专利名称：固定电话网的用户数据实现集中管理的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种固定电话网的新技术，确切地说，涉及一种固定电话网(简称固话网)的用户数据实现集中管理的系统和方法，属于下一代网络软交换技术领域。
背景技术：
目前，固话网的用户数据都是独立存储在每个交换机的本地数据库中，由各个交换局节点自己管理本局的用户数据。这种方式存在以下缺点(1)固话网主要依靠接入码方式(即DP3方式)实现智能业务，业务实现存在局限性。
(2)用户数据库分散、独立设置，各个交换端局只负责存储各自的用户数据，造成用户数据的存储与管理分散、用户数据不能共享等缺点，由此导致固话网运营商不能够快速、有效地向用户提供新业务。
众所周知，移动电话网的用户数据实行集中管理，统一存储于归属位置寄存器HLR中。无论用户移动到任何地方，用户业务属性都不会丢失，使得用户能够实现漫游和运营商方便地跨地域提供各种业务。
软交换网络是固话网向下一代网络演进的一个方向，考虑到现有固话网存在的问题，借鉴移动电话网，在以软交换为基础的固话网中引入归属位置寄存器HLR(又称用户集中数据库)已经成为业内许多人士的共识和发展趋势。因为增加归属位置寄存器或用户集中数据库HLR后，既可以对全部固话网用户数据实现集中存储和管理，又可以通过软交换设备与HLR设备的相互配合，在得到用户数据的前提下，就能够快速、及时触发用户相关业务，大大提高固话网的智能化水平。引入用户集中数据库HLR已经成为当前固话网实现智能化的一种非常重要的技术发展方向。但是，如何查询HLR设备，得到所需的用户数据，以及在得到用户属性数据后，软交换设备如何进行后续操作的规程，这些具体问题都是上述方案的关键技术，引起固网运营商和相关技术人员的极大兴趣和关注。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种固定电话网的用户数据实现集中管理的系统和方法，本发明是在软交换网络中引入用户集中数据库HLR，对全固话网的用户数据实现集中存储和管理，再利用软交换处理能力强、覆盖范围广的特点，形成一种新的固话网架构HLR+SS叠加网。本发明还提出一种由软交换设备SS(SoftSwitch)以MAP或Diameter协议为基础的扩展规程访问HLR查询用户数据，进而触发用户相应业务的方法，为固网以后实现机号分离、开放的系统结构和多种智能业务触发方式、拓展固网新业务等奠定技术基础，以便面向全固话网的所有用户快速覆盖业务，为运营商争取最大的经济效益和社会效益。
为了达到上述目的，本发明提供了一种固定电话网的用户数据实现集中管理的系统，包括软交换网络和公众电话网PSTN，所述软交换网络是由软交换设备SS为控制层、IP分组网为承载层和在接入层设置的各类网关组成；所述网关至少包括与公众电话网PSTN互通的信令网关SG和中继网关TG、接入网关AG、综合接入设备IAD和初始会话协议SIP设备；该软交换网络作为PSTN的叠加网，其中软交换SS与中继网关TG的结合相当于PSTN中的汇接/长途局；其特征在于所述系统中的软交换网络还包括业务/应用层的两个独立节点智能业务平台，即智能业务的控制点，运行业务逻辑，处理智能业务请求，完成智能业务呼叫控制、计费和业务管理功能；采用会话起始协议SIP或者智能网应用部分协议INAP与软交换交互信息，为TG网关、AG网关、IAD设备覆盖的各类用户和SIP用户提供各种智能业务；用户集中数据库HLR，作为固网的归属位置寄存器，存储用户数据，采用扩展的移动应用部分协议MAP或DIAMETER协议与软交换交互信息，以支持用户信息的查询，实现基本业务、智能业务、或补充业务的触发；HLR具有向用户归属的软交换主动下插用户数据的功能；所述用户数据的信息内容取决于接入层设备而有所不同。
所述用户集中数据库HLR存储的用户数据至少包括各种用户的物理号码、逻辑号码、智能业务数据和补充业务属性数据，接入网关AG和IAD设备覆盖的用户与SIP用户的包括计费类型、呼叫权限信息的基本业务数据，以及SIP用户的位置信息和鉴权数据；当某个用户同时申请登记多个智能业务时，HLR根据其优先级高低顺序存储该多个智能业务数据，并在查询时一次性下发给软交换。
所述逻辑号码—用户号码DN(Directory Number)—是运营商分配给用户的唯一号码，也是用户向外界公布的号码和运营商识别用户并计费的号码；物理号码—路由号码LRN(Location Routing Number)—是用户归属网络为用户终端分配的接入号码，也是交换设备寻找用户终端真实所在的路由号码，即网络内部使用的路由号码，该号码不向外界公布；所述智能业务数据包括但不限于用户登记的智能业务标识、业务键、所属业务控制点、业务激活状态；所述补充业务属性数据包括但不限于用户登记的补充业务标识、业务数据信息、业务激活状态。
