JPH0670372A - ホーム位置レジスタデータアクセス方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セルラ移動通信システムにおいて、ホーム移
動交換センタによって現在サービスされている移動局へ
の呼設定時間を短縮する。 【構成】 ＧＳＭ標準の要求に従うセルラ移動通信サー
ビスを提供する装置および方法に関する。モジュラ交換
システムが、移動交換センタ、ホーム位置レジスタ、認
証センタ、在圏位置レジスタ、および装置識別情報レジ
スタの機能を実行する。これらの機能が、高価な専用デ
ータベースの初期費用を回避する。無線広域交換モジュ
ールは、システムのモジュール間で、および、モジュー
ルと基地局システムの間で、移動通信制御メッセージを
交換し、移動交換センタと基地局システムの間の信号リ
ンクを終端する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セルラ移動通信システ
ムのためのデータベース配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載された車内局、容易に運搬
可能な中程度の重量の携帯局、または、小型軽量の携帯
個人通信局のような移動局から、顧客が通話することを
可能にする移動無線システムがますます広まっている。
（簡単のため、このような装置をすべて移動局と呼
ぶ。）このようなシステムは、共通の割当無線帯域幅の
同一の同一の周波数を、広い領域を分割した局所区域す
なわちセルで再使用することを可能にするセルラ技術の
原理を使用する。

【０００３】各セルは、共通のアンテナに接続された局
所送受信機の群からなる基地送受信局によってサービス
される。各基地局システム（ＢＳＳ）はコントローラお
よび１以上の送受信局からなる。基地局は、交換システ
ムすなわち移動交換センタを介して相互接続される。移
動交換センタは公衆交換ネットワークにも接続される。
現在、このようなセルラシステムは、ディジタル無線通
信、および、特別移動グループ（ＳＭＧ）によって発表
されている欧州広域移動通信システム（ＧＳＭ）のよう
な異なる標準のセットによって特徴づけられる第２世代
に入っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＳＭＧによって発表さ
れているような移動通信ネットワークに対する標準の基
本的目的は、移動加入者が、１以上の電話管理部のエリ
アにわたって自由に移動することができることである。
これを可能にするために、ＳＭＧは、顧客に関する基本
データを格納するホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）、およ
び、あるエリアに現在発見される移動局にサービスする
在圏位置レジスタ（ＶＬＲ）、と呼ばれるエンティティ
を定義した。顧客が異なるエリアを移動することを可能
にするために、顧客がその顧客のホームエリアに対する
在圏位置レジスタによってサービスされるエリアの外部
を移動する場合、呼がその顧客に対する在圏位置レジス
タデータにアクセスすることができる移動交換センタに
ルーティングされるように、顧客には特別のローマ番号
が割り当てられる。この番号は、公表されていない、移
動通信交換ネットワークの外部には知られない電話番号
である。在圏位置レジスタは、顧客がページングされる
位置エリアを識別するデータを含む。

【０００５】ホーム位置レジスタの実現の詳細は標準に
は指定されていない。データネットワークを介してアク
セス可能な集中データベースを使用する配置は高度な柔
軟性を有するが、これはいくつかの欠点を有する。第１
に、このようなデータベースの初期費用は非常に高いた
め、移動通信システムの初期成長が予想に達しない場
合、ＨＬＲデータベースシステムに対する付加費用は大
きくなる。第２に、ＨＬＲおよびＶＬＲに格納されるデ
ータの多くは同一であるため、別個のＨＬＲを有するこ
とはデータの記憶装置の浪費である。第３に、共通デー
タベースにアクセスするのに要する時間は、呼を設定す
るのに要する呼設定時間を増大させる。第４に、ＨＬＲ
は移動局に対する認証パラメータの取得に非常に直接的
に関係する。従って、データネットワークを介してアク
セス可能なＨＬＲデータベースの使用は、移動局がその
ホームエリアにある場合でさえ、呼設定時間を増大させ
る。

【０００６】従って、従来技術の問題点は、移動通信ネ
ットワークのホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）に対して提
案されている実現法は、小さいネットワークには高価で
あり、移動装置がそのホームエリアにあるときでさえ、
移動通信呼の設定を大きく遅延させる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、
上記の問題点が解決され、従来技術が改良される。ホー
ム位置レジスタは、特定の電話管理部のデータベースの
間で分散される。これは、理想的には、最初は通常特定
の移動交換センタによってサービスされる顧客に対する
ホーム位置レジスタデータがその移動交換センタに格納
されるようになされる。このような配置により、移動通
信ネットワークの初期費用が縮小され、ホーム移動交換
センタによって現在サービスされている移動局への呼に
対する呼設定時間が短縮される。移動局に割り当てられ
る電話番号は、対応する移動局に対するＨＬＲを有する
移動交換センタを識別するために使用される。移動交換
センタ内では、翻訳情報が、その加入者ＨＬＲを含むＨ
ＬＲ記録のブロックが発見される場所を識別する。後で
説明する本発明の特定の実施例では、５ＥＳＳ（登録商
標）交換機が移動交換センタとして使用される。この識
別情報は、移動交換センタのいずれの交換モジュールが
適切なＨＬＲ情報を含むかを知るために使用される。

【００１０】

【実施例】図１は、欧州標準である、広域移動通信シス
テム（ＧＳＭ）の参照モデルのブロック図である。英文
字で識別される図のブロックを相互接続する線はそれぞ
れＧＳＭ標準指定インタフェースを有する。要約すれ
ば、各ブロックの目的は以下の通りである。

【００１１】ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ）１０２は、
移動顧客のデータを含む。ＨＬＲに格納されるデータ
は、顧客の現在位置とは独立である固定データと、移動
局に対する短いメッセージを格納するサービスセンタの
アドレスのような一時データである。（このようなメッ
セージの一例は、移動局ユーザに対する音声メッセージ
が音声メッセージシステムに格納されたことを指示する
「音声メッセージ待機中」ランプをつける要求であ
る。）このようなアドレスは、その短いメッセージが配
送された後に消去される。ＨＬＲはまた、移動局に現在
付随する在圏位置レジスタ（ＶＬＲ）１０４を含むモジ
ュールを発見するために使用されるＮｏ．７信号方式ポ
イントコードをも指示する。

【００１２】ＶＬＲは、各移動顧客に対する現在のデー
タを含む。このデータは、その顧客の移動局の現在のま
たは最近の既知の位置エリア、局のオン／オフ状態、お
よび、セキュリティパラメータを含む。Ｇインタフェー
スによって接続される遠隔ＶＬＲ１０６もまた図示され
ている。

【００１３】認証センタ（ＡＵＣ）１０８は、移動顧客
が誤って他の移動顧客の識別情報を称することができな
いことを保証するために認証および暗号化パラメータを
供給し、移動局とサービス中のＢＳＳの間を無線送信さ
れる音声またはデータの暗号化のためのデータ、およ
び、制御信号を供給する。ＧＳＭ参照モデルは、無線チ
ャネル上のディジタル通信を規定している。これらの無
線チャネルは聴取可能であるため、移動局と、その移動
局にサービスする基地局にある無線送受信機の間のリン
クに対する暗号化が必要となる。

【００１４】移動交換センタ（ＭＳＣ）１１０は、少な
くとも１つの移動局に関わる呼を交換するためのもので
ある。

【００１５】ＢＳＳ１１２は、基地局コントローラ（Ｂ
ＳＣ）１１４、および、移動局（ＭＳ）１２０と通信す
る１以上の基地送受信局（ＢＴＳ）１１６からなる。Ｂ
ＳＳとＭＳは無線接続を介して通信する。ＢＳＳはま
た、移動局とＭＳＣの間で音声またはデータ、および、
制御メッセージを転送するためにトランクを介して接続
される。ＢＳＣとＢＴＳは異なる物理位置に存在するこ
ともある（例えば、ＢＳＣはＭＳＣと共存することがあ
る）。この場合、その２つを相互接続するためのトラン
クが必要である。Ｓｍは、ＭＳへの人間インタフェース
を表す。

【００１６】装置識別情報レジスタ（ＥＩＲ）１２４
は、認可された装置識別情報の範囲、および、監視下に
ある、または、サービスから除外される装置識別情報の
範囲または個々の識別情報の記録を保持する。装置識別
情報は、移動交換センタで移動局から受信される。ＥＩ
Ｒは、ＭＳの装置番号が公衆ネットワークにおける使用
のために認可されており、監視またはサービス除外リス
トに存在しないことを確認するために使用される。

【００１７】移動交換センタは、直接または公衆交換電
話ネットワーク１２８を介して他の移動交換センタに接
続され、地上顧客局にアクセスするために公衆交換電話
ネットワークに接続され、サービス統合ディジタルネッ
トワーク（ＩＳＤＮ）のプロトコルに従って通信するた
めにＩＳＤＮ１２６に接続される。

【００１８】標準はこれらの各ブロックの作用を指定し
ているが、各ブロックが実現される方法は指定していな
い。本発明の目的は、こうした標準を効果的に実現する
ための配置を与えることである。

【００１９】図２は、ＧＳＭ移動通信システムを実現す
るシステムアーキテクチャを示す。移動局（ＭＳ）２０
２は、音声またはデータのための、オプションとして暗
号化されたディジタル無線通信、および、ＭＳとＢＳＳ
の間の制御接続を使用して、無線リンク２０６を介して
ＢＳＳ２０４と通信する。ＭＳはＢＳＳを介して移動交
換センタ（ＭＳＣ）２１０と通信する。ＢＳＳとＭＳ
は、ＣＣＩＴＴのＮｏ．７信号方式プロトコル（ＳＳ
７）を使用して移動交換センタと制御メッセージを交換
する。

【００２０】この配置では、ＨＬＲ２１２、ＶＬＲ２１
４、ＡＵＣ２１６およびＥＩＲ２１８の記録はすべてＭ
ＳＣ２１０に統合される。ＭＳＣがＨＬＲ、ＶＬＲ、Ａ
ＵＣまたはＥＩＲの記録を他のネットワークエンティテ
ィから必要とする場合、現在その情報を保持するエンテ
ィティに送信されるＳＳ７メッセージによってそれを取
得する。

【００２１】ＭＳＣは、ＣＣＩＴＴのＸ．２５プロトコ
ルを使用して、料金記録を収集するために料金センタ２
２０と通信し、また、同じくＣＣＩＴＴのＸ．２５プロ
トコルを使用して、運用保守センタ（ＯＭＣ）２２２と
通信する。１つの実現では、ＯＭＣは標準のＲＳ−２３
２リンクを使用して、顧客管理システム２２４と通信す
る。さらに、ＢＳＳとＯＭＣの間の保守メッセージは、
基地局システム運用保守管理部（ＢＳＳＯＭＡＰ）プロ
トコルとともにＳＳ７を使用して送信される。

【００２２】Ｎｏ．７信号方式は、Ａ．Ｒ．モダレッシ
他「Ｎｏ．７信号方式：指導書」ＩＥＥＥコミュニケー
ションズ・マガジン（１９９０年７月）１９〜３５ペー
ジに詳細に記載されている。ＧＳＭ標準プロトコルは、
現在バージョン３．８であるＧＳＭ標準仕様に指定され
ている。

【００２３】図３は、ＧＳＭ標準によって、異なる型の
通信で使用されるプロトコルの図である。これらのプロ
トコルのうちのほとんどはＳＳ７のものである。国際標
準化機構の層化メッセージプロトコルによるプロトコル
の７層のうち、最上部（アプリケーション層）および下
部の３層（ネットワーク層、データ層および物理層）の
みを左側に示す。４種類のメッセージが示されている。

