CN1111321C - 基于v5接口的phs移动数据库系统及呼叫方法 - Google Patents

Abstract

一种基于V5接口的PHS移动数据库及呼叫方法，该移动数据库系统包括中心数据库和本地数据库；中心数据库保存系统所有用户的号码、位置信息、鉴权密码和V5第三层地址等；本地数据库存储当前接入用户的信息，分布式放置在接入网单元的控制机中；中心数据库与本地数据库之间采用TCP/IP协议进行消息传递。用户以V5接口的第三层地址与交换机进行信令交互和话音的接续。这样，可以将PHS应用到提供V5接口的接入网系统中。

Description

基于V5接口的PHS移动数据库系统及呼叫方法

技术领域

本发明涉及无线接入系统中移动数据库系统及呼叫方法，具体涉及基于V5接口的PHS无线接入系统中的移动数据库系统及呼叫方法。

背景技术

无线接入系统是由基站控制器、基站、无线用户终端(包括手机、固定台和车载台等)组成，通过基站与无线用户终端之间的空中信令提供话音、数据等业务的通信系统。基于PHS的无线接入系统主要针对无线终端是手机用户，以智能化的有线网为基础，加入高度灵活的无线接入手段，而且采用动态分配信道技术，有很强的频率管理能力，用以处理呼入呼出、越区切换以及相邻小区间的频率兼容。在现有的GSM移动通信系统中，一般都有一个或几个归属位置寄存器(相当于中心数据库)，存储移动用户的相关信息，便于移动交换机提供移动性管理。GSM移动通信系统中的归属位置寄存器遵循7号信令的扩充规范MAP协议，该协议是在7号信令的标准7层结构的基础上构建起来的，保证了业务接口的标准性，达到互联互通。而PHS移动通信系统属于微蜂窝系统，基站的覆盖面积比GSM基站小得多，只有300～500M左右，一般应用在覆盖范围较小的地方。用户数量比GSM系统也少得多，没有必要为了实现PHS移动系统而采用GSM庞大而复杂的MAP协议。同时PHS移动系统应用在提供V5接口的接入网中，不可能为了引进移动功能在接入网上增加7号信令的处理接口。因为，在提供V5接口的接入网中应用PHS移动系统中，如果采用GSM的MAP协议有以下缺点：1.MAP协议是基于7号信令的标准七层结构，业务处理接口需要7号信令的协议支持，在接入网中引入7号信令的协议处理，影响V5协议的呼叫处理，增加接入网的复杂性。2.MAP协议的移动性管理建立在7号信令的基础上，处理复杂，其主要是基于系统的互连互通，保证系统的兼容性和开放性。而针对V5接口的接入网中的移动性管理是没有此项要求的，立足于无线市话的要求，用户数量小，覆盖范围内用户互通即可，因此可以将移动性管理的交互过程进行简化，便于实现，目时延小。

发明内容

为了在接入网中实现移动功能，又不增加7号信令接口，本发明的第一个目的是提供一种基于V5接口的接入网PHS的移动数据库，通过数据库中移动用户信息的分布式结构，给接入网系统提供用户的标识、位置信息、计费和服务类别等信息，完成位置登记、漫游、切换等移动性功能；

本发明的第二个目的是提供一种基于V5接口的接入网PHS呼叫方法。

为了达到上述第一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于V5接口的接入网PHS移动数据库系统，包括中心数据库和本地数据库；中心数据库用于保存系统所有用户的号码、当前的位置区和归属位置区、鉴权密码和服务类别；本地数据库存储着当前接入用户的信息，分布式放置在接入网单元的控制机中；所述中心数据库还存储有V5的第三层地址，且中心数据库与本地数据库之间采用TCP/IP协议进行消息传递。

所述中心数据库与本地数据库之间的数据同步采用以下步骤：

1)在本地数据库的用户配置映射表中设置更新或校验起始时间；

2)在更新或校验起始时间开始的一段时间内认为两个数据库之间的用户信息数据是同步的，且本地数据库的用户数据是有效的；若超过时间间隔，认为本地数据库上的数据无效；

3)在下一次查询数据时，检查数据是否有效；

4)若有效，进行查询操作；否则进行两数据库之间的校验过程，比较两个用户数据库对应记录的校验和是否相等；

5)若相等，则表明用户数据在本地有效，不需进行两个数据库的同步过程；若不等，则表明用户数据在本地无效，需要中心数据库向本地数据库进行数据同步。

为了达到上述第二个目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于V5接口的PHS的呼叫方法，包括主叫呼出方法和被叫呼入方法，其中主叫呼出包括以下步骤：

