國際漫游號(hào)碼動(dòng)態(tài)分配方案設(shè)計(jì)

石 丹

(南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000)

0 引言

隨著全球化進(jìn)程的不斷加快，各國居民間的交流和互訪日益增多，移動(dòng)用戶的國際漫游需求也日漸增長。而國際漫游業(yè)務(wù)無論從技術(shù)還是從運(yùn)營的角度，都較為復(fù)雜，這就決定了國際漫游必然產(chǎn)生昂貴的資費(fèi)。因此，用戶在有國際漫游需求時(shí)，通常會(huì)選擇在漫游地辦理當(dāng)?shù)乜▉斫鉀Q國際漫游費(fèi)用昂貴的問題，但這種方法不僅需要考慮自身的手機(jī)制式是否兼容，同時(shí)還需要事先將新號(hào)碼告知到所有聯(lián)系人，這對經(jīng)常多地漫游的用戶，造成諸多不便。

在一張手機(jī)卡上開通兩個(gè)移動(dòng)號(hào)碼，并向用戶提供在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)使用不同號(hào)碼進(jìn)行通信的業(yè)務(wù)，被稱為“一卡雙號(hào)”業(yè)務(wù)[1]，它為用戶提供了一種個(gè)性化的通信方式，也為解決漫游頻繁換號(hào)的問題提供了思路。但多數(shù)一卡雙號(hào)業(yè)務(wù)在開通業(yè)務(wù)時(shí)就會(huì)分配一個(gè)固定的漫游地號(hào)碼，不能靈活地根據(jù)用戶的當(dāng)前位置來分配虛擬號(hào)碼。對于需要多地漫游的用戶，就存在靈活度不高、需要頻繁更換簽約信息的問題。

本文設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)分配國際漫游號(hào)碼的解決方案,該方案可采用區(qū)域A(如國家A)的某通信運(yùn)營商和區(qū)域B(如國家B)某通信運(yùn)營商合作的虛擬運(yùn)營商模式[2]，為開通此業(yè)務(wù)的用戶動(dòng)態(tài)分配當(dāng)前漫游地對應(yīng)虛擬漫游卡，以此來解決多區(qū)域之間雙號(hào)漫游的問題。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 國際漫游

國際漫游是指移動(dòng)電話用戶從歸屬國家的網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)到其他國家的網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)通信系統(tǒng)仍可向其提供服務(wù)的功能[3]。在歸屬局交換機(jī)中設(shè)置有位置寄存器(Home Location Register，HLR)，實(shí)時(shí)地記錄著每一個(gè)號(hào)碼的當(dāng)前位置。當(dāng)移動(dòng)終端開機(jī)或者位置發(fā)生變化時(shí)，終端到拜訪位置寄存器(Visitor Location Register，VLR)上重新注冊當(dāng)前位置，VLR發(fā)送MAP信令位置更新請求(Update Location)，經(jīng)過多個(gè)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)(Signaling Transfer Point，STP)后送達(dá)用戶歸屬HLR，由HLR翻譯信令內(nèi)容并存儲(chǔ)移動(dòng)用戶的當(dāng)前位置。國際漫游需要在不同網(wǎng)絡(luò)的HLR和VLR之間傳送信令，需要多個(gè)運(yùn)營商的合作才能完成。

1.2 虛擬運(yùn)營商

虛擬運(yùn)營商(Virtual Network Operator)[4]是指依靠租用傳統(tǒng)電信運(yùn)營商的基礎(chǔ)通信資源開展電信業(yè)務(wù)的新型電信運(yùn)營商。虛擬運(yùn)營商由于不需要建立自己的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，可以更方便地實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)與多家運(yùn)營商達(dá)成合作關(guān)系，并開展靈活多樣的國際漫游業(yè)務(wù)。

2 系統(tǒng)方案

動(dòng)態(tài)分配國際漫游號(hào)碼的解決方案包括：核心網(wǎng)(MSC)、業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)、歸屬位置寄存器(HLR)、號(hào)碼管理服務(wù)器(OTA)、業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)(BOSS)、用戶終端(UE)等主要網(wǎng)元，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)主要具備業(yè)務(wù)受理、漫游號(hào)碼管理以及呼叫控制3大模塊。其中，BOSS完成業(yè)務(wù)受理及數(shù)據(jù)同步等工作；OTA主要負(fù)責(zé)確定和管理虛擬漫游號(hào)碼；SCP作為智能網(wǎng)的核心部分，主要協(xié)同其他網(wǎng)元完成呼叫控制任務(wù)。

2.1 漫游業(yè)務(wù)受理模塊

業(yè)務(wù)受理模塊主要由BOSS，OTA，HLR構(gòu)成，負(fù)責(zé)完成國際漫游業(yè)務(wù)的開通和關(guān)閉。BOSS接收用戶發(fā)起的開通/關(guān)閉的請求，將攜帶用戶號(hào)碼(MSISDN)的請求發(fā)送到OTA，并與OTA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元交互，同時(shí)通知HLR更新用戶的簽約信息。

圖1 系統(tǒng)主要網(wǎng)元組網(wǎng)

