CN1196860A - 通信系统体系结构及其路由方法 - Google Patents

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Abstract

为了减轻因每个特定归属位置寄存器(HLR1、HLR2。HLRN)分配有专用范围的MSISDN和IMSI而施加在通信系统管理上的限制,本发明以下述方式提供了在HLR平台间分离IMSI和MSISDN的能力:提供至少两个不同的数据库(80—90),它们以一定范围内的MSISDN和一定范围内的IMSI为索引,如图5所示。交叉索引(92、95)同时存储在特定MSISDN和特定IMSI中,用以维持这两者间的联系,从而允许接入存储在特定MSISDN和特定IMSI中至少一个中的预约信息。

Description

通信系统体系结构及其路由方法
本发明一般涉及通信系统(及其体系结构)，尤其适用于(但不是专用于)蜂窝通信系统体系结构的国际移动用户标识(IMSI)和移动用户综合业务数字网(MSISDN)号码的关联管理。
在蜂窝通信系统，例如泛欧移动专家组(GSM)通信系统中，漫游移动用户单元的预约(subscription)信息(以及位置信息)存储在(并周期更新)归属位置寄存器(HLR)。这样，HLR(在通信系统中存在着许多)是成功进行相关漫游移动用户单元的移动呼入呼叫的关键因素。
为了理解蜂窝系统如何运行，尤其是HLR如何存储和获取与众多移动用户单元相关的预约信息，必须了解给移动用户单元分配用户电话号码的性质和技术。通信系统中的每个HLR都拥有专用范围的移动用户综合业务数字网(MSISDN)号码和专用范围的国际移动用户标识(IMSI)。MSISDN代表了用户电话号码，该电话号码由网络运营者分配给该网络运营者所接纳的特定预约，而HLR中的每个IMSI存储与用户相关的预约信息(包括电话号码)。
在网络运营者分配用户电话号码时，使一个IMSI与MSISDN直接关联(映射)。这样，IMSI是蜂窝通信系统操作的关键。此外，能够理解，任两个HLR没有相同范围的MSISDN和IMSI，并且可以有多个MSISDN关联(映射到)单个IMSI。因此，因为MSISDN到IMSI的映射在HLR中是固定的，所以通信系统极其不灵活，一旦将IMSI和MSISDN分配给某个特定的用户单元，就无法对其进行操作和使用。
尽管下面描述针对GSM蜂窝通信系统，但应当理解，此处固有的问题在需要关联用户电话号码(或用户标识号码)和IMSI的通信系统中也有一定的普遍性。在GSM蜂窝通信系统中，提供给用户单元的用户一张含有所分配的IMSI指示的智能卡(通常称作“SIM”卡)。以这种方式向用户提供IMSI之后，用户可以将SIM卡插入许多用户单元的任意一个。只有在插入SIM卡之后，用户单元才是完全可运行的，从而至少允许接入特定网络运营者所提供的某些业务。不幸的是，在SIM卡破损或被盗的情况下，必须由网络运营者发给该用户一张带有新的IMSI的替换SIM卡。此外，作为原SIM卡丢失的结果(该卡能够获取IMSI中存储的预约数据)，网络运营者必须终止原IMSI的接入。现在，因为替换IMSI可以位于新HLR的范围内，将不能再使用原MSISDN，因为它与原HLR的范围相关联。这样，将无法进行呼叫的路由寻址，因为预约信息(以及位置信息)存放在新的HLR中，而路由寻址询问却导向了原HLR。换一种方式来考虑这个问题，发向HLR的呼叫的路由寻址是基于HLR的MSISDN和IMSI范围的固定联系，因此不可能再把原MSISDN(用户电话号码)分配给用户，因为在与原MSISDN关联的HLR中不再有可用的IMSI。也就是说，无法分配原用户电话号码，因为原用户电话号码不再与该MSISDN的HLR中可用的IMSI专用取值范围中的某个IMSI相关联。这样，作为系统不灵活性的代价，用户必须改变用户电话号码，而系统的不灵活起因于不同的HLR具有不同的专用(或指定)范围的MSISDN和相关的IMSI，显然，用户并不希望如此，因为新的用户电话号码(MSISDN)必须进行适当的广为散播。
在通信系统中，在需要时，希望能够提供特殊电话号码。具体点说，当用户记不住网络运营者以前分配给他的生涩的MSISDN时，或者当用户希望拥有易于与他关联或者易于被该用户的客户记住的特殊电话号码时，他可能需要这类特殊的电话号码。但是，如果用户请求某个特定的MSISDN，那么该特定的MSISDN必须在提供给该网络运营者的HLR的固定MSISDN范围内。这样，网络运营者可能无法提供一个用户请求的(特殊)电话号码，例如12345或8888，因为这种特殊的MSISDN可能在支持分配给该用户的IMSI的多个HLR(或其一部分)中可用的MSISDN范围之外(记住，支持所需MSISDN范围的HLR可能已经分配了所有的IMSI)。
