FI108980B

FI108980B - Kuljetusmekanismi matkapuhelinosaa varten

Info

Publication number: FI108980B
Application number: FI982776A
Authority: FI
Inventors: Leslie Graf; Mark Hollis; Bill Kavadas; Ralph Nielsen; Linda Woo
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2002-04-30
Also published as: AU768332B2; EP1142381A1; WO2000038447A1; AU1981800A; FI982776A0; CA2356185A1; FI982776A

Description

108980

Kuljetusmekanismi matkapuhelinosaa varten Transportmekanism för MAP

Keksinnön ala

Keksintö liittyy kuljetusmekanismiin matkapuhelinosaa varten (engl. Mobile Application Part) käytettäväksi yleisessä matkaviestinverkossa (engl. Public Land Mobile Network).

Keksinnön tausta

Olemassa olevissa yleisissä matkaviestinverkoissa (PLMN) kuljetetaan merkinantoinformaatio, joka liittyy esim. puhe-lunmuodostusproseduureihin, puhelun hallintaan ja sen purkamiseen, yleensä merkinantopisteiden välillä merkinantojärjestelmään nro 7 (SS7, engl. Signalling System No.7) perustu valla kuljetusmekanismilla. SS7 on yleisesti käytetty kulje-tusyhteyskäytäntö, jossa on useita yhteyskäytäntökerroksia.

Informaatiota vaihtavat keskenään matkapuhelinkeskukset (MSC:t, engl. Mobile Switching Centres), kotipaikkarekisterit ; . (HLR: t, engl. Home Location Registers), ja vieraili j arekiste- *·· rit (VLR:t, engl. Visitor Location Registers) käyttäen stan- | ’·· dardoidun matkapuhelinosayhteyskäytännön (MAP-yhteyskäytän- nön, engl. Mobile Application Part protocol) määrittelemiä sanomia, jotka sanomat kuljettaa SS7-kul j etusmekanismi. Tar-" kemmin MAP-sanomien kuljettamisen kanssa tekemisissä olevat SS7-kerrokset ovat: • · sanomansiirto-osa (MTP, engl. Message Transfer Part), ···’ joka muun muassa huolehtii sanomaerottelusta, virheiden pal- jastuksesta ja korjauksesta, samoin kuin liitännästä fyysi- : _ seen datakanavaan; merkinantoyhteyden ohjausosa (SCCP, engl. Signalling ;··· Connection and Control Part) , joka vastaa merkinantoyhteyk- 2 108980 sien ohjauksesta SS7-verkossa samoin kuin reitityksestä merkinantopisteiden välillä; ja tapahtumankäsittelyosa (TCAP, engl. Transaction Capabilities Application Part), joka helpottaa kehittyneiden älyverkkopalvelujen (IN-palvelujen, engl. Intelligent Network services) käyttöä tarjoamalla merkinantopisteiden välistä informaationvaihtoa yhteydetöntä SCCP-palvelua käyttäen.

1 Perinteisen kuljetusmekanismin monimutkaisuus on helposti ha vaittavissa, mutta tällainen monimutkaisuus on tarpeen varmistamaan merkinantodatan oikean reitityksen ja virheettömän ; siirron PLMN : n lukuisten merkinantopisteiden välillä.

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön keksijät ovat havainneet, että SS7:n monimutkainen kuljetusmekanismi ei ole välttämätön MAP-sanomien siirtoon PLMN:n samassa paikassa sijaitsevien (engl. co-located) merkinantopisteiden välillä, siis pisteiden, jotka sijaitsevat toistensa välittömässä läheisyydessä. Näin ollen on mahdol- ! ^ lista käyttää "kevyttä" (engl. "lightweight") kuljetusmeka- i .:i nismia, mikä vähentää SS7-kuljetusmekanismiin oleellisena • ' kuuluvia koodaus- ja dekoodaustarpeita tai välttää ne koko- *_ , naan.

