JP2784268B2 - セルラ移動体電話システムの呼信号フレームを再構築する方法 - Google Patents
セルラ移動体電話システムの呼信号フレームを再構築する方法Info
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Description
電話システムに到着する標準化された信号フレームを再
構築し、これにより少なくとも一つの局所区域内を動き
回る移動体電話への呼の経路割当てを容易にし、位置の
情報を記憶して、記録媒体内の機能が故障した後で情報
を容易に回復できるようにする方法に関する。
ステムは、移動する加入者への呼の経路を、その特定の
時点に加入者の移動体電話と無線で接触する無線基地局
に割り当てることができる高度な手続きを必要とする。
恒久的な電話網やディジタル総合サービス網(ISDN網)
や恐らく他の公衆陸上移動体電話網が呼に関係するの
で、移動する加入者を呼び出すことのできる場所につい
ての情報をシステム内の各点で迅速に得ることが重要で
ある。従ってシステム内の情報を常に更新した状態に保
つには、総合的なシグナリングが必要である。
動体電話システム)、TACS(トータルアクセス移動体電
話システム)、GSM(グループ特別移動体)がある。NMT
とTACSについては、例えばCMS88セルラ移動体電話シス
テム、エリクソン資料EN/LZT 101 908 R2、1988年、
に記述されており、GSMシステムについてはCME20システ
ム(エリクソン資料EN/LZT 120 226 R2A、1991年)
に記述されている。これらの移動体電話システムは移動
業務交換センタ(MSC)を用いている。各MSCは多数の無
線基地局(BS)に接続されており、無線基地局(BS)は
無線到達区域内で移動する移動体加入者(MS)と無線で
接触する。これらの移動業務交換センタは、各交換セン
タのサービス領域内にどの加入者が居るかという記録を
保持する手段(VLR、GLR)を備える。以下に説明するシ
ステムでは、前記手段(VLR、GLR)は交換センタと物理
的に一体化されているので、MSC/VLRまたはMSC/GLRと記
述する。網全体に対して少なくとも一つのホーム位置レ
ジスタ(HLR)が設けられる。このレジスタは、網に属
する加入者に関する全てのデータの記録を保持する。網
は特殊なゲートウエイ移動業務交換センタGMSCを通して
連絡し、GMSCは入って来る呼をHLR内の被加入者のアド
レスレジスタに中継する。ホーム位置レジスタHLRに含
まれる情報の助けにより網内の加入当の位置を追跡する
ことができ、MSCから移動体加入者MSへの接続を行うこ
とができる。加入者がその業務区域に入ったことを交換
センタが発見すると、直ちに移動体加入者の位置が報告
される。シグナリングは、CCITT No.7、共通チャンネル
シグナリング、に従うシグナリングプロトコルで行われ
る。CCITT勧告Q.1051に規定されているプロトコルMAP
(移動体適用部)はゲートウエイMSCとレジスタHLRの間
およびホーム位置レジスタHLRと交換センタMSC/GLRの間
に用いられ、プロトコルISUP(ISDNユーザ部)はゲート
ウエイ交換センタGMSCと交換センタGLR/MSCの間のシグ
ナリングに用いられる。
ローミング番号の助けにより行われる。原理的には、ロ
ーミング番号は、加入者が居る業務区域内の移動体電話
交換センタの電話番号及び、交換センタのレジスタGLR
内のこの加入者のデータ記録である。加入者が移動業務
交換センタによりサービスを受ける所定の区域に入ると
すぐ、加入者は識別され、登録される。加入者が居る移
動業務交換センタを示す情報はホーム位置レジスタHLR
に送られる。例えば、Iノードグループ(ノード間仕様
−ディジタル移動体通信網、Ver.3.2、1992年)により
標準化されたパーソナルディジタル電話システムPDCな
どのシステムでは、加入者が交換センタMSC/GLRに登録
されると、すぐホーム位置レジスタHLRにも送られる。
このローミング番号は網によって割り当てられるがどの
特定の加入者にも属せず、通常は加入者が、関連する交
換センタの業務区域内で移動している間だけ加入者によ
り保持される。
体を呼ぶと、この呼は、被呼加入者が属する移動体網に
出入りする信号やトラヒックを処理するゲートウエイ移
動業務交換センタGMSCに送られる。番号は分析され、加
入者に関する全てのデータが記憶されているホーム位置
レジスタHLR内のフィールドにアドレスされる。ローミ