因为每个HLR的IMSI和MSISDN范围在网络中设置，所以现有通信系统基本上都存在“超范围”的问题，因而应用超出MSISDN值范围的IMSI值相当困难(反之亦然)。实际上，在任何通信系统中都没有处理这类超范围的关联的方便机制。
此外，用户单元的管理要求在一个HLR中较容易地组合特定的用户单元组。例如，来自Manchester地区的所有用户单元可在MSISDN(或IMSI)的第一范围中组合，因此实际上位于一个或多个HLR的连续存储单元。从而不得不重分配新的IMSI是出于无奈，因为这将使一组用户分布到了属于网络运营者的多个HLR上。此外，网络运营者尤为关注的是IMSI的损失，因为IMSI的损失将限制网络运营者能够服务的用户数量(作为整体或通过某个特定的HLR)。因此，损失一个IMSI(即存储用户信息的存储单元)减少了网络容量。显然，管理开销增加而容量减少，这两个原因影响了网络运营者的利润。更重要的是，从系统配置的角度来看，非常不原意一个HLR的MSISDN子集传送给(移动或关联)另一个HLR，因为这种传送实际上将增加网关路由寻址的复杂度。
因此，能够理解本领域中存在着这样一种需求：提供给通信系统一种结构化体系，该体系提供了MSISDN和IMSI管理的较大的灵活性。
根据本发明的第一方面，提供了一种通信系统，该系统具有分配给它的用于存储预约信息的MSISDN范围和IMSI范围，该通信系统至少包括两个不同的数据库，它们以所述MSISDN范围和所述IMSI范围为索引，其中交叉索引同时存储在特定MSISDN和特定IMSI中，用以维持这两者间的联系，从而允许接入存储在特定MSISDN和特定IMSI中至少一个的预约信息。
在一种优选实施例中，系统还包括多个归属位置寄存器，每一个具有分配给它的MSISDN地址和IMSI地址的唯一范围，多个归属位置寄存器的每一个归属位置寄存器包括：存储器，划分成以MSISDN为关键字的数据库和以IMSI为关键字的数据库，以MSISDN为关键字的数据库和以IMSI为关键字的数据库每一个包括多个用以存储预约信息的存储器块，这些块由分别分配给它们的MSISDN地址和IMSI地址之一标识，其中多个归属位置寄存器的第一归属位置寄存器的MSISDN地址与多个归属位置寄存器的第二归属位置寄存器的IMSI地址相关联，每个数据库的每个存储器块包含关联的交叉索引，从而允许交叉系统接入到进行了类似划分的归属位置寄存器。
在一种可选实施例中，通信系统将呼叫从外部网络路由寻址到具有该呼叫所标识的电话号码(MSISDN)的用户单元。在这种可选实施例中，通信系统包括：HLR路由器，连接到外部通信网络，具有电话号码范围和中间地址范围，其中至少该电话号码范围中的某些电话号码被映射到一个中间地址(RN-MSISDN)，以将所接收的电话号码转换成中间地址；多个归属位置寄存器，每一个连接到HLR路由器，并具有中间地址范围和IMSI范围，其中每个IMSI存储一个用户单元的信息，任两个HLR都不会有相同范围的中间地址和IMSI；以及一个处理单元，用于控制中间地址的路由寻址，使之转移到该中间地址所在的归属位置寄存器，从而根据HLR中该中间地址到与其关联的IMSI的映射，恢复出从外部网络发出的与电话号码相关的信息；因此，该通信系统允许在多个HLR中分离MSISDN和与该MSISDN相关的用户单元IMSI。
在本发明的第二方面，提供了一种蜂窝通信系统的归属位置寄存器，它拥有分配给它的MSISDN范围和IMSI范围，该归属位置寄存器至少包括两个不同的数据库，它们以MSISDN范围的指定部分和IMSI范围的指定部分为索引，其中交叉索引存储在特定MSISDN和特定IMSI中，用以维持这两者间的联系，从而当超出各数据库范围时，根据交叉索引可以识别出特定MSISDN和特定IMSI之一，因而允许接入存储在特定MSISDN和特定IMSI中至少一个中的预约信息。
在本发明的另一方面，提供了一种路由寻址终端，用以接收来自外部网络的电话号码(MSISDN)，以将呼叫路由寻址到具有该电话号码的用户单元，该路由寻址终端连接到通信系统的至少一个归属位置寄存器(HLR)，该路由寻址终端包括：电话号码(MSISDN)的范围和中间地址(RN-MSISDN)的范围，每个中间地址(RN-MSISDN)与至少一个电话号码相关联，从而能够将接收到的电话号码转换成中间地址；其中路由寻址终端响应于处理单元，引导中间地址到具有的中间地址范围内包含该中间地址的HLR，HLR还包括用于存储信息的IMSI范围，其中该IMSI范围内的每个IMSI响应于中间地址范围内至少一个中间地址，从而根据中间地址到与其相关联的IMSI的映射，恢复发自外部网络的电话号码的相关信息。
