FI106089B - Liikkuvan päätelaitteen seuranta matkaviestinjärjestelmässä - Google Patents

Description

ι 106089

Liikkuvan päätelaitteen seuranta matkaviestinjärjestelmässä

Keksinnön ala Tämä keksintö koskee menetelmää liikkuvan päätelaitteen sijainnin 5 määrittämiseksi useita tukiasemia sisältävässä solukkorakenteisessa matkapuhelinjärjestelmässä, jossa päätelaite voi liikenneyhteyden aikana liikkua solusta toiseen ja liikennealueelta toiselle.

Tekniikan tausta 10 Matkapuhelinverkon päätelaitteen ollessa liikenne- tai signalointiyh teydessä verkkoon ei tieto päätelaitteen sijainnista ja liikkumisesta verkossa ole yleensä ollut ensiarvoisen tärkeää. Kuitenkin tieto päätelaitteen sijainnista ja liikkumisesta on eräissä tapauksissa tavoiteltava verkko-operaattorin palvelu. Eräs tällainen tapaus on esimerkiksi silloin, kun viranomainen haluaa 15 jostain syystä seurata tietyn matkaviestimen liikkumista verkossa.

Seuraavassa selostetaan matkapuhelinverkon rakennetta ja toimintaa käyttäen esimerkkinä kuvassa 1 esitettyä tunnettua GSM-matkapuhelinver-kkoa. Muut digitaaliset matkapuhelinverkot sisältävät samoja verkkoelementtejä kuin GSM-verkossa on. Solussa olevan matkaviestimen MS (Mobile Sta-20 tion) ja verkon välinen kommunikointi tapahtuu radioteitse tukiaseman BTS (Base Transceiver Station) välityksellä. Tukiasemat BTS on kytketty tukiasemaohjaimeen BSC (Base Station Controller). Yhden tukiasemaohjaimen BSC hallinnassa on yleensä useita tukiasemia BTS, jotka voidaan ketjuttaa toisiinsa tai kaapeloida suoraan tukiaseman ohjaimeen kuten kuviossa on havainnol-25 listettu. Näiden tukiasemien kattama maantieteellinen alue on nimeltään kut-sualue LA (Location Area) ja tällä alueella oleville matkaviestimille tarkoitetut kutsut lähetetään näiden tukiasemien kautta. Kuviossa 1 on esitetty kuusi kut-sualuetta. Matkaviestin voi liikkua kutsualueella ilman, että sitä koskevia sijaintitietoja tarvitsee päivittää.

. 30 Useita tukiasemaohjaimia on kytketty yhteen matkapuhelinkeskuk- * seen MSC (Mobile Switching Center), joka suorittaa matkapuhelinverkon pää asialliset kytkentätoiminnot. Lisäksi se yhdistää matkapuhelinverkon ulkoisiin verkkoihin. Matkapuhelinkeskuksen hallinnassa olevien kutsualueiden kokonaisuutta kutsutaan keskusalueeksi. Kuviossa keskuksen MSC 1 keskusalue 35 käsittää kutsualueet a, b ja c ja keskuksen MSC 2 keskusalue käsittää kutsu- 2 106089 alueet d, e ja f. Kaikki keskusalueelta alkavat ja sinne päättyvät puhelut välitetään saman matkapuhelinkeskuksen kautta. Jos matkaviestinverkkoon kuuluu useita matkapuhelinkeskuksia kuten, kuviossa keskukset MSC 1 ja MSC 2, muodostavat niiden keskusalueet yhdessä matkaviestinverkon toiminta-alu-5 een, jolla tarkoitetaan yhden verkon kattamaa maantieteellistä aluetta. Verkko on lähes aina yhden operaattorin hoidossa.

Matkapuhelinverkkoon kuuluu myös erilaisia tietokantoja. Kotirekisteriin HLR (Home Location Register) on tallennettu tilaajien tiedot pysyvästi riippumatta tilaajan sen hetkisestä sijainnista. Jos verkko on laaja ja tilaajia 10 paljon, on käytössä useita kotirekistereitä, kuviossa HLR a, HLR b ja HLR c. Numeroavaruus on jaettu näille rekistereille, jolloin tilaajatietojen haku on nopeampaa. Vierailijarekisteri VLR on nykyisin integroitu jokaiseen matkapuhelinkeskukseen ja siihen tallennetaan kotirekisteristä haetut tilaajatiedot siksi aikaa, kun tilaaja vierailee VLR:n alueella ts. keskusalueella. Esimerkiksi kuvios-15 sa 1 on matkapuhelinkeskuksen MSC 1 yhteydessä olevaan vierailijarekisteriin 5 tallennettu solussa 1 olevan matkaviestintilaajan tiedot. Matkaviestin MS voi vapaasti liikkua kutsualueella a ilman, että näitä tietoja täytyisi päivittää.

