CN1957346B

CN1957346B - 通信网络和方法

Info

Publication number: CN1957346B
Application number: CN2005800168976A
Authority: CN
Inventors: 斯蒂恩·彼得森; 戴维·约翰·蔡特-莱亚
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: GB2414630B; KR100888160B1; GB2414630A; GB0411699D0; KR20070026532A; CN1957346A; WO2005119479A1

Abstract

一种无线自组织或者专用通信网络(100)，包括多个节点(102、112、120、130、140)和多个用户，这些节点与网络的其它元件一起形成交换与管理基础结构/SwMI/，其中每一所述节点(102、112、120、130、140)具有访问位置寄存器/VLR/(108、118、126、136、142)，并且所述节点的至少一部分(102、112、120、130)具备归属位置寄存器/HLR/(106、116、124、134)，并且具有所述HLR(106、124)的所述节点的至少一部分(102、120)具备网关(110、128)，其中在所述网络(100)中，具有HLR(106、116、124、134)的每一节点(102、112、120、130)被分配至具有网关(110、128)的节点(102、120)，并且所述SwMI通过所述分配的具有网关的节点将去往或者来自所述网络(100)的用户的所有呼叫引导至外部网络。

Description

通信网络和方法

技术领域

本发明涉及通信网络以及管理去往或来自外部网络的服务的方法，并且特别是，但不唯一地，基于TETRA(地面中继无线)蜂窝通信系统的自组织或者专用通信网络。

背景技术

在蜂窝通信系统(例如全球移动通信系统(GSM)和TETRA(地面中继无线)中，地理区域被划分为许多小区，每一小区由基站服务。具有交换基础结构的一个基站，也叫基站收发机站(BTS)，称为网络节点。支持BTS的交换基础结构可以与其它BTS共享。TETRA系统中的系统基础结构通常称为交换与管理基础结构(SwMI)，基本上包含除了MS之外的所有通信元件。它包括通过基站控制器(BSC)和移动交换中心(MCS)连接至常规公共交换电话网(PSTN)的基站收发机站(BTS)。在地理术语中，提到节点是指由一个BTS服务的区域，而在网络术语中，提到节点是指支持一个或多个BTS所需的基础结构设备。也被称作用户或者移动台(MS)或者通信单元的远程单元通过该远程单元正在操作的小区的基站经由无线通信链路进行服务。

蜂窝通信系统的基本优点之一是用户可以从一个地理区域移动至另一个地理区域，同时从网络接收服务。为了提供无缝的服务，在基站之间存在重叠覆盖的区域。当用户从由第一基站服务的区域朝向由第二基站服务的区域移动时，它进入重叠覆盖的区域。在重叠覆盖的区域中，用户改变服务基站。这被称为小区重选或者切换。

从BTS至用户的通信链路通常称为下行通信信道。相反地，从用户至BTS的通信链路通常称为上行通信信道。

为了在操作于两个不同小区的两个手持设备之间实现通信，固定网络将基站互连在一起。该固定网络可操作用于在任何两个基站之间路由数据，并且该方式允许在这两个远程手持设备之间进行通信。此外，该固定网络可包括用于互连至诸如公共交换电话网(PSTN)的外部网络的网关功能。这允许用户与有线电话和由线路相连的其它通信终端通信。此外，该固定网络适于执行管理常规蜂窝通信网络所需的功能，包括路由数据、接入控制、资源分配、用户计费、移动台鉴权等。

TETRA通信系统可用作公共蜂窝通信系统。然而，TETRA通信系统的主要应用是诸如紧急服务的组织或者群体。在TETRA系统中实现的特殊功能和服务使此系统特别适合诸如警情、紧急事件、火警救援等的服务。由TETRA系统提供的一个这样的特征，该特征特别适合紧急服务，是控制群呼以及管理这些群的成员关系。TETRA提供的其它特征和服务包括对讲信道分配、广播呼叫等。除了中继模式操作外，其中远程单元通过基站进行通信，TETRA提供在远程单元之间直接通信的可能性，无需基础结构的参与。这被称为直接模式操作(DMO)。

