СПОСОБ ОБНОВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ДАННЫХ АБОНЕНТА В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ В СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
METHOD OF UPDATING DYNAMIC USER DATA IN REAL TIME IN MOBILE COMMUNICATION NETWORK

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сфере мобильной связи, конкретно к способу обновления динамических данных абонента в режиме реального времени в регистре местоположения местных абонентов (HLR, home location register) в сети мобильной связи.
Уровень техники
Как правило, сеть мобильной связи состоит из множества функциональных элементов сети, таких как регистр (HLR) местоположения местных абонентов, центр мобильной коммутации (MSC, mobile switch center), регистр местоположения посетителей (VLR, visiting location register) и т.д. Среди всех функциональных элементов особо важную роль играет регистр (HLR) местоположения местных абонентов, представляющий собой центр обработки данных, использующийся для хранения постоянных данных абонентов, динамических данных о местоположении, динамической информации о состоянии дополнительного обслуживания абонентов мобильной связи. Хотя сама по себе система HLR, предоставляемая поставщиками сетевой аппаратуры, может в различных отношениях обладать избыточностью ради обеспечения стабильной работы системы, все же аварийный сбой системы, способный привести к прерыванию работы сети, и, как следствие, необратимая потеря информации может произойти, если на систему HLR окажут воздействие внешние факторы, влияния которых не выдержит данная система. Поэтому желательно, чтобы была создана достаточно продуманная система аварийного восстановления HLR (так называемый аварийный регистр местоположения местных абонентов, или аварийный HLR), предназначенная для резервного копирования информации, хранящейся в основном HLR. Центр аварийного восстановления HLR может контролировать один или несколько основных HLR одновременно. Если в основном HLR происходят нарушения, которые невозможно устранить за короткий промежуток времени, центр аварийного восстановления HLR может своевременно взять на себя функции основного HLR с целью обеспечения безопасности и надежности работы всей сети.
Технологии аварийного восстановления можно разделить по месту - на местное аварийное восстановление и удаленное аварийное восстановление, и по форме - на аварийное восстановление данных и аварийное восстановление приложения. В общем случае, в число условно общепринятых режимов аварийного восстановления входят следующие: местное аварийное восстановление данных, местное аварийное восстановление приложения, удаленное аварийное восстановление данных и удаленное аварийное восстановление приложения. Аварийное восстановление регистра местоположения местных абонентов также подразделяется на пять видов.
В настоящее время из уровня техники уже известно техническое решение задачи местного аварийного восстановления данных или местного аварийного восстановления приложения, т.е. резервное копирование всех данных абонента (включая постоянные данные абонентов и динамические данные) на всех типах магнитных носителей, и использование избыточной конфигурации N+1 для ключевых модулей в то же самое время. Но это решение, как правило, имеет следующие недостатки:
1) в случае аварийного нарушения нет гарантии, что данные абонента будут самыми новыми. В данном решении точность данных абонента зависит от продолжительности временного интервала между резервным копированием и восстановлением данных, в то время как данные абонента могут в любой момент измениться. Если использовать резервное копирование данных абонента в режиме реального времени, то это сильно повлияет на работу и стабильность существующих в настоящее время HLR; и
2) в случае аварийного нарушения, работа системы может быть прервана на долгое время, в особенности когда серьезный аварийный сбой носит локальный характер, все данные не могут быть восстановлены и в таком случае сеть отключается.
Исходя из вышеуказанного, можно прийти к выводу, что для обеспечения аварийного восстановления данных, в истинном смысле этого слова, следует дополнительно установить центр аварийного восстановления HLR, чтобы иметь возможность осуществить аварийное восстановление из другого места.