ング番号がホーム位置レジスタから読み出され、加入者
が居る業務区域内のセンタMSC/GLRを呼ぶのに用いられ
る。ここでローミング番号は、外から来た被呼加入者の
データが登録されているデータ記録にアドレスするのに
用いられる。
のに別の方法が用いられる。この場合は、登録された加
入者が居るVLR/MSCの1アドレスだけがホーム位置レジ
スタHLRの加入者データ記録に記憶される。被呼加入者
のホーム位置レジスタがある網内のゲートウエイMSCに
呼が到達すると、ホーム位置レジスタHLR内で発呼加入
者のデータ記録を探す。VLRアドレスが読み出されて、
移動体の国際移動体加入者識別(IMSI)と一緒になっ
て、「ローミング番号収集」と呼ぶ操作により移動局ロ
ーミング番号(MSRN)をレジスタVLRから収集すること
のできるアドレスとして用いられる。このローミング番
号はゲートウエイMSCに送られる。ゲートウエイMSCは、
ローミング番号をアドレスとして用いることにより、被
呼加入者が居る業務区域内の移動業務交換センタMSC/GL
Rと接続することができる。ローミング番号はこの交換
センタMSC/GLRによりこの接続のために正確に割り当て
られるので、被呼加入者のデータ記録MSC/GLRの加入記
録の中から容易に見いだすことができる。
く、所望の接続を行うためだけのものである。従って、
ローミング番号は以前の接続が切れるとすぐ他の加入者
への新しい呼のために開放され、用いられる。従ってこ
れまでの場合のような多くの番号は必要ない。
ミング番号を割り当てられる。この番号は登録されると
自分のホーム位置レジスタに記録され、移動業務交換セ
ンタの業務区域内に加入者が居る当はHLRに保存され記
憶される。このためいろいろな問題が起こる。例えば、
利用可能な一連の番号の中から多数の番号が拘束される
のでシステムの容量が減る。更にこの方法を用いると、
レジスタGLRとHLRに故障が起こった場合にシステムを回
復することが非常に困難である。それは、間違って接続
されるという大きな危険があり、またシグナリングが過
負荷になるためである。
2の方法では、使用可能な加入者番号の数が少なくな
る。更に、交換センタGLR/MSCはホーム位置レジスタHLR
と共にローミング番号を定義しまた管理する必要があ
り、これはシステムの処理時間に影響する。
当てるという上に述べた二つの方法の問題は、使用可能
な一連の番号を乗せる特定のローミング番号が必要であ
るということである。更に、機能が故障した後でレジス
タGLRまたはHLRを回復するのに大きな問題があり、特に
PDCシステムのIノード仕様で説明したローミング問題
の解決の場合はそうである。ローミング番号は加入者に
動的に割り当てられるので、故障の後では所定の外部か
ら来た加入者に加入者の正常な識別番号とは関係のない
別のローミング番号が割り当てられる可能性が大きい。
このため回復手続きは複雑になり、また不確実になる。
ホーム位置レジスタHLRが加入者のシステム番号(IMS
I、MSN)とローミング番号との結合を取り消す命令を受
けずにこの取消しが確認された場合は、加入者番号とロ
ーミング番号の結合が間違っているので、呼は間違った
移動体加入者に接続される可能性がある。
別し、システム内に用いられる番号の一つに直接接続し
て加入者を明確にあいまいでなく識別する方法を提供す
ることである。本発明では、これはホーム位置レジスタ
HLR内の加入者のデータ記録に各移動体電話交換センタ
に特有の識別番号(PRN)を登録し、発呼の際はこの番
号をISUP信号のIAMメッセージ内の「被呼アドレス」と
して用いて、移動業務交換センタ(MSC/GLR)のレジス
タGLRにアクセスするときに標識として用いられる加入
者のディレクトリ番号(MSN)と国際移動体加入者識別
番号(IMSI)を前記メッセージに接続することにより行
われる。
明する。
略図である。
造の略図である。
網(PLMN)の略図である。各網は、無線インターフェー
スにより網内で移動する加入者MSに接続される多数の無
線基地局BSSを含む。多数の基地局BSSは、移動体加入者
MSとの通信を処理する移動業務交換センタMSCからサー
ビスを受ける。各移動体交換センタMSCは、交換センタ
の業務区域内で移動する加入者に関するデータを記憶す
るレジスタGLRを備える。本実施態様では、このレジス
タは交換センタMSCと物理的に一体になっており、従っ
て以下の説明ではユニットとしてMSC/GLRと表示する。
各網はHLRと表示するレジスタ、すなわちホーム位置レ