所述用户集中数据库HLR作为关键网元，必须成对配置，以确保工作可靠；基于HLR的设备容量、处理性能，以及本地网的规模或用户数量，HLR在系统中有两种布设方式集中式设置一对HLR设备，该两个HLR中存储的用户数据完全相同；分布式设置多对彼此独立的HLR设备，用户数据依据其不同的逻辑号码段分别存储于不同的HLR设备中。
所述HLR是根据物理号码向用户归属的软交换主动下插用户数据，当用户开户时，由支撑系统向HLR写入该用户的全部用户数据；开户成功后，HLR主动向归属软交换下发其新用户的所有用户数据。
所述软交换设备SS作为该系统的控制核心，通过SG和TG连接PSTN网络中的各类节点至少包括端局LS、汇接局TM、长途局TS、网关局GW；还在其硬盘或内存中设有缓存本地用户的用户数据的缓存器在每次完成HLR的初始查询后，软交换都将其所控制的本地用户的用户数据下载并存储在该缓存器内；且在处理每个呼叫时，先查询该缓存器，在该缓存器中没有找到相关用户数据后，再查询HLR设备并进行下载、缓存；软交换得到用户数据后，根据用户数据信息完成相关业务的触发处理，并为实时性业务提供呼叫控制和计费功能。
所述软交换网络接入层中的信令网关SG是跨接在7号信令网与软交换网之间的功能实体，负责对7号信令消息进行转接、翻译或终结处理，通过信令传送协议SIGTRAN与软交换SS相连而传递信令；所述中继网关TG是跨接在PSTN网和软交换网之间的功能实体，负责终结时分复用TDM中继电路，并将媒体流转换成分组网要求的格式，通过媒体网关控制协议与软交换SS相连接而传递信息；所述信令网关和中继网关是独立设置的，或者两者合设为一体，取决于应用与服务的需要；所述接入网关AG是软交换网接入用户的功能实体，向用户侧提供用户接口，至少包括接入普通电话用户的模拟用户接口、数字用户线xDSL接口、接入网模块的V5接口和接入专用交换机的一次群速率PRI接口；以及连接网络中其他设备的IP接口；所述综合接入设备IAD是软交换网向用户提供数据和语音接入功能的另一实体，其设置在距离用户较近的地方；所述初始会话协议SIP终端是软交换网络中的一种智能终端，采用宽带连接软交换，向用户提供包括语音、视频的多种应用；所述SIP终端或IAD设备设有边缘接入控制BAC(Border Access Controller)设备，用于连接软交换网络的内部安全区域和外部公共接入区域，完成软交换IAD或SIP用户的业务接入、保障软交换网络安全。
为了达到上述目的，本发明还提供了一种在固定电话网的用户数据实现集中管理的系统中查询用户数据的方法，其特征在于包括下列步骤(1)软交换设备接收到呼叫请求；(2)软交换根据呼叫来话源判断查询对象，如果查询对象是主叫用户数据，顺序执行后续操作；如果查询对象是被叫用户数据，则跳转执行步骤(8)；(3)软交换先搜索其缓存器，如果缓存器中存储有当前查询对象的用户数据时，则根据主叫用户对应的逻辑号码触发该用户作为主叫时的业务后，跳转执行步骤(5)；否则，软交换选择为该主叫用户服务的HLR；(4)软交换向被选中的HLR发起查询该主叫用户数据的查询请求，HLR收到该查询请求后，如果查询到该主叫用户数据，则向软交换一次性返回该主叫用户在HLR中存储的所有用户数据；软交换将查询结果进行下载、缓存处理后，根据主叫用户对应的逻辑号码完成主叫的业务触发；如果没有查询到该主叫用户数据，则软交换终止呼叫接续；(5)软交换根据被叫用户的逻辑号码，选择为被叫用户服务的软交换；(6)为被叫用户服务的软交换仍然先搜索其缓存器，如果在缓存器中查询到被叫用户数据，则由该软交换完成被叫的业务触发后，跳转执行步骤(9)；否则，该软交换根据被叫用户的逻辑号码向被叫用户归属的HLR发起查询被叫用户物理号码的查询请求；(7)如果在被叫用户归属的HLR中没有查询到该用户的物理号码，则软交换终止呼叫接续；否则，被叫用户归属的HLR向软交换返回被叫用户的物理号码，如果软交换判断该物理号码属于自己管辖的范围，则再向该HLR发起查询被叫用户数据的查询请求，HLR收到该查询请求后，向软交换一次性返回被叫用户在HLR中存储的所有用户数据；该软交换将查询结果进行下载、缓存处理，再完成被叫的业务触发后，跳转执行步骤(9)；如果软交换判断该物理号码不属于自己管辖的用户范围，则根据被叫用户的物理号码将呼叫路由到被叫用户归属的软交换，此时呼叫控制信令中的被叫号码形式为局号+逻辑号码；(8)被叫用户归属的软交换根据来话源，进行针对被叫用户的用户数据查询和业务触发工作先搜索其缓存器，当缓存器中没有当前查询对象的用户数据时，则根据被叫逻辑号码向对应的HLR发起查询用户数据的查询请求，获得全部用户数据并进行下载、存储后，触发该用户作为被叫时的业务；如果该HLR中没有查询到被叫用户数据，则软交换终止呼叫接续；(9)软交换呼叫被叫用户，根据被叫用户的返回状态，建立呼叫或呼叫失败。
