电信系统中的改进方法和布置的制作方法

专利名称：电信系统中的改进方法和布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在分组交换域中包括的源分组系统与目标分组系统之间分组交 换切换的方法和系统，和用于均在无线通信网络中包括的分组交换域与电路交换域之间域 交换的方法和系统。
背景技术：
在第三代合作伙伴项目3GPP中，为确立用于在演进通用地面无线电接入网络 E-UTRAN和GSM EDGE无线电接入网络GERAN与UTRAN之间互相配合的操作性能，执行正在 进行的规范工作。E-UTRAN也称为长期演进LTE无线电接入网络RAN，并且是用于系统架构 演进SAE核心网络CN的RAN部分。用于SAE的最新名称是增强分组核心EPC。此处，“互 相配合”如上所述表示带有活动分组会话的用户设备UE正从LTE移到GERAN覆盖，或者沿 另一方向，并且使用活动分组会话的服务被有效地移到目标RAN和小区。当前假设是分组交换切换(以下称为PS HO或PS切换)和增强网络辅助小区更 改eNACC均将为便于在GERAN/UTRAN与LTE之间移动而标准化。也可能是PS HO能在两个 方向上使用，并且eNACC只适用于UE正从LTE移到GERAN的情况。PS HO和eNACC两者在 一定程度上基于相同的机制。另外，在3GPP中正在进行工作以考虑执行从PS域到CS域的所谓域间转移的可能 性。此域转移例如适用于以下情况i)UE正为实时服务在LTE中使用分组承载，ii)UE正从LTE移到GERAN覆盖，以及iii)在PS域中目标GERAN RAN/小区不支持实时服务。一个示例是E-UTRAN因特网话音协议(IP)VoIP呼叫到GERAN中CS话音资源的切 换。此类型的RAT(无线电接入技术)间切换也需要PS到CS域转移，S卩，域间转移。现在，存在有关如何执行从E-UTRAN PS域到GERAN CS域的上面提到的域间转移 的提议(GP-070675)。此提议目前在GERAN的标准化中得到越来越多的支持。一个主要原 理是目标RAT/小区判定是否需要执行域间更改。如果目标RAT/小区判定执行此域间更改， 则在目标BSS已收到需要PS切换消息后，PS和CS无线电资源均在分组交换切换准备阶段 期间被分配用于UE。分配的资源包括在新消息(例如，域间切换命令)中，新消息又包括在 目标BSS到源BSS透明容器中，而透明容器包括在PS切换请求确认消息中。在执行PS切换准备阶段信令中相关步骤时，命令UE执行到目标GERAN小区的组 合PS/CS切换(或者这也能够称为域间ID切换)。下一步骤随后是UE将需要执行向控制目标GERAN小区的MSC的位置区域更新 LAU。请注意，如果UE已经在MSC中CS附接，则此步骤能够是可选的。例如，由于经LTE执 行的一些CSoLTE MM过程原因，情况能够是这样。如果在控制目标GERAN小区的核心网络 CN中支持Gs接口，则组合路由区域更新和位置区域更新能够是可能的。否则，UE将需要执 行向MSC的正常位置区域更新。
6，下一步骤是在MS中的话音呼叫连续性VCC应用将需 要进行向IMS CN中VCC应用服务器AS的CS呼叫。一旦成功执行此呼叫建立，VCC AS便 可经CS域路由呼叫支路(call leg)，并且完成域间更改。位置更新过程取决于网络操作模式。目标网络是在网络操作模式I，即支持SGSN 与MSC之间的Gs接口时，终端执行组合路由区域(RA)和位置区域(LA)更新过程。然而， 目标网络是在网络操作模式II或III (即，不支持SGSN与MSC之间的Gs接口)时，这种情况 下，终端执行单独的位置更新和路由区域更新过程。现有解决方案有关的问题是由于与域间更改有关的中断原因，用于不同情形的提 议序列要花费时间。

发明内容
在进行域交换和切换的无线通信系统中，存在对改进和更快序列的需要。本发明的目的是纠正现有技术中的缺陷以便找到用于无线通信网络的改进和更 快的组合分组交换切换(下文称为PS HO或PS切换)和域交换方法。网络包括用户设备、 分组交换域(下文称为PS域)和电路交换域(下文称为CS域)。分组交换域包括源分组系统和目标分组系统。目标分组系统包括目标基站系统(下文称为目标BSS)和目标服务GPRS支持节点 (目标SGSN)，目标BSS包括基站控制器BSC(下文称为BSC)和一个或多个基站收发信台 BTS (下文称为BTS)。目标分组系统包括第一无线电接入网络部分和第一核心网络部分。第一无线电接 入网络部分包括在目标BSS/BSC/BTS中，而第一核心网络部分包括在目标SGSN中。根据现 有技术，在不同网络部分中显然也存在其它节点。电路交换域包括第二无线电接入网络部分和第二核心网络部分。第二无线电接入网络部分包括在目标BSS/BSC/BTS中，而第二核心网络部分包括 在移动交换中心(下文称为MSC)中。根据本发明，用户设备执行从分组交换域到电路交换域的域交换。另外，在源分组 系统与目标分组系统之间的分组交换切换准备阶段期间，执行有关用户设备向电路交换域 的第二核心网络部分的附接/注册/更新过程。附接/注册/更新过程可包括位置区域更 新和路由区域更新和CS呼叫建立中的一个或多个部分。根据本发明，在执行源分组系统与目标分组系统之间的切换前，对于用户设备，电 路交换域的第二无线电接入网络部分为向电路交换域的第二核心网络部分的用户设备移 动始发呼叫执行信令连接建立。本发明的一个优点在于，由于附接/注册/更新过程和/或信令连接建立原因， 电路交换到分组交换切换后的步骤得以优化，这使得与域间更改有关的总中断时间降到最 低。应注意的是，能单独或组合执行上述附接/注册/更新过程和信令连接建立。此处，为理解本发明而参照现有技术是适当的。在现有技术中，提议了以下步骤。1.进行PS切换2.在CS域中注册
