CN1427637A - 在移动通信网络中提供分布式处理元件单元的系统和方法 - Google Patents

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CN1427637A CN02128191A CN02128191A CN1427637A CN 1427637 A CN1427637 A CN 1427637A CN 02128191 A CN02128191 A CN 02128191A CN 02128191 A CN02128191 A CN 02128191A CN 1427637 A CN1427637 A CN 1427637A
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Abstract

一种在包括移动交换中心、多个用户、和处理元件单元中的多个处理元件的移动通信网络中使用的系统和方法被公开，以便提供一种通过使用包含处理元件的嵌入式地址信息的临时用户标识号，能够迅速和有效地访问每个处理元件的分布式处理元件单元。用户记录和应用软件程序位于处理元件中以避免必须通过网络发送请求上述信息的消息业务和避免使用集中式数据库服务器。在本发明的一个优选实施例中，处理元件单元是一个访问位置寄存器。

Description

在移动通信网络中提供分布式处理元件单元的系统和方法
技术领域
本发明通常涉及移动通信网络，特别涉及在移动通信网络中提供分布式处理元件单元的系统和方法。
背景技术
目前在世界范围内蜂窝电话和其它无线设备的用户超过了3亿。这些无线设备相当大的部份正被用作“数据管道”(即：语音业务不是主要功能)。在美国，蜂窝业务提供商，Regional Bell公司和国家长途运营商提供蜂窝业务。激烈的竞争已促使蜂窝业务的价格下降到大部分人能够负担的地步。
当前一代蜂窝电话主要用于在用户设备(或无线设备)和另一方之间通过无线网络进行语音会话。少数无线设备是数字设备，如装备有蜂窝/无线调制解调器的个人数字助理(PDAs)。因为当前一代无线设备的带宽通常被限定为每秒几十个千比特(kbps)，因此，相对限制了当前一代无线设备的应用。但是，希望在下一代(或第三代)蜂窝/无线技术，有时称之为“3G”无线/蜂窝技术，中改变这种情况。上述下一代(或第三代)蜂窝/无线技术将会为每个无线设备提供更大带宽(即，125Kbps或更高)。更高的数据速率将使用于无线设备的互联网应用更普遍。例如，3G蜂窝电话(或具有3G蜂窝调制解调器的PC)可用于浏览互联网上的站点，发送/接收图片，执行音频流或视频流应用等。由3G蜂窝系统处理无线业务的很大一部分将会是网际协议(IP)业务，很少一部分是传统的语音业务。
近年来，基于网际协议(IP)网络的多媒体内容的实时流已被日益广泛地应用。如上所述，3G无线网络将给用于实时应用的无线设备提供流数据(音频和视频)。大范围的交互式和非交互式多媒体互联网应用，诸如新闻点播，TV直播，电视会议，直接广播(如Broadcast。com)等，将给无线设备提供“实时”数据流。与“下载”的视频文件不同，实时(或流)数据应用要求数据源对流数据信号进行编码，并通过网络发送给实时解码和播放信号(音频或视频)的接收机。上述“下载”的视频文件首先以“非实时”方式获得，然后再观看或回放。
正如在本领域众所周知的，用户从移动台(如，蜂窝电话)打电话时，该呼叫被路由到用于注册的移动交换中心(MSC)。移动交换中心(MSC)与访问位置寄存器(VLR)相连接。MSC能够将信息发送给访问位置寄存器(VLR)并能访问位置寄存器接收来自访问位置寄存器(VLR)的信息。VLR能够接收从移动台发送给MSC的注册消息。VLR用分配给它的归属位置寄存器(HLR)注册每一个移动台。VLR也能够临时存储用于每一个已注册用户和每一个移动台业务配置的复本。VLR还能在呼入期间访问MSC以获得临时路由号。
在分布式体系结构中，诸如MSC的网元可包括多个处理元件(PEs)。每个处理元件(PE)共享其所属网元的工作量。分布式体系结构具有许多优点，包括可伸缩性和灵活性。然而，当网络处理元件(PE)需要存取诸如VLR的数据库中的用户数据时，PE能够迅速和有效地存取用户数据是非常重要的。那么问题是如何组织数据库以获得最大效率。