2.2 漫游號(hào)碼管理模塊

漫游號(hào)碼管理作為本業(yè)務(wù)的核心模塊，需要與其他各模塊協(xié)同完成業(yè)務(wù)流程的實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)部又可細(xì)分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、漫游狀態(tài)監(jiān)控單元、漫游號(hào)碼管理單元等。

2.2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元主要負(fù)責(zé)用戶卡信息以及虛擬漫游卡信息的存放。其中，用戶卡信息一般包含用戶卡號(hào)、用戶卡IMSI、歸屬地國家碼及其綁定漫游卡的信息；漫游卡信息至少包括漫游卡號(hào)、漫游卡IMSI、漫游地國家碼以及漫游卡是否已綁定等信息。漫游狀態(tài)監(jiān)控單元和漫游號(hào)碼管理單元可以通過接口訪問和修改其中的數(shù)據(jù)。

2.2.2 漫游狀態(tài)監(jiān)控單元

漫游狀態(tài)監(jiān)控單元主要完成用戶當(dāng)前漫游狀態(tài)的監(jiān)控。移動(dòng)終端開機(jī)或位置發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)向核心網(wǎng)發(fā)送位置更新請求(Update Location Request)，其中攜帶主卡卡號(hào)和當(dāng)前位置的國家碼。漫游狀態(tài)監(jiān)控單元收到核心網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)來的位置更新請求后，通過訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊獲取主卡的歸屬地國家碼，根據(jù)歸屬地國家碼和當(dāng)前位置國家碼是否相同來確定用戶的漫游狀態(tài)。

2.2.3 漫游號(hào)碼管理單元

漫游號(hào)碼管理單元主要完成用戶主卡與虛擬漫游卡之間綁定關(guān)系的設(shè)置。根據(jù)漫游狀態(tài)監(jiān)控單元所確定的用戶漫游狀態(tài)，通過訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，更新主卡與漫游卡的綁定關(guān)系。

2.3 呼叫控制模塊

呼叫控制模塊主要由業(yè)務(wù)控制點(diǎn)(SCP)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)SCP接收到業(yè)務(wù)交換點(diǎn)SSP送來的呼叫請求時(shí)，SCP判斷當(dāng)前呼叫是否為國際漫游。如果是，則向號(hào)碼管理服務(wù)器發(fā)起請求，獲取當(dāng)前用戶的漫游卡信息，并接續(xù)至漫游卡；否則，接續(xù)至用戶卡。

3 業(yè)務(wù)流程

3.1 業(yè)務(wù)受理流程

用戶開通/關(guān)閉國際漫游業(yè)務(wù)的流程如圖2所示，BOSS發(fā)開戶請求到OTA，OTA存儲(chǔ)主卡信息，BOSS通知主卡的HLR更新簽約信息。

圖2 業(yè)務(wù)受理流程

以開通業(yè)務(wù)流程為例：

(1)BOSS收到用戶開戶請求，將攜帶了移動(dòng)用戶卡號(hào)(MSISDN)、移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSI)的請求消息發(fā)送到號(hào)碼管理服務(wù)器；

(2)號(hào)碼管理服務(wù)器接收到BOSS發(fā)來的開戶請求后，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元上對用戶卡信息進(jìn)行初始化，并返回響應(yīng)消息至BOSS。用戶卡信息初始化至少包括：用戶卡號(hào)、用戶IMSI、歸屬地國家碼、漫游卡狀態(tài)、漫游卡卡號(hào)、漫游卡IMSI、漫游地國家碼等信息。其中，漫游卡狀態(tài)有未分配、已分配、未分配、已注銷，初始置為未分配；漫游卡的卡號(hào)、漫游卡IMSI、漫游地國家碼初始值為空；

(3)BOSS發(fā)送消息至用戶的歸屬位置寄存器，通知其更新用戶的簽約信息；

(4)歸屬位置寄存器發(fā)送響應(yīng)結(jié)果。

用戶結(jié)束漫游時(shí)，可在虛擬運(yùn)營商銷戶關(guān)閉國際漫游業(yè)務(wù)，流程同開通業(yè)務(wù)流程，號(hào)碼管理服務(wù)器將刪除用戶信息，同時(shí)釋放漫游卡，更新漫游卡狀態(tài)為釋放可再分配。

3.2 漫游號(hào)碼管理流程

主卡只有在國際漫游時(shí)才需要虛擬漫游卡，漫游號(hào)碼管理流程如圖3所示。

圖3 漫游號(hào)碼管理流程

(1)用戶位置發(fā)生變化時(shí)，拜訪位置寄存器(VLR)向主卡的歸屬位置寄存器(HLR)發(fā)出位置更新請求(UL)；

(2)HLR轉(zhuǎn)發(fā)UL請求消息到號(hào)碼管理服務(wù)器，號(hào)碼管理服務(wù)器判斷用戶漫游狀態(tài)并更新虛擬漫游卡信息。若用戶從歸屬地移動(dòng)到漫游地，則根據(jù)漫游國家碼為用戶分配漫游卡和IMSI；若用戶從漫游地移動(dòng)到歸屬地，則注銷漫游卡和IMSI；若用戶從漫游地A移動(dòng)到漫游地B，則先注銷A地漫游卡和IMSI，再分配B地漫游卡和IMSI；