Типичные технические решения задачи удаленного аварийного восстановления данных HLR таковы:
1) что касается постоянных данных абонента, они могут быть синхронизированы с центром аварийного восстановления HLR путем применения режима квазиреального времени, суть которого состоит в следующем: передача измененных данных абонента в центр аварийного восстановления в форме файла путем расширения функции основного HLR, или синхронизация изменения постоянных данных пользователя с центром аварийного восстановления HLR с применением сети системы учета внутри работающей сети; и
2) что касается динамических данных абонента, включая данные о местоположении, состоянии коротких сообщений, состоянии дополнительного обслуживания и т.д., обычно применяются следующие способы:
способ 1: синхронный способ для сообщений в реальном времени, который состоит в том, что измененные данные абонента и сообщение от вновь созданного абонента инициативно направляются основным HLR в центр аварийного восстановления HLR в режиме реального времени. Например, патентная заявка Китая №01125116.6, озаглавленная "Способ осуществления повышения надежности беспроводной базовой сети путем применения удаленного резервного копирования" описывает способ, согласно которому основной HLR сохраняет сообщения, имеющие отношение к изменению данных абонента, и отправляет их в центр аварийного восстановления HLR в режиме реального времени; при этом необходимо тактовое сообщение между основным HLR и аварийным HLR, и «резервный протокол передачи сообщений» обновляется. Далее, необходимо создание механизма пересылки. Для осуществления вышеописанных этапов требуется содействие основного HLR, состоящее во внесении соответствующих изменений, что приводит к усложнению основного HLR и что сказывается на производительности основного HLR, приводя к отсутствию совместимости оборудования;
способ 2: синхронный способ, использующий «периодический» файл, который передает динамические данные абонента, меняющиеся в определенный период времени, в центр аварийного восстановления HLR. Этот способ не дает возможности центру аварийного восстановления HLR получать информацию о текущем местоположении абонента и зарегистрированную информацию о дополнительном обслуживании и т.д., вследствие чего достоверность становится слишком низкой; и
способ 3: способ, использующий сообщение, восстанавливающее HLR, и заключающийся в следующем: при нормальной работе основного HLR центр аварийного восстановления HLR не обновляет динамические данные абонента, содержащиеся в основном HLR, находящемся под его контролем. Когда в основном HLR происходит аварийный сбой, центр аварийного восстановления HLR берет на себя его функции, и центр аварийного восстановления HLR отправляет команду "UnreliableRoamerDataDirecitve(UNRELDIR)" (т.е. сообщение, восстанавливающее HLR) каждому соответствующему регистру (VLR) местоположения посетителей, чтобы каждый VLR удалил данные абонента, относящиеся к основному HLR. Поэтому, когда абонент осуществляет доступ в систему, в центре аварийного восстановления HLR создается запись, и таким образом центр аварийного восстановления может получить самые новые данные о состоянии абонента. Но использование этого способа может привести к тому, что в каждой VLR может появиться множество записей новых регистрирующихся пользователей за короткий промежуток времени из-за удаления больших объемов данных абонентов, и поэтому внезапное возрастание рабочей нагрузки может вызвать скрытые нарушения в стабильной работе системы и может даже вызвать выход из строя соответствующих VLR. Более того, степень поддержки команды "UnreliableRoamerDataDirecitve" различна в аппаратуре VLR, предоставляемой разными поставщиками, что вызывает проблему аппаратной совместимости для сообщения, восстанавливающего HLR.
Удаленное аварийное восстановление приложения в HLR основано на удаленном аварийном восстановлении данных HLR. Если в основном HLR происходит аварийный сбой, центр аварийного восстановления HLR берет на себя функции соответствующего основного HLR в соответствии с сохраненными в основном HLR данными абонента.
Хотя вышеописанные решения задачи удаленного аварийного восстановления HLR могут в значительной степени использовать функции аварийного восстановления, присущие HLR, они не могут найти широкого применения, поскольку не обеспечивают синхронизации в режиме реального времени динамических данных абонента, хранящихся в основном HLR и центре аварийного восстановления HLR.
Патент США №6662015 с названием «Устройство и способ извлечения данных о присутствии, местоположении и доступности из устройства связи, находящегося в сети» описывает способ отслеживания заранее определенного сообщения, относящегося к абоненту, между HLR и центром мобильного обмена с целью обеспечения аварийного восстановления данных абонента, но патент основан главным образом на том, что элемент сети функционирует среди других различных элементов сети, которые прерывают отправку и пересылают сообщения, повышая сложность системы аварийного восстановления и делая данный способ неприменимым для системы аварийного восстановления регистра местоположения местных абонентов.
