CN1318962A - 虚拟无线漫游技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及是一项以虚拟入网方式实现漫游功能的技术方案,一个用户数据在多个不同的无线网络的HLR中都有存储,当该用户在某个无线网络中,在属于该网络的HLR和VLR中记录的是该用户真实的位置信息,同时在其他无线网络的HLR和VLR中填入该用户虚拟的位置信息,以达到在多个无线网络中同时入网的目的。无线网络可以是GSM网也可以是CDMA等其他无线数字蜂窝网。由于,虚拟无线漫游系统知道该用户拥有的全部EMSI号,MSISDN号,和所在的无线位置(无论是真实的还是虚拟的)。因此,在业务呼叫流程上略作变化,即可正常完成全部业务呼叫。

Description

虚拟无线漫游技术

本发明涉及到一种新的无线漫游技术，利用本发明不但可以解决不同无线体制网络之间的漫游，如CDMA与GSM之间的漫游，而且可大幅度降低漫游费用。

目前，GSM(含PCS),CDMA,PHS等采用的均是标准的国际漫游，且GSM与CDMA,PHS之间互相不能漫游。

国际上小范围流行的换机，换卡漫游在技术实现手段上均需要各类呼叫转移作为技术手段，需人工干预。而本发明无需借助于呼叫转移来实现漫游。

本发明的目的就是为用户提供无需呼叫转移等人工干预手段且接近自动，可在不同技术体制无线网间自动漫游的虚拟漫游技术。并可大幅度降低用户的漫游费用。

本发明面向的市场有如下几个：

1．实现不同技术体制无线网间自动漫游的运营商

2．想进入某个无线市场且没有无线牌照且不想冒太大风险的运营商

3．想提供廉价漫游手段的运营商

以下分几个部分介绍：

1．标准的蜂窝无线系统的情况：

2．虚拟无线漫游技术的实现方案一．标准蜂窝移动通信系统简介：1．蜂窝移动通信系统：

蜂窝移动通信系统将一个大的覆盖范围划分成若干小区，与用户移动台建立通信，小区的覆盖半径较短，约1到20km，许多小区就可以覆盖整个服务区：同时通过在不同小区使用相同频率，使整个系统的容量大为提高。

为了便于对系统进行分析，可以将小区抽象成正六边型，多个小区相邻排列就像蜂窝的结构，所以成为蜂窝移动系统。2．一个典型蜂窝移动通信系统的组成部分见图1：MS：移动台         EIR：移动设备识别寄存器BSS：基站子系统    PSTN：公用电话网MSS：交换子系统    ISDN：综合业务数字网BTS：基站收发信机  HLR：归属用户位置寄存器BSC：基站控制器    AUC：鉴权中心MSC：移动交换中    VLR：访问用户位置寄存器OMC：操作维护中心从图1所示，无线蜂窝系统由三大部分组成：．基站子系统：含BTS和BSC．交换子系统：含MSC,EIR,VLR,HLR,AUC．移动台子系统：含手机和车载台各部分的功能是：

．基站子系统：基站控制器完成多个基站收发信机的移动管理功能和交换分系统进行变换与接口的功能。

．交换子系统：MSC完成交换功能和与固定网的接口功能；VLR具有动态用户数据库的功能。HLR具有中央数据库的功能；AUC完成系统安全性管理；EIR确保系统内所用移动设备的唯一性和安全性。

．移动台：实现移动用户向无线链路的信息交换3．交换子系统：

典型的交换子系统设备包括以下几钟功能实体：

1)关口移动业务交换中心(GMSC)或移动业务交换中心(MSC)；

2)拜访位置寄存器(VLR)；

3)归属位置寄存器(HLR)；

4)鉴权中心(AUC)；

5)设备识别寄存器(EIR)；

通常MSC和VLR总是合并在一个设备实体中，MSC/VLR等主要功能是完成呼叫交换，并控制移动台的位置更新和越区切换过程。其中MSC主要负责呼叫的建立(包括鉴权程序)，呼叫控制和计费等功能；而VLR则负责存储和更新用户数据。这些移动用户是那些漫游到该VLR所管辖的地区中的移动用户。

为了找到漫游中的移动用户，通常需要向HLR查询该移动用户的所有信息，因此必需在移动通信网(PLMN)的入口处使用一个关口移动交换中心(GMSC)来提供所有入网呼叫的查询和转接能力。因此，GMSC具有从HLR(移动用户所属的)查询该移动用户当前位置信息的功能，并根据该信息重选呼叫该移动用户路由以转接该呼叫的能力。GMSC既可以与MSC/VLR合在一个设备实体中，也可以采用一个单独的交换机来实现专用的关口移动交换中心的功能。