Keksinnön ensimmäisen piirteen mukaan tarjotaan menetelmä merkinantoinformaation siirtämiseksi yleisen matkaviestinver-... kon kahden merkinantopisteen välillä, jotka merkinantopisteet sijaitsevat samassa paikassa, menetelmän käsittäessä; mainitun merkinantoinformaation muotoilemisen matkapuhe-' linosayhteyskäytännön (MAP-yhteyskäytännön) mukaisiksi sano miksi; ja 3 108980 sanomien siirron kahden merkinantopisteen välillä pakettikytkentäistä dataverkkoa käyttäen.

Koska merkinantopisteet, joihin keksinnön menetelmää sovelletaan, sijaitsevat samassa paikassa, on mahdollista yhdistää j nämä kaksi merkinantopistettä käyttämällä suoraa yhteyttä.

j I Keksinnön suoritusmuodot poistavat tarpeen käsitellä mer- i | kinantoinformaatiota TCAP:a ja SCCP:ä käyttäen, kun informaa tio on tarkoitus siirtää samassa paikassa sijaitsevien mer- j kinantopisteiden välillä.

j l I Edullisesti edellä mainittua menetelmää käytetään verkossa sen jälkeen, kun merkinantopiste, joka haluaa lähettää MAP-sanoman, on määrittänyt sen, onko sanoman määränpää samassa paikassa sijaitseva merkinantopiste vai ei. Siinä tapauksessa, että määränpäänä oleva merkinantopiste ei ole samassa paikassa sijaitseva, voidaan käyttää muuta verkkoa kuin mainittua pakettikytkentäistä dataverkkoa sanoman kuljettamiseen. Yksi tällainen vaihtoehtoinen verkko on SS7-verkko.

'd.‘ Edullisesti mainitun pakettikytkentäisen dataverkon toisiinsa • » • · 1 '* yhdistämiin, samassa paikassa sijaitseviin PLMN:n merkinanto- i t • ’’ pisteisiin kuuluu kaksi tai useampi seuraavista: matkapuhe- ”· linkeskus (MSC) , yhdyskeskus (GMSC, engl. Gateway Mobile

Switching Centre) , kotipaikkarekisteri (HLR) tai vierailija- \ * * ’ rekisteri (VLR). Merkinantopisteisiin voi myös kuulua yksi tai useampi älyverkkosolmu (IN-solmu).

Edullisesti pakettikytkentäinen dataverkko on IP-verkko, jossa MAP sijaitsee IP-kerrosten päällä (mukaan lukien IP-··’ yhteyskäytäntökerros, sekä TCP- ja/tai UDP-kerros) jokaisessa ί samassa paikassa sijaitsevista merkinantopisteistä. Siellä, 4 108980 missä samassa paikassa sijaitsevilla merkinantopisteillä on pääsy SS7-verkkoon, merkinantopisteiden MAP voi myös sijaita SS7-yhteyskäytäntökerrosten päällä. Edullisemmin on aikaansaatu sovituskerros MAP:n ja IP- ja SS7-kerrosten väliin, sovituskerroksen reagoidessa MAP-dialogin aloitukseen määrit-! tämällä sen, vastaako dialogin määränpään osoite (esim.

yleisosoite (engl. Global Title)) samassa paikassa sijaitsevaa merkinantopistettä vai ei tai liittyykö se sellaiseen vai ei. Jos dialogin määränpään osoite (esim. yleisosoite) vastaa samassa paikassa sijaitsevaa merkinantopistettä, määrittää sovituskerros määränpään osoitetta vastaavan IP-osoitteen.

Keksinnön toisen piirteen mukaan tarjotaan laite merkinanto-informaation siirtämiseen yleisen matkaviestinverkon kahden merkinantopisteen välillä, jotka merkinantopisteet sijaitsevat samassa paikassa, laitteen käsittäessä: ensimmäiset signaalinkäsittelyvälineet mainitun merkin-antoinformaation muotoilemiseen matkapuhelinosayhteys-käytännön (MAP-yhteyskäytännön) mukaisiksi sanomiksi; toiset signaalinkäsittelyvälineet MAP-sanomien muotoilemiseen pakettikytkentäisen datankuljetusmekanismin mukai-' siksi; ja : " siirtovälineet muotoiltujen pakettikytkentäisten sano- • ’ mien siirtoon kahden merkinantopisteen välillä pakettikytken- ) t* täisen verkon kautta.