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3.建立向上向VCC的呼叫4.进行域转移本发明在步骤1期间执行步骤2和至少部分步骤3。此处域转移指何时通过IP传播的来自用户设备的话音呼叫转移到CS域。PS域中 的PS切换即在源分组系统与目标分组系统之间的切换在域转移时已经发生。因此，本发明涉及通过在PS切换准备阶段期间，即在域交换的准备过程期间，单 独或组合执行以下过程，从而优化从分组交换PS域到电路交换CS域的域交换。这些过程 是位置更新、组合路由区域和位置区域更新及CS呼叫建立。所有这些过程有益于在降低 了 PS切换过程的启动与域转移的执行之间时间的意义上改善的等待时间。基本概念是优化组合PS与CS切换后采取的动作。优化的相关动作是路由区域和 位置区域更新，或两者的组合和/或CS呼叫建立以通过降低中断时间来改进性能。在现有技术中，在PS HO后的位置区域更新和/或组合路由区域和位置区域更新 不必要地延迟了 CS呼叫建立的启动。优化得以执行，以便例如GSM BSS/BSC等目标无线电接入网络(第一无线电接入 网络部分或第二无线电接入网络部分)在判定需要域间更改后向CS核心网络，即第二核心 网络启动至少这些过程之一。这些过程之一的启动已经在PS切换准备阶段代表UE进行。 这意味着一旦PS切换执行阶段被执行，用户设备便可在CS核心网络中已经是CS附接，即， 在第二核心网络中附接，并且可立即启动向VCC AS的CS呼叫建立。关于向VCC AS的CS呼叫建立的优化，要在CM服务请求消息中向MSC指示加密密 钥序列号CKSN。这意味着可能指示用户设备不拥有任何CKSN。随后，作为加密模式命令和 正常鉴权的一部分，为用户设备创建新密钥。附接/注册/更新过程可由目标分组系统的第一无线电接入网络部分或目标分组 系统的第一核心网络部分触发。附接/注册/更新过程可由目标电路交换域的第二无线电接入网络部分触发。如上所述，位置更新优化能与CS呼叫建立优化一起执行。视在目标无线电接入网络(下文称为RAN)中网络操作模式和用户设备是否已经 CS附接到CS核心网络(下文称为CN)而定，对于方法存在不同的可能性。下面将结合多个 图形论述不同的可能性。在LTE中，源分组系统包括源收发信机节点eNodeB、控制节点MME、包括服务网关 和PDN网关功能的用户平面节点SAE-GW。在本申请中进一步使用了术语SAE-GW。本发明不限于根据上述内容的LTE源分组系统，而是源分组系统也可以是包括收 发信机节点(源NodeB)、源无线电网络控制器(源RNC)及源服务GPRS支持节点(源SGSN) 的3G/UTRAN/WCDMA系统。源NodeB和源RNC因而替代源eNodeB，并且源SGSN替代源MME 和源服务网关。


下面将结合多个图形解释本发明，其中图1以示意图方式示出根据现有技术，在PS切换准备阶段内的信号路径图；RAT 间/模式、SGSN间情况(LTE- > GERAN A/Gb)模式；
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图2以示意图方式示出根据现有技术，在PS切换执行阶段内的信号路径图和域间 更改有关动作；图3以示意图方式示出根据现有技术，在支持Gs接口时图2中步骤13的详细信 号路径图；图4以示意图方式示出根据现有技术，在不支持Gs接口时图2中步骤13的详细 信号路径图；图5以示意图方式示出根据现有技术，图2中步骤14的前面部分的详细信号路径 图；图6是以示意图方式示出根据现有技术，LTE网络系统的架构的概观的框图；图7是以示意图方式更详细示出图6中LTE网络系统的架构的框图；图8是以示意图方式示出根据本发明，在使用Gs接口时自目标SGSN关于优化的 位置区域更新的信号路径图；图9是以示意图方式示出根据本发明，在使用Gs接口时自目标BSS的优化的组合 路由区域RA和位置区域LA更新的信号路径图；图10是以示意图方式示出根据本发明，优化的“正常”位置区域更新的信号路径 图；图11是以示意图方式示出根据本发明，优化的CS呼叫建立的信号路径图，以及其 中；图12以示意图方式示出根据本发明，关于方法的流程图。
具体实施例方式为理解本发明，下面将结合图1-7描述现有技术。图1-7涉及长期演进系统，该系 统包括用户设备UE、源收发信机节点eNodeB、目标基站系统目标BSS、源控制节点源MME、目 标服务GPRS支持节点目标SGSN、包括服务网关和PDN网关功能的用户平面节点SAE-GW和 控制目标GERAN小区的移动交换中心MSC、归属位置寄存器HLR及归属订户服务器HSS。图1以示意图方式示出根据现有技术，在PS切换准备阶段内的信号路径图；RAT 间/模式、SGSN间情况(LTE- > GERAN A/Gb)模式。图1示出以下步骤1.启动切换。切换能够基于来自UE的测量。2.源eNodeB将需要信号重定位(signal Relocation Required)消息传送到源 MM03.源MME将前向重定位请求消息传送到目标SGSN。4.目标SGSN将PS切换请求消息传送到目标BSS。5.目标BSS进行无线电资源的预留。6.目标BSS在本地创建目标BSS到源BSS透明容器。7.目标BSS将PS切换请求确认消息传送到目标SGSN。8.目标SGSN将前向重定位响应消息传送到源MME。图2以示意图方式示出根据现有技术，在PS切换执行阶段内的信号路径图和域间 更改有关动作，并且是图1的延续。
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图2示出以下步骤9.源MME将重定位命令消息传送到源eNodeB。 10.源eNodeB将从E-UTRAN切换命令消息传送到UE。11. GERAN A/Gb接入过程在MSC和目标SGSN中执行。12.涉及UE、目标BSS、目标SGSN和SAE-GW的PS HO过程的完成13.涉及UE、目标BSS和MSC及HLR/HSS的向MSC的位置更新过程；以及涉及UE、 目标BSS、目标SGSN及HLR/HSS的向SGSN的路由区域更新。14.()涉及UE、目标BSS、MSC和VCC AS的到VCC服务器(参见图6)的CS呼叫建立。在图1中，将上行链路和下行链路有效负载分组数据单元PDU从UE路由到源 eNodeB，并且路由到SAE-GW中的服务GW和PDN GW，且反之亦然。在图2中的步骤12后，上 行链路和下行链路有效负载PDU从UE路由到目标BSS，到SGSN，并且路由到SAE-GW中的服 务GW和PDN Gff,且反之亦然。下一步骤则是步骤14，在该步骤中，UE需要执行向控制目标GERAN小区的MSC的 位置区域更新LAU。如果UE已经在MSC中CS附接，则此步骤能够是可选的。例如，由于经 LTE执行的一些CSoLTE MM过程原因，情况能够是这样。如果在控制目标GERAN小区的核心 网络CN中支持Gs接口，则组合路由区域更新和位置区域更新能够是可能的。否则，UE将 需要执行向MSC的正常位置区域更新。图1是基于现有技术文档GP-070675中的图形，并且示出此解决方案的主要原理。 