CN1103541A - 在蜂窝移动电话系统中重建呼叫信号帧的方法 - Google Patents

Abstract

一种在将外部呼叫路由至在系统内漫游的移动 用户(MS)的移动无线系统中用于避免使用专门分 配的临时漫游号码的方法。其中，包括第一参数段 (其中含有目录号(MSN)的进来的标准化呼叫信号 帧(IAM)被重建。第一参数段的目录号(MSN)被 移动用户在其业务区中漫游的移动电话业务交换中 心的唯一路由号码(PRN)替代，在第二参数段(EIT) 插入用户唯一识别号码(IMSI)和目录号码 (MSN)。

Description

技术领域

本发明涉及在蜂窝移动电话系统中重建到达移动电话系统的一个标准化信号帧的方法，以便于对至少在一个地址区内漫游的移动电话的呼叫选择其路由以及存贮位置信息，从而在存贮介质产生功能性故障后，可以容易地恢复信息。

背景技术

用于覆盖大面积的公共移动电话系统需要先进的协议，以便能够选择路由使对漫游用户的呼叫到达在特定时刻与该用户的移动电话有着无线联系的无线基站。由于一次呼中，有可能涉及永久性电话网、综合业务数字网（ISDN网）及其它可能的公共陆地移动电话网，所以，系统中的每个点快速获取关于在哪儿可以寻呼到漫游用户的信息至关重要。为了保持更新系统中的信息，需要综合的信令。

已知的移动电话系统是NMT（北欧移动电话系统）、TACS（全通移动电话系统）、和GSM（泛欧数字蜂窝系统）。对NMT和TACS已有描述，例如，在ERICSSON文件EN/LZT 101 908 R₂，1988中的CMS88蜂窝移动电话系统中;而在ERICSSON文件EN/LZT 120 226 R2A，1991的CME20系统中对GSM-系统有所描述。这些移动电话系统使用移动业务交换中心（MSC），其中每个MSC和一些无线基站（BS）连接，而BS又和在无线覆盖区内漫游的移动用户（MS）保持无线联系。这些移动业务交换中心具有装置（VLR，GLR），用来保持关于哪些用户是位于相应交换中心的业务范围内的记录。在下面描述的系统中，装置（VLR，GLR）在物理上与交换中心相集成，因此，被引用为MSC/VLR或MSC/GLR。为整个网络提供了至少一个原址寄存器（HLR），该寄存器保持关于属于该网络的用户的所有数据的记录。通过一个专用网关移动业务交换中心GMSC进入到网络，它将进来的呼叫转换到HLR中被呼叫用户的地址寄存器中。借助于原址寄存器HLR中包含的信息，可以跟踪用户在网络中的位置，并且可以建立一个从MSC到移动用户MS的连接。当交换中心发现用户进入其业务区后，立即报告移动用户的位置。根据CCITT    No.7的公用信道信令，信令协议实现信令。在CCITT建议Q.1051中规定的协议MAP（移动应用部分）被用于网关-MSC和寄存器HLR之间以及原址寄存器HLR和交换中心MSC/GZR之间，而协议ISUP（ISDN用户部分）被用于网关交换中心GMSC和交换中心GLR/MSC之间的信令。

在已知移动电话系统中，通常借助于所谓漫游号码实现跟踪。在原理上，漫游号码是指出用户位于其业务区内的移动电话交换中心的电话号码，并且该电话号码还指出该交换中心的寄存器GLR内的这个用户的数据记录。用户一旦进入由一个移动业务交换中心服务的给定区域，用户的识别号即在登记过程进行分析。然后，揭示用户所在移动业务交换中心的信息被发送给原址寄存器HLR。在一些系统中，例如，在个人数字电话系统PDC（它已由I-Node    Group（节点间技术说明-数字移动电信网，Ver.3.2，1992）进行了标准化）中，用户一旦在一个交换中心MSC/GLR登记，漫游号码也就被送到原址寄存器HLR。该漫游号码由网络进行分配，但是它不属于任何特定用户并且通常只要用户在相关交换中心的业务区内漫游的时间内，这就一直保留这个号码。

