專利名稱：電信系統(tǒng)中的信令的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電信系統(tǒng)中的信令，尤其(雖然不必需)涉及在公用陸地移動網(wǎng)絡中的信令數(shù)據(jù)傳送。
背景技術：
在電信系統(tǒng)中，需要使用信令設備和信令信道來進行系統(tǒng)單元間或節(jié)點間的信息交換。尤其，在所謂的“電路交換”連接中，當電話或數(shù)據(jù)呼叫要被建立或釋放的時候，這種節(jié)點間信令會通知節(jié)點要完成什么任務。信令還經(jīng)常用于傳送關于系統(tǒng)和各個單獨用戶狀態(tài)的信息。
現(xiàn)代電信系統(tǒng)當前大量使用共路信道信令(CCS)，其中信令信息在一個或多個專用的信令信道上傳送，獨立于用于傳送實際用戶信息的信道(例如語音或數(shù)據(jù))。CCS的一個重要特征在于相同的信令系統(tǒng)可以支持現(xiàn)有各種電信網(wǎng)絡的業(yè)務，例如公用交換電話網(wǎng)(PSTN)、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)、和公用陸地移動網(wǎng)絡(PLMN)，以及被提議的未來的協(xié)議，例如B-ISDN，從而大幅度地增強了支持不同協(xié)議的網(wǎng)絡的互用性。
當前，已知的主要CCS是7號信令系統(tǒng)(SS7)，它在以Q.700開始的ITU-T(國際電信聯(lián)合會-技術)建議中定義。SS7是一個分組交換系統(tǒng)，它占用時分復用接入(TDMA)E.1或T.1傳送格式的每幀中的一個時隙(其他時隙用于傳送用戶語音或數(shù)據(jù)信息)。各個單獨的信令消息分組(稱為消息信令單元或MSUs)與各自單獨的電話呼叫相關。因為只有相對少量的信令信息與一個單獨的電話呼叫相關，一個單獨的SS7信道能夠處理在兩個網(wǎng)絡節(jié)點間(稱為“信令點”)數(shù)千個呼叫的所有信令。注意，在SS7網(wǎng)絡中，MSU選擇的路由可以與其所相關的電話呼叫建立的路由相同，也可以不同。
我們已經(jīng)注意到，SS7(與其他CCS系統(tǒng))能夠支持大量不同電信網(wǎng)絡(例如PSTN、ISDN、PLMN)。在信令處理期間，SS7包含一個消息傳送部分(MTP)，它處理通過信令網(wǎng)的信令信息的物理傳送(MTP層1)、消息格式化、錯誤檢測和糾正等等(MTP層2)、和消息選擇路由(MTP層3)。SS7還包含用戶部分和應用部分，它們能夠允許若干“用戶”(也就是說，ISDN用戶部分、電話用戶部分、移動應用部分、等)在同一信令網(wǎng)絡發(fā)送信令。


圖1說明一個擁有網(wǎng)關移動交換中心(GMSC)1的PLMN(GSM)，該網(wǎng)關移動交換中心1提供一個PLMN到“外部”網(wǎng)絡(如ISDNs，PSTNs，和其他PLMNs)的接口。一個登記到PLMN的范例移動站(MS)可以通過參考數(shù)字2來指明。PLMN內的大量范例節(jié)點也被顯示，其中包括GMSC 1；移動交換中心(MSC)3；基站控制器(BSC)4；基本收發(fā)站(BTS)5；智能網(wǎng)絡節(jié)點(IN)6；訪問者位置寄存器(VLR)7；原籍位置寄存器(HLR)8；鑒權中心(AUC)9；設備身份寄存器(EIR)10。PLMN更全面的描述和電信網(wǎng)絡的其他特征在“了解電信”卷1和2，Studentlitteratur，Lund，Sweden(ISBN 91-44-00214-9)中給出。
圖1指出上面具體描述的各網(wǎng)絡節(jié)點之間的用于信令傳送的各種信令接口。這些接口包括GMSC1和外部網(wǎng)絡間的ISUP/TUP接口；MSC3和智能網(wǎng)(IN)節(jié)點間使用的INAP接口；MSC/GMSC1，3和PLMN專用節(jié)點(VLR，HLR，AUC，EIR)6-10之間使用的MAP接口；MSC3和BSC4間使用的BSSMAP接口；BSC4和BTS5之間的Abis接口。傳統(tǒng)上，所有這些接口都作為SS7網(wǎng)絡的用戶部分和應用部分，位于MTP層之上。通過這樣而最后得到的協(xié)議棧將在圖2中說明。
