通信系统 本发明涉及蜂窝式通信系统。它涉及利用蜂窝式通信网络访问用户数据，以便建立呼叫或其它服务。
为了建立呼出呼叫、选择呼入呼叫的路由，以及为了计费和位置更新等辅助目的，有必要识别单个移动用户。在现代蜂窝式通信系统中，这种数据存储在用户位置寄存器内。该数据须支持移动性，并包括最后报告的用户设备位置等信息。不局限于蜂窝式环境的其它信息可以识别用户是否经授权使用系统、他是否有资格使用某种特殊服务或是否被禁止进行某种级别的呼叫(比如国际呼叫、奖励服务)、呼叫是否已经转送及转往何处等等。
在固定系统中，系统通常可以简单地通过识别把用户的电话设备链接到网络的其余部分的物理连接来识别用户，但是正是由于其本质特点，这对于移动系统是不可能的。用户的设备可能出现在网络的任何地方，可能通过提供最强信号的移动网络的任何无线基站进行呼叫和接收呼叫。因此向每个移动用户提供用户身份，这是在用户同网络建立联系时发送到网络去识别用户的编码数字或字母值。
在一些蜂窝式系统中，包括那些根据所谓GSM(全球移动通信系统)标准设计的系统，用户身份载于所谓SIM(用户身份模块)的可拆卸模块中，该可拆卸模块允许SIM地所有者使用任何与该模块兼容的手机。这使得用户可以很容易地从一部手机(比如低功率手持式，仅具话音功能)换到另一部(比如车载式，兼具话音、数据和传真功能)，并且仍然被系统识别为同一用户。然而，因为用户身份一般是在制造工序中永久性地编入SIM的，所以替换丢失的SIM还需要新的用户身份。
很明显，不论用户身份载于手机本身或可拆卸SIM上，它实际上向系统识别用户设备(手机或SIM)，而不是识别用户本身。以下“用户设备”这一术语用于指携带用户身份的部件(手机或SIM)。
用户身份对公众保密(当然通常也对用户自己保密)。为了防止用户身份的欺诈复制，这是必要的。然而，为了向移动电话机打电话，必须有一个可以公开获得的识别。所以，移动用户也有一个“电话簿号码”，以便其他用户用来和移动用户建立呼叫。用户可以有一个以上电话簿号码，这些电话簿号码分配给用户用于不同服务，比如话音、传真、数据等。使用不同号码可以识别不同呼叫类型，以便进行不同处理。
因此用户有两个或更多的身份；用户身份和电话簿号码。在以下的讨论中，这些身份统称“用户身份”。可能还有其它身份，比如手机身份或ESN(电子安全号码)。
当用户获得新用户设备(手机或SIM)时，用户希望可以保留相同的电话簿号码，以便想联系用户的呼叫方仍然可以使用它。在有些情况下可以这样安排：对用户位置寄存器再编程、以便适当的电话簿号码现在访问新用户身份的记录。然而，随着移动网络用户数量增长，网络不得不增加另外的寄存器。而且，各网络运营商具有各自的寄存器。系统必须能够识别记录位于哪个寄存器，以便检索必要的数据。这通过将特定组别的用户身份和电话簿号码分配到各寄存器来实现。这些组别通常以数字范围来指定，或者，对于电话簿号码，以拨叫号码前缀来指定。网络内的交换设备识别与号码相关的寄存器，并将信号路由指向适当的寄存器。
如果设备在丢失、损坏或要升级时需要替换，将身份分配到寄存器可能导致问题，因为不可能找到用户所需型号的、具有分配到与用户现有电话簿号码相同的寄存器的用户身份的用户设备。如果该用户身份不能被分配，那么电话簿号码的改变就必须对应所分配的用户身份。这对于必须把他的新电话簿号码通知可能想打电话给他的所有人的用户可能不方便。
而且，如果用户获得新的服务，继初始入网之后又需要第二个电话簿号码，那么就有必要将两个电话簿号码用相同的用户身份配对。如果与现有电话簿号码相关的寄存器没有剩余号码，那么用户就必须被重新分配到另一个寄存器，需要分配两个新的电话簿号码，并失去原来的电话簿号码。
在有些系统中，通常那些其内设备载有用户身份的系统价值较高，由授权人员对用户身份进行再编程是允许的。这使得新设备或二手用户设备能够以新用户的现有用户身份进行编程，允许保留当前电话簿号码。然而，这样的设施可能被滥用。