在本发明的另一方面，提供了一种将来自外部网络的呼叫路由寻址到连接到该外部网络的通信系统用户单元的方法，该用户单元具有在呼叫中所标识的电话号码(MSISDN)，该方法包括步骤：从外部网络接收电话号码；将电话号码转换成与该电话号码相关联的中间地址(RN-MSISDN)；智能化地将该中间地址(RN-MSISDN)路由寻址到包含该中间地址的归属位置寄存器(HLR)；获取HLR中的中间地址，以恢复与该次呼叫相关的信息。
下面将结合附图描述本发明的一个示例性实施例。
图1示出了现有技术的通信系统，例如蜂窝通信系统；
图2示出了图1通信系统的IMSI的现有技术存储单元的示例性结构；
图3说明了根据本发明优选实施例的通信系统的体系结构；
图4示出了图3通信系统所使用的HLR路由器的优选实施例；
图5说明了根据本发明的第二实施例，HLR中对用户信息的划分。
参看图1，示出了通信系统10，例如蜂窝通信系统的现有技术体系结构。通信系统10被划分成多个地理服务区域。为了便于说明，仅示出了两个这样的地理服务区域；归属区12和漫游区14。外部网络16，例如陆线电话网络，通过通信链路17连接到蜂窝通信系统10的网关移动交换中心(MSC)18。网关MSC18基于从外部网络16接收的MSISDN 20的接收，将移动呼入呼叫引导到相关的归属位置寄存器(HLR)。MSISDN 20的第一部分22代表了国际国家号码(CC)，例如UK为44。MSISDN 20的第二部分数字代表网络目的码(NDC)，类似于电话系统中的区域码。MSISDN 20的第三部分26原则上用于用户电话号码(包括多位数字)，尽管在这一部分可以有可用的附加信息区。第一部分22、第二部分24(即国家码和网络目的码)和第三部分26一起用于识别特定归属位置寄存器(HLR)的地址。但是，需要理解，在某些情况下，特定归属位置寄存器的地址可以在扩展的MSISDN 20的某处包括一些附加比特，或者可以简单地通过CC和NDC识别。本领域中的一般技术人员还需要理解，单个HLR可以由一个国家码和多于一个网络目的码的组合来标识。
在接收到MSISDN 20时，网关MSC 18基于国家码22和NDC24的识别，智能化地将MSISDN 20路由寻址(在呼叫之前)到特定的HLR。将MSISDN 20路由寻址到HLR一般借助STP(信令转接点)28实现。STP 28可以不包括在本发明优选实施例的体系结构中，但是可以理解，通常将其包括在内以改进和提高蜂窝通信系统10中呼叫的路由寻址。为了解释简洁起见，图1中仅示出了两个HLR，HLR1和HLR2都通过移动应用部分(MAP)连接(31和32)连接到STP 28。
参看HLR1，可以看出该HLR包含范围从100到119的固定(专用)范围的MSISDN。同时，HLR1包含范围从1000到1019的固定(专用)范围的IMSI。在该图中，从MSISDN地址，例如地址102到IMSI地址的箭头代表了从特定MSISDN到特定IMSI的映射(并说明了将用户单元或SIM卡分配给属于该网络运营者的特定IMSI)。类似地，HLR2包含范围从120到139的MSISDN范围和从1020到1039的IMSI范围。可以从HLR1和HLR2的比较看出，任意两个HLR都没有MSISDN或IMSI的重叠范围。此外，在HLR2中，可以看出MSISDN地址120和122被映射到单个IMSI(地址1020)。这种多对一映射说明，例如两台蜂窝话机可以与单个IMSI关联，从而网络运营者可以使用单个帐户，例如对拥有多个蜂窝话机的某个客户提供帐单。此外，多个MSISDN(用于不同的电信业务，例如传真和数据)可以针对单个IMSI。当然应该理解，在本发明上下文中，术语“蜂窝话机”是通用的，包括通信设备的其它形式，例如便携式微机、数据电话和无线寻呼机。
网关MSC 18还通过通信链路36(映射通信协议)连接到访问移动交换中心(VMSC)38。VMSC 38包含一个访问位置寄存器(VLR)40，存储从位于另一个地理服务区域的HLR下载的用户数据。VMSC 38位于漫游区14。存储在VLR 40中的用户数据允许对从其归属区(例如归属区12)漫游到VMSC 38的漫游区的访问用户单元进行本地区域控制。
基站(BTS)42通过基站控制器(BSC)44连接到VMSC 38。需要理解，BTS 42通过通信链路，例如射频通信链路与移动用户单元46(可以是漫游用户单元)进行通信。