為了給INAP和MAP(和某些其他應用部分，例如，OMAP，它也依賴于信令網(wǎng)的無連接通信)提供某些功能和協(xié)議以及應用部分和網(wǎng)絡信令業(yè)務之間的標準普通接口，在這些應用部分和MTP之間放入一個事務處理性能應用部分(TCAP或TC)。而且，可在用于控制信令連接的TCAP和MTP之間放入信令連接和控制部分(SCCP)。SCCP還可被某些其他應用部分(稱為SCCP用戶，例如，BSSMAP)使用，這些應用部分不使用TCAP業(yè)務并且依賴于信令網(wǎng)的面向連接的和/或無連接的通信。
SS7使用稱為目的地指向碼(DPC)的地址來為信令數(shù)據(jù)選擇路由通過電信網(wǎng)絡的“可見域”，可見域典型地是網(wǎng)絡本身以及網(wǎng)絡與其他操作者控制的“外部”網(wǎng)絡間的接口。DPC放置在MSU的頭部，由網(wǎng)絡信令點(SP)接到MSU后進行檢驗，以確定MSU到其目的地的途中的下一跳。SS7使用所謂的子系統(tǒng)號(SSNs)來引導數(shù)據(jù)到特定的應用部分(參見下面)，并且子系統(tǒng)號(SSNs)也被包含在MSUs中。
參考圖2，可以注意到在SCCP層上各種應用部分間的路由通過使用所謂的“全局標題”來實現(xiàn)。全局標題包含(除了其他之外)在PLMN中撥叫的號碼或漫游移動站的號碼(參考圖1具體示例)。SCCP包含用于分析全局標題需要的所有網(wǎng)絡和路由信息并將它翻譯成DPC，并且也(可選地包含)SS7網(wǎng)絡中用于識別下一信令點或最終信令點的子系統(tǒng)號(SSN)。
在SS7網(wǎng)絡中，在可見域內任何DPC分配的改變都要求操作者更新存在于網(wǎng)絡的每個SP中DPC數(shù)據(jù)庫(或路由表)?？墒牵@樣就大幅增加了網(wǎng)絡的維護開銷。SS7的專用特性通常使其安裝和維護(涉及硬件和軟件)都很昂貴，尤其對未來新的電信運營者來說，更是一個重大的障礙。而且，由于SS7網(wǎng)絡占用E1/T1傳輸協(xié)議的TDMA幀的帶寬(每時幀1個時隙)，實際用戶呼叫數(shù)據(jù)所用的帶寬就受到限制。傳統(tǒng)信令結構的另一個缺點是因為MTP物理層的專用特性使SS7網(wǎng)絡的互用性也受到限制。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的就是克服或者至少減輕現(xiàn)有電信信令系統(tǒng)的上述缺點。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種在電信網(wǎng)絡的一對應用部分之間傳送信令信息的方法，該方法包括在第一所述應用部分產(chǎn)生所述信令信息，其中包括關于第二應用部分的地址信息；如果需要，將信令信息傳送到負責分割信令信息的信令連接控制部分(SCCP)，并且將信息封裝成一個或多個SCCP消息；將封裝后的信令信息從SCCP傳送到負責確定與所述地址信息相關的IP地址和端口號的適配層；將信令信息和所述的IP地址、端口號傳送到互連網(wǎng)協(xié)議(IP)部分并且通過IP網(wǎng)將信令信息以一個或多個IP數(shù)據(jù)報的形式發(fā)送到所述IP地址；在與IP地址相關的目的地和由所述端口號確定的適配層將所述信令信息解除封裝；并且將已解除封裝的信令信息選擇路由發(fā)送到第二用戶部分。
使用基于IP的網(wǎng)絡傳送信令信息可以減少對傳統(tǒng)信令基礎結構的需要(雖然部分地仍在使用)。基于IP的網(wǎng)絡提供了增強的靈活性(例如網(wǎng)絡路由器有自動更新路由表)并且與傳統(tǒng)的電信信令網(wǎng)絡相比，減少了操作、維護和設計費用。
本發(fā)明的方法尤其可用于公用陸地移動網(wǎng)絡(PLMN)，其中所述的一對應用部分可以是例如在PLMN不同信令節(jié)點提供的對等移動應用部分(MAPs)或智能網(wǎng)絡應用部分(INAPs)。
在本發(fā)明的某些具體實施方案中，SCCP完成所述尋址信息(例如，全局標題)和相關的目的地指向代碼(DPC)和可任選的子系統(tǒng)號(SSN)之間的翻譯工作。在這種情況下，IP地址和端口號在適配層通過DPC來確定，而不是直接由全局標題獲得。但是在其他實施方案中，IP地址和端口號在適配層通過全局標題直接獲得。