【００２４】第１の二重欄は、アプリケーション層に対
する電話ユーザ部（ＴＵＰ）またはＩＳＤＮユーザ部
（ＩＳＵＰ）（いずれもＳＳ７標準）のいずれかを含む
地上トランクに対する交換システムから交換システムへ
のものを含む。第２欄は、ＭＳＣ、ＶＬＲ、ＨＬＲおよ
びＥＩＲ間のメッセージに対するものである。このメッ
セージは、ＳＳ７標準の、アプリケーション層のトラン
ザクション機能（ＴＣ）、トランザクション機能アプリ
ケーション部（ＴＣＡＰ）および移動アプリケーション
部（ＭＡＰ）部分層を使用する（ＭＡＰはＧＳＭ標準で
強化されている）。こうしたメッセージが厳密にＭＳＣ
の内部である場合、これらのプロトコルは単純化され、
メッセージは、直接に、またはプロトコルハンドラを介
して、関連プロセッサ間で送信される。第３欄は、移動
交換センタとＢＳＳの間の通信に対するものである。最
終欄は、移動交換センタと移動局の間の通信に対するも
のである。

【００２５】プロトコルの３つの下位部分層（層１：物
理層、層２：データ層、および部分層３：ネットワーク
層の部分層であるメッセージトランスポート部（ＭＴ
Ｐ）部分層）は、これらのすべての種類の通信に対して
同一であり、ＣＣＩＴＴのＱ．７０１〜Ｑ．７０７標準
のＳＳ７メッセージトランスポート部（ＭＴＰ）標準に
従う。信号接続制御部（ＳＣＣＰ）は、ネットワーク層
の部分層であり、同じくＣＣＩＴＴ標準Ｑ．７１１〜
Ｑ．７１４であり、ＭＳＣ／ＭＳ通信に対して接続指向
であり、第２欄に対して無接続であり、ＭＳＣ／ＢＳＳ
通信に対しても無接続である。ＳＣＣＰは、いくつかの
ＩＳＵＰアプリケーションで使用可能である。第１欄
（交換機間）に対し、ＴＵＰおよびＩＳＵＰアプリケー
ション層は、ネットワーク層のＭＴＰ３部分層と直接通
信する。

【００２６】ＭＳＣと、ＢＳＳまたは移動局の間の通信
は、無線サブシステム（基地局システム）アプリケーシ
ョン部（ＢＳＳＡＰ）プロトコルを使用する。移動交換
センタとＢＳＳの間の通信に対し、層７は基地局システ
ム管理アプリケーション部（ＢＳＳＭＡＰ）を含むＢＳ
ＳＡＰのプロトコルを使用する。移動交換センタ（ＭＳ
Ｃ）と移動局の間の通信は、直接転送アプリケーション
部（ＤＴＡＰ）を含むＢＳＳＡＰのプロトコルで実行さ
れる。ＢＳＳＡＰは、ＢＳＳＭＡＰおよびＤＴＡＰを含
めて、ＧＳＭ標準である。

【００２７】図４は、ＡＴ＆Ｔの５ＥＳＳ（登録商標）
交換機を使用して実現された、移動交換センタ４００
（交換機）の基本ブロック図である。この交換機は、Ａ
Ｔ＆Ｔテクニカル・ジャーナル第６４巻第６号第２部
（１９８５年７／８月）１３０５〜１５６４ページ（以
下ジャーナルという）に記載されているように、管理モ
ジュール４０２、通信モジュール４０４、および一群の
交換モジュール４０６〜４１２を含む。

【００２８】ＧＳＭネットワークで使用可能な交換モジ
ュールには４種類ある。それらは、ＢＳＳとの通信、お
よびオプションとして公衆交換電話ネットワーク（ＰＳ
ＴＮ）との通信のための無線交換モジュール（ＷＳＭ）
４０６、ＰＳＴＮと通信する交換モジュール（ＳＭ）４
０８、移動局を含む呼を制御するための信号通信要求に
サービスする無線広域交換モジュール（ＷＧＳＭ）４１
０、ならびに、ＰＳＴＮトランクがＩＳＵＰまたはＴＵ
Ｐ型である場合、すなわち、ＰＳＴＮへの送信にＳＳ７
を使用する場合に使用されるＰＳＴＮ広域交換モジュー
ル（ＰＳＴＮＧＳＭ）４１２である。ＰＳＴＮＧＳＭは
ＩＳＵＰまたはＴＵＰプロトコルを処理し、オプション
として、ＰＳＴＮトランクに接続されることも可能であ
る。

【００２９】ＰＳＴＮに関係する、管理モジュール（Ａ
Ｍ）、通信モジュール（ＣＭ）および交換モジュール
（ＳＭ）の作用は、本質的には前記ジャーナルに記載さ
れるとおりである。以下で説明するように、ＷＧＳＭの
目的は、ＢＳＳとＢＳＳに対する呼にサービスするＷＳ
Ｍの間の、および、ＭＳとＷＳＭの間の信号通信を単純
化することである。ＰＳＴＮＧＳＭは、ＭＳＣとＰＳＴ
Ｎの間の共通チャネル送信を制御する。ＰＳＴＮＧＳＭ
は、メッセージ配送パスによって、ＳＭのプロトコルハ
ンドラへ接続される。

【００３０】移動交換センタの信号アーキテクチャは、
信号メッセージが無線広域交換モジュール（ＷＧＳＭ）
のデータ交換機の共通セットおよびプロトコルハンドラ
を通過することによって大きく単純化される。物理的に
は、無線広域交換モジュールは、通信モジュールの時間
多重化交換機によって交換されるネイルドアップチャネ
ルを介して各無線交換モジュールに接続される。

【００３１】これは、６４キロビットのチャネルであ
り、５ＥＳＳ交換機通信モジュールのＰＣＭ音声チャネ
ルと同一である。ＷＧＳＭをＷＳＭと接続する他のネイ
ルドアップ物理チャネルを通じて、メッセージが、その
物理チャネル内の仮想チャネルを介してＢＳＳに送信さ
れる。その物理チャネルの他の仮想チャネルは、移動局
から発信されるメッセージまたは移動局を宛先とするメ
ッセージを運搬する。

【００３２】無線交換モジュール（ＷＳＭ）は、結合さ
れたパケットおよび回線交換モジュールであり、交換モ
ジュールプロセッサ（ＳＭＰ）、ローカルエリアネット
ワークによって相互接続された複数のプロトコルハンド
ラからなるパケット交換装置（ＰＳＵ）、ならびに、デ
ィジタル設備インタフェース（ＤＦＩ）および時間スロ
ット相互交換装置（ＴＳＩＵ）からなる回線交換装置か
らなる。ＴＳＩＵは、交換モジュールを相互接続する通
信モジュールの時間多重化交換機に接続される。交換パ
ケット交換装置からなる交換モジュールは、米国特許第
４，５９２，０４８号（発明者：Ｍ．Ｗ．ベクナー他）
に記載されている。

【００３３】ＢＳＳ、ＷＳＭ、および無線広域交換モジ
ュール（ＷＧＳＭ）間の信号パスは以下の通りである。
各基地局はディジタルキャリア設備によって複数の無線
交換モジュール５０４に接続される（図５）。これらの
ディジタル設備の多くは、１以上の信号チャネルを含
み、各ＢＳＳからの信号チャネルが少なくとも２つのＷ
ＳＭに接続される。

【００３４】信号チャネルは、この無線交換モジュール
５０４のディジタルインタフェースを介して無線交換モ
ジュールのＴＳＩＵに接続され、それによって、通信モ
ジュール５０６によって、無線広域交換モジュール内の
プロトコルハンドラ（ＰＨ）に接続される。無線広域交
換モジュールのプロトコルハンドラはＷＧＳＭのパケッ
ト交換装置内のローカルエリアネットワークを介して相
互接続される。

【００３５】ＷＧＳＭと宛先無線交換モジュールの間の
信号パスの部分は以下の通りである。ＷＧＳＭは、特定
の無線交換モジュールとの間でメッセージを送受信する
ポートを有する少なくとも１つのプロトコルハンドラを
有する。このポートは、ネイルドアップ接続を介して通
信モジュールの時間多重化交換機を通過するメッセージ
配送パスに接続される。このような各メッセージ配送パ
スは６４キロビットのデータリンクであり、両端でプロ
トコルハンドラのポートに接続される。

【００３６】いずれかの端局でプロトコルハンドラが故
障した場合、予備プロトコルハンドラが故障プロトコル
ハンドラの代わりに使用可能である。無線交換モジュー
ル内のプロトコルハンドラはそのローカルエリアネット
ワーク側でパケットインタフェースを介してＷＳＭの交
換モジュールプロセッサと通信する。この交換モジュー
ルプロセッサは呼処理を実行し、例えば、ＷＳＭとＢＳ
Ｓの間のメッセージのＢＳＳＡＰ部分を生成または処理
する。ＢＳＳと無線交換モジュールを相互接続するメッ
セージ配送パスおよび物理信号データリンクは複数の仮
想データパスを有し、これらのパスは通常、移動呼また
は位置更新のような移動サービスに付随する一時的仮想
データパス（ＳＣＣＰ接続）である。

【００３７】これらの信号配置は多くの利点を有する。
各基地局と少なくとも２つの無線交換モジュールの間に
少なくとも２つの信号データリンクを有することによ
り、冗長性が得られ、いずれかの信号チャネル（信号チ
ャネルの両端のプロトコルハンドラを含む）またはＷＳ
Ｍが故障した場合にも動作を継続することができる。単
一の無線広域交換モジュールの使用は、プロトコルハン
ドラの本質的節約とともに、例えば、顧客の国際移動加
入者識別情報（ＩＭＳＩ）によって識別されるような特
定顧客のＶＬＲデータが必要となる場合に、宛先無線交
換モジュールを選択するために必要な翻訳情報を集中さ
せる。

【００３８】ＷＧＳＭ内のプロトコルハンドラの故障
は、故障プロトコルハンドラを作業予備で置換すること
によって、および、故障プロトコルハンドラの作用を引
き継ぐためにそのプロトコルハンドラを適切に初期化す
ることによって克服される。以下で説明する局所参照番
号が、ＳＣＣＰ接続を識別するために使用される。以下
で説明するように、キー情報が局所参照番号中に格納さ
れるため、および、二重記録はＷＧＳＭのプロトコルハ
ンドラを通じてすべての安定ＳＣＣＰ接続上に保持され
るため、この接続は、故障プロトコルハンドラによって
サービスされたとしても損失されることがない。

【００３９】ＷＧＳＭは、ＰＳＵのシェルフごとに少な
くとも１つの予備プロトコルハンドラを有する。プロト
コルハンドラの故障の場合、予備が置換する。冗長デー
タが使用不能の場合は、プロトコルハンドラ内の単一故
障の際に、ＳＣＣＰ接続に関する動的データが損失さ
れ、その結果、そのプロトコルハンドラを通じて交換さ
れるすべてのＢＳＳＡＰ呼が損失されることになる。こ
の接続データの完全性を保証するためにソフトウェアに
このデータの冗長性が付加される。

【００４０】接続が移動交換センタとＢＳＳの間に設定
されると、局所接続識別子が各接続に付随する。ＭＳＣ
とＢＳＳの間で調整された各接続を保持するために、こ
の接続情報はＳＣＣＰ局所参照番号の使用によって共有
される。ＣＣＩＴＴのＳＳ７プロトコルによれば、各端
局は、妥当な接続の設定を最初に確認する際に、局所参
照番号および遠端の局所参照番号を送信する。以後の会
話には遠端の局所参照番号の送信が必要となる。この局
所参照番号の値は標準によって制限されていない。接続
が、移動交換センタで最初に開始される場合、局所参照
番号は、接続識別子および接続が存在するプロトコルハ
ンドラの番号を含むように符号化される。