可部署的或者自组织网络可被视为这样一种网络，其中共同向移动用户提供服务的网络拓扑和节点数量随时改变。这些节点间的连接也在数量和形态方面变化，可以与节点变化共同进行，也可以与其独立。可以增加或者取消节点。一些节点可提供网关服务，而其它节点可能不能提供这样的服务。在节点可用的网关服务也可随时变化，使得节点有时可以提供这样的服务，而这样的服务有时又不可用。

在这样的可部署的或者自组织移动网络中，其中用户需要经过网关访问网络之外的服务，难以确定用户应当访问哪个网关，以及哪一网关应当从网络外部接收呼叫或者其它信息，以传递至用户。还难以提供快速的呼叫服务建立，特别是真正自组织网络中的群组服务。当通过网关将呼叫引导至用户时，期望在具有通往归属位置寄存器(HLR)的连接的网关接收呼叫。这是因为用户的HLR将具有关于用户正在从哪个节点获得服务的信息。利用自组织网络，不能保证任何一个网关和用户的HLR之间的连接。从用户发起的呼叫需要路由至特定网关。在自组织网络中难以标识该特定网关。网关可能不可用，或者可能不具有可用的外部连接，这取决于网络的状态。如果移动用户或者它们的HLR充分分布，那么就不清楚是移动用户连接的节点具有可用连接还是HLR连接的节点具有可用连接，这使得难以确定如何路由移动用户发起的呼叫。

因此需要一种方法，控制和标识通信网络中用户的位置信息，以及网关所在的节点，特别是当需要与重新配置过程无关地操作网络时，其中上述缺点可被缓解或者克服。

发明内容

因此，本发明试图逐个地或者组合地优选减轻、缓解或者消除上述缺点的一个或多个。

根据本发明的第一方面，提供了一种无线自组织或者专用通信网络，包括多个节点和多个用户，这些节点形成交换与管理基础结构SwMI的一部分，其中每一所述节点具有访问位置寄存器VLR，并且所述节点的至少一部分具备归属位置寄存器HLR，并且具有所述HLR的节点中的至少一部分具备网关，所述无线自组织或者专用通信网络特征在于，每一具有HLR的节点被分配至具有网关的节点，并且所述SwMI适于通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述无线自组织或者专用通信网络的用户去往外部网络的所有呼叫至所述外部网络，和通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述外部网络去往所述无线自组织或者专用通信网络的用户的所有呼叫。

根据本发明的第二方面，提供了一种在无线自组织或者专用通信网络中管理去往或者来自外部网络的服务的方法，所述无线自组织或者专用通信网络包括多个节点和多个用户，这些节点形成交换与管理基础结构SwMI的一部分，其中每一所述节点具有访问位置寄存器VLR，并且所述节点的至少一部分具备归属位置寄存器HLR，并且具有所述HLR的节点中至少有一部分具备网关，所述方法特征在于，分配每一具有HLR的节点至具有网关的节点，并且所述SwMI通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述无线自组织或者专用通信网络的用户去往所述外部网络的所有呼叫至所述外部网络，和通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述外部网络去往所述无线自组织或者专用通信网络的用户的所有呼叫。

本发明有利地允许：

-通过网关透明地访问可部署的或者自组织移动网络外部的服务。

-确定适当的网关以在移动用户和固定网络网关之间承载呼叫。

-确定适当的网关用于接收来自网络外部发送至用户的呼叫或者其它信息。

附图说明

通过下面的详细说明并结合附图可更加充分地理解和明白本发明，其中：

图1是表示根据本发明一个实施例的通信网络的图；

图2是表示根据本发明一个实施例的在自组织或者专用通信网络中管理去往或来自外部通信网络的服务的流程图。

具体实施方式

下面的术语“归属位置寄存器”(HLR)指包含有关归属于特定节点(多个)的所有用户的配置信息和位置信息的数据库。一个HLR可覆盖多于一个节点。

下面的术语“访问位置寄存器”(VLR)指包含关于在特定节点中操作的用户的信息并且保持指向各个HLR(即VLR中列出的用户所归属的HLR)的指针的数据库。网络中的每一节点已经分配了单独的VLR。