優(yōu)選地，適配層負責通過基于IP的網(wǎng)絡監(jiān)視信令連接的狀態(tài)并將這個情況報告給SCCP。
優(yōu)選地，信令信息通過UDP或TCP封裝層從適配層發(fā)送到IP部分。更優(yōu)選地，適配層負責將信令和尋址信息封裝成適合UCP或TCP層進一步處理的形式。
產(chǎn)生于第一應用部分的信令信息可通過事務處理性能應用部分傳送到SCCP。或者，應用部分直接將信息傳送到SCCP。注意，SCCP除了其路由、封裝功能外，其他的功能就是簡化信令信道上的無連接和面向連接通信。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了用于在電信網(wǎng)絡中的一對應用部分之間發(fā)送信令信息的裝置，該裝置包括用于在第一所述應用部分產(chǎn)生所述信令信息的產(chǎn)生裝置，所述信令信息包括與第二應用部分相關的尋址信息；一個信令連接控制部分(SCCP)，它負責接收所述信令信息和在需要時分割信令信息，并且將信息封裝成一個或多個SCCP消息；一個適配層，它負責接收封裝的信令信息并且確定與所述尋址信息相關的IP地址和端口；一個互連網(wǎng)協(xié)議(IP)部分，用于接收信令信息和所述IP地址和端口號，并且用于在IP網(wǎng)上將信令信息用一個或多個IP數(shù)據(jù)報的形式發(fā)送到所述的目的地IP地址；與IP地址相關的目的地適配層，它由所述端口號來進行識別，用于將所述信令信息解除封裝；和用于將信令信息選擇路由發(fā)送到第二用戶部分的路由裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一個用于將信令信息從電信系統(tǒng)的公共信道信令(CCS)網(wǎng)絡連接到基于互連網(wǎng)協(xié)議(IP)的網(wǎng)絡的網(wǎng)關節(jié)點。該網(wǎng)關節(jié)點包括一個消息傳送部分(MTP)，負責通過CCS網(wǎng)絡接收信令信息；一個信令連接控制部分(SCCP)，負責從MTP接收所述的信令信息，同時控制CCS網(wǎng)絡的信令連接；一個適配層，負責從SCCP以一個或多個SCCP消息的形式接收所述的信令信息，以便確定與被包含在SCCP消息中的全局標題或目的地端口號(DPC)相關的IP地址和端口號，并控制基于IP的網(wǎng)絡的連接；一個IP層，用于接收從適配層來的信令信息、IP地址和端口號并且用于負責以IP數(shù)據(jù)報形式在基于IP的網(wǎng)絡上傳送信令信息。
附圖簡介為了更好理解本發(fā)明并且展示如何實現(xiàn)本發(fā)明，現(xiàn)在將通過示例來參考附圖，其中圖1圖解說明一個GSM網(wǎng)絡與其中所使用的信令協(xié)議；圖2圖解說明圖1網(wǎng)絡中SS7協(xié)議的信令處理層；圖3圖解說明使用TCP/IP網(wǎng)絡在電信網(wǎng)絡中傳送信令信息；而圖4說明圖3所示的電信網(wǎng)絡節(jié)點中的信令協(xié)議層。
實施方案具體描述GSM PLMN信令節(jié)點和信令接口的通用結構已經(jīng)參考圖1和圖2在上面進行了描述。圖3顯示GSM PLMN采用的各種節(jié)點，為了便于討論，假設每個節(jié)點包含一個具有傳統(tǒng)組成的應用部分(例如，MAP，INAP)，以便能夠被SS7支持，從而將信令信息傳送到其他節(jié)點的對等應用部分。特別考慮MSCs 3a，3b，和GMSC1，這些節(jié)點連接到傳統(tǒng)的SS7網(wǎng)絡11以便傳送信令信息。
智能網(wǎng)和移動網(wǎng)絡特定的節(jié)點(其中包括IN節(jié)點6，VLR7，HLR8，AUC9和EIR10)中的每個節(jié)點都有用于通過SS7進行對等通信的類似結構應用部分(其體的是MAP和INAP)。但是，這些節(jié)點每個都包含一個附加的接口，使這些節(jié)點能夠通過IP網(wǎng)絡12傳送信令信息。為了能夠使SS7的連接節(jié)點和IP網(wǎng)的連接節(jié)點能夠交互工作，兩個信令網(wǎng)絡11，12通過網(wǎng)關13連接起來。