一个主要原理是目标RAT (无线电接入技术)/小区判定是否需要执行域间更改。如果目标 RAT/小区判定执行此域间更改，则在PS切换准备阶段期间(S卩，在图1中的步骤5，在目标 基站系统目标BSS在步骤4中已收到需要PS切换消息后)PS和CS无线电资源均分配用于 用户设备UE。在步骤6，分配的资源包括在新消息(例如，域间切换命令)中，新消息又包括 在目标BSS到源BSS透明容器中，而透明容器在步骤7中包括在PS切换请求确认消息中。图1示出PS切换准备阶段信令，并且一旦执行有关步骤后，便命令用户设备UE执 行如图2所示到目标GERAN小区的组合PS/CS切换(或这也能够称为域间ID切换)。随后，下一步骤是用户设备UE将需要执行向控制目标GERAN小区的移动交换中心 MSC的位置区域更新LAU。请注意，如果用户设备UE已经在MSC中电路交换CS附接，则此 步骤能够是可选的。例如，由于经LTE执行的一些CSoLTE MM过程原因，情况能够是这样。 如果在控制目标GERAN小区的核心网络CN中支持Gs接口，则组合路由区域更新和位置区 域更新能够是可能的。否则，用户设备UE将需要执行向移动交换中心MSC的正常位置区域 更新。在成功位置区域更新LAU后，下一步骤是MS中的话音呼叫连续性VCC应用将需要 进行向IMS CN中VCC应用服务器AS的CS呼叫。一旦此呼叫建立成功执行，VCC AS便可 经CS域路由呼叫支路(callleg)，并且完成域间更改。如上所述，图2示出PS切换执行阶段的通用原理。在图3、4和5中进一步描述在 步骤13中的位置更新过程和在步骤14中到VCC AS的CS呼叫。图3和4描述用于步骤13 的两种不同可能性，并且图5示出用于步骤14的初始动作。所描述步骤在此处详细地示出， 这是因为这些步骤是作为本发明的一部分优化的两个序列。也明显的是，所示序列只是示范，并且可能有根据网络配置执行的其它过程。图3示出目标网络在网络操作模式I，即，支持SGSN与移动交换中心MSC之间的 Gs接口时步骤13的细节。这种情况下，终端执行组合路由区域(RA)和位置区域(LA)更新 过程。组合路由区域更新和位置更新过程涉及UE、目标BSS、目标SGSN、MSC及HLR/HSS。步骤13能分解成以下步骤13a. UE将(GMM)路由区域更新请求(更新类型=“组合RA/LA更新(combined RA/ LA updating)”)消息传送到目标BSS。13b.目标 BSS 将 BSSAP+-位置更新请求(BSSAP+-LOCATION-UPDATE-REQUEST)消 息传送到目标SGSN。13c.目标SGSN将更新位置消息传送到HLR，并获取到MSC的订户数据，即，MSC和 HLR/HSS互相通信。13d. MSC 将 BSSAP+-位置更新接受(BSSAP+-LOCATION-UPDATE-ACCEPT)消息传送 到目标SGSN。13e.目标SGSN将(GMM)路由区域更新接受消息传送到目标SGSN，目标SGSN将消 息又传送到UE。另一方面，图4示出目标网络在网络操作模式II或III (即，不支持目标服务GRPS 支持节点目标SGSN与移动交换中心MSC之间的Gs接口)时步骤13的细节。这种情况下， 终端执行单独的位置更新和路由区域更新过程。组合路由区域更新和位置更新过程涉及UE、目标BSS、目标SGSN、MSC及HLR/HSS。步骤13能分解成以下步骤13f. UE和目标BSS关于GSM RR连接建立(MM)位置更新请求互相通信。13g.目标BSS将SCCP连接请求(BSSMAP完成第3层信息(MM位置更新请求))消 息传送到MSC。13g2. MSC将更新位置传送到HLR，并从HLR/HSS获取订户数据。13h. MSC将SCCP 连接接受(DTAP (MM鉴权请求))消息传送到目标BSS。13 .目标BSS将匪鉴权请求消息传送到UE。13 j. UE将匪鉴权响应消息传送到目标BSS。13k.目标BSS将DTAP (匪鉴权响应)消息传送到MSC。131. MSC将BSSMAP密码模式命令消息传送到目标BSS。13m.目标BSS将RR加密模式命令传送到UE。13n. UE将RR加密模式完成消息传送到目标BSS。13ο.目标BSS将BSSMAP密码模式完成消息传送到MSC。13ρ· MSC将DTAP (MM位置更新接受)消息传送到目标BSS。13q.目标BSS将匪位置更新接受消息传送到UE。13r.UE将(GMM)路由区域更新请求(更新类型=“RA更新”)消息传送到目标 SGSN。13s.目标SGSN将(GMM)路由区域更新接受)消息传送到目标BSS，目标BSS将消 息传送到UE。图5示出向VCC AS服务器建立CS呼叫时步骤14的初始细节。
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步骤14能分解成以下步骤14a. UE将GSM RR连接建立(MM) CM服务请求(移动始发呼叫)消息传送到目标 BSS。14b.目标BSS将SCCP连接请求(BSSMAP完成第3层信息(CM服务请求))消息传 送到MSC。14c. MSC将SCCP 连接接受(DTAP (MM鉴权请求))消息传送到目标BSS。14d.目标BSS将匪鉴权请求消息传送到UE。14e. UE将匪鉴权响应消息传送到目标BSS。14f.目标BSS将DTAP (MM鉴权响应)消息传送到MSC014g.目标MSC将BSSMAP密码模式命令消息传送到目标BSS。14h.目标BSS将RR加密模式命令消息传送到UE。14i. UE将RR加密模式完成消息传送到目标BSS。14j.目标BSS将BSSMAP密码模式完成消息传送到MSC。14k. UE将CC设立(CC SETUP)消息传送到目标BSS。
