CN101554069B - 移动交换中心切换 - Google Patents

Abstract

一种用于保留移动通信网络的用户的联系数据的设备，包括：用于存储位于由移动交换中心所服务的区域内的移动网络的用户的联系数据的装置；用于在移动交换中心(MSC)处接收用户已离开所述区域的确认的装置；用于更新所述联系数据以识别该用户已离开所述区域的装置；以及用于保留所述联系数据的至少一部分的装置，所述联系数据的所述保留的部分包含所述用户的呼叫转发细节。

Description

移动交换中心切换

本发明涉及在移动交换中心切换之后存储与移动通信设备和用户相关的数据，特别涉及在呼叫建立期间发生所述切换时存储与移动通信设备和用户相关的数据。

在移动网络中，各地理区域被划分成小区，其中每个小区覆盖一个特定的区域。小区中的网络覆盖由基站(BTS)来提供，该基站是为网络发送以及接收无线电广播的天线。每个BTS与一个基站控制器(BSC)连接，该基站控制器再连接到移动业务交换中心(MSC)或者当其在固定线路电话网络中被呼叫时进行“交换”。小区中的移动通信设备通过将信号发送到基站来与网络通信，随后这些信号通过与该基站相关联的MSC进行路由并且到达它们的目的地。一个MSC可以与多个基站连接。

每个MSC具有一个访问位置寄存器(VLR)。该VLR存储当前位于该MSC所服务的BTS的小区中的所有移动设备的用户记录。用户记录包括与所述设备相关联的预订和服务的细节，例如MSISDN(电话号码)、IMSI、电话细节、SMS细节、GPRS细节、位置信息、转发参数、呼叫禁止等等。当所述设备第一次进入由MSC服务的小区时，为MSC/VLR提供来自用户的HLR(归属位置寄存器)的该用户记录，该用户的HLR与所述设备/用户被注册到的网络相关联。该HLR存储该网络的所有用户的用户记录连同在那时为该用户服务的MSC的细节。

当移动通信设备开启时，其不断地向网络发送信号。当该设备移动进入由不同的MSC/VLR服务的小区时，该小区以及MSC/VLR将首次接收到来自该通信设备的信号。此时，该设备没有向MSC/VLR注册，因此MSC/VLR不拥有该移动设备的用户记录。这导致MSC/VLR没有认出该移动设备。来自该移动设备的信号包括识别用户的数据，并且提供关于该用户的归属网络及其归属位置寄存器(HLR)的信息。一旦在其小区之一中检测到新的移动设备，MSC/VLR就试图注册该用户。新的MSC/VLR通过从来自该移动设备的信号中提取用户和HLR标识数据来实施注册。MSC/VLR联系用户的HLR以指示用户已进入其小区之一并且请求用户的用户简档。作为响应，HLR记录用户所位于的新MSC/VLR的细节，并将该用户的用户简档上传到新的MSC/VLR。HLR还通知设备先前所位于的MSC/VLR：该设备已经离开其小区并且应该删除该用户的用户简档。因此，该用户的用户简档仅由单个VLR(该VLR与该用户当前位于的小区相关联)所拥有。向新MSC的注册过程被称为MSC间切换。

在已经提出的系统中，在MSC接收到来自HLR的删除用户简档的指令之后，该用户简档的至少一部分以待用状态被保留在旧的MSC/VLR中一段预定时间。在上述系统中，如果用户返回到其最近离开的MSC并且其简档以待用形式被保留，那么HLR仅需要发送指令来重新激活该用户简档而不是发送整个用户简档。上述系统旨在减少在MSC和HLR之间传送整个用户简档的规律性，以便减少这些网络部件之间的带宽消耗。

当一个用户试图呼叫被叫(目标)用户时，该呼叫首先到达被叫用户的归属网络的网关MSC(GMSC)，其承担将该呼叫路由到用户的当前位置的责任。GMSC向HLR(也在用户的归属网络中)询问目标用户的位置。这不但为了识别目标用户/设备的位置，而且为了识别其必须用来连接到正服务于目标用户/设备的MSC的路由路径。HLR通过服务MSC将这些细节连同已经被分配给目标用户的移动台漫游号码(MSRN)一起返回给GMSC。

