SE501328C2 - Metod för hantering av anrop till en ej registrerad terminal i ett mobiltelefonsystem - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 501 328 mobiltelefonväxel vara ansluten till ett eget besöksregister. Ett gemensamt besöksregister kan täcka ett helt mobiltelefonnät.

Varje abonnent är registrerad i ett register i det nät där han hör hemma. I detta hemmaregister finns data om abonnenten t.ex för autentisering av mobil och abonnent men också data som anger abonnentens läge. Om han t.ex strövar i ett annat nät än hemmanätet finns en hänvisning till besöksregistret i detta nät som överförts i ett lokaliseringsmeddelande i samband med att abonnenten identifierar sig vid inträdet i det nya nätet.

Varje nät nås vid samtal till en mobil station via en en speciell ingángsväxel som med hjälp av data i ett utifrân kommande anrops adressmeddelande hämtar information i den anropade abonnentens post i hans hemmaregister. Med hjälp av denna information kan sedan abonnentens läge i nätet spåras och ett koppel sättas upp.

Spárning och rapportering sker med signalering som utförs med signaleringsprotokoll enligt CCITT nr7 Common Channel Signalling.

Mellan maregistret samt mellan hem- utnyttjas protokollet MAP (Mobile Applications Part) specificerat i CCITT rekommendation ingángsväxeln och hemmaregistret och besöksregistret Q.105l medan signaleringen 'mellan ingángsväxeln och, mobil- telefonväxeln och besöksregistret utnyttjar protokollet ISUP (ISDN User Part).

II de kända mobiltelefonsystemen sker spárningen vanligen med hjälp av s.k roamingnummer. Roamingnummer är i princip telefon- nummer som pekar ut abonnentens post i det besöksregister där han är registrerad. I vissa system t.ex det japanska digitala telefonsystemet PDC vars nätdel standardiserats av I-Node Group ( Internode Specifications - Digital Mobile Telecommunications Network Ver 3.2 1992) maregistret så snart en abonnent registrerat sig. Detta roaming- sänds även ett roamingnummer till hem- nummer som tilldelas av nätet men som ej tillhör en specifik abonnent behåller abonnenten normalt så länge han strövar i besöksregistrets serviceomràde.

När en abonnent anropar mobilen genom att slà abonnentens katalognummer så hamnar detta anrop i en ingàngsväxel som sköter 10 15 20 25 30 35 501 328 in och utgående signalering och trafik från det mobilnät där den anropade abonnenten hör hemma. Numret analyseras och identifierar det fält i hemmaregistret HLR där alla data om abonnenten finns lagrade. Här avläses roamingnumret som sedan används för att anropa det besöksregister inom vars serviceområde abonnenten befinner sig. Här används roamingnumret för att adressera den post i besöksregistret där den anropade abonnentens data finns registrerade. En nackdel med roamingnummer är att de reducerar det antal nummer i numreringsplanen som är tillgängliga som abonnentnummer. En annan nackdel är att det råder ett dynamiskt förhållande mellan roamingnumret och abonnentens identitet genom att ett roamingnummer vid olika tidpunkter pekar på olika abonnenter vilket försvårar återskapande av informationen i hemma- och besöksregistren efter ett fel.

Den svenska patentansökan 9300721-9 beskriver en metod för att identifiera läget hos en mobilabonnent som ger direkt anknytning till något av de nummer som används i systemet för att entydigt identifiera en abonnent och som undanröjer de ovan nämnda problemen med roamingnummer. Detta sker detta genom att ett iden- tifieringsnummer (PRN) unikt för varje besöksregister registreras i abonnentens post i hemmaregistret och att vid anrop detta nummer används som "CALLED ADRESS" i ett IAM-meddelande i en ISUP-signal och att till detta meddelande katalognummer' (MSN) och. unika identifieringnummer (IMSI) som kopplas abonnentens utnyttjas som pekare vid access till det besökregister GLR där abonnenten finns registrerad. nsnosönnnss rön UPPFINNINGEN.