在操作中，图1中的现有技术通信系统10接收指令(其形式为MSISDN20)以建立漫游移动单元46的移动呼入呼叫。网关MSC 18响应于MSISDN20，识别漫游移动单元46的归属位置寄存器。经过对漫游用户单元46的归属位置寄存器的查询，得到特定的IMSI(例如HLR1的IMSI 102)，其中包含有漫游用户单元46的预约和其它信息。
需要理解，漫游用户单元46的当前位置(位于其它信息中间)存储在漫游用户单元46的HLR中的IMSI记录中。根据该位置信息能够识别出漫游区14的VMSC 38当前负责该漫游用户单元46的操作控制。网关MSC 18负责建立漫游用户单元46的归属位置寄存器(本例中是HLR1)和VMSC 38间的C-7信令链路。然后，漫游用户单元的IMSI数据通过C-7信令链路传送，存储在VLR 40中。响应于该信息，VLR 40分配一个移动用户漫游号码(MSRN)给漫游用户单元46，然后将该MSRN回送给漫游用户单元46的归属位置寄存器。因此，分配的MSRN被发送给网关MSC 18，网关MSC 18用该MSRN来建立外部网络16(希望与漫游用户单元46进行通信)和VMSC 38之间的直接链路。
图2示出了IMSI的现有技术存储单元的示例性结构。IMSI包含多个信息承载段，包括专用于记录当前移动国家号码(MCC)和移动网络号码(MNC)的段。这些信息承载段用于识别漫游用户单元，例如单元46的当前位置，以及其它预约信息(这很容易被本领域中的一般技术人员所理解)。此外，需要理解，IMSI中的预约数据由通信系统例如在位置更新期间进行周期更新。
如上所述，较大的网络不能在扩展与特定HLR相关联的MSISDN和IMSI范围方面进行连接，因为MSISDN和IMSI的号码范围都是专用的(专用于特定HLR)，因而必须保持在同一个HLR中。本发明的优选实施例提供了一种以下述方式之一在HLR平台间分离IMSI和MSISDN的能力：(i)在网关MSC 18和由网关MSC服务的多个归属位置寄存器之间使用归属位置寄存器路由器。这种结构化配置在图3中说明，其中HLR路由器64连接到多个HLR(HLR2，HLR3和HLRN)，并且通过可选的STP 28，连接到网关MSC 18，或者(ii)以下述方式在HLR中消去用户信息(数据)之间的关联：通过在HLR内部将以IMSI为关键字的数据与以MSISDN为关键字的数据相区分，而在这两个分划的存储区之间提供IMSI-MSISDN交叉索引，从而允许对类似分划的HLR进行交叉网络接入。但是，在这两种实施例中，IMSI范围和MSISDN范围(以及它们各自的数据)都被划分成专用(索引)的数据库，分别包含多个IMSI和多个MSISDN，在以IMSI和MSISDN为索引的数据库之间提供某种形式的交叉索引，从而维持特定MSISDN和特定IMSI之间的关系。
珑在参看图4，进一步详细地示出了HLR路由器。为了提供下述灵活性：允许用户保持现有MSISDN，或者请求某个特定(指定)的MSISDN，或者通过允许新的MSISDN到位于不同HLR中的IMSI之间的映射来保留IMSI，HLR路由器64将MSISDN映射到一个路由寻址号码MSISDN(RN-MSISDN)。HLR路由器对网络用户不可见，它是一个较大的数据库，包含有与RN-MSISDN相关联的MSISDN，作为整个通信系统的重要部分。因此，在新的系统体系结构(在图3中示出)中，重新配置HLR，使之具有RN-MSISDN地址范围(而不是MSISDN范围)，每个地址与特定HLR中IMSI范围内的特定IMSI相关联。例如，HLRN包含RN-MSISDN地址1060到1079，以及IMSI地址2060到2079，一个或多个RN-MSISDN地址可以映射到单个IMSI。这样，当来自外部网络16的移动呼入呼叫被网关MSC 18导向HLR路由器64时，在来自外部网络16的该次呼叫中识别的MSISDN号码被映射到RN-MSISDN，然后将MSISDN(以中间地址的形式，例如RN-MSISDN)重定向(映射)到正确的HLR以及正确的IMSI。需要理解，HLR路由器64可选地响应于处理单元66，后者智能化地将中间地址路由寻址到正确的HLR。该处理单元可以位于HLR路由器64，或者在通信系统的某处，例如在网关MSC 18中。
也可以认为本发明的功能在于，通过提供HLR路由器来区分可分配的MSISDN和IMSI。然后，通过提供对HLR路由器和HLR通用的中间地址(即RN-MSISDN)，在多个HLR平台间(具有固定地址范围)完成至少一个MSISDN到单个IMSI的映射，从而在HLR中将分配给用户的电话号码(如蜂窝话机中的电子码，或者在GSM通信系统中是SIM卡)转换成RN-MSISDN，之后智能化地将RN-MSISDN通过网络发送给包含该RN-MSISDN的HLR。这样，因为HLR中的RN-MSISDN也与专用IMSI相关联(映射)，所以通信系统可以得到与原来拔打的电话号码(MSISDN)相关的IMSI中的信息，并相应进行前转操作。