当GMSC正在检索路由信息时，呼叫被保持在GMSC处。然后，GMSC使用该路由信息来建立它自己与服务于目标用户的MSC之间的通信链路。将目标用户的MSRN提供给MSC，以便使MSC能够将呼入连接到目标用户。建立通信链路会花费几秒钟，并且当用户正漫游在地理上远离归属网络的位置(例如在不同的国家)时，这一时间段被延长，这主要是因为所涉及的距离以及该呼叫必须经过的交换中心的数量。

在为了完成从GMSC到MSC/VLR的呼叫建立过程所花费的时间期间，目标用户有可能已经移动到由不同的MSC/VLR服务的基站所提供的不同小区。在这种情况下，呼叫被路由到被叫方刚刚离开的MSC/VLR，因为这正是HLR提供给GMSC的路由信息。这种情况发生在HLR已经将前一MSC/VLR的细节以及漫游号码发送到GMSC之后目标用户向新的MSC/VLR注册的时候。在这种情况下，将服务于目标用户/设备的前一MSC/VLR通知给GMSC，并且GMSC将试图把呼叫连接到前一MSC。

通常，注册过程比呼叫建立过程快，尤其对于建立周期由于GMSC和服务MSC/VLR之间的大的物理距离而被延长时的情况更是如此。因此，当GMSC建立了与MSC/VLR的通信链路时，设备已经向新的MSC/VLR注册，并且将从呼叫已经到达的旧的MSC/VLR中删除了用户细节和MSRN。在没有MSRN和用户细节的情况下，旧的MSC/VLR不能识别并联系用户或者不能应用任何呼叫转发，因此呼叫结束。这被称作掉话。

在用户简档以待用状态被保留的那些系统中也会掉话，因为当VLR为了当前正在使用已接收的MSRN通过其BTS进行通信的用户而扫描其数据库时，待用数据将不能被识别。

我们已经认识到，当正在建立到设备的呼叫时，该设备在各MSC/VLR之间移动可能有问题。特别地，这会导致掉话并且用户不能连接到他们期望的联系人(contact)。这是移动网络运营商的问题。

本发明的实施例通过在用户已经离开MSC/VLR之后将用户的用户记录(包括MSRN)保留一个预定义的时间段来解决掉话的问题。以激活状态来保留用户简档，以便如果接收到对该用户的呼入，则能够识别该用户简档。这样的实施例提供的优点在于，因为MSC/VLR以激活状态保留用户的联系细节，所以它能够应用用户设置呼叫转发，例如转发到语音邮件而不是允许掉话。

在本发明的其他实施例中，在MSC/VLR已经接收到对用户的MSRN的请求并且已经分配了MSRN并将该MSRN提供给HLR但还没有接收到对该MSRN的呼入的情况下，不管MSC/VLR是否已经接收到来自HLR的删除该用户的用户记录的随后的请求，MSC/VLR都保留用户记录以及MSRN。在这样的实施例中，MSC/VLR能够识别呼入所指向的用户。

在本发明的其他实施例中，当MSC/VLR接收到对最近已经离开其服务小区的用户的通信建立请求时，该MSC/VLR联系HLR以获得该用户的当前MSC/VLR路由细节。然后，该MSC/VLR能够将呼入中继到正确的MSC/VLR。这样的实施例使呼入能够被连接到用户/设备，尽管事实上该呼叫最初被路由到不再包含该用户/设备的MSC/VLR。

本发明的各个方面在现在应当参考的所附权利要求书中进行了限定。

现在参考附图来描述本发明的特定实施例，其中：

图1是示出移动网络的通信路径的高层图。

图2示出移动通信系统中的设备的物理位置。

图3是示出在移动通信系统中的各设备之间的呼叫建立期间所采取的已知步骤的流程图。

图4示出在各小区之间移动的设备。

图5是示出在MSC切换期间已知数据流的流程图。

图6示出当MSC接收到设备不再位于其小区的确认时在本发明的实施例中所采取的步骤。

图7示出在本发明的实施例中在MSC处所采取的步骤。

图8示出在呼叫建立过程期间在各小区之间移动的设备。

图9是示出当在呼叫建立过程期间发生MSC切换时在本发明的实施例中的数据流的流程图。

图1示出无线网络中的设备的基本通信路径。在图1中，进行对移动设备10的呼叫。该呼叫可能源自任何技术，例如固定线路、GMS等等。网络20将呼入路由到服务于基站40的移动交换中心30，设备10当前正在与该基站40进行通信。当呼叫到达MSC时，其为MSC提供与目标用户相关联的移动台漫游号码(MSRN)。MSC使用该MSRN来识别用户。然后MSC将该呼叫连接到用户。

