專利名稱：在蜂窩移動電話系統中重建呼叫信號幀的方法
技術領域：
本發明涉及在蜂窩移動電話系統中重建到達移動電話系統的一個標準化信號幀的方法，以便于對至少在一個地址區內漫游的移動電話的呼叫選擇其路由以及存貯位置信息，從而在存貯介質產生功能性故障后，可以容易地恢復信息。
背景技術：
用于覆蓋大面積的公共移動電話系統需要先進的協議，以便能夠選擇路由使對漫游用戶的呼叫到達在特定時刻與該用戶的移動電話有著無線聯系的無線基站。由于一次呼中，有可能涉及永久性電話網、綜合業務數字網(ISDN網)及其它可能的公共陸地移動電話網，所以，系統中的每個點快速獲取關于在哪兒可以尋呼到漫游用戶的信息至關重要。為了保持更新系統中的信息，需要綜合的信令。
已知的移動電話系統是NMT(北歐移動電話系統)、TACS(全通移動電話系統)、和GSM(泛歐數字蜂窩系統)。對NMT和TACS已有描述，例如，在ERICSSON文件EN/LZT 101 908 R2，1988中的CMS88蜂窩移動電話系統中;而在ERICSSON文件EN/LZT 120 226 R2A，1991的CME20系統中對GSM-系統有所描述。這些移動電話系統使用移動業務交換中心(MSC)，其中每個MSC和一些無線基站(BS)連接，而BS又和在無線覆蓋區內漫游的移動用戶(MS)保持無線聯系。這些移動業務交換中心具有裝置(VLR，GLR)，用來保持關于哪些用戶是位于相應交換中心的業務范圍內的記錄。在下面描述的系統中，裝置(VLR，GLR)在物理上與交換中心相集成，因此，被引用為MSC/VLR或MSC/GLR。為整個網絡提供了至少一個原址寄存器(HLR)，該寄存器保持關于屬于該網絡的用戶的所有數據的記錄。通過一個專用網關移動業務交換中心GMSC進入到網絡，它將進來的呼叫轉換到HLR中被呼叫用戶的地址寄存器中。借助于原址寄存器HLR中包含的信息，可以跟蹤用戶在網絡中的位置，并且可以建立一個從MSC到移動用戶MS的連接。當交換中心發現用戶進入其業務區后，立即報告移動用戶的位置。根據CCITTNo.7的公用信道信令，信令協議實現信令。在CCITT建議Q.1051中規定的協議MAP(移動應用部分)被用于網關-MSC和寄存器HLR之間以及原址寄存器HLR和交換中心MSC/GZR之間，而協議ISUP(ISDN用戶部分)被用于網關交換中心GMSC和交換中心GLR/MSC之間的信令。
在已知移動電話系統中，通常借助于所謂漫游號碼實現跟蹤。在原理上，漫游號碼是指出用戶位于其業務區內的移動電話交換中心的電話號碼，并且該電話號碼還指出該交換中心的寄存器GLR內的這個用戶的數據記錄。用戶一旦進入由一個移動業務交換中心服務的給定區域，用戶的識別號即在登記過程進行分析。然后，揭示用戶所在移動業務交換中心的信息被發送給原址寄存器HLR。在一些系統中，例如，在個人數字電話系統PDC(它已由I-NodeGroup(節點間技術說明-數字移動電信網，Ver.3.2，1992)進行了標準化)中，用戶一旦在一個交換中心MSC/GLR登記，漫游號碼也就被送到原址寄存器HLR。該漫游號碼由網絡進行分配，但是它不屬于任何特定用戶并且通常只要用戶在相關交換中心的業務區內漫游的時間內，這就一直保留這個號碼。
當用戶通過撥用戶目錄號呼叫移動用戶時，呼叫被引向到一個網關移動業務交換中心GMSC，后者處理來自被呼叫用戶所屬移動網絡的入、出信令和話務。號碼被分析并被尋址到原址寄存器HLR的一個字段，原址存儲器存貯了關于用戶的所有數據。漫游號碼從原址寄存器中被讀出，然后被用來呼叫用戶位于其業務區內的中央MSC/GLR。漫游號碼在這里被用來為訪問用戶的數據記錄進行尋址，被呼叫用戶的數據就在該數據記錄中。
