摘要 介绍了符合我国国情和技术要求的移动号码携带的实现方案，并对各种方案进行了详细的分析和比较。
1、引言
号码携带业务的实施打消了用户转网要换号的担忧，在促进电信市场的公平竞争方面无疑具有积极的意义。号码携带也因此受到各国和地区的电信管理者的重视。目前，在全球范围内已经有40多个国家和地区不同程度地实施了号码携带业务。
能够实现号码携带的方案有很多种，3GPP也提供了一些实现方案，但是考虑到我国通信网络的实际情况与国外并不完全相同，如果照搬3GPP的实现方案必定会对我国的网络、业务路由以及计费方式进行大规模的改造，这显然不太现实。所以，如何在全国范围内实现号码携带业务，这确实是一个值得我们去研究和探讨的问题。
由于移动通信网络自身的特点以及移动号码具有强烈的个人属性，所以在移动通信网内更适合开展号码携带业务。本文主要介绍不同运营商之间的移动号码携带的实现以及实现方案的探讨。
2、业务方案
由于在通信网中，号码不仅是一个应用层的参数可以用来识别用户，而且带有网络层的要素可用来指导业务路由，所以一旦号码从一个网络携入到另外一个网络，他原来的一些基本通信业务（如语音业务、短信业务、多媒体消息业务）就会因为找不到提供服务的网络而无法使用。为了解决这个问题，必须提供号码携带数据库，将用户的号码转换成可以正确路由的号码，从而保证业务能够正常路由。这也是号码携带实现方案最核心的技术内容。按照查询号码携带数据库的网络位置和查询触发方式的不同，号码携带业务可有多种实现方案。
其中，按照查询号码携带数据库的网络位置可分为始发网络查询方式和号码拥有网络查询方式。
按照查询触发方式的不同可分为智能网方式和信令中继方式。
2.1 始发网络查询方式
始发网络查询方式指的是业务流在出始发网络之前查询号码携带数据库以确定用户号码携带信息的一种方式。
以呼叫业务为例，当用户发起一个呼叫时，他所在网络会根据被叫号码去查询数据库，如果被叫用户是本网用户（包括携入本网的用户）时，按照本网的正常路由数据路由，如果是外网用户（包括携带出网的用户）时，则将呼叫路由到被叫用户目前所签约的网络。
由于始发网络查询方式可根据用户是否发生携带来决定业务是否需要路由出网，这样做的优点显然是提高了路由效率，避免绕圈子，从而避免了网间网络资源的浪费。缺点是始发网络的所有始发业务，无论是发往本网号码的还是外网号码的业务，都要查询数据库，这样就要求数据库既要存储携出的号码数据也要存储携入的号码数据。
2.2 号码拥有网络查询方式
号码拥有网络查询方式是指确定用户携带信息的号码携带数据库的查询发生在号码拥有网络。
以呼叫业务为例，无论呼叫来自哪个网络，都要先接续到被叫号码所在的网络，由该网络发起数据库的查询，然后根据查询到的结果继续下一步的路由。如果查询的结果是该用户没有发生号码携带，则按照原有路由接续；如果发现该用户已经发生了号码携带，再将呼叫接续到被叫用户新签约的网络。
号码拥有网络查询方式的优点是每个网络的号码携带数据库只需存储本网携出的号码的路由数据，而不用存储其他网络的发生号码携带的号码的路由数据。缺点是所有的业务都需要先接续到号码拥有的网络而不管用户是否已经发生了携带，如果用户已经携出，则必然后造成网络资源的浪费。而且当号码携带的用户越多，这种浪费就越为严重。另外，在这种方式下，当一个用户已经携带出网，他原有网络还要继续为其提供业务接续服务，这势必将延伸出网间管理、网间结算和网间服务质量等复杂问题。
从我国的国情出发，如果今后开通了号码携带业务，即使发生号码携带的比例不高，但由于我国电信用户的基数大，发生号码携带的用户总数肯定少不了。所以，在发生号码携带用户数较多的前提下，始发网络查询方式与号码拥有网络查询方式相比显然更具有优势。
2.3 智能网方式