图2和图3更详细地示出用于与用户的移动通信设备建立通信链路(例如语音呼叫)的已知过程。图2示出各物理组件，图3示出各组件之间的消息流。在最初的步骤中，第一方(A)201试图发起对用户B的设备210的呼叫。该呼叫可以是语音呼叫或任何其他类型的需要建立双向电路交换通信链路的通信。通常，这通过方A输入用户B的用户电话号码来完成。通常使用信令协议ISUP(ISDN用户部分)在各网络之间路由该呼叫。在步骤310，呼入被引导到用户B的GMSC 220，并且GMSC接收到呼叫建立请求(初始地址消息)。GMSC通常位于目标用户的归属网络中，并且负责将所有呼入路由到其网络的用户。

然后，GMSC必须试图将呼叫连接到当前服务于用户的MSC。每个MSC负责至少一个BTS(基站收发信台)，并且将所有的呼入和呼出通信引导到位于其(多个)BTS的小区中的设备。为了联系正服务于用户的MSC，GMSC必须获得该MSC的路由信息，以使它能正确地将呼叫连接到MSC。该路由信息作为与MSC相关联的唯一的路由号而存在。该路由号通常被称为全局名，其是包括用于MSC的国家代码、目的地代码以及序列码的号码。归属位置寄存器(HLR)存储服务于其每一个用户的MSC的路由信息。当用户移动到由新MSC服务的区域中并且向该MSC注册时，MSC将该信息提供给HLR。GMSC根据ISUP中的被叫电话号码来识别用户210的归属位置寄存器(HLR)230。然后，在步骤320，GMSC 220询问HLR 230以便获得正服务于用户的MSC 240的路由信息。HLR 230包含MSC 240当前服务于设备210的记录以及MSC 240的路由信息。

通过使用移动台漫游号码(MSRN)，MSC将呼入与目标用户相关联。将MSRN分配给特定呼叫的特定用户，并且通常在呼叫结束时释放该MSRN。因此，MSC将MSRN暂时地分配给用户。实际上，MSC通过将MSRN分配给用户来同时分配它自己与用户之间的通信信道。因此，任何到MSC的呼入都必须提供MSRN，以使MSC能够确认它已经为呼叫分配了资源，能够识别目标用户并且连接该呼叫。通常，MSRN包括服务于用户的MSC的路由信息。因此，MSRN提供用于将呼叫路由到用户的所有必需信息。

当为了呼叫连接目的，HLR从GMSC接收到对用户的MSC路由信息的请求时(步骤320)，HLR自动地将请求发送到MSC 240以请求将MSRN分配给用户210，因为存在对该用户的呼入。MSRN为特定呼叫的用户210标识到MSC 240的唯一通信。一接收到来自HLR 230的MSRN请求，MSC 240就将MSRN分配给用户，并且随后对照用户简档存储该MSRN。用户简档包括各种关于用户的信息，其包括服务预订信息、IMSI、分配给用户的(多个)MSISDN/(多个)电话号码等等。特别地，当用户是不可达的、不能接受呼叫等等时，用户简档包含将呼叫转发到语音邮件所需的呼叫转发细节。在步骤340，MSC将MSRN发送回到HLR 230。

在步骤350，一接收到MSRN，HLR 230就将分配给呼入的MSRN连同用于MSC 240的路由信息(该路由信息可能被包括在MSRN中而不是作为单独的信息)一起发送到GMSC 220。在步骤360，GMSC 220使用该路由信息来建立到MSC 240的通信链路，并且为MSC 240提供MSRN以使其能够识别并连接到目标用户的设备210。通常，在呼入通信中通过MSC识别在“To(去往)”字段中的MSRN来将MSRN提供给MSC。