Раскрытие изобретения
Ввиду вышеизложенных технических проблем, известных из уровня техники, предлагается настоящее изобретение. Его цель - предложить такой способ обновления динамических данных абонента в реальном времени в сети мобильной связи, который бы позволил исключить недостатки, известные из уровня техники, заключающиеся в том, что динамические данные абонента в основном регистре местоположения местных абонентов и аварийном регистре местоположения местных абонентов не могут быть синхронными в режиме реального времени, без внесения изменений в основной регистр местоположения местных абонентов.
Способ обновления динамических данных абонента в реальном времени согласно настоящему изобретению включает следующее: аварийный регистр (HLR) местоположения местных абонентов отслеживает сигналы по всем каналам передачи сигналов основных регистров местоположения местных абонентов под собственным контролем; определяет важные динамические данные абонента в соответствии с отслеживаемыми сигналами; и обновляет необходимую информацию абонентов, соответствующей основному HLR.
Предпочтительно, чтобы перед вышеупомянутым этапом отслеживания сигналов всех каналов передачи сигналов, такой способ также включал в себя: получение информации о конфигурации всех основных регистров местоположения местных абонентов под контролем аварийного регистра местоположения местных абонентов, и выполнение соответствующей конфигурации в аварийном регистре местоположения местных абонентов.
Предпочтительно, чтобы аварийный регистр местоположения местных абонентов предварительно задавал конфигурацию передаваемых сообщений, которые необходимо отслеживать.
Предпочтительно, чтобы упомянутый этап отслеживания сигналов каналов передачи сигналов осуществлялся путем применения трехканального соединителя на линии между отслеживаемым основным регистром местоположения местных абонентов и точкой передачи сигнала с целью выведения сигналов.
Предпочтительно, чтобы трехканальный соединитель включал в себя звено высокого сопротивления, звено усиления сигнала и формирующее звено.
Предпочтительно, чтобы данный этап определения важных динамических данных абонента в свою очередь включал в себя: анализ отслеживаемых сигнальных сообщений с целью получения сообщений, относящихся к динамическим данным абонента; сохранение содержимого сообщений запроса, относящихся к динамическим данным абонента; и сопоставление сообщения ответа, имеющего отношение к динамическим данным абонента, с соответствующим сообщением запроса.
Способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что осуществляет синхронное в режиме реального времени отслеживание сигналов и обновление различных видов динамических данных абонентов в основном HLR, который соответствует аварийному HLR, включая данные о местоположении, статусе, аутентификации, дополнительной информации по обслуживанию и т.д.; аварийный HLR является эквивалентом основного HLR, поэтому исключены случаи, когда динамические данные абонентов аварийного HLR и основного HLR несовместимы.
Кроме того, аварийный HLR не должен отправлять команду "UnreliableRoamerDataDirecitve", когда основной HLR, контролируемый аварийным HLR, испытывает аварийные сбои, чтобы избежать воздействия перегрузки на соответствующее оборудование VLR, и при этом нет необходимости, чтобы оборудование VLR поддерживало команду "UnreliableRoamerDataDirecitve", чтобы настоящее изобретение обладало совместимостью с более широким диапазоном оборудования.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 - блок-схема способа обновления динамических данных абонента в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фигура 2 - схема сетевой структуры аварийного HLR, осуществляющего отслеживание сигналов при применении способа обновления динамических данных абонента в реальном времени, показанном в Фиг.1; и
Фигура 3 - схема, иллюстрирующая отслеживание сигналов, при применении способа обновления динамических данных абонента в реальном времени, показанном в Фиг.1.
Осуществление изобретения
Нижеследующее детальное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения в сочетании с сопровождающими чертежами, вышесказанными и другими подтверждениями, позволяют выявить отличительные характеристики и преимущества настоящего изобретения.
Фигура 1 - подробная блок-схема способа обновления динамических данных абонента в реальном времени согласно варианту осуществления настоящего изобретения. После того как отслеживающий сигналы блок обнаруживает и проверяет сообщения физического канала, он обрабатывает полезные сообщения. Данный способ включает в себя следующие этапы:
205
1
n
начиная с этапа 101, затем на этапе 102, аварийный HLR отслеживает все сигналы, исходящие от основного HLR. На Фиг.2 представлена схема сетевой структуры, иллюстрирующая, что аварийный HLR осуществляет отслеживание сигналов, а аварийный HLR может осуществлять отслеживание сигналов многочисленных основных HLR, …, HLR одновременно.