ジスタを更に備える。GLRレジスタとは異なり、HLRレジ
スタは網に属するものとして登録された加入者MSに関す
るデータだけを含む。ホーム位置レジスタHLRは独立し
てもよいし、交換センタMSC/GLRと一体になっていても
よい。
P(移動応用器)と、CCITTシグナリングシステムNo.7の
枠内で定義されるISUPにより行われる。MAPは特に移動
体電話の支援機能に特に適したプロトコルであって、移
動体電話交換センタGLR/MSC、ホーム位置レジスタHLR、
ゲートウエイMSCで用いられる。これらのノードは互い
に通信して例えばレジスタGLR/MSCとHLRを更新すること
により、移動体加入者の位置の登録と登録の取消し、ハ
ンドオーバー、識別、加入者データの管理などを行うこ
とができる。ゲートウエイMSCと移動体電話業務交換セ
ンタMSC/GLRとの接続に関する通信は、プロトコルISUP
(ISDNユーザ部)に従って行れる。ここで、手続きIAM
(開始アドレスメッセージ)は本発明に特に利益があ
る。第1図で純枠の制御チャンネル(MAP)は破線で示
し、通信チャンネルは実線で示す。移動体加入者と移動
体電話業務交換センタGLR/MSCの間の通信は本発明とは
関係がないので、詳細な説明は行わない。
2の業務区域に移動体加入者が入ると、すぐ所定の手続
きに従って位置が登録される。とりわけこれは、端末を
明白に識別しまた移動体端末MSに記憶される番号IMSI
(国際移動局識別)を、移動体電話交換センタMSC/GLR
−2に記憶することを意味する。次にこの交換センタ
は、IMSI番号を指標として用いて、網NW1のホーム位置
レジスタHLRを呼び出す。データであるMSデータとMSキ
ーが検索されたデータ記録から収集され、MSC/GLR−2
に渡されて、外から来た移動局を認証する。この移動体
電話業務交換センタMSC/GLR−2を明確に識別するシス
テム番号システムにおけるアドレスを示す識別番号PRN
(追跡経路割当て番号)は、MAP操作「位置登録」によ
り、移動体MS1のIMSIと共にホーム位置レジスタHLR−1
に送信される。これにより、交換センタMSC/GLR−2と
加入者MSとの最初の連絡を含むデータ記録がHLR−1に
作られたことになる。
号フレームの原理的な一般的形式である。このフレーム
は、送信制御情報を含む別個のブロックMTP(メッセー
ジ転送部)で始まり、MTPで終わる。両ブロックMTPの間
には共通信号チャンネルで送信される情報を定義する信
号情報フィールド(SIF)がある。SIO(業務情報オクテ
ット)は、SIFで表される業務の型を示すフィールドで
ある。
ールドSIFはフレーム26に示す構造を持つ。ISUPメッセ
ージは、経路割当てラベルRLと、共通信号チャンネルを
通してパケットを送信するのに必要な情報を含む回路識
別コード(CIC)から始まる。フィールドMTC(メッセー
ジ型コード)は後に続くメッセージの型を示す。呼情報
を送信するメッセージはIAM(開始アドレス情報)とし
て与えられる。これについては以下に説明する。フィー
ルドMFV(命令固定部)、MVP(命令可変部)、OP(オプ
ション部)はデータパラメータフィールドである。PRN
は、フィールドMVP内のパラメータ「被呼者番号」の下
に挿入される。ブロック27に詳細を示すフィールドOPは
オプションの補助情報用であって、IMSI(国際移動体加
入者識別)およびMSN(移動体加入者番号)がパラメー
タ名「情報転送終了」(EIT)の下に置かれる。オプシ
ョンフィールドOPを用いることにより、被呼移動体加入
者MSに多義的にアドレスするのに必要な全ての情報PR
N、IMSI、MSNを含むIAMメッセージを送信することがで
きる。
「被呼者アドレス」として持つIAMメッセージの形式で
呼が到達したとすると、呼は加入者MSが所属する網NW1
のゲートウエイMSCに経路を割り当てられる。ゲートウ
エイMSCは呼を分析し、ディレクトリ番号MSNをパラメー
タとするMAP操作「呼経路割当て終了検索」により経路
割当て情報に関する質問をホーム位置レジスタHLR−1
に送る。ディレクトリ番号MSNを指標として用いて、加
入者識別番号IMSIと交換センタMSC/GLR番号PRNがHRL−
1内の被呼加入者データ記録から収集され、MAPメッセ
ージ「呼経路割当て終了検索」でゲートウエイMSCに送
り返される。交換センタのPRN番号、加入者識別番号IMS
I、ディレクトリ番号MSNは、ゲートウエイMSC内で、上