所述方法进一步包括下述初始化操作利用TG+SG接入的PSTN用户和其他用户的物理端口和物理号码的对应关系都作为局数据存储在归属的软交换中，其中在软交换网开始使用前，由人工预先将AG用户的物理端口和物理号码的对应关系写入软交换；在IAD用户开户时，由业务支撑系统将IAD用户的物理端口和物理号码的对应关系写入软交换；没有物理端口的SIP用户是将用户网络接口UNI接口收到的主叫SIP用户的帐号看成虚拟物理端口，在SIP用户开户时，由业务支撑系统将该虚拟物理端口与物理号码的对应关系写入软交换。
所述步骤(2)中软交换根据呼叫来话源判断查询对象时，包括有下列各种情况(21)由本地PSTN网的节点发起的呼叫，软交换收到ISUP信令中的主叫号码为物理号码，被叫号码为逻辑号码；软交换的查询对象为主叫用户数据；(22)由本地网内的AG、SIP、IAD发起的呼叫，软交换的查询对象为主叫用户数据；(23)由本地网内其他软交换发起的呼叫，软交换的查询对象为被叫用户数据；(24)经由网关局GW的来自他网的呼叫，软交换的查询对象为被叫用户数据；(25)来自其他本地固话网的呼叫，软交换的查询对象为被叫用户数据。
发生下述情况时，软交换应对其缓存器里缓存的用户数据进行编辑、修改操作，以确保软交换的缓存器中的数据与HLR中的数据相同一致
(31)在首次查询或HLR下插用户数据时，软交换立即缓存该用户数据，当软交换宕机重启或HLR主动发起数据删除指令时，则软交换删除相应的缓存数据；(32)从终端侧发起的业务参数修改、增加、删除操作，软交换先将信息上报HLR，再由HLR向软交换下插数据更新，以完成软交换的缓存数据更新；(33)当HLR中的用户数据发生变化时，HLR应将用户数据更新同步到相对应的软交换；(34)当SIP用户注销时，HLR记录用户不在线消息，并主动将用户数据更新到该用户所在软交换的缓存器中。
所述步骤(3)中软交换是依据逻辑号码选择为主叫用户服务的HLR，当其只有主叫用户物理号码而找不到逻辑号码时，先向该软交换默认配置的HLR发起查询请求；如果该默认的HLR不是主叫用户归属的HLR时，再选用下述三种方式之一完成HLR的选择(301)轮询方式软交换顺序依次向各个HLR发起查询请求，直至获得用户数据信息，或轮询完所有的HLR；(302)重定向方式默认的HLR具有逻辑上重定向服务器的功能，通过重定向信息告知所查用户归属的HLR，软交换根据该重定向信息，向用户归属的HLR设备重新发起查询请求；(303)代理方式默认的HLR具有逻辑上代理功能，能够完成选择用户归属的HLR功能，并将查询得到的用户数据返回给软交换。
本发明是一种固话网用户数据实现集中管理的系统和方法，具有以下优点本发明系统的最大创新是引入确保安全运行而成对配置的用户集中数据库HLR，实现了用户数据的集中管理；再利用软交换处理能力强、覆盖范围广的特点，将软交换SS作为业务触发点，与用户集中数据库HLR相结合，除了负责基本业务、补充业务的触发外，还可与智能业务平台相结合，实现智能业务的触发。
本发明通过软交换网络中的接入网关AG、IAD设备、SIP终端，以及TG和SG连接PSTN和其它通信网，形成一种新的固网架构HLR+SS叠加网。该网络架构简单、工作可靠、改造现行网络的工程量小、创建容易。而且，在开放新业务时，不再依赖于每个端局。只要SS支持，即可面向全网所有用户(包括固定电话、移动电话和小灵通)快速覆盖业务，无需考虑原有PSTN端局的组网，也无需为每个业务在各个端局里制作复杂的局数据配合方案，甚至升级改造的繁杂任务。
本发明系统通过HLR也实现了机号分离，可以为固话网大规模地部署新的智能业务，例如混合放号、固网号码的彩铃、一号通等，提供了网络基础，能够成为固话网运营商开拓新的利润增长点的重要技术手段。
由于HLR集中存储和管理用户数据，减少维护成本；同时业务数据的管理更加灵活、分别，便于提供统一的个性化业务。采用本发明系统后，使得固话网大大靠近了移动网和下一代网络的架构，可以平滑演进到下一代网络，并支持移动业务。
本发明还提出一种软交换访问HLR查询用户数据的方法，其中用户号码按逻辑号段分别存储于HLR中、HLR根据物理号码向用户归属的软交换主动下插用户数据、按先后顺序查询主叫和被叫的用户数据，软交换根据得到的用户数据，触发相关业务等操作步骤都是本发明的创造。这些具体操作步骤简单、清晰、工作可靠，本发明为拓展固网新业务等提供了技术基础。
