解决无线网络中的竞争切换条件的制作方法

本发明涉及电信网络中的用于解决在不同无线网络之间切换呼叫时能够出现的冲突的方法和设备。具体来说，呈现用于解决竞争单一无线电语音呼叫连续性切换以及到WiFi接入的切换的解决方案。

背景技术：

IP多媒体子系统(IMS)是由第三代合作伙伴计划(3GPP)所定义的通过移动通信网络提供IP多媒体服务的技术。IMS通过服务的集成与交互来丰富最终用户个人到个人通信体验的关键特征。IMS允许通过基于IP的网络的个人到个人(客户端到客户端)以及个人到内容(客户端到服务器)通信。IMS利用会话发起协议(SIP)和会话描述协议(SDP)来设立和控制用户终端(或者用户终端与应用服务器)之间的呼叫或会话。虽然SIP被创建为用户到用户协议，但是IMS允许运营商和服务提供商控制对服务的用户接入以及相应地对用户收费。

用户设备(UE)能够通过附连到接入网来接入IMS。如果接入网是分组交换(PS)网络，例如演进分组核心(EPC)/长期演进(LTE)接入网，则IMS会话能够通过UE使用SIP信令来设立。但是，许多现有接入网仅以足够良好的服务质量支持用于电话的电路交换(CS)技术，以及良好地建立了用于处理向经由CS接入网接入IMS的UE供应媒体和服务的过程。

存在许多场合（在呼叫/会话期间时要求将呼叫/会话从一个接入网转移或切换到另一个接入网）。在3GPP TS 23.237和3GPP TS 23.216中描述了单一无线电语音呼叫连续性(SRVCC)，其规定用于语音呼叫从PS接入到CS接入的切换(例如，VoIP IMS会话从演进UMTS无线电接入网(E-UTRAN)到UTRAN或GSM Edge RAN(GERAN)的转移)的过程。

相应地，支持与CS技术的共存的LTE上的语音(VoLTE)网络和装置通常将具有对SRVCC的支持。3GPP TS 24.402规定用于非3GPP接入的过程，其中引入了EPC集成的WLAN。这将WLAN集成为对语音服务(VoWiFi)的LTE和CS的附加支持的接入技术。但是当UE离开LTE覆盖时能够出现一些状况，在所述状况中竞争或‘竞赛（race）’条件在SRVCC(LTE到CS)切换与WLAN切换(LTE到WiFi)之间出现。

更具体来说，当支持VoLTE、VoWiFi和CS语音通信以及SRVCC的用户装置附连到LTE接入并且具有经历信号质量下降的正进行的呼叫时，该装置可决定发起到WiFi(若可用的话)的语音呼叫切换。同时，服务eNodeB(LTE中的无线电接入节点)可基于从装置所接收的测量报告来决定发起SRVCC切换。如果允许这些竞争切换过程继续未检查，则潜在呼叫失败可发生。

本文所呈现的实施例解决这些问题，注意到，通常期望保持PS连接性，以便保持通信丰富（enrichment），例如谈话视频。

技术实现要素：

一个方面包括一种操作适合于使用多个不同无线电接入技术(包括电路交换CS接入和分组交换PS接入)的任一个的无线电信的用户终端的方法。PS接入包括经由长期演进LTE网络的接入以及经由无线局域网WLAN的WiFi接入。该方法包括：(i) 进行从PS LTE接入切换到WiFi接入的确定，(ii) 切换到WiFi接入，以及(iii) 忽略或拒绝所接收的切换到CS接入的命令。

另一方面包括一种操作电信网络实体以控制多个不同无线电接入技术的哪一个用来支持用户终端的会话的方法。无线电接入技术包括电路交换CS接入和分组交换PS接入。PS接入包括经由长期演进LTE网络的接入以及WiFi接入。该方法包括：从用户终端接收会话发起协议SIP re-INVITE消息，该消息指示用户终端经由WiFi接入来附连到网络；以及向其他网络实体发送指令，以确保该终端继续进行WiFi接入而不切换到CS接入。

另一方面包括一种适合于使用多个不同无线电接入方法(包括电路交换CS接入和分组交换PS接入)的任一个的无线电信的用户终端。PS接入包括经由长期演进LTE网络的接入以及WiFi接入。用户终端能够在不同无线电接入方法之间进行切换。用户终端配置成(i) 进行从PS LTE接入切换到WiFi接入的确定，以及(ii) 在切换到WiFi接入之后，忽略或中断所接收的切换到CS接入的命令。

另一方面包括一种配置为接入转移控制功能ATCF的电信网络实体。该实体包括用于向网络中的其他实体发送通信或从网络中的其他实体接收通信的接口、处理器以及具有通过处理器实现的指令的存储器。在从用户终端接收指示用户终端经由WiFi接入来附连到网络的会话发起协议SIP re-INVITE消息时，处理器使实体向其他网络实体发送指令，以确保该终端继续进行WiFi接入而不切换到电路交换CS接入。