一种方法是提供一个由所有处理元件(PEs)共享的集中式数据库。这种简单的配置会产生重大的问题。首先，集中式数据库服务器将会是系统中潜在的瓶颈。数据库服务器的容量可能不足以满足对它的需求。第二，可能存在性能问题，其中集中式数据库服务器的存取时间对于实时应用来说可能太长了。第三，可能对集中式数据库服务器有内存限制。可能对集中式数据库服务器支持的用户数有限制。最后，与集中式数据库服务器相关的成本可能非常高。
另一种方法是分割数据库并在处理元件之中分布数据。这种方法可消除使用集中式数据库服务器时出现的上述问题。但是，该方法带来了另一个挑战性的问题。更具体地说，如何分割数据库才能使处理元件能够迅速和有效地存取用户数据？
假设该数据库被分割并被分发到在网元中的处理元件中。一个简单的方法将会是任意地将一部分数据库分配给一个处理元件。那么在网元的第一处理元件中的应用需要存取用户记录时，第一处理元件将给网元中的其它处理元件发送请求。包含用户记录的处理元件将会把所请求的用户记录发送给发出该请求的第一处理元件。
这种方案虽然简单，但是具有重大的缺陷，其中可能在处理元件之间产生非常大的发送请求和应答的消息业务。本方法还存在另一潜在的缺陷，它要求在数据库中存取数据。
因此，在本技术领域中需要一种能够迅速和有效地分布和存取用户记录的改进的移动通信网络体系结构。特别是，在移动通信网络中需要一种改进的系统和方法，其能够无需在网元的处理元件之间请求和发送用户记录。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能够在移动通信网络中迅速、有效地分布和存取用户记录的改进的装置和方法。
本发明的目的是应用于包括移动交换中心，多个用户和处理元件单元中的多个处理元件的这种移动通信网络。本发明提供一种分布式处理元件单元，该分布式处理元件单元通过使用包含处理元件的嵌入式地址信息的临时用户标识号，能够迅速、有效地存取包含在处理元件单元内每个处理元件中的信息。本发明包括一处理元件单元控制器和移动交换中心中的相关计算机软件，该移动交换中心能够将处理元件的正确的址信息嵌入到临时用户标识号内。
用户记录和应用软件程序还可放置在处理元件中。这能够避免经移动通信网络发送请求这样的信息的消息业务。它还能够避免使用集中式数据库服务器。在本发明的一个优选实施例中，处理元件单元是一个访问位置寄存器。
本发明的一个目的是提供一种能够在移动通信网络中提供分布式处理元件单元的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在移动通信网络中的处理元件单元控制器，该移动通信网络能够嵌入用于标识处理元件单元中的处理元件的位置的临时标识号信息。
本发明的又一个目的是提供一种在移动通信网络中的处理元件单元控制器，该移动通信网络通过加入一地址偏移指针以指向一特定处理元件单元，能够嵌入用于标识处理元件单元中的处理元件的位置的临时标识号信息。
本发明的再一个目的是提供一种在移动通信网络中的处理元件单元控制器，该移动通信网络能够在处理元件单元中定位用户记录。
本发明的还一个目的是提供一种在移动通信网络中的分布式处理元件单元，该移动通信网络能够执行位于包含用户记录的分布式处理元件单元的处理元件中的应用软件程序。
本发明的一个目的是提供一种在移动通信网络中用于提供分布式访问位置寄存器的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种移动通信网络中的访问位置寄存器控制器，该移动通信网络能够嵌入用于标识访问位置寄存器中访问位置寄存器站点的地址的临时标识号信息。
本发明的又一个目的是提供一种移动通信网络中的访问位置寄存器控制器，该移动通信网络通过加入一地址偏移指针以指向一特定的访问位置寄存器站点，能够嵌入用于标识访问者地址寄存器中访问位置寄存器站点的位置的临时标识号信息。
本发明的再一个目的是提供一种在移动通信网络中的访问位置寄存器控制器，该移动通信网络能够在访问位置寄存器中定位用户记录。
前面已经较广泛地概述了本发明的特点和技术优点，所以本领域的技术人员可更好地理解下面本发明的详细描述。下文将描述形成本发明的权利要求的保护主体的本发明的其它特点和优点。本领域的技术人员应该明白：他们可以直接使用所公开的概念和具体实施例，作为修改或设计能够实现与本发明的目的相同目的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应该认识到；具有其最广泛形式的这种等效结构没有背离本发明的精神和范围。