智能网方式是借助智能网业务中SSP查询SCP的机制，实现号码数据库的查询。在这种方式下，数据库的查询由MSC去触发，查询完毕后，MSC再根据查询的结果选择网内或网外的正常处理流程。所以说在智能网方式下，数据库的查询的过程可以看作是正常的业务流程之外新增的一个分支流程。
图1 智能网方式下号码携带时的呼叫流程
图1给出了智能网方式下号码携带时普通呼叫业务的一个流程示意图。图中给出的是始发网络查询数据库的情况。流程说明如下：
（1）主叫用户发起呼叫；
（2）主叫VMSC A触发数据库查询，查询被叫用户是否发生号码携带；
（3）如果被叫用户是NP用户，NPDB会在查询结果中返回被叫用户的签约网络信息，如路由号码等；
（4）VMSC A将呼叫接续到关口局，由关口局接续到被叫签约的网络；
（5）、（6）GMSC B收到呼叫后，再次查询NPDB，目的是确认被叫用户所归属的HLR地址。之后，就是一个标准的呼叫流程。
在智能网方式下的呼叫业务，需要改造所有的端局，需要端局在发起路由查询之前（针对网内号码）或向GMSC（针对网外号码）发起呼叫之前触发NPDB的查询。这里查询数据库的消息可以是智能网的消息（如IDP消息）也可以是新扩展的消息。
而对于在智能网方式下实现短消息业务，则需要MSC在向主叫用户的短信中心发送MO消息之前触发NPDB的查询。由于CAP协议中没有针对短消息业务的触发消息，所以只能是采用新扩展的消息。
2.4 信令中继方式
与智能网方式不同，信令中继方式借助的是信令中继的概念，即在特定的节点上捕获特定的信令消息，根据消息中的特定参数查询号码携带数据库之后，再将信令消息转发出去。从整个业务流程上看，这些特定的节点就像在对信令消息进行接力传送一样，因此得名信令中继（Relay）功能节点。目前常见的具有信令中继功能的设备主要有信令转接点设备STP和链路插入设备。链路插入设备是插入到链路当中处理链路中的特定信令消息的设备。
STP主要用在链路准直联的环境中，而对于链路直联的情况则采用链路插入设备。由于链路插入设备是针对链路的，颗粒较小，当链路较多时，链路插入设备的数量和管理就是一个大问题，所以链路插入设备还是考虑仅作为信令中继方式下STP设备的补充。
图2给出了信令中继方式下号码携带时普通呼叫业务的一个流程示意图。图中给出的是始发网络查询数据库的情况。流程说明如下：
（1）、（2）当端局收到呼叫本网号码的请求时会向HLR发起路由查询；
（3）当端局／关口局和HLR是准直联时，向HLR发送的路由查询消息会经过STP。这时STP根据消息中的用户号码查询NPDB。当发现该用户号码已经携带出网，则STP产生路由查询消息的响应，并在响应消息中给出该用户目前所在的网络地址信息；
（4）网络A的端局／关口局再根据STP返回的路由信息，将呼叫接续到被叫用户目前所签约的网络；
（5）网络B的关口局收到呼叫后发起路由查询，由于不知道该携入用户的HLR地址，所以GMSC B将消息发送到STP；
（6）STP通过查询NPDB，找到携入用户的HLR地址，在将路由查询消息转发给HLRB。
此后，就是一个正常的呼叫流程。
从图2可以看出，信令中继方式最大的特点就是无需改变业务流程，从而无需改造业务节点（指VMSC，GMSC以及SMSC）。号码携带数据库的查询都是由路由节点（指STP或链路插入设备）来完成。
图2 信令中继方式下号码携带时的呼叫流程
在信令中继方式下，如果主叫端局收到一个呼叫外网号码的呼叫时，按照我国的呼叫路由方式，是将呼叫接续到关口局由关口局选路出网。而按照始发网络查询方式的原则应该在出网之前确定该号码是否已经携入从而避免路由兜圈子。