Keksinnön kolmannen piirteen mukaan tarjotaan merkinantopiste ,, yleisen matkaviestinverkon (PLMN:n) sisällä, merkinanto- pisteen käsittäessä: ensimmäiset signaalinkäsittelyvälineet mainitun merkin-’·* antoinformaation muotoilemiseen matkapuhelinosayhteyskäytän- ;*' non (MAP-yhteyskäytännön) mukaisiksi sanomiksi; 108980 5 ! toiset signaalinkäsittelyvälineet MAP-sanomien muotoile- i | miseen pakettikytkentäisen datankuljetusmekanismin mukai siksi; ja siirtovälineet muotoiltujen pakettikytkentäisten sanomien siirtoon toiselle samassa paikassa sijaitsevalle merkinantopisteelle pakettikytkentäisen verkon kautta.

Merkinantopiste voi myös toimia merkinannon siirtopisteenä toisessa paikassa sijaitsevilta merkinantopisteiltä vastaanotettuja sanomia varten, jolloin merkinannon siirtopiste välittää MAP-sanomia samassa paikassa sijaitsevalle merkinantopisteelle pakettikytkentäisen verkon kautta.

Edullisesti merkinantopiste käsittää välineet sen määrittämiseen, sijaitseeko MAP-sanoman määränpäänä oleva merkinantopiste samassa paikassa vai ei, ja jos näin on, MAP-sanomien luovuttamiseen mainituille toisille signaalinkäsittelyväli-neille ja, jos näin ei ole, MAP-sanomien luovuttamiseen SS7-kuljetusmekanismille, jotta tämä huolehtii sanomien siirrosta SS7-verkon kautta.

’ Piirrosten lyhyt selitys * • » « · • t Jotta keksintö olisi paremmin ymmärrettävissä ja näyttääk- *( semme kuinka se voidaan toteuttaa, viitataan nyt esimerkki- k * · f » · mielessä oheisiin piirroksiin, joissa: i » · • » * kuviossa 1 kuvataan kaaviomaisesti yleisen matkaviestin-verkon osa; kuviossa 2 kuvataan kuvion 1 PLMN: n tietyissä '·’ merkinantopisteissä toteutettu kuljetusmekanismin yhteys- t · käytäntöpino; ja i * t * » i * 6 108980 kuvio 3 on vuokaavio, jossa kuvataan menetelmä matkapuhelinosasanomien siirtämiseksi kuvion 1 PLMN:n merkinantopisteiden välillä.

Määrättyjen suoritusmuotojen yksityiskohtainen selitys I Kuviossa 1 on kaaviomaisesti kuvattu yleinen matkaviestin- j verkko (PLMN), joka käsittää kaksi yhdyskeskusta (GMSC) 1, 2, j jotka tarjoavat rajapinnan PLMN:n ja yleisen kytkentäisen pu helinverkon (PSTN, engl. Public Switched Telephone Network) 3 välillä. GMSC:t 1, 2 "edustavat" (engl. "represent") PLMN:ää PSTN:n 3 näkökulmasta ja merkinantoliikenne näiden välillä kuljetetaan ISDN-käyttäjäosayhteyskäytäntöä (ISUP-yhteys-käytäntöä, engl. ISDN User Part protocol) käyttäen. GMSC:t voivat myös tarjota rajapinnat PLMN:n ja muiden verkkojen välillä, vaikka tätä ei näytetä kuviossa 1.

PLMN:n sisällä täytyy merkinantoinformaatiota kommunikoida verkon merkinantopisteiden välillä puhelunmuodostuksen, puhelujen hallinnan ja purkamisen tarkoituksia varten. Kuviossa 1 näkyy lukuisia merkinantopisteitä PLMN:n sisällä mukaan lu-* kien: GMSC:t 1, 2; matkapuhelinkeskukset (MSC:t) 4, 5, jotka i : " vastaavat puheluiden reitittämisestä PLMN:n sisällä; vierai- ! “ lijarekisterit (VLR:t) 6, 7, jotka ylläpitävät tiedot jokai- ' “* seen niihin liittyvään MSC:hen kulloinkin rekisteröidyistä tilaajista; ja kotipaikkarekisterit (HLR:t) 8, 9, jotka yllä- i pitävät pysyvät tiedot PLMN:n tilaajista yhdessä dynaamisten tietojen kanssa noiden tilaajien kulloisestakin sijainnista. Nämä merkinantopisteet ovat toistensa välittömässä läheisyy- t (‘ dessä, ne siis "sijaitsevat samassa paikassa" (engl. are "co- located"). Joissakin olosuhteissa samassa paikassa sijaitsevat merkinantopisteet saattavat sijaita samassa huoneessa.