圖4圖解顯示了連接到IP網(wǎng)絡12的節(jié)點(節(jié)點1)、網(wǎng)關節(jié)點13(節(jié)點2)、和連接到SS7網(wǎng)絡11的節(jié)點(節(jié)點3)的協(xié)議層。在所示的層中，INAP/MAP，TCAP，SCCP，TCP/UDP，IP，物理層和MTP實際上是傳統(tǒng)結構，因此就不再具體描述。但是，讀者應該參考文獻包括“了解電信”，卷1和2，Studentlitteratur，Lund，Sweden(ISBN91-44-00214-9)，和ITU-T(國際電信聯(lián)合會-技術)以Q.700開始的建議，該建議定義了7號信令系統(tǒng)(SS7)。本討論主要涉及能夠允許TCP/IP和物理層去代替MTP的適配層，從而使對等SCCPs能通過IP網(wǎng)絡12進行通信。
在上面討論過，MSUs使用附在每個MSUs上的目的地指向代碼(DPCs)來在SS7網(wǎng)絡中選擇路由而到達信令點。在信令點中，消息也根據(jù)同樣附在MSUs上的子系統(tǒng)號(SSN)來指向一個特定的應用(例如，HLR，VLR，等)。另一方面，IP網(wǎng)內的數(shù)據(jù)報根據(jù)IP地址被選擇路由發(fā)送到目的地設備，并根據(jù)IP端口號發(fā)送到運行在特定設備的應用上。因此適配層的一個主要功能就是將DPCs翻譯成IP地址和端口號，這是由使用與DPCs和IP地址/端口號相關的數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的處理過程。注意，相反方向的翻譯，(也就是說，從IP地址/端口號到DPCs)通常不是必須的，因為MSU無論何時都包含DPC(或能決定DPC的全局標題)。
在節(jié)點1，因為信令數(shù)據(jù)要被傳送到節(jié)點3，適配層確定與被包含在從SCCP層接收的消息“原語”中DPC/SSN相關的IP地址和端口號(此原語稱為SCCP消息)。適配層則在將消息傳送到TCP(或UDP)層前，將原語封裝成TCP(或UDP層)能夠接受的格式。適配層的其他功能還有監(jiān)視兩個通信對等應用部分之間的連接狀態(tài)。例如，如果應用部分之間的通信終斷并不能重新建立連接，那么適配層將把此情況報告給SCCP。我們可以看到適配層與SCCP的通信方式和與MTP的通信方式是相同的。
在由TCP(或UDP)層處理后，消息被傳送到IP層，后者的主要功能是管理數(shù)據(jù)報通過IP網(wǎng)絡的路由。
通過IP網(wǎng)12傳送的消息有如下結構
其中SIO是業(yè)務信息八位組(在某些環(huán)境下可被省略)。
在網(wǎng)關節(jié)點13(圖4中的節(jié)點2)，適配層插在TCP-UDP/IP層和SCCP層之間。該適配層再次提供DPCs和IP地址/端口號之間的翻譯。這樣，對于通過IP網(wǎng)絡12接收的信令數(shù)據(jù)報，適配層解除消息封裝并將其傳送到SCCP做進一步處理。
對于在SS7網(wǎng)絡11上的傳輸，SCCP以一種已知方式將原語傳送到用于處理傳輸?shù)腗TP上。相似的，接收節(jié)點(節(jié)點3)的協(xié)議層對應于傳統(tǒng)的SS7結構。
本領域的熟練的技術人員可以在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下對上述具體實施方案做各種修改。例如，圖3中顯示的網(wǎng)絡節(jié)點的連接可以變化，這樣，某個IN/PLMN特定節(jié)點可被連接到SS7網(wǎng)絡，同時MSCs和/或GMSC可被連到IP網(wǎng)絡。還可以有將一些節(jié)點同時連接到SS7網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡上的情況，這樣，一個網(wǎng)絡可以為其他網(wǎng)絡提供備份。還可能是將所有節(jié)點都連接到兩個或多個SS7網(wǎng)絡上，而這些網(wǎng)絡通過基于IP的網(wǎng)絡和若干SS7/IP網(wǎng)關節(jié)點連接在一起。
在上述具體實施方案的進一步修改中，TCAP可以從處理環(huán)節(jié)中省略，例如，在用戶應用不要求TCAP業(yè)務的地方。這種情況下，IP網(wǎng)傳送的消息有以下結構
權利要求