要实现这点，可以有两种解决方式，一是改造GMSC A，使其在收到外网号码的呼叫时也能发起路由查询，然后再根据查询的结果选择路由出网还是路由到网内的端局；另一种方式是在VMSC A将呼叫接续到GMSC A之前，由STP（准直联的时候）或链路插入设备（直联的时候）查询NPDB，并根据查询结果修改被叫号码，从而能够指导GMSC A能够选择路由出网还是路由到网内。前一种方式需要改造GMSC，而且会增加很多无谓的信令业务量；而后一种方式中如果是采用STP，则可能会对STP的MTP层进行改造，如果是用链路插入设备则会引入新的NPDB。
2.5 方案分析
前面介绍的4种方式中，通过排列组合可以形成4套移动号码携带的实现方案，即始发网络查询数据库的智能网方式、始发网络查询数据库的信令中继方式、号码拥有网络查询数据库的智能网方式和号码拥有网络查询数据库的信令中继方式。事实上，移动号码携带的实现方案还有很多，这4种方案只不过是比较成熟的罢了。
正如前面分析的那样，对于始发网络查询方式和号码拥有网络查询方式，始发网络查询方式更适合我国的国情。
而对于智能网方式和信令中继方式，无论哪种方式，都会对现网设备进行改造，只不过智能网方式需要改造的是业务节点，信令中继方式改造的是路由节点。
业务节点的改造内容主要是在发起业务之前能够触发NPDB的查询，这就要修改业务节点的业务处理程序，将查询NPDB的程序置于所有的业务处理流程之前，包括O-CSI。理论上讲，对于呼叫业务，可以采用移动智能网中已有的消息，如IDP消息，但是对于非呼叫业务，就没有现成的消息可用了，只能新扩展消息。
路由节点的改造内容包括能够识别一些特定的消息，这些消息可能很有可能是应用层的某个操作，如SRI消息；能够修改消息中的特定参数，如被叫号码参数；能够生成特定的响应消息，如SRI_ACK。
客观地说，业务节点和路由节点的改造难易程度差不多，而路由节点的改造内容相对较多。但是相对于业务节点的改造，对路由节点的改造具有节点少、升级割接周期短等优势，而且我国的信令网的STP都是成对出现，互为备份，这有利于STP设备分步升级以及故障回退。在这方面，信令中继方式比智能网方式稍占优势。
3、数据库的设置
号码携带业务的数据库的设置国际上一般有两种方式：各运营商设置数据库，通过运营商的数据库互联，达到号码携带用户数据的同步；集中设置数据库，由集中的数据库去同步各运营商的数据库。第二种方式由于便于管理、协调和数据溯源，受到大多数国家和地区的青睐。
如果我们国家采用集中数据库的方式，由于我国移动用户众多，如果全国范围内都开通了号码携带业务，即使暂不考虑异地号码携带的情况，这对本地数据库的设置也是一个不小的挑战。对于本地数据库的设置也有两种考虑方式，一种是本地数据库只存储本省的发生号码携带的号码数据，不能查询外地的号码携带数据库，另一种是存储全国的发生号码携带的号码数据。
3.1 本地数据库只存储本省号码携带数据
如果本地数据库只存储本省的发生号码携带的号码数据，会存在以下问题：
（1）假设甲地移动用户a呼叫乙地的130用户b，且用户b已经号码携带到乙地的移动。由于甲地的NPDB没有用户b号码携带的信息，所以按照就远入网的原则，会将呼叫先接续到乙地移动，乙地移动在将呼叫接续出网前会查询NPDB（如果是智能网方式，还需要改造GMSC，使其在呼叫出网前能够查询NPDB），这时才会发现用户b已经携入本网，然后通过路由查询将呼叫最后接续到用户b所登陆的VMSC。如果用户b处于漫游状态，如漫游到了甲地，这种路由方式将造成长途中继电路的浪费。
（2）假设甲地移动用户a呼叫乙地的139用户b且该用户已经携带出网。如果采用智能网方式，由于甲地查不到乙地的NPDB，所以只能将用户b当成非NP用户，并发起路由查询。而由于乙地移动的HLR中没有用户b的数据，所以路由查询失败，呼叫无法建立。如果采用信令中继方式，路由查询消息在送到乙地移动的HLR之前会再查询一次NPDB，这时候返回用户的NP信息。为了能够实现就远入网的原则，甲地移动的端局需要补充用户b号码的长途路由数据，将呼叫先接续到乙地移动然后再接续出网。