141.目标BSS将DTAP (CC设立)消息传送到MSC014m.呼叫建立按正常继续图6示出长期演进(下文称为LTE)网络系统的架构的概观，并且图7更详细地示 出LTE网络系统的架构。图6和7旨在帮助结合图8-11阅读本发明的描述。图6和7也 与理解结合上面图1-5描述的现有技术相关。根据图6和7，网络包括用户设备UE、分组交换域701和电路交换域702。分组交 换PS域包括源分组系统703和目标分组系统704。在LTE中，源分组系统703包括源收发 信机节点eNodeB、控制节点MME、由服务网关和PDN网关功能组成的用户平面节点SAE-GW。 术语SAE-GW在本申请中用于服务网关和PDN网关功能。目标分组系统704包括目标基站系 统、包括基站控制器BSC和多个基站收发信台BTS的目标BSS及目标服务GPRS支持节点， 目标SGSN。目标分组系统704包括第一无线电接入网络RANl部分和第一核心网络CNl部 分。第一无线电接入网络RANl部分包括在目标BSS/BSC/BTS中，并且第一核心网络CNl部 分包括在目标服务GPRS支持节点目标SGSN中。在不同网络部分中显然也存在其它节点。电路交换域702包括第二无线电接入网络RAN2部分和第二核心网络CN2部分。第 二无线电接入网络RAN2部分包括在目标BSS/BSC/BTS中，并且第二核心网络CN2部分包括 在移动交换中心MSC中。本发明不限于根据图1-11的LTE源分组系统，而是源分组系统也可以是包括收发 信机节点(源NodeB)、源无线电网络控制器(源RNC)及源服务GPRS支持节点(源SGSN) 的3G/UTRAN/WCDMA系统。参照图形，源NodeB和源RNC因而替代源eNodeB，并且源SGSN替 代源MME和源服务网关。根据本发明，用户设备UE执行从分组交换域701到电路交换域702的域交换。此 外，在源分组系统703与目标分组系统704之间的切换准备阶段期间，执行有关用户设备UE 向电路交换域的第二核心网络CN2部分的附接/注册/更新过程。附接/注册/更新过程 可包括位置区域更新LAU和路由区域更新RAU和CS呼叫建立中的一个或多个部分。根据本发明，在执行源分组系统703与目标分组系统704之间的切换前，对于用户
12设备UE，电路交换域702的第二无线电接入网络RAN2部分为向电路交换域702的第二核心 网络CN2部分的用户设备UE移动始发呼叫执行信令连接建立。可单独或组合执行上述附接/注册/更新过程和信令连接建立。因此，根据上述过程，即组合路由区域RA和位置区域LA更新、普通位置区域更新 和/或CS呼叫建立中哪个过程得到优化，本发明的描述分成许多不同的部分。这取决于在 目标无线电接入网络RAN中的网络操作模式和用户设备UE是否已经CS附接到CS核心网网络操作模式定义Gs接口是否正用在目标服务GPRS支持节点目标SGSN与移动 交换中心MSC之间以及组合RA和LA更新过程是否可能。可能性在下面描述1优化组合路由区域RA和位置区域LA更新过程，即，在目标CN中未CS附接UE， 使用Gs接口2优化正常位置区域更新，即，在目标CN中未CS附接UE，不使用Gs接口3优化CS呼叫建立，SP，UE在目标CN中CS附接根据本发明，可能组合优化1和3 ；或者组合上述优化2和3。结合图8-13，将更 详细地描述上述优化。本发明想要当用户设备UE未在CS核心网络中电路交换附接时，优化向CS核心网 络的位置区域更新过程的不同变型。图8以示意图方式示出当使用Gs接口，S卩，如结合图3所描述的网络操作模式 I (其中，支持SGSN与移动交换中心MSC之间的Gs接口)时自目标服务GPRS支持节点目 标SGSN的关于优化的位置区域更新的信号路径图。本发明的此实施例想要当用户设备UE 在CS核心网络CN2中未电路交换附接时，以及使用Gs接口时，优化组合路由区域RA和位 置区域LA更新。图8示出一个实施例，其中，目标服务GPRS支持节点目标SGSN已经在PS切换准 备阶段期间代表用户设备UE通过Gs接口执行位置更新。另一个实施例在图9中示出，其 中，目标基站系统目标BSS转而为用户设备UE触发组合路由区域和位置更新。对于这两种 情况，主要目的是获得加载到移动交换中心MSC的所需UE配置文件信息以允许CS呼叫的建立。如图8所示，优化能够在图8的步骤3后，即在目标服务GPRS支持节点目标SGSN 从源控制节点源MME接收前向重定位请求消息时已经触发。此消息包含用户设备UE的国 际移动订户身份IMSI，并且也包含包括位置区域信息/身份LAI的目标小区标识符。因此， 目标服务GPRS支持节点目标SGSN能够指示IMSI和用户设备UE在移动交换中心MSC中要 在其中注册的位置区域LA。另一个重要的细节是用户设备UE需要收到关于以下事实的通 知用户设备UE已经在移动交换中心MSC注册，并且这在步骤8-10中示出，并在图8中作 为新指示。这包括用户设备UE也收到有关它注册到的位置区域身份(LAI)的通知，并且可 选地，如果移动交换中心MSC为用户设备UE分配了临时移动订户身份TMSI，则用户设备UE 也收到有关该临时移动订户身份的通知。根据现有技术执行的步骤已经结合图1-3描述。根据图8，根据本发明的此实施例 执行的步骤为
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13b.目标SGSN将BSSAP+-位置更新请求消息传送到MSC。13c. MSC将更新位置消息传送到HLR，并从HLR/HSS获取订户数据。13d. MSC将BSSAP+-位置更新接受传送到目标SGSN。现有技术与本发明的不同之处在于图8中的步骤13b_d在步骤13的初始步骤之 前执行，并且步骤13a-13d由目标SGSN而不是用户设备UE启动。在图8中，步骤13b_13d 在步骤3之后，步骤5之前执行。然而，步骤13b-13d能够在切换准备阶段期间，即在完成 步骤12前的任何时候执行。益处是在步骤13中，只需要执行涉及用户设备UE、目标基站系 统目标BSS、目标服务GPRS节点目标SGSN及归属位置寄存器HLR/归属订户服务器HSS的 路由区域更新。另一不同之处在于在步骤8、9和10中的消息包括新指示，新指示包括已经对于位 置区域索引LAI-x执行位置更新LU的信息。根据图8的实施例也允许步骤14，即到VCC服务器的CS呼叫建立，与步骤13并行 执行。图9是以示意图方式示出根据本发明，在使用Gs接口时自目标BSS的优化的组合 路由区域RA和位置区域LA更新的信号路径图。图9示出当目标BSS代表用户设备UE触发向目标SGSN的组合路由区域RA和位 置区域LA更新更新时的其它备选。这因而意味着SGSN将使用Gs接口执行向移动交换中 心MSC的位置更新(S卩，如通常为通过Gs接口的MM过程所定义的一样)。主要目的是获得 加载到移动交换中心MSC的所需UE配置文件信息以允许CS呼叫的建立。通过(组合)路由区域更新请求消息中的IMSI识别用户设备UE。IMSI从源 RAN (例如，源MM)传递到目标RAN和CN (例如，目标BSC和目标SGSN)。