一种本地疏导的VoLTE国际漫游系统及方法
【专利摘要】本发明提供了VoLTE国际漫游情况下的一种本地疏导(Loopback)的VoLTE国际漫游系统及方法，属于通信领域。所述本地疏导的VoLTE国际漫游系统，包括主叫用户的归属网络A及其拜访网络C，被叫用户的归属网络B及其拜访网络D，在所述主叫用户的拜访网络C上设有增强I-CSCF网元，其能够对本地疏导信息进行处理。利用本发明的系统和方法，无需引入新的网络设备，降低了运营成本以及维护成本；而且，网络更加扁平化，处理消息的网元数目减少，同时减少呼叫的平均时长。
【专利说明】—种本地疏导的VoLTE国际漫游系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信领域，具体涉及VoLTE国际漫游情况下的一种本地疏导的VoLTE国际漫游系统及方法。
【背景技术】
[0002]VoLTE是基于MS的语音业务。MS由于支持多种接入和丰富的多媒体业务，成为全IP时代的核心网标准架构。经历了过去几年的发展成熟后，IMS已被3GPP和GSMA确定为移动语音的标准架构。VoLTE即Voice oVer LTE，它是一种IP数据传输技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。
[0003]截至2013年8月，全球一共有456张LTE网络，其中包含了 213个商用网络；伴随着LTE商用服务的推出，全球的LTE用户总数也达到了 1.26亿。随着LTE在全球的普及，国际漫游业务作为客户体验的不可或缺的一部分，引起了行业的关注，各方都共同努力为其寻找一个最佳的解决方案。VoLTE国际漫游作为LTE的关键技术之一，如果处理的不合理，会潜在地影响MS的部署。因此，VoLTE国际漫游业务成为一个重要而又紧迫的研究课题。
[0004]当前的国际漫游技术主要包括:当前的电路域国际漫游以及早期的不成熟的VoLTE国际漫游。
[0005]I，当前的电路域国际漫游
[0006]当前的电路域国际漫游的架构如图1所示:用户Alice漫游至其他网络，在成功注册之后，发起呼叫，呼叫请求消息无需返回至归属网络(此时对用户进行服务的是拜访网络的交换机，不需要归属网络交换机的参与)，而是直接从拜访网络路由至被叫归属网络。当前采用的计费方式是级联计费，级联计费要求有媒体流的路径上也一定要有相应的信令，否则无法对用户进行计费。当前的媒体与信令在同一条路径上，不存在任何问题，满足所有需求，尽管媒体流不是最佳路由。
[0007]2，早期的VoLTE国际漫游
[0008]早期的VoLTE国际漫游架构如图2所示:用户Alice漫游至拜访网络C，在成功注册之后，向用户Bob发起呼叫，呼叫请求消息返回至归属网络A，由归属网络对呼叫请求消息进行后续的路由。
[0009]早期当前电路域国际漫游场景中，对漫游用户进行服务的是拜访网络的网元，但是由于VoLTE是基于MS的语音业务，在VoLTE国际漫游场景中，对漫游用户进行服务的是归属网络的S-CSCF网元，这就导致漫游用户的呼叫请求消息必须路由回归属网络，而电路域国际漫游并不需要。这是两者最大的不同，同时也是本地疏导模式引入的最根本原因。
[0010]该系统的缺点是在现网中无法进行计费。由于长久以来电路域漫游采用的是级联计费方式，该方式要求有媒体流的路径必须有相应的信令。早期的VoLTE国际漫游，由于语音与信令路由的路径不同而无法进行计费，这导致早期的VoLTE国际漫游框架无法在现网中直接搭建，所以该框架无法在现网中部署。
[0011]该系统的优点是媒体路由最佳，不需要经过被叫的归属网络。
[0012]3，改进的VoLTE国际漫游
[0013]改进的VoLTE国际漫游如图3所示:漫游用户发起呼叫时，呼叫请求消息与媒体流同时返回至归属网络，然后在归属网络进行信令及媒体的一般的呼叫路由流程。与早期的VoLTE国际漫游相比较，改进的VoLTE国际漫游最大的优点是SIP消息经过处理语音的IPX，可以对语音进行计费，因此可以在现网中直接搭建并使用。