下面的术语“查询表”指复制到每一节点中并且用于在节点之间分配独立和群组地址的表格。它作为一组用于每一单独用户或者群组的独立条目操作，例如作为列表安排，其中每一条目包括对于存储关于该个体或者群组的信息的节点的引用。它可以仅仅是将标识分组在一起的列表，例如通过将地址空间划分为数字块，然后将每一块分配至节点之一，即为每一标识块标识正确的HLR。因为每一节点具有相同的查询表，因而如果用户(或者群组成员)在任一节点注册，那么该节点可立即知道哪一节点包含该用户(或者群组)的HLR。

下面的说明集中在适用于TETRA蜂窝通信系统的本发明实施例。然而将会明白，本发明并不限于此应用，而是可应用于许多其它通信系统(例如，APCO Project 25或者GSM以及其它数字和模拟通信系统)。

参考图1，示出本发明一个实施例中的无线自组织或者专用通信网络100(此后称为网络)。该网络100包括多个节点102、112、120、130、140，它们与网络的其它元件形成交换与管理基础结构(SwMI)。每一所述节点102、112、120、130、140分别具有访问位置寄存器(VLR)108、118、126、136、142。每一所述节点具有查询表的副本104，表明用户向HLR的分配。所述节点的至少一部分102、112、120、130具备归属位置寄存器(HLR)106、116、124、134，并且具有所述HLR的所述节点的至少一部分具备网关110、128。具有HLR的每一节点被分配至具有网关的节点。所述分配的结果是，所述SwMI通过所述分配的网关引导所有去往或来自用户的呼叫。如果第一用户，其数据存储在第三HLR 116中，要求呼叫外部网络，那么由于第三节点112被分配至第一节点102，SwMI通过所述第一网关110引导该呼叫。

根据本发明的一个实施例，向节点进行标识的分配，使得个体仅分配至网关110、128所在的节点102、120中的HLR 106、124。在一个实施例中，网络100所连接的外部网络(多个)具备查询表104或者查询表104的数据子集，以标识属于特定用户的数据被包含在HLR中的节点。如果从外部网络向用户进行呼叫，那么外部网络将具有向分别位于第一和第二节点102或120(包含用户信息的HLR位于此处)的第一网关110或者第二网关128发送呼叫所需的信息。然后网络100可将呼叫路由至用户，因为HLR包含表明用户当前位于哪一节点的信息。

根据本发明的另一实施例，可标识存在网关但未连接至外部网络的节点。在此情况下，不将用户分配至这些节点的HLR，而是仅分配至网关连接至外部网络的节点的HLR。

根据本发明的另一实施例，用户的数据可包含在位于任一节点的HLR 106、116、124、134中，而与这些节点是否拥有网关无关。每一HLR 106、116、124、134包含对于网关110、128所在节点102、120的引用。如果网关与HLR共位，如同第一HLR 106和所述第一网关110的情况，那么HLR中的引用常常指向位于同一节点中的网关，例如所述第一HLR 106将具有对于所述第一网关110的引用，然而也可以不是这样。

网关还包含对于由以前引用这些网关关联的HLR的引用。如上所解释，如果HLR 106没有引用网关110，而是引用网关128(例如，当网关110未连接至外部网络或者不可操作时的情况)，那么HLR 116的以前引用，开始指向网关110，被重定向以指向网关128。

外部网络具备表明每一用户或群组的适当网关的信息。这样，如果从外部网络对于用户或者群组进行呼叫，那么该外部网络标识向其路由呼叫的正确网关110或者128；并且该呼叫一旦由该网关接收，那么它搜索它的每一引用HLR，以寻找包含各个用户或者群组数据的实际HLR，并且因此能够恢复路由该呼叫的位置信息。该呼叫在网络内部的路由可以通过当从HLR接收到路由信息时由网关直接进行，也可以通过将该呼叫转发至用户或者群组的HLR所在的节点来进行，该节点进而将呼叫转发至用户或者所述群组。

可以看出，此实施例还可允许不是所有网关都具有与外部网络的连接的情况。HLR仅包含对于具有与外部网络的连接的网关的引用，并且这些网关具有对于所有HLR的相应引用。

还可以看出，HLR与网关之间的引用可以是唯一的，因而一个HLR仅引用一个网关，并且唯一的网关引用任一HLR。然而在替换实施例中，这些引用不是唯一的，假设每一网关110、128位于查询表的副本104所在的节点，那么来自外部网络的呼叫可路由至用户或者群组，因为用户或者群组的正确HLR可以被容易地识别。