在下面开始本发明的详细描述前，最好是对本专利文献通篇使用的某些词和短语作出定义：术语“包括”和“由...组成”及其派生词，表示没有限制的包括；术语“或”是包括，表示和/或；短语“与...有关”和“与此有关”及其派生词，可表示包括，被包括在，与...互联，包含，被包含在...内，与...连接或有关，与...系在一起或耦接，与...可达，与...合作，交错，并列，接近于，与...有联系，具有，具有...性能等；和术语“控制器”表示至少能够控制一种操作的任何设备，系统或其部份，这样一种可在硬件，固件或软件，或至少它们中两个的某些组合实现的设备。应该明白：与任何特定控制器相关的功能可以是集中式的或分布式的，本地的或是远端的。在通篇的本专利文献中提供某些词和短语的定义，本领域的普通技术人员应该明白：即使不是在绝大多数情况下，也是在许多情况下这些定义适用于这些所定义的词和短语的先前的及将来的使用。
附图说明
为了更完全的理解本发明及其优点，现在结合附图作出下面的描述，其中相同的标号表示相同的对象，图中：
图1说明了典型的现有技术中的无线网络；
图2说明了图1中示出的典型的现有技术中的无线网络的典型的现有技术中的基站；
图3说明了与现有技术中的语音网络连接的并与现有技术中的网际协议(IP)网络连接的基站中的基站控制器；
图4说明了根据本发明原理的移动交换中心和许多处理元件；
图5说明了由本发明的移动交换中心使用的计算机软件应用程序；
图6是说明本发明的方法的优选实施例的操作的流程图；
图7说明了根据本发明原理的移动交换中心和分布式访问位置寄存器。
具体实施方式
下面讨论的图1至7，和在本专利文献中用于描述本发明原理的各种实施例仅用于说明，而不应以任何限制本发明的范围的方式解释它。使用无线通信网络来解释本发明的原理。但是，本领域的技术人员将明白：可以以任何适当构造的通信网络实现本发明的原理。
图1说明了典型的无线网络100的总概。无线电话网络100包括许多蜂窝站121-123，每个蜂窝站包含基站BS 101，BS 102或BS 103中的一个。基站101-103是可操作的，以使其能与许多移动台(MS)111-114通信。移动台111-114可以是任何合适的无线通信设备，包括常用的蜂窝电话，PCS手机，便携式电脑，遥测设备等，这些设备能够通过无线链路与基站进行通信。
虚线表示基站101-103位于的蜂窝站121-123的大致边界。仅为了说明和解释的目的，圆圈大致示出了蜂窝站。应该清楚：蜂窝站还可以是不规则形状的，其取决于所选择的小区配置，和自然及人为的障碍物。
每个基站BS 101，BS 102和BS 103可包括一个基站控制器(BSC)和一个基站收发信台(BTS)。基站控制器和基站收发信台对于本领域的技术人员来说是公知的。基站控制器是一种管理无线通信网络中的特定小区的无线通信资源的，包括基站收发信台，的设备。基站收发信台包括RF无线收发机，天线和其它位于每个蜂窝站中的电气设备。该设备可包括空调单元，加热单元，电源，电话线接口和RF发射机及RF接收机，以及呼叫处理电路。为了在解释本发明的工作原理时简单和清楚起见，在每个蜂窝站121，122和123中的基站收发信台和与每个基站收发信台相关的基站控制器都分别地用BS 101，BS 102和BS 103表示。
BS 101，BS 102和BS 103经通信线路131和移动交换中心(MSC)140在彼此之间和与公用电话系统(未图示)之间传送语音和数据信号。移动交换中心140对于本领域的技术人员来说是公知的。移动交换中心140是一种在无线网络和诸如公用电话系统和/或互联网的外部网络的用户之间提供服务和协调的交换设备。通信线路131可以是任何合适的连接件，包括T1线，T3线，光纤连接，网络主干连接等。在一些实施例中，通信线路131可以是几种不同的数据链路，其中每个数据链路将BS 101，BS 102和BS 103其中之一连接到MSC 140。
在典型的无线网络100中，MS 111位于蜂窝站121中，并与BS 101进行通信。MS 113位于蜂窝站122中，并与BS 102进行通信。MS 114位于蜂窝站123中，并与BS 103进行通信。MS 112也位于蜂窝站121中，且靠近蜂窝站123的边缘。接近MS 112的方向箭头表示MS 112向蜂窝站123移动。在某一点，当MS 112移入蜂窝站123且离开蜂窝站121时，将会发生“切换”。