这意味着目标SGSN 在前向重定位请求中接收IMSI，并且目标BSC在PS切换请求消息中接收IMSI。另外，目标 BSS可在上述消息中使用新指示，以通知目标SGSN(和移动交换中心MSC)所包括的IMSI已 经由网络鉴权，即，组合路由区域RA和位置区域LA更新由RAN代表用户设备UE创建，并且 无需为此事务进行进一步鉴权。此部分起到两个作用，首先，组合路由区域RA和位置区域 LA更新能更快地执行，其次，由于目标基站系统目标BSS代表用户设备UE执行组合路由区 域RA和位置区域LA更新，因此，目标基站系统目标BSS甚至将不能应答例如可能的鉴权。 此处，也能看到需要特定的安全机制以确保普通用户设备UE不能包括IMSI已经由网络鉴 权的指示。也可能是目标基站系统目标BSS不拥有创建正常(组合)路由区域更新消息的所 有所需信息。部分所需信息能使用例如某一透明容器，从源收发信机节点源eNodeB或源控 制平面节点源匪发送到目标基站系统目标BSS。如果未能得到需要的所有信息，则目标基 站系统目标BSS将无论如何继续进行组合路由区域RA和位置区域LA更新，并且有关网络 代表用户设备UE触发此过程的指示能由目标服务GPRS节点目标SGSN和移动交换中心MSC 用于了解部分此信息将在以后接收。对于图8所示的解决方案，相同的原理适用于在目标 服务GPRS节点目标SGSN中可得到的信息。另外，再次在PS切换命令消息中由目标基站系统目标BSS通知用户设备UE代表 用户设备UE执行了组合路由区域RA和位置区域LA更新。这包括用户设备UE也收到有关 它注册到的位置区域身份(LAI)的通知，并且可选地，如果移动交换中心MSC为用户设备UE分配了临时移动订户身份TMSI，则用户设备UE也收到有关该临时移动订户身份的通知。基 于此知识，用户设备UE在PS HOO完成后立即继续进行向VCC AS的CS呼叫建立(图9中 的步骤14)。根据现有技术执行的步骤已经结合图1-3描述。根据图9，根据本发明的此实施例 执行的步骤为13a.目标BSS将(GMM)路由区域更新请求(更新类型=“组合RA/LA更新”)消 息传送到目标SGSN。13b.目标SGSN将BSSAP+-位置更新请求消息传送到MSC。13c. MSC将更新位置传送到HLR，并从HKR/HSS获取订户数据。13d. MSC将BSSAP+-位置更新接受消息传送到目标SGSN。13e.目标SGSN将(GMM)路由区域更新接受消息传送到目标BSS。现有技术与本发明的不同之处在于图9中的步骤13a_e在步骤13的初始步骤之 前执行，并且目标基站系统目标BSS采取主动而不是用户设备UE。在图9中，步骤13a-13e 在步骤3之后，步骤5之前执行。然而，步骤13a-13c能够在切换准备阶段期间，即在完成 步骤12前的任何时候执行。益处是在步骤13中，无需进行路由区域更新，这是因为由于步 骤13a_e原因，已经执行此操作。另一不同之处在于在步骤7、8、9和10中的消息包括新指示，新指示包括已经对于 位置区域索引LAI-x执行路由区域更新和位置更新LU的信息。图10以示意图方式示出根据本发明，优化的“正常”位置区域更新的信号路径图。 当用户设备UE未在CS核心网络CN2中CS附接时以及未使用Gs接口的情况下，方法优化 位置区域更新过程。图10示出此优化的主要原理。在图10中的步骤4后，目标基站系统目标BSS代 表用户设备UE触发向移动交换中心MSC的正常位置区域更新过程。主要目的是获得加载 到移动交换中心MSC的所需UE配置文件信息以允许CS呼叫的建立。执行的步骤和实现的 益处类似于组合路由区域RA和位置区域LA更新的优化。通过位置更新请求消息中的IMSI识别用户设备UE。另外，目标基站系统目标BSS 可使用上述消息中的新指示(图10中的步骤13)，以通知移动交换中心MSC所包括的IMSI 已经由网络鉴权，即，位置区域更新由无线电接入网络RAN代表用户设备UE创建，并且无需 为此事务进行进一步鉴权。此部分起到两个作用，首先，能更快地执行位置区域更新，其次， 由于BSS代表用户设备UE正执行位置区域更新，因此，目标基站系统目标BSS甚至将不能 应答例如可能的鉴权。此处，也能看到需要特定的安全机制以确保普通用户设备UE不能包 括IMSI已经由网络鉴权的指示。也可能是目标基站系统目标BSS不拥有创建正常位置更新请求消息的所有所需 信息。能使用例如某一透明容器，从源收发信机节点源eNodeB或源控制平面节点源MME将 部分所需信息发送到目标基站系统目标BSS。如果未能得到需要的所有信息，则目标基站系 统目标BSS将无论如何继续进行位置区域更新，并且有关网络触发此过程的指示能由移动 交换中心MSC用于了解将在以后接收部分此信息。另外，在PS切换命令消息中由目标BSS通知用户设备UE代表用户设备UE执行了 位置区域更新。这包括用户设备UE也收到有关它注册到的位置区域身份LAI的通知，并且
15可选地，如果移动交换中心MSC为用户设备UE分配了临时移动订户身份TMSI，则用户设备 UE也收到有关该临时移动订户身份的通知。基于此知识，用户设备UE在PS HOO完成后立 即继续进行向VCC AS的CS呼叫建立(图4中的步骤13)。根据现有技术执行的步骤已经结合图1、2和4描述。根据图10，根据本发明的此 实施例执行的步骤为13g.目标BSS将SCCP连接请求(BSSMAP完成第3层信息(MM位置更新请求))消 息传送到MSC。13g2. MSC将更新位置传送到HLR，并从HLR/HSS获取订户数据。131. MSC将BSSMAP密码模式命令消息传送到目标BSS。13ο.目标BSS将BSSMAP密码模式完成消息传送到MSC。13p. MSC将DTAP (MM位置更新接受)消息传送到目标BSS。现有技术与本发明的不同之处在于图10中的步骤13g、13g2、131、13o和13p在步 骤13的初始步骤之前执行。在图10中，步骤13g、13g2、131、13o和13p在步骤3之后，步 骤5之前执行。然而，步骤13g、13g2、131、13ο和13ρ能够在切换准备阶段期间，即在完成 步骤12前的任何时候执行。益处是在步骤13中，只需要执行涉及用户设备UE、目标基站系 统目标BSS、目标服务GPRS节点目标SGSN及归属位置寄存器HLR/归属订户服务器HSS的 路由区域更新。另一不同之处在于在步骤7、8、9和10中的消息包括新指示，新指示包括已经对于 位置区域索引LAI-x执行位置更新LU的信息。图11以示意图方式示出优化的CS呼叫建立的信号路径图。