当用户通过拨用户目录号呼叫移动用户时，呼叫被引向到一个网关移动业务交换中心GMSC，后者处理来自被呼叫用户所属移动网络的入、出信令和话务。号码被分析并被寻址到原址寄存器HLR的一个字段，原址存储器存贮了关于用户的所有数据。漫游号码从原址寄存器中被读出，然后被用来呼叫用户位于其业务区内的中央MSC/GLR。漫游号码在这里被用来为访问用户的数据记录进行寻址，被呼叫用户的数据就在该数据记录中。

在GSM和NMT标准中使用了另一种漫游号码的分配方法。在这种情况下，原址寄存器HLR内的用户数据记录中只存贮一个已登记的用户所在的VLR/MSC的地址。当呼叫到达被叫用户的原址寄存器所在的网络的网关-MSC时，就在原址寄存器HLR中搜寻主叫用户的数据记录。VLR地址被读取，并且与移动用户的识别码（IMSI）一起作为一个地址，使用一种被称作“收集漫游号码”的操作就可以用该地址从寄存器VLR中收集到一个移动站漫游号码（MSRN）。这个漫游号码被发被发送给网关-MSC。通过使用漫游号码作为地址，现在网关-MSC就能够与被叫用户位于其业务区内的移动业务中心交换中心MSC/GLR建立一个连接。由于漫游号码是专门为了该连接而由这个交换中心MSC/GLR进行分配的，所以，可以容易地在MSC/GLR的用户记录中找到被呼叫用户的数据记录。

漫游号码并不是真的分配给用户的，而仅仅是为了建立所需的连接的目的。因此，一当前面的连接被释放后，漫游号码就能被释放并被用于对另一用户的一个新的呼叫。结果，就不需要前种情况中那么多的号码。

本发明概要

根据第一种方法，给在网络中漫游的每个用户分配一个个人漫游号码，该号码随着登记操作而被存贮在他/她的原址寄存器中，并且一旦用户位于该移动业务交换中心的业务区内，漫游号码被继续保留和存贮在HLR中，这就引起了许多问题。例如，可用号码系列中大量号码被占用，所以降低了系统容量。况且，当使用这种技术时，寄存器GLR和HLR发生故障后，很难重建系统，因为连接将有发生混乱的严重危险并且信令将负担过重。

在第二种方法中，只对正在进行的呼叫分配一个漫游号码，从而减少了可用的用户号码。此外，需要交换中心GLR/MSC与原址寄存器HLR一起来定义和管理漫游号码，这影响了系统处理时间。

上述两种为呼叫选择路由到用户所在移动交换中心区的方法的问题是：需要一个专用的漫游号码，它给可用号码系列增加了负担。而且，发生功能性故障后重建寄存器GLR或HLR遇到严重问题，特别是在解决PDC系统的I-结点技术说明中所描述的漫游问题的情况下更是如此。因为漫游号码被动态地分配给用户，所以非常可能在一次故障之后，一个给定的访问用户将被分配给另外一个与其通常的识别号码无关的漫游号码。这使重建过程复杂并且不确定。如果原址寄存器没有接收取消用户的系统号码（IMSI，MSN）和漫游号码之间的联系的指令，并且证实了这一取消，那么呼叫就有可能连接到错误的移动用户，因为用户号码和漫游号码间的连接是错误的。

本发明的目的是提供一种方法以识别移动用户的位置或地址，它给出与系统中所用号码中一个号码的直接联系，以清楚地、明确地识别一个用户。根据本发明，这是通过在原址寄存器HLR中的用户数据记录中对每个移动电话交换中心登记一个独特识别号（PRN）实现的，呼叫时，在ISUP信号令的IAM-消息内把这个号码用作“被叫地址”，并且将所述消息与用户的目录号码（MSN）以及国际移动用户识别码（IMSI）加在一起，进入移动业务交换中心（MSC/GLR）的寄存器GLR时被用作指示号码。

附图简述

参考附图将详细描述本发明，其中，

图1说明了位置和呼叫信息的信令;