(3)號(hào)碼管理服務(wù)器向用戶通知主卡和漫游卡的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

(4)號(hào)碼管理服務(wù)器接收用戶的確認(rèn)消息，更新用戶卡漫游狀態(tài)為已分配，漫游卡狀態(tài)為占用中；

(5)號(hào)碼管理服務(wù)器將所分配的漫游卡信息通知到業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)(BOSS)；

(6)BOSS向HLR同步用戶的漫游卡信息。

上述漫游號(hào)碼管理的核心處理流程在于步驟(2)，由漫游狀態(tài)監(jiān)控單元和漫游號(hào)碼管理單元協(xié)同完成虛擬漫游卡的動(dòng)態(tài)綁定。

漫游狀態(tài)監(jiān)控單元定義了3種漫游狀態(tài)，分別為未漫游、漫游、多地漫游。收到UL消息后，根據(jù)UL中攜帶的當(dāng)前位置國家碼以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中記錄的漫游卡狀態(tài)、歸屬地國家碼以及漫游地國家碼，按下列原則更新數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中用戶信息的漫游卡狀態(tài)。

(1)漫游：若漫游卡狀態(tài)為未分配，且當(dāng)前位置國家碼與歸屬地國家碼不同，則視為用戶從歸屬地移動(dòng)到漫游地；

(2)未漫游：若漫游卡狀態(tài)為已分配，且當(dāng)前位置國家碼與歸屬地國家碼相同，則視為用戶從漫游地移動(dòng)到歸屬地；

(3)多地漫游：若漫游卡狀態(tài)為已分配，且當(dāng)前位置國家碼與漫游地國家碼不同，則視為用戶從漫游地A移動(dòng)到漫游地B。

漫游號(hào)碼管理單元根據(jù)漫游狀態(tài)監(jiān)控單元確定的漫游狀態(tài)，完成3種操作：

(1)對漫游用戶，分配虛擬漫游卡，綁定主卡和漫游卡關(guān)聯(lián)。號(hào)碼管理服務(wù)器在漫游卡資源中選擇漫游國家碼與當(dāng)前位置國家碼相同，且漫游卡狀態(tài)為可分配或已釋放的漫游卡，將漫游卡號(hào)、漫游卡IMSI、漫游地國家碼等信息綁定至用戶卡信息中，同時(shí)將用戶卡狀態(tài)更新為預(yù)分配，漫游卡狀態(tài)為已分配；

(2)對未漫游用戶，注銷漫游卡，釋放主卡和漫游卡關(guān)聯(lián)。號(hào)碼管理服務(wù)器釋放綁定在用戶卡中的漫游卡，將漫游卡狀態(tài)更新為已釋放可再分配，將用戶卡狀態(tài)更新為已注銷;

(3)對多地漫游用戶，切換漫游卡。號(hào)碼管理服務(wù)器先注銷漫游地A的漫游卡，再分配漫游地B的漫游卡。

3.3 呼叫控制流程

呼叫控制流程如圖4所示。

(1)SCP接收到核心網(wǎng)側(cè)觸發(fā)的呼叫請求后，解析參數(shù)獲取被叫號(hào)碼及其歸屬地國家碼和當(dāng)前位置國家碼。判斷被叫號(hào)碼的歸屬地國家碼與當(dāng)前位置國家碼是否相同。如果相同，則認(rèn)為被叫終端沒有漫游；如果不同，則認(rèn)為被叫終端處于漫游狀態(tài)；

(2)如果被叫終端處于漫游狀態(tài)，SCP向號(hào)碼管理服務(wù)器發(fā)送獲取用戶信息的請求；

(3)號(hào)碼管理服務(wù)器收到請求后，向SCP返回?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中存放的用戶卡與漫游卡的關(guān)聯(lián)關(guān)系；

(4)SCP判斷如果被叫用戶的卡狀態(tài)為已分配，則表明為被叫號(hào)碼分配了漫游卡，此時(shí)可以通過漫游卡號(hào)接續(xù)呼叫；如果被叫用戶的卡狀態(tài)為未分配或已注銷，則表明沒有為被叫；號(hào)碼分配漫游卡或漫游卡已被注銷，此時(shí)只能通過被叫號(hào)碼接續(xù)呼叫。

圖4 呼叫控制流程

4 結(jié)語

本文為解決國際漫游業(yè)務(wù)中存在漫游號(hào)碼固定、靈活度不高的問題，設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)分配國際漫游卡的解決方案。該方案通過實(shí)時(shí)獲取用戶的當(dāng)前位置，根據(jù)當(dāng)前位置和歸屬位置確定漫游狀態(tài)，動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)虛擬漫游號(hào)碼的分配、切換和注銷，提供了實(shí)時(shí)、靈活的國際漫游號(hào)碼分配方案，提高了用戶體驗(yàn)；通過判斷用戶國際漫游，將呼叫接續(xù)到虛擬漫游號(hào)碼，為用戶降低了國際漫游費(fèi)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)價(jià)值。