本发明想要当UE在 CS核心网络CN2中CS附接时优化CS呼叫建立。图11示出此优化的主要原理。目标BSS已经在PS切换准备阶段期间，即在图11 中的步骤4后，代表用户设备UE触发向移动交换中心MSC的正常CS呼叫建立过程。这种 情况下，优化主要是关于代表用户设备UE，在BSS与移动交换中心MSC之间建立SCCP连接。另外，BSS将初始CM服务请求消息发送到MSC，并且在CM服务类型IE中指示用户 设备UE希望建立移动始发呼叫。所有此操作是基于目标BSS判定需要域间转移。在目标 BSS中收到来自移动交换中心MSC的第一下行链路DTAP消息(即，在大多数/所有情况下 能够是MM鉴权请求)时，它将此消息排队并等待，直至完成PS Η0。在此之后，BSS等待MS 建立GSM RR连接，并且发送CM服务请求消息，BSS—旦收到后，便可通过发送排队的鉴权 请求消息(或无论哪个消息是从移动交换中心MSC收到的第一消息)而立即回复MS。在此 之后，CS呼叫建立按正常继续。根据现有技术执行的步骤已经结合图1、2和5描述。根据图10，根据本发明的此 实施例执行的步骤为14b.目标BSS将SCCP连接请求(BSSMAP完成第3层信息(CM服务请求))消息传 送到MSC。14c. MSC将SCCP 连接接受(DTAP (MM鉴权请求))消息传送到目标BSS。14a. UE将GSM RR连接建立(MM) CM服务请求(移动始发呼叫)消息传送到目标 BSS。 14d.目标BSS将匪鉴权请求消息传送到UE。
14e. UE将匪鉴权响应消息传送到目标BSS。随后，CS呼叫建立按正常继续。现有技术与本发明的不同之处在于步骤14b、14c和14a、14d及14e在步骤14的 初始步骤之前执行。在图11中，步骤14b和14c在步骤4之后，步骤5之前执行，并且步骤 14aU4d和14e在步骤13之后，但在到VCC AS的CS呼叫建立过程结束前执行。此实施例 的一个益处在于步骤14b和14c在早期阶段准备MCS，以便为CS呼叫建立过程实现最低中 断。也值得再次一提是，位置更新优化，即位置区域更新优化或组合路由区域和位置 区域更新优化能与此CS呼叫建立优化一起执行。例如，目标SGSN也能触发已经在图11的 步骤3中，如图8所示的步骤13b。本申请中描述的位置更新优化或组合路由区域和位置区域更新优化机制也适用 于正常PS切换情况，即，即使不执行域间转移时也适用。这意味着图8、9和10中所述的任 何方法能够由目标无线电接入网络或CS核心网络执行，并且用户设备UE将收到有关此的 通知。一旦执行正常PS切换，用户设备UE便将知道它无需执行位置更新，这是因为它已经 由目标无线电接入网络或CS核心网络执行。图12示出根据本发明的方法的流程图。框121示出在源分组系统703与目标分组系统704之间的分组交换切换的启动。框122示出，用户设备UE启动从分组交换域701到电路交换域702的域交换。框123示出，在源分组系统703与目标分组系统704之间的切换准备阶段期间，代 表用户设备UE向电路交换域702的第二核心网络CN2部分执行附接/注册/更新过程。根 据结合图8-11所述的实施例，附接/注册/更新过程能够根据例如网络操作模式等已经描 述的参数由网络中的不同单元启动/执行。框124示出，在执行源分组系统703与目标分组系统704之间的切换前，对于用户 设备UE，电路交换域702的第二无线电接入网络RAN2部分目标BTS/BSC代表用户设备UE， 为向电路交换域702的移动交换中心MSC中第二核心网络部分CN2的始发呼叫执行信令连 接建立。框704中所示步骤能在框702和703中所示步骤执行期间执行，或者能够单独执 行，即，在不执行框702和703所示步骤时执行。框125示出，执行从分组交换域701到电路交换域702的域交换和源分组系统703 与目标分组系统704之间的切换。这两个步骤不必同时执行，而是能在不同时间点执行。后 者明显形成结合图8-11所述的实施例。
1权利要求
一种用于无线通信网络的分组交换切换和域交换方法，所述无线通信网络包括用户设备(UE)、分组交换域(701)和电路交换域(702)，所述分组交换域(701)包括源分组系统(703)和目标分组系统(704)，所述目标分组系统(704)包括无线电接入网络(RAN1)部分(目标BTS；BSC)和第一核心网络(CN1)部分(目标SGSN)，所述电路交换域(702)包括第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS；BSC)和第二核心网络(CN2)部分(MSC)，所述用户设备(UE)执行从所述分组交换域(701)到所述电路交换域(702)的域交换，其中在所述源分组系统(703)与所述目标分组系统(704)之间的所述切换准备阶段期间，代表所述用户设备(UE)执行向所述电路交换域(702)的第二核心网络(CN2)部分(MSC)的附接/注册/更新过程和/或在执行源分组系统(703)与所述目标分组系统(704)之间的所述切换前，对于所述用户设备(UE)，所述电路交换域(702)的所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS；BSC)代表所述用户设备(UE)，为向所述电路交换域(702)的所述第二核心网络(CN2)部分(MSC)的始发呼叫执行信令连接建立。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述附接过程由所述目标分组系统(704)的所述第 一无线电接入网络(RANl)部分(目标BTS ；BSC)或所述目标分组系统(704)的所述第一核 心网络(CNl)部分(目标SGSN)触发。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述附接/注册/更新过程由所述电路交换域(702) 的所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS ；BSC)触发。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其中所述附接/注册/更新过程在目标服务 GPRS支持节点(目标SGSN)向作为部分所述源分组系统(703)的源控制节点(MME)发信号 通知前向重定位响应消息之前发生。