图1是本发明固定电话网的用户数据实现集中管理的系统结构示意图。
图2是本发明软交换查询用户数据和实现业务触发的操作流程方框图。
图3是本发明的一实施例软交换对主叫用户发起的呼叫，查询HLR而获得用户数据，触发业务的实现方法的操作流程方框图。
图4是本发明的又一实施例软交换没有缓存本地用户数据、主被叫用户分属两个软交换时，查询HLR获得用户数据后，触发业务的操作流程时序图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
参见图1，具体介绍本发明一种固定电话网的用户数据实现集中管理的系统组网架构该系统包括软交换网络和公众电话网PSTN，其中软交换网络是由软交换设备SS为控制层、IP分组网为承载层、再以接入层设置的各类网关(包括图中的与公众电话网PSTN互通的信令网关SG和中继网关TG、接入网关AG、综合接入设备IAD和初始会话协议SIP设备；)组建构成；该软交换网络作为PSTN的叠加网，相当于PSTN端局或者一个与本地网PSTN相对独立的具有SSP功能的综合汇接局，通过AG/IAD/SIP接入本地用户，通过SG和TG与本地网PSTN互联互通；系统中可能设有多个软交换设备，各个软交换之间采用会话初始协议SIP互通。该系统还包括业务/应用层的两个独立节点智能业务平台，即智能业务的控制点，运行业务逻辑，处理智能业务请求，完成智能业务呼叫控制、计费和业务管理功能；采用会话起始协议SIP或者智能网应用部分协议INAP与软交换交互信息，为TG网关、AG网关、IAD设备覆盖的各类用户和SIP用户提供各种智能业务；用户集中数据库HLR，作为固网的归属位置寄存器，存储用户数据，采用扩展的移动应用部分协议MAP+或DIAMETER协议与各个软交换相互交互信息，以支持用户信息的查询，实现基本业务、智能业务、或补充业务的触发；HLR具有向用户归属的软交换主动下插用户数据的功能；根据接入层设备的不同，HLR中存放的用户数据内容也将有所不同，下面分别简要说明之。
用户集中数据库HLR存储的用户数据至少包括各种类型用户的物理号码、逻辑号码、智能业务数据和补充业务属性数据，接入网关AG和IAD设备覆盖的用户与SIP用户的包括计费类型、呼叫权限信息的基本业务数据，以及SIP用户的位置信息和鉴权数据；当某个用户同时申请登记多个智能业务时，HLR根据其优先级高低顺序存储该多个智能业务数据，并在查询时一次性下发给软交换。
其中逻辑号码与物理号码两者是所有类型的用户都有该数据。逻辑号码—用户号码DN—是运营商分配给用户的唯一号码，也是用户向外界公布的号码和运营商识别用户并计费的号码，其形式是E.164形式，或SIP URI的形式。物理号码—路由号码LRN—是用户归属网络为用户终端分配的接入号码，也是交换设备寻找用户终端真实所在的路由号码，即网络内部号码，并与固网交换机中的某个物理或虚拟端口或用户线相对应，该号码不向外界公布。智能业务数据是所有类型的用户所登记的智能业务标识、业务键、所属业务控制点、活动状态等信息。补充业务属性是所有类型用户所登记的补充业务的标识、业务激活状态、业务数据信息等。另外，还有描述AG接入网关覆盖的用户、SIP用户、IAD设备覆盖的用户的基本业务数据。基本业务数据指的是计费类型、呼叫权限等信息。描述SIP用户的位置信息、鉴权数据等内容。
用户集中数据库HLR作为关键网元，必须成对配置，以确保工作可靠；考虑到HLR的设备容量、处理性能，以及本地网的规模或用户数量，HLR在本发明系统中有两种布设方式集中式设置一对HLR设备，该两个HLR中存储的用户数据完全相同；分布式设置多对彼此独立的HLR设备，用户数据依据其不同的逻辑号码段分别存储于不同的HLR设备中。
软交换SS是该系统的控制核心，通过TG连接PSTN网中的各类节点至少包括端局LS、汇接局TM、长途局TS、网关局GW；通过AG/IAD/SIP终端接入用户。支持对HLR进行用户数据和业务信息的查询，支持按业务接入码或用户签约信息选路到应用服务器或SCP，并配合应用服务器或SCP完成业务处理，为实时性业务提供呼叫控制和计费功能。
软交换网络接入层中的信令网关SG是跨接在7号信令网与软交换网之间的功能实体，负责对7号信令消息进行转接、翻译或终结处理，通过信令传送协议SIGTRAN与软交换SS相连而传递信令；中继网关TG是跨接在PSTN网和软交换网之间的功能实体，负责终结时分复用TDM中继电路，并将媒体流转换成分组网要求的格式，通过媒体网关控制协议与软交换SS相连接而传递信息；信令网关和中继网关是独立设置的，或者两者合设为一体，取决于应用与服务的需要。