在GSM和NMT標準中使用了另一種漫游號碼的分配方法。在這種情況下，原址寄存器HLR內的用戶數據記錄中只存貯一個已登記的用戶所在的VLR/MSC的地址。當呼叫到達被叫用戶的原址寄存器所在的網絡的網關-MSC時，就在原址寄存器HLR中搜尋主叫用戶的數據記錄。VLR地址被讀取，并且與移動用戶的識別碼(IMSI)一起作為一個地址，使用一種被稱作“收集漫游號碼”的操作就可以用該地址從寄存器VLR中收集到一個移動站漫游號碼(MSRN)。這個漫游號碼被發被發送給網關-MSC。通過使用漫游號碼作為地址，現在網關-MSC就能夠與被叫用戶位于其業務區內的移動業務中心交換中心MSC/GLR建立一個連接。由于漫游號碼是專門為了該連接而由這個交換中心MSC/GLR進行分配的，所以，可以容易地在MSC/GLR的用戶記錄中找到被呼叫用戶的數據記錄。
漫游號碼并不是真的分配給用戶的，而僅僅是為了建立所需的連接的目的。因此，一當前面的連接被釋放后，漫游號碼就能被釋放并被用于對另一用戶的一個新的呼叫。結果，就不需要前種情況中那么多的號碼。
本發明概要根據第一種方法，給在網絡中漫游的每個用戶分配一個個人漫游號碼，該號碼隨著登記操作而被存貯在他/她的原址寄存器中，并且一旦用戶位于該移動業務交換中心的業務區內，漫游號碼被繼續保留和存貯在HLR中，這就引起了許多問題。例如，可用號碼系列中大量號碼被占用，所以降低了系統容量。況且，當使用這種技術時，寄存器GLR和HLR發生故障后，很難重建系統，因為連接將有發生混亂的嚴重危險并且信令將負擔過重。
在第二種方法中，只對正在進行的呼叫分配一個漫游號碼，從而減少了可用的用戶號碼。此外，需要交換中心GLR/MSC與原址寄存器HLR一起來定義和管理漫游號碼，這影響了系統處理時間。
上述兩種為呼叫選擇路由到用戶所在移動交換中心區的方法的問題是需要一個專用的漫游號碼，它給可用號碼系列增加了負擔。而且，發生功能性故障后重建寄存器GLR或HLR遇到嚴重問題，特別是在解決PDC系統的I-結點技術說明中所描述的漫游問題的情況下更是如此。因為漫游號碼被動態地分配給用戶，所以非常可能在一次故障之后，一個給定的訪問用戶將被分配給另外一個與其通常的識別號碼無關的漫游號碼。這使重建過程復雜并且不確定。如果原址寄存器沒有接收取消用戶的系統號碼(IMSI，MSN)和漫游號碼之間的聯系的指令，并且證實了這一取消，那么呼叫就有可能連接到錯誤的移動用戶，因為用戶號碼和漫游號碼間的連接是錯誤的。
本發明的目的是提供一種方法以識別移動用戶的位置或地址，它給出與系統中所用號碼中一個號碼的直接聯系，以清楚地、明確地識別一個用戶。根據本發明，這是通過在原址寄存器HLR中的用戶數據記錄中對每個移動電話交換中心登記一個獨特識別號(PRN)實現的，呼叫時，在ISUP信號令的IAM-消息內把這個號碼用作“被叫地址”，并且將所述消息與用戶的目錄號碼(MSN)以及國際移動用戶識別碼(IMSI)加在一起，進入移動業務交換中心(MSC/GLR)的寄存器GLR時被用作指示號碼。
附圖簡述參考附圖將詳細描述本發明，其中，
圖1說明了位置和呼叫信息的信令;
圖2根據ISUP-協議圖示地說明了IAM-消息的結構。
實現本發明的最好方式圖1以圖形說明了兩個公共陸地移動網(PLMN)，并用NW1和NW2表示。每個網絡包括一些無線基站BSS，該BSS通過無線接口而與在網絡內漫游的用戶MS相連接。移動業務交換中心MSC為一些基站BSS提供服務，它處理往來于移動用戶MS的通信。每個移動交換中心MSC有一個寄存器GLR，后者存貯與在該交換中心業務范圍內漫游的用戶有關的數據。在本實施例的情況下，寄存器和交換中心MSC在物理上是集成的，所以在后面的描述中，我們把MSC/GLR表示成一個單元。每個網絡還有一個寄存器，用HLR表示，即原址寄存器。HLR-寄存器與GLR-寄存器的區別是，前者只包括與那些登記為屬于該網的用戶MS有關的數據。原址寄存器HLR既可以是獨立的，也可以和一個交換中心MSC/GLR集成。