一接收到MSRN，MSC就对照其记录检查MSRN。MSC识别已经被分配了MSRN的用户，并且试图连接呼叫。

图4和图5示出当移动通信设备在各小区之间移动并且发生MSC切换时所采取的已知步骤。这些图和说明描述了不存在到用户的激活通信链路时的情况，即用户处于“空闲”状态并且因此没有在进行呼叫。在第一时间t1处，设备410位于由第一基站420服务的小区中。与该小区相关联的MSC是MSC1。当设备410位于小区中时，其用户简档被存储在与MSC1 430相关联的位置寄存器VLR1 440中。VLR是存储当前被其相关联的MSC服务的所有用户的简档的数据库。

在时间t2，设备410移动到由不同MSC(MSC2 450)服务的新小区中。在正常使用中，该设备监视不同小区的信号强度和质量。切换到新小区以及经由新小区而开始通信的决策包括对该监视的考虑并且可能由网络或设备本身来完成。一旦设备移动到新小区中并且希望切换到该小区，那么BTS2 470就接收其定期发送的ID信号(步骤510)。该设备发送的id可以是例如IMSI(国际移动用户标识)或TMSI(临时移动用户标识)。ID被转发到MSC2以便检查该设备是否向MSC2注册。MSC2 450通过询问其VLR(VLR2 460)来检查该设备是否被注册。由于该设备只是刚刚进入小区，所以它还没有向MSC2注册，因此其用户简档并没有被存储在VLR2中。为了注册该设备，需要VLR2以获得设备410的用户简档。需要来自HLR的简档以给用户提供服务。如果MSC/VLR没有简档，那么它就不知道如何识别用户、如何认证用户(即确定他是他所声称的那个人)以及允许用户使用哪些服务。它甚至可能根本不能提供服务，例如如果它不知道将呼叫转发到哪些号码，那么它就不能执行呼叫转发。

由用户的设备发送并且由BTS2接收的ID信号包含用户的归属位置寄存器(HLR)480的标识。如上所述，HLR被建立并位于用户的归属网络中，该HLR包括向其网络注册的所有用户的用户数据。在步骤520，MSC2联系用户的HLR 230以便获得其用户简档。来自MSC2的这一发送还包括把MSC2标识为现在应该负责为用户服务的MSC。

在步骤550，一接收到来自MSC2的注册请求，HLR 480就从其内部数据库识别并检索用户简档，并将该用户简档发送回到MSC2。此时，HLR具有所存储的并识别为MSC1的用户设备的联系细节，因为MSC1是负责覆盖用户的先前位置的小区的MSC。HLR为用户410而更新其位置寄存器，以便反映其当前的MSC(MSC2 450)，这样在必要时它就能够联系到用户410。HLR通过存储MSC2的细节(包括MSC2的路由信息)以及删除其关于MSC1的记录来更新其记录。在530，HLR 480将信号发送到MSC1以确认设备410不再位于其服务小区中并且它应该删除用户410的用户简档。这在步骤540中由MSC1确认。

图6是示出当MSC接收到来自HLR的指示设备已移出其服务小区的发送时在本发明的实施例中所采取的步骤的流程图。在610，MSC从用户的HLR接收用户已移出正由其服务的小区的确认。如上所述，响应于不同的MSC试图注册用户，HLR发送删除用户简档的指令。在620，MSC通过更新其记录以显示该设备已经移出了为其服务的小区，从而从其VLR中注销该设备。然而，在630，VLR保留刚刚离开其小区的设备的用户简档的全部或部分副本。所保留的部分包括呼入到该用户的呼叫转发细节，例如用户的语音邮件号码。重要地，如果MSC已将MSRN分配给用户，那么保留该MSRN。在某些实施例中，用户简档和MSRN被存储在专门为最近已移出由该MSC服务的小区的设备所指定的VLR的单独的存储区域中。重要地，用户简档被保留的部分和MSRN被保留在VLR的一个区域中，所述区域在MSC接收到对用户的呼叫建立请求时被询问。因此，如果呼入到达MSC，那么该MSC能够为了MSRN而搜索关于最近已移出其小区的覆盖范围的用户的数据，并且能够识别相关联的用户简档。然后，该MSC使用在用户简档中的呼叫转发细节来将呼入直接引导到目的地号码(例如语音邮件)。