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述附接/注册/更新过程在为连接到所述电路交 换域(702)和所述分组交换域(701)的目标基站子系统(BSS)预留电路交换域(702)和分 组交换域(701)无线电资源的步骤之前或期间发生。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其中所述目标分组系统(704)包括作为所述第 一核心网络(CNl)部分(目标SGSN)的目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)和包括所述 第一无线电接入网络(RANl)部分(BSC ；BTS)的目标基站系统(目标BSS)，以及在于所述 电路交换域(702)包括作为所述第二核心网络(CN2)部分(MSC)的移动交换中心(MSC)和 包括所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(BTS ；BSC)的所述目标基站系统(目标BSS)， 其中在所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)从作为部分所述源分组系统(703)的源 控制节点(MME)收到所述源分组系统(703)与所述目标分组系统(704)之间前向重定位请 求消息形式的所述切换的准备的请求时，所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)代表所 述用户设备(UE)，通过Gs接口向所述第二核心网络(CN2)部分(MSC)执行所述附接/注册 /更新。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)通过使用 Gs接口将所述用户设备(UE)配置文件信息加载到所述移动交换中心(MSC)，来执行向所述 移动交换中心(MSC)的所述附接/注册/更新过程，以允许电路交换呼叫的建立。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述前向重定位请求消息包含所述用户设备(UE)的 国际移动订户身份(IMSI)，并且也包含包括位置区域信息/身份(LAI)的所述目标小区标 识符。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)指示所述 国际移动订户身份(IMSI)和所述用户设备(UE)在所述移动交换中心(MSC)中要在其中注 册的所述位置区域(LA)。
10.如权利要求6-9任一项所述的方法，其中通过使用指示消息或在另一消息中添加 的新信息，将所述用户设备(UE)已经在所述移动交换中心(MSC)注册的事实以及对应的位 置区域身份(LAI)和临时移动订户身份(TMSI)通知所述用户设备(UE)。
11.如权利要求6-10任一项所述的方法，其中所述附接/注册/更新过程由所述目标 基站系统(BSS)执行，并且包括对所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)的组合路由区 域(RA)和位置区域(LA)更新的步骤或在收到来自所述目标SGSN的PS切换请求后代表所 述用户设备(UE)向所述移动交换中心(MSC)的位置更新的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)在所述 前向重定位请求消息中接收所述IMSI，并且在于所述移动交换中心(MSC)在所述PS切换请 求消息中接收所述IMSI。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述目标基站系统(目标BSS)使用所述前向重定 位请求消息中的新指示通知所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)和所述移动交换中 心(MSC)所包括的国际移动订户身份(IMSI)已经由所述网络鉴权。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述目标基站系统(目标BSS)不拥有创建所述路 由区域更新消息的所有所需信息，而是通过使用透明容器，将部分所述所需信息从所述源 分组系统(703)传送到所述目标基站系统(目标BSS)。
15.如权利要求14所述的方法，其中即使未能得到所有所需信息，所述目标基站系统 (目标BSS)也将继续进行组合路由区域更新和位置区域更新，并且有关所述网络触发此过 程的所述指示由所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)和所述移动交换中心(MSC)用 作关于将在以后接收剩余部分信息的信息。
16.如权利要求15所述的方法，其中由所述目标基站BSS系统(目标BSS)在所述PS 切换命令消息中通知所述用户设备(UE)代表所述用户设备(UE)执行了所述组合路由区域 更新和位置区域更新，以及基于此知识，所述用户设备(UE)在完成所述分组交换切换后， 立即继续进行向话音呼叫连续性应用服务器(VCC AS)的电路交换呼叫建立消息。
17.如权利要求1或2所述的方法，其中所述目标分组系统(目标BTS；BSC;目标SGSN) 包括目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)，并且所述电路交换域(702)包括目标基站子系 统(BSS)以及在于所述电路交换域(702)包括移动交换中心(MSC)，其中所述目标基站子系 统(BSS)在从所述目标服务GPRS支持节点(目标SGSN)收到PS切换请求后，代表所述用 户设备(UE)触发向所述移动交换中心(MSC)的位置更新过程。
18.如权利要求17所述的方法，其中在所述移动交换中心(MSC)注册所述用户设备 (UE)配置文件信息以允许CS呼叫的建立。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述目标基站系统(BSS)使用所述位置更新请求 消息中的指示通知所述目标移动交换中心(MSC)由于由所述第二无线电接入网络(RAN2) 部分(目标BTS ；BSC)代表所述用户设备(UE)创建所述位置更新的事实，所包括的国际移 动订户身份(IMSI)已经由所述网络鉴权，并且无需为此事务进行进一步鉴权。