图2根据ISUP-协议图示地说明了IAM-消息的结构。

实现本发明的最好方式

图1以图形说明了两个公共陆地移动网（PLMN），并用NW1和NW2表示。每个网络包括一些无线基站BSS，该BSS通过无线接口而与在网络内漫游的用户MS相连接。移动业务交换中心MSC为一些基站BSS提供服务，它处理往来于移动用户MS的通信。每个移动交换中心MSC有一个寄存器GLR，后者存贮与在该交换中心业务范围内漫游的用户有关的数据。在本实施例的情况下，寄存器和交换中心MSC在物理上是集成的，所以在后面的描述中，我们把MSC/GLR表示成一个单元。每个网络还有一个寄存器，用HLR表示，即原址寄存器。HLR-寄存器与GLR-寄存器的区别是，前者只包括与那些登记为属于该网的用户MS有关的数据。原址寄存器HLR既可以是独立的，也可以和一个交换中心MSC/GLR集成。

信号传送是在网络各单元通过信号协议MAP（移动应用部分）和在CCITT信令系统No.7体制内定义的ISUP实现的。MAP是专门适于支持多种功能的协议，特别适于移动电话，它用于移动电话交换中心GLR/MSC，原址寄存器HLR和网关-MSC，使得这些结点能够互相通信，例如，通过更新寄存器GLR/MSC和HLR来登记和注销移动用户的位置，转移、识别和管理4用户数据。关于在网关-MSC和移动电话业务交换中心MSC/GLR之间建立连接的通信是根据ISUP（ISDN用户部分）协议实现的，其中协议IAM（初始地址消息）对本发明有特殊意义。在图1的说明中，单纯的控制信道（MAP）用虚线表示，而通信信道用实线表示。移动用户和移动电话业务交换中心GLR/MSC之间的通信与本发明无关，故不作详细描述。

移动用户一旦进入移动电话业务交换中心的业务区，就按照一组协议进行位置登记，例如进入了网络NW2中的MSC/GLR-2。这特别意味着，可明确地识别终端、并被存贮在移动终端MS中的号码IMSI（国际移动站识别码）已被存贮在移动电话交换中心MSC/GLR-2中。这个交换中心用IMSI-号码作指针调用网络NW1中的原址寄存器HLR。从被找到的数据记录中收集数据MS-数据和MS-密钥并将其传送给MSC/GLR-2以证实访问的移动站。表明系统号码方案（该方案能清楚地识别这个移动电话业务交换中心MSC/GLR-2）中某一地址的识别号码PRN（搜寻路径号码）在MAP操作“位置登记”中与移动站MS1的IMSI一起被发送给原址寄存器HLR-1。现在，已经在HLR-1中生成一个数据记录，它包括交换中心MSC/GLR-2和用户MS之间的第一链路。

图2中所示的编号25在理论上代表CCITT信令系统No.7中一个信号帧的常规格式。帧分别以包含传送控制信息的块MTP（消息传送部分）作为开始和结束。位于块MTP之间的是信号信息段（SIF），它定义了将在公共信号信道上传送的信息。SIO（业务信息八比特组）表示一个段，它揭示了由SIF所代表的业务类型。

当帧用于代表一个ISUP-消息时，SIF段将具有帧26中所揭示的格式。ISUP-消息由路由编号RL和电路识别码（CIC）开始，后者包括为在公共信令信道上传送分组所必要的信息。MTC段（消息类型码）揭示随后的消息类型。以IAM（初始地址信息）给出传送呼叫信息的消息，这将在后面有所描述。MFP段（必要固定部）、MVP（必要可变部）和OP（可选部）是数据参数段。PRN从MVP处插入，其参数名为“被呼叫方号码”。框27中详细表示了OP段，它为任选辅助信息而设并被置于用户识别码（IMSI（国际移动用户识别码）和MSN（移动用户号码）中，其参数名为“终止信息传送”（EIT）。通过使用任选段OP，能够传送包含所有所需信息PRN、IMSI、MSN的IAM-消息来明确地确定被叫移动用户MS的地址。