7 108980

Merkinantoinformaatio välitetään PLMN: n eri merkinantopisteiden välillä matkapuhelinosan (MAP:n) rajapintayhteyskäytäntöä käyttäen. MAP-sanomat kuljetetaan perinteisesti SS7-kuljetus-mekanismia käyttäen. Tätä mekanismia ei tässä yksityiskohtaisesti selitetä (tulisi esimerkiksi viitata kirjaan "Understanding Telecommunications", niteet 1 & 2, Studentlittera-tur, Lund, Ruotsi, ISBN 91-44-00214-9), vaikka kuvissa 1 kuvataankin käytössä oleva SS7-verko, jossa SS7-merkinantokanavia (katkoviivoilla kuvattuina) voidaan reitittää merkinannon siirtopisteen (STP, engl. Signalling Transfer Point) 10 kautta. SS7-kuljetusmekanismia käytetään myös ISUP-merkin-antosanomien välittämiseen GMSC:iden 1, 2 ja PSTN:n 3 välil lä .

Kuviossa 1 on yhtenäisillä viivoilla merkitty merkinantopisteiden välisiä Ethernet-yhteyksiä. Näitä Ethernet-yhteyk-siä käytetään MAP-sanomia koteloivien IP-datagrammien kuljettamiseen, mikä tarjoaa vaihtoehdon edellisessä kappaleessa selitetylle SS7-kuljetusmekanismille. On huomattava, että merkinantopisteiden välillä on tarjolla vain suoria ethernet-yhteyksiä (kaksipisteyhteyksiä), siis reititintarvetta ei IP-verkossa ole.

! !* Kuviossa 2 näkyy PLMN:n kussakin merkinantopisteessä toteu- > tettu yhteyskäytäntö. MAP 11 sijaitsee niin sanotun "sovitus- i I · kerroksen" (engl. "adaptation layer") 12 päällä, joka vuoros- f taan sijaitsee kahden erillisen yhteyskäytäntöpinon päällä. Näistä pinoista ensimmäinen, 13, antaa perinteisen SS7-kulje- ·, % 1 » ; ; tusmekanismin, kun taas toinen, 14, huolehtii IP-kuljetus- i » t mekanismista. MAP: n 11 kannalta kerros 12 käyttäytyy täysin i samoin kuin TCAP, joten mitään muutoksia MAP:hen 11 ei tar- I > vita.

t s * » * » » 8 108980 MAP-dialogin aloittaminen alkaa dialogipyyntösanoman luovuttamisella MAP:Itä 11 sovituskerrokselle 12. Sovituskerros käyttää dialogipyyntösanomassa olevaa käyttäjätunnusta määrittääkseen tähän liittyvän alijärjestelmänumeron (SSN, engl. Sub-System Number). Ellei SSN osoita käyttäjän olevan HLR, VLR tai MSC, dialogi määrätään SS7:ä varten ja käytetään normaaleja SS7-proseduureja (siis yhteyskäytäntöpinoa 13).

Jos toisaalta SSN osoittaa käyttäjän olevan HLR, VLR tai MSC, tarkistaa sovituskerros 12 kutsuttua osoitetta, siis yleisosoitetta (GT, engl. Global Title). Jokaiseen kutsuvan merkinantopisteen kanssa samassa paikassa sijaitsevista MSC/VLR:istä, GMSC:istä ja HLR:istä liittyy yleisosoitesarja. Nämä sarjat on valmiiksi tallennettuina osoitetaulukossa, johon sovituskerroksella 12 on pääsy. Osoitetaulukossa on kuvaus yleisosoitesarjojen ja IP-osoitteiden välillä. Jos tarkistuksessa määritetään, että kutsuttu yleisosoite ei ole missään tallennetuista yleisosoitesarjöistä, kuljetetaan dialogi taaskin SS7:n kautta. Kuitenkin, jos tarkistus vahvistaa kutsutun yleisosoitteen olevan tallennetun yleisosoitesarjän jä-, sen, lähettää sovituskerros pyynnön hyväksyntäsanoman takai- : sin MAP: lie 11, edellyttäen että TCP/IP-linkki tuohon osoit- i · • ’·· teeseen on aktiivinen. Siinä tapauksessa, että identifioitu • · I,’·· linkki ei ole aktiivinen, kuljetetaan dialogi taaskin SS7:n ·,·.* kautta. Samaan dialogiin liittyvät myöhemmät sanomat kuljete- ·,· · taan IP:n tai SS7:n kautta sovituskerroksen suorittamista alkutarkistuksista riippuen.