20.如权利要求17-19任一项所述的方法，其中所述源收发信机节点(eNodeB)通过使用透明容器，将所述位置更新请求消息中需要的信息的部分传送到所述目标基站系统(目 标BSS)，或者作为部分所述源分组系统(703)的源控制节点(MME)通过使用透明容器，将部 分所述信息传送到所述目标基站系统(目标BSS)，其中所述目标基站系统(目标BSS)在执 行位置区域更新过程时使用所述信息。
21.如权利要求17-20任一项所述的方法，其中由所述目标基站系统(目标BSS)在PS 切换命令消息中通知所述用户设备(UE)代表所述用户设备(UE)执行了位置区域更新，以 及基于此知识，所述用户设备(UE)在完成所述分组交换切换后，立即继续进行向话音呼叫 连续性应用服务器(VCC AS)的CS呼叫建立。
22.如前面权利要求任一项所述的方法，其中所述源分组系统(703)是包括目标服务 GPRS支持节点(目标SGSN)的长期演进系统，以及在于所述电路交换域(702)包括移动交 换中心(MSC)，其中所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS ；BSC)在从所述目标 服务GPRS支持节点(目标SGSN)收到PS切换请求后，代表所述用户设备(UE)触发向所述 移动交换中心(MSC)的电路交换呼叫建立过程。
23.如权利要求22所述的方法，其中在所述BSS与所述MSC之间建立SCCP连接。
24.如权利要求22或23所述的方法，其中基于所述第二无线电接入网络(RAN2)部分 (目标BTS ；BSC)判定需要域转移，所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS ；BSC) 将初始CM服务请求消息发送到所述移动交换中心(MSC)，并且在CM服务类型IE中指示所 述用户设备(UE)希望建立移动始发呼叫。
25.如权利要求24所述的方法，其中，在所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标 BTS ；BSC)中收到来自所述移动交换中心(MSC)的第一下行链路直接传输应用部分(DTAP) 消息(即，在大多数/所有情况下能够是MM鉴权请求)时，所述第二无线电接入网络(RAN2) 部分(目标BTS ；BSC)将所述消息排队，并且等待直至完成所述分组交换切换，随后，所述第 二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS ；BSC)等待所述用户设备(UE)建立GSM RR连 接，并且发送所述CM服务请求消息，以及在所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标 BTS ；BSC)已收到所述CM服务请求消息时，所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标 BTS ；BSC)可通过发送所述排队的第一下行链路直接传输应用部分(DTAP)消息(鉴权请求 消息)而立即回复所述用户设备(UE)，其中所述CS呼叫建立继续。
26.如前面权利要求任一项所述的方法，其中所述源分组是包括LTE源收发信机节点 (源eNodeB)和LTE源控制节点(源MME)及LTE源服务网关的基于LTE的系统，或者其中 所述源分组系统是包括3G/UTRAN/WCDMA源收发信机节点(源NodeB)、源无线电网络控制器 (源RNC)及源服务GPRS支持节点(源SGSN)的3G/UTRAN/WCDMA系统，其中所述3G/UTRAN/ WCDMA源收发信机节点(源NodeB)和所述源无线电网络控制器(源RNC)替代所述源LTE 源收发信机节点(源eNodeB)，并且所述源服务GPRS支持节点(源SGSN)替代所述LTE源 控制节点(源MME)和LTE源服务网关。
27.一种用于无线通信网络的分组交换切换和域交换方法的系统，所述无线通信系统 包括用户设备(UE)、分组交换域(701)和电路交换域(702)，所述分组交换域包括源分组系 统(源eNodeB ；MME，SAE_GW)和目标分组系统(704)，所述目标分组系统(704)包括无线电 接入网络(RANl)部分(目标BTS ；BSC)和第一核心网络(CNl)部分(目标SGSN)，所述电 路交换域(702)包括第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS ；BSC)和第二核心网络(CN2)部分(MSC)，所述系统布置为允许所述用户设备(UE)执行从所述分组交换域(701)到所述电路交换域(702)的域交 换，其中在所述源分组系统(703)与所述目标分组系统(704)之间的所述切换准备阶段期 间，代表所述用户设备(UE)执行向所述电路交换域(702)的所述第二核心网络(CN2)部分 (MSC)的附接/注册/更新过程，和/或；所述电路交换域(702)的所述第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS ；BSC)布置 为对于用户设备(UE)，在执行源分组系统(703)与所述目标分组系统(704)之间的所述切 换前，代表所述用户设备(UE)移动，为向所述电路交换域(702)的所述第二核心网络部分 (MSC)的始发呼叫执行信令连接建立。
28.如权利要求27所述，布置为执行如方法权利要求2-26任一项所述步骤的系统。
全文摘要
本发明涉及用于无线通信网络的分组交换切换和域切换的方法和系统，无线通信网络包括用户设备(UE)、分组交换域(701)和电路交换域(702)。分组交换域(701)包括源分组系统(703)和目标分组系统(704)。目标分组系统(704)包括无线电接入网络(RAN1)部分(目标BTS；BSC)和第一核心网络(CN1)部分(目标SGSN)。电路交换域(702)包括第二无线电接入网络(RAN2)部分(目标BTS；BSC)和第二核心网络(CN2)部分(MSC)。在执行源分组系统(703)与目标分组系统(704)之间的切换前，用户设备(UE)执行向第二核心网络(CN2)部分的附接/注册/更新过程和/或信令连接建立。
文档编号H04W36/14GK101971669SQ200880124893
公开日2011年2月9日 申请日期2008年1月10日 优先权日2008年1月10日
发明者J·T·维克伯格, M·哈伦斯塔尔 申请人:爱立信电话股份有限公司