【００４１】ＭＴＰ層は、データリンク上の負荷共有、
変更および復帰を提供するが、その結果、接続に対する
着メッセージが、メッセージが送信されているのとは異
なる物理リンクに到着することがある。これが生じた場
合、異なるプロトコルハンドラに到着したＳＣＣＰメッ
セージは、局所参照番号を復号することによって適切な
プロトコルハンドラにルーティングされる。この番号
が、接続が存在するプロトコルハンドラの識別情報を含
むためである。

【００４２】ＳＣＣＰ接続がアクティブ（安定）状態に
入ると、この接続情報が、ＰＳＵ共同体内の次位ＰＨと
共有される（ただし、第１のＰＨは最後のＰＨの「次
位」ＰＨである）。この「次位」ＰＨは「バックアップ
ＰＨ」として知られる。ＰＨが故障すると、予備ＰＨと
交換され、それによって、そのＰＨに対するメッセージ
のソースと宛先に接続される。「次位」ＰＨは予備ＰＨ
に、故障ＰＨから安定接続の参照番号のリストを送信す
る。

【００４３】「次位」ＰＨは、これらの接続がアクティ
ブである限りこの接続の制御を継続する。予備ＰＨは、
以前に故障ＰＨによってサービスされていた接続と同一
の論理ＰＨ番号を有する新しい接続に対して局所参照番
号を割り当てる。予備ＰＨがアクティブ接続に対するメ
ッセージを受信すると、最初に、参照番号が「次位」Ｐ
Ｈによって制御される接続の１つであるかどうかチェッ
クする。

【００４４】参照番号が「次位」ＰＨによって制御され
る接続の１つである場合、予備ＰＨはそのメッセージ
を、そのメッセージを処理するための情報を有し、従っ
て仮想接続を維持することができる「次位」ＰＨに送信
する。このようにして、ＰＨが故障した場合には、故障
ＰＨに対する現在のＳＣＣＰ接続で受信されるメッセー
ジは自動的に「次位」すなわちバックアップＰＨへルー
ティングされる。

【００４５】ＰＨが故障すると、バックアップＰＨは、
このバックアップ情報から、ＳＣＣＰ接続に付随するタ
イマを再開する。このようにして、安定接続は、その接
続に依存する呼と同様に安定を維持する。ＳＣＣＰ接続
を設定するすべてのＰＨは、専用のバックアップＰＨを
有する。予備ＰＨは、故障ＰＨの論理的役割および名称
を模倣し、そのＰＨに対する新しいＳＣＣＰメッセージ
接続要求を受容するため、これはバックアップＰＨにか
かる一時的過負荷を縮小する。故障ＰＨが最終的にサー
ビスに復帰すると、予備ＰＨと交替する。

【００４６】本実施例では、「次位」ＰＨはバックアッ
プとして使用されるが、代わりに、（偶数番号のアクテ
ィブＰＨのシステムにおける）「スキップ１次位」のよ
うな他の所定のバックアップ配置も使用可能である。任
意の所定のバックアップＰＨの選択を記述するために
「所定隣接」という用語を使用する。

【００４７】上記のように、予備ＰＨが故障ＰＨの役割
を模倣する場合、バックアップＰＨはそのすべてのアク
ティブ接続の現在の状態を予備ＰＨに報告する。予備Ｐ
Ｈは、新しいＳＣＣＰ接続を設定する際に、バックアッ
プＰＨでまだ動作中のアクティブ接続に対するリソース
（例えば接続識別子番号）を再使用することはない。こ
うして、バックアップＰＨは、それ自身に対する新しい
ＳＣＣＰ接続にサービスするのとともに、現在のすべて
のアクティブ接続へのサービスを、解放されるまで継続
する。

【００４８】移動局が、指定された移動ネットワーク内
で最初に起動されると、国際移動加入者識別子（ＩＭＳ
Ｉ）が、移動局自身を識別するために移動局によって使
用される。このＩＭＳＩは、ＶＬＲデータの要求を、そ
のデータを有するＷＳＭへルーティングするために使用
される。ＷＧＳＭの各プロトコルハンドラは、ＩＭＳＩ
−ＷＳＭマップを格納するテーブルを有し、このテーブ
ルはＷＳＭによって供給されるデータから作成される。

【００４９】ＨＬＲの、および、可能な場合、付随する
ＶＬＲの記録をＷＳＭに格納することを可能にするため
に、この参照テーブルはＩＭＳＩごとに１エントリを有
する。位置更新または登録プロセス中に、ＶＬＲデータ
を格納するＳＭは、移動局に一時移動加入者識別子（Ｔ
ＭＳＩ）を付随させる。ＴＭＳＩの値は、少なくとも一
部はランダムであるが、それ以外はＧＳＭ標準によって
制限されない。

【００５０】ＴＭＳＩが使用可能な場合に、ＶＬＲデー
タが要求される際に着メッセージに対する適切なＷＳＭ
へのアクセスが単純化されるように、ＴＭＳＩはＷＳＭ
（すなわち、無線ソフトウェアを有する交換モジュー
ル）の識別情報とともに特別に符号化される。ＴＭＳＩ
のランダム性は、４オクテットのうちの３つをランダム
化することによって維持される。上記のように、初期移
動局起動時を除いては、ＴＭＳＩはすべてのＢＳＳＡＰ
トランザクションに対して標準的に使用される。

【００５１】移動局が（呼または位置更新のような）ト
ランザクションを開始する場合、トランザクションに関
する情報を格納するＳＣＣＰ接続データベースは、ＶＬ
Ｒデータを含むＷＳＭ、および、ＢＳＳに接続されるト
ランクを含むＷＳＭを識別するための情報をも格納す
る。これは、この接続に対する、ＴＭＳＩを含まないす
べての後続メッセージのルーティングのために使用され
る。

【００５２】信号方式の動作の例として、ＢＳＳと移動
交換センタの間のデータ接続について説明する。接続が
ＢＳＳで開始されると仮定する。最初に初期メッセージ
がＢＳＳ内のＭＴＰによってＢＳＳから、ＢＳＳとＷＧ
ＳＭを論理的に相互接続する信号データリンクによって
移送される。無線広域交換モジュール内の、信号データ
リンクを終端するプロトコルハンドラは、ＭＴＰからの
メッセージをＳＣＣＰ制御プログラムに転送する。

【００５３】このＳＣＣＰプログラムは、ＭＴＰヘッダ
を取り外し、メッセージを解析する。メッセージの内容
に依存して、接続が設定または解放され、または、デー
タの転送が要求される。この例では、接続設定が要求さ
れ、ＳＣＣＰ接続（すなわち仮想回線）が、信号データ
リンクのＷＧＳＭ端のプロトコルハンドラとＢＳＳ内の
プロトコルハンドラの間に一時的に設定される。

【００５４】ＳＣＣＰ制御プログラムは、基地局システ
ムアプリケーション部（ＢＳＳＡＰ）（図３で無線サブ
システムアプリケーション部とも呼んだもの）に、原始
インタフェースを介して接続設定の要求を通知する。次
に、ＢＳＳＡＰはＢＳＳＡＰメッセージを解析し、宛先
無線交換モジュールの識別情報を取得する。例えば、照
会要求ＶＬＲデータの場合、この宛先ＷＳＭはＢＳＳＡ
Ｐメッセージに含まれる国際移動加入者識別情報（ＩＭ
ＳＩ）フィールドによって識別される。

【００５５】ＢＳＳＡＰ制御プロセスは、ＩＭＳＩを使
用して、このＩＭＳＩに対するＶＬＲデータベースが発
見されるＷＳＭを発見するために参照テーブルをインデ
ックスする。次に、メッセージは、ＷＧＳＭ内で、信号
データリンクを終端するプロトコルハンドラから、識別
されたＷＳＭへのメッセージ配送パスを終端するプロト
コルハンドラへ送信される。次にこのプロトコルハンド
ラは、宛先ＷＳＭのプロトコルハンドラへメッセージを
送信し、続いて宛先ＷＳＭのプロトコルハンドラは、そ
のＷＳＭの交換モジュールプロセッサへメッセージを転
送する。次に、宛先ＷＳＭ内のＢＳＳＡＰ制御プロセス
がさらにメッセージを解析し、移動呼またはサービスを
処理するためにそれを呼処理プログラムに転送する。

【００５６】本発明の本実施例で実行される信号手順の
もう１つの例は、無線交換モジュールからＢＳＳへ、設
定された接続を介してメッセージを送信する手順であ
る。送信無線交換モジュールでは、ＢＳＳＡＰプロセス
は、ＳＣＣＰ接続を識別する局所参照番号でタグ付けさ
れたＢＳＳＡＰ層のメッセージを組み立てる。次に、こ
のプロセスは、メッセージを、ソース無線交換モジュー
ル内のプロトコルハンドラへ転送し、このプロトコルハ
ンドラはメッセージを、通信モジュールを通過するネイ
ルドアップメッセージ配送パスを通じて無線広域交換モ
ジュール内の第１プロトコルハンドラへ転送する。

【００５７】この第１プロトコルハンドラは、メッセー
ジの局所参照番号を検査し、それを使用して、ＳＣＣＰ
接続を終端する第２プロトコルハンドラを決定する。
（この局所参照番号は、以前に、ＳＣＣＰ接続を設定す
るプロセス中に導出されている。）次にこのプロトコル
ハンドラはＳＣＣＰプロセスを使用して、メッセージを
ＳＣＣＰヘッダとともにカプセル化し、そのメッセージ
を、ＭＴＰヘッダを付加するメッセージトランスポート
部（ＭＴＰ）プロセスに転送する。次にこのメッセージ
は（論理）データリンクを通じてＢＳＳへ送信される。
（この論理データリンクに対応する物理データリンクに
ついては前に説明した。）

【００５８】本発明の利点として、この型の配置によれ
ば、本質的にすべてのＳＳ７プロトコル処理機能を、Ｗ
ＧＳＭのパケット交換装置で（ＷＧＳＭの交換モジュー
ルプロセッサに関わらず）実行することが可能であり、
送信および受信ＷＳＭが、宛先とは独立にメッセージを
処理することが可能となる。実質的に、ＷＧＳＭのパケ
ット交換装置のプロトコルハンドラのセットは、すべて
の信号プロトコルのハンドラとして作用する。（最高装
備のＷＧＳＭは７５個のアクティブプロトコルハンドラ
および５個の予備プロトコルハンドラを含む。）ＷＧＳ
Ｍは、メッセージのアプリケーションデータへのＮｏ．
７信号方式ヘッダを組み立てまたは解体し、メッセージ
を受容する（宛先が移動交換センタの場合）適切なＷＳ
Ｍ、または、適切なＢＳＳへメッセージを発信する（宛
先がＢＳＳまたは移動局の場合）適切なＷＳＭへの送信
のためにメッセージを交換する。

【００５９】さらに、ＭＳＣは、短いメッセージ（例え
ば音声メッセージ待機の指示）の配送のためのＸ．２５
プロトコルを使用して、管理モジュールから、外部サー
ビスセンタ２２４と通信する。ＭＳＣは、ＳＳ７のよう
な地上信号方式を使用して、公衆交換電話ネットワーク
と通信する。

【００６０】交換モジュールはまた、地上５ＥＳＳ交換
機でなされているように、通信モジュールのメッセージ
交換機を介してメッセージを通信する。例えば、地上局
から移動局へのまたは移動局から地上局への呼の公衆交
換電話ネットワーク部分に接続された交換モジュール
と、ＢＳＳを介して呼の移動局端に接続された無線交換
モジュールの間の通信モジュールによる接続を設定する
ために交換されるメッセージのような呼処理メッセージ
は、このようにして送信される。