在优选实施例中，将用户简档存储在VLR处一个预定义的时间段。这个时间段可以由MSC/VLR来控制和指定。

在本发明的其他实施例中，只有在设备在特定的情况下离开了由MSC覆盖的小区时才保留用户简档。在图7所示的优选实施例中，如果在MSC已将漫游号码分配给用户并已将该漫游号码提供给HLR之后，但在MSC接收到呼入并建立到用户的通信链路之前，MSC接收到来自HLR的删除简档的指令，那么用户简档和MSRN不会被删除。在该实例中，MSC一直期望接收到与该设备的通信(因为HLR已经向MSC请求了该用户的MSRN)，但是该设备在该通信被接收到之前就已离开了其小区。

参考图7，在701，MSC接收到来自HLR的删除最近已向不同的MSC注册的所识别用户的用户简档的指令。在702，一接收到删除用户简档的指令，MSC就检查其MSRN记录和用户简档以识别是否已将MSRN分配给该用户。如果没有将MSRN分配给用户，那么在703中从VLR中删除用户简档。如果已经将MSRN分配给用户，那么在704中将MSRN和用户简档保留在VLR中。在其他实施例中，虽然用户简档的仅仅一部分被保留，但是所保留的部分足以识别用户的呼叫转发细节。在其他实施例中，MSRN和用户简档可能被保留预定的时间。

在图6和图7的实施例中，如果在已向MSC通知设备已经离开其小区之后该MSC接收到给出MSRN的呼叫建立请求，那么该MSC能够识别呼入所指向的用户，因为VLR保留了MSRN和用户简档的副本。然后，该MSC可以识别来自用户简档的呼叫转发细节，并且将该呼入路由到这个新目的地(例如语音邮件)。因此，试图联系该用户的第三方能够给该用户留下语音邮件，而不是掉话。

在本发明的优选实施例中，如果来自HLR的删除请求在MSRN已被分配给用户之后但在接收到相关联的呼入之前被接收到，那么VLR就将MSRN用户简档标记为一个与不再位于由MSC服务的小区内的用户相关的用户简档。然后，一接收到标识该MSRN的呼入，MSC就可以检索MSRN和用户简档，但是识别出该用户不位于其小区内。因此，它没有试图将呼叫连接到用户，而是代之以，使用在用户简档中的呼叫转发细节直接将该呼叫转发到该用户的新的目的地号码(例如语音邮件)。

图7和图8示出在呼叫建立期间发生MSC切换的呼叫建立过程的所有步骤。图8示出设备在不同时间的位置，图9示出MSC和位置寄存器(HLR)之间的数据流和通信链路。通过不示出VLR来简化图8和图9。应该认识到，每个MSC具有一个相关联的VLR。

现在参考图8和图9，在步骤810，当在GMSC处接收到对用户720的呼叫发起请求时，GMSC联系该用户的HLR 740以确认到其当前MSC的路由路径以及该用户的MSRN。HLR询问其记录并确定用户720当前在由MSC3 730服务的小区中。在步骤820，HLR将对用户720的MSRN的请求发送到MSC3 730。MSC3 730将MSRN分配给用户720以使得能够建立用户720和MSC3 730之间的通信链路，并且在步骤830将MSRN发送到HLR 740。MSC将对照用户简档存储该MSRN。在步骤840，HLR 740将该MSRN连同MSC3的路由信息一起发送到GMSC 710。

在时间t3，用户720从由MSC3服务的小区移动到由MSC4 750服务的小区。该用户720向MSC4注册，并且在步骤850，MSC4联系HLR740以确认该用户720已经移动到其小区之一中，并且获得该用户的用户简档的副本。

一接收到来自MSC4的信号，在步骤860HLR将用户的用户简档发送到MSC4，并且在步骤870通知MSC3设备720已经移出为其服务的小区。MSC3更新其记录以显示设备720不再位于为其服务的小区中，但是保留设备720的用户简档的至少部分副本以及MSC3分配给用户的MSRN。该HLR更新其记录以显示该用户位于MSC4中。

因为在用户720在各MSC之间移动之前HLR就已在步骤840向GMSC通知了设备720的位置，所以GMSC认为用户420在由MSC3服务的小区中，并且因此试图在步骤880建立到MSC3的通信链路。实际上，步骤880将与步骤850-870同时发生。