信號傳送是在網絡各單元通過信號協議MAP(移動應用部分)和在CCITT信令系統No.7體制內定義的ISUP實現的。MAP是專門適于支持多種功能的協議，特別適于移動電話，它用于移動電話交換中心GLR/MSC，原址寄存器HLR和網關-MSC，使得這些結點能夠互相通信，例如，通過更新寄存器GLR/MSC和HLR來登記和注銷移動用戶的位置，轉移、識別和管理4用戶數據。關于在網關-MSC和移動電話業務交換中心MSC/GLR之間建立連接的通信是根據ISUP(ISDN用戶部分)協議實現的，其中協議IAM(初始地址消息)對本發明有特殊意義。在圖1的說明中，單純的控制信道(MAP)用虛線表示，而通信信道用實線表示。移動用戶和移動電話業務交換中心GLR/MSC之間的通信與本發明無關，故不作詳細描述。
移動用戶一旦進入移動電話業務交換中心的業務區，就按照一組協議進行位置登記，例如進入了網絡NW2中的MSC/GLR-2。這特別意味著，可明確地識別終端、并被存貯在移動終端MS中的號碼IMSI(國際移動站識別碼)已被存貯在移動電話交換中心MSC/GLR-2中。這個交換中心用IMSI-號碼作指針調用網絡NW1中的原址寄存器HLR。從被找到的數據記錄中收集數據MS-數據和MS-密鑰并將其傳送給MSC/GLR-2以證實訪問的移動站。表明系統號碼方案(該方案能清楚地識別這個移動電話業務交換中心MSC/GLR-2)中某一地址的識別號碼PRN(搜尋路徑號碼)在MAP操作“位置登記”中與移動站MS1的IMSI一起被發送給原址寄存器HLR-1。現在，已經在HLR-1中生成一個數據記錄，它包括交換中心MSC/GLR-2和用戶MS之間的第一鏈路。
圖2中所示的編號25在理論上代表CCITT信令系統No.7中一個信號幀的常規格式。幀分別以包含傳送控制信息的塊MTP(消息傳送部分)作為開始和結束。位于塊MTP之間的是信號信息段(SIF)，它定義了將在公共信號信道上傳送的信息。SIO(業務信息八比特組)表示一個段，它揭示了由SIF所代表的業務類型。
當幀用于代表一個ISUP-消息時，SIF段將具有幀26中所揭示的格式。ISUP-消息由路由編號RL和電路識別碼(CIC)開始，后者包括為在公共信令信道上傳送分組所必要的信息。MTC段(消息類型碼)揭示隨后的消息類型。以IAM(初始地址信息)給出傳送呼叫信息的消息，這將在后面有所描述。MFP段(必要固定部)、MVP(必要可變部)和OP(可選部)是數據參數段。PRN從MVP處插入，其參數名為“被呼叫方號碼”。框27中詳細表示了OP段，它為任選輔助信息而設并被置于用戶識別碼(IMSI(國際移動用戶識別碼)和MSN(移動用戶號碼)中，其參數名為“終止信息傳送”(EIT)。通過使用任選段OP，能夠傳送包含所有所需信息PRN、IMSI、MSN的IAM-消息來明確地確定被叫移動用戶MS的地址。
例如，當一個來自永久性PSTN-網的呼叫以IAM-消息的形式并具有目錄號碼MSN作為一個“被叫用戶地址”而到達時，該呼叫經選擇路由而到達用戶MS所屬網NW1中的網關-MSC(GMSC)。在網關-MSC(GMSC)中分析此呼叫，GMSC用目錄號碼MSN作為一個參數以MAP-操作“終止路由檢索”向原址寄存器HLR-1發送一個關于路由選擇信息的查詢。用目錄號碼MSN作為指針，用戶識別碼IMSI和交換中心MSC/GLR號碼PRN從HLR-1中的被叫用戶數據記錄中被收集到，并以MAP-消息“終止呼叫路由檢索ACK”送回給網關-MSC(GMSC)。根據ISUP-協議，交換中心的PRN-號碼、用戶識別號碼IMSI、和目錄號碼MSN被包括在一個IAM-消息中的網關-MSC中，如上所述，其中以交換中心號碼PRN作為“被叫方號碼”。該消息被用來建立網關-MS(GMSC)與被呼叫用戶漫游在其業務區中的移動電話業務交換中心MSC/GLR-2之間的呼叫。從HLR-1中讀出的、和在IAM-消息中由網關-MSC送出的識別號碼IMSI被作為指針用以識別MSC/GLR-2內的被呼叫移動單元。