在那些使用SIM的系统中，以新身份对手机进行再编程是简单地通过更换SIM来实现的。SIM本身没多少内在价值，如果它们丢失了或被盗了，替换起来比较便宜。SIM以永久性的“烙上”用户身份来制造，以便防止未经授权的再编程。所以，需要新的SIM的使用方面的各种改变导致新用户身份，从而导致新电话簿号码。
呼叫转移(号码转换)可用于重新选择呼叫路由，从用户现有电话簿号码到新电话簿号码，但是电话簿号码是一种有限的资源，如果不释放第一个电话簿号码，另一个电话簿号码的分配是对该资源的浪费。即使不采用呼叫转移，在第一个用户停止使用原先分配的电话簿号码之后的某个时间之前，也不希望再使用它。
因此希望第二种类型的用户身份(电话簿号码)可以容易地在设备之间转移，使得它们保持随着同一用户，同时使第一种类型的用户身份(入网用户身份)永久性地对应于与用户身份相关的设备(基于SIM系统中的SIM)。
在一些系统中，用户位置寄存器内两种身份(入网用户身份和电话簿号码)之间的关系是可选的，第EP0467534号(Vodaphone)欧洲专利说明书公开了一种系统，在该系统中，这些关系存储在遍布网络的“分析表”中。分析表使得用户位置寄存器内的正确位置可被识别。
然而，如果新旧SIM(或其它用户设备)具有与不同用户位置寄存器相关的用户身份地址，那么当新用户身份被分配时，以现有系统不可能保留相同的电话簿号码。如果新用户设备具有与用户位置寄存器相关的用户身份地址，而非现有用户身份的地址，那么必须分配与新用户位置寄存器相关的新电话簿号码，以便与用户相关的数据仍然可以利用两种用户身份中的任一种来检索。
根据本发明，为蜂窝式通信系统提供用户位置系统，该系统包括：多个用来存储与蜂窝式无线网络中的用户位置相关的数据的用户位置寄存器，每个用户位置寄存器包括多个用户记录，每个用户记录包括涉及有关用户的数据，每个用户记录可通过第一用户身份以及一个或多个对应的第二用户身份来访问，每个第一用户身份从分配到相应的用户位置寄存器的一组用户身份中选取，所述系统具有以下特征：至少具有一个转换寄存器，它可利用所分配的一组第二用户身份来访问、并且是这样布置的、使得在第二用户身份输入到转换寄存器时、对应的第一用户身份从转换寄存器输出、以便向第一用户身份所分配到的用户位置寄存器发送。
根据本发明的第二方面，提供在蜂窝式通信系统中转换用户身份的方法，该方法包括以下步骤：将用户数据与用户位置寄存器内的相应的第一用户身份关联，将第二用户身份加到转换寄存器以便提供用于加到用户位置寄存器的对应的第一用户身份，从而可利用对应的第二用户身份来访问用户位置寄存器中与第一用户身份相关的数据。
根据第三方面，为蜂窝式通信系统提供操作用户位置系统的方法，该用户位置系统包括：多个用户位置寄存器，每个用户位置寄存器包括多个用户记录，每个用户记录包括涉及有关用户的数据，并且可通过第一用户身份以及一个或多个第二用户身份来访问，每个第一用户身份从分配到相应的用户位置寄存器的一组用户身份中选取，该方法具有以下特征：在第二用户身份向转换寄存器输入时，对应于第二用户身份的第一用户身份被识别，并且第一用户身份用于访问对应于第二用户身份的用户记录。
这种方案使得一个或多个诸如电话簿号码的第二用户身份可以自由地分配给用户，而不局限于一组这样的第二用户身份，也不局限于任何特殊组别的第一用户身份。例如，用户的第一用户身份可与诸如移动电话手机或SIM等用户设备的项目关联。在另一方案中，用户设备身份是所述第二用户身份或另一种第二用户身份，所述第一用户身份是独立于电话簿号码及与设备相关的身份的诸如帐户号码等另一种识别符。
除了要增加转换寄存器，该方案使现有网络架构可以保持不变。尤其是现有用户位置寄存器仍可以使用。利用第一用户身份来进行所有对它的数据访问，利用第二用户身份(电话簿号码)的呼入呼叫被转换成第一用户身份，作为初始步骤。
在一个实施例中，第一和第二用户身份用作路由选择钥匙，用于识别在许多用户位置寄存器中的哪个存有相关用户记录，也用作访问钥匙，用于识别在相应的用户位置寄存器中的单个记录，其中第二类型的用户身份被转换成第一类型的路由钥匙及第二类型的访问钥匙。