例如，当一个来自永久性PSTN-网的呼叫以IAM-消息的形式并具有目录号码MSN作为一个“被叫用户地址”而到达时，该呼叫经选择路由而到达用户MS所属网NW1中的网关-MSC（GMSC）。在网关-MSC（GMSC）中分析此呼叫，GMSC用目录号码MSN作为一个参数以MAP-操作“终止路由检索”向原址寄存器HLR-1发送一个关于路由选择信息的查询。用目录号码MSN作为指针，用户识别码IMSI和交换中心MSC/GLR号码PRN从HLR-1中的被叫用户数据记录中被收集到，并以MAP-消息“终止呼叫路由检索ACK”送回给网关-MSC（GMSC）。根据ISUP-协议，交换中心的PRN-号码、用户识别号码IMSI、和目录号码MSN被包括在一个IAM-消息中的网关-MSC中，如上所述，其中以交换中心号码PRN作为“被叫方号码”。该消息被用来建立网关-MS（GMSC）与被呼叫用户漫游在其业务区中的移动电话业务交换中心MSC/GLR-2之间的呼叫。从HLR-1中读出的、和在IAM-消息中由网关-MSC送出的识别号码IMSI被作为指针用以识别MSC/GLR-2内的被呼叫移动单元。

上述规程意味着：系统中的可用号码系列的负担比引言中所描述的已知系统将大大减轻，根据I-结点技术说明对于PDC尤其如此。况且，与MPS-规程“位置寄存”和“终止呼叫路由检索”相结合，通信控制数据大大简化。

如上所述，根据独立漫游号码的已知原理（例如，PDC），当寄存器发生故障时，重建移动交换中心MSC/GLR的访问位置寄存器GLR中的信息将会引起问题。在原址寄存器HLR中，临时分配的漫游号码与用户号码完全是动态地作为一个指向GLR-寄存器中用户数据的指针而被连接起来的，它不包括关于实际MSN-号码或用户IMSI-号码的信息。一旦由于故障使GLR-寄存器里的信息消失，就有必要消除由GLR-寄存器所分配的漫游号码和原址寄存器HLR中用户记录之间的所有连接，因为GLR-寄存中数据被重建时，将会分配给用户以新的漫游号码。而且，在定位操作中，必须断开全部先前的连接，建立并确认新的连接。由于缺乏寄存器GLR和HLR关于漫游号码和用户号码MSN和ISDN之间连接的协议，所以在完成这些之前，进来的呼叫存在着会被选择路由到错误的用户的危险。

如果应用所述发明，就不会存在不对应的情况。除了在用户已经离开或新用户已进入了交换中心MSC/GLR的交换区的情况下，没有必要立即更新原址寄存器HLR中的用户记录。

例如，当漫游移动用户的寄存器GLR-2功能失效时，恢复工作是通过把寄存器置零而开始的。应注意，当系统处于这种状态时，无需通知原址寄存器HLR-2关于GLR已被重新启动。当已和那些漫游进入交换中心MSC/GLR-2的用户建立了第一无线连接时，可确定在GLR寄存器中没有发现用户数据。例如，可以在与呼叫无关的辅助业务过程中从MS接收到送出的呼叫时，或者在通常的位置登记过程中，实现这一连接。GLR-寄存器通常包括从移动站MS收集来的数据（例如IMSI）和从原址寄存器HLR-1收集来的数据（例如鉴别数据）。在寄存器GLR-2中没有从原址寄存器HLR中收集到的数据的情况下建立了无线连接时，在一次MAP过程中产生一个对用户的原址寄存器HLR-1的呼叫，并且在另一次MAP过程中，数据被传送给寄存器GLR-2。来自MS和HLR-1的数据在GLR-2里的寄存器中被编译，在那儿恢复GLR-2记录。

当位于业务区内的移动用户与交换中心MSC/GLR-2进行无线连接时，该过程被重复进行，它们从相关的原址寄存器HLR中收集数据，直到所有移动用户的用户数据被存贮在GLR中。

当原址寄存器从移动电话MSC/GLR接收到一个对数据的请求时，即使存贮在原址寄存器HLR中的移动业务交换中心MSC/GLR的地址PRN与发起该过程的移动业务交换中心MSC/GLR的地址相一致的时候，整个数据传送过程仍继续进行，这一点很重要。不应该假定：数据与交换中心MSC/GLR的PRN-地址第一次被存贮时的数据一样，并且不必进行一次新的传送，因为请求新数据的GLR-寄存器有可能遇到故意障并由此而被重新启动。