参照下述例子，结合图4，可以更好地理解HLR路由器64所提供的接口操作。
在第一例中，假定漫游用户单元(例如移动台46)满意于分配给它的电话号码(MSISDN)“102”。因此，为了将该电话号码映射到正确的HLR中的正确的IMSI，用相同的RN-MSISDN与该电话号码相关联，从而发向电话号码(MSISDN)“102”的来话被路由寻址(通过MAP协议并借助RN-MSISDN)到HLR3(其中包含指定的RN-MSISDN范围)。HLR3中的RN-MSISDN与IMSI地址“1002”直接关联。
在第二例中，用户丢失了分配给他的SIM卡，在该SIM卡上记录有原来分配给他的IMSI号码。在这种情况下，分配给该用户的原始电话号码是“100”。因为用户希望保持该原始电话号码(同时保持存储在该用户归属位置寄存器中的IMSI信息的安全性)，在HLR路由器64中RN-MSISDN“1060”与该原始电话号码相关联。因此，发向电话号码“100”的呼叫将路由重选到HLRN，因而接入到新的IMSI“2060”。应当注意，与MSISDN“100”相关联的原始IMSI(对应于HLR3中的原始RN-MSISDN“100”)被忽视，现在并不包含原始电话号码“100”的任何有用信息，由“XXXXXX”识别。一旦某个IMSI被忽视，网络运营者可以在其方便时，清除包含在该IMSI中的信息。
在第三实例中，网络运营者决定分配一个新的电话号码“3584”给未被使用或者以前被忽视的IMSI“1020”(在另一个HLR平台上)。这样，HLR路由器64将新的电话号码“3584”映射到RN-MSISDN“122”，该路由寻址号码MSISDN将呼叫导向HLR2和相应的IMSI“1020”。
最后，用户可能希望分配一个特殊的电话号码，例如“12345”，而不是维持原来分配的电话号码，例如“108”。因为网络运营者可能不希望重新分配另一HLR中的一个新IMSI，或者该特殊电话号码可能超范围，所以HLR路由器64关联(映射)该特殊电话号码和RN-MSISDN“108”(以前与原来分配的MSISDN“108”相关联)。这样，当以后呼叫特殊电话号码“12345”时，HLR路由器64将该次呼叫路由寻址到HLR3中的IMSI“108”。
在一种优选实施例中，HLR路由器64可能还包括与每个RN-MSISDN相关联的协议转换器70。该协议转换器70的功能是将例如MAP协议转换成专用协议，以后将使用该协议作为到HLR的通信链路。这可以在图3和4中看出。具体点说，MAP协议可以存在于网关MSC 18和HLR路由器60之间，但是HLR路由器60和一个或多个HLR，例如HLRN之间可以使用专用协议。这样，协议转换器70通过提供呼叫路由寻址所需的必要的“软”接口，使专用网可以与现有蜂窝通信系统互连。
图5说明了根据本发明的第二实施例，在HLR中对用户信息进行的划分(这提供了数据库的去耦合)。如图5所示，3个HLR相互连接在一起，从而可以在这些HLR之间进行通信。但是，从最普遍的意义上讲，根据本发明的通信系统仅需要包括一个交换机(拥有电话号码(MSISDN)和HLR之间的关系-例如网关MSC 94)、第一HLR(连接到该交换机并具有电话号码(MSISDN)范围，如果该次呼叫中识别的电话号码(MSISDN)位于与第一HLR关联的电话号码(MSISDN)范围中，则用于建立与外部网络间的呼叫-例如HLR7)，以及第二HLR(连接到第一HLR和外部网络，用以在第一HLR没有建立呼叫时，接受来自第一HLR的信息以建立到该用户单元的呼叫-例如HLR8或HLR9)。
尽管为简单起见仅说明了3个HLR(HLR7、HLR8和HLR9)，但是每个HLR的存储器被划分成2个离散的数据库：一个用以存储MSISDN为关键字的数据(80、82、84)，另一个用以存储以IMSI为关键字的数据(86、88、90)。此外，每个HLR连接到(一般通过MAP接口)网关MSC18，该网关MSC 18含有关联HLR和特定范围的MSISDN和IMSI的路由寻址表94。例如，路由寻址表94标明HLR7的MSISDN地址范围为“20000”到“29999”，IMSI地址范围为“200000”到“209999”。