205
1
205
Для удобства описания, далее, за пример будет принято, что аварийный HLR осуществляет отслеживание сигналов основного HLR, исходя из условия, что аварийный HLR отслеживает многочисленные основные HLR одновременно, механизм отслеживания сигналов является таким же, как и механизм отслеживания одного основного HLR, и специалисты в данной области техники могут использовать его, понимая суть настоящего изобретения.
1
На Фиг.2, контролируемый основной HLR, соединяется с точкой передачи сигнала STP (Signaling transfer point или SP) путем использования канала передачи сигналов Сигнальной Системы №7 и обменивается сообщениями с другими объектами в сети через стандартную передачу сигналов №7.
1
205
1
205
1
1
С целью получения всех сообщений основного HLR, аварийный HLR должен осуществлять мониторинг всех каналов передачи сигналов, связанных с основным HLR. Поэтому аварийному HLR необходимо иметь всю информацию о конфигурации контролируемого основного HLR и информацию об управлении номером абонента, информацию о конфигурации данных станции и т.д. основного HLR.
205
1
Причем информация о конфигурации включает, но не ограничивается, информацией о временных интервалах соответствующего канала, кодом точки передачи сигнала, информации маршрутизации и т.д. И затем в регистре HLR выполняется соответствующая конфигурация для записи вышеупомянутой информации основного HLR.
205
205
Кроме того, аварийный HLR может также конфигурировать сигнальные сообщения, которые должны быть отслежены, такие как аутентификационная информация, обновление регистрации и местоположения, дополнительная информация по обслуживанию, которые позволяют аварийному HLR отследить, проанализировать и подтвердить различную пользовательскую динамическую информацию.
205
1
1
Фигура 3 иллюстрирует вариант осуществления отслеживания сигналов основного HLR аварийным HLR. Отслеживание аварийным HLR сигналов основного HLR осуществляется по линии между основным HLR и точкой передачи сигнала STP по типу распределительной схемы (блоку).
Многоканальный соединитель устанавливается в каждом канале вышеупомянутого распределительного блока, который выводит сигналы от распределительного блока; предпочтительно в качестве многоканального соединителя используется трехканальный соединитель.
205
Звено высокого сопротивления, звено усиления сигнала и формирующее звено встраиваются в трехканальный соединитель, при помощи которого сигналы, выводимые из распределительного блока, после обработки подаются на аварийный HLR.
1
Применение данного способа позволяет избежать того, что отслеживание сигналов воздействует на качество сигналов, передаваемых по каналу передачи сигналов основного HLR. При этом качество сигналов, получаемых во время мониторинга, может быть улучшено для того, чтобы снизить количество одиночных цифровых ошибок до 10Е-5.
1
205
205
Канал передачи сигналов контролируемого основного HLR имеет два направления: для получения и передачи данных. Однако для аварийного HLR из-за того, что ему для отслеживания сигналов необходимо лишь получать сообщения, необходимы два канала передачи сигналов, т.е. аварийный HLR должен иметь два отслеживающих сигналы блока.
Возвращаясь к Фигуре 1, на этапе 103, согласно исходному адресу и адресу предназначения сообщения и связанной подсистем(ы), в сочетании с таблицей состояний соответствующего направления станции и подсистемы в аварийном HLR, оценивается валидность проверяемого сообщения.
Если сообщение невалидно, оно сразу же удаляется на этапе 104. Если сообщение валидно, то на этапе 105 устанавливается, имеет ли сообщение отношение к сообщению управления передающей сети или к сообщению управления подсистемой.
На этапе 106, в случае, если сообщение является сообщением управления передающей сетью или сообщением управления подсистемой, то происходит обновление таблицы состояний соответствующего направления станции и подсистемы в аварийном HLR. В противном случае, это указывает на то, что сообщение подлежит обработке, а затем оно расшифровывается на этапе 107.