现在参考附图作为例子来描述本发明的最佳实施例，附图中：
图1说明理解本发明所必需的蜂窝式无线电系统的构成部分。
图2说明根据本发明的第一实施例的移动无线电系统的本局位置寄存器。
图3说明根据本发明的实施例的转换寄存器。
图4说明根据本发明的一个实施例的修改的本局位置寄存器。
图1表示移动无线电手机1，该移动无线电手机1在本说明性的实施例中具有用户身份模块(SIM)2，并与无线基站3进行无线通信，该无线基站3又以固定链路4连接移动交换中心(MSC)5。移动交换中心5连接本局位置寄存器(HLR)6a、6b及其他电话用户8，这种连接可以是直接的，也可以通过其它移动交换中心(未示出)和/或PSTN(公共交换电话网)7等电话网络。
为简便起见，只示出一个基站3，但实际上可能有许多基站，移动单元1可以通过它们当中当前提供最好的无线链接的无论哪一个来工作。
图2表示本局位置寄存器6a和辅助选择器63、65及另加的根据本发明的转换单元10的传统布局。本局位置寄存器6a包括数据存储，该数据存储包括一系列单独的数据地址60a、60b......60n，它们中的每一个存储涉及诸如SIM2的用户设备的单个项目的数据。数据是通过由包括访问钥匙的移动交换中心5发送的信息从本局位置寄存器6a获取。访问钥匙包括识别获取数据的地址的用户身份。在本局位置寄存器6a中的每个数据地址可通过两个以上的访问钥匙访问：第一用户身份(输入端61)和一个或多个第二用户身份(输入端62)。第一用户身份是某用户设备项目特有的入网用户身份，各第二用户身份是电话簿号码。选择器63读取访问钥匙，并识别它是第一类型还是第二类型的用户身份，再将它的路由指向适当的输入端61、62。这样检索到的数据通过输出端64返回移动交换中心5。
来自移动交换中心的信息也包括路由钥匙，该路由钥匙识别本局位置寄存器(HLR)，数据5是从该HLR获取的。该路由钥匙被选择器65用来将请求路由指向正确的HLR6a或6b(未详细示出)。传统上路由钥匙和访问钥匙是相同的，所以路由钥匙与访问钥匙一样，可以是第一类型或第二类型的用户身份中的任一者。
在本发明的第一实施例中，该传统方案通过加入图3所示的转换单元10来改进。根据本发明的一个实施例，这种转换单元如图所示可插入图2的传统方案中。在另一个方案中(图4)，对先有技术方案的进行其它修改，这点以下再讨论。
在转换单元10中，选择器66识别路由钥匙是第一类型还是第二类型。属于第一类型的那些直接发送到选择器65。属于第二类型的路由钥匙(电话簿号码)由选择器66发送到转换寄存器9的输入端91。转换寄存器9具有许多地址90a、90b、90c......90n，它们中的每一个以数据项目的形式存储第一类型的用户身份(入网用户身份)，该第一类型的用户身份可由输出端92送入适当的寄存器6a、6b的输入端61。
应当指出，在图2的方案中只路由钥匙被修改，以便使来自MSC的信号可以传到正确的HLR6a、6b。用于访问HLR内的正确地址的访问钥匙没变。这种配置对于某些类型的HLR很有用，该类型的HLR这样配置、使得它们需要某种指令来包括第二类型的访问代码(电话簿号码)。在这种情况下，HLR6a、6b等有必要能够具有访问代码形式的任何电话簿号码，而不限于特定的号码范围。这是可能的，因为路由代码电话簿号码在选择目的HLR之前，由转换单元10转换为国际移动用户身份(IMSI)。
图4表示根据本发明的修改方案。在该图中，HLR6a可以与图2所示的HLR6a相同。然而，在该修改方案中，第二用户身份输入端62不用于访问HLR6a中的地址，不需要提供。(它们在图中略去)。然而，第二用户身份仍然可被存储和检索。
在该方案中，如果路由钥匙和访问钥匙是第二类型的用户身份，那么安排转换寄存器来将它们转换为第一类型的用户身份。这使得两个钥匙保持相同，避免HLR需要以新电话簿号码再编程，该新电话簿号码可能恰好不在原号码范围内。然而，要求所有给HLR的指令都可以利用第一类型的用户身份(入网用户身份)来访问。