【００６１】ＭＳがホームＭＳＣ（すなわち、そのＭＳ
に対するＨＬＲを含むＭＳＣ）によってサービスされる
エリアにある場合、ベースＶＬＲは、共通データが２個
のレジスタに対して１度だけ格納されるようにＨＬＲに
接続され、ＶＬＲおよびＨＬＲは同一のモジュールに格
納される。

【００６２】移動局が電源オフ状態にある場合、また
は、電源オン状態であるがアクティブ呼状態にない場
合、ＶＬＲのベースバージョンのみがＶＬＲのＷＳＭに
おいてその移動局に対して維持される。呼が移動局によ
って発信される場合、または、その移動局に対する呼が
受信される場合、ＶＬＲの一部の別々の動的バージョン
が、その移動呼を制御するＷＳＭに格納され維持され
る。

【００６３】このＶＬＲのコピーが、この移動局端を制
御するＷＳＭ内の終端プロセスにリンクされる。移動局
が移動し、呼が異なる交換モジュールにハンドオーバさ
れた場合、ＶＬＲの動的コピーが、その呼に対して移動
局にサービスする新しいＷＳＭに転送され、そのＷＳＭ
でその呼にサービスする終端プロセスにリンクされる。
ＭＳ位置に無関係なベースＶＬＲ内のデータは、管理動
作、または、呼転送番号の指定のような顧客プログラミ
ング動作によってのみ変更され、動的ＶＬＲへコピーさ
れないことに注意すべきである。必要な場合、システム
管理者はＨＬＲを修正し、それはベースＶＬＲを更新す
る。管理者は、障害回復の目的のためにベースＶＬＲへ
の「読みだし専用」アクセス可能性を有する。

【００６４】移動局の位置は、通話中は、動的またはベ
ースＶＬＲでは更新されず、位置更新手順の一部として
ベースＶＬＲのみで更新される。位置更新手順は、移動
局が電源オンでアイドル状態となった場合、および、あ
る位置エリアから他の位置エリアに移動した場合に実行
される。位置エリアとは、ＭＳに終端する呼が受信され
た場合にページングされるエリアである。

【００６５】すべての着呼は最初にＨＬＲをチェックす
る。これは、ＨＬＲが固定され、ＨＬＲ記録の位置が移
動局の被呼番号（電話番号）に結びついているためであ
る。ＨＬＲは、その中に、ベースＶＬＲを発見するため
に必要な情報を格納している。この情報は、ベースＶＬ
Ｒを含む移動交換センタの識別情報を含む。この詳細な
説明では、このＭＳＣはＨＬＲのＭＳＣと同一であり、
ＨＬＲおよびＶＬＲは、一方が発見されれば他方も発見
されるように、１ブロックとして格納される。

【００６６】移動局に付随するデータのすべての管理的
変更は、最初にＨＬＲに入力され、続いてＨＬＲが、対
応する変更をベースＶＬＲに入力するためのメッセージ
を送信する。異なる呼転送番号の指定のような顧客起動
変更は、最初にベースＶＬＲに転送され、ベースＶＬＲ
は、最初はその記録を変更せずにその要求をＨＬＲに転
送し、ＨＬＲは必要な変更を実行してベースＶＬＲを更
新するメッセージを生成する。

【００６７】ＨＬＲは、移動局電話番号または国際移動
加入者識別情報（ＩＭＳＩ）によってアクセス可能であ
る。ＶＬＲは、ＩＭＳＩまたはＴＭＳＩによってアクセ
ス可能である。ＨＬＲはまた、特別のＩＳＤＮアドレス
によってＶＬＲにアクセスすることもできる。ＧＳＭ仕
様によれば、ＩＳＤＮアドレスは、ＶＬＲ、ＨＬＲ、Ｍ
ＳＣ、およびＥＩＲに対して維持される。

【００６８】ＶＬＲは、共通データが１度格納されるだ
けでよいように、ＨＬＲに接続される。この配置は、移
動局がＭＳＣによってサービスされるエリアにある限り
満足なものである。移動局がそのエリアを出た場合のＶ
ＬＲの格納法は、本発明の範囲外のことである。

【００６９】結合されたＨＬＲおよびＶＬＲはＭＳＣの
無線交換モジュールに格納される。各交換モジュール
は、移動電話番号の範囲に対する記録を格納し、各モジ
ュールは電話番号に基づいてモジュールを選択するため
の範囲翻訳を有する。ＨＬＲ／ＶＬＲはＩＭＳＩによっ
てもアクセス可能でなければならないため、ＭＳＣによ
ってサービスされる各ＩＭＳＩに対するＶＬＲ／ＨＬＲ
を格納するモジュールを識別するために、ＷＧＳＭの各
プロトコルハンドラにテーブルが格納される。ＴＭＳＩ
によるアクセスには翻訳は不要である。それは、ＴＭＳ
ＩはＶＬＲ／ＨＬＲモジュールを識別するためのサブフ
ィールドを含むためである。

【００７０】図５は、基地局と無線交換モジュールの間
の物理信号パスのブロック図である。基地局５０２は、
基地局にサービスするＷＳＭ５０４を物理的に通過する
固定仮想回線を通じて、および、通信モジュール５０６
を通じて、ＷＧＳＭ内のプロトコルハンドラに接続され
る。プロトコルハンドラは、基地局と通信するために使
用されるＳＳ７プロトコルでメッセージを受信し、その
メッセージを正しいＷＳＭに送信する。

【００７１】ＢＳＳに接続されるディジタル設備インタ
フェースは、そのメッセージを、交換可能物理ネイルド
アップデータチャネルによって宛先ＷＳＭに接続された
ＷＧＳＭのプロトコルハンドラに送信し、ＷＳＭの交換
モジュールプロセッサに接続されたプロトコルハンドラ
で終端する。本発明の利点として、呼を制御するための
交換モジュールのプロセッサ（ＳＭＰ）が、ＢＳＳトラ
ンクと、ＣＭへのチャネルまたはＷＳＭの他の出力への
チャネルの間の特定の接続を制御するＳＭＰである必要
がないため、ＷＧＳＭは、標準プロトコルを終端し、任
意のＷＳＭが、ＷＳＭへのトランクを有する基地局から
の任意の呼を制御することを可能にする。

【００７２】図６は、論理信号方式を図示する。基地局
システム６０２は、ＷＧＳＭ６０４と通信し、次に、Ｗ
ＧＳＭ６０４が、通信モジュール６０６を介して適切な
ＷＳＭ６１０へメッセージを配送する。

【００７３】図７で、特定移動交換センタに対するＶＬ
Ｒデータが、そのセンタのＷＳＭ７０２，．．．，７０
４に分散される。この例では、ＷＳＭ７０２がＷＳＭ７
０４からＶＬＲ情報を必要とする場合、ＷＳＭ７０２
は、５ＥＳＳ交換機の通信モジュールのメッセージ交換
機を通じて交換される呼処理モジュール間データリンク
を介して情報を要求する。

【００７４】図８は、移動局から地上局への呼に関連す
るモジュールを示す。移動局に最近接の基地局システム
８０２が、音声パスによって無線交換モジュール（ＷＳ
Ｍ）８０４に接続される。ＷＳＭ８０４は、公衆交換電
話ネットワーク（ＰＳＴＮ）８０８を介して被呼顧客に
接続する他の交換モジュールへ、通信モジュール（Ｃ
Ｍ）を通じて接続可能である。ＰＳＴＮ広域交換モジュ
ール（ＧＳＭ）８１０は、公衆交換電話ネットワークへ
のＳＳ７送信を制御するために使用される。

【００７５】ベースＶＬＲを有するＷＳＭ８１２は、仮
想データリンクを介して、この移動局端を制御するＷＳ
Ｍ８０４に接続される。ＳＭ８０６およびＷＳＭ８０４
は、これらの各モジュールで呼を処理する終端プロセス
の動作を調整するために、仮想データリンクによって接
続される。ＷＧＳＭ８１４は、ＢＳＳとの間ですべての
データを通信し、必要な場合にはそれをＷＳＭ８０４ま
たはＶＬＲ−ＷＳＭ８１２へ送信する。

【００７６】地上呼に対する５ＥＳＳ交換機の作用の原
理に従って、管理モジュール５０８（図５）が、移動局
発信呼の発信ＰＳＴＮトランクを選択するため、およ
び、交換モジュール間の音声パスに対するタイムスロッ
トを選択するために使用される。さらに、管理モジュー
ルは、移動交換センタと基地局コントローラの間のトラ
ンクを選択するために使用される。基地局コントローラ
は、基地局コントローラへの着信トランクと基地送受信
局の間のパスを選択する。

【００７７】上記のように、このパスは地上トランクで
もよい。ＢＳＳと移動交換センタの間のトランクは、移
動交換センタから発信する一方向トランクである。これ
は、集中管理モジュールからのアイドルトランクの発見
を効率化し、トランクが完全に利用されることが可能と
なる。呼が移動局によって発信される場合でも、移動局
に終端される場合でも、トランクは、移動交換センタの
一部である管理モジュールによって探索され割り当てら
れる。

【００７８】図９〜１３は、移動局から地上局への呼を
処理する際に必要なメッセージを図示し、各メッセージ
のソースおよび宛先を示している。呼は、ＭＳからさら
に送信するために専用制御チャネルの割当を要求するＭ
ＳからＢＳＳへの制御チャネル要求メッセージ９０２
（図９）によって開始される。ＢＳＳは、ＭＳに、適切
な制御チャネルへのアクセスを許可する制御チャネル割
当メッセージ９０４によって応答する。

【００７９】次に、ＭＳは、ＢＳＳにサービス要求メッ
セージ９０６を送信し、ＢＳＳはこのサービス要求メッ
セージ９０８をＷＧＳＭに転送する。ＷＧＳＭは、ＶＬ
Ｒ情報を含むＷＳＭにプロセスアクセス要求メッセージ
９１０を送信する。ＷＧＳＭは、どのＷＳＭがこの移動
局に対するＶＬＲ情報を含むかを決定するためのデータ
を有する。このデータは、ＴＭＳＩが使用可能でない場
合に使用される。

【００８０】ＴＭＳＩが使用可能な場合、ＴＭＳＩは、
ＶＬＲ−ＷＳＭの容易な識別のために符号化されたＶＬ
Ｒ−ＷＳＭのＩＤを有する。ＷＧＳＭからＶＬＲ−ＷＳ
Ｍへのメッセージは、サービス要求を処理し、その要求
に対してＶＬＲ−ＷＳＭで接続データを作成するための
ものである。ＶＬＲ−ＷＳＭは、要求を処理するプロセ
スに対し、接続データブロックへの入力を行う。

【００８１】データは、接続を使用する接続トランザク
ションの識別情報を含む。必要であれば、認証プロセス
がＶＬＲ−ＷＳＭによって開始され、ＶＬＲ−ＷＳＭ
は、認証アルゴリズム計算を要求するために、移動局へ
メッセージ１００２（図１０）を送信する（メッセージ
は実際にはＷＧＳＭ、ＢＳＳに接続されたＷＳＭ、およ
びＢＳＳを介して送信される）。移動局は、認証アルゴ
リズム計算の結果を含むメッセージ１００４によってＶ
ＬＲ−ＷＳＭに応答する。