众所周知，切换将呼叫控制从第一小区传送到第二小区。例如，如果MS 112正与BS 101进行通信，并检测出来自BS 101的信号正变得难以接受的弱，那么MS112可以转换到具有较强信号，诸如由BS 103发射的信号，的基站。MS 112和BS 103建立新的通信链路，并且信号被发送给BS 101和公用电话系统以通过BS 103传送正在进行的语音、数据、或控制信号。因此该呼叫被无缝地从BS 101传送给BS 103。“空闲”切换是一种在控制信道或寻呼信道上正在进行通信的移动设备的小区之间，而不是在常规的业务信道上正在传送语音和/或数据信号的移动设备的小区之间进行的切换。
无线网络100中的一个或多个无线设备能够执行诸如流音频或流视频应用程序的实时应用。无线网络100从，例如互联网中，接收实时数据，并将其在前向信道中发送给无线设备。例如，MS 112可包括一个能够上网冲浪和收听音频流的3G蜂窝电话设备，上述音频流是来自网站“ www。mp3。com”的音乐或是来自网站“ www。 broadcast。com“的体育无线广播。MS 112还可浏览来自诸如 www。CNN。com的新闻网站的视频流。为了避免提高内存需求和无线电话设备大小，无线网络100中的一个或多个基站提供了实时数据缓冲器，这些缓冲器能够缓冲正被发送给，例如MS 112的实时数据。
图2较详细地说明了典型的基站101。基站101包括基站控制器(BSC)210和基站收发信台(BTS)220。先前结合图1描述了基站控制器和基站收发信台。BSC210管理蜂窝站121中的资源，包括BTS 220。BTS 220包括BTS控制器225，带有典型信道元件240的信道控制器235，收发信机接口(IF)245，RF收发信机单元250，和天线阵列255。
BTS控制器225包括处理电路和能够执行一个控制BTS 220的全部操作和与BSC 210通信的操作程序的存储器。在一般情况下，BTS控制器225指示235的操作，该信道控制器包含许多信道元件的信道控制器235的操作，该信道元件包括信道元件240，其在前向信道和反向信道上执行双向通信。“前向”信道是指从基站到移动台的输出信号，而“反向”信道是指从移动台到基站的输入信号。收发信机IF 245在信道控制器235和RF收发信机单元250之间传送双向信道信号。
天线阵列255将从RF收发信机单元250收到的前向信道信号发送给BS 101覆盖的区域内的移动台。天线阵列255将从BS 101覆盖的区域内的移动台收到的反向信道信号发送给收发信机250。在一个实施例中，天线阵列255可包括多扇区天线，如三扇区天线，其中每个天线扇区负责在覆盖区域120°的扇区内的发送和接收。此外，RF收发信机250可包含一天线选择单元，以在发送操作和接收操作过程中在天线阵列255的不同天线之中选择天线。
为便于解释，假定移动台111的用户希望呼叫不是移动台111的本地接入提供商网络的一部分的另一个移动台。该呼叫可以是来自蜂窝电话的语音呼叫或是来自能够发送和接收数据分组的无线设备的数据呼叫。来自移动台111的呼叫必须发送给被呼叫的移动台的本地接入提供商网络。
图3说明了基站101中的基站控制器210，该基站101与现有技术语音网络310连接，并与现有技术网际协议(IP)网络320连接。移动台111通过先将呼叫发送给基站101来发出呼叫。
如果来自移动台111的呼叫是语音呼叫，那么基站101中的基站控制器210就将该呼叫路由到语音网络310。该语音呼叫进入用于注册的移动交换中心(MSC)140。移动交换中心(MSC)140与访问位置寄存器(VLR)(图3中未显示)连接。该声音呼叫经信令网络330被路由到归属位置寄存器(HLR)335。
如果来自移动台111的呼叫是数据呼叫，那么基站101中的基站控制器210就将该呼叫路由到IP(网际协议)网络320。该数据呼叫进入IP网络340，然后再进入分组数据服务节点345。分组数据服务节点在图3中表示为PDSN。该呼叫经互联网355被路由到IP网络375和本地代理365。访问者范围数据库350与PDSN 345和互联网355连接。代理人范围数据库360与互联网355连接。本地范围数据库370与IP网络375和主代理商365连接。