现在描述这些修改方案的操作。首先描述用于移动通信中的用户身份。用户身份必须是唯一的，甚至在不同的操作者之间都不能复制，因此，如果设备(手机或SIM)被用于不是用户“本局网络”的网络范围，它就被识别为“外来”设备，或者不予考虑，或者根据存在这种方案的主网络的漫游协议处理。这种用户身份必须比其他方藉以呼叫用户的电话簿号码更复杂。用于GSM标准的SIM中的用户身份称作IMSI(国际移动用户身份)，具有15位，取234 10 9876543210的形式。这识别卡如下：
234：移动国家代码，在本实施例中指英国。
10：移动网络代码，在本实施例中指英国运营商Cellnet。
其余十位识别单个用户。
用户还具有所分配的一个或多个其他电话用户8藉以呼叫所述移动用户的电话簿号码。电话簿号码取44 802 000123的形式，其中前五位识别用户网络，其余六位识别单个终端。这种电话簿号码通常称作MSISDN(移动系统集成服务数字网络)号码。
PSTN7可包括号码转换设施，因此对第一电话簿号码的呼叫在用户的控制下可转移到另一者。在这种情况下，由MSC5向HLR6a输出的电话簿号码不再是用户8原先拨叫的号码。
MSISDN通常与打电话给用户的某人实际拨叫的号码略微不同。例如，可能需要国际访问代码(在大多国家是00)，但是，如果从适用于相同国际拨叫代码的电话机打电话，则国际拨叫代码(本实施例中为44)通常被干线访问代码取代，通常是“0”。所产生的以干线访问代码取代国际代码的缩短的号码(即0802 000123)在给定国家是唯一的，但在其它国家则可能重复。
用户本人或呼叫他的任何人不必知道用户身份(IMSI)。所有用户本人的操作利用目录(MSISDN)号码来进行。IMSI仅仅是网络用来识别用户设备的代码。
当移动单元1启动一种功能时，比如试图呼叫或执行位置更新，它首先通过向移动交换中心5发送其用户身份(IMSI)，向系统识别其本身。
移动交换中心5利用IMSI作为路由钥匙去弄清数据请求应该发往HLR6a、6b中哪个。例如任何前八位是234 10 123......的IMSI可涉及存储在HLR6a上的用户身份，同时具有不同代码的IMSI涉及不同HLR6b，该HLR6b可能是同一操作者的第二HLR，或者是属于完全不同的操作者的HLR。
利用第一地址输入端61从HLR6a、6b存取数据。存储在地址60a、60b......60n的数据包括用户访问权限(这决定了用户是否被允许操作，尽管MSC请求数据)以及允许他使用的服务种类等数据。它也包括用户当前位置等临时数据。当用户执行位置更新时，如果更新从不同于他当前被记录的正在工作的基站得到，这种数据可能被改变。
存储在地址60a、60b......60n的对应于移动单元的IMSI的数据通过输出端64返回MSC5。
呼入呼叫当然可能通过公共交换电话网(PSTN)7从固定电话机8发出，或者从连接到相同移动交换中心5的另一移动单元(未示出)发出，或者从其本身可能直接连接到或通过PSTN7连接到移动交换中心5的不同人发出。
移动系统必须允许用户数据可以被利用两种用户身份中任何一种来访问。在图2的方案中，本局位置寄存器6a具有第二数据地址输入端62。不论是利用第一数据地址输入端61、还是利用第二数据地址输入端62访问地址60a......60n，通过输出端64返回MSC5的数据应该涉及同一用户。
如上关于用户身份的描述，从MSC5到HLR的有些指令将电话簿号码用作路由钥匙去识别数据请求要发往HLR6a、6b中哪个。这在现有系统中通过向HLR分配特定的电话簿号码范围来实现，例如所有“0802”号码分配到一个HLR6a，而所有“0860”号码分配到另一HLR6b。