Med den ovan beskrivna lösningen uppkommer det problemet att ett anrop till en mobil abonnent kan styras till ett register GLR där det inte finns någon registrering för den abonnent vars unika identifieringsnummer (IMSI) finns i IAM-meddelandet. Detta kan bero på olika omständigheter till exempel: - Besöksregistret GLR har råkat ut för ett fel och förlorat alla data avseende de abonnenter som strövar inom dess serviceområde. 10 15 20 25 30 501 328 - Hemmaregistret (HLR) har återställts från en säkerhetskopia och sänt ut ett meddelande "RESET" till alla besöksregister GLR där Detta kan medföra att abonnentdata för dessa abonnenter har raderats. abonnenter från detta hemmaregister HLR strövar.

-Det kan förekomma att trafikbelastningen inom besöksregistrets serviceområde är så hög att det av kapacitetsskäl är nödvändigt att använda en post i detta som tidigare tilldelats en annan abonnent. Denne har dock varit passiv en längre tid och därför används registerposten för att istället lagra data om någon annan, aktivare abonnent.

Ett besöksregister GLR lagrar information om de mobilabonnenter som för tillfället strövar i serviceomrádet för detta specifika register. Ett hemmaregister HLR lagrar däremot alla data för de mobilabonnenter som tillhör detta register oberoende av var de befinner sig.

Om ett anrop kommer in till en mobil abonnent vars registrering i registret GLR försvunnit har hittills ett sådant anrop gett upphov till felindikering eller i JDC-systemet felanrop. I ett mobiltelefonsystem som har signaleringen ordnad enligt de principer som visas i den svenska patentansökan 9300721-9 är det möjligt att i många fall fullfölja anropen och därmed minska antalet misslyckade anrop.

Detta sker enligt uppfinningen på följande sätt. Om ett anrop till en mobil abonnent kommer in till det besöksregister som bestäms av fältet "CALLED ADDRESS" i IAM-meddelandet och det som IAM- meddelandet ej kan återfinna den anropade mobilabonnentens data pekare använda unika abonnentnummer IMSI som finns i i besöksregistret så sänder besöksregistret en förfrågan till ett MAP-meddelande "SUBSCRIBER DATA REQUEST". Detta meddelande innehåller den anropade abonnentens IMSI som styr meddelandet till rätt hemmaregister HLR och används som pekare för att finna rätt post hemmaregistret HLR i abonnentnummer unika i detta hemmaregister. Från denna post sänds abonnentdata till besöksregistret där de lagras i en post med det unika abonnent- 10 15 20 25 30 501 528 numret IMSI som adress. Med dessa abonnentdata gör nu mobil- telefonväxeln en global sökning över alla till växeln anslutna basstationer. Om den mobila abonnenten är aktiv kommer han att svara på sökningen och samtalet kopplas upp i vanlig ordning.

FIGURBESKRIVNING.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i anslutning till bifogade figurer där Fig 1 schematiskt visar uppbyggnaden av ett mobiltelefonsystem.

Fig 2 visar ett signalflödesschema för en lyckad uppkoppling av ett samtal till en abonnent som strövar i serviceomrádet för ett besöksregister men som vid anropet ej är registrerad som besökande i växeln.

Fig 3 visar ett signalflödesschema för en misslyckad uppkoppling då en anropad abonnent ej svarar på en sökning. rönnnmcnn U-rrönmcsronu.

Fig.1 visar schematiskt tvà publika landmobila nät (PLMN) med beteckningarna NWl och NW2. Varje nät innehåller ett antal radiobasstationer BSS som via ett radiogränssnitt står i förbindelse med de abonnenter MS som rör sig inom nätet. Ett antal basstationer BSS betjänas av en mobiltelefonväxel MSC som sköter kommunikation till och från de mobila abonnenterna MS. I varje nät finns minst ett register GLR,besöksregister, som lagrar data om de besökande abonnenter som rör sig i mobil- telefonväxelns serviceområde. Varje besöksregister GLR betjänar en eller flera mobiltelefonväxlar (MSCI, MSCZA, MSCZB). Even- tuellt kan varje mobiltelefonväxel vara integrerad med ett besöksregister GLR.För varje nät finns ett ytterligare register HLR, hemmaregistret. I motsats till besöksregistret GLR inne- håller hemmaregistret HLR endast data om de abonnenter MS som är registrerade som hemmahörande i nätet. Hemmaregistren HLR kan vara fristående eller integrerade med en mobiltelefonväxel MSC.