图4说明了本发明的移动交换中心(MSC)400，其与许多用户(图4中未显示)连接并与处理元件单元460连接。正如将更全面地描述的那样，MSC 400能够通过数据线410接收来自用户的工作量消息，并通过数据线450将其路由到处理元件单元460中的合适的处理元件(470，480，...，490)。MSC 400包括控制器420，存储器430和计算机软件440。
图5说明了MSC 400中本发明的计算机软件。控制器420和计算机软件440包括能够实现本发明功能的处理元件单元控制器。计算机软件440包括能够通过控制器420的操作协调计算机软件440的各种应用程序的操作的操作系统接口程序510。计算机软件440包括信息路由功能应用程序520、负载分布功能应用程序530、临时号码标识应用程序540和地址信息嵌入应用程序550。将会对这些计算机软件应用程序的功能和操作作更全面地描述。
在移动通信网络中，MSC 400的工作量是由诸如移动台(111，112，113，114)的用户的活动和其它网元(例如：归属位置寄存器335)产生的。MSC 400的工作量采用了工作量消息的形式，该消息以信令消息的形式到达MSC 400。发信号信息包含用户身份信息以将该活动与一特定用户关联起来。
在第三代(3G)无线网络中，用户的身份信息或者是国际移动台标识(IMSI)号，或者是临时移动台标识(TMSI)号。对于与活动相关的数据，使用基于临时移动台标识(P-TMSI)号的分组。TMSI和P-TMSI是由MSC 400分配给移动台的号。下面阐述与TMSI号有关，也与P-TMSI号有关的注释。
现有技术方法要求当需要用户记录时，在各种处理元件之间请求和发送用户记录。为了避免该过程，本发明的MSC 400将用户记录存储在处理元件中。如图所示，本发明能够使MSC 400通过在将TMSI号(和P-TMSI号)分配给移动台的全过程中，利用MSC400具有的灵活性，有效地将用户记录分布给合适的处理元件(470，480，...，490)。
MSC 400在特定处理元件中存储了特定用户记录之后，MSC 400必须在与特定用户记录相关的工作量消息到达时，能够迅速和有效地确定包含该特定用户记录的处理元件的位置。即，MSC 400必须能够定位工作量消息要被路由到的处理元件。
本发明的MSC 400在临时移动台标识号、TMSI和P-TMSI中嵌入了必要的位置信息，以便能将工作量消息发送给合适的处理元件。这种方法允许MSC 400迅速和有效地将工作量消息发送给合适的处理元件。
在MSC 400的操作中，MSC 400接收来自移动台或网元的工作量消息。为方便起见，我们将移动台和网元共同称为用户。MSC 400执行消息路由选择功能应用程序520，以使消息路由功能检查工作量消息。如果工作量消息来自先前处理过的用户，那么MSC 400就会知道用于该工作量消息的处理元件的正确位置。然后消息路由功能将该工作量消息发送给用户记录所在的处理元件。其后MSC 400处理下一个工作量消息。
如果工作量消息不是来自先前处理过的用户，那么MSC 400就使消息路由功能从工作量消息中提取移动标识信息，并确定哪个处理元件将接收该工作量消息。如果用户对于MSC 400来说是新用户，那么MSC 400就执行负载分布功能应用程序530以能产生一个负载分布功能将新用户分配给处理元件。
然后MSC 400执行临时标识号应用程序540以给用户分配一个TMSI号(或P-TMSI号)。其后MSC 400执行地址信息嵌入应用程序550以将处理元件的必要的地址信息嵌入到TMSI号(或P-TMSI号)中。在本发明的一个优选实施例中，地址信息嵌入应用程序550将一个表示地址的号码添加到TMSI号(或P-TMSI号)中，该地址指向特定处理元件。还可以设计将地址信息嵌入到TMSI号(或P-TMSI号)中的其它方法。然后消息路由功能就将工作量消息发送给用户记录所在的处理元件。
后来的来自用户的工作量消息到达时，消息路由功能检查TMSI号(或在P-TMSI号)中的标识信息。由于具有用户记录的处理元件的地址信息被嵌入到TMSI号(或在P-TMSI号)中，所以消息路由功能能够非常迅速和有效地将随后而来的工作量消息发送给合适的处理元件。