（3）假设甲地移动的用户a向乙地的130用户b发送短消息，且用户b已经号码携带到乙地移动。MT的路由是这样的：甲地移动SMSC同样不知道用户b已经携入移动，还是当作外网用户处理，所以短消息会通过甲地移动IWGW发到甲地联通的IWGW，甲地联通IWGW会将短消息就近转发给甲地联通SMSC，由该SMSC发起路由查询。同样，如果是智能网方式，MT流程必然失败。如果是信令中继方式，当路由查询消息在送到乙地联通HLR之前，会查询一次NPDB，这样就能获得用户b的NP信息。这时短消息会再一次通过IWGW发送到回到甲地移动的SMSC，只不过被叫号码前带上了本网的路由号码。理论上讲，通过在移动全网HSTP和LSTP上补充联通各地号段的GT翻译数据也最终能够完成MT流程。但是这种做法对网络影响太大实在不可取。而且对于号码携出方来说，还需要继续为已经携带出网的用户提供短消息的转发服务，这是很不合理的。这同样会延伸出网间管理、网间结算和网间服务质量等复杂问题。
3.2 本地数据库存储全国号码携带数据
如果本地数据库存储全国的号码携带的数据，那就会存在数据库的查询速度和支持的并发数问题。
我国目前已经有5亿多的移动用户，如果按照20%的号码携带率来计算的话，那数据库的容量就至少要能够存储1亿条记录，显然这是一个比较庞大的数据库，这样一个数据库的实时查询能力如何，显然是我们比较关注的一个问题，因为不能因为号码携带数据库的引入和降低了通信服务质量，这也是我们不期望看到的。
另外，由于任何一个呼叫和任何一条短消息的发送都会查询一下这个数据库，数据库所支持的并发数也是一个值得关注的问题。
3.3 数据库设置的方案分析
显然，本地数据库存储本地号码携带数据方案优点是对数据库的要求比较小，缺点是对业务流程的影响比较大，要么要求设备进行改造，要么要求全国范围内增加长途路由数据和他网号段的GT翻译数据，再一个就是可能会浪费现网的网络资源。对于短消息业务，还会出现由号码拥有网络负责转发和查询NPDB的情况。
而本地数据库存储全国号码携带数据方案正好反过来，优点是路由清晰，业务实现简单。缺点是当号码携带量比较大的时候会考验本地NPDB的能力。其实，这个方案中，全国号码携带的用户数是未知的，数据库的能力也是未知的。如果要客观地评估这个方案，还应当做进一步的市场调查和设备调研。
鉴于在号码携带业务开展的初期，号码携带的用户数不会很多，可以考虑先采用本地数据库存储全国号码携带数据的方案，当用户数达到一定规模时，再考虑将数据库分割，实现分级查询，如借鉴DNS的查询方式，或是GT数据翻译的方式等。
4、方案建议
电信网中号码具有用户标识性和网络路由的特性，号码的这些特殊性决定了如果在电信网中实现号码携带业务，必定会对现有网络进行改造。也正是由于号码的特殊性，所以在实现号码携带时存在各式各样的实现方案，甚至存在着大方案套小方案的现象。
在选择具体实现方案时建议考虑以下几条原则：
（1）实现号码携带之后，号码携带用户的原有的业务应该能够继续使用，如语音业务，短消息业务，当然前提是新的网络中也有此类业务。
（2）网络改造最小，且对网络的影响最小。
（3）路由效率最高。
（4）安全性最高，包括升级和割接的安全性。
5、结束语
号码携带业务对打破垄断，实现电信市场的公平竞争具有积极的意义。但是由于号码的特殊性以及我国网络的实际情况，注定在我国的号码携带业务存在着许多实现方案，选择一套合理的确实可行的方案需要我们进行充分的研究和论证。
