，所述寻呼装置被设置成优先为所述寻呼请求提供服务。

16.权利要求11所述的电信系统，其特征在于所述控制节点（14c）包括至少一个指示所述正在进行的事务处理的数目的计数器，所述计数器在接受寻呼请求来由控制节点（14c）处理时递增，并且在由所述移动台返回寻呼响应时递减。

17.权利要求11所述的电信系统，其特征在于所述存储装置包括保存在其中的相应的最大数，该最大数分别表示允许的正在进行的寻呼呼叫控制事务处理、附加业务事务处理、短消息业务事务处理和位置服务事务处理的最大数目，设置所述比较装置以便分别对所述每个呼叫控制事务处理、附加业务事务处理、短消息业务事务处理和位置服务事务处理执行所述检验。

18.权利要求11所述的电信系统，其特征在于所述存储装置包括在所述移动业务交换中心、连接到所述移动业务交换中心的访问位置寄存器、连接到所述移动业务交换中心并为所述位置区域提供服务的基站控制器中的任何一个之中。

19.权利要求11至18的任何一个所述的电信系统，其特征在于所述比较装置包括在所述控制节点中。

20.权利要求11至19的任何一个所述的电信系统，其特征在于所述寻呼装置包括所述移动业务交换中心（14c）和为所述位置区域提供服务的基站控制器。

21.根据前述任何一个权利要求所述的电信系统，其特征在于所述正在进行的寻呼事务处理的数目是正在进行的事务处理的总数，而与事务处理的种类无关。

22.权利要求11至21的任何一个所述的电信系统，其中控制节点是移动业务交换中心或者服务通用分组无线业务支持节点。

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