Sijainninpäivitys tehdään aina kun tilaaja kytkeytyy verkkoon. Kun tilaaja esim. solussa 1, kuva 1, kytkee matkaviestimensä MS päälle, se signaloi 20 tukiasemalle 2 sijainninpäivityspyynnön, joka ohjataan tukiaseman ohjaimen 3 kautta matkapuhelinkeskukseen MSC1 ja edelleen viitenumerolla 5 merkittyyn vierailijarekisteriin VLR. Rekisteri pyytää tilaajaa lähettämään tilaajatunnuk-sensa, jonka perusteella VLR saa tietää tilaajan kotirekisterin, joka on tässä . tapauksessa HLR a. Vierailijarekisteri pyytää kotirekisteriä HLR a lähettämään 25 tilaajan tunnistamisessa ja yhteyden salauksessa tarvittavat autentikointipara-metrit. Onnistuneen tilaajan autentikoinnin jälkeen kotirekisteri HLR a tietää, minkä vierailijarekisterin ts. matkapuhelinkeskuksen alueella tilaaja on ja se lähettää kyseiseen vierailijarekisteriin 5 tilaajatiedot. Nyt tilaajan sijainti on päivitetty eli HLR a tietää VLR 5:n osoitteen ja VLR 5 tietää kutsualueen a, missä 30 matkaviestin on.

Sijainninpäivitys tehdään myös aina kun tilaaja siirtyy kutsualueelta toiselle, esim. kuviossa 1 matkaviestimen MS siirtyessä kutsualueelta 11 kut-sualueelle 12. Tämä päivitys tehdään matkaviestimen aloitteesta, joka informoi vierailijarekisteriä muuttuneesta kutsualueesta. Jos kutsualue kuuluu samaan 35 keskusalueeseen ts. saman vierailijarekisterin VLR kontrolliin kuten esimerkis- 3 106089 sämme, ei kotirekisteriin HLR a tallennettua vierailijarekisterin 5 osoitetta tarvitse muuttaa. Osoite muuttuu vain, jos tilaaja siirtyy toiselle keskusalueelle, esim. kutsualueelta c kutsualueelle d, jolloin vierailijarekisteri 7 ilmoittaa osoitteensa kotirekisteriin HLR a ja kotirekisteri lähettää tilaajatiedot vierailijarekiste-5 riin 7.

Sijainninpäivitys voidaan tehdä myös jaksottaisesti tietyin aikavälein (Periodic Location Update). Tällöin matkaviestimessä olevan aikalaskurin täyttyminen laukaisee sijainninpäivityksen.

Edellä olevan perusteella on tiedossa, että kotirekisteri tietää aina 10 vierailijarekisterin, johon liittyvän matkapuhelinkeskuksen keskusalueella tilaaja on, ja vierailijarekisteri tietää, millä kutsualueella tilaaja on. Kutsualueen tunnus on yksikäsitteinen. Tilaajan liikkuessa missä tahansa verkossa nämä tiedot päivittyvät. Tämä pätee osittain myös, mikäli tilaaja liikkuu sellaisen toisen operaattorin verkossa, jonka kanssa omalla operaattorilla on yhteistoimintasopi-15 mus (roaming). Tällöin kotirekisteri tietää tilaajasta vain sen, kenen verkkoon tilaaja on rekisteröitynyt. Ulkomaan tapauksessa tiedetään, missä maassa ja kenen operaattorin verkossa tilaaja on.

Tärkeä osa matkapuhelinjärjestelmää on järjestelmän hallinta. Useimmiten hallintatoiminto on keskitetty hallintakeskukseen 8 (OMC, Opera-20 tion & Maintenance Center), josta verkkoelementtien konfigurointi, hallinta, testauksen, ohjelmistojen lataukset (downloading) jne. suoritetaan kaukokäyt-töisesti ja keskitetysti. Kuviossa hallintakeskuksesta 8 lähtevät ja verkkoele-mentteihin päättyvät katkoviivat kuvaavat hallintayhteyksiä. Toinen tärkeä matkapuhelinjärjestelmää on verkonsuunnittelujäijestelmä, jolla lasketaan verk-25 kotopologia kun uusia soluja lisätään, vanhoja poistetaan ja solukokoja muutetaan. Tämän verkonsuunnittelujäijestelmän tiedossa ovat tukiasemien koordinaatit ja solujen peittoalueet. Verkonsuunnittelu voidaan sisällyttää myös järjestelmän hallintaan

Viitataan nyt kuvioon 2 sekä kuvioihin 3A - 3 B. Kuviossa 2 on esi-30 tetty tiivistettynä ne keksinnön kannalta olennaiset tiedot, jotka eri verkkoele-meriteillä tilaajasta on ja mitkä tiedot on tallennettu päätelaitteen MS tilaajakortille. Kuvio vastaa kuviota 1 siten, että kyseessä on keskuksen MSC1 keskusalue, jossa on kolme kutsualuetta. Jokaisella kutsualueella on oma kutsualueen tunniste LAI (Location Area Identity), joita tässä on merkitty kirjaimilla a, b 35 ja c. Kutsualueen tunnisteen sisältö on esitetty kuviossa 3B ja tunniste muo- 4 106089 dostuu matkaviestinverkon maatunnuksesta MCC, Suomessa tunnus on 244, matkaviestinverkkotunnuksesta MNC, joka on operaattorikohtainen parametri, ja kutsualuekoodista LAC (Location Area Code). Operaattorin kutsualueiden tunnisteet eroavat toisistaan siten vain LAC koodin suhteen. Matkaviestinverk-5 kotunnuksia on Suomessa myönnetty 10 kpl ja esimerkiksi operaattorilla Telecom Finland on käytössään MNC tunnukset 91 ja 92.