[0014]该方法的缺点是媒体路由不佳，媒体流需要从拜访网络返回至归属网络，然后进行后续一般的呼叫路由流程，这一方面加剧了中间网络的负担，一方面增长了语音传输时间，降低用户的体验。
[0015]4，进行媒体优化的VoLTE国际漫游
[0016]进行媒体优化的VoLTE国际漫游如图4所示，该方案在3GPP规范中有相关的说明，大概的流程如下:1)用户在漫游地成功注册2)用户发起呼叫3)拜访网络的PCSCF接收到该呼叫请求消息，为该呼叫请求消息添加TRF网元的地址(需要新添加的网元，用于处理返回至拜访网络的呼叫请求消息)，然后将该请求路由至主叫用户的归属网络。4)归属网络收到呼叫请求消息之后，进行路由决策，然后将该请求路由回至消息中的TRF。5)TRF收到该请求，进行后续一般的呼叫路由流程。
[0017]该方法的优点是，在可计费的前提之下，对媒体面进行了优化。缺点是:1)需要引入新的网络设备，提高了运营成本以及维护成本。2)引入新的网络节点，处理消息的网元数目增加，延长了建立呼叫的平均时间。
【发明内容】
[0018]为了弥补上述架构中存在的两个不足，本发明提出了一种本地疏导的VoLTE国际漫游系统及方法，同时对归属网络的本地疏导决策逻辑进行了细化。
[0019]一种本地疏导的VoLTE国际漫游系统，包括:
[0020]主叫用户的归属网络A及其拜访网络C，被叫用户的归属网络B及其拜访网络D ;
[0021]在所述主叫用户的拜访网络C上设有增强1-CSCF网元，其能够对本地疏导信息进行处理。
[0022]在所述主叫用户的归属网络A和被叫用户的归属网络B上均设有S-CSCF网元或者应用服务器；
[0023]在所述被叫用户的拜访网络D上设有P-CSCF网元。
[0024]利用所述本地疏导的VoLTE国际漫游系统实现的通信方法，包括:
[0025](1)，开始；
[0026](2)，主叫用户漫游至其拜访网络C，成功完成注册；
[0027](3)，被叫用户漫游至其拜访网络D，成功完成注册；
[0028](4)，主叫用户在拜访网络C发起呼叫，呼叫被叫用户，呼叫请求消息被路由至拜访网络C的P-CSCF网元；
[0029](5)，拜访网络C的P-CSCF网元发现呼叫请求消息并非来自本域用户，而是来自漫游用户的呼叫后，若拜访网络C支持本地疏导模式，则在呼叫请求消息中添加头域字段Feature-Caps:+g.3gpp.trf，其值为本地疏导地址，即拜访网络C中的增强1-CSCF网元的地址，然后将该呼叫请求消息路由至主叫用户的归属网络A，然后转入步骤￠);若拜访网络C不支持本地疏导模式，则直接将该呼叫请求消息路由至主叫用户的归属网络A，然后转入步骤⑶；
[0030](6)，主叫用户的归属网络A的S-CSCF网元或者应用服务器收到呼叫请求消息后，进行本地疏导决策，若采取本地疏导模式，则转入步骤(7);若不采取本地疏导模式，则转入步骤⑶；
[0031](7)，主叫用户的归属网络A的S-CSCF网元或者应用服务器在呼叫请求消息中添加本地疏导标识，以此表明该请求是一个本地疏导消息，然后将呼叫请求消息(又称为呼叫信令)发送至消息中携带的本地疏导地址对应的增强1-CSCF网元，也即把叫呼叫请求消息返回至拜访网络C，然后转入步骤(9)；
[0032](8)，主叫用户的归属网络A的S-CSCF网元或者应用服务器删除Feature-Caps:+g.3gpp.trf头域字段,然后转入步骤(10)；
[0033](9)，主叫用户的呼叫请求消息返回至拜访网络C的增强1-CSCF网元，该增强1-CSCF网元对呼叫请求消息进行处理；
[0034](10)，按照一般的消息路由机制对该呼叫请求消息进行路由。
[0035]所述步骤(6)中的本地疏导决策包括:
[0036](61)检查拜访网络是否支持本地疏导:
[0037]查看呼叫请求消息中是否携带本地疏导地址，若没有携带，则按照一般的消息路由机制对该呼叫请求消息进行路由，不进行本地疏导，然后转入步骤(64);若携带，则表明拜访网络C支持本地疏导，转入步骤(62)；
[0038](62)检查归属网络A自身是否支持本地疏导:
[0039]通过询问本域的HSS或者查询本域的配置文件，检查归属网络A自身是否支持本地疏导，若不支持本地疏导，则不进行本地疏导，然后转入步骤(64)，若支持本地疏导，则表明拜访网络C及归属网络A都支持本地疏导，转入步骤(63)；
[0040](63)在拜访网络C和归属网络A都支持本地疏导的情况下，若被叫用户属于不能进行本地疏导的情况，则不进行本地疏导，然后转入步骤(64)，如果不属于不能进行本地疏导的情况，则进行本地疏导；
[0041](64)本地疏导决策结束；
[0042]所述步骤￠3)中不能进行本地疏导的情况包括:
[0043]归属网络A、拜访网络C有特殊需求的情况；
[0044]归属网络A对特定群体规定不能进行本地疏导的情况。
[0045]所述步骤(9)中增强1-CSCF网元对呼叫请求消息进行处理包括:
[0046](91)增强1-CSCF检查呼叫请求消息中是否携带本地疏导标识,若携带,贝U转至步骤(92)，否则转至步骤(93)；
[0047](92)删除消息中的本地疏导标识，然后转至步骤(94)；
[0048](93)检查该呼叫请求消息的被叫是否属于拜访网络C，如果是，则转入步骤(10)，否则丢弃该消息，不做任何处理；
[0049](94)进行后续一般的呼叫路由流程。
[0050]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0051]DVolTE国际漫游中，在不同的场景下(归属网络及拜访网络对本地疏导支持的程度不同或相同的情况下)，归属网络能够按照一定的策略使漫游用户能够进行正常的通话。
[0052]2)无需引入新的网络设备，降低了运营成本以及维护成本。
[0053]3)网络更加扁平化，处理消息的网元数目减少，同时减少呼叫的平均时长。
【专利附图】
【附图说明】
[0054]图1当前的电路域国际漫游架构示意图
[0055]图2早期的VoLTE国际漫游架构示意图
[0056]图3改进的VoLTE国际漫游架构示意图
[0057]图4进行媒体优化的VoLTE国际漫游架构示意图
[0058]图5本发明VoLTE国际漫游流程示意图
[0059]图6本发明中归属网络S-CSCF进行本地疏导决策流程图
[0060]图7本发明VoLTE国际漫游架构示意图
【具体实施方式】
[0061]下面结合附图对本发明进一步详细描述:
[0062]本发明方法的核心思想在于:如图7所示，在VoLTE国际漫游情景中，将TRF网元中的逻辑实现迁移至1-CSCF网元，由增强的1-CSCF网元来处理本地疏导消息；同时细化归属网络S-CSCF或者应用服务器的本地疏导决策的逻辑，使漫游用户在不同的场景中，都可以进行正常的会话。
[0063]本发明的一种本地疏导场景如图5所示，该场景涉及4个网络，主叫用户Alice的归属网络A及其拜访网络C，被叫用户的归属网络B及其拜访网络D。本发明涉及的重要的网元是主叫用户归属网络中的S-CSCF或者应用服务器和拜访网络中的增强1-CSCF网元，其中S-CSCF或者应用服务器新增了本地疏导决策逻辑，增强的1-CSCF网元新增了处理本地疏导消息的逻辑控制。
[0064]本发明中包括的主要工作步骤如下所示:
[0065](1)，开始；
[0066](2)，主叫用户漫游至拜访网络，成功完成注册；
[0067](3)，被叫用户也成功完成注册；
[0068](4)，主叫用户在拜访网络发起呼叫，呼叫被叫用户，呼叫请求消息路由至拜访网络的P-CSCF网元；