与MSISDN地址相关的数据，例如MSISDN地址“20000”，存储在为该MSISDN地址保留的相应存储器块91。存储器块91一般含有若干数据域，包括相关IMSI地址(在本例中IMSI地址“200000”)的专用IMSI域92，以及与特定MSISDN相关的不同的基本业务的表征数据。类似地，与IMSI地址相关的数据，例如IMSI地址“300000”，存储在为该IMSI地址保留的相应存储器块93中。存储器块93一般包含若干数据域，包括专用鱼相关MSISDN地址(本例中MSISDN地址“30000”)的MSISDN域94，以及可能有专用于存储本地区域标识(LAI)的域。这样，每个HLR中每个以MSISDN为关键字的数据库中的每个存储器块(例如91)能够提供交叉索引，该索引指向每个HLR中每个以IMSI为关键字的数据库中另一存储器块(例如93)(即使这些数据库在地理上(物理上)与通信系统的HLR平台相分离)。需要理解，每个HLR中的每个数据库(80-90)可以包含数以千计的许多存储器块(从而也包含数以千计的MSISDN和IMSI地址)。
一旦需要HLR以检索(并前转)或存储与识别的预约相关的信息(通过接收IMSI地址或MSISDN地址)，该HLR在相关的以IMSI为关键字的数据库或以MSISDN为关键字的数据库中搜索相应记录，即搜索的类型基于接收到IMSI地址还是MSISDN地址，从而基于激活了何种功能而进行。因此，HLR可以直接从首先搜索的数据库中提供执行功能所需的信息，也可以通过使用已存储在首先接入的数据库中的IMSI-MSISDN交叉索引，将请求进行相应地路由寻址，从而获取所需的信息(因而位于另一数据库中)。
因此，对来话而言，HLR接收包含被叫方MSISDN的路由寻址请求(从网关MSC 18)。然后，HLR从以MSISDN为关键字的数据库中获取该用户数据，尝试确定被叫方的位置。因为位置信息(以LAI的形式)存储在被叫方的IMSI，HLR从以MSISDN为关键字的数据库中获取被叫方的IMSI，并访问以IMSI为关键字的数据库以发现位置。HLR随后可以联系为被叫方提供服务的MSC，从而完成网关MSC方的路由寻址请求。
根据本发明的第二实施例，以下述方式处理在入局呼叫路由寻址期间超范围的号码。当分配给用户一个超范围的MSISDN时，以IMSI为关键字的数据库位于一个HLR中(第二或“辅”HLR)，而以MSISDN为关键字的数据库则位于拥有该特定MSISDN号码范围的HLR中(第一或“主”HLR)。因为来自网关MSC的路由寻址请求基于MSISDN，所以联系主HLR。然后，主HLR通过将该MSISDN转换成相应的IMSI，发现被叫方的位置(存储在辅HLR的以IMSI为关键字的数据库中)。转换由连接到主HLR(如图5所示为HLR7)处理单元96执行。之后，主HLR将“前向发送路由寻址信息”信号前转给辅HLR，该信号包含被叫方的IMSI和表征相关基本业务的相应数据。需要理解，主HLR能够前转“前向发送器由寻址信息”信号给正确的HLR，因为被叫方的IMSI位于为该HLR唯一定义的范围内。辅HLR访问以IMSI为关键字的数据库，以发现被叫方的位置(存储在LAI中)，然后联系提供服务的MSC以得到必要的路由寻址信息。随后，该路由寻址信息从辅HLR传送到网关MSC，为来话进行路由寻址(因此呼叫得以建立)。
应当注意，除了从主HLR前转给辅HLR的信息不包括表征相关基本业务的数据之外，短消息业务(SMS)交付的超范围号码处理类似于以上所述。
通过考虑下面三个例子，可以更好地理解本发明的第二实施例的操作。
1)用户满意于他的MSISDN分配(例如地址“20000”)。因此，HLR在内部跳过了以MSISDN为关键字的数据库和以IMSI为关键字的数据库(因为MSISDN“20000”和IMSI“200000”可能位于同一个HLR)。
2)用户丢失了分配的SIM卡，并且不希望改变电话号码(MSISDN)“20001”。则需要在新的HLR(HLR8而不是HLR7)中给该用户分配一个新的SIM，以及一个新的IMSI(“300001”)。将预约数据输入新的HLR8(该HLR成为主HLR)中以IMSI为关键字的数据库88。修正HLR7(该HLR成为辅HLR)中以MSISDN为关键字的数据库80中的MSISDN记录“20001”，以包含指向新IMSI“300001”的交叉索引92。呼叫的处理随后以前述方式操作。
3)用户要求一个超出HLR7范围的电话号码(MSISDN)“40000”。以IMSI为关键字的数据库86的IMSI地址“200001”中的数据(以前与原来分配的MSISDN相关联)保留在HLR7(该HLR成为主HLR)中。因为HLR9在其MSISDN号码范围内包含所需的电话号码(MSISDN)“40000”(之后HLR9成为辅HLR)，所以在HLR9的以MSISDN为关键字的数据库中创建一个用户记录(包括交叉索引95)。呼叫处理操作随后如上所述。