【００８２】一方、ＶＬＲ−ＷＳＭは、呼に対するＢＳ
Ｓトランクの割当を要求するメッセージ１００６を管理
モジュール（ＡＭ）に送信し、ＡＭは、呼を処理するＷ
ＳＭで無線発信終端プロセスを作成するために、そのト
ランクに接続されたＷＳＭにメッセージ１００８を送信
する。次に、ＷＳＭは、ＶＬＲ−ＷＳＭに、どのトラン
クＷＳＭ（すなわち、呼にサービスするＢＳＳへのトラ
ンクに接続されたＷＳＭ）およびＢＳＳトランクが呼に
割り当てられたかを通知するために、ＶＬＲ−ＷＳＭに
メッセージ１０１を返す。以下で分かるように、ＶＬＲ
−ＷＳＭは、呼に対する暗号化情報を制御するために必
要となる。

【００８３】暗号化が使用される場合、ＶＬＲ−ＷＳＭ
は、呼を処理するＷＳＭへ、ＶＬＲ記録から呼制御ＷＳ
Ｍまでの移動局に関係する呼処理関連情報のコピーを転
送する（メッセージ１１０２、図１１）。暗号化が使用
される場合、ＶＬＲ−ＷＳＭは、ＷＧＳＭを介してＢＳ
Ｓに暗号化コマンドを転送する（メッセージ１１０４お
よび１１０６）。ＢＳＳは、暗号化モードコマンド（メ
ッセージ１１０８）を移動局に送信する。移動局は、暗
号化モードを設定し、ＢＳＳに、暗号化モード完了メッ
セージ１１１０を返送する。ＢＳＳは、ＶＬＲ−ＷＳＭ
へ、暗号化プロセスが完了したというメッセージ１１１
２を送信する。この時点で、ＢＳＳおよび移動局はいず
れも対応する暗号化モードにある。暗号化の詳細はＧＳ
Ｍ標準で指定されている。

【００８４】次に、移動局は、ＷＧＳＭを介して呼制御
ＷＳＭ（すなわち、移動局に対する終端プロセスを含む
ＷＳＭ）に設定要求メッセージ（１１１４および１１１
６）を送信する。ＷＧＳＭは以前にメッセージ１１０４
でＷＳＭの識別情報を通知されている。ＷＧＳＭは、呼
設定要求の前にこの時点まで故障が生じていないことを
確認するためのチェックを行う。故障が生じている場
合、その故障がＷＳＭに報告される。次にＷＳＭは呼が
進行中であることを示すメッセージ１１１８を移動局へ
送信する。

【００８５】次に、装置妥当性検査機能が必要な場合、
ＶＬＲ−ＷＳＭは、呼制御ＷＳＭおよび移動局と協働し
て、その機能を実行する。（装置妥当性検査は、通信オ
ペレータの要求に従って、ＧＳＭではオプションであ
る。）ＶＬＲ−ＷＳＭは、移動局に、その国際移動装置
識別情報（ＩＭＥＩ）を提供するよう要求する（メッセ
ージ１２０２）。移動局は、そのＩＭＥＩ（メッセージ
１２０４）によってＶＬＲ−ＷＳＭに応答する。

【００８６】ＶＬＲ−ＷＳＭは、移動局がネットワーク
の使用を許可されていることを確認するためのチェック
を行う。ＶＬＲ−ＷＳＭはそのチェックの結果を呼制御
ＷＳＭに送信する（メッセージ１２０６）。一方、トラ
ンクＷＳＭは、ＢＳＳに、以前に割り当てられたＢＳＳ
トランクの識別情報を通知する（メッセージ１２０
８）。ＷＳＭはまた、ＢＳＳが移動局との音声（または
データ）通信のための無線チャネルを取得することを要
求する。

【００８７】次に、この無線チャネルは、通話中または
呼が他のＢＳＳにハンドオーバされるかもしくは終了す
るまで、割り当てられたＢＳＳトランクに付随する。Ｂ
ＳＳは、無線チャネルを割り当て、移動局にその割当を
通知する（メッセージ１２１０）。移動局は、この割当
を受信し、無線をそのチャネルに同調してから応答する
（メッセージ１２１２）。次にＢＳＳはＷＳＭに、無線
チャネル割当および無線からトランクへの接続が完了し
たことを報告する（メッセージ１２１４）。

【００８８】ＷＳＭは、呼の地上部を完成するために、
管理モジュールに、公衆交換電話ネットワークへのトラ
ンクを取得するよう要求し（メッセージ１２１６）、管
理モジュールは、このトランクを割り当て、そのトラン
クに接続された交換モジュールに、呼に対する終端プロ
セスを作成するよう要求する（メッセージ１２１８）。
交換モジュールは、ネットワーク接続が進行中であると
いうメッセージ１２２０をＷＳＭに送信し、ＰＳＴＮＧ
ＳＭにメッセージ１２２２を送信し、ＰＳＴＮＧＳＭは
呼を設定するために公衆交換電話ネットワークにメッセ
ージ１２２４を送信する。（これは、ＰＳＴＮの次の交
換システムにアクセスするために使用されるトランク信
号の型に依存して、ＴＵＰまたはＩＳＵＰメッセージで
ある。）

【００８９】次に、公衆交換電話ネットワークは、被呼
顧客が呼び出されていることを指示するメッセージ１３
０２（図１３）によってＳＭに応答し、ＳＭはＷＳＭに
メッセージ１３０４を送信し、ＷＳＭは、呼出トーンを
接続するために移動局にメッセージ１３０６を送信す
る。（これは、移動局内で局所的に供給される。）

【００９０】その後、公衆交換電話ネットワークは、被
呼顧客が応答したというメッセージ１３０８をＳＭに送
信する。ＳＭは、呼制御ＷＳＭに、端局間通話パスが設
定されたことを指示するために、呼制御ＷＳＭにメッセ
ージ１３１０を送信する。同じく呼制御ＷＳＭは移動局
に通知する（メッセージ１３１２）。移動局は確認メッ
セージによって応答し（メッセージ１３１４）、呼はア
クティブとなる。

【００９１】次に、切断プロセスについて説明する（図
１４）。最初に移動局が切断されると仮定する。移動局
は、終端プロセスが呼の移動局端を制御しているＷＳＭ
へ切断メッセージ１４０２を送信し、そのＷＳＭは、移
動局へ解放メッセージ１４０４を送信し、公衆交換電話
ネットワークに接続されたＳＭへネットワーク解放要求
１４０５を送信する。ＳＭは呼を解放し、公衆交換電話
ネットワークにネットワーク解放メッセージ１４１０を
送信する。

【００９２】ＳＭはまた、ＰＳＴＮへのトランクを解放
するために管理モジュールへメッセージ１４１２を送信
し、ＷＳＭは、ＢＳＳトランクを解放するために管理モ
ジュールへメッセージ１４１４を送信し、必要であれ
ば、呼の料金記録を作成するためにメッセージ１４１６
を送信する。（すべての呼がＳＭからＡＭへの料金メッ
セージを生成することがないように、いくつかの料金記
録が１メッセージとして送信される。）

【００９３】ＷＳＭはまた、呼の移動局の状態を更新す
るために、ＶＬＲ−ＷＳＭへ解放メッセージ１４１８を
送信する。ＶＬＲ−ＷＳＭは、その呼が移動局に対する
最終トランザクションである場合、メッセージの接続情
報を消去するために、ＷＧＳＭへ消去コマンド１４２０
を送信する。（メッセージ待機信号メッセージの配送の
ように、他のトランザクションが要求される場合、接続
は維持される。ＶＬＲは呼制御に関わったままである
が、呼を制御するためにＢＳＳに接続されたＷＳＭは解
放される。）

【００９４】ＷＧＳＭは、無線チャネルを解放するため
にＢＳＳに消去コマンドを送信し、ＢＳＳから、無線チ
ャネルが解放されたという確認メッセージ１４２４を受
信する。ＢＳＳは、送信チャネルを解放するために移動
局に消去コマンド１４２６を送信する。次にＷＧＳＭ
は、移動局が解放されたことを確認するために、ＶＬＲ
−ＷＳＭへ消去完了メッセージ１４２８を送信する。

【００９５】次に、ハンドオーバ手順を説明する。移動
局は通話中に移動するため、１つのＢＳＳの基地送受信
局の有効範囲を容易に出て、他の有効範囲に入ることが
できる。この状況では、移動局が第２のＢＳＳの送受信
機の周波数に再同調され、呼がその送受信機を介して継
続することが重要である。このプロセスについては、最
初に、接続に関して説明し、次に、メッセージ交換に関
して説明する。

【００９６】図１５〜１８は、同一のＭＳＣによってサ
ービスされる他のＢＳＳ内の基地送受信局へのハンドオ
ーバプロセスを図示する。サービス中の基地送受信局お
よび隣接する候補基地送受信局の信号強度を報告する移
動局１５０４からのメッセージに応答して、呼にサービ
スするＢＳＳ１５０２から最初に要求がなされる。この
時点で呼はＢＳＳ１５０２および無線交換モジュール１
５０６からサービスされる。

【００９７】無線交換モジュール１５０６は、この例で
は新しいＢＳＳ１５１０にある新しい基地送受信局を選
択する。管理モジュールは、無線交換モジュール１５２
０とＢＳＳ１５１０の間のトランク１５１２（図１６）
を選択する。管理モジュールはまた、公衆交換電話ネッ
トワーク１５４０を介して地上局に接続される交換モジ
ュール１５３０（中心モジュール）と無線交換モジュー
ル１５２０の間のネットワークタイムスロット１５３２
を選択する。

【００９８】ＢＳＳ１５０２は、ＢＳＳ１５１０の送受
信システムに再同調するように移動局にメッセージを送
信する。再同調完了時（図１７）に、中心モジュール内
のタイムスロット相互交換による接続が、無線交換モジ
ュール１５２０への接続１５３２に交換される。この時
点で、地上局は、公衆交換電話ネットワーク１５４０を
通じ、中心交換モジュール１５３０を通じ、およびＷＳ
Ｍ１５２０およびＢＳＳ１５１０を通じて、移動局１５
０４に接続される。最後に、旧リソース、すなわち、中
心モジュール１５３０とＷＳＭ１５０６の間の接続１５
４２およびＷＳＭ１５０６とＢＳＳ１５０２の間の接続
が、ＢＳＳ１５０２内の呼に対する無線リソースと同様
に解放される（図１８）。

【００９９】次に、ハンドオーバプロセスを、適切なメ
ッセージ交換に関して説明する（図１９〜２１）。前記
の標準によれば、移動局は、その近傍で、異なるＢＳＳ
から受信される信号の強度を測定するという作業を実行
する。移動局は、現在その局にサービス中の基地局へ測
定メッセージ１９０２（図１９）を周期的に送信する。
ＢＳＳが、現在その移動局にサービス中のＢＳＳからの
信号が、信頼性のある通信に要求される信号強度のしき
い値以下であることを検出した場合、ＢＳＳは、さらに
呼を処理するための候補基地送受信局の順序セットを含
む移動交換センタのＷＧＳＭへメッセージ１９０４を送
信する。

【０１００】ＷＧＳＭは、ハンドオーバが要求されてい
ることを指示し、候補基地送受信局のリストを渡すメッ
セージ１９０４を、現在呼を処理しているＷＳＭ（旧Ｗ
ＳＭ）へ配送する。旧ＷＳＭは、ハンドオーバが進行す
ることを移動局が決定するために終端プロセスを参照し
た後、第１候補ＢＳＳへのトランクの割当のために、こ
の情報をメッセージ１９０６を介して管理モジュールへ
送る。

【０１０１】管理モジュールは、ＢＳＳの選択されたト
ランクに接続されたＷＳＭ（新ＷＳＭ）にメッセージ１
９０８を送信し、新ＷＳＭは、地上パスに接続された交
換モジュール（中心ＳＭ）にメッセージ１９１０を送信
して、公衆交換電話ネットワークから新ＷＳＭへの新し
い接続とともに使用するための第２のタイムスロットを
設定し、中心ＳＭに、新ＷＳＭおよび新しい終端プロセ
ス識別情報を通知する。