1.一種在電信網(wǎng)絡的一對應用部分之間傳送信令信息的方法，該方法包括在第一所述應用部分中產(chǎn)生所述信令信息，其中包括關于第二應用部分的尋址信息；如果需要，將信令信息傳送到負責分割信令信息的信令連接控制部分(SCCP)，并且將信息封裝成一個或多個SCCP消息；將封裝后的信令信息從SCCP傳送到負責確定與所述尋址信息相關的IP地址和端口號的適配層；將信令信息和所述的IP地址、端口號傳送到互連網(wǎng)協(xié)議(IP)部分并且通過IP網(wǎng)將信令信息以一個或多個IP數(shù)據(jù)報的形式發(fā)送到所述IP地址；在與IP地址相關的目的地和由所述端口號確定的適配層將所述信令信息解除封裝；并且將已解除封裝的信令信息選擇路由發(fā)送到第二用戶部分。
2.根據(jù)權利要求1說明的方法，其中所述的一對應用部分是在公用陸地移動網(wǎng)絡(PLMN)的不同信令節(jié)點中出現(xiàn)的對等移動應用部分(MAPs)或智能網(wǎng)應用部分(INAPs)。
3.根據(jù)權利要求1或2說明的方法，包括在適配層根據(jù)被包含在所述尋址信息中的目的地指向代碼(DPC)來確定IP地址和端口號。
4.根據(jù)權利要求1或2說明的方法，包括在適配層直接從被包含在所述尋址信息內的全局標題中來獲得IP地址和端口號。
5.根據(jù)前面所述的任一權利要求說明的方法，包括在適配層監(jiān)視通過基于IP網(wǎng)絡的信令連接狀態(tài)并且向SCCP報告此狀態(tài)。
6.根據(jù)前面所述的任一權利要求說明的方法，包括在適配層將信令和尋址信息封裝成一種適合于由插在適配層和IP部分之間的UDP/TCP層進一步處理的形式。
7.用于在電信網(wǎng)絡中的一對應用部分之間傳送信令信息的裝置，該裝置包括；用于在第一個所述應用部分中產(chǎn)生的所述信令信息的產(chǎn)生裝置，所述信令信息包括與第二應用部分相關的尋址信息；一個信令連接控制部分(SCCP)，它負責接受所述信令信息和在需要時分割信令信息，并且封裝成一個或多個SCCP消息；一個適配層，它負責接收封裝的信令信息并且確定與所述尋址信息相關的IP地址和端口；一個互連網(wǎng)協(xié)議(IP)部分，用于接收信令信息和所述IP地址和端口號并且用于通過IP網(wǎng)絡將信令信息通過一個或多個IP數(shù)據(jù)報的形式發(fā)送到所述的目的地IP地址；與IP地址相關的目的地的適配層，它由所述端口號來進行識別，用于將所述信令信息解除封裝；和用于將信令信息選擇路由發(fā)送到第二用戶部分的路由裝置。
8.用于將信令信息從電信系統(tǒng)的公共信道信令(CCS)網(wǎng)絡連接到基于互連網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡的網(wǎng)關節(jié)點，該網(wǎng)關節(jié)點包括消息傳送部分(MTP)，負責通過CCS網(wǎng)絡接收信令信息；信令連接控制部分(SCCP)，負責從MTP接收所述的信令信息，同時控制通過CCS網(wǎng)絡的信令連接；一個適配層，負責從SCCP以一個或多個SCCP消息的形式接收所述的信令信息，以便確定與包含在SCCP消息中的全局標題或目的地端口號(DPC)相關的IP地址和端口號，和控制基于IP的網(wǎng)絡的連接；一個IP層，用于接收從適配層來的信令信息、IP地址和端口號并且用于負責以IP數(shù)據(jù)報形式通過基于IP的網(wǎng)絡傳送信令信息。
全文摘要
一種在公用陸地移動網(wǎng)絡(PLMN)的一對對等應用部分之間傳送信令消息的方法。適配層置于SS7網(wǎng)絡的SCCP和TCP/IP部分之間以便允許信令數(shù)據(jù)通過基于IP的網(wǎng)絡傳送到SCCP并從SCCP傳出。適配層提供目的地指向代碼(DPCs)和/或充當SS7網(wǎng)絡地址的全局標題和用于IP網(wǎng)絡的IP地址/端口號之間的翻譯。適配層還提供適合于TCP/IP層處理的SCCP消息格式,和相反方向的信令信息流的格式。
文檔編號H04L12/66GK1320338SQ99811400
公開日2001年10月31日 申請日期1999年9月23日 優(yōu)先權日1998年9月25日
發(fā)明者M·A·加西亞-馬丁, J·M·加西亞貢扎勒斯 申請人:艾利森電話股份有限公司