1〕用户做主叫呼出，由基站向网络侧发送消息，通过基站控制器的协议转换，将呼叫消息以线路信令方式传递到当前接入网单元上；

2〕当前接入网单元的呼叫处理进程查询本地数据库，本地数据库通过业务接口与中心数据库进行交互，得到用户的鉴权密码及随机数，送到基站控制器完成鉴权检查；

3〕呼叫处理进程还在本地数据库中查询用户的归属接入网单元上，呼叫转移到归属接入网单元上；

4〕用户以V5接口的第三层地址与交换机进行信令交互和话音的接续。

其中被叫呼入包括以下步骤：

1)用户做被叫呼入，交换机在V5接口上向用户的归属接入网单元发起呼叫，用户的第三层地址由交换机送给归属接入网单元；

2)归属接入网单元的业务进程通过第三层地址查询用户当前接入网单元，将呼叫转移到当前接入网单元中；

3)当前接入网单元的呼叫处理进程查询本地数据库，本地数据库通过业务接口与中心数据库进行交互，得到用户的鉴权密码及随机数，送到基站控制器完成鉴权检查；

4)呼叫进程向本地数据库查询用户位置区所包括的基站，以便于基站控制器将呼叫通过这些基站广播到用户。

由于在中心数据库中存储有V5的第三层地址，且中心数据库与本地数据库之间通过TCP/IP协议进行消息传递，可以将PHS应用到提供V5接口的接入网系统中，实现有线与移动的混合，在有线网上提供移动功能。提供V5接口的接入网系统可以和任何提供V5接口的交换机进行互联，在有限的有线资源上提供无线移动能力。

附图说明

图1是本发明移动数据库系统之中心数据库和本地数据库之间的交互形式示意图；

图2是中心数据库和本地数据库的组成层次示意图；

图3是PHS无线接入系统组网结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1所示，本发明移动数据库系统包括中心数据库1和本地数据库2，中心数据库1用于保存系统所有用户的移动信息，包括用户的号码、V5的第三层地址、用户的当前的位置区和归属位置区、鉴权密码和服务类别等信息。一个中心数据库能够覆盖整个接入网所接入的所有移动用户。在无线市话系统中，本地数据库2放置在接入网单元ANU的控制机中，它存储着当前接入用户的信息，包括本地用户和漫游用户。本地数据库2是为控制机在本地的快速查询而建立的，是中心数据库1中对应用户信息的映像，由中心数据库1通过数据复制将相应的用户信息传送到本地数据库2中。中心数据库1分为数据库组织和业务处理接口12两部分，本地数据库2是实时数据库构成，通过本地业务接口22与中心业务处理接口12进行交互。中心数据库1与本地数据库2之间采用标准的TCP/IP协议进行消息的传递。

在系统中，本地数据库2的业务接口22与系统的其他模块进行交互，提供数据库的访问能力，而中心数据库1的业务接口12只与本地业务接口22进行数据的交互，接口之间的交互通过消息进行驱动。业务模块需要数据库提供服务时，发送相应的请求消息到本地业务接口22，由本地业务接口22判断是否需要中心数据库1的数据支持。如果在本地数据库中查询到本地数据库中存在用户的数据信息，在本地即可完成数据的请求操作，直接在本地数据库2中进行相应的数据操作，通过消息将数据结果返回到业务模块中；如果本地业务接口22发现用户数据不存在，则将数据请求通过TCP/IP协议包方式发送到中心业务处理接口1 2中处理，中心业务处理接口12根据请求转换成标准的SQL请求访问中心数据库，最终的数据结果通过中心业务处理接口12传递到本地数据库，再通过本地数据库与其他模块之间的交互传递到发出请求的模块。

中心数据库1采用SQL SERVER数据库管理程序。如图2，在SQL SERVER端，操作系统为WINDOW NT。本地数据库接口消息通过标准TCP/IP协议栈成为TCP/IP包进行传递，SQL SERVER上收到TCP/IP包，转换成WINDOW扩展用户自定义消息发送到中心业务处理接口12。中心业务处理接口12采用WINDOW NT下多线程方式，提供处理的分时处理能力；反之亦然。

在系统上电启动以后，中心数据库中存储了用户的数据信息，而此时各个接入网单元ANU中本地数据库还没有用户的任何信息，数据都是由中心数据库提供。移动用户只有进行系统的接入过程，才能真正在系统中使用。在移动用户进行第一次接入时，是通过位置登记消息进行的，消息传送到中心数据库触发数据复制过程，用户数据由中心数据库发送到本地数据库，一旦数据复制完成，用户在移动中只要在当前ANU的覆盖范围内，即使关机，本地数据库中的相关用户信息也仍然存在。只有在用户移动到另外一个位置区而且此位置区位于另一个ANU的覆盖范围时，才会再次触发用户的数据复制过程。