上述規程意味著系統中的可用號碼系列的負擔比引言中所描述的已知系統將大大減輕，根據I-結點技術說明對于PDC尤其如此。況且，與MPS-規程“位置寄存”和“終止呼叫路由檢索”相結合，通信控制數據大大簡化。
如上所述，根據獨立漫游號碼的已知原理(例如，PDC)，當寄存器發生故障時，重建移動交換中心MSC/GLR的訪問位置寄存器GLR中的信息將會引起問題。在原址寄存器HLR中，臨時分配的漫游號碼與用戶號碼完全是動態地作為一個指向GLR-寄存器中用戶數據的指針而被連接起來的，它不包括關于實際MSN-號碼或用戶IMSI-號碼的信息。一旦由于故障使GLR-寄存器里的信息消失，就有必要消除由GLR-寄存器所分配的漫游號碼和原址寄存器HLR中用戶記錄之間的所有連接，因為GLR-寄存中數據被重建時，將會分配給用戶以新的漫游號碼。而且，在定位操作中，必須斷開全部先前的連接，建立并確認新的連接。由于缺乏寄存器GLR和HLR關于漫游號碼和用戶號碼MSN和ISDN之間連接的協議，所以在完成這些之前，進來的呼叫存在著會被選擇路由到錯誤的用戶的危險。
如果應用所述發明，就不會存在不對應的情況。除了在用戶已經離開或新用戶已進入了交換中心MSC/GLR的交換區的情況下，沒有必要立即更新原址寄存器HLR中的用戶記錄。
例如，當漫游移動用戶的寄存器GLR-2功能失效時，恢復工作是通過把寄存器置零而開始的。應注意，當系統處于這種狀態時，無需通知原址寄存器HLR-2關于GLR已被重新啟動。當已和那些漫游進入交換中心MSC/GLR-2的用戶建立了第一無線連接時，可確定在GLR寄存器中沒有發現用戶數據。例如，可以在與呼叫無關的輔助業務過程中從MS接收到送出的呼叫時，或者在通常的位置登記過程中，實現這一連接。GLR-寄存器通常包括從移動站MS收集來的數據(例如IMSI)和從原址寄存器HLR-1收集來的數據(例如鑒別數據)。在寄存器GLR-2中沒有從原址寄存器HLR中收集到的數據的情況下建立了無線連接時，在一次MAP過程中產生一個對用戶的原址寄存器HLR-1的呼叫，并且在另一次MAP過程中，數據被傳送給寄存器GLR-2。來自MS和HLR-1的數據在GLR-2里的寄存器中被編譯，在那兒恢復GLR-2記錄。
當位于業務區內的移動用戶與交換中心MSC/GLR-2進行無線連接時，該過程被重復進行，它們從相關的原址寄存器HLR中收集數據，直到所有移動用戶的用戶數據被存貯在GLR中。
當原址寄存器從移動電話MSC/GLR接收到一個對數據的請求時，即使存貯在原址寄存器HLR中的移動業務交換中心MSC/GLR的地址PRN與發起該過程的移動業務交換中心MSC/GLR的地址相一致的時候，整個數據傳送過程仍繼續進行，這一點很重要。不應該假定數據與交換中心MSC/GLR的PRN-地址第一次被存貯時的數據一樣，并且不必進行一次新的傳送，因為請求新數據的GLR-寄存器有可能遇到故意障并由此而被重新啟動。
原址寄存器HLR中出現故障時，也可以用簡單的方法進行恢復。原址寄存器HLR中包括關于所有已在那兒登記的用戶的重要信息，其中包括關于可用業務的信息和其它用戶數據，還包括關于用戶所在位置的數據。后幾項信息構成用戶MS所漫游的業務區的移動業務交換中心MSC/GLR的PRN-號碼。當移動用戶從一個移動業務交換中心MSC/GLR的業務區漫游到另一個交換中心的業務區時，這個信息通常被更新，這在一天之中可以發生幾次。如果因為一次故障使得原址寄存器必須重新啟動，那么不能肯定HLR定期制作的安全拷貝將提供完全正確的信息。因此，從這方面來說，有必要更新HLR。根據本發明，可以輕易地做到這一點，在本發明中是以MSC/GLR的一個PRN-呼叫號取代一個專用漫游號碼。