接入网关AG是软交换网络用于接入用户的功能实体，向用户侧提供用户接口，主要为接入普通电话用户的模拟用户接口和xDSL接口、接入网模块的V5接口、接入专用交换机PBX的一次群速率PRI接口等，这些接口均为电路连接。此外，接入网关与网络中的其他设备之间均采用IP接口，其中接入网关与软交换设备之间是协议连接，目前主要采用H.248或MGCP协议；接入网关与其它媒体网关之间是媒体连接，主要通过IP网络承载语音流。
综合接入设备IAD是软交换网络中另一接入功能实体，主要向用户提供数据和语音的接入功能。IAD的用户端口数一般不超过48个，通常为2口、4口、8口、16口和32口，位于用户端侧，无需专门的机房，一般放置于离用户较近的地方，如家庭、办公室、小区或商业楼宇的楼道。
SIP终端是软交换网络中用到的一种智能终端，它直接采用宽带连接，与软交换设备之间采用会话初始协议SIP通信，可向用户提供语音、视频等多种应用。SIP终端的形式包括硬终端和软终端两种。
由于SIP终端和IAD终端是直接面向用户侧的终端，属于不可信任实体，因此为了安全，在SIP终端和IAD终端之间需要布放边缘接入控制设备BAC设备。该设备连接软交换网络的内部安全区域和外部公共接入区域，完成软交换IAD、SIP用户的业务接入、保障软交换网络安全等，当存在该设备后，软交换设备的地址对终端不可见。
参见图2，介绍本发明系统查询用户集中数据库，完成业务触发的方法第一阶段软交换设备接收到呼叫请求；第二阶段软交换根据来话源确定查询对象；第三阶段如果查询对象为主叫用户，则软交换先查询主叫用户的业务数据，触发完主叫用户业务后，软交换需要进行定位为被叫服务的软交换的操作，然后，由为被叫用户服务的软交换完成被叫用户的业务触发；如果查询对象为被叫用户，则软交换直接完成被叫用户的业务触发工作。该阶段的操作是关键。
本发明系统中查询用户数据、实现业务触发的方法，包括下列具体步骤(1)软交换设备接收到呼叫请求；(2)软交换根据呼叫来话源判断查询对象，如果查询对象是主叫用户数据，顺序执行后续操作；如果查询对象是被叫用户数据，则跳转执行步骤(8)；(3)软交换先搜索其缓存器，如果缓存器中存储有当前查询对象的用户数据时，则根据主叫用户对应的逻辑号码触发该用户作为主叫时的业务后，跳转执行步骤(5)；否则，软交换选择为该主叫用户服务的HLR；(4)软交换向被选中的HLR发起查询该主叫用户数据的查询请求，HLR收到该查询请求后，如果查询到该主叫用户数据，则向软交换一次性返回该主叫用户在HLR中存储的所有用户数据；软交换将查询结果进行下载、缓存处理后，根据主叫用户对应的逻辑号码完成主叫的业务触发；如果没有查询到该主叫用户数据，则软交换终止呼叫接续；(5)软交换根据被叫用户的逻辑号码，选择为被叫用户服务的软交换；(6)为被叫用户服务的软交换仍然先搜索其缓存器，如果在缓存器中查询到被叫用户数据，则由该软交换完成被叫的业务触发后，跳转执行步骤(9)；否则，该软交换根据被叫用户的逻辑号码向被叫用户归属的HLR发起查询被叫用户物理号码的查询请求；(7)如果在被叫用户归属的HLR中没有查询到该用户的物理号码，则软交换终止呼叫接续；否则，被叫用户归属的HLR向软交换返回被叫用户的物理号码，如果软交换判断该物理号码属于自己管辖的用户范围，则再向该HLR发起查询被叫用户数据的查询请求，HLR收到该查询请求后，向软交换一次性返回被叫用户在HLR中存储的所有用户数据；该软交换将查询结果进行下载、缓存处理，再完成被叫的业务触发后，跳转执行步骤(9)；如果软交换判断该物理号码不属于自己管辖的用户范围，则根据被叫用户的物理号码将呼叫路由到被叫用户归属的软交换，此时呼叫控制信令中的被叫号码形式为局号+逻辑号码；(8)被叫用户归属的软交换根据来话源，进行针对被叫用户的用户数据查询和业务触发工作先搜索其缓存器，当缓存器中没有当前查询对象的用户数据时，则根据被叫逻辑号码向对应的HLR发起查询用户数据的查询请求，获得全部用户数据并进行下载、存储后，触发该用户作为被叫时的业务；如果该HLR中没有查询到被叫用户数据，则软交换终止呼叫接续；(9)软交换呼叫被叫用户，根据被叫用户的返回状态，建立呼叫或呼叫失败。
参见图3，介绍本发明方法的一实施例软交换对其归属用户的一次呼叫，通过查询HLR而获得用户数据，触发业务的实现方法的操作流程(1)用户A向软交换发起呼叫请求，主叫信息中包含主叫物理端口a、被叫逻辑号码B；(2)主叫端软交换根据主叫物理端口a对应到主叫物理号码A’；(3)主叫端软交换根据物理号码A’查询其缓存器，如果在缓存中查询到主叫用户数据，则主叫端软交换触发主叫业务后跳转执行步骤(9)；如果在缓存中没有查询到主叫用户数据，顺序执行后续操作；(4)主叫端软交换利用物理号码A’向默认的HLR发起查询主叫用户数据的请求；(5)如果在该默认的HLR中查询到主叫用户数据，则跳转执行步骤(8)。否则，顺序执行后续操作；(6)主叫端软交换选择、定位主叫用户真正归属的HLR；(7)该主叫用户所属HLR查找主叫用户数据，如果该HLR中没有该主叫用户数据，则跳转执行步骤(13)；否则，顺序执行后续操作。