[0069](5)，拜访网络的P-CSCF网元发现呼叫请求消息并非来自本域用户，而是来自漫游用户的呼叫。此时，若拜访网络支持本地疏导模式，则在呼叫请求消息中添加头域字段Feature-Caps:+g.3gpp.trf,其值为本域增强1-CSCF网元(为本地疏导消息做后续路由的网元)地址，然后进行后续一般的呼叫路由流程；若拜访网络不支持本地疏导模式，则直接进行后续一般的呼叫路由流程。拜访网络将该呼叫请求消息路由至主叫用户归属网络，然后转入步骤(6)；
[0070](6)，主叫用户归属网络的S-CSCF或者应用服务器网元收到呼叫请求消息，进行本地疏导决策，若采取本地疏导模式，则转入步骤(7);若不采取本地疏导模式，则转入步骤⑶；
[0071](7)，主叫用户归属网络S-CSCF或者应用服务器在呼叫请求消息中添加本地疏导标识，以此表明该请求是一个本地疏导消息。将呼叫信令发送至消息中携带的本地疏导地址的网元，也即把主叫呼叫请求消息返回至漫游地。然后转入步骤(9)；
[0072](8)，主叫用户归属网络的S-CSCF或者应用服务器网元删除Feature-Caps:+g.3gpp.trf头域字段,然后转入步骤(10)；
[0073](9)，主叫呼叫请求消息返回至漫游地的增强1-CSCF，1-CSCF对消息进行相关处理后，对呼叫请求消息进行一般的呼叫路由；
[0074](10)，按照一般的消息路由机制对该呼叫请求消息进行路由。
[0075]如图6所示，所述第(6)步中的本地疏导决策的逻辑具体如下:
[0076](61)检查拜访网络是否支持本地疏导:
[0077]查看呼叫请求消息中是否携带本地疏导地址，若没有携带，则进行一般的呼叫路由流程，不进行本地疏导。若携带，则表明拜访网络支持本地疏导，因此媒体流有优化的可能性，转至步骤￠2)进行进一步处理；
[0078](62)检查归属网络自身是否支持本地疏导:
[0079]通过询问本域的HSS或者查询本域的相关配置文件，检查归属网络自身是否支持本地疏导，若本域不支持本地疏导，则不进行本地疏导。若本域支持本地疏导，则表明拜访网络及归属网络都支持本地疏导，转至￠3)进行进一步处理；
[0080](63)在拜访网络和归属网络都支持本地疏导的情况下，若被叫用户属于归属网络、拜访网络有特殊需求(例如归属网络对特定群体有相关规定的情况下不进行本地疏导，相关规定比如:归属网络的国家要求运营商对特定用户进行语音监听，此时要求媒体流必须经过归属网络，因此不能进行本地疏导)，进行后续一般的呼叫路由流程。其他情况下，进行本地疏导；
[0081](64)本地疏导决策结束；
[0082]所述第(9)步中的主叫拜访网络1-CSCF网元收到呼叫请求消息的处理逻辑具体如下:
[0083](91) 1-CSCF首先检查该消息是否是本地疏导消息(查看消息中是否携带本地疏导标识)，若是本地疏导消息，则转至步骤(92)，否则直接转至步骤(93)。该步骤也是1-CSCF需要增加的消息处理逻辑；
[0084](92)删除消息中的本地疏导标识，然后转至步骤(94)；
[0085](93)检查该呼叫请求消息的被叫是否属于拜访网络或者漫游至拜访网络，如果是转至步骤(94)，否则丢弃该消息，不做任何处理；
[0086](94)进行后续一般的呼叫路由流程；
[0087]上述技术方案只是本发明的一种本地疏导场景实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
【权利要求】
1.一种本地疏导的VoLTE国际漫游系统，包括主叫用户的归属网络A及其拜访网络C，被叫用户的归属网络B及其拜访网络D，其特征在于:在所述主叫用户的拜访网络C上设有增强1-CSCF网元，其能够对本地疏导信息进行处理。
2.根据权利要求1所述的本地疏导的VoLTE国际漫游系统，其特征在于:在所述主叫用户的归属网络A和被叫用户的归属网络B上均设有S-CSCF网元或者应用服务器； 在所述被叫用户的拜访网络D上设有P-CSCF网元。