För signalering mellan mellan nätets enheter används signal- protokollen MAP (Mobile Application Part) och ISUP definierade 10 15 20 25 30 35 501 328 inom ramen för CCITT Signalling System No.7. MAP är ett protokoll speciellt lämpat att stödja funktioner speciella för' mobil- telefoni och utnyttjas i mobiltelefonväxeln MSC, besöksregistret GLR, hemmaregistret HLR och ingångsväxeln GMSC så att dessa noder kan kommunicera med varandra för t.ex registrering och. av- registrering av de mobila abonnenternas läge, handover, iden- tifiering och förvaltning av abonnentdata genom uppdatering av registren GLR och HLR. Den kommunikation som angår uppsättning av koppel mellan ingångsväxeln GMSC och en mobiltelefonväxel MSC sker enligt protokollet ISUP (ISDN User Part) där meddelandet IAM (Initial Address Message) är av speciellt intresse för uppfin- ningen. I figuren har signaleringskanaler betecknats med streckade linjer medan meddelandekanaler betecknats med heldragna linjer. Kommunikationen mellan de mobila abonnenterna och mobiltelefonväxeln MSC är av underordnad betydelse för uppfin- ningen varför den ej beskrivs i detalj.

Så snart en mobil abonnent MS kommer in i serviceområdet för en mobiltelefonväxel t ex:MSC-2A i nätet NW2 sker en lägesregistrer- ing enligt en fastställd procedur. Detta innebär bland annat att det nummer IMSI entydigt identifierar terminalen och som finns lagrat :i den Detta anropar nu denna mobila terminals hemmaregister HLR-1 i nätet Nwl (International. Mobile Station Identity) som mobila terminalen MS lagras i tæsöksregistret GLR-2. med IMSI-numret som pekare. I den sökta posten hämtas data MS- data och MS-key till GLR-2 för autenticering av den besökande mobilstationen. Ett identifieringsnummer PRN (Pursuit Routing Number), som anger en adress i systemets nummerplan som entydigt identifierar detta besöksregister GLR-2, förs över till hem- maregistret HLR-1 i en MAP operation "Location Registration" tillsammans med IMSI för mobilen MS; I HLR-1 har nu skapats en post som innehåller en fast länkning' mellan besöksregistret GLR- 2 och abonnenten MS. Det är nu möjligt att sända ett IAM med- delande som innehåller all den information PRN, IMSI, MSN som erfordras för att entydigt adressera den mobilabonnent MS som anropas. l 10 15 20 25 30 35 501 328 När ett anrop kommer in t ex från det fasta nätet PSTN i form av ett IAM meddelande med katalognumret MSN som "Called Party Address" så styrs detta till ingångsväxeln GMSC-l i det nät Nwl där abonnenten MS hör hemma. Anropet analyseras i ingångsväxeln GMSC-1 som sänder en förfrågan om vägvalsinformation till hem- maregistret HLR-l med MAP-operationen "Terminating Call Routing Retrieval" med katalognumret MSN som parameter. Med katalognumret MSN som pekare hämtas abonnentens identitetsnummer IMSI och numret PRN på besöksregistret GLR-2 i den anropade abonnentens post i HLR-l och de sänds i ett MAP-meddelande "Terminating Call Routing Retrieval ACK" tillbaka till ingångsväxeln GMSC-1. Här sätts numret PRN, abonnentens identitets nummer IMSI och katalognumret MSN in i ett IAM-meddelande enligt ISUP protokollet med växelnumret PRN som "Called Party Number" som beskrivits ovan. Detta meddelande används för att sätta upp anropet mellan ingångsväxeln GMSC-1 och ingångsväxeln GMSC-2 i det nät NW-2 där den anropade abonnenten strövar. För att identifiera den anropade mobila enheten MS i GLR-Z utnyttjas som pekare det iden- titetsnummer IMSI som lästs ut från HLR-l och sänts från GMSC-l i IAM meddelandet.

Om nu registret GLR-2 har tappat informationen i den post som den anropade abonnentens IMSI nummer försöker peka ut så får man ett besked "ej registrerad" i stället för abonnentdata. I normala fall erhålls nu felsignal (abonnenten kan ej nås) och anropet kopplas ner. Enligt uppfinningen gör man i stället ett försök att nå abonnenten. Med den anropade abonnentens unika identitetsnum- mer IMSI som sökadress anropar besöksregistret GLR-Z hans hemma- register HLR-l med en MAP operation "förfrågan om abonnentdata".