在本发明的一个实施例中，可以通过手工方法，或者通过应用程序的配置来进行表104的配置。

在本发明的另一实施例中，向具有网关的节点分配节点由外部网络控制。在此实施例中，通过该外部网络进行表104的配置，该表可确定哪些是向其路由呼叫的最适当的网关，这些呼叫的目的地是自组织网络100的用户或者群组。

在本发明的另一实施例中，所述节点102、112、120、130、140适于搜索具有网关的节点。此搜索的目的是向分别具有第一和第二网关110、120的所述第一102和第二120节点分配HLR。一旦该搜索过程发现具有网关的节点，那么HLR可记录对于该具有网关的节点的引用，并且可以向该网关提供对于HLR的相应引用。因此作为示例，第三节点112可进行搜索，并且将第一节点102标识为具有适当的第一网关110，并且可存储对于第一节点102的引用，还可向第一网关110提供对于其自身的引用(也就是第三HLR 116)。

搜索过程可包括公知的技术，以向对于网关的引用提供希望特性，例如节点和标识的网关之间的最低连接链路数量，节点和标识的网关之间的最低成本路由，向网关提供特定带宽或者服务能力，向网关提供与外部网络的连接的特定特性，例如服务，连接成本和其它参数或者其任何组合。

该搜索可标识没有外部网络连接的网关，并且可拒绝这些网关，以支持具有外部连接的网关110、128。

搜索可在包含HLR的节点和包含网关的节点之间导致唯一的关系，或者可导致多重关系。

搜索可通过手工动作发起，或者通过其它事件，例如改变网关与外部网络的连接状态，这可包括服务特性的改变。由特性改变导致的搜索可最小化现有网关不可操作的影响。该搜索可由网络中每一具有HLR的节点执行，或者仅由那些引用特性改变的网关的节点执行。该搜索可以通过以软件形式运行在所述节点102、112、120、130、140上的搜索算法执行。

作为搜索或者手工发起的网络更新的结果，包含在一个HLR中的用户信息可移动至另一HLR。例如，如果位于第一节点102的第一网关110与外部网络断开或者被去除，那么包含在第一HLR 106中的用户信息可传送至位于第二节点120的第二HLR 124，该第二节点仍然具有连接的第二网关128。描述用户向HLR分配的查询表104也将被更新。或者，HLR数据可保存在同一节点的HLR中，但是更新引用，使得例如，在位于第一节点102的第一网关110断开或者去除的情况下，第一HLR 106现在可引用具有第二网关128的第二节点120。

完整的节点可从网络100断开。与此节点关联的HLR中的各个用户和群组的数据可根据英国专利申请No.0409473.6移动至另一HLR。例如，如果从网络100去除第一节点102，那么包含在位于第一节点102的第一HLR 106中的用户数据可移动至位于包含第二网关128的第二节点120的第二HLR 124。为了使网络100完全可操作，利用提前存储在第一HLR 106中的新的位置数据更新网络100中的所有VLR108、118、126、136、142。否则，它们将指向并不存在的HLR。

类似地，网络100的重新配置和第一HLR 106向第二节点120的传送修改了网络100的查询表104的结构。然后利用第一HLR 106的记录传送的信息更新网络100的节点中的查询表104。

或者，用户数据可位于其它HLR，例如没有网关的第三节点112的第三HLR 116，并且可以将对于位于第二节点120的第二网关128的引用赋予第三HLR 116，以通过第二网关128实现去往或者来自外部网络用户的访问。

在一个实施例中，HLR 106、116、124、134中的用户配置或者这些HLR 106、116、124、134中的用户分配由节点102、112、120、130提供至外部网络，使得外部网络总是通过与保存用户记录的HLR关联的网关向移动网络提供呼叫。

当个人用户或者群组不需要利用网关的服务时，可以在网络中的任何适当节点形成用户的HLR条目。通常，它可以是接近个人用户或者群组的正常位置的节点。

参考图2，示出一种在自组织或者专用通信网络100中管理去往或者来自外部通信网络的服务的方法。网络100中的每一具有HLR的节点102、112、120、130执行搜索202具有网关110、128的节点。当找到具有网关110、128的节点102、120时，执行该搜索的节点的HLR被分配204至具有该网关的节点。如果找到多于一个的具有网关的节点，那么这些节点选择具有希望特性的网关，例如在节点和识别的网关之间的最低连接链路数、在节点和识别的网关之间的最低成本路由，选择具有特定带宽或者服务能力的网关，选择具有与外部网络连接的特定特性的网关，例如服务、连接成本以及其它参数或其任何组合。