VLR中存储的与本系统有关的主要内容如下：

参数	类型
		IMSI(不支持IMSI时，为MIN)	永久
DN(CDMA,GSM系统中为MSISDN)	永久
		ESN(电子序号，GSM中为IMEI)	永久
承载业务信息	永久
		电信业务信息	永久
补充业务信息	临时
		TLDN(GSM中为TSMI)	临时
HLR号码	永久
		最后登记的基站识别码	临时

HLR中存储的与本系统有关的主要内容如下：

参数	类型
		IMSI(不支持IMSI时，为MIN)	永久
DN(CDMA,GSM系统中为MSISDN)	永久
		ESN(电子序号，GSM中为IMEI)	永久
承载业务信息	永久
		电信业务信息	永久
补充业务信息	临时
		MSC号码	临时

MSC/VLR的厂家类型	临时
		MS去活标记	临时
MS去活原因	临时

4．呼叫及位置更新和登记过程：

入网登记过程：

1)当移动用户要求接入网络时，它在无线接口上发出接入请求。

2)请求接入传到MSC/VLR,MSC/VLR则根据该移动用户的的IMSI号码请求其HLR提供相应得参数组，MSC/VLR选择其中的一个参数组，将其随机数RAND发送给移动台。

3)在移动用户签约时，有关用户的数据如IMSI,Ki不仅输入到HLR/AUC中，还要写到用户的SIM卡中，收到RAND后，SIM卡根据A3和A8算法，计算出鉴权的符号相应(SRES)和加密键(Kc)，将SRES回传给MSC/VLR.(CDMA略有不同)。

4)MV/SC/VLR收到SRES后，将其与HLR/AUC中送来的SRES相比较，如相同，则入网，不相同，则拒绝。

5)在VLR中记录下该移动用户目前所在的小区

6)在HLR中记录下该移动用户目前所在的MSC/VLR

呼叫过程：

以下以一个漫游移动用户被叫为例介绍一下标准的呼叫流程，见图2

1)当用户拔打移动用户的MSISDN号码时，接续转移到关口移动交换中心(GMSC)。

2)在GMSC中继续分析移动用户的MSISDN号码，找到该移动用户所登记的归属位置寄存器号码，并利用信令与HLR进行通信，送给HLR该移动用户的MSISDN号码。

3)HLR接收到该移动用户号码的MSISDN号码，则将在其数据库中找出其对应的IMSI(用户身份号)号码，并由此得到该移动用户现在漫游所在的拜访位置寄存器(VLR)地址。利用该地址，HLR请求VLR(移动用户实际所在的)给该移动用户分配一个移动用户漫游号码(MSRN，在CDMA系统中称该号码为TLDN，移动用户临时本地电话号码)

4)移动用户所在的MSC/VLR则根据HLR的信令请求给该移动用户分配一个MSRN号码，并将该MSRN与该移动用户IMSI号码相关联。分配的MSRN通过信今送回给HLR。

5)HLR接收到该移动用户的漫游号码(MSRN)后转发给GMSC。

6)GMSC再分析从HLR接收到的MSRN号码，将话路接续到移动用户实际所在的MSC/VLR。

7)MSC/VLR接收移动用户的MSRN，并在其VLR中找出该移动用户相应得IMSI，以及该用户实际所在的位置区域(LAC)。根据根据其位置区域，MSC/VLR向该位置区域中的所有基站发送寻呼该移动站(IMSI)的请求。

8)位置区域中的基站接收到该移动用户的IMSI，根据计算在适当的寻呼信道上对该移动用户发出寻呼信息。

9)移动站接收到对它的寻呼，并在某个基站上作出应答。

10)某基站检测出该移动用户的应答后，向MSC/VLR报告找到该应答用户。然后MSC/VLR再对该应答用户作身份认证等一系列检查，建立相应的话音通道，连通该移动用户和固定网用户，即可进行通话。5．无线系统的号码：

1)移动用户号码：

移动用户号码是指移动用户对外公开的电话号码，任何主叫用户呼叫无线网中的用户就拨打该号码，MSISDN号码结构如下所示：

CC+NDC+SN国际MSISDN号

NDC+SN   国内MSISDN号

其中CC为国家号，中国为86

2)国际移动用户识别码(IMSI)

