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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme
und insbesondere auf ein Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen, Empfangen
und Ausführen
von Anwendungsabfragenachrichten über einen Internetprotokolltransport.
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Hintergrund der Erfindung
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Bestehende
Signalisierungssystem sieben (SS7)-Nachrichten werden ausschließlich über die öffentlichen
Fernsprechnetze (PSTNs) unter Verwendung von Standardtransportprotokollen
(z. B. MTP3/2/1) und T1/E1-Leitungen transportiert. Im Laufe der
Jahre hat SS7 eine große
Menge von Anwendungen und Diensten entwickelt, die jetzt als jeglichem
Telefonsystem immanent betrachtet werden. Zum Beispiel sind Anruferidentifizierung,
Anrufweiterschaltung, Anruf- Roaming
... usw. alle durch SS7 entwickelt worden und werden weitgehend
von ihm verwendet.
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In
letzter Zeit jedoch bewegen sich immer mehr Netze in Richtung eines
Internet Protcol (IP)-basierten Transports. Der Schritt zu einem IP-basierten
Transport stellt Flexibilität
und geringere Kosten zur Verfügung,
wird aber nicht ohne eine Heerschar an neuen Problemen sein, die
umfassen, wie existierende SS7-Dienste und Anwendungen über das
IP-basierte Netz aufrechtzuerhalten sind. Deshalb besteht ein Bedarf
für ein
Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen,
Empfangen und Ausführen von
einer SS7-Anwendung und Abfragenachrichten über einen IP-basierten Netztransport.
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Ein
Beispiel kann man in der WO 00/35205 finden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Kommunikationssystems von 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 veranschaulicht
ein SS7-Information umfassendes IP-Paket gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
ein Blockdiagramm des SS7/IP-Benutzeranwendungsproxys (SAP) gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des SAP von 4 gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Um
den oben erwähnten
Bedarf anzugehen, wird hier ein Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen,
Empfangen und Ausführen
von SS7-Benutzeradaptationsnachrichten zur Verfügung gestellt. Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine SS7-Anwendungsproxyfunktion
zur Verfügung
gestellt, die bestimmte SS7-Benutzeradaptationsnachrichten
innerhalb eines IP-Pakets empfängt,
den Typ an angeforderter Anwendung ermittelt und diese Nachrichten
an eine geeignete Anwendung weiterleitet. Da Standard-SS7-Nachrichten über einen
IP-Transport übertragen
werden, werden die Transportvorteile falls IP mit den vorhandenen
Anwendungen/Diensten, die von SS7 zur Verfügung gestellt werden, kombiniert.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zum Empfangen und Ausführen einer
Anwendungsabfragenachricht über
einen IP-Transport. Wobei das Verfahren die Schritte zum Empfangen
eines IP-Pakets, Extrahieren einer SS7-Benutzeradaptationsnachricht aus dem
IP-Paket und Ermitteln einer geeigneten Benutzeranwendung aus der
SUA-Nachricht umfasst. Eine geeignete Adresse zur Ausführung der
Benutzeranwendung wird ermittelt und die SUA-Nachricht wird innerhalb
eines zweiten IP-Pakets neu verkapselt. Schließlich wird das zweite IP-Paket
mit der SUA-Nachricht an die geeignete Adresse zur Ausführung der
Benutzeranwendung weitergeleitet.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst zusätzlich ein Verfahren zum Empfangen
und Ausführen
einer Anwendungsabfragenachricht über einen IP-Transport. Wobei
das Verfahren die Schritte zur Empfangen eines IP-Pakets, Extrahieren
einer SS7-Benutzeradaptationsnachricht aus dem IP-Paket und Ermitteln
einer geeigneten Benutzeranwendung aus der SUA-Nachricht umfasst. In der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Benutzeranwendung aus der Gruppe
bestehend aus Benutzerauthentifizierung, Anruferidentifizierung,
Anrufweiterschaltung und Anruf-Roaming ausgewählt. Eine geeignete Adresse
zur Ausführung der
Benutzeranwendung wird ermittelt und die SUA-Nachricht wird innerhalb
eines zweiten IP-Pakets neu verkapselt. Schließlich wird das zweite IP-Paket
mit der SUA-Nachricht an die geeignete Adresse zur Ausführung der
Benutzeranwendung weitergeleitet.