优点在于，IP (PS)连接性能够保持，并且提供用于处置竞争条件在SRVCC切换与到WiFi的UE发起切换之间出现的状况的相干机制。这使呼叫失败的风险为最小，并且确保呼叫在任何可能的时候在PS接入上继续。

附图说明

图1示意示出与分组服务接入网的蜂窝网络架构关联的IMS网络。

图2示意示出呼叫从PS接入到CS接入的SRVCC切换中涉及的主要网络组件。

图3是呼叫的正常SRVCC切换的信号图。

图4是用于避免一组环境中的切换竞赛条件的过程的实施例的信号图。

图5是用于避免另一组环境中的切换竞赛条件的过程的实施例的信号图。

图6是用户设备(UE)的示意框图。

图7是网络实体的示意框图。

具体实施方式

图1示意示出在分组服务接入网的情况下IMS如何适合3GPP蜂窝网络架构。如图1中所示的，通信的控制在三个层(或平面)发生。最低层是连接性层1，又称作承载平面，并且经过其来引导到/来自接入网络的用户设备(UE)的信号。连接性层1内将IMS订户连接到IMS服务的实体形成一般称作IP连接性接入网IP-CAN的网络(其在这种情况下是3GPP分组服务接入网)。中间层是控制层4，并且在顶部是应用层6。

IMS 3包括通过中间控制层4和连接性层1进行操作的核心网络3a以及服务网络3b。IMS核心网络3a包括：节点，其在连接性层1向3GPP分组服务接入网发送信号或从3GPP分组服务接入网接收信号；以及网络节点，其包括作为IMS内的SIP代理在中间控制层4进行操作的呼叫/会话控制功能(CSCF)5。顶部应用层6包括IMS服务网络3b。提供用于实现IMS服务功能性的应用服务器(AS)7。

如图1中所示的，用户设备(UE)能够通过附连到接入网并且然后通过连接性层1(其作为分组交换(PS)域的部分)来接入IMS。例如，UE可经由演进分组核心(EPC)/长期演进(LTE)接入来附连。在那种情况下，IMS会话能够通过UE使用SIP信令来设立。但是，许多现有接入网仅使用电路交换(CS)技术进行操作，但是UE也可经由CS域8来接入IMS服务。虽然CS域将不会处置SIP，但是良好地建立了用于处理使用CS接入在IMS与UE之间供应媒体和服务的过程。

存在许多场合（在呼叫/会话期间时要求将呼叫/会话从一个接入网转移或切换到另一个接入网）。存在用来确定呼叫需要被切换到另一个接入网的时间的多种因素。一般来说，接入网基于小区（UE报告其测量）来确定要求向核心网络进行对要被切换的呼叫的请求的条件出现的时间。

图2示意示出紧急呼叫从PS接入网(其在图示中是如由eNodeB 21基站所例示的LTE接入网)到CS接入网(其在图示中是包含NodeB 26基站的GSM/WCDMA接入网)的单一无线电语音呼叫连续性(SRVCC)切换中涉及的主要网络组件。UE 20通过PS接入网来接入IMS网络。UE 20能够接入CS和PS接入网，并且具有用于每种类型的接入的对应接口。图2示出在两个位置的UE 20：UE 20a在切换之前使用其PS接入能力，以及UE 20b在切换之后使用其CS能力。

UE 20a通过PS接入发起呼叫，以及该呼叫经由IMS来路由到端点(在这种情况下为远程UE 30)，如虚线箭头201-203，接着是实线箭头204、205所示的。呼叫从PS到CS接入的切换由移动管理实体(MME)28来控制。在到CS接入的呼叫的切换之后，呼叫经由IMS从UE 20b来路由，如虚线箭头205-209，接着是实线箭头204、205所示的。

对PS接入所示的主要网络实体包括eNodeB 21以及分组数据网络网关和服务网关(PGW&SGW)22(以下称作S/PGW 22)。呼叫经由IMS实体、代理-呼叫/会话控制功能(P-CSCF)23和询问-CSCF(其指配服务CSCF，如由(1/S-CSCF)25所示的)来路由。对于CS接入，主要网络实体(经过其路由呼叫)包括NodeB 26和移动交换中心(MSC)服务器27。也如图2中所示的，在IMS网络中是接入转移控制功能(ATCF)24和会话呼叫连续性应用服务器(SCC AS)34。