包含用户记录的处理元件还可在处理元件中包含应用软件以在工作量消息到达时对它们进行处理。在本发明中，不需要处理元件给其它处理元件发送消息，以请求其它处理元件发送相关的用户记录。因为避免了处理元件之间的过多的消息业务，所以本发明带来了巨大的节约。而且，由于用户记录和应用软件位于相同的处理元件中，对用户记录的存取是非常快捷和有效的。这种特点提高了应用软件的实时性能。本发明还能够通过消除对集中式数据库服务器的需要来降低成本。
图6说明了本发明的一个操作方法的优选实施例的步骤的流程图。该方法的步骤通常用参考标号600表示。MSC 400接收来自用户的工作量消息(步骤610)。然后MSC 400确定该工作量消息是否是来自先前处理过的用户(确定步骤620)。如果工作量消息是来自先前处理过的用户，那么消息路由功能将该工作量消息发送给用户记录所在的处理元件(步骤680)。然后该控制返回步骤610，在此处MSC 400接收下一个工作量消息。
如果工作量消息不是来自先前处理过的用户，那么消息路由功能从该工作量消息中提取移动标识信息，并确定哪个处理元件用于接收该工作量消息(步骤630)。然后MSC 400确定用户对MSC 400来说是否是新用户(判断步骤640)。如果用户对MSC 400来说是新用户，那么负载分布功能就将该用户分配给该处理元件(步骤650)。然后MSC 400给该用户分配临时标识号(例如：TMSI，P-TMSI)(步骤660)。如果用户对MSC 400来说不是新用户，那么就无需执行步骤650。MSC 400就直接进入步骤660。
在步骤660中给用户分配临时标识号之后，MSC 400将处理元件的地址信息嵌入到临时标识号中(步骤670)。然后消息路由功能将工作量消息发送给用户记录所在的处理元件(步骤680)。其后控制返回到步骤610，在该处MSC 400接收下一个工作量消息，且该过程继续进行。
图7说明了本发明的一个优选实施例，其中处理元件包括访问位置寄存器740中的访问位置寄存器(VLR)站点。传统上，访问位置寄存器(VLR)被组织成网络中的单个实体。对大多数场合来说，这种结构是适用的。但是，在像芝加哥或洛杉矶这样的大都市中，有非常多的用户。由于用户的数量还在继续增长，因此VLR用户的数量可能是一百万(1,000,000)或更多。由于当前的技术对VLR能够管理的用户数量存在限制。例如，一些类型的VLR不能够管理大约超过二十万(200,000)个用户。
通过使用许多较小的VLR单元，可能产生具有较大容量的VLR。图7中示出了这种配置，其中访问位置寄存器(VLR)740包括第一VLR单元VLR-1750、第二VLR单元VLR-2760、......、和第M个VLR单元VLR-M 770。VLR单元(750，760，...，770)与将经数据线450来自MSC 400的消息直接传送给VLR单元的多路复用器745相连接。
在现有技术的系统中，VLR单元中的用户记录被随机分布。这是一个问题，因为现有技术的MSC不能准确地知道在哪里查找用户记录。如果有单个的VLR数据库，那么MSC 400将简单地搜索整个VLR数据库。当有多个VLR数据库时，MSC400不知道哪一个VLR数据库包含特定的用户记录，而必须搜索所有的VLR数据库。
本发明提供一种使用嵌入在临时标识号中的地址信息，分布和存取VLR数据库中的用户记录的装置和方法。移动交换中心400(如图4所示)中的控制器420和计算机软件440包括能够实现本发明功能的访问位置寄存器控制器。
如图7所示，通过数据线410给MSC 400提供来自多个基站控制器(例如：基站控制器210)的蜂窝电话呼叫。如上所述，MSC 400给每个电话号码分配一个临时标识号(例如：TMSI)。MSC 400把TMSI-1715分配给第一电话号码710，MSC400把TMSI-2 725分配给第二电话号码720。MSC 400继续该过程，并把TMSI-N 735分配给第N个电话号码730。而且，如上所述，MSC 400将处理元件的地址信息(即VLR单元(750，760，...，770)之一的VLR站点的地址)嵌入到临时标识号中。
在图7所示的本发明典型的优选实施例中，TMSI号的第一部分755被分配给VLR-1 750。TMSI号的第一部分755包括标号TMSI-1至TMSI-Q，其中Q是一个小于N的整数。TMSI号的第二部分765被分配给VLR-2760。TMSI号的第二部分765包括标号TMSI-(Q+1)至TMSI-R，其中R是一个大于Q且小于N的整数。剩余的TMSI号被顺序置于其它VLR单元中。TMSI号的最后部分775被分配给VLR-2 770。TMSI号的最后部分775包括标号TMSI-(R+1)至TMSI-N。应该明白每个VLR单元的大小根据整数Q、R、和N选取的值的变化而变化。还应该明白根据VLR740的操作要求使用VLR单元的变量数(M)。由于VLR中的用户数量的增长，如果需要可增加其它的VLR单元。