Kutsualueen tunniste on LAI tämän alueen tukiaseman ohjaimen BSC muistissa. Kun matkaviestin on jollakin kutsualueella, on se myös vastaanottanut verkosta tämän kutsualueen tunnisteen LAI ja tallentanut sen 10 muistiinsa. Matkaviestimen SIM kortilla on tallennettuna matkaviestimen liitty-mänumero (puhelinluettelonumero) MSISDN ja kansainvälinen matkaviestintilaajan tunnus IMSI (International Mobile Subscriber Identity). Kun matkaviestin on rekisteröitynyt verkkoon, on sen sijaintialuetunnus LAI, puhelinnumero MSISDN ja tunnus IMSI tallennettuna keskuksen MSC vierailijarekisteriin VLR. 15 MSISDN numeroa ei ole välttämätöntä tallentaa SIM kortille vaan numero siirretään sijainninpäivityksen yhteydessä kotirekisteristä vierailijarekisteriin muiden tilaajaparametrien yhteydessä.

Vierailijarekisterissä on lisäksi pooli ns. vaellusnumeroja MSRN (Mobile Station Roaming Number). Numeroa käytetään silloin kun matkavies-20 timelle on tulossa puhelu. Tällöin VLR:n vastaus kysyvän HLR:n tiedusteluun tilaajan sijainnista on ottaa poolista yksi MSRN, antaa se tilapäisesti tilaajan numeroksi ja lähettää kysyvälle HLRille tämä numero. MSRN numeron perusteella puhelu voidaan reitittää kauttakulkuverkkojen kautta tähän keskuk--, seen ja tilaajanumeron loppuosan merkkien mukaan edelleen tilaajalle. Puhe- 25 lun päätyttyä vaellusnumero vapautetaan uudelleen käytettäväksi.

Liittymänumeron MSISDN sisältö on kuvion 3A mukainen. Se sisältää maatunnuksen CC (Country Code), esim. jos ruotsalainen tilaaja on Suomessa, maatunnus on +358, kansallisen suuntatunnuksen NDC (National Destination Code), joka käytännössä on operaattorin suuntanumero ja on \ 30 Suomessa Telen verkossa 40, ja “tilaajanumeron”. Viimeisenä on tilaajan yk silöivä numero SN (Subscriber Number).

Sen perusteella, mitä kuvioiden 2 ja 3A - 3B mukaan on selostettu, on kotirekisteriin HLR talletettu aina tilaajan liittymänumero MSISDN, tilaajan kansainvälinen matkaviestintilaajan tunnus IMSI ja sen vierailijarekisterin VLR 35 osoite, jossa tilaaja on. Vierailijarekisteriin on tilaajan MSISDN ja IMSI nume- s 106089 reiden lisäksi tallennettu sen kutsualueen tunniste LAI ja siten kutsualueen koodi LAC, jossa tilaaja sillä hetkellä on. Kun MS liikkuu kuvion 2 kutsualueelta a kutsualueelle b, muuttuu matkapuhelimen ja tukiaseman ohjaimen muisteissa sekä vierailijarekisterissä ainoastaan LAC tunnus. Kotirekisterissä ei tapah-5 du muutoksia.

Tunnetut matkapuhelinjärjestelmät tarjoavat mahdollisuuden päätelaitteen paikannukseen. Paikannustarkkuus voi olla solu. Tällöin matkaviestimen aloittaessa puhelua tai muodostettaessa puhelua matkaviestimeen tukiasema saa tietää matkapuhelimen oleskelusolun tunnisteen matkaviesti-10 men signaloimasta puhelunmuodostussanomasta. Matkaviestin puolestaan on vastaanottanut tunnisteen tukiaseman lähettämältä yleislähetyskanavalta. Sanomassa oleva tunniste voi toimia triggauksena älyverkkoon.

Paikannustarkkuus voi olla myös pienempi kuin solu. Tällöin järjestelmän on oltava sellainen, että myös naapuritukiasemat vastaanottavat 15 matkaviestimen lähetettä, jolloin lähetteiden aikaeroista voidaan laskea sijainti.

On myös mahdollista käynnistää matkapuhelinkeskuksessa ohjelma, joka tallentaa esim. puhelunmuodostuksen yhteydestä saatavia seurantatietoja levymuistiin, josta ne voidaan jälkeen päin lukea. Tämä tapa 20 kuormittaa keskuksen muistia hyvin paljon, joten seurattavien päätelaitteiden lukumäärä ei voi olla suuri.

Tunnettujen sijainninmääritystapojen haittoina on, että sijainti voidaan määrittää vain silloin, kun matkaviestin on muodostamassa puhelua ja puhelun aikana. Seurantatiedot ovat siten vaillinaisia. Älyverkkoa käytettäes-25 sä on hankalaa reitittää puhelu älyverkon palvelun kytkentäpisteeseen SSP (Service Switching Point) Tämän keksinnön tavoitteena on päätelaitteen seurantajärjestelmä, jolla ei ole tunnettujen tapojen haittoja. Tavoitteena on pystyä seuraamaan päätelaitteen liikkumista verkossa riippumatta siitä, onko se liikenneyhtey-30 dessä vaiko idle-tilassa kuunnellen vain hakukutsuja. Erityisesti tavoitteena on hyödyntää matkapuhelinverkon jo olemassa olevia ominaisuuksia mahdollisimman paljon.

Asetetut tavoitteet saavutetaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa esitetyin määrittein.

35 β 106089

Keksinnön lyhyt yhteenveto

Keksinnössä käytetään hyväksi sitä matkapuhelinjärjestelmien ominaisuutta, että päätelaitteen sijainti kutsualueen tarkkuudella on aina järjestelmän tiedossa, ja sitä, että maantieteellinen verkkotopologia on verkon-5 suunnittelujärjestelmän tiedossa.