3.一种利用权利要求1或2所述本地疏导的VoLTE国际漫游系统实现的通信方法，其特征在于:所述方法包括: (1)，开始； (2)，主叫用户漫游至其拜访网络C，成功完成注册； (3)，被叫用户漫游至其拜访网络D，成功完成注册； (4)，主叫用户在拜访网络C发起呼叫，呼叫被叫用户，呼叫请求消息被路由至拜访网络C的P-CSCF网元； (5)，拜访网络C的P-CSCF网元发现呼叫请求消息并非来自本域用户，而是来自漫游用户的呼叫后，若拜访网络C支持本地疏导模式，则在呼叫请求消息中添加头域字段Feature-Caps:+g.3gpp.trf，其值为本地疏导地址，即拜访网络C中的增强1-CSCF网元的地址，然后将该呼叫请求消息路由至主叫用户的归属网络A，然后转入步骤￠);若拜访网络C不支持本地疏导模式，则直接将该呼叫请求消息路由至主叫用户的归属网络A，然后转入步骤⑶； (6)，主叫用户的归属网络A的S-CSCF网元或者应用服务器收到呼叫请求消息后，进行本地疏导决策，若采取本地疏导模式，则转入步骤(7);若不采取本地疏导模式，则转入步骤⑶； (7)，主叫用户的归属网络A的S-CSCF网元或者应用服务器在呼叫请求消息中添加本地疏导标识，以此表明该请求是一个本地疏导消息，然后将呼叫请求消息发送至消息中携带的本地疏导地址对应的增强1-CSCF网元，也即把叫呼叫请求消息返回至拜访网络C，然后转入步骤(9)； (8)，主叫用户的归属网络A的S-CSCF网元或者应用服务器删除Feature-Caps:+g.3gpp.trf头域字段,然后转入步骤(10)； (9)，主叫用户的呼叫请求消息返回至拜访网络C的增强1-CSCF网元，该增强1-CSCF网元对呼叫请求消息进行处理； (10)，按照一般的消息路由机制对该呼叫请求消息进行路由。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述步骤(6)中的本地疏导决策包括: (61)检查拜访网络是否支持本地疏导: 查看呼叫请求消息中是否携带本地疏导地址，若没有携带，则按照一般的消息路由机制对该呼叫请求消息进行路由，不进行本地疏导，然后转入步骤￠4);若携带，则表明拜访网络C支持本地疏导，转入步骤(62)； (62)检查归属网络A自身是否支持本地疏导: 通过询问本域的HSS或者查询本域的配置文件，检查归属网络A自身是否支持本地疏导，若不支持本地疏导，则不进行本地疏导，然后转入步骤(64)，若支持本地疏导，则表明拜访网络C及归属网络A都支持本地疏导，转入步骤(63)； (63)在拜访网络C和归属网络A都支持本地疏导的情况下，若被叫用户属于不能进行本地疏导的情况，则不进行本地疏导，然后转入步骤(64)，如果不属于不能进行本地疏导的情况，则进行本地疏导； (64)本地疏导决策结束。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述步骤￠3)中不能进行本地疏导的情况包括: 归属网络A、拜访网络C有特殊需求的情况； 归属网络A对特定群体规定不能进行本地疏导的情况。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:所述步骤(9)中增强1-CSCF网元对呼叫请求消息进行处理包括: (91)增强1-CSCF检查呼叫请求消息中是否携带本地疏导标识，若携带，则转至步骤(92)，否则转至步骤(93)； (92)删除消息中的本地疏导标识，然后转至步骤(94)； (93)检查该呼叫请求消息的被叫是否属于拜访网络C，如果是，则转入步骤(10)，否则丢弃该消息，不做任何处理； (94)进行后续一般的呼叫路由流程。
【文档编号】H04W8/06GK104363573SQ201410589841
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】双锴, 苏森, 马姣, 徐鹏, 王玉龙 申请人:北京邮电大学