国际移动用户识别码(IMSI)是数字PLMN网中唯一地识别一个移动用户的号码，为一个15位数字的号码，结构如下：

MCC+MNC+MSIN国家号+移动网号+移动用户识别码3)移动用户漫游号码(MSRN,CDMA中为TLDN)4)移动用户临时识别号码(TSMI,)5)位置识别码(CDMA略有不同)：在GSM系统中，共有三个号码组成对移动台的位置识别。a．位置区识别：(LAI)由三部分组成：MCC+MNC+LAC,2个字节b．全球小区识别码：(GCI)它是在LAI基础上再加小区识别(CI)构成。即GCI=LAI+CI,CI为一2字节的BCD码，由各MSC自定c．基站识别码：(BSIC)6bit，其结构为NCC(3bit)+BCC(3bit)NCC：网络号6)国际移动台识别号码(IMEI)CDMA中为电子序号，ESNTAC(6位)+FAC(2位)+SNR(6位)+SP(1位)二．无线虚拟漫游技术简介：1．无线虚拟漫游系统的组成部分：

无线虚拟漫游系统与传统的蜂窝无线系统的主要区别如下：

1)．无线虚拟漫游系统由无线交换机(MSC/VLR)，HLR,AUC组成，没有基站控制器(BTS)和基站(BS)部分，同时与两个或多个无线运营商的无线交换机连接。在HLR中有所连接的无线运营商的部分用户数据。如图3所示。

2)．无线虚拟漫游系统的HLR与标准的HLR功能有扩展具有无线虚拟漫游功能的用户应同时在两个或多个属于不同无线运营体系的HLR中注册，而注册的信息是可以对应起来的。

例如，联通公司在香港与某个无线运营商签约，管理该运营商的部分用户数据，这些用户数据放在联通的虚拟漫游系统的HLR中。同时联通也将联通公司无线网的部分用户数据也放在联通虚拟漫游系统的HLR中，这样联通的虚拟漫游系统的HLR中同时有联通无线网的用户数据，也有香港该运营商的用户数据，当然也可以有第三家的用户数据。

而虚拟漫游系统的用户有两种(或多种)身份，他既是联通的用户也是香港运营商的用户，不过该用户的数据均存在虚拟漫游系统的HLR中，并由虚拟漫游系统管理，这时在虚拟漫游系统存储该用户的数据内容如下：

EMSI 1	MSISDN 1	HLR n1(网络n1)
			EMSI 2	MSISDN 2	HLR n2(网络n2)
EMSI 3	MSISDN 3	HLR n3(网络n3)
			等	等	等

2．入网登记过程：

假设该虚拟漫游用户同时属于两个无线网，这时入网过程由两个过程组成：

假设目前用户正在第一个运营商无线网中

第一个运营商的登记过程标准的无线登记过程	第二个运营商的登记过程虚拟无线系统的登记过程
		1)当移动用户要求接入网络时，它在无线接口上发出接入请求。	无动作
2)请求接入传到MSC/VLR,MSC/VLR则根据该移动用户的的IMSI号码请求其HLR提供相应得参数组，MSC/VLR选择其中的一个参数组，将其随机数RAND发送给移动台。	无动作
		3)在移动用户签约时，有关用户的数据如IMSI,Ki不仅输入到HLR/AUC中，还要写到用户的SIM卡中，收到RAND后，SIM卡根据A3和A8算法，计算出鉴权的符号相应(SRES)和加密键(Kc)，将SRES回传给MSC/VLR(CDMA该部分略有不同)	无动作
4)MSC/VLR收到SRES后，将其与HLR/AUC中送来的SRES相比较，如相同，则入网，不相同，则拒绝。	无动作
		5)在HLR中记录下该移动用户目前所在的MSC/VLR	含有该用户数据的HLR所在的MSC号码

6)在VLR中记录下该移动用户目前所在的小区，并将部分用户数据从HLR中考过来

含有该用户数据的HLR所在的MSC的VLR上记录下该用户目前正在某个小区×××××××上，但是该小区实际并不存在，是虚拟的，并将部分用户数据从HLR中考过来

假设该用户运营商1的某个MSC(称之为MSC-actual)中的某个小区LAC(称之为LACactual)内以EMSI1的身份入网，这时无线漫游系统记录下的该用户的信息如下：

		HLR中记录的MSC	VLR中记录的小区	入网情况
					EMSI 1	MSISDN 1	MSC-actual	LAC-actual	真实入网
EMSI 2	MSISDN 2	HLR所在的MSC,	LAC-virtual	没有入网

可见，用户在无线网络1是真正入网的，在无线网络2中是没有入网的，但是经过如上处理后，该用户是入了网络2，这时该用户在网络2中的EMSI号是EMSI2，所持的手机号码是MSISDN2，目前正在交换机(HLR所在的MSC)所管辖的小区LAC-virtual中。