に述べたように交換センタ番号PRNを「被呼者番号」と
して、ISUPプロトコルに従うIAMメッセージに含まれ
る。このメッセージは、被呼加入者が移動する業務区域
内にあるゲートウエイMSCと移動電話業務交換センタMSC
/GLR−2の間の呼を設定するのに用いられる。HLR−1
から読み出されてゲートウエイMSCから送られるIAMメッ
セージ内の識別番号IMSIは、MSC/GLR−2内の被呼移動
体ユーザMSを識別する指標として用いられる。
ム、特にIノード仕様に従うPDCに関するものより、仕
様可能な一連番号の負荷がはるかに軽いことを意味す
る。更に、制御データの通信は、MAP手続き「位置登
録」と「呼経路割当て終了検索」に関して非常に簡単に
なる。
知の原理(例えばPDC)では、レジスタが故障した場合
に移動体交換センタMSC/GLRの外来者の位置レジスタGLR
の情報を再構築するのに問題が起こり得る。ホーム位置
レジスタHLRでは、加入者の実際のMSN番号またはIMSI番
号に関する情報を含まない一時的に割り当てられたロー
ミング番号は、GLRレジスタ内の加入者データ記録の指
標として全く動的に加入者番号に連結される。故障によ
りGLRレジスタ内の情報が消失すすると、GLRレジスタに
より割り当てられたローミング番号とホーム位置レジス
タHLR内の加入者記録の間の連結を全て消去する必要が
ある。その理由は、GLRレジスタ内のデータを再構築し
た場合は、新しいローミング番号が加入者に割り当てら
れるからである。更に、以前の連結を全て破棄し、新し
い連結を局部的な操作で確立して確認しなければならな
い。これが行われる前には、ローミング番号と加入番号
MSNおよびISDNの間の連結に関してレジスタGLRとHLRが
合致しないために、入って来る呼が間違った加入者につ
ながる危険性が大きい。
危険がなくなる。交換センタMSC/GLRの業務区域から加
入者が去り、または新しい加入者が入るときを除いて
は、ホーム位置レジスタHLRの加入者記録を直接更新す
る必要はない。
機能しなくなったとき、このレジスタをゼロにセットす
ることにより回復が開始される。システムのこの状態で
は、GLRが再起動されたことをホーム位置レジスタHLR−
2に知らせる必要はない。交換センタMSC/GLR−2の業
務区域内に移動して来た加入者MSと初めて無線で接触す
るとき、GLRレジスタには加入者のデータ記録がないこ
とが確認される。この接触は、例えば呼に関係のない補
助業務手続きまたは正常な位置登録手続きでMSから出る
呼を受けたときに行うことができる。GLRレジスタは通
常は、例えばIMSIなどの移動体MSから収集されたデータ
と、例えば認証データなどのホーム位置レージスタHLR
−1から収集されたデータを含んでいる。ホーム位置レ
ジスタHLRから収集されたデータがレジスタGLR−2内に
見つからずに最初の無線接触が行われる場合は、MAP手
続きにより加入者のホーム位置レジスタHLR−1に発呼
され、別のMAP手続きによりデータがレジスアGLR−2に
転送される。MSおよびHLR−1からのデータはGLR−2の
レジスタ内で編集され、これによりGLR−2の記録が回
復される。
るホーム位置レジスタHLRからデータを収集する交換セ
ンタMSC/GLR−2と無線接触を行う度に、全ての移動体
加入者の加入者データがGLRに回復されるまで繰り返さ
れる。
タを要求されたとき、ホーム位置レジスタHLRに記憶さ
れている移動業務交換センタMSC/GLRのアドレスPRNが、
手続きを開始した移動業務交換センタMSC/GLRのアドレ
スと一致している場合でも、移動体データ転送手続き全
体が続けられることは重要である。交換センタMSC/GLR
のPRNアドレスが最初に記憶されたときとデータが同じ
であるとか、新しい転送が不要であるとかを仮定しては
ならない。というのは、新しいデータを要求するGLRレ
ジスタが故障して、その結果再起動されたかも知れない
からである。
復は簡単な方法で行うことができる。ホーム位置レジス
タHLRは、使用可能な業務や他の加入者データに関する
情報や、加入者がどこに居るかのデータなど、そこに登
録されている全ての加入者に関する重要な情報を含んで
いる。後者の情報は、加入者MSが移動する業務区域内の
移動業務交換センタMSC/GLRのPRN番号から成る。この情
報は、移動体加入者が一つの移動業務交換センタMSC/GL
Rから他の交換センタの業務区域に移動するときに通常
更新され、これは一日の中に何度も起こり得る。故障の