Seurantajärjestelmä koostuu kolmesta toiminto-osasta: ensimmäinen osa. antaa matkapuhelinjärjestelmälle kyselysyötteenä seurattavan päätelaitteen liittymänumeron ja saa vasteena syötteelle tiedon, mistä tilaajan sijainti-aluetta on kysyttävän. Toinen toiminto-osa kysyy tilaajan sijainti-10 aluetta ja saa vasteena kutsualuekoodin, joka yksikäsitteisesti identifioi kut sualueen. Kolmas toiminto-osa hakee tilaajan sijaintialuetta vastaavat tiedot kutsualuetaulukosta ja huolehtii tulosten raportoimisesta.

Etukäteen on muodostettu verkonsuunnittelujärjestelmästä saatavan solutopologiatietojen perusteella kutsualuetaulukko, joka muuntaa kut-15 sualueen tunnisteen selväkieliseksi, karttaan sidotuksi alueen nimeksi. Edullisesti kutsualuetaulukko sisältää kutakin kutsualuetta kohti: kutsualueen tunnisteen siinä muodossa kuin se on verkosta saatavissa, ekvivalenttisen maantieteellisen kutsualueen, joka on laskettu to-20 dellisesta maantieteellistä kutsualueesta, joka käsittää alueen solujen peiton sekä solujen tukiasemien koordinaatit, kutsualueen painopisteen koordinaatit, annetun sopivan maantieteellisen nimen, joka on valittu ‘ sijoittamalla ekvivalentti kutsualue maantieteellisen paikannimet sisältävän kartan 25 päälle.

Kun verkko antaa vasteena liittymänumerolle tilaajalaitteen sijaintialueen tunnisteen, muuntaa seurantajärjestelmä tunnisteen maantieteelliseksi paikannimeksi. Lopuksi seurantajärjestelmä luo tietueen, joka sisältää ainakin tilaajaliittymänumeron ja maantieteellisen paikannimen, jossa tilaaja 30 on.

Kyselyjä voidaan tehdä halutuin väliajoin ja tallentaa tulos seuran-tatiedostoon. Siitä voidaan muodostaa raportti, josta pystytään helposti näkemään tilaajan liikkuminen kutsualueen tarkkuudella.

7 106089

Raporttia voidaan täydentää lisäämällä siihen muita haluttuja tietoja, jotka matkapuhelinjärjestelmä luonnostaan tuottaa. Tällaisia tietoja ovat ainakin kellonaika ja päiväys, jolloin päätelaite on tehnyt sijainninpäivityksen.

5 Kuvioluettelo

Keksintöä selostetaan oheisten kaaviollisten kuvioiden avulla, joissa kuvio 1 esittää erästä tunnettua matkapuhelinjäijestelmää, 10 kuvio 2 esittää eräitä kuvion 1 järjestelmän ylläpitämiä tietoja, kuvio 3A havainnollistaa liittymänumeron sisältöä, kuvio 3B havainnollistaa kutsualuetunnisteen sisältöä, kuvio 4 esittää pelkistettynä keksinnön periaatetta, kuvio 5 havainnollistaa ekvivalentin kutsualueen muodostusta, 15 kuvio 6 kuvaa kutsualuetaulukon muodostusta, kuvio 7 esittää kutsualuetaulukkoa, kuvio 8 esittää järjestelmän vaiheita ja niihin liittyviä verkkoelementtejä ja kuvio 9 esittää toiminnan signalointikaaviota.

20 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Keksinnön mukaisen seurantajärjestelmän perusvaiheet ilmenevät kuviosta 4. Tilaajaliittymän numeron syöttämisen jälkeen, vaihe 41, seurantajärjestelmä kysyy matkapuhelinjärjestelmän kotirekisteristä, missä tilaaja on, vaihe 42. Kotirekisteri hakee tilaajan sijaintiosoitteen, vaihe 43, ja lähet-25 tää sen seurantajärjestelmälle, vaihe 44. Seurantajärjestelmä muuntaa osoitteen sellaiseksi vierailijarekisterin nimeksi, jonka matkapuhelinkeskus tuntee, vaihe 45, ja lähettää sitten kutsualuekyselyn matkapuhelinkeskukseen, jossa kyseinen vierailijarekisteri on, vaihe 46. Kysely sisältää tilaaja-liittymän numeron ja sen perusteella matkapuhelinkeskus hakee sen kutsu-]. 30 alueen tunnuksen, jossa tilaaja sillä hetkellä on, vaihe 47. Keskus lähettää kutsualueen tunnuksen seurantajärjestelmälle, vaihe 48.

Kun seurantajärjestelmä on vastaanottanut sijaintialueen tunnuksen, se hakee etukäteen tehdyistä kutsualuetaulukosta kutsualueen tunnuksen, vaihe 49. Tämän jälkeen luetaan tunnukseen liittyvät parametrit. Koska 35 pelkät koordinaatit ovat epähavainnollisia, on taulukkoon sijoitettu parametri- β 106089 na myös koordinaatteja vastaava selväkielinen aluetieto, joka helpottaa käyttäjää paikallistamaan tilaajan maantieteellisen sijainnin. Parametrit haetaan taulukosta, vaihe 410, jonka jälkeen muodostetaan tietue, joka sisältää halutut parametrit, ainakin tilaajaliittymän numeron sekä selväkielisen alue-5 tiedon. Tietue tallennetaan tiedostoon, vaihe 411.