(8)HLR向主叫端软交换返回主叫用户数据，软交换下载、缓存该用户数据；(9)主叫端软交换进行主叫业务触发；(10)主叫端软交换根据被叫逻辑号码B查询其缓存器，如果在缓存中查询到被叫用户数据，则跳转执行步骤(20)；否则，顺序执行后续操作；(11)主叫端软交换根据被叫逻辑号码B选择、确定被叫用户归属的HLR，并向其发起查询被叫物理号码的请求，以定位为被叫服务的软交换；(12)该被叫用户归属的HLR查找被叫物理号码，如果在该HLR中找到被叫物理号码，则转到步骤(14)；否则，顺序执行后续操作；(13)HLR向主叫软交换返回用户不存在信息，呼叫结束；(14)HLR向主叫软交换返回被叫用户的物理号码；(15)主叫端软交换根据返回的物理号码确认该被叫是否本局用户，如果是本局用户，继续查询被叫用户数据，该软交换对返回的用户数据进行下载、缓存处理，再跳转执行步骤(20)；如果不是本局用户，顺序执行后续操作；(16)主叫端软交换将呼叫路由至为被叫服务的被叫端软交换；(17)被叫端软交换接收到呼叫请求，根据呼叫信息获悉需要查询被叫用户数据后，先根据被叫逻辑号码查询其缓存器，如果缓存器中查找到被叫用户数据，跳转执行步骤(20)；否则，顺序执行后续操作；(18)被叫端软交换先选择和确定被叫用户数据所归属的HLR，再向其发起查询请求；(19)HLR返回被叫的所有用户数据，被叫端软交换对用户数据进行下载、缓存处理；(20)被叫端软交换触发被叫业务；并向主叫端软交换返回被叫用户的响应信息，建立呼叫或呼叫失败；结束全部呼叫流程。
参见图4，介绍两个用户M、N分别归属于两个软交换控制时，实现业务触发的时序逻辑示意图(假定软交换本身缓存器中还没有用户数据)(1)主叫侧软交换收到用户M的呼叫请求，查询为主叫用户服务的HLR；(2)HLR返回主叫用户M的全部用户数据，软交换进行数据下载、缓存处理；
(3)主叫侧软交换根据主叫用户M的用户数据，向业务平台触发主叫用户M的智能业务；(4)触发完主叫用户M的业务后，主叫侧软交换查询为被叫用户N服务的HLR，以选择、定位为被叫用户N服务的软交换；(5)被叫用户N归属的HLR向主叫侧软交换返回被叫用户N的物理号码；(6)主叫端软交换根据被叫用户N的物理号码将呼叫路由到被叫侧软交换；(7)被叫侧软交换向为被叫用户N服务的HLR查询被叫用户N的用户数据；(8)HLR向被叫侧软交换返回被叫用户N的全部用户数据；(9)被叫侧软交换对获到的被叫用户数据进行下载、缓存后，触发被叫用户N的智能业务；(10)被叫侧软交换寻址被叫用户N，并根据被叫用户的返回状态，建立呼叫或呼叫失败。
权利要求
1.一种固定电话网的用户数据实现集中管理的系统，包括软交换网络和公众电话网PSTN，所述软交换网络是由软交换设备SS为控制层、IP分组网为承载层和在接入层设置的各类网关组成；所述网关至少包括与公众电话网PSTN互通的信令网关SG和中继网关TG、接入网关AG、综合接入设备IAD和初始会话协议SIP设备；该软交换网络作为PSTN的叠加网，其中软交换SS与中继网关TG的结合相当于PSTN中的汇接/长途局；其特征在于所述系统中的软交换网络还包括业务/应用层的两个独立节点智能业务平台，即智能业务的控制点，运行业务逻辑，处理智能业务请求，完成智能业务呼叫控制、计费和业务管理功能；采用会话起始协议SIP或者智能网应用部分协议INAP与软交换交互信息，为TG网关、AG网关、IAD设备覆盖的各类用户和SIP用户提供各种智能业务；用户集中数据库HLR，作为固网的归属位置寄存器，存储用户数据，采用扩展的移动应用部分协议MAP或DIAMETER协议与软交换交互信息，以支持用户信息的查询，实现基本业务、智能业务、或补充业务的触发；HLR具有向用户归属的软交换主动下插用户数据的功能；所述用户数据的信息内容取决于接入层设备而有所不同。
2.根据权利要求1所述的用户数据实现集中管理的系统，其特征在于所述用户集中数据库HLR存储的用户数据至少包括各种用户的物理号码、逻辑号码、智能业务数据和补充业务属性数据，接入网关AG和IAD设备覆盖的用户与SIP用户的包括计费类型、呼叫权限信息的基本业务数据，以及SIP用户的位置信息和鉴权数据；当某个用户同时申请登记多个智能业务时，HLR根据其优先级高低顺序存储该多个智能业务数据，并在查询时一次性下发给软交换。