每个VLR单元中的每个VLR站点的地址信息都嵌有相应的TMSI号。因此MSC 400能够自动地访问VLR 740中的适当的VLR站点，即使VLR740包括许多VLR单元。例如，假定MSC 400接收来自第一用户的蜂窝电话呼叫，且该呼叫具有临时标识号TMSI-2。MSC 400能够立即确定TMSI-2是在VLR-1 750中，并能够从嵌入在TMSI-2中的地址偏移信息立即访问VLR-1 750中的TMSI-1 VLR站点。同样，假定MSC 400接收来自第二用户的蜂窝电话呼叫，且该呼叫具有临时标识号TMSI-(R+1)。MSC 400能够立即地确定TMSI-(R+1)是在VLR-M 770中，并能够从嵌入在TMSI-(R+1)中的地址偏移信息立即访问VLR-M 770中的TMSI-(R+1)VLR站点。
本发明的MSC 400和VLR 740与现有技术的VLR系统相比具有许多优点。本发明不需要网元之间的消息业务以定位用户记录。此外，VLR 740中的VLR单元可包含能够直接存取和处理用户记录信息的应用软件。这个特点提高了应用软件的实时性能。MSC 400能够将工作量消息直接发送给所需用户记录所在的VLR单元中的合适VLR站点。本发明的MSC 400和VLR 740还通过消除对集中式数据库服务器的需求来降低成本。
虽然参考分布式访问位置寄存器740描述了本发明，但是本发明并不局限于在访问位置寄存器中使用。移动交换中心400本身可使用本发明的分布式体系结构。即，移动交换中心400本身可包括许多根据本发明原理组织的和可访问的处理元件。
虽然已详细描述了本发明，但是本领域的技术人员应该明白他们在没有背离本发明的精神和范围的情况下，可以最广泛形式对本发明作出各种变化、替换和改变。

Claims (33)

1.一种在包括移动交换中心、多个用户、和处理元件单元的移动通信网络中使用的装置，用于提供能够访问所述处理元件单元中的每个处理元件的分布式处理元件单元；该移动通信网络中的所述移动交换中心能够与所述多个用户和所述处理元件单元通信；所述装置包括：
所述移动交换中心中的处理元件单元控制器，所述处理元件单元控制器能够将信息嵌入用户的临时标识号中，其中所述信息位于所述处理元件单元中的一个处理元件中。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述临时标识号是临时移动台标识号、和基于分组的临时移动台标识号之一。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述处理元件单元控制器通过将地址偏移指针添加到所述临时标识号中，能够将信息嵌入到所述用户的所述临时标识号中以定位所述处理元件单元中的所述处理元件。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述临时标识号是临时移动台标识号、和基于分组的临时移动台标识号之一。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述处理元件单元控制器包括：
所述移动交换中心中的控制器；和
可由所述控制器操作的计算机软件指令，以执行所述控制器中的下列程序之一：消息路由功能应用程序、负载分布功能应用程序、临时标识号应用程序、和地址信息嵌入应用程序。
6.如权利要求1所述的装置，其中至少一个用户记录位于所述处理元件单元中。
7.如权利要求6所述的装置，其中至少一个用户记录位于所述处理元件单元中的至少一个处理元件中。
8.如权利要求6所述的装置，其中至少一个应用软件程序位于所述处理元件单元中。
9.如权利要求8所述的装置，其中至少一个应用软件程序位于所述处理元件单元中的至少一个处理元件中。
10.如权利要求6所述的装置，其中所述移动交换中心能够将工作量消息发送给所述用户记录所在的所述至少一个处理元件。
11.如权利要求10所述的装置，其中如果所述用户对于所述移动交换中心来说是新用户，那么所述移动交换中心能够将该用户分配给一个处理元件。