恢復過程是通過一個被重新啟動的原址寄存器HLR向系統中所有移動電話業務交換中心MSC/GLR發送MAP-操作“啟動”而開始的。當交換中心MSC/GLR接收到“啟動”-消息時，寄存器GLR將搜尋存貯有原址寄存器HLR號碼的所有數據記錄。當移動用戶MS進入這個交換中心MSC/GLR的業務區時，HLR-號碼通常被存貯。屬于被重新拷貝的HLR的所有用戶通過將標志“HLR確認標志”放在“未被確認”上而在GLR-寄存器中被標明。當與移動用戶進行下一次無線連接(例如結合一次呼出)，響應“尋呼呼叫”、用于從移動用戶MS向外的輔助業務的操作、以及由移動用戶啟動的位置登記時，GLR-寄存器檢查“HLR確認標志”的設定值。如果這個設定值被標明為“HLR未被確認”，那么交換中心的PRN-號碼就在原址寄存器中被更新。一旦各用戶與它的位于其業務區域之內的移動業務交換中心MSC/GLR進行無線連接時，就立即為所有屬于被重新啟動的原址寄存器HLR的用戶重復這個操作。逐漸地，所有移動用戶都在原址寄存器中被更新，從而使恢復結束。
權利要求
1.一種用于重建到達移動電話系統的標準化呼叫信號幀(IAM)的方法，所述幀包括第一參數段(被叫方地址)，它為在移動電話系統中漫游的用戶提供一個目錄號碼(MSN)，還有一個第二參數段(結束信息傳送)，在其中可插入任選信息，其特征在于，以移動用戶在其業務區中漫游的移動電話業務交換中心的唯一路由號碼(PRN)代替第一參數段(被叫方地址)的目錄號碼(MSN)；并且在第二參數段(結束信息傳送)的任選信息空間設置一個用戶的唯一識別號碼(IMSI)和目錄號碼(MSN)。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，以用戶目錄號碼為指針，從原址寄存器(HLR-1)中的用戶數據記錄中收集唯一路由號碼(PRN)和被叫用戶的唯一識別號碼(IMSI)。
3.根據權利要求2的方法，其特征在于，在登記操作中，將唯一路由號碼(PRN)放在原址寄存器(HLR-1)的用戶記錄中，在該登記操作中，用戶的該唯一識別號碼(IMSI)被用作一個指針。
4.一種將關于在第二移動電話網中漫游而其原址寄存在第一移動電話網(NW1)中的用戶的呼叫信息(IAM)從第一移動電話網(NW1)中的網關移動交換中心(GMSC)傳送給移動電話處在其業務區內的移動交換中心(MSC/GLR-2)的方法，其特征在于，從到達網關移動交換中心(GMSC)的信息消息中，提取出一個與被叫移動用戶(MS)有關的用戶目錄號碼(MSN)，并且將提取出的該目錄號碼用作一個指針，以便從分配給第一網絡(NW1)內的原址寄存器(HLR-1)里的所述用戶的數據記錄中收集分配給所述移動電話交換中心的一個第一唯一路由號碼(PRN)，以及分配給網關移動交換中心(GMSC)的唯一用戶識別號碼(IMSI)，在該GMSC中，所述唯一路由號碼(PRN)、所述唯一識別號碼(IMSI)、和所述用戶目錄號碼(MSN)被編譯而形成新的呼叫消息(IAM)，它被發送給由路號碼(PRN)指出的移動電話交換中心(MSC/GLR);在它的寄存器部分(GLR)，利用唯一識別號碼(IMSI)作為指針，收集所有其它用來和移動用戶(MS)建立連接的參數。
全文摘要
一種在將外部呼叫路由至在系統內漫游的移動用戶(MS)的移動無線系統中用于避免使用專門分配的臨時漫游號碼的方法。其中，包括第一參數段(其中含有目錄號(MSN)的進來的標準化呼叫信號幀(IAM)被重建。第一參數段的目錄號(MSN)被移動用戶在其業務區中漫游的移動電話業務交換中心的唯一路由號碼(PRN)替代，在第二參數段(EIT)插入用戶唯一識別號碼(IMSI)和目錄號碼(MSN)。
文檔編號H04W8/06GK1103541SQ94190100
公開日1995年6月7日 申請日期1994年2月22日 優先權日1993年3月4日
發明者S·J·蘭托, M·O·施蒂勒, M·W·甘迪爾斯, B·A·V·阿斯特龍, A·佩爾通倫 申請人:艾利森電話股份有限公司