在根据本发明的修改方案中，如图3所示，选择器66如前通过选择器65将第一类型的用户身份(IMSI)引向本局位置寄存器6a、6b。然而，第二类型的用户身份(电话簿号码；MSISDN)首先由选择器66发送到转换寄存器9。所述转换寄存器具有许多可通过电话簿号码访问的寄存器地址90a、90b......90n。存储在这些地址的数据是对应的第一用户身份(IMSI)，该第一用户身份返回选择器，以便发送到适当的寄存器6a、6b。
有些HLR系统这样配置，以便某项功能响应MSISDN访问钥匙来操作。在第一实施例中，转换寄存器9只修改路由钥匙。识别HLR内的单个地址的访问钥匙保持不变。MSISDN路由钥匙变为IMSI，因此到达正确的HLR，但MSISDN还是用来访问HLR内的正确的地址。
应当指出，在图2的方案中本局位置寄存器6a与先有技术方案相比未作改变。这使得本发明可以简单地通过安装转换单元10来实现，而无须替换现有本局位置寄存器6a、6b等。一旦利用第一用户身份识别了正确的本局位置寄存器，第二数据地址信息仍然可以用作访问钥匙来检索信息。
在另一个方案中，如图4所示，路由钥匙和访问钥匙都由转换寄存器9修改。在该实施例中，只IMSI用于从HLR6a、6b存取数据；输入端62是冗余的，所以可以省略，如图4所示。
两种实施例的操作是类似的，现在来描述。
如果用户需要具有新用户身份(IMSI)即新SIM2的新设备，则可以将转换寄存器9再编程，使得所记录的对应于用户现有电话簿号码的IMSI变为新的IMSI。新旧IMSI可涉及不同的寄存器6a、6b，但是因为任何IMSI都可以进入地址90a、90b等，所以都可从相同的转换寄存器9访问。
转换寄存器使网络可以处理具有新SIM或手机的用户，把他们当作与具有旧SIM或手机的同一用户完全不同的用户来处理。因为没有改变电话簿号码，所以试图呼叫用户的人们感觉不到什么变化。这允许了电话簿号码和用户身份的对应关系方面的完全灵活性，使得用户可以保留相同的电话簿号码，而不论他多么频繁地改变用户身份(IMSI)。
如果现有设备(SIM2)需要第二用户身份(MSISDN)，比如为了提供另外的服务，则转换寄存器9被再编程、以便以对应于现有IMSI的形式来记录新MSISDN。如上所述，如果MSISDN用于HLR内作为访问钥匙(IMSI只用于给正确的HLR选择路由)，则新MSISDN也必须被编程到HLR中。
通过将可以由MSISDN编址的寄存器9与可以由IMSI(6a、6b等)编址的寄存器9分开，消除了局限于一定数目的组的协调的必要。在转换寄存器9中，IMSI是数据，而非地址。只有MSISDN、而非IMSI、被用于从寄存器9存取数据，因此不存在什么IMSI才能进入寄存器9的限制。
转换寄存器的编程在系统操作员的控制下进行，因此能安全地防止未经授权的行为。在任何情况下，未经授权的修改只会错误地处置呼入呼叫：用户仍然拥有识别对呼出呼叫计费的帐户的唯一的SIM和有关的IMSI。
本发明已经特别参考基于SIM的配置来描述。然而，很明显，本发明同样适用于用户身份载于手机上、而非载于可拆卸的SIM上的系统。用于这种系统的手机可能通过“烙上”用户身份来制造，就象已经对SIM所做的一样，因此降低了欺诈的可能性。二手手机可以保留原先的用户身份(IMSI)，但这要在寄存器9内与新所有者的新的或现有电话簿号码(MSISDN)关联。如果原所有者购买新手机，他自己将被分配新用户身份(IMSI)，该新用户身份在寄存器9内与他的现有电话簿号码(MSISDN)关联。
以上描述了其内转换寄存器将MSISDN(电话簿号码)转换为IMSI(普通识别的用户身份)的系统。此外本局位置寄存器可以利用以下称为“客户号码”的第三识别符进行内部组织。在这种情况下，安排转换寄存器或者多个转换寄存器将IMSI代码和MSISDN代码都转换成客户号码。客户可以拥有几个SIM，每个都具有其自己的与单个用户概况相关的IMSI。这使得拥有两个以上电话机或SIM的客户可以分配到两个以上的电话簿号码，而不局限于相关的IMSI或MSISDN。这也使得一个帐户可由几个用户、例如家庭或企业共享。