12.一种在包括移动交换中心、多个用户、和处理元件单元的移动通信网络中使用的方法，其用于提供能够访问所述处理元件单元中的每个处理元件的分布式处理元件单元，该移动通信网络中的所述移动交换中心能够与所述多个用户和所述处理元件单元通信，所述方法包括下列步骤：
给所述移动交换中心中的处理元件单元控制器内的用户分配临时标识号；和
将信息嵌入到所述移动交换中心中的所述处理元件单元控制器内的所述临时标识号中，其中所述信息位于所述处理元件单元中的处理元件中。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述临时标识号是临时移动台标识号、和基于分组的临时移动台标识号之一。
14.如权利要求12所述的方法，其中将信息嵌入到所述用户的所述临时标识号中以在所述处理元件单元中定位所述处理元件的所述步骤包括以下步骤：
将地址指针添加到所述临时标识号中。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述临时标识号是临时移动台标识号、和基于分组的临时移动台标识号之一。
16.如权利要求12所述的方法，其中还包括下列步骤：
执行所述移动交换中心中的控制器内的计算机软件指令以执行下列程序之一：消息路由功能应用程序、负载分布功能应用程序、临时标识号应用程序、和地址信息嵌入应用程序。
17.如权利要求12所述的方法，还包括步骤：定位所述处理元件单元中的至少一个用户记录。
18.如权利要求17所述的方法，还包括步骤：定位在所述处理元件单元中的至少一个处理元件内的至少一个用户记录。
19.如权利要求17所述的方法，还包括步骤：定位在所述处理元件单元中的至少一个应用软件程序。
20.如权利要求19所述的方法，还包括步骤：定位在所述处理元件单元中的至少一个处理元件内的至少一个应用软件程序。
21.如权利要求17所述的方法，还包括步骤：
将来自所述移动交换中心的工作量消息发送给所述用户记录所在的所述至少一个处理元件。
22.如权利要求21所述的方法，还包括步骤：
如果所述用户对于所述移动交换中心来说是新用户，那么就将该用户分配给一个处理元件。
23.一种在包括移动交换中心、多个用户、和访问位置寄存器的移动通信网络中使用的装置，其提供了能够访问所述访问位置寄存器中的每个访问位置寄存器站点的分布式访问位置寄存器，该移动通信网络中的所述移动交换中心能够与所述多个用户和所述访问位置寄存器通信，所述装置包括：
所述移动交换中心中的访问位置寄存器控制器，所述访问位置寄存器控制器能够将信息嵌入到用户的临时标识号中，其中所述信息位于所述访问位置寄存器中的访问位置寄存器站点。
24.如权利要求23所述的装置，其中所述临时标识号是临时移动台标识号、和基于分组的临时移动台标识号之一。
25.如权利要求1所述的装置，其中所述访问位置寄存器控制器通过将地址指针添加到所述临时标识号中，能够将信息嵌入到所述用户的所述临时标识号中，以定位所述访问位置寄存器中的所述访问位置寄存器站点。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述临时标识号是临时移动台标识号、和基于分组的临时移动台标识号之一。
27.如权利要求23所述的装置，其中所述访问位置寄存器控制器包括：
所述移动交换中心中的控制器；和
可由所述控制器操作的计算机软件指令，以执行所述控制器中的下列程序之一：消息路由功能应用程序、负载分布功能应用程序、临时标识号应用程序、和地址信息嵌入应用程序。
28.如权利要求23所述的装置，其中至少一个用户记录位于所述访问位置寄存器中。
29.如权利要求28所述的装置，其中至少一个用户记录位于所述访问位置寄存器中的至少一个访问位置寄存器站点内。
30.如权利要求28所述的装置，其中至少一个应用软件程序位于所述访问位置寄存器中。
31.如权利要求30所述的装置，其中至少一个应用软件程序位于所述访问位置寄存器中的至少一个访问位置寄存器站点内。
32.如权利要求28所述的装置，其中所述移动交换台能够将工作量消息发送给所述用户记录所在的所述至少一个访问位置寄存器站点。
33.如权利要求32所述的装置，其中如果所述用户对于所述移动交换中心来说是新用户，那么所述移动交换中心能够将该用户分配给一个访问位置寄存器站点。
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