图3是示出在呼叫的SRVCC切换中发生的信令的信号流程图。在简图顶部所示的网络实体具有与图2中所示的那些附图标记相同的附图标记，并且示出正进行的多媒体电话(MMTel)呼叫301从PS到CS接入的SRVCC切换。如所示的，呼叫301经由S/P-GW 22(其在图3中连同MME 28一起示出)继续。切换将经由目标MSC/MGW 27(其将成为锚定（anchoring）节点)将呼叫转移到CS接入。在步骤302，由UE 20发送给接入网E-UTRAN 36的测量报告由接入网来分析，并且在步骤303确定要求到CS接入的SRVCC切换。将要求切换指示304发送给MME 28，其将切换请求305发送给MSC/MGW 27，包括关于目标RAN 26（呼叫将要被切换到其）的信息。MSC/MGW 27与目标RAN 26之间的信号306和307准备切换。一旦建立，MSC/MGW 27将包括切换呼叫的新路由选择信息的SIP INVITE 308发送给I-CSCF 25，其在309将这个消息转发到P-CSCF/ATCF 23/24。在步骤310，P-CSCF/ATCF 23/24发现锚定的会话，并且在步骤311向接入转移网关(未示出)发送经由CS接入来路由媒体的命令。

MSC/MGW 27将PS到CS响应312发送给MME 28，其将切换(HO)命令313发送给E-UTRAN 36，其将切换命令314发送给UE 20。注意到，这些步骤可与步骤308至311并行发生，并且不一定是如下情况：在UE 20在步骤314从E-UTRAN接收到切换命令之前，SIP INVITE 308被接收并且在IMS网络中按照其采取动作。在步骤315，UE重新调谐到GERAN CS接入。这如在步骤316所示引起切换检测、过程的挂起(suspension)以及在目标MSC/MGW 27的切换检测。过程的完成在步骤317至326示出。重要地，在步骤323，P-CSCF/ATCF 23/24将SIP INVITE发送给SCC AS 34，其在步骤324引起除了活动语音/音频会话之外的所有媒体组件被去除。而且，在步骤322，MSC/MGW 27将位置更新发送给用户的归属位置寄存器(HLR)。最后，在326所示的信号完成该过程，并且语音呼叫经由CS接入继续。

如先前所说明的，如果UE决定在发起SRVCC切换的同时设法移动到WiFi接入，则问题能够出现。以下描述的实施例建立过程，其使IMS网络和UE有利于到WiFi的切换并且中止SRVCC切换。过程适用于UE在其接收切换到CS接入的SRVCC切换命令之前检测并且发起到WiFi的切换时的情况。过程包括影响装置(UE)的特征以及影响IMS网络的特征。

UE，一旦其已决定连接到WiFi则配置成通过忽略命令或者通过发送拒绝消息在从LTE网络接收切换命令时不对切换命令起作用，并且一旦建立WiFi连接性就向IMS网络发送SIP re-INVITE。SIP re-INVITE包括WiFi正在使用中的指示。

在IMS网络中，如果SRVCC INVITE在从UE接收具有WiFi接入的指示的re-INVITE之前从MSC被接收，则IMS网络将重新建立通过WiFi接入的会话，并且将去除经由MSC的会话。在IMS中，一旦UE发送了通知其当前接入是WiFi的re-INVITE，则设置将拒绝来自MSC的传入SRVCC INVITE的状态参数。这个状态将在可配置超时之后或者当从UE接收指示它不再经由WiFi接入进行通信的新re-INVITE时被清除。

图4示出提供对第一情形中的这个问题的解决方案的过程。在这种情况下，如在步骤401所示的，SRVCC切换过程在网络中发起，并且向UE发送切换命令402(图3中的步骤314)。现在，替代UE 20重新调谐(图3中的步骤315)，UE 20忽略切换命令或者如所示的向E-UTRAN 36发送切换拒绝403，以及一旦它连接到WiFi就向IMS发送指定原因（cause）48x(其中x是将要指配的范围0-9中的数字)或者UE现在使用WLAN连接的其他指示的re-INVITE 404。但是，在这种情形中，切换命令在接收SIP INVITE(图3中的步骤308)并且在IMS网络中按照其采取动作之前发送给UE。在步骤405，P-CSCF/ATCF 23/24将re-INVITE转发到SCC AS 34，以及向UE返回200OK消息406、407。接下来，在步骤408，P-CSCF/ATCF 23/24将当前接入网络参数设置成WLAN，使得将拒绝任何后续SRVCC请求消息。因此，如在步骤409所示的，当锚（anchor）MSC/MGW 27发送指定到CS接入的SRVCC切换的连接路由选择的INVITE(如在图3的步骤308)时。在步骤410，P-CSCF/ATCF 23/24通过经由I-CSCF 25向锚MSC/MGW 27发送4xx(其中x和y是将要指配的范围0-9中的数字)错误消息411(即，具有400范围中的错误代码的适当错误消息)对此进行拒绝，因为它在步骤408已经将当前接入参数设置成WLAN。这在步骤412确认。在步骤413，MME 28向目标MSC/MGW 27发送PS到CS取消通知。相应地，如在步骤414所指示的，因为会话使用WiFi(其保持PS接入)继续，所以不存在去除PS媒体组件的需要(如在图3中所示的SRVCC切换过程的步骤328)。