Kuvioiden 5 ja 6 avulla selostetaan kutsualuetaulukon muodostamista. Taulukko on tärkeä osa keksintöä ja sen avulla kutsualuetieto muunnetaan käyttäjälle ymmärrettäväksi maantieteelliseksi aluenimeksi. Kutsu-aluetaulukko muodostetaan etukäteen syötteestä “radioverkkotieto”.

10 Syötteeseen tarvittava radioverkkotieto saadaan matkapuhelinjär jestelmän verkonsuunnittelujärjestelmästä. Radioverkkoa suunniteltaessa on verkonsuunnitteluohjelmistoa käyttäen mallinnettu verkon solujen sijainti, niiden lukumäärä ja kentänvoimakkuudet. Solun raja muodostuu alueesta, jossa kentänvoimakkuus on laskenut alle hyväksytyn arvon. Kullekin solulle on 15 annettu solun tunnisteet (cell ID) ja muodostetuille kutsualueille kutsualue-koodit LAC. Lisäksi tukiasemien koordinaatit ovat tiedossa.

Verkonsuunnittelusta saadaan siis periaatteeltaan kuvion 5 vasemmassa puoliskossa esitetty topografinen näkymä, joka voisi esittää karttana kuvion 1 kutsualuetta A. Kutsualue muodostuu kolmesta solusta, solut a, b ja 20 c ja solualueiden likimääräiset rajat ovat nähtävissä.

Kuvion 6 mukaisesti seurantajärjestelmä hakee verkonsuunnittelu-järjestelmästä radioverkkoa koskevat tiedot sähköisessä muodossa seurantajärjestelmään. esim. LAN-yhteyden kautta. Kuviossa esitetty tietokone esittää konetta, jossa keksinnön mukainen seurantajärjestelmä toimii. Kun 25 seurantajärjestelmä on saanut verkkotiedot, se ottaa kutsualueen kerrallaan prosessoitavaksi, vaihe 61. Käsiteltävän maantieteellisen kutsualueen se muuntaa ekvivalentiksi kutsualueeksi, vaihe 62. Se voi olla esim. kuvion 5 oikeassa osassa kuvattu ympyrän muotoinen kutsualue, jolla on keskipisteen koordinaatit X,Y ja säde R. Ekvivalentin alueen muodostaminen voidaan !· 30 tehdä millä tahansa sopivalla tavalla esim. laskemalla todellisen topografisen kutsualueen painopisteen koordinaatit X,Y ja antamalla säteeksi sellainen, että ekvivalentin ympyrän pinta-ala on sama kuin todellisen kutsualueen ala.

Kun kaikista kutsualueista on laskettu ekvivalentit kutsualueet muodostetaan taulukko, johon sijoitetaan kutsualueen koodi LAC ja ekviva-35 lentin alueen painopisteen koordinaatit X,Y ja säde R. Koska kutsualueen 9 106089 koodi ja ekvivalentin alueen tiedot eivät ole käyttäjän kannalta havainnolliset, annetaan kullekin ekvivalentille kutsualueelle sopiva havainnollinen nimitys.

Se voidaan tehdä siten, että piirretään karttapohjalle ekvivalentti kutsualue (keskipisteen koordinaatit ja säde tiedetään) ja valitaan alueelle jokin kuvaa-5 va nimi, esim. alueen todellisista paikannimistä jokin havainnollinen tunnettu maantieteellinen nimi.

Saatu kutsualuetaulukko on kuvion 7 mukainen. Kullakin rivillä on kutsualueen koodi LAC, ekvivalentin alueen tiedot X,Y ja R sekä maantieteellinen nimitys. Esimerkkinä koodia LAC 1 vastaisi paikkakuntanimi Sipoo, 10 koodia l_AC 2 paikkakunnan nimi Porvoo.

Kuvio 8 esittää seurantajärjestelmän eri toimintavaiheita ja niihin liittyviä matkapuhelinjärjestelmän verkkoelementtejä. Kuvion 7 mukainen taulukko on tässä vaiheessa jo luotu. Seurantajärjestelmässä voidaan erottaa kolme toiminto-osaa: 1) ensimmäinen toiminto-osa, joka vasteena syö-15 tetylle päätelaitteen liittymänumerolle pyytää verkonhallintajärjestelmää kysymään kotirekisteristä mikä tilaajatiedoissa on liittymänumeroon (MSISDN) liittyvä vierailijarekisterin numero, 2) toinen toiminto-osa, joka vasteena vierailijarekisterin numerolle pyytää verkonhallintajärjestelmää kysymään ilmoitetusta vierailijarekisteristä, mikä on tilaajan tilaajatiedoissa oleva kutsualu-20 een tunniste, ja 3) kolmas toiminto-osa, joka vasteena kutsualueen tunnisteelle etsii kutsualuetaulukosta kutsualueen tunnisteeseen liittyvät parametrit.