) k · ...* MAP-dialogipyyntösanoman kutsuman osoitteen tarkistuksen vaa- : : : timan keskusyksikkökuorman rajoittamiseksi rajoitetaan osoi- : ί tetaulukossa pidettävien osoitteiden lukumäärä suhteellisen ,··.·. pieneen lukuun, siis kevyttä IP-kuljetusmekanismia hyödyntä- mään kykenevien samassa paikassa sijaitsevien merkinanto- 1Q8980 9 pisteiden lukumäärä on rajoitettu. Sopiva määrä merkinantopisteitä saattaa olla kuusi tai vähemmän.

Kuvio 3 on vuokaavio, jossa kuvataan MAP-dialogin aloitusta seuraavat merkinantopisteessä suoritettavat käsittelyvaiheet. Nämä vaiheet suorittaa tyypillisesti sopivasti ohjelmoitu tietokone, tai yksi tai useampi digitaalinen signaaliprosessori (DSP, engl. Digital Signal Processor), vaikka helposti voidaankin nähdä muita soveliaita toteutuksia.

Alan ammattimies ymmärtää, että edellä selitettyyn suoritusmuotoon voidaan tehdä eri muutoksia poikkeamatta keksinnön piiristä. Esimerkiksi, sen sijasta että käytetään TCP-reiti-tysyhteyskäytäntöä IP-yhteyskäytännön päällä, voidaan käyttää yksinkertaisempaa reititysyhteyskäytäntöä, esim. kaksipiste-yhteyskäytäntöä (PPP, engl. Point-to-Point Protocol). Muutettaessa keksintöä lisää, keksintöä voidaan käyttää kutsuvalta merkinantopisteeltä, joka ei sijaitse samassa paikassa kuin vastaanottava merkinantopiste, merkinannon siirtopisteessä | vastaanotettujen MAP-sanomien välittämiseen määränpään mer- . kinantopisteelle, joka sijaitsee merkinannon siirtopisteen • » · : ·.. kanssa samassa paikassa. Tässä tapauksessa merkinannon siir- : ·.. topiste tarkistaa sen, sisältyykö vastaanotettujen MAP-sano- mien määränpääosoite edellä selitettyyn osoitetaulukkoon ja, jos näin on, määrittää tähän liittyvän IP-osoitteen.

• · ·

Claims

10 108980

1. Menetelmä merkinantoinformaation siirtämiseksi yleisen matkaviestinverkon kahden merkinantopisteen välillä, jotka merkinantopisteet sijaitsevat samassa paikassa (engl. are colocated) , menetelmän käsittäessä; mainitun merkinantoinformaation muotoilemisen matkapuhelinosan (MAP, engl. Mobile Application Part) yhteyskäytännön mukaisiksi sanomiksi; ja MAP-sanomien siirtämisen kahden merkinantopisteen välillä pakettikytkentäisen verkon yhteyskäytäntöä käyttävän fyysisen yhteyden kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, käsittäen vaiheen määrittää merkinantopisteessä, joka haluaa lähettää MAP-sanoman se, onko sanoman määränpää samassa paikassa sijaitseva merkinantopiste vai ei, ja siinä tapauksessa, ettei määränpäänä oleva merkinantopiste sijaitse samassa paikassa, kuljettaa sanoma muun verkon kuin mainitun pakettikytkentäi- . sen verkon yhteyskäytäntöä käyttävän fyysisen yhteyden : ·.. kautta.