【０１０２】新ＷＳＭは、新しいパス設定が完了したこ
とを指示するメッセージ１９１２を旧ＷＳＭへ送信し、
旧ＷＳＭは、新ＷＳＭへのこの呼に対する終端プロセス
に付随して格納しているＶＬＲ情報のコピー（メッセー
ジ１９１４）を転送する。新ＷＳＭは、新ＢＳＳでチャ
ネルを割り当てるために新ＷＳＭにハンドオーバ要求メ
ッセージ１９１６を送信し、新ＢＳＳは確認メッセージ
１９１８を返す。ハンドオーバ要求の確認メッセージ
は、新ＢＳＳが移動局と通信するために使用する周波数
およびチャネルを含む。

【０１０３】新ＷＳＭは、移動局が同調されるべき新し
い周波数およびチャネルの指示を含むハンドオーバ要求
確認メッセージ２００２（図２０）を旧ＷＳＭへ送信す
る。旧ＷＳＭは、メッセージ２００４によって、その呼
の特定データを新ＷＳＭへ転送し、旧ＷＳＭへ送信中で
あるＭＳとの間のすべてのメッセージの処理を延期す
る。このメッセージは後で新ＷＳＭへ転送される。

【０１０４】新ＷＳＭは、この特定データ転送が完了し
たことを指示するメッセージ２００６を返し、旧ＷＳＭ
は、実際のチャネル交換が開始することを指示し、ＶＬ
Ｒ−ＷＳＭに、新しい入力信号の処理を延期するよう要
求するメッセージ２００８をＶＬＲ−ＷＳＭへ送信す
る。（処理がハンドオーバ中に延期される新しい入力信
号の例は、例えば、「音声メッセージ待機ランプを点灯
せよ」という短いメッセージを配送する要求、または移
動局への新しい呼である。）

【０１０５】旧ＷＳＭは、ハンドオーバコマンド２０１
０を旧ＢＳＳへ送信し、旧ＢＳＳはそのハンドオーバコ
マンド２０１２を移動局へ転送する。このハンドオーバ
コマンドに応答して、移動局は、新ＢＳＳと通信するた
めに新しく割り当てられた周波数およびチャネルに同調
する。移動局は、新ＢＳＳにハンドオーバアクセスメッ
セージ２０１４を送信し、新ＢＳＳは、移動局に、基地
局物理チャネルとフレーム同期を確立することを要求す
るメッセージ（「物理チャネル使用」メッセージ２０１
６）を送信する。

【０１０６】移動局は、新ＢＳＳへの物理層接続が設定
され、移動局が再同調されたことを指示するハンドオー
バ検出メッセージ２０１８を送信する。新ＢＳＳは、ハ
ンドオーバが検出されたというメッセージ２０２０を新
ＷＳＭへ送信し、新ＷＳＭは、そのメッセージに応答し
て、中心ＳＭに、新しいパスへ切り替わるよう要求する
（メッセージ２０２２）。中心ＳＭは新しいパスへ切り
替わり、新ＷＳＭに確認メッセージ２０２４を送信す
る。

【０１０７】第３層プロトコルが設定された後、移動局
は新ＢＳＳへのメッセージ２１００（図２１）でハンド
オーバ完了を送信し、新ＢＳＳはそのメッセージ２１０
１を新ＷＳＭへ転送する。次に、新ＷＳＭは、ハンドオ
ーバが完了したというメッセージ２１０２（図２１）を
旧ＷＳＭへ送信し、旧ＷＳＭは、ハンドオーバが完了し
たというメッセージ２１０４をＶＬＲ−ＷＳＭへ送信す
る。このメッセージは新ＷＳＭの識別情報を含む。

【０１０８】旧ＷＳＭは新ＷＳＭへ、この移動局に対す
る待機メッセージ２１０６を送信し、新ＷＳＭはこのメ
ッセージ転送の終了を確認する（メッセージ２１０
８）。旧ＷＳＭは、旧パスを解放するよう中心ＳＭに通
知するメッセージ２１１０を送信する。旧ＷＳＭはま
た、旧タイムスロットを解放するために管理モジュール
へメッセージ２１１２を送信する。一方、ＶＬＲ−ＷＳ
Ｍは、ハンドオーバ終了メッセージ２１０４の受信に応
答して、旧無線チャネルを解放するために旧ＢＳＳへメ
ッセージ２１１４を送信し、旧ＢＳＳはこのチャネルを
解放し、ＶＬＲ−ＷＳＭへ確認メッセージ２１１６を送
信する。

【０１０９】過渡的段階では、新ＷＳＭは中心ＳＭに接
続されるが、そのパスは、遠端への接続のためにそのＳ
Ｍのタイムスロット相互交換接続を通じて継続されな
い。この接続は、移動局が新ＢＳＳの無線周波数に同調
した後で形成され、現在のＷＳＭを公衆交換電話ネット
ワークに接続する旧タイムスロット相互交換接続が切断
されるのと同時に形成される。従って、ただ１つの接続
が遠端に接続されたＳＭを通じて形成され、この接続
は、その交換モジュールのタイムスロット相互交換を通
じて形成される。これによって、ある接続から他の接続
への非常に高速の遷移が可能となる。それは、すべての
他の接続はタイムスロット相互交換接続が切り替えられ
る前に形成されているためである。

【０１１０】移動交換センタが特定の移動局にサービス
し続ける限り、その移動局に対するＶＬＲはその移動交
換センタ内に維持され、移動局がその交換センタによっ
てサービスされる異なるエリアに移動した場合でも、そ
の移動交換センタの同一の交換モジュールに保持され
る。（ある移動交換センタから他の移動交換センタへ移
動局をハンドオーバする手順は、この発明の詳細な説明
の範囲外のことである。）特定の移動局に対する呼にサ
ービスするための呼データを含む交換モジュールは、Ｖ
ＬＲからの情報群を保持し、さらに、ＶＬＲの基本コピ
ーを含む交換モジュールの識別情報も保持するため、移
動局が移動した後異なる無線交換モジュールによってサ
ービスされる際にもその基本コピーを移動する必要がな
い。

【０１１１】次に、地上局から移動局への呼について説
明する。着呼メッセージ２２０２（図２２）が移動交換
センタにおいて公衆交換電話ネットワークから受信され
る。（地上局から移動局への呼は移動交換センタにおい
ても発信されることに注意すべきである。）着側のＳＳ
７信号の場合、移動交換センタは公衆交換電話ネットワ
ークにアドレス完了メッセージ２２０４を送信する。着
呼を受信したＭＳＣは、電話番号に基づいて、この移動
局に対する「ホーム」となるＭＳＣである。（他のＭＳ
ＣでベースＨＬＲ情報をもつ呼を処理する手順はこの発
明の詳細な説明の範囲外のことである。）このＭＳＣは
その移動装置のベースＨＬＲ情報を含む。

【０１１２】ＭＳＣは、適切な無線交換モジュール内の
その移動装置についてそのＨＬＲを参照し（作用２２０
６）、どのＭＳＣが現在その移動装置にサービスしてい
るかに関する情報を取得する（作用２２０８）。移動装
置が現在ローミング中であってホームＭＳＣの範囲の外
部にある場合、ＭＳＣはその移動装置にサービスするＭ
ＳＣへ呼を再ルーティングする。この例では、移動局は
ホームＭＳＣによって制御される。移動局が、呼が他の
番号へ転送されることを要求した場合、これは後の処理
のためにＭＳＣへも報告される。この報告は、呼転送番
号がホームＭＳＣによってサービスされる場合はＭＳＣ
によって、呼転送番号がホームＭＳＣによってサービス
されない場合は、他のＭＳＣまたは公衆交換電話ネット
ワークによってさらに処理するために行われる。

【０１１３】この場合、移動局が呼転送を要求しておら
ず、ホームＭＳＣによってサービスされていると仮定す
る。ＭＳＣは移動局のＶＬＲを含むＷＳＭを決定し、そ
のＶＬＲはこの実施例のＭＳＣに統合される。ＭＳＣは
そのＶＬＲに照会する（作用２２１０）。ＶＬＲは、移
動局が最近の位置エリアのＢＳＳによってページングさ
れるために、移動局の最近の位置エリアを決定する。Ｖ
ＬＲは、そのページングを実行するために、位置エリア
の識別情報によって応答する（作用２２１２）。

【０１１４】次に、ＭＳＣは、位置エリアにサービスす
るＢＳＳへページングを要求するメッセージ２３０２
（図２３）を送信する。ＢＳＳはページング信号を送出
し（作用２３０４）、移動局は、ＢＳＳの１つを介し
て、この移動局に制御チャネルを割り当てる要求によっ
てこの要求に応答する。ＢＳＳは移動局に、使用すべき
専用制御チャネルのためのチャネル割当２３０８を送信
する。移動局はその制御チャネルに同調し、その制御チ
ャネルによってページング応答２３１０を配送する。

【０１１５】移動通信に対するＧＳＭ標準の原理のもと
では、移動装置は単一のページングチャネルに同調す
る。移動装置が始動すると、最強の信号の基地送受信局
のページングチャネルに同調する。これは、いくつかの
隣接基地送受信局の同報チャネルの信号強度を測定し、
最強信号のシステムを選択することによってなされる。
次に移動局は、共通制御チャネルであるそのシステムの
ページングサブチャネルに同調する。移動局が電源オン
であるが接続状態でない間に位置エリア境界を横切って
移動した場合、その移動局は、ＭＳＣへ位置更新メッセ
ージを送信し、これはその移動局のＶＬＲを更新するた
めに使用される。移動局は、その位置エリアの内部記録
が、同報制御チャネルを介して基地送受信局から受信さ
れた位置エリア信号と異なるため、この遷移を認識す
る。

【０１１６】移動局が最初にページングされる場合、そ
の移動局は、ＭＳが最後に登録した位置エリア内のすべ
ての送受信局によってページングされる。このページン
グメッセージは、無線広域交換モジュールのプロトコル
ハンドラからすべての適切な基地局コントローラへ送信
される。ＷＧＳＭ内では、交換モジュールから受信され
たページング要求は、位置エリア識別子（ＬＡＩ）を含
む。

【０１１７】これは、そのページングを同報しなければ
ならない基地送受信局を含むＢＳＳのポイントコードの
列を導出するために翻訳される。交換モジュールからペ
ージング要求メッセージを受信したＰＨは、ＷＧＳＭプ
ロトコルハンドラへメッセージを同報する。このメッセ
ージは、移動局の識別情報（認証手順に関して後で説明
するＩＭＳＩまたはＴＭＳＩ）、ポイントコードおよび
各ポイントコードに効果的に付加される単一の論理経路
をも含む。

【０１１８】この論理経路は、ＢＳＳへの相異なる信号
リンク上に信号トラフィックを展開するために使用され
る４ビットの数である。各プロトコルハンドラは、ペー
ジング要求メッセージの送信に関係しているかどうか
（すなわち、使用中の信号リンクにサービスしているか
どうか）を知るためにポイントコードおよび論理経路を
検査する。各関係プロトコルハンドラはこれらの各ＢＳ
Ｓコントローラへページング要求メッセージを送信す
る。

【０１１９】そのＢＳＳコントローラに対し、そのプロ
トコルハンドラは、そのポイントコードおよび論理経路
に対するページング要求の指定されたソースである。こ
のページング要求メッセージはＬＡＩ内にＢＴＳのリス
トを含む。これは、２以上のＬＡＩの部分を含むＢＳＳ
がそのＬＡＩにサービスする基地送受信局のみにページ
ング要求を送信することができるようにするためであ
る。その代わりに、現在のＧＳＭ仕様には含まれない
が、ＬＡＩが送信され、ＢＳＳはページングのために、
適切な基地送受信局を発見するために翻訳してもよい。