Tarkastellaan tapahtumia, kun halutaan seurata yhden tilaajan liikkumista. Tilaajan liittymänumero MSISDN syötetään seurantajäijestelmään, 25 jota suorittaa tietokone 81. Ohjelmassa tutkitaan ensimmäisenä, minkä kotirekisterin tilaajatietoihin MSISDN numero kuuluu, vaihe 82. Oletetaan etsinnän tuloksen olevan, että tilaajatiedot ovat viitenumerolla 85 merkityssä kotirekisterissä HLRa, vaihe 83. Tämän jälkeen seurantajärjestelmä lähettää matkapuhelinjärjestelmän hallintajärjestelmälle 84 kyselyn, missä on tilaaja, 30 jonka numero on syötetty MSISDN ja jonka kotirekisteri on HLRA. Hallinta-järjestelmä välittää kyselyn edelleen HLRA:lle, joka lukee tilaajatiedostostaan kysytyn tilaajan olevan rekisteröityneenä viitenumerolla 813 merkittyyn vierailijarekisteriin VLRX. Kotirekisteri 85 palauttaa hallintajärjestelmälle tilaajan vierailijarekisterin VLRX osoitteen, jonka hallintajärjestelmä edelleen ilmoittaa 35 seurantajärjestelmälle. Vaiheessa 86 tutkitaan saatua osoitetta.

ίο 106089 VLR osoite on vaellusnumero MSRN kaltainen kiinteä osoite Se sisältää maatunnuksen CC, operaattoritunnuksen NDC ja vierailijarekisteriin liittyvän matkapuhelinkeskuksen yksilöivät merkit. Osoitteen maatunnuksen perusteella seurantajärjestelmä havaitsee, onko tilaaja ulkomailla vai oman 5 maassa. Jos tilaaja on ulkomailla, ei sijaintia ole mahdollista tarkemmin määrittää, operaattori kyllä tiedetään operaattoritunnuksen perusteella. Tällöin si-jaintietiedoksi tulee sen ulkomaan nimi, jolla on maatunnus CC sekä operaattorin nimi. Seurantajärjestelmän toiminnossa hypätään sitten seuraavien vaiheiden yli ja muodostetaan saaduista tiedoista tietue, vaihe 810.

10 Jos sen sijaan tilaaja on operaattorin omassa verkossa, on tilaajan sijainti mahdollista selvittää kysymällä VLRx:ään liittyvältä matkapuhelinkeskukselta 814 tilaajan sijaintialueen koodi LAl. Koska verkonhallintajärjestel-mä ei tunne vierailijarekistereiden osoitteita, tarvitaan kyseisen VLRx:n looginen nimi, jonka verkonhallintajärjestelmä tuntee. Siksi seurantajärjestelmäs-15 sä on toinen taulukko, osoitteenmuunnostaulukko, joka suorittaa muunnoksen VLR osoite-» VLR looginen nimi. Osoitteenmuunnostaulukko sisältää operaattorin jokaista vierailurekisteriä kohden edellä sanotun muunnoksen. Kun seurantajärjestelmä on vastaanottanut verkonhallintajäijestelmältä VLRX numeron, se muuntaa sen kyseisen rekisterin loogiseksi nimeksi, vaihe 87. 20 Tämän jälkeen se lähettää hallintajärjestelmälle 84 pyynnön kysyä kutsu-aluekoodia LAC siitä vierailijarekisteristä 813, jolla on vaiheessa 87 saatu looginen nimi, vaihe 88.

Hallintajärjestelmä lähettää kyselyn “mikä on VLRissä olevan tämän tilaajaliittymänumeron omaavan päätelaitteen sijaintialue” ja saa kes-25 kukselta 814 vastauksen, joka sisältää etsityn sijaintialueen koodin LAC.

Hallintajärjestelmä 84 lähettää saadun vastauksen seurantajärjestelmälle. Jos on käynyt niin, että tilaaja on ehtinyt poistua VLR:n alueelta eikä näin ollen ole enää tässä rekisterissä, antaa VLR vastauksen “virhetieto”. Seurantajärjestelmä huomaa virheilmoituksen, vaihe 816, ja pyytää hallinta-j. 30 järjestelmää kysymään HLRA:sta, missä tilaaja on. Tiedon tultua edetään edellä kuvatulla tavalla. Jos virheilmoitusta ei tule vaan tulee kutsualuekoodi LAC, seurantajärjestelmä hakee kuvion 7 mukaisesta kutsualuetaulukosta, mitkä parametrit vastaavat ilmoitettua LAC koodia, vaihe 89. Tämän jälkeen muodostetaan tietue, johon sijoitetaan taulukosta halutut parametrit sekä 35 kellonaika ja päiväys, jolloin kutsualuetieto on saatu, vaihe 810.

11 106089

Jos seuranta on jatkuvaa, palataan uudelleen alkuun ja lähetetään uusi kysely hallintajärjestelmään. Jatkuva seuranta on hallintajärjestelmän hallintayhteyksien kuormituksen vähentämiseksi edullista tehdä jaksottaiseksi, esimerkiksi 15 min välein tapahtuvaksi kyselyksi.

5 Lopuksi muodostetaan raportti, joka sisältää yhden tai useamman kyselyn tulokset, vaihe 815. Raportti voidaan tulostaa tulostimella 815 tai lähettää sähköisessä muodossa seurannan tilaajalle. Lähetys voi olla verkossa käytettävä sanomapalvelu (GSM:s$ä SMS, Short Message Service) tai jokin muu suojattu lähetystapa.