一接收到来自GMSC的ISUP初始地址消息880和MSRN，MSC3就向其VLR询问呼入的MSRN并且识别与该MSRN相关联的用户简档。MSC3使呼入的MSRN与存储在其VLR中的MSRN相匹配，并且检索目标用户的用户简档。MSC还确定用户720不再在其小区中，因此知道它不能直接将呼叫连接到用户720的设备上。然而，所保留的用户简档包括在用户不可达的情况下该用户720的联系细节。通常，这将被转发到语音邮件。在步骤790，MSC3将呼入连接到用户720的转发号码。然后，发生另外的呼叫建立过程以将该呼叫转发到他的新目的地，该新目的地甚至可以是该用户的语音邮箱。

在本发明的其他实施例中，一接收到对已不再在为其服务的小区中的用户的呼叫建立请求，MSC就回到HLR以请求该用户的当前MSC以及所需的路由信息。本发明的这些实施例所采取的步骤如图9中的890’-894’所示。

在这些实施例中，在890’处MSC3请求当前MSC的路由信息以及用户720的MSRN。因为从时间t3起用户720已向MSC4注册并且HLR已更新其寄存器以反映这一点，所以HLR存储了MSC4的细节。然后，在步骤891’，HLR询问MSC4以请求路由信息和该用户的MSRN。在步骤892’，该信息被发送回到HLR。

在步骤893’，HLR将路由信息和用户720的MSRN发送到MSC3。最后，在步骤794’，MSC3使用该路由信息和MSRN以将该呼叫中继到MSC4，并且建立GMSC和设备720之间的通信链路。在这种情况下，MSC3正将该呼叫路由到MSC4和用户上，并且因此其作用就像GMSC一样。

本发明的实施例提供的优点在于，在当进行呼叫建立时用户在各MSC之间移动的情况下，到该用户的呼叫不会掉话。代之以，主叫方或者因为“用户不可达”而能够连接到普通的转发号码(例如语音邮件)，或者能够经由旧的MSC/VLR而连接到在新MSC/VLR上的实际用户/设备。

Claims (6)

1.一种用于使用移动通信网络的用户的联系数据来路由移动通信网络中的呼叫的方法，所述方法包括以下步骤：

存储位于由移动交换中心所服务的区域内的移动通信网络的用户的联系数据；

在所述移动交换中心MSC处接收用户已离开所述区域的确认；

更新所述联系数据以识别所述用户已离开所述区域；

保留所述联系数据的至少一部分，所述联系数据的所述保留的部分包含所述用户的呼叫转发细节；以及

使用所述联系数据的所述保留的部分向所述用户的转发号码转发到达所述MSC的、但由所述MSC在所述用户已离开所述区域之后接收的呼入。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

一接收到用户已离开所述区域的确认，就确定是否期望对所述用户的呼入通信，其中根据期望对所述用户的呼入通信来执行保留所述联系数据的至少一部分的所述步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中确定是否期望对用户的呼入的所述步骤是通过确定移动台漫游号码是否已被分配给该用户而执行的。

4.一种用于使用移动通信网络的用户的联系数据来路由移动通信网络中的呼叫的设备，所述设备包括：

用于存储位于由移动交换中心所服务的区域内的移动通信网络的用户的联系数据的装置；

用于在所述移动交换中心MSC处接收用户已离开所述区域的确认的装置；

用于更新所述联系数据以识别所述用户已离开所述区域的装置；

用于保留所述联系数据的至少一部分的装置，所述联系数据的所述保留的部分包含所述用户的呼叫转发细节；以及

用于使用所述联系数据的所述保留的部分向所述用户的转发号码转发到达所述MSC的、但由所述MSC在所述用户已离开所述区域之后接收的呼入的装置。

5.根据权利要求4所述的设备，还包括：

用于在接收到用户已离开所述区域的确认之后确定是否期望对所述用户的呼入通信的装置，其中根据期望对所述用户的呼入通信来保留所述联系数据的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的设备，其中用于确定是否期望对用户的呼入的所述装置包括：用于确定移动台漫游号码是否已被分配给该用户的装置。

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