原址寄存器HLR中出现故障时，也可以用简单的方法进行恢复。原址寄存器HLR中包括关于所有已在那儿登记的用户的重要信息，其中包括关于可用业务的信息和其它用户数据，还包括关于用户所在位置的数据。后几项信息构成用户MS所漫游的业务区的移动业务交换中心MSC/GLR的PRN-号码。当移动用户从一个移动业务交换中心MSC/GLR的业务区漫游到另一个交换中心的业务区时，这个信息通常被更新，这在一天之中可以发生几次。如果因为一次故障使得原址寄存器必须重新启动，那么不能肯定HLR定期制作的安全拷贝将提供完全正确的信息。因此，从这方面来说，有必要更新HLR。根据本发明，可以轻易地做到这一点，在本发明中是以MSC/GLR的一个PRN-呼叫号取代一个专用漫游号码。

恢复过程是通过一个被重新启动的原址寄存器HLR向系统中所有移动电话业务交换中心MSC/GLR发送MAP-操作“启动”而开始的。当交换中心MSC/GLR接收到“启动”-消息时，寄存器GLR将搜寻存贮有原址寄存器HLR号码的所有数据记录。当移动用户MS进入这个交换中心MSC/GLR的业务区时，HLR-号码通常被存贮。属于被重新拷贝的HLR的所有用户通过将标志“HLR确认标志”放在“未被确认”上而在GLR-寄存器中被标明。当与移动用户进行下一次无线连接（例如结合一次呼出），响应“寻呼呼叫”、用于从移动用户MS向外的辅助业务的操作、以及由移动用户启动的位置登记时，GLR-寄存器检查“HLR确认标志”的设定值。如果这个设定值被标明为“HLR未被确认”，那么交换中心的PRN-号码就在原址寄存器中被更新。一旦各用户与它的位于其业务区域之内的移动业务交换中心MSC/GLR进行无线连接时，就立即为所有属于被重新启动的原址寄存器HLR的用户重复这个操作。逐渐地，所有移动用户都在原址寄存器中被更新，从而使恢复结束。

Claims (4)

1、一种用于重建到达移动电话系统的标准化呼叫信号帧(IAM)的方法，所述帧包括第一参数段(被叫方地址)，它为在移动电话系统中漫游的用户提供一个目录号码(MSN)，还有一个第二参数段(结束信息传送)，在其中可插入任选信息，其特征在于，

以移动用户在其业务区中漫游的移动电话业务交换中心的唯一路由号码(PRN)代替第一参数段(被叫方地址)的目录号码(MSN)；并且在第二参数段(结束信息传送)的任选信息空间设置一个用户的唯一识别号码(IMSI)和目录号码(MSN)。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，以用户目录号码为指针，从原址寄存器（HLR-1）中的用户数据记录中收集唯一路由号码（PRN）和被叫用户的唯一识别号码（IMSI）。

3、根据权利要求2的方法，其特征在于，在登记操作中，将唯一路由号码（PRN）放在原址寄存器（HLR-1）的用户记录中，在该登记操作中，用户的该唯一识别号码（IMSI）被用作一个指针。

4、一种将关于在第二移动电话网中漫游而其原址寄存在第一移动电话网（NW1）中的用户的呼叫信息（IAM）从第一移动电话网（NW1）中的网关移动交换中心（GMSC）传送给移动电话处在其业务区内的移动交换中心（MSC/GLR-2）的方法，其特征在于，

从到达网关移动交换中心（GMSC）的信息消息中，提取出一个与被叫移动用户（MS）有关的用户目录号码（MSN），并且将提取出的该目录号码用作一个指针，以便从分配给第一网络（NW1）内的原址寄存器（HLR-1）里的所述用户的数据记录中收集分配给所述移动电话交换中心的一个第一唯一路由号码（PRN），以及分配给网关移动交换中心（GMSC）的唯一用户识别号码（IMSI），在该GMSC中，所述唯一路由号码（PRN）、所述唯一识别号码（IMSI）、和所述用户目录号码（MSN）被编译而形成新的呼叫消息（IAM），它被发送给由路号码（PRN）指出的移动电话交换中心（MSC/GLR）;在它的寄存器部分（GLR），利用唯一识别号码（IMSI）作为指针，收集所有其它用来和移动用户（MS）建立连接的参数。

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