图5示出在re-INVITE由UE 20发送之前、SIP INVITE(图3中的步骤308)被接收并且在IMS网络中按照其采取动作的情形的信令序列。如所示的，一旦SRVCC切换过程在网络中已经发起，则向UE发送切换命令501(图3中的步骤314)。UE 20忽略切换命令或者如所示的通过向E-UTRAN 36发送切换拒绝502进行响应。在步骤503，锚MSC/MGW 27向IMS发送发起SRVCC切换过程的INVITE。在步骤504，命令ATGW(未示出)开始将媒体从PS重定向到CS接入(图3中的步骤311)。在步骤505，向锚MSC/MGW 27发送SIP 200OK消息，并且这在步骤506来确认。在步骤507，P-CSCF/ATCF 23/24将SRVCC SIP INVITE转发到SCC AS 34，其在步骤508返回SIP 200 OK。在步骤509，SCC AS 34发起回退定时器。这是用来如果通信的质量在定时器超时之前恢复到可接受等级或者如果UE 20由于任何原因而无法完成SRVCC切换则允许呼叫回退到PS接入的标准过程(参见3GPP TS 24.237)。

现在，在步骤510，UE 20成功地经由WLAN连接到WiFi，并且将SIP re-INVITE发送给IMS(按照与它在步骤404在图4的情形中所做的相同方式)。这在步骤511被转发到SCC AS 34。假定这在回退定时器已经超时之前被接收，则在步骤512，200 OK消息返回到UE 20，以及在步骤513，停止回退定时器(在它超时之前)。注意，如果回退定时器在接收re-INVITE之前超时，则到CS的SRVCC切换将继续，但是因为UE连接到WiFi，所以呼叫将被丢弃。

最后，存在用于完成该过程的两种可能性，使得与锚MSC/MGW 27的所建立会话停止，并且呼叫使用WiFi继续。这些在图5中表示为选项A和B。在选项A中，P-CSCF/ATCF 23/24将SIP BYE 51发送给MSC/MGW 27，其采用SIP 200 OK消息515进行响应。当MME 28随后发送PS到CS取消通知516时，锚MSC/MGW 27能够将其忽略，因为在ATCF 24不再存在要被清除的任何会话(如步骤517所示的)。在选项B，当从MME 28接收PS到CS取消通知518时，锚MSC/MGW 27向P-CSCF/ATCF 23/24发送具有Q.850原因的SIP BYE 519。这在步骤520被转发到SCC AS 34，其然后经由P-CSCF/ATCF 23/24向MSC/MGW 27返回SIP 200 OK消息521。

图6是用户终端60（例如上述UE 20）的主要功能组件的示意图示。用户终端60适合于无线电信，并且包括：收发器61，用于发送和接收无线通信；处理器62，用于运行程序指令；以及存储器63，存储程序指令和数据。终端配置成能够使用多个不同无线电接入方法的任一个进行通信，并且包括：功能模块，其包括用于使用CS接入进行通信的CS模块66；以及PS接入模块，其包括LTE接入模块65和WiFi接入模块64。存储器63中的程序指令包括使能终端60能够在不同无线电接入方法之间进行切换的指令，并且包括使终端能够(i) 进行从PS LTE接入切换到WiFi接入的确定以及(ii) 在切换到WiFi接入之后忽略或中断所接收的切换到CS接入的命令的指令。用户终端60还可配置成执行上述UE 20的所要求功能性的任一个。

图7是配置为ATCF（例如上述ATCF 24）的电信网络实体70的主要功能组件的示意图示。网络实体70包括用于向网络中的其他实体发送通信或从网络中的其他实体接收通信的接口或收发器71、处理器72以及存储由处理器实现的数据和指令的存储器。指令使处理器在从用户终端接收指示用户终端经由WiFi接入来附连到网络的SIP re-INVITE消息时向其他网络实体发送指令，以确保该终端继续进行WiFi接入而不切换到CS接入。网络实体70还可包括编程指令，其使处理器70实现上述P-CSCF/ATCF 23/24的功能的任一个。

上述实施例提供用于允许IP(PS)连接性被保持并且确保竞争条件在SRVCC切换与到WiFi的UE发起切换之间出现的状况中的相干处置的解决方案。这使呼叫失败的风险为最小，并且确保呼叫在任何可能的时候在PS接入上继续。