下面以位置登记、位置更新、主叫呼出、被叫呼入、数据恢复、数据同步六个功能来具体说明本发明在PHS无线接入系统中的应用。

(1)位置登记

在中心数据库和本地数据库之间的消息传递中，位置登记消息比较重要，在位置登记消息中涉及到本地数据库的创建和删除。如图3，MMC是移动管理中心，也就是所述的中心数据库；PHS手机用户PS1在第一次接入时，发送位置登记消息到当前接入的ANU1中，ANU1中的本地数据库201查询本地是否存在用户数据的复制，在用户PS1第一次接入过程中本地数据库201是不可能有用户数据的，消息传递到中心数据库MMC，由中心数据库MMC触发数据复制，将用户PS1相关的信息复制到本地数据库201中。一旦数据复制完成，用户可以开始进行呼叫业务等各种服务类别。在加快本地查询的基础上，这种分布式结构的数据同步比较容易实现。

(2)位置更新

当手机用户PS1从一个基站CS 1-1位置区移动到另一个基站CS 2-1位置区时，发出位置更新消息，消息由基站控制器CSC2-1发送到接入网单元ANU2中本地数据库202的业务接口22，发现PS1的数据不存在，则将数据请求发送到中心数据库MMC的业务处理接口12，经确认后，在中心数据库MMC中更改用户PS1数据中的当前位置信息，并将用户PS1的数据从中心数据库MMC复制到本地数据库202中，业务处理接口12还要判断在其他网络单元(诸如ANU1)是否存在PS1的数据备份，如果存在，则进行ANU1中本地数据库201的删除操作，保证中心数据库MMC的用户信息在各网络单元只有一个备份。

(3)主叫呼出

如前假设，手机用户PS1从归属接入网单元ANU1移动到当前位置区ANU2，在用户PS1做主叫呼出时，由基站CS2-1向网络侧发送ISDN的SETUP消息，通过基站控制器CSC2-1的协议转换，将呼叫消息以线路信令方式传递到ANU2上，ANU2的呼叫处理进程查询本地数据库202，进行鉴权检查，在系统中鉴权中心的数据和处理也放在中心数据库MMC中，本地数据库202通过业务接口与中心数据库MMC进行交互，得到用户的鉴权密码及随机数，送到基站控制器CSC2-1完成鉴权检查。在通过鉴权检查后，呼叫处理进程还需查询用户的物理位置。在接入网中，用户以V5接口的第三层地址唯一标识，任何接入网用户都必须以相同的第三层地址与交换机LE进行信令交互和话音的接续。在PHS系统中，用户是可以移动的手机用户，有可能在漫游的情况下进行呼叫，因此需要在本地数据库中查询用户的归属接入网单元在哪个ANU上。如图3，对于移动用户PS1，当前接入ANU2，与归属ANU1不同，呼叫需要转移到归属ANU1上。ANU间信令的传递和话路的接续就需要中心控制模块CCM的参与。至于具体的呼叫过程可以参考V5协议中呼叫建立部分。

(4)被叫呼入

在PHS手机用户PS1做被叫呼入时，交换机LE1在V5接口上向用户的归属ANU1发起呼叫，用户PS1的第三层地址由交换机LE1送给ANU1，ANU1的业务进程通过第三层地址查询用户当前接入的ANU2，将呼叫转移到当前ANU2中，同样进行鉴权检查，过程与主叫类似。在鉴权完成后，呼叫进程向本地数据库202查询用户位置区所包括的基站，以便于基站控制器将呼叫通过这些基站广播到用户。

在以上过程中，除了鉴权查询及位置更新等少数消息需要中心数据库的支持，其他的数据库请求消息都可以在本地数据库直接完成，而且过程非常简单。

(5)数据恢复

中心数据库的数据备份采用WINDOWS NT的镜像功能，采用RAID磁盘阵列，分为两组，互为镜像，中心数据库进行读写时，对主盘驱动器组进行操作，同时对镜像拷贝进行同样操作。在硬件上采用热备份服务器，当系统检测到当前控制硬件驱动器阵列的计算机发生故障时，备份服务器自动接管控制，成为主服务器运行。

(6)数据同步

移动数据库采用分布式结构，是针对中心数据库的通信和处理瓶颈，本地数据库的创建可以分担中心数据库的部分工作，将中心数据库的访问在本地解决，这需要中心数据库和本地数据库的数据保持一致，否则访问本地数据库就不能等同于访问中心数据库，因此需要进行两个数据库之间的数据同步。