在一个实施例中，如果没有网关的第三节点112被分配至具有网关的第一节点102，并且所述第一节点将被重新配置206，那么分配204至第一节点的HLR被传送208至另一具有网关的节点。在一个实施例中，被传送至第一节点102的所述HLR的记录与第一HLR 106的记录合并。在另一实施例中，传送至第一节点102的所述HLR的所述记录被分配至所述第一节点102，作为除了在所述传送之前分配至所述第一节点102的第一HLR 106之外的独立HLR。当所述节点从网络100临时断开时，该方案特别有利(因为允许容易的回传)。

或者代替传送HLR，更新各个HLR中的引用以指向具有网关的节点。

Claims

1.一种通信网络，所述通信网络为无线自组织或者专用通信网络(100)，包括多个节点和多个用户，这些节点形成交换与管理基础结构SwMI的一部分，其中每一所述节点具有访问位置寄存器VLR，并且所述节点的至少一部分具备归属位置寄存器HLR，并且具有所述HLR的节点中的至少一部分具备网关，所述无线自组织或者专用通信网络(100)特征在于，每一具有HLR的节点被分配至具有网关的节点，并且所述SwMI适于通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述无线自组织或者专用通信网络的用户去往外部网络的所有呼叫至所述外部网络，和通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述外部网络去往所述无线自组织或者专用通信网络的用户的所有呼叫。

2.如权利要求1的所述通信网络，其中如果所述分配是a)预定的，或b)由外部网络控制，或c)作为搜索具有网关的节点的结果而执行，那么具有HLR的节点适于执行向具有网关的节点的所述分配。

3.如权利要求2的所述通信网络，其中a)如果第一网关不可用，或者b)如果第一网关的特性改变，那么具有第一网关的第一节点适于从属于所述第一节点的第一HLR向具有第二网关的第二节点传送数据。

4.如权利要求2的所述通信网络，其中a)如果第一网关不可用，或者b)如果第一网关的特性改变，那么具有第一网关的第一节点适于从属于所述第一节点的第一HLR向具有第二网关的第二节点产生引用。

5.如权利要求1的所述通信网络，其中所述HLR中的一个或者多个适于存储对于一个或者多个网关的引用。

6.如权利要求5的所述通信网络，其中所述多个节点中的每一个或者所述多个节点中的VLR具有查询表，该查询表适于为在所述无线自组织或者专用通信网络中操作的每一用户标识正确的HLR，并且所述多个节点适于利用HLR中的变化更新所述查询表。

7.如权利要求6的所述通信网络，其中所述具有HLR的节点适于向外部网络提供来自所述HLR的位置信息。

8.一种在通信网络中管理去往或者来自外部网络的服务的方法，所述通信网络为无线自组织或者专用通信网络，所述无线自组织或者专用通信网络包括多个节点和多个用户，这些节点形成交换与管理基础结构SwMI的一部分，其中每一所述节点具有访问位置寄存器VLR，并且所述节点的至少一部分具备归属位置寄存器HLR，并且具有所述HLR的节点中至少有一部分具备网关，所述方法特征在于，分配每一具有HLR的节点至具有网关的节点，并且所述SwMI通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述无线自组织或者专用通信网络的用户去往所述外部网络的所有呼叫至所述外部网络，和通过所分配至的所述具有网关的节点引导来自所述外部网络去往所述无线自组织或者专用通信网络的用户的所有呼叫。

9.如权利要求8的所述方法，其中如果执行所述分配的步骤是a)预定的，或b)由外部网络控制，或c)作为搜索具有网关的节点的结果而执行，那么具有HLR的节点适于执行向具有网关的节点的所述分配。

10.如权利要求9的所述方法，其中如果第一网关不可用或者如果第一网关的特性改变，那么具有第一网关的第一节点从属于所述第一节点的第一HLR向具有第二网关的第二节点传送数据。