·’,'·· 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jolloin mainitun pakettikytkentäisen verkon yhteyskäytäntöä käyttävän V ·’ fyysisen yhteyden toisiinsa liittämiin samassa paikassa si jaitseviin PLMN:n merkinantopisteisiin kuuluvat kaksi tai useampi seuraavista: matkapuhelinkeskus (MSC), yhdyskeskus (GMSC) , kotipaikkarekisteri (HLR) ja vierailijarekisteri (VLR) .

4. Minkä tahansa edellä olevien patenttivaatimusten mukai- nen menetelmä, jolloin pakettikytkentäisen verkon yhteyskäytäntö on IP-verkkoyhteyskäytäntö ja MAP sijaitsee IP-kerros- 11 108980 ten päällä kussakin samassa paikassa sijaitsevassa merkinantopisteessä .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jolloin samassa paikassa sijaitsevilla merkinantopisteillä on pääsy SS7-verkkoon ja merkinantopisteiden MAP sijaitsee SS7-yhteys-käytäntökerrosten päällä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, jolloin on aikaansaatu sovituskerros MAP:n ja IP- ja SS7-kerrosten välille, sovituskerroksen reagoidessa MAP-dialogin aloittamiseen määrittämällä se, vastaako dialogin määränpään osoite samassa paikassa sijaitsevaa merkinantopistettä vai ei, ja jos dialogin määränpään osoite vastaa samassa paikassa sijaitsevaa merkinantopistettä, määrittää sovituskerros määränpään osoitetta vastaavan IP-osoitteen.

7. Laite merkinantoinformaation siirtämiseen yleisen matkaviestinverkon kahden merkinantopisteen välillä, jotka mer- . kinantopisteet sijaitsevat samassa paikassa, laitteen käsit- täessä; ; ensimmäiset signaalinkäsittelyvälineet mainitun merkin- ·'/·;' antoinf ormaation muotoilemiseen matkapuhelinosan (MAP) yh- teyskäytännön mukaisiksi sanomiksi; ·.· ·' toiset signaalinkäsittelyvälineet MAP-sanomien muotoilemiseen pakettikytkentäisen datankuljetusmekanismin mukaisiksi; ja • : siirtovälineet muotoiltujen pakettikytkentäisten sanomien siirtoon kahden merkinantopisteen välillä pakettikytkentäisen • : verkon yhteyskäytäntöä käyttävän fyysisen yhteyden kautta.

8. Yleisen matkaviestinverkon (PLMN) sisällä oleva merkin-antopiste, merkinantopisteen käsittäessä: 12 108980 ensimmäiset signaalinkäsittelyvälineet mainitun merkin-antoinformaation muotoilemiseen matkapuhelinosan (MAP) yhteyskäytännön mukaisiksi sanomiksi; toiset signaalinkäsittelyvälineet MAP-sanomien muotoilemiseen pakettikytkentäisen datankuljetusmekanismin mukaisiksi; ja siirtovälineet muotoiltujen pakettikytkentäisten sanomien siirtoon toiseen samassa paikassa sijaitsevaan merkinantopisteeseen pakettikytkentäisen verkon yhteyskäytäntöä käyttävän fyysisen yhteyden kautta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen merkinantopiste, jolloin merkinantopiste toimii merkinannon siirtopisteenä toisessa paikassa sijaitsevilta merkinantopisteiltä vastaanotetuille sanomille, jolloin merkinannon siirtopiste välittää MAP-sano-mia samassa paikassa sijaitsevalle merkinantopisteelle pakettikytkentäisen verkon yhteyskäytäntöä käyttävän fyysisen yhteyden kautta.

. 10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen merkinantopiste, ; ·.. jolloin merkinantopiste käsittää välineet määrittää se, si- . jaitseeko MAP-sanoman määränpäänä oleva merkinantopiste sa- massa paikassa vai ei, ja jos sijaitsee, välittää MAP-sanomat :.V mainituille toisille signaalinkäsittelyvälineille ja, ellei ·’.· : sijaitse, välittää MAP-sanomat SS7-kuljetusmekanismille huo lehtimaan sanomien siirrosta SS7-verkon kautta. » » * s I t 13 108980