3.根据权利要求2所述的用户数据实现集中管理的系统，其特征在于所述逻辑号码-用户号码DN-是运营商分配给用户的唯一号码，也是用户向外界公布的号码和运营商识别用户并计费的号码；物理号码-路由号码LRN-是用户归属网络为用户终端分配的接入号码，也是交换设备寻找用户终端真实所在的路由号码，即网络内部使用的路由号码，该号码不向外界公布；所述智能业务数据包括但不限于用户登记的智能业务标识、业务键、所属业务控制点、业务激活状态；所述补充业务属性数据包括但不限于用户登记的补充业务标识、业务数据信息、业务激活状态。
4.根据权利要求1或2或3所述的用户数据实现集中管理的系统，其特征在于所述用户集中数据库HLR作为关键网元，必须成对配置；基于HLR的设备容量、处理性能，以及本地网的规模或用户数量，HLR在系统中有两种布设方式集中式设置一对HLR设备，该两个HLR中存储的用户数据完全相同；分布式设置多对彼此独立的HLR设备，用户数据依据其不同的逻辑号码段分别存储于不同的HLR设备中。
5.根据权利要求1或2所述的用户数据实现集中管理的系统，其特征在于所述HLR是根据物理号码向用户归属的软交换主动下插用户数据，当用户开户时，由支撑系统向HLR写入该用户的全部用户数据；开户成功后，HLR主动向归属软交换下发其新用户的所有用户数据。
6.根据权利要求1所述的用户数据实现集中管理的系统，其特征在于所述软交换设备SS作为该系统的控制核心，通过SG和TG连接PSTN网络中的各类节点至少包括端局LS、汇接局TM、长途局TS、网关局GW；还在其硬盘或内存中设有缓存本地用户的用户数据的缓存器在每次完成HLR的初始查询后，软交换都将其所控制的本地用户的用户数据下载并存储在该缓存器内；且在处理每个呼叫时，先查询该缓存器，在该缓存器中没有找到相关用户数据后，再查询HLR设备并进行下载、缓存；软交换得到用户数据后，根据用户数据信息完成相关业务的触发处理，并为实时性业务提供呼叫控制和计费功能。
7.根据权利要求1所述的用户数据实现集中管理的系统，其特征在于所述软交换网络接入层中的信令网关SG是跨接在7号信令网与软交换网之间的功能实体，负责对7号信令消息进行转接、翻译或终结处理，通过信令传送协议SIGTRAN与软交换SS相连而传递信令；所述中继网关TG是跨接在PSTN网和软交换网之间的功能实体，负责终结时分复用TDM中继电路，并将媒体流转换成分组网要求的格式，通过媒体网关控制协议与软交换SS相连接而传递信息；所述信令网关和中继网关是独立设置的，或者两者合设为一体，取决于应用与服务的需要；所述接入网关AG是软交换网接入用户的功能实体，向用户侧提供用户接口，至少包括接入普通电话用户的模拟用户接口、数字用户线xDSL接口、接入网模块的V5接口和接入专用交换机的一次群速率PRI接口；以及连接网络中其他设备的IP接口；所述综合接入设备IAD是软交换网向用户提供数据和语音接入功能的另一实体，其设置在距离用户较近的地方；所述初始会话协议SIP终端是软交换网络中的一种智能终端，采用宽带连接软交换，向用户提供包括语音、视频的多种应用；所述SIP终端或IAD设备设有边缘接入控制BAC设备，用于连接软交换网络的内部安全区域和外部公共接入区域，完成软交换IAD或SIP用户的业务接入、保障软交换网络安全。
8.一种根据权利要求1所述的固定电话网的用户数据实现集中管理的系统中查询用户数据的方法，其特征在于包括下列步骤(1)软交换设备接收到呼叫请求；(2)软交换根据呼叫来话源判断查询对象，如果查询对象是主叫用户数据，顺序执行后续操作；如果查询对象是被叫用户数据，则跳转执行步骤(8)；(3)软交换先搜索其缓存器，如果缓存器中存储有当前查询对象的用户数据时，则根据主叫用户对应的逻辑号码触发该用户作为主叫时的业务后，跳转执行步骤(5)；否则，软交换选择为该主叫用户服务的HLR；(4)软交换向被选中的HLR发起查询该主叫用户数据的查询请求，HLR收到该查询请求后，如果查询到该主叫用户数据，则向软交换一次性返回该主叫用户在HLR中存储的所有用户数据；软交换将查询结果进行下载、缓存处理后，根据主叫用户对应的逻辑号码完成主叫的业务触发；如果没有查询到该主叫用户数据，则软交换终止呼叫接续；(5)软交换根据被叫用户的逻辑号码，选择为被叫用户服务的软交换；(6)为被叫用户服务的软交换仍然先搜索其缓存器，如果在缓存器中查询到被叫用户数据，则由该软交换完成被叫的业务触发后，跳转执行步骤(9)；否则，该软交换根据被叫用户的逻辑号码向被叫用户归属的HLR发起查询被叫用户物理号码的查询请求；(7)如果在被叫用户归属的HLR中没有查询到该用户的物理号码，则软交换终止呼叫接续；否则，被叫用户归属的HLR向软交换返回被叫用户的物理号码，如果软交换判断该物理号码属于自己管辖的范围，则再向该HLR发起查询被叫用户数据的