【０１２０】もう１つの方法は、ページングに関連する
ＢＳＳに対するＢＳＳのポイントコードおよび論理経路
ならびに基地送受信局のリストを含む同報ページングメ
ッセージをＷＧＳＭのどのプロトコルハンドラが受信す
べきかを決定するために、交換モジュールからページン
グ要求メッセージを受信するプロトコルハンドラ内で翻
訳を作成することである。決定されたこの同報メッセー
ジの受信プロトコルハンドラがそれぞれ、ページングメ
ッセージを送信するかどうかを知るためにポイントコー
ドおよび論理経路を翻訳する。

【０１２１】送信する場合、受信プロトコルハンドラは
適切なページングメッセージを送信する。この方法で
は、どのプロトコルハンドラが基地局コントローラへペ
ージング要求メッセージを送信するプロセスに関係する
かを決定するための初期翻訳は、最初にページング要求
メッセージを受信する単一のプロトコルハンドラで実行
される。この方法の欠点は、初期翻訳を実行するプロト
コルハンドラがそれぞれ翻訳情報を格納するテーブルを
必要とすることである。好適な実施例の、より簡単な翻
訳は、ＬＡＩからポイントコードへのもののみであり、
比較的静的な翻訳である。障害状況に応答するためのプ
ロトコルハンドラの更新は、実際にデータをＢＳＳへ送
信するプロトコルハンドラのテーブルに影響を与えるの
みである。

【０１２２】ＢＳＳのうちの１つによって受信されるペ
ージング応答２３１０は、移動交換センタ、特に、ＷＧ
ＳＭに返される（メッセージ２３１２）。次にＷＧＳＭ
は、必要な場合に認証プロセスを開始する移動局に対す
るＶＬＲ情報を含む無線交換モジュールへメッセージ２
３１４を送信する。以前に、ＶＬＲは、ＨＬＲを介して
認証センタから、移動局の識別情報を認証するためおよ
び暗号化キーとして使用するための５セットのデータを
受信している。

【０１２３】ＶＬＲが１セットのみを残している場合、
メッセージ２４０２、２４０４、２４０６および２４０
８（図２４）を使用して、認証センタからＨＬＲを介し
てさらに１セット取得する。ＶＬＲ−ＷＳＭは、アルゴ
リズム計算を実行するための認証要求２４１０を移動局
に送信する。移動局はその計算結果（メッセージ２４１
２）をＶＬＲ−ＷＳＭに送信し、ＶＬＲ−ＷＳＭはその
結果を、格納している認証データと比較する。

【０１２４】次に、ＶＬＲは、必要な場合、ＢＳＳへ暗
号化コマンド（メッセージ２５０２、図２５）を送信
し、そのＢＳＳは、無線チャネルによって、移動局に暗
号モードに入ることを要求する暗号モードコマンド２５
０４を送信する。移動局は、暗号モード完了メッセージ
２５０６によってＢＳＳに応答し、ＢＳＳは、そのＶＬ
Ｒを含む交換モジュールに、暗号化プロセスが完了した
ことを報告する（メッセージ２５０８）。ＶＬＲからＢ
ＳＳへ送信される最初の暗号化コマンドは、移動局とＢ
ＳＳの間で送信される信号を暗号化する際に使用するキ
ーを含む。移動局は、以前に、認証プロセス中にそのキ
ーを導出するための情報を受信している。

【０１２５】通信オペレータが、装置識別情報チェック
が必要であることを指定した場合、移動交換センタは移
動局からその国際移動装置識別情報（ＩＭＥＩ）を要求
する（メッセージ２６０２、図２６）。移動局はその情
報によって応答し（メッセージ２６０４）、この情報
は、その移動局に対するＭＳＣにも格納された装置識別
情報レジスタ（ＥＩＲ）データベースでチェックされる
（作用２６０６）。チェック結果がＥＩＲから返される
（作用２６０８）。装置妥当性検査は、その移動装置が
通話を許可されていることを保証するために実行され
る。ＶＬＲおよびＥＩＲデータの両方が、その移動局が
呼を設定または受信することを許可されている場合にの
み、通話が実現される。

【０１２６】その後、移動交換センタは、移動局への呼
接続を設定する。移動交換センタは、この呼に関して、
移動局によって発生されたすべてのメッセージに対する
トランザクション識別情報を含むメッセージ２７０２
（図２７）を送信する。移動局は、呼確認メッセージ２
７０４によって応答する。次に、移動交換センタは、基
地局に、この呼にトラフィック（すなわち、音声または
顧客データ）チャネルを割り当てることを要求する（メ
ッセージ２７０６）。

【０１２７】ＢＳＳは、無線周波数およびチャネルを選
択し、移動局がその周波数およびチャネルに同調するこ
とができるように、それらを移動局に通知する（メッセ
ージ２７０８）。移動局は同調を行い、チャネル割当が
完了したことを報告する（メッセージ２７１０）。これ
によって、ＢＳＳが移動交換センタに、トラフィックチ
ャネルが割り当てられたことを報告する（メッセージ２
７１２）ことが可能となる。

【０１２８】移動局は、加入者への呼出信号を局所的に
発生することによって、以前に受信したトラフィックチ
ャネル割当要求に応答する。移動局ユーザが呼び出され
ていることをＭＳＣに通知するために、「呼出」メッセ
ージ２８０２（図２８）が移動局からＭＳＣへ送信され
る。移動交換センタは発呼者に可聴トーンを送信する
（作用２８０４）。移動局の被呼顧客がオフフックにな
る（呼に応答する）と、移動局は移動交換センタに接続
指示情報２８０６を送信する。移動交換センタは、その
接続指示情報を遠端へ転送し（作用２８０８）、移動局
へ接続確認メッセージ２８１０を送信する。

【０１２９】２以上の移動局が同一の識別情報を有する
という不正条件を検出するために、以下のステップがと
られる。この状況は起こるべきではなく、通信料金がそ
の識別情報の本来の所有者に不正に課されるようにする
企ての結果としてしか起こらない。

【０１３０】特定の状態遷移が、移動局の前状態から考
えて可能かどうかを知るために、状態遷移の各クラスが
検査される。移動局が、指定された状態のうちの１つへ
状態変更すると、その移動局の、指定された状態の以前
の状態が検査され、遷移が不可能である場合、移動通信
ネットワーク管理部に記録される。この記録は可能な不
正の指示情報である。検査される状態遷移は次の通りで
ある。すなわち、移動局の接続、移動局の分離、ページ
ング応答、位置更新、サービス要求、および位置キャン
セル（移動局がＭＳＣによって、従ってＶＬＲによって
サービスされるエリアの外部に移動したことを指示する
ＨＬＲからＶＬＲへのメッセージ）である。

【０１３１】不可能事象は、移動局が既に接続されてい
る場合の接続の受信、移動局が既に分離されている場合
の分離への遷移、１移動局の単一のページング要求に対
する複数のページング応答の受信、他の更新手順または
接続手順が進行中の場合の位置更新の受信、移動局が位
置更新手順の際もしくは接続もしくは分離手順中のサー
ビス要求の受信、または、通話が進行中である場合に受
信された位置変更メッセージである。

【０１３２】状態変更が生起不可能なものである場合、
ペグカウントが状態変更から形成される。識別情報の不
正使用が検出可能なように、異常な生起の頻度が移動交
換制御センタまたは運用保守センタ（ＯＭＣ）に表示さ
れる。このカウントがしきい値を超えた場合、特別のメ
ッセージが表示または印刷される。

【０１３３】次に認証プロセスについて説明する。認証
プロセスは、移動局によるサービス要求の結果として、
または、移動局のページング成功後に開始されるが、最
初はＶＬＲの制御下で実行される。通信オペレータの希
望に従って、この認証プロセスは、移動局が発信するご
とに、または、呼が移動局に終端するごとに実行するこ
とも可能である。さらに、移動交換システムの管理部が
望むのであれば、認証は、電源オンおよびアイドル状態
にある移動局の位置が更新されるごとに実行することも
可能である。さらに、認証は、移動局が電源を入れるこ
とによって登録する際に実行することもできる。

【０１３４】移動局によって発信されるサービス要求の
場合、移動局は、上記の要求のうちの１つを記録したメ
ッセージを移動交換センタに送信する。このメッセージ
は、ＩＭＳＩ（国際移動加入者識別情報）またはＴＭＳ
Ｉ（一時移動加入者識別情報）を含む。主要な識別メカ
ニズムとしてのＩＭＳＩまたはＴＭＳＩの選択は、シス
テムオペレータによってなされる。

【０１３５】ＩＭＳＩは、すべての移動局に割り当てら
れる固定番号である。ＴＭＳＩは、移動局に認証後にの
み割り当てられ、局所的意味しか有しない。これが最初
の認証要求である場合、または、これが何らかの理由で
失敗した認証要求であってシステム管理部がＴＭＳＩ識
別を使用している場合、バックアップＩＭＳＩが、顧客
を認証し新しいＴＭＳＩを割り当てるために使用され
る。

【０１３６】認証の際に使用されるデータのソースは、
現在のシステムではＭＳＣの各移動交換モジュールに存
在する認証センタである。この認証センタ（ＡＵＣ）
は、各顧客に対するデータは格納しない。認証センタの
目的は、認証データを生成するためにＨＬＲ内のデータ
とともに使用される乱数を発生することである。最初
に、顧客がサービスに加入するときに、その顧客には初
期キーＫ_iが割り当てられる。

【０１３７】このキーおよび認証センタから供給される
乱数（ＲＡＮＤ）に第１アルゴリズム（Ａ３）が作用し
て、二次番号が生成される。この番号は、認証番号であ
り、署名応答（ＳＲＥＳ）と呼ぶ。これは、Ａ３アルゴ
リズムを使用して乱数を操作した結果である。さらに、
その乱数およびＫ_iに第２アルゴリズム（Ａ８）が作用
して、暗号化キーＫ_cが生成される。ＲＡＮＤ、ＳＲＥ
ＳおよびＫ_cの値が、ＶＬＲによる必要に従ってＨＬＲ
から要求される。本発明の好適な実施例では、一連の計
算がなされるごとに、５セットのＲＡＮＤ／ＳＲＥＳ／
Ｋ_cが生成され、ＶＬＲに格納される。

【０１３８】認証が必要とされる場合、ＭＳＣは乱数を
ＭＳへ送信する。ＭＳは初期化メモリ（これは移動局の
購入時に初期化すればよい）からＫ_iを取得し、アルゴ
リズムＡ３およびＡ８を使用して、乱数およびＫ_iから
ＳＲＥＳおよびＫ_cを計算する。次にＭＳはそのＫ_cを主
局に格納し、結果ＳＲＥＳを移動交換センタに送信す
る。移動交換センタは、移動局によって計算されたＳＲ
ＥＳ値がＶＬＲに格納されており以前に計算されたＳＲ
ＥＳ値と一致することを確認する。これらの値が一致し
た場合、それは認証の成功であり、ＭＳＣ／ＶＬＲに格
納されたキーＫ_cおよび移動局に格納されたキーＫ_cの２
つの値は同一であると仮定される。

【０１３９】この配置では、乱数およびＳＲＥＳのみが
無線送信される。それぞれ乱数から生成され、無線送信
されないＫ_iの値を使用してそれぞれ生成された、２つ
の独立に生成された暗号化キーＫ_cの値は、同様に、無
線送信されない。別個のアルゴリズムがＫ_cおよびＳＲ
ＥＳを導出するために使用されるので、ＳＲＥＳおよび
ＲＡＮＤが無線送信されるということによって盗聴者が
Ｋ_cを発見することはできない。