这时用户在一个网内开机，在两个网内登记。

呼叫过程：

以下以一个虚拟漫游移动用户在网络1中登记，用户拔打他在网络2中的MSISDN2时，该用户作被叫为例介绍一下标准的呼叫流程，如图4所示。

当MS在无线网络1中入网时，这时在无线虚拟系统中记录的内容如下：

		HLR中记录的MSC	VLR中记录的小区
				EMSI 1	MSISDN 1	MSC-actual	LAC-actual
EMSI 2	MSISDN 2	HLR所在的MSC,	LAC-virtual

当用户拨打MSISDN2时，呼叫流程如下：

1)当用户拔打移动用户的MSISDN2号码时，接续转移到关口移动交换中心(GMSC)。

2)在GMSC中继续分析移动用户的MSISDN2号码，找到该移动用户所登记的归属位置寄存器号码，并利用信令与HLR进行通信，送给HLR该移动用户的MSISDN2号码。

3)HLR接收到该移动用户号码的MSISDN2号码，则将在其数据库中找出其对应的IMSI2(用户身份号)号码，并由此得到该移动用户现在在本局并将移动用户的号码(MSISDN2)后转发给GMSC。

4)GMSC再分析从HLR接收到的MSISDN2号码，将话路接续到移动用户”虚拟”存在的MSC/VLR。

5)由于在虚拟无线漫游系统中事先已知MSISDN2和MSISDN1是同一个用户，因此呼叫MSISDN2变成了呼叫MSISDN1。呼叫从无线网络2转到无线网络1．在MSC中分析移动用户的MSISDN1号码，找到该移动用户所登记的归属位置寄存器号码，并利用信令与HLR进行通信，送给HLR该移动用户的MSISDN1号码。

6)HLR接收到该移动用户号码的MSISDN1号码，则将在其数据库中找出其对应的IMSI1(用户身份号)号码，并由此得到该移动用户现在漫游所在的拜访位置寄存器(VLR)地址。利用该地址，HLR请求VLR(移动用户实际所在的)给该移动用户分配一个移动用户漫游号码(MSRN，在CDMA系统中称该号码为TLDN，移动用户临时本地电话号码)

7)多动用户所在的MSC/VLR则根据HLR的信今请求给该移动用户分配一个MSRN号码，并将该MSRN与该移动用户IMSI1号码相关联分配的MSRN通过信令送回给HLR。

8)HLR接收到该移动用户的漫游号码(MSRN)后转发给MSC。

9)MSC再分析从HLR接收到的MSRN号码，将话路接续到移动用户实际所在的MSC/VLR。

10)MSC/VLR接收移动用户的MSRN，并在其VLR中找出该移动用户相应得IMSI1以及该用户实际所在的位置区域(LAC)。根据根据其位置区域，MSC/VLR向该位置区域中的所有基站发送寻呼该移动站(IMSI1)的请求。

11)位置区域中的基站接收到该移动用户的IMSI1，根据计算在适当的寻呼信道上对该移动用户发出寻呼信息。

12)多动站接收到对它的寻呼，并在某个基站上作出应答。

13)某基站检测出该移动用户的应答后，向MSC/VLR报告找到该应答用户。然后MSC/VLR再对该应答用户作身份认证等一系列检查，建立相应的话音通道，连通该移动用户和固定网用户，即可进行通话。

其他呼叫情形不再分析。

三．结论：

从以上登记过程和呼叫过程的分析中可以得到如下结论：

A．用户既可以在无线网络1中入网登记，也可在无线网络2中入网登记，这就是所称的“漫游”：显然这种“漫游”不同于传统的“漫游”

B．无线网络1和无线网络2是可以是属于不同无线技术体制的网络，如网络1是CDMA，网络2是GSM。即可实现不同无线体制系统的“漫游”

C．当用户在无线网络1中登记入网时，在无线网络2中用伪操作“虚拟”入网

D．各类电信业务，承载业务，补充业务可以正常进行。

E．由于MSC与MSC之间的中继可由IP电话等廉价的技术手段实现，应此可为用户提供廉价的长途，从而节省用户的漫游费用。

因此，该技术称之为无线虚拟漫游技术。

Claims (1)

1．当用户在一个蜂窝无线网络中登记入网时，同时在相应的其他蜂窝无线网络中的HLR和VLR中填入代表蜂窝无线系统位置信息(如小区)的伪数据并予以激活，以达到虚拟入网目的。

其特征是：

在标准的无线蜂窝系统中，用户入网登记在HLR和VLR中记录的都是真实的位置信息，而虚拟漫游技术只在一个蜂窝无线网络中记录的是真实的位置信息，而其他蜂窝无线网络记录的均是“虚拟”的位置信息。

从属权利为用“虚拟”入网的技术手段实现的漫游，呼叫处理及智能方法。

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