Abonnentdata, abonnentens och mobilens autenticeringsnycklar samt hemmaregistrets HLR-l nummer i systemet returneras till registret GLR _ i en annan MAP operation "förfrågan om abonnentdata kvit- teras" och återlagras där i en post med det unika identitets- numret IMSI som pekare.

När besöksregistret GLR-Z fått data från hemmaregistret HLR-l så inleds ett globalt anrop av den anropade abonnenten via samtliga basstationer BSS inom det av besöksregistret GLR-2 betjänade 10 15 20 25 30 35 501 328 området. Om den anropade abonnenten är aktiv svarar han på anropet och en i och för sig känd process för autenticering och kanaltilldelning etc startas vilket leder till att samtalsförbin- delse upprättas mellan anropande och anropad abonnent.

Denna sökning över hela besöksregistrets GLR-2 område tar naturligtvis en viss tid då ett större antal mobiltelefonväxlar Detta beror på att registrering i hemmaregistret HLR endast sker då en abonnent passerar gränsen till täckningsområdet för ett besöksregister GLR, normalt ett nät. Naturligtvis är det tänkbart att göra en registrering i skall söka inom respektive serviceområde. hemmaregistret HLR varje gång en strövande abonnent kommer in i ett nytt serviceområde för en mobiltelefon- växel MSC. Detta medför dock att belastningen på signaleringen mellan besöksregistret GLR och hemmaregistret HLR ökar under alla driftsfall. Med hänsyn till att anrop till abonnenter som saknar registrering i besöksregistret GLR förekommer relativt sällan så föredrar man i allmänhet att ett sådant anrop får ta den längre svarstid som beror på att sökning görs över alla mobiltelefonväx- lar anslutna till anropat. besöksregister' GLR. Den anropande abonneten kan då lämpligen upplysas om det väntade dröjsmålet med ett talmaskinsbesked.

I Pig 2 visas ett signalflödesschema för de väsentligaste operationerna som äger rum i det fall att den anropade abonnenten är aktiv. Då ett externt anrop kommer in till en ingångsväxel GMSC-1 så uppsöker denna med hjälp av abonnenntnumret MSN dennes post i hemmaregistret HLR-1. Här hämtas den anropade abonnentens unika identitetsnr INSI samt uppgift om numret PRN till det besöksregister GLR i “vars serviceområde mobilabonnenten strövar.

PRN används nu som adress i ett IAM meddelande som sänds till det nät där den anropade abonnenten strövar såsom beskrivits i svenska patentansökan 9300721-9. När IAM meddelandet tas emot av ingångsväxeln GMSC-2 i detta nät extraheras det unika abon- nentnumret IMSI som används som pekare för att finna abonnentens post i registret GLR-2. Om nu en sådan post ej finns trots att HLR-1 vid uppsättning av IAM meddelandet angav att den skulle finnas :i detta register GLR-2 så skickas ett MAP meddelande 10 15 20 25 30 35 501 328 "Subscriber Data Request = Abonnentdatabegäran" till hemmaregi- stret HLR-1 med det unika identitetsnumret IMSI som adress. HLR-1 returnerar ett MAP meddelande "Subscriber Data Request Ack = Abonnentdatabekräftelse" tillbaka till GLR-2.

Detta MAP meddelande innehåller de abonnentdata som erfordras för att sätta upp ett koppel, t.ex nycklar för autenticering av abonnent och mobiltelefonapparat. Dessutom sänds adressen till det hemmaregister HLR-1 som lagrar den anropade abonnentens nummer. Data som överförs lagras i en post i registret GLR-2 som kan nås med det unika identifieringsnumret IMSI som pekare. GMSC- 2 skickar tillbaka ett meddelande ACM (Address Complete) till ingângsväxeln GMSC-1. ACM innebär att all nödvändig information för att sätta upp kopplet finns hos besöksregistret GLR.