因此，通过在HLR平台间提供分离MSISDN和IMSI的机制，本发明的接口装置允许网络运营者在系统管理中具有较大的灵活性。这样，网络运营者能够继续使用与丢失的SIM卡相关联的IMSI(而不影响该IMSI的安全性)，并继续使用IMSI，否则对于用户所要求的特殊电话号码而言，该IMSI将超出范围。在前一方面，用户因而能够保留当前的电话号码。在本发明的第一实施例中，网络运营者仅改变HLR路由器中MSISDN和RN-MSISDN间的映射，就可以改变电话号码(可以出于任何原因)。此外，通过使用HLR路由器，可以保持RN-MSISDN和特定HLR中的IMSI间的任何关系(例如地理关系)。因此，系统中没有任何用户信息的分布，这有利于网络运营者进行通信系统的维护和控制。在本发明的第二实施例中，网络运营者仅需要改变HLR中不同的、分划的(可能在物理上相分离的)IMSI和MSISDN存储区域间的IMSI-MSISDN交叉索引。
当然应当理解，前述描述仅通过例子给出，在本发明的范围内可以进行细节上的改进。例如，尽管针对多个HLR的环境描述了通信系统，但是应当理解，如果用户要求超出网络运营者所分配范围的特殊电话号码，则具有单个HLR的通信系统仍会遇到超范围问题。因此，在路由寻址HLR中的RN-MSISDN仍可用于提供到属于该网络运营者的单个HLR中的IMSI的接入。此外，可以理解，以类似方式进行RN-MSISDN到IMSI的多对一映射，多于一个MSISDN可以映射到单个RN-MSISDN。还需要理解，前述描述不应理解成仅用于话音呼叫，它也同样适用于通信路由寻址的其它形式，例如SMS消息传送。

Claims (15)

1.一种通信系统，具有分配给它的用于存储预约信息的MSISDN范围和IMSI范围，该通信系统至少包括两个不同的数据库，它们以所述MSISDN范围和所述IMSI范围为索引，其中交叉索引同时存储在特定MSISDN和特定IMSI中，用以维持这两者间的联系，从而允许接入存储在特定MSISDN和特定IMSI中至少一个的预约信息。
2.根据权利要求1的通信系统，还包括多个归属位置寄存器(HLR7、HLR8、HLR9)，每一个具有分配给它的MSISDN地址和IMSI地址的唯一范围，多个归属位置寄存器的每一个归属位置寄存器包括：存储器，划分成以MSISDN为关键字的数据库(80、82、84)和以IMSI为关键字的数据库(86、86、90)，以MSISDN为关键字的数据库和以IMSI为关键字的数据库每一个包括多个用以存储预约信息的存储器块(91、93)，这些块由分别分配给它们的MSISDN地址和IMSI地址之一标识，其中多个归属位置寄存器的第一归属位置寄存器的MSISDN地址与多个归属位置寄存器的第二归属位置寄存器的IMSI地址相关联，每个数据库的每个存储器块包含关联的交叉索引，从而允许交叉系统接入到进行了类似划分的归属位置寄存器。
3.根据权利要求1的通信系统，用于将呼叫从外部网络(16)路由寻址到具有该呼叫所标识的电话号码(MSISDN)的用户单元(46)，该通信系统包括：
HLR路由器(64)，连接到外部通信网络(16)，具有电话号码范围和中间地址范围，其中至少该电话号码范围中的某些电话号码被映射到一个中间地址(RN-MSISDN)，用以将接收的电话号码转换成中间地址；
多个归属位置寄存器(HLR2、HLR3、HLRN)，每一个连接到HLR路由器(64)，并具有中间地址范围和IMSI范围，其中每个IMSI存储一个用户单元的信息，任两个HLR都不会有相同范围的中间地址和IMSI；以及
一个处理单元(66)，用于控制中间地址的路由寻址，使之转移到该中间地址所在的归属位置寄存器，从而根据HLR中该中间地址到与其关联的IMSI的映射，恢复出从外部网络(16)发出的与电话号码(20)相关的信息；
从而该通信系统允许在多个HLR中分离MSISDN和与该MSISDN相关的用户单元IMSI。
4.根据权利要求3的通信系统(10)，其中HLR路由器(64)还包括与每个中间地址相关联的协议转换器，其中协议转换器用于提供适用于路由寻址终端与每个HLR互连的信令方案。
5.一种路由寻址终端(64)，用以接收来自外部网络(16)的电话号码(MSISDN)，以将呼叫路由寻址到具有该电话号码的用户单元(46)，该路由寻址终端(64)连接到通信系统(10)的至少一个归属位置寄存器(HLR)，该路由寻址终端(64)包括：