【０１４０】認証が失敗して、システム管理部はＴＭＳ
Ｉを使用する場合、ＴＭＳＩが何らかの理由で歪曲され
た場合のためにＩＭＳＩがバックアップとして送信され
る。ＩＭＳＩを使用した他の認証が試みられ、その認証
が成功した場合、新しいＴＭＳＩが送信され、成功した
認証に基づく動作が実行可能である。システム管理部が
ＩＭＳＩを使用して認証が失敗した場合、または、ＴＭ
ＳＩのＩＭＳＩバックアップの後に認証が失敗した場
合、その移動局への非常時サービス以外のすべてのサー
ビスが通常拒否される。

【０１４１】ＴＭＳＩおよびＩＭＳＩの両方を、セキュ
リティを低下させることなく無線波で送信することがで
きる。それは、そのＩＭＳＩに対応するＫ_iが潜在的盗
聴者にとって利用可能でなければ、それらの値は役に立
たないからである。

【０１４２】管理部は、すべての呼に対して認証を実行
するとは限らないことを選択することも可能である。そ
の場合に、ＩＭＳＩまたはＴＭＳＩが傍受された場合、
不正通話が行われるか、または、通話が不正に受信され
る可能性がある。しかし、これが、ある割合の呼を認証
することを選択した管理部で認証がなされた呼である場
合、認証は失敗し、認証の失敗は、特定のＩＭＳＩまた
はＴＭＳＩが害されていることの管理部への警告であ
る。

【０１４３】通常、一度に単一対のアルゴリズムが使用
される。システム管理部は、このようなアルゴリズムの
複数の対の間で変動することが可能であるが、今のとこ
ろ、２つの異なる移動局に異なるアルゴリズム対を割り
当てる計画はない。

【０１４４】［付録Ａ：略語］ ＡＵＣ 認証センタ ＡＭ 管理モジュール ＢＳＣ 基地局コントローラ ＢＳＳ 基地局システム ＢＳＳＡＰ 基地局システムアプリケーション部 ＢＳＳＯＭＡＰ ＢＳＳ運用保守管理部 ＢＳＳＭＡＰ 基地局システム管理アプリケーション
部 ＢＴＳ 基地送受信局 ＣＭ 通信モジュール ＤＦＩ ディジタル設備インタフェース ＤＴＡＰ 直接転送アプリケーション部 ＥＩＲ 装置識別情報レジスタ ＧＳＭ 広域移動通信システム ＩＳＤＮ サービス統合ディジタルネットワーク ＩＳＯ 国際標準化機構 ＨＬＲ ホーム位置レジスタ ＩＭＥＩ 国際移動装置識別情報 ＩＭＳＩ 国際移動加入者識別情報 ＩＳＵＰ ＩＳＤＮユーザ部 ＬＡＩ 位置エリア識別子 ＯＭＣ 運用保守センタ ＭＡＰ 移動アプリケーション部 ＭＳ 移動局（個人通信局） ＭＳＣ 移動交換センタ ＭＴＰ メッセージトランスポート部 ＰＨ プロトコルハンドラ ＰＳＴＮ 公衆交換電話ネットワーク ＰＳＴＮＧＳＭ ＰＳＴＮ広域交換モジュール ＰＳＵ パケット交換装置 ＲＡＮＤ 乱数 ＳＣＣＰ 信号接続制御部 ＳＩＭ 加入者識別情報モジュール ＳＭ 交換モジュール ＳＭＧ 特殊移動グループ ＳＭＰ 交換モジュールプロセッサ ＳＲＥＳ 署名応答 ＳＳ７ Ｎｏ．７信号方式 ＴＣ トランザクション機能 ＴＣＡＰ トランザクション機能アプリケーショ
ン部 ＴＭＳＩ 一時移動加入者識別情報 ＴＳＩＵ タイムスロット相互交換装置 ＴＵＰ 電話ユーザ部 ＷＧＳＭ 無線広域交換モジュール ＷＳＭ 無線交換モジュール ＶＬＲ 在圏位置レジスタ

【０１４５】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、こ
のような配置により、移動通信ネットワークの初期費用
が縮小され、ホーム移動交換センタによって現在サービ
スされている移動局への呼に対する呼設定時間が短縮さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動交換センタならびにその直接および間接イ
ンタフェースの基本ＧＳＭモデルのブロック図である。

【図２】このモデルが１実施例で実現される方法を示す
図である。

【図３】移動通信システムでメッセージを送信するため
に使用されるさまざまな信号プロトコルの図である。

【図４】移動局、地上局、基地局システム、公衆交換電
話ネットワーク、および、移動交換センタの間の相互接
続の図である。

【図５】送信、および、音声またはデータ相互接続のた
めに使用される物理パスの図である。

【図６】無線大域交換モジュール（ＷＧＳＭ）の役割を
含む信号相互接続の図である。

【図７】無線大域交換モジュール（ＷＧＳＭ）の役割を
含む信号相互接続の図である。

【図８】無線大域交換モジュール（ＷＧＳＭ）の役割を
含む信号相互接続の図である。

【図９】移動局から地上局への呼を設定するプロセスの
図である。

【図１０】移動局から地上局への呼を設定するプロセス
の図である。

【図１１】移動局から地上局への呼を設定するプロセス
の図である。

【図１２】移動局から地上局への呼を設定するプロセス
の図である。

【図１３】移動局から地上局への呼を設定するプロセス
の図である。

【図１４】移動呼の解放の図である。

【図１５】ハンドオーバプロセスの図である。

【図１６】ハンドオーバプロセスの図である。

【図１７】ハンドオーバプロセスの図である。

【図１８】ハンドオーバプロセスの図である。

【図１９】メッセージ交換に関してハンドオーバプロセ
スを説明する図である。

【図２０】メッセージ交換に関してハンドオーバプロセ
スを説明する図である。

【図２１】メッセージ交換に関してハンドオーバプロセ
スを説明する図である。

【図２２】移動局への着呼の図である。

【図２３】移動局への着呼の図である。

【図２４】移動局への着呼の図である。

【図２５】移動局への着呼の図である。

【図２６】移動局への着呼の図である。

【図２７】移動局への着呼の図である。

【図２８】移動局への着呼の図である。

【符号の説明】

１０２ ホーム位置レジスタ（ＨＬＲ） １０４ 在圏位置レジスタ（ＶＬＲ） １０６ 遠隔ＶＬＲ １０８ 認証センタ（ＡＵＣ） １１０ 移動交換センタ（ＭＳＣ） １１２ 基地局システム（ＢＳＳ） １１４ 基地局コントローラ（ＢＳＣ） １１６ 基地送受信局（ＢＴＳ） １２０ 移動局（ＭＳ） １２４ 装置識別情報レジスタ（ＥＩＲ） １２６ サービス統合ディジタルネットワーク（ＩＳＤ
Ｎ） １２８ 公衆交換電話ネットワーク ２０２ 移動局（ＭＳ） ２０４ ＢＳＳ ２０６ 無線リンク ２１０ 移動交換センタ（ＭＳＣ） ２１２ ＨＬＲ ２１４ ＶＬＲ ２１６ ＡＵＣ ２１８ ＥＩＲ ２２０ 料金センタ ２２２ 運用保守センタ（ＯＭＣ） ２２４ 顧客管理システム ４００ 移動交換センタ ４０２ 管理モジュール ４０４ 通信モジュール ４０６ 無線交換モジュール（ＷＳＭ） ４０８ 交換モジュール（ＳＭ） ４１０ 無線広域交換モジュール（ＷＧＳＭ） ４１２ ＰＳＴＮ広域交換モジュール（ＰＳＴＮＧＳ
Ｍ） ５０２ 基地局システム ５０４ 無線交換モジュール（ＷＳＭ） ５０６ 通信モジュール ５０８ 管理モジュール ６０２ 基地局システム ６０４ ＷＧＳＭ ６０６ 通信モジュール ６１０ ＷＳＭ ７０２ ＷＳＭ ７０４ ＷＳＭ ８０２ 基地局システム ８０４ 無線交換モジュール（ＷＳＭ） ８０６ ＳＭ ８０８ 公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ） ８１０ 広域交換モジュール（ＧＳＭ） ８１２ ＷＳＭ ８１４ ＷＧＳＭ １５０２ ＢＳＳ １５０４ 移動局 １５０６ 無線交換モジュール １５１０ ＢＳＳ １５１２ トランク １５２０ 無線交換モジュール １５３０ 交換モジュール １５３２ ネットワークタイムスロット １５４０ 公衆交換電話ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイン クリフォード ラ フォルジュ アメリカ合衆国 60555 イリノイ ウォ ーレンヴィル、ハイレット アヴェニュー ３エス430 (72)発明者 チンメイ チェン リー アメリカ合衆国 60517 イリノイ ウッ ドリッジ、ブランブルブッシュ コート ６ (72)発明者 ジェームス ジョセフ フェラン アメリカ合衆国 60515 イリノイ ダウ ナーズグローヴ、41ストリート 248

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの移動交換センタを含む
   セルラ移動通信ネットワークで、ホーム位置レジスタ
   （ＨＬＲ）データにアクセスする方法において、 ＨＬＲデータのサブセットを前記少なくとも１つの移動
   交換センタのそれぞれに格納するステップと、 特定移動局の電話番号を使用して、ＨＬＲ記録を格納す
   る移動交換センタを識別することによってその特定移動
   局に対するＨＬＲにアクセスするステップとからなるこ
   とを特徴とするホーム位置レジスタデータアクセス方
   法。
2. 【請求項２】 アクセスステップが、 前記識別された移動交換センタが、判定がなされた移動
   交換センタであるかどうかを判定するステップと、 前記識別されたセンタで判定がなされている場合、デー
   タネットワークを使用せずにＨＬＲに直接アクセスする
   ステップとからなることを特徴とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 前記識別された移動交換センタに対する
   ＨＬＲデータが複数のモジュールに格納され、直接アク
   セスステップが、 前記複数のモジュールのうちのいずれが前記移動局に対
   するＨＬＲを格納しているかを決定するステップと、 決定されたモジュールにアクセスするステップとからな
   ることを特徴とする請求項２の方法。
4. 【請求項４】 前記モジュールのそれぞれがある範囲の
   電話番号に対するＨＬＲデータを格納し、決定ステップ
   が、前記範囲の電話番号のうちのいずれが前記移動局に
   対する電話番号を含むかを決定するステップからなるこ
   とを特徴とする請求項３の方法。
5. 【請求項５】 決定ステップが、いずれのモジュールが
   国際移動加入者識別情報（ＩＭＳＩ）に対するＨＬＲデ
   ータを格納しているかを知るために、ＩＭＳＩを翻訳す
   るステップからなることを特徴とする請求項３の方法。
6. 【請求項６】 翻訳ステップが、各ＩＭＳＩに対するモ
   ジュールを識別するテーブルで翻訳するステップからな
   ることを特徴とする請求項５の方法。
7. 【請求項７】 セルラ移動通信ネットワークで、ホーム
   位置レジスタ（ＨＬＲ）データを格納しそれにアクセス
   する装置において、 各モジュールが移動交換センタに格納されたＨＬＲデー
   タのサブセットを格納するような、移動交換センタ内の
   複数の交換モジュールと、 いずれのモジュールがメッセージ中で要求されたＨＬＲ
   データを含むかを決定するためにＨＬＲデータ要求メッ
   セージを処理し、そのメッセージをそのモジュールへル
   ーティングするデータ交換手段とからなることを特徴と
   するホーム位置レジスタデータアクセス装置。