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Schließlich umfasst
die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Empfangen und Ausführen einer
Anwendungsabfragenachricht über
einen Internetprotokolltransport. Die Vorrichtung umfasst eine logische
Schaltung, die über
ein erstes IP-Paket als einen Eingang und ein zweites IP-Paket als
einen Ausgang verfügt,
wobei das erste IP-Paket eine SS7-Benutzeradaptations(SUA)-Nachricht
und eine erste IP-Adresse
umfasst, und das zweite IP-Paket die SS7-Benutzeradaptationsnachricht
und eine zweite IP-Adresse umfasst. Eine SS7-Anwendungsdatenbank
wird zur Verfügung
gestellt, die mit der logischen Schaltung verbunden ist, wobei die
SS7-Anwendungsdatenbank die logische Schaltung mit der zweiten IP-Adresse
versieht.
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Wendet
man sich nun den Zeichnungen zu, wobei gleiche Ziffern gleiche Bauteile
bezeichnen, handelt es sich bei
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1 um
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 100 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, umfasst das Kommunikationssystem 100 ein Heimatnetz 101,
ein Roaming-Netz 102 und ein dazwischen liegendes IP-Netz 103.
In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen sowohl die Heimat- wie auch
Roamingnetze 101 und 102 Funkzugangsnetze (RANs) 109 und SS7-Benutzeradaptationsproxyfunktionen
(SAPs) 104 und 105. Die Netze 101 und 102 umfassen
auch eine Mehrzahl von SS7-Benutzeradaptationen 106, Router 107 und
Datenbank/DNS-Suche 110.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dienen die SAPs 104 und 105 als
Proxy-Server, die in Erwiderung auf eine Anforderung, das zu tun,
bestimmte Nachrichten an ein anderes System weiterleiten. Insbesondere
handelt es sich bei den SAPs um logische Einheiten, die verwendet
werden, um für
all die SS7-Benutzeradaptations(SUA)-Dienstknoten für die eingehenden SUA-Nachrichten
entweder aus dem IP-Netz oder aus dem SS7-Netz über ein Signalisierungsgateway unter
Verwendung der Stream Control Transmission Protocol (SCTP)-Verbindung
mit dem Anwendungs-Server-Prozess/Signalisierungs-Gateway-Prozess
(ASP/SGP) ein Front-End zur Verfügung
zu stellen.
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Bei
den RANs 109 handelt es sich vorzugsweise um zellulare
Kommunikationssysteme, die ein Kommunikationsprotokoll, wie z. B.,
aber nicht beschränkt
auf, ein Systemprotokoll mit Mehrfachzugriff im Codemultiplex (CDMA),
das Narrowband Advanced Mobile Phone Service (NAMPS)-Protokoll,
das analoge zellulare Mobilfunkstandard (AMPS)-Protokoll, das Protokoll
des zellularen Mobilkommunikationssystems der zweiten Generation
(GMS), General Packet Radio System (GPRS), das Personal Digital Cellular
(PDC)-Protokoll oder das United States Digital Cellular (USDC)-Protokoll,
verwenden.
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Bei
Betrieb empfangen die SAPs 104 und 105 Standard-SS7-Benutzeradaptations(SUA)-Nachrichten,
die innerhalb von IP-Paketen verkapselt sind. Wie es sich für einen
ordentlichen Fachmann verstehen würde, umfassen SUA-Nachrichten
SCCP-Benutzerdaten wie durch die Internet Engineering Task Force
(IETF) im draft-IETF-sigtran-SUR-07.txt definiert. In der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung extrahieren die SAPs 104 und 105 die
SUA-Nachrichten aus den IP-Paketen und ermitteln den Typ an Dienst
oder Anwendung, der angefordert wird. In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dient jede SUA 106 dazu, einen
SS7-Dienst/Anwendung zur Verfügung
zu stellen. Ist der Dienst oder Anwendung durch den SAP erst einmal
ermittelt worden, dann leitet der SAP die SUA-Nachricht an die geeignete
Anwendung (SUA) 106 zur Ausführung weiter.
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Zum
Beispiel kann das RAN 109 den SAP 105 mit einer
Standard-SS7-Anforderung für
eine Authentifizierung versehen. Die Standardauthentifizierungsnachricht
wird innerhalb eines IP-Pakets verkapselt und zum SAP 105 übertragen.
Einmal empfangen, prüft
der SAP 105 die SUA-Nachricht, bei der es sich in diesem
Fall um eine SS7-Authentifizierungsnachricht handelt, und ermittelt
den Typ von empfangener Nachricht. Ist der Typ von Nachricht erst
einmal ermittelt, wird eine geeignete SUA 106 ermittelt.
Die SS7-Nachricht wird an diejenige bestimmte SUA 106 übermittelt.