查询请求，HLR收到该查询请求后，向软交换一次性返回被叫用户在HLR中存储的所有用户数据；该软交换将查询结果进行下载、缓存处理，再完成被叫的业务触发后，跳转执行步骤(9)；如果软交换判断该物理号码不属于自己管辖的用户范围，则根据被叫用户的物理号码将呼叫路由到被叫用户归属的软交换，此时呼叫控制信令中的被叫号码形式为局号+逻辑号码；(8)被叫用户归属的软交换根据来话源，进行针对被叫用户的用户数据查询和业务触发工作先搜索其缓存器，当缓存器中没有当前查询对象的用户数据时，则根据被叫逻辑号码向对应的HLR发起查询用户数据的查询请求，获得全部用户数据并进行下载、存储后，触发该用户作为被叫时的业务；如果该HLR中没有查询到被叫用户数据，则软交换终止呼叫接续；(9)软交换呼叫被叫用户，根据被叫用户的返回状态，建立呼叫或呼叫失败。
9.根据权利要求8所述的查询用户数据的方法，其特征在于所述方法进一步包括下述初始化操作利用TG+SG接入的PSTN用户和其他用户的物理端口和物理号码的对应关系都作为局数据存储在归属的软交换中，其中在软交换网开始使用前，由人工预先将AG用户的物理端口和物理号码的对应关系写入软交换；在IAD用户开户时，由业务支撑系统将IAD用户的物理端口和物理号码的对应关系写入软交换；没有物理端口的SIP用户是将用户网络接口UNI接口收到的主叫SIP用户的帐号看成虚拟物理端口，在SIP用户开户时，由业务支撑系统将该虚拟物理端口与物理号码的对应关系写入软交换。
10.根据权利要求8所述的查询用户数据的方法，其特征在于所述步骤(2)中软交换根据呼叫来话源判断查询对象时，包括有下列各种情况(21)由本地PSTN网的节点发起的呼叫，软交换收到ISUP信令中的主叫号码为物理号码，被叫号码为逻辑号码；软交换的查询对象为主叫用户数据；(22)由本地网内的AG、SIP、IAD发起的呼叫，软交换的查询对象为主叫用户数据；(23)由本地网内其他软交换发起的呼叫，软交换的查询对象为被叫用户数据；(24)经由网关局GW的来自他网的呼叫，软交换的查询对象为被叫用户数据；(25)来自其他本地固话网的呼叫，软交换的查询对象为被叫用户数据。
11.根据权利要求8所述的查询用户数据的方法，其特征在于发生下述情况时，软交换应对其缓存器里缓存的用户数据进行编辑、修改操作，以确保软交换的缓存器中的数据与HLR中的数据相同一致(31)在首次查询或HLR下插用户数据时，软交换立即缓存该用户数据，当软交换宕机重启或HLR主动发起数据删除指令时，则软交换删除相应的缓存数据；(32)从终端侧发起的业务参数修改、增加、删除操作，软交换先将信息上报HLR，再由HLR向软交换下插数据更新，以完成软交换的缓存数据更新；(33)当HLR中的用户数据发生变化时，HLR应将用户数据更新同步到相对应的软交换；(34)当SIP用户注销时，HLR记录用户不在线消息，并主动将用户数据更新到该用户所在软交换的缓存器中。
12.根据权利要求8所述的查询用户数据的方法，其特征在于所述步骤(3)中软交换是依据逻辑号码选择为主叫用户服务的HLR，当其只有主叫用户物理号码而找不到逻辑号码时，先向该软交换默认配置的HLR发起查询请求；如果该默认的HLR不是主叫用户归属的HLR时，再选用下述三种方式之一完成HLR的选择(301)轮询方式软交换顺序依次向各个HLR发起查询请求，直至获得用户数据信息，或轮询完所有的HLR；(302)重定向方式默认的HLR具有逻辑上重定向服务器的功能，通过重定向信息告知所查用户归属的HLR，软交换根据该重定向信息，向用户归属的HLR设备重新发起查询请求；(303)代理方式默认的HLR具有逻辑上代理功能，能够完成选择用户归属的HLR功能，并将查询得到的用户数据返回给软交换。
全文摘要
一种固定电话网的用户数据实现集中管理的系统和方法，该系统是在软交换网络中引入用户集中数据库HLR，对全固话网的用户数据实现集中存储和管理，再利用软交换处理能力强、覆盖范围广的特点，形成一种新的固话网架构HLR+SS叠加网。本发明还提出一种由软交换设备SS以MAP或Diameter协议为基础的扩展规程访问HLR查询用户数据，进而触发用户相应业务的方法，为固网以后实现机号分离、开放的系统结构和多种智能业务触发方式、拓展固网新业务等奠定技术基础，以便面向全固话网的所有用户快速覆盖业务，为运营商争取最大的经济效益和社会效益。
文档编号H04M3/42GK1956476SQ20051011451
公开日2007年5月2日 申请日期2005年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者张鹏生, 叶文超, 陈毅锋, 陆立, 梁柏青 申请人:广东省电信有限公司研究院