10 Raportti voidaan tehdä joko historiaraporttina, jolloin se sisältää tietyin aikavälein tehtyjä kyselyjä alkaen annetusta ajanhetkestä päättyen annettuun ajanhetkeen. Raportti voi olla myös statusraportti, joka on vastaus kysymykseen “missä tämä tilaaja on nyt?”. Raportti voidaan muodostaa myös vain silloin kun seurantajärjestelmä on havainnut, että kutsualuekoodi 15 on muuttunut. Raporttiin voidaan sisällyttää pyydetyt tiedot kuten päätelaitteen sijainti kyselyhetkellä, ekvivalentin alueen koordinaatit ja säde, päiväys ja kellonaika, alueen nimitys ja lisäksi tapahtuma. Statusraportti voidaan lähettää tilaajalle vain silloin kun sijaintialue muuttuu. Tällöin kyselyjä tehdään vakiotaajuudella mutta tulos ilmoitetaan vain muutoksen tapahtuessa.

20 Kuvion 8 esimerkissä prosessi alkoi siitä, että syötetään liittymä- numero MSISDN. Käytännössä on edullisinta syöttää samassa yhteydessä erilaisia alkuparametrejä kuten ainakin seuranta-ajan pituus, kyselytaajuus ja mahdollisesti raportin muoto ja sisältö. Raporttiinhan voidaan sijoittaa mitä tahansa kuvion 7 kutsualuetaulukon tietoja. Joissain tapauksissa voisi olla • · 25 tarvetta hahmotella alue, jossa tilaaja on. Tämä käy päinsä piirtämällä kartalle ympyrä annetun säteen ja keskipistekoordinaattien mukaan.

Kuviossa 9 on esitetty vielä signalointikaaviona kuvion 8 prosessin eri verkkoelementtien ja seurantajärjestelmän väliset viestit. Kuten havaitaan liittyy seurantajärjestelmä verkonhallintajärjestelmän kautta matkaviestin-• 30 verkkoon. Verkonhallintajärjestelmän käyttäjärajapinta on MML (Man Machi- *'· - ne Language), joten seurantajärjestelmä voidaan liittää hallintajärjestelmään samaa rajapintaa käyttäen. Kuviosta on helposti havaittavissa, että toiminta voidaan jakaa kolmeen jaksoon: ensimmäisessä jaksossa haetaan etsittävän tilaajan sijainti ts. vierailijarekisterin osoite, toisessa jaksossa haetaan sijain 12 106089 tipaikan vierailijarekisteristä kutsualuetieto ja kolmannessa jaksossa haetaan etukäteen tehdystä taulukosta kutsualuetietoon liittyvät parametrit.

Jos matkaviestinjärjestelmä on GSM, voidaan kuvion 9 ensimmäinen vaihe korvata matkapuhelinverkon MAP-signalointia hyväksi käyttäen 5 lähettämällä MAP/C rajapinnalla viesti “Send Routing Info for SMS” HLR-rekisteriin. HLR vastaa viestillä “Send Routing Info for SMS Result”, joka sisältää tilaajan VLR numeron sekä IMSI numeron. Koska IMSI numero saadaan näin tietää, voidaan seurata myös verkossa vierailevia (roaming) ulkomaisia liittymiä.

10 Keksinnön mukainen seurantajärjestelmä käsittää tietokoneen, jos sa toiminnot toteuttava ohjelmisto on. On edullista, että tietokone on fyysisesti samoissa tiloissa kun verkonhallintajärjestelmä. Tällöin koneesta on lähiverkkoyhteys verkonhallintajärjestelmän työasemiin. Koneesta on myös lähiverkkoyhteys verkonsuunnittelujärjestelmään, josta verkkotiedot saadaan 15 sähköisessä muodossa.

• 4

Claims (18)

1. Menetelmä päätelaitteen sijaintialueen määrittämiseksi solukko-rakenteisessa matkapuhelinverkossa, johon kuuluu ainakin yksi kotirekisteri (HLR), johon on tallennettu pysyvät tilaaja-5 tiedot mukaan lukien päätelaitteen liittymänumero (MSISDN), ainakin yksi matkapuhelinkeskus (MSC) ja siihen liittyvä vierailijarekisteri (VLR), johon useita kutsualueita käsittävällä keskusalueella olevien päätelaitteiden tilaajatietoja on tilapäisesti tallennettu, tilaajatietojen sisältäessä myös sen liikennealueen tunnisteen, jolla kukin päätelaite on, 10 verkonhallintajärjestelmä, joka voi tehdä kyselyjä kotirekisterille ja vierailijarekisterille, verkonsuunnittelujärjestelmä, jonne on tallennettu jokaisen kutsu-alueen solualueiden maantieteellinen sijaintitieto ja kutsualueen tunnistetieto, tunnettu siitä, että 15 haetaan verkonsuunnittelujäijestelmästä kutsualueiden tiedot, muodostetaan mainittuja tietoja käyttäen pysyvä kutsualuetaulukko, jossa kuhunkin kutsualueen tunnisteeseen liitetään halutut parametrit, ja että määritettäessä päätelaitteen sijaintialue: pyydetään verkonhallintajärjestelmää kysymään kotirekisteristä mi-20 kä on päätelaitteen liittymänumeron (MSISDN) tilaajatiedoissa oleva vierailijarekisterin numero, pyydetään verkonhallintajärjestelmää kysymään ilmoitetusta vierailijarekisteristä, mikä on tilaajan tilaajatiedoissa oleva kutsualueen tunniste, etsitään kutsualuetäulukosta kutsualueen tunnisteeseen liittyvät pa- 25 rametrit.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan kutsualueen solualueista ekvivalenttien kutsualue, jonka keskipiste on solualueiden painopiste ja ala on solualueiden ala, 30 sijoitetaan ekvivalentti kutsualue kutsualuetaulukon parametriksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että annetaan ekvivalentille kutsualueelle todellinen maantieteellinen nimi ja sijoitetaan nimi kutsualuetaulukon parametriksi. 14 106089

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan päiväys ja kellonaika kutsualuetaulukon parametriksi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muunnetaan kotirekisteristä saatu vierailijarekisterin numero rekisterin 5 nimeksi ja pyydetään verkonhallintajärjestelmää tekemään kyselyn tämän nimisestä vierailijarekisteristä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyydetään verkonhallintajärjestelmää kysymään kutsualueen tunnistetta toistuvasti ja ennalta annetulla taajuudella.