电话号码(MSISDN)的范围和中间地址(RN-MSISDN)的范围，每个中间地址(RN-MSISDN)与至少一个电话号码相关联，从而能够将接收到的电话号码转换成中间地址；
其中路由寻址终端(46)响应于处理单元(66)，引导中间地址到具有的中间地址范围内包含该中间地址的HLR，HLR还包括存储信息的IMSI范围，其中该IMSI范围内的每个IMSI响应于中间地址范围内至少一个中间地址，从而根据中间地址到与其相关联的IMSI的映射，恢复发自外部网络(16)的电话号码(20)的相关信息。
6.根据权利要求5的路由寻址终端(64)，还包括与每个中间地址相关联的协议转换器，其中协议转换器用于提供适用于路由寻址终端与至少一个HLR互连的信令方案。
7.一种将来自外部网络(16)的呼叫路由寻址到连接到该外部网络(16)的通信系统(10)用户单元(46)的方法，该用户单元(46)具有呼叫中所标识的电话号码(MSISDN)，该方法包括步骤：
从外部网络(16)接收电话号码(20)；
将电话号码(20)转换成与该电话号码相关联的中间地址(RN-MSISDN)；
智能化地将该中间地址(RN-MSISDN)路由寻址到包含该中间地址的归属位置寄存器(HLR)；
获取HLR中的中间地址，以恢复与该次呼叫相关的信息。
8.一种蜂窝通信系统的归属位置寄存器，它拥有分配给它的MSISDN范围和IMSI范围，该归属位置寄存器至少包括两个不同的数据库，它们以MSISDN范围的指定部分和IMSI范围的指定部分为索引，其中交叉索引同时存储在特定MSISDN和特定IMSI中，用以维持这两者间的联系，从而当超出各数据库范围时，根据交叉索引可以识别出特定MSISDN和特定IMSI之一，因而允许接入存储在特定MSISDN和特定IMSI中至少一个中的预约信息。
9.一种通信系统，用于建立从外部网络(16)到拥有该次呼叫所标识的电话号码(MSISDN)的用户单元(46)的呼叫，该通信系统包括：
一个主HLR，连接到外部通信网络，主HLR具有电话号码范围和国际移动台标识(IMSI)号码范围；
一个辅HLR，连接到主HLR和外部网络，辅HLR具有IMSI范围，该IMSI范围包括该次呼叫所标识的IMSI，其中每个IMSI存储与用户单元相关的信息；以及
一个处理单元，连接到主HLR，用于控制该次呼叫中标识的IMSI的路由选择，使之寻址到辅HLR，从而辅HLR建立到该用户单元的呼叫。
10.根据权利要求9的通信系统，其中每个电话号码(MSISDN)具有与其关联的表征不同基本业务的数据。
11.根据权利要求9或10的通信系统，其中主HLR是配置成主HLR的多个HLR中的一个，这些HLR中的每一个都具有与其关联的不同的电话号码(MSISDN)。
12.根据权利要求9或10的通信系统，其中辅HLR是配置成辅HLR的多个HLR中的一个，这些HLR中的任两个都不会有相同的IMSI范围。
13.一种建立从外部网络(16)到通信系统(10)的用户单元(46)的呼叫的方法，该通信系统连接到该外部网络(16)，用户单元(46)拥有该次呼叫中标识的电话号码(MSISDN)，该方法包括步骤：
在第一归属位置寄存器(HLR)中接收来自外部网络(16)的电话号码(20)；
将电话号码(20)转换成与该电话号码相关联的国际移动台标识(IMSI)号码；
智能化地将该IMSI前转到第二HLR，后者连接到第一HLR，并含有该次呼叫中标识的IMSI；以及
基于该次呼叫中标识的IMSI，通过第二HLR建立从外部网络到用户单元的呼叫。
14.一种通信系统，用于建立从外部网络(16)到蜂窝通信系统(10)的用户单元(46)的呼叫，该蜂窝通信系统连接到该外部网络(16)，用户单元(46)拥有该次呼叫中标识的电话号码(MSISDN)，该通信系统包括：
一个交换机，拥有电话号码(MSISDN)和归属位置寄存器(HLR)之间的关系，用于将呼叫路由寻址到特定HLR；
第一HLR，连接到该交换机并具有电话号码(MSISDN)范围，如果该次呼叫中标识的电话号码(MSISDN)位于与第一HLR关联的电话号码(MSISDN)范围中，则用于建立与外部网络间的呼叫；以及
第二HLR，连接到第一HLR和外部网络，用以在第一HLR没有建立呼叫时，接受来自第一HLR的信息以建立到该用户单元的呼叫。
15.根据权利要求14的通信系统，其中来自第一HLR的信息还包括下述之一：
a)与该次呼叫中标识的电话号码(MSISDN)相关联的国际移动台标识(IMSI)号码；以及
b)与该次呼叫中标识的电话号码(MSISDN)相关联的表征不同基本业务的数据。
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