中心数据库与本地数据库之间的数据同步可以采用以下策略进行，在本地数据库的用户配置映射表中设置更新或校验起始时间，在更新或校验起始时间开始的一段时间内可以认为两个数据库之间的用户信息数据是同步的，本地数据库的用户数据是有效的；超过时间间隔，认为本地数据库上的数据无效。在下一次查询数据时，检查数据是否有效，若有效，进行查询操作；否则进行两数据库之间的校验过程，比较两个用户数据库对应记录的校验和是否相等，若相等，则表明用户数据在本地有效，不需进行两个数据库的同步过程；若不等，则表明用户数据在本地无效，需要中心数据库向本地数据库进行数据复制。

Claims (6)

1.一种基于V5接口的PHS移动数据库系统，包括中心数据库(1)和本地数据库(2)；中心数据库(1)用于保存系统所有用户的号码、当前的位置区和归属位置区、鉴权密码和服务类别；本地数据库(2)存储着当前接入用户的信息，分布式放置在接入网单元的控制机(ANU)中；其特征在于：中心数据库还(1)存储有用户的V5第三层地址；中心数据库(1)与本地数据库(2)之间采用TCP/IP协议进行消息传递。

2.如权利要求1所述的一种基于V5接口的PHS移动数据库系统，其特征在于：所述的中心数据库(1)包括数据库组织和中心业务处理接口(12)两部分，本地数据库(2)也包括数据库组织和本地业务接口(22)两部分。

3.如权利要求2所述的一种基于V5接口的PHS移动数据库系统，其特征在于：所述本地业务接口(22)与系统其他模块进行数据交互，中心业务处理接口(12)只与本地业务接口(22)进行数据的交互。

4.如权利要求2或3所述的一种基于V5接口的PHS移动数据库系统，其特征在于：所述中心数据库(1)采用SQL SERVER数据库管理程序，操作系统为WINDOW NT，本地数据库接口消息通过标准TCP/IP协议栈进行传递，SQL SERVER上收到TCP/IP包，转换成WINDOW扩展用户自定义消息发送到中心业务处理接口(12)；中心业务处理接口(12)采用WINDOW NT下多线程方式，提供处理的分时处理能力；反之亦然。

5.如权利要求1～3中任一权利要求所述的一种基于V5接口的PHS移动数据库系统，其特征在于：所述中心数据库(1)的数据备份采用WINDOWS NT的镜像功能，采用RAID磁盘阵列，分为两组，互为镜像；在硬件上采用热备份服务器，当系统检测到当前控制硬件驱动器阵列的计算机发生故障时，备份服务器自动接管控制，成为主服务器运行。

6.一种基于V5接口的PHS呼叫方法，包括主叫呼出和被叫呼入，其特征在于：所述主叫呼出包括以下步骤，

1)用户(PS1)做主叫呼出，由基站(CS2-1)向网络侧发送消息，通过基站控制器(CSC2-1)的协议转换，将呼叫消息以线路信令方式传递到当前接入网单元〔ANU2〕上；

2)当前接入网单元(ANU2)的呼叫处理进程查询本地数据库(202)，本地数据库(202)通过业务接口与中心数据库(MMC)进行交互，得到用户的鉴权密码及随机数，送到基站控制器(CSC2-1)完成鉴权检查；

3)呼叫处理进程还在本地数据库(202)中查询用户(PS1)的归属接入网单元(ANU1)，呼叫转移到归属接入网单元(ANU1)上：

4)用户(PS1)以V5接口的第三层地址与交换机(LE1)进行信令交互和话音的接续。所述被叫呼入包括以下步骤，

1)用户(PS1)做被叫呼入，交换机(LE1)在V5接口上向用户的归属接入网单元(ANU1)发起呼叫，用户(PS1)的第三层地址由交换机(LE1)送给归属接入网单元(ANU1)；

2)归属接入网单元(ANU1)的业务进程通过第三层地址查询用户(PS1)当前接入网单元(ANU2)，将呼叫转移到当前接入网单元中；

3)当前接入网单元(ANU2)的呼叫处理进程查询本地数据库(202)，本地数据库(202)通过业务接口与中心数据库(MMC)进行交互，得到用户的鉴权密码及随机数，送到基站控制器(CSC2-1)完成鉴权检查；

4)呼叫进程向本地数据库〔202〕查询用户位置区所包括的基站，以便于基站控制器将呼叫通过这些基站广播到用户。

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