7. Patenttivaatimuksen 1 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vasteena kotirekisterin lähettämälle virhesanomalle pyydetään verkonhallintajärjestelmää tekemään uusi kysely kotirekisteriin.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan kutsualueen tunnisteeseen liittyvät parametrit tietueeksi ja 15 muodostetaan perättäisistä tietueista seurantaraportti.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan seurantaraporttiin tietue vain silloin, kun tilaajan kutsualueen tunniste muuttuu.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että pyydetään verkonhallintajärjestelmää kysymään vierailijarekisteristä lisäksi myös muut tilaajatiedot ja sijoitetaan näitä tietoja raporttiin.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sijoitetaan seurantaraportin tietueeseen vain maatunnus, mikäli päätelaite on vieraileva tilaaja ulkomaisen operaattorin verkossa. •«

12. Seurantajärjestelmä päätelaitteen sijaintialueen määrittämiseksi solukkorakenteisessa matkapuhelinverkossa, johon kuuluu ainakin yksi kotirekisteri (HLR), johon on tallennettu pysyvät tilaajatiedot mukaan lukien päätelaitteen liittymänumero (MSISDN), ainakin yksi matkapuhelinkeskus (MSC) ja siihen liittyvä vierailija-" 30 rekisteri (VLR), johon useita kutsualueita käsittävällä keskusalueella olevien päätelaitteiden tilaajatietoja on tilapäisesti tallennettu, tilaajatietojen sisältäessä myös sen liikennealueen tunnisteen, jolla kukin päätelaite on, verkonhallintajärjestelmä, joka voi tehdä kyselyjä kotirekisterille ja vierailijarekisterille, 16 106089 verkonsuunnittelujärjestelmä, jonne on tallennettu jokaisen kutsu-alueen solualueiden maantieteellinen sijaintitieto ja kutsualueen tunnistetieto, tunnettu siitä, että seurantajärjestelmä on kommunikaatioyhteydessä ver-konhallintajärjestelmään ja siihen kuuluu: 5 kutsualuetaulukko, joka sisältää kutsualueiden tunnistetiedot sekä niihin liittyvinä parametreinä ainakin kutsualueelle annetun maantieteellisen nimen ensimmäinen toiminto-osa, joka vasteena syötetylle päätelaitteen liittymänumerolle pyytää verkonhallintajärjestelmää kysymään kotirekisteristä 10 mikä tilaajatiedoissa on liittymänumeroon (MSISDN) liittyvä vierailijarekisterin numero, toinen toiminto-osa, joka vasteena vierailijarekisterin numerolle pyytää verkonhallintajärjestelmää kysymään ilmoitetusta vierailijarekisteristä, mikä on tilaajan tilaajatiedoissa oleva kutsualueen tunniste, 15 kolmas toiminto-osa, joka vasteena kutsualueen tunnisteelle etsii kutsualuetaulukosta kutsualueen tunnisteeseen liittyvät parametrit.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen seurantajärjestelmä, tunnettu siitä, että kutsualuetaulukko sisältää kunkin kutsualueen tunnisteen ja kutakin tunnistetta kohti lisäksi: 20 ekvivalenttisen kutsualueen, jonka keskipisteen koordinaatit ovat todellisen kutsualueen painopiste, joukon parametrejä.

13 106089

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen seurantajärjestelmä, tun- # ·- nettu siitä, että vasteena ensimmäisen toiminto-osan antamalle vierailijare- 25 kisterin numerolle toinen toiminto-osa muuntaa rekisterin numeron rekisterin nimeksi ja pyytää verkonhallintajärjestelmää tekemään kyselyn tämän nimisestä vierailijarekisteristä.

15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen seurantajärjestelmä, tunnettu siitä, että toinen toiminto-osa pyytää verkonhallintajärjestelmää ky- ' ' 30 symään kutsualueen tunnistetta toistuvasti ja annetulla taajuudella.

16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen seurantajärjestelmä, tun-.nettu siitä, että vasteena kotirekisterin lähettämälle virhesanomalle ensimmäinen toiminto-osa pyytää verkonhallintajärjestelmää tekemään uuden kyselyn kotirekisteriin. 106089 16

17. Patenttivaatimuksen 12 mukainen seurantajärjestelmä, tunnettu siitä, että kolmas toiminto-osa sijoittaa kutsualueen tunnisteeseen liittyvät parametrit tietueeksi ja muodostaa perättäisistä tietueista seurantaraportin.

18. Patenttivaatimuksen 12 mukainen seurantajärjestelmä, tun nettu siitä, että se toimii yleiskäyttöisessä tietokoneessa ja sillä on lähiverkkoyhteys verkonhallintajärjestelmän työasemiin. • · 17 106089