ためにホーム位置レジスタHLRを再起動しなければなら
ない場合は、HLRが安全のために定期的にとっている複
写が完全に正しい情報を与えるかどうかは確かではな
い。従ってこの点から、HLRを最新の状態にする必要が
ある。本発明では、特殊なローミング番号ではなくMSC/
GLRのPRN呼番号を用いているので、これを容易に行うこ
とができる。
ーム位置レジスタ番号を含むMAP操作「初期化」をシス
テム内の全ての移動体電話サービス交換センタMSC/GLR
に送信することから始まる。交換センタMSC/GLRが「初
期化」メッセージを受けると、レジスタGLRはこのホー
ム位置レジスタHLRの番号を記憶している全てのデータ
記録を探す。通常HLR番号は、移動体加入者MSがこの交
換センタMSC/GLRの業務区域に入ると記憶される。再複
写されたHLRに属する全ての加入者は、フラグ「HLR確認
フラグ」を「未確認」の上に置くことにより、GLRレジ
スタにマークされる。例えば外へ出る呼、「ページング
呼」への応答、移動体加入者MSから出る補助業務の手続
き、移動体加入者により開始される位置の登録、などに
関連して移動体加入者と次に無線で接触したとき、GLR
レジスタは「HLR確認フラグ」の設定をチェックする。
この設定が「HLR未確認」とマークされていると、交換
センタPRN番号はホーム位置レジスタHLR内で更新され
る。
Rと加入者とが無線接触を行った直後に、再起動された
ホーム位置レジスタHLRに属する全ての加入者に対して
この手続きが繰り返される。全ての移動体加入者はホー
ム位置レジスタ内で次第に更新され、回復は終了する。
Claims (3)
- 【請求項1】移動体電話システム内で移動する加入者の
ディレクトリ番号(MSN)を持つ第1パラメータフィー
ルド(被呼者アドレス)とオプションの情報を挿入する
ことのできる第2パラメータフィールド(情報転送終
了)を含む、前記移動体電話システムに到着する標準化
された呼信号フレーム(IAM)を再構築する方法であっ
て、 そのサービス領域内で前記移動体加入者が動き回る移動
体電話業務交換センタに特有の経路割当て番号(PRN)
で前記第1パラメータフィールド(被呼者アドレス)内
のディレクトリ番号(MSN)を置換することと、 加入者の特有の識別番号(IMSI)とディレクトリ番号
(MSN)を第2パラメータフィールド(情報転送終了)
のオプションの情報空間内に置くことと、 前記加入者のディレクトリ番号を指標として、ホーム位
置レジスタ(HLR−1)内の前記加入者のデータ記録か
ら前記被呼加入者の特有の経路割当て番号(PRN)と特
有の識別番号(IMSI)を収集することと、 を特徴とする方法。 - 【請求項2】前記加入者の特有の識別番号(IMSI)を指
標として用いる登録操作において、前記ホーム位置レジ
スタ(HLR−1)内の加入者の記録に前記特有の経路割
当て番号(PRN)を設けることを特徴とする、請求項1
記載の方法。 - 【請求項3】第2移動体電話網内で移動し、第1移動体
電話網(NW1)内にホーム登録を持つ移動体加入者(M
S)に関連する呼情報(IAM)を、前記第1移動体電話網
(NW1)内のゲートウエイ移動体交換センタ(GMSC)か
ら、そのサービス領域内に前記移動体電話が居る移動体
交換センタ(MSC/GLR−2)に転送する方法であって、 前記ゲートウエイ移動体交換センタ(GMSC)に入る信号
メッセージから前記被呼移動体加入者(MS)に関連する
加入者のディレクトリ番号(MSN)を抽出し、前記抽出
されたディレクトリ番号を指標として用いて、前記第1
網(NW1)のホーム位置レジスタHLR−1内の前記加入者
(MS)に割り当てられたデータ記録から、前記移動体電
話交換センタに特有の第1経路割当て番号(PRN)と、
前記ゲートウエイ移動体交換センタ(GMSC)に特有の加
入者識別番号(IMSI)とを収集し、前記特有の経路割当
て番号(PRN)と前記特有の識別番号(IMSI)と前記加
入者ディレクトリ番号(MSN)を編集して新しい呼メッ
セージ(IAM)を形成し、前記新しい呼メッセージ(IA
M)を前記経路割当て番号(PRN)により指示される前記
移動体電話交換センタ(MSC/GLR)に送り、そのレジス
タ部(GLR)に、前記特有の識別番号(IMSI)を指標と
して用いて、前記移動体加入者(MS)への接続を行う全
ての他のパラメータを収集することを特徴とする方法。
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