Abhängig
davon, welcher Typ von SS7-Nachricht an die SUA 106 weitergeleitet worden
ist, kann der SAP 105 eine Antwort von der SUA 106 empfangen,
die an den bestimmten Dienst/Anwendungsanforderer weitergegeben
wird.
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Da
Standard-SS7-Nachrichten, die über
einen IP-Transport übertragen
werden, vom SAP 105 verwendet werden können, kombiniert das oben beschriebene
Kommunikationssystem die Transportvorteile falls IP mit den bestehenden
Anwendungen/Diensten, die durch SS7 zur Verfügung gestellt werden.
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2 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb von Kommunikationssystem 100 von 1 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Zwar ist das Kommunikationssystem 100 im
Stande, alle SS7-Dienste/Anwendungen
zu verarbeiten, doch veranschaulicht die Beschreibung, die folgt,
den Betrieb von Kommunikationssystem 100 während einer
Benutzerauthentifizierung.
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Der
logische Ablauf beginnt bei Schritt 201, wo ein Roaming-Benutzer
(nicht dargestellt) auf ein RAN 109 zugreift. Als Teil
eines Zugriffs auf ein RAN wird das RAN mit einer Mobilstationskennung
(üblicherweise
einer internationalen Mobilstationskennung (IMSI)) versehen. Das
RAN 109 sendet dann eine Standard-SS7-Authentifizierungsnachricht (SUA-Nachricht)
an den SAP 105 (Schritt 203). Wie oben beschrieben,
wird die Authentifizierungsnachricht in ein IP-Paket verkapselt
und über
ein IP-Protokoll an den SAP 105 übertragen. Ist die Nachricht
erst einmal vom SAP 105 empfangen worden, ermittelt der
SAP 105 den Typ von SUA-Nachricht zusammen mit einer geeigneten
SUA 106 (Schritt 205). Ist durch den SAP 105 eine
geeignete SUA 106 erst einmal ermittelt worden (in diesem
Fall eine SUA, die eine Authentifizierung durchführt), wird die SUA mit der SS7-Nachricht,
die eine Authentifizierung anfordert, verse hen (Schritt 207).
Wie oben beschrieben, dient eine SUA 106 dazu, eine bestimmte
SS7-Anwendung/Dienst auszuführen,
und in diesem Beispiel authentifiziert die SUA 106 den
mobilen Benutzer (Schritt 209) und sendet eine geeignete
SS7-Nachricht an
den SAP 105 zurück,
wobei der Roaming-Benutzer entweder authentifiziert wird oder abgelehnt wird
(Schritt 211). Diese Nachricht wird dann an das anfordernde
RAN 109 übermittelt.
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Während der
Authentifizierung (Schritt 209) führt die SUA 106 tatsächlich eine
Reihe von Schritten aus, die für
Authentifizierungszwecke erforderlich sind. Insbesondere ermittelt
die SUA 106 aus der IMSI eine Landeskennzahl, Ortsnetzkennzahl
und Vermittlungskennzahl für
das Heimatnetz des Roaming-Benutzers. Ist das Heimatnetz des Benutzers erst
einmal ermittelt, muss ein bestimmter Knoten in diesem Netz ermittelt
werden, damit der Knoten befragt werden kann, ob es sich bei dem
Benutzer um einen zulässigen
Benutzer handelt oder nicht. Um das zu Stande zu bringen, greift
die SUA 106 auf einen lokalen Domain Name Server (DNS) 111 über das
Netz 103 zu und versieht den Server mit einer übersetzten
IMSI, genannt E.214-Nummer, (CC + NPA + Vermittlungskennung) über eine
DNS-Abfrage. Der lokale DNS-Server 111 ermittelt
eine IP-Adresse für
einen SAP 104, der im Heimatnetz des Benutzers besteht.
Die IP-Adresse für
den SAP 104 im Heimatnetz wird dann der SUA 106 im
Roaming-Netz über
die Antwort auf die DNS-Abfrage zur Verfügung gestellt. Nach Empfangen
dieser IP-Adresse für
den SAP sendet die SUA 106 eine SS7-SUA-Authentifizierungsnachricht
an den SAP 104 unter Verwendung dieser IP-Adresse. Der
SAP 104 leitet die Authentifizierungsnachricht an eine
geeignete SUA 106 im Heimatnetz weiter und die SUA 106 im
Heimatnetz sendet eine Autorisierungsnachricht an die SUA 106 im
Roaming-Netz zurück.
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Wie
oben erörtert,
war die vorangehende Erörterung
auf eine Benutzerauthentifizierung beschränkt, jedoch kann gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung jegliche SS7-Anwendung/Dienst über das
obige Verfahren ausgeführt
werden.