Вследствие этого на этапе 110 анализируется тип сообщения и выбирается сообщение, имеющее отношение к динамическим данным абонента.
Сообщения, имеющие отношение к динамическим данным абонента, включают следующую информацию, позволяющую распознать абонента: обновленную аутентификационную информацию абонента, обновленную информацию о регистрации и местоположении абонента, дополнительную информацию обслуживания, и эти сообщения могут быть предварительно сконфигурированы в аварийном HLR, для того, чтобы улучшить адаптируемость системы.
На этапе 111, в случае если сообщение не имеет отношения к динамическим данным абонента или другим сообщениям, которые не сконфигурированы в аварийном HLR как сообщения, которые должны быть отслежены, эти сообщения сразу же удаляются.
На этапе 112, касательно сообщений, имеющих отношение к динамическим данным абонента, аварийный HLR выполняет различную обработку согласно тому, являются ли сообщения сообщением запроса или сообщением ответа.
Главной целью вышеупомянутого этапа является обеспечение того, чтобы сообщение запроса соответствовало сообщению ответа в последующей обработке, чтобы внести изменения в окончательные данные. Существуют различные способы сопоставления сообщения запроса и сообщения ответа, такие как: выполнение сопоставления в соответствии с конверсией адреса глобального заголовка (GT, global title); или выполнение сопоставления сообщения запроса и сообщения ответа, соответствующих точкам передачи сигнала; или выполнение сопоставления в соответствии с номером абонента.
В настоящем варианте осуществления используется соответствующий способ, основанный на использовании конверсии адреса GT, который будет далее рассмотрен и разъяснен, а другие подобны первому способу.
На этапе 115, в случае если сообщение является сообщением запроса, то аварийный HLR сохраняет это сообщение, и затем на этапе 116, выполняет конверсию адреса сообщения в исходный адрес GT, определяет соответствующую взаимосвязь между сообщением запроса, точкой передачи сигнала, номером подсистемы и идентификационным номером диалога, и на этапе 117 сохраняет эту информацию.
В случае если сообщение является сообщением ответа, на этапе 120, аварийный HLR выполняет конверсию адреса сообщения в исходный адрес GT для получения информации о соответствующих взаимосвязях между сообщением запроса, точкой передачи сигнала, номером подсистемы и идентификационным номером диалога.
И согласно этому на этапе 121 аварийный HLR ищет предыдущие сохраненные сообщения запроса, затем на этапе 122 оценивает, успешно ли прошло сообщение ответа, чтобы определить, обновлять ли содержание сообщения запроса в аварийном HLR.
На этапе 123, если подтверждено, что обработка сообщения ответа, соответствующего предыдущему сохраненному сообщению запроса, успешна, это указывает на то, что содержание сообщения представляет собой важные динамические данные абонента и содержание сообщения запроса обновлено аварийным HLR.
Тогда на этапе 124 содержание сохраненного сообщения запроса удаляется. На этапе 124, в случае если обработка сообщения ответа, соответствующего предыдущему сохраненному сообщению запроса, не проходит успешно, то содержание сохраненного сообщения запроса сразу же удаляется.
Для того чтобы внутренние ресурсы аварийного HLR не задействовались бы в течение долгого времени ожидания, на этапе 130, после обработки сообщения запроса, возможна установка таймера ожидания сообщения ответа. Если время отсчета, установленное в разумных пределах, истекло, то на этапе 124 содержание сохраненного сообщения запроса удаляется.
В существующей сети коммуникации все еще существует своего рода межсетевой преобразователь G&C, который главным образом предоставляет услуги роуминга в сети CDMA для пользователей GSM и роуминга в сети GSM для пользователей CDMA, a также имеет функции HLR. Таким образом, способ обновления динамических данных абонента в реальном времени согласно существующему изобретению может также быть применен к системе G&C.
В общем, используя настоящее изобретение, можно гарантировать, что динамические данные абонента в аварийном HLR и динамические данные абонента в контролируемом основном HLR являются синхронными в режиме реального времени, в то время как, благодаря использованию способа отслеживания сигнала, контролируемый основной HLR не подвергается воздействию внешних факторов и не требует совмещения с другими основными HLR.