När besöksregistret GLR-2 laddats med information om den anropade abonnenten startas normalt en.en globalsökning (Paging) över alla basstationer BSS inom hela dess täckningsområde av respektive mobiltelefonväxel MSC. Om den anropade mobiltelefonen är aktiv svarar den med meddelandet "Terminating Condition Report = söksvar" på sökningen. Därefter startas på känt sätt en auten- ticeringsprocess ("Authentication Request = Behörighetsbegäran" resp "Authentication Response = Behörighetssvar") med användning av den till besökregistret GLR-2 Godkänns den anropade mobiltelefonen beordras kanalinställning överförda informationen. etc i meddelandena "Radio Channel Set = Radiokanalinställning“, "Traffic Channel = Trafikkanal" (ev) och "Setup = Etablering".

När mobiltelefonen alstrar en tonsignal för att påkalla abonne- tens uppmärksamhet sänds en "Alert = Ringsignal" till mobil- telefonväxeln MSC som i sin tur sänder signalen CPG (Call Progress) till ingångsväxeln GMSC-1 . När mobiltelefonabonnenten svarar sänds signalen "Connect = Svar" till mobiltelefonväxeln MSC som i sin tur sänder signalen ANM (Answer) till anropande nät via ingångsväxeln GMSC-2 och samtalsförbindelsen sätts upp.

I det fall den anropade mobiltelefonen ej är aktiv då sökningen (Paging) äger rum och därför inte kan svara inom fastställd tid sker den signalering som framgår av fig 3. Om den globala sökningen ej ger något resultat kommer radiodelen BSS/MS att' 10 10 501 328 sända signalen "No paging response = Uteblivet söksvar" till (Call Progress) och REL (Release) till ingångsväxeln GMSC-2 och vidare mobiltelefonväxeln MSC som sänder meddelandena CPG till anropande nät och anropsförbindelsen kopplas ner. Eventuellt får den anropande abonnenten ett talmaskinbesked före nerkopp- lingen.

Med den beskrivna metoden är det möjligt att minska antalet misslyckade anrop avsevärt speciellt då besöksregistret GLR.råkat ut för ett fel som raderat information om besökande abonnenter eller då sådan information medvetet raderats för abonnenter med låg trafik på grund av brist på minnesplatser i registret GLR vid hög belastning.

Claims (6)

10 15 20 25 30 ll 5Û1 328 PATENTKRAV

1. Metod för att, i ett mobiltelefonsystem av det slag, där en i ett nät (NW2) utanför hemmanätet (NW1) strövande abonnent (MS) anropas med ett meddelande innefattande adressen (PRN) till ett besöksregister (GLR-2) betjänande minst en 'mobiltelefonväxel (MSC2A, MSC2B) i det nät (NW2) som den anropade abonnenten (MS) strövar i och ett för abonnenten (MS) unikt identifieringsnummer trots att besöksregistret (GLR-2) saknar de data om den anropade abonnenten (MS) som är nödvändiga för att genomföra en uppkoppling av anropet, k ä n n e t e c k n att besöksregistret(GLR-2) hämtar nämnda data i den (IMSI), genomföra ett anrop a d a v anropade abonnentens post i hans hemmaregister (HLR-1) med det unika identifieringsnumret (IMSI) som adress och besöksregistret (GLR-2), att en varefter, om den anropade abonnenten lagrar dem i sökning efter den anropade abonnenten (MS) startas (MS) svarar, uppkoppling av samtalet sker på i och för sig känt sätt.

2. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att (HLR-i) besöksregistret lagrade adressen( PRN) endast (GLR-2) och att sökningen sker över samtliga mobiltelefonväxlar (MSC-2A, MSC2-B) den i hemmaregistret innefattar adressen till anslutna till besöksregistret.

3. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den i hemmaregistret (HLR-1) lagrade adressen (PRN) innefattar både adressen till besöksregistret (GLR-2) och adressen till den (t.ex MSC-2A) anropade abonnenten strövar och att sökningen endast sker över mobiltelefonväxel inom vars serviceområde den denna mobiltelefonväxel.

4. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att nämnda adress (PRN) (IMSI) i IAM meddelandet hämtas i den anropade abonnentens (MS) post i det och nämnda unika identifieringsnummer hemmaregister (HLR-1) där han är registrerad. 5 12 501 328

5. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att uteblivet svar på medför nedkoppling av anropet.

6. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av att uteblivet svar på den globala sökningen medför akustiskt besked att den anropade abonnenten ej kan näs samt nedkoppling av anrøpet.