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3 veranschaulicht
ein SS7-Information umfassendes IP-Paket 300 gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, umfasst das IP-Paket 300 Overheadinformation,
Quelladresse, Zieladresse, Optionen und Füllzeichen und eine SS7-Dienst/Anwendungs(SUA)-Nachricht 301.
Wie ein ordentlicher Fachmann verstehen würde, umfasst die Overheadinformation
für das
IP-Paket Informationen, wie z. B. die IP-Version, Gesamtpaketlänge, Lebenszeit,
Header-Prüfsumme
... usw. Zusätzlich,
wie oben erörtert, umfasst
die SUA-Nachricht Signaling Connection and Control Protocol (SCCP)-Daten
wie in der ITU-Spezifikation Q.713 beschrieben.
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4 ist
ein Blockdiagramm des SS7/IP-Benutzeranwendungsproxys (SAP) gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, umfasst der SAP 105 eine
logische Schaltung 401 und eine SS7-Anwendungsdatenbank 403. In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung greift die logische Schaltung 401 auf
die Datenbank 403 zu, um zu ermitteln, wohin eine empfangene
SUA-Nachricht weiterzuleiten ist. Insbesondere empfängt die
logische Einheit 401 ein erstes IP-Paket 300,
das über
eine erste Adresse verfügt.
Die logische Schaltung 401 ruft dann die innerhalb des
IP-Pakets 300 verkapselte bestimmte SUA-Nachricht 201 ab.
Ist die SUA-Nachricht 301 erst einmal ermittelt worden,
wird auf die Datenbank 403 zugegriffen, um eine zweite
IP-Adresse der geeigneten SUA zu ermitteln. Die SUA-Nachricht 301 wird
in ein neues IP-Paket
neu verkapselt und an die geeignete SUA übertragen.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb vom SAP 105 von 4 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Der logische Ablauf beginnt
bei Schritt 501, wo die logische Einheit 401 das
IP-Paket 300 empfängt.
Wie oben erörtert,
umfasst das IP-Paket 300 eine
Standard-SS7-Benutzeranwendungsnachricht 301, wie in 3 dargestellt.
Einmal empfangen, wird die SUA-Nachricht 301 aus dem IP-Paket 300 in Schritt 503 extrahiert.
In Schritt 505 wird eine Benutzeranwendung ermittelt und
es wird auf die Datenbank 403 zugegriffen, um eine geeignete
Adresse für die
Benutzeranwendung zu ermitteln. Wie oben erörtert, umfassen die Netze 101 und 102 mehrere
SUAs 106, wobei jede im Stande ist, einen bestimmten SS7-Dienst/Anwendung
auszuführen.
Deswegen muss die logische Schaltung 401 eine bestimmte SUA 106 zum
Weiterleiten der SUA-Nachricht 301 ermitteln. Diese Information
wird von der Datenbank 403 zurückgesendet.
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Weiter
in Schritt 507 verkapselt die logische Schaltung 401 die
SUA-Nachricht 301 innerhalb eines zweiten IP-Pakets neu. In der
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite IP-Paket die Adresse
der SUA, die die innerhalb der SUA-Nachricht angeforderte Anwendung ausführen wird.
Schließlich,
in Schritt 509, wird die SUA-Nachricht an die geeignete
SUA 106 weitergeleitet.
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Es
sollte beachtet werden, dass, zusätzlich zum Weiterleiten der
SUA- Nachricht 301 an die geeignete SUA 106, die
logische Einheit auch Information von der SUA 106 zu rück empfangen
kann. Zum Beispiel wird in Situationen, wo die Ausführung einer bestimmten
SS7-Anwendung dazu führt,
dass Information zurückgesendet
wird, diese Information zur weiteren Verarbeitung an die SUA 106 zurückgesendet.
Zum Beispiel, wie oben erörtert,
führt eine SS7-Authentifizierungsnachricht
zur Rücksendung von
bestimmter Information (z. B., ob es sich bei dem Benutzer um einen
zulässigen
Benutzer handelt). Nachdem die logische Einheit 401 die
Authentifizierungsnachricht an die geeignete SUA 106 weiterleitet,
wird die SUA 106 die Anwendung ausführen und die logische Einheit 401 mit
einer geeigneten Antwort versehen.
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Zwar
ist die Erfindung insbesondere dargestellt und beschrieben worden
in Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform,
doch versteht es sich für die
Fachleute, dass verschiedene Änderungen
bei Form und Einzelheiten vorgenommen werden können. Zum Beispiel ist beabsichtigt,
dass solche Änderungen
in den Umfang der folgenden Ansprüche fallen.