专利名称：利用因特网协议网络直接把呼叫传递到移动用户的通信网络和方法
技术领域：
本发明总体上涉及电信领域，并且更加特别涉及到能够利用因特网协议(IP)网络直接把呼叫按路由传递到被叫移动方的通信网络和方法。
相关技术描述众所周知，使用IP网络传递长途呼叫可以做为运营商的一种补充业务，以低廉的价格提供给用户使用，这也被称做IP之上的话音或者VoIP业务。由于无需使用其它运营商的网络来连接长途呼叫并对此进行付费，所以运营商能够以低价位提供VoIP业务。目前，VoIP业务主要都是由公共交换电话网络(PSTN)运营商来提供，然而向移动用户提供这种业务已经越来越引起公共陆地移动网络(PLMN)运营商的兴趣。
参考
图1，其中给出流程图，用于说明利用IP网络实现到达被叫移动用户的长途呼叫的常规步骤。从步骤100开始，使用VoIP业务的主叫方起动一个要发到被叫移动方的呼叫。主叫方可以是利用PSTN网络的固定用户，或者可以是利用PLMN网络的移动用户。
在步骤102，利用IP网络去获得与被叫移动方的归属移动网相关的地址信息。在步骤104，IP网络把呼叫传递到被叫移动方用户在这里注册以便接收电信业务的归属移动网。在步骤106，在归属移动网内判断被叫移动方当前是否位于归属移动网之内，或者当前正在被称为目标移动网的另一个移动网内漫游。如果判断到被叫移动方位于归属移动网之内，则在步骤108，利用IP网络和归属移动网建立主叫方和被叫移动方的呼叫连接。
如果当前被叫移动方正在目标移动网中漫游时，则在步骤110，利用归属移动网去获得指示被叫移动方的当前位置的路由信息。然后在步骤112，通过把呼叫从归属移动网经过IP网络传递到目标移动网，从而建立主叫方和被叫移动方之间的呼叫连接。
不幸的是，为了建立主叫方与正在漫游的被叫移动方之间的呼叫连接，要求把该呼叫从IP网络传递到归属移动网，并且然后再从归属移动网经过IP网再传递到目标移动网。因此这种长途路由所带来的问题就是在三个网络之间要求有额外的信令，并且由于在传递呼叫的过程中包含了归属移动网在内，所以呼叫连接中的时延也会增加到令用户不能满意的程度。
因此需要找到一种方法和通信网络，使得能够实现以下的操作，即能够在IP网络内判断被叫移动方是否正在漫游，如果正在漫游，则可以在绕过归属移动网的情况下把呼叫直接连接到被叫移动方所占据的目标移动网。这种需求以及其它需求可以通过本发明的通信网络和方法来得到满足。
发明概述本发明是一种能够利用IP网络直接把呼叫从主叫方传递到被叫移动方的方法和通信网络。更加特别的是，该方法中包括在IP网络中判断被叫移动方是否正在归属移动网之外漫游的步骤。作为对一个肯定判断的响应，IP网络获取被叫移动方目前正占据的目标移动网的地址，并且在绕过归属移动网的情况下利用IP网络和目标移动网建立主叫方和被叫移动方之间的呼叫连接。作为对一个否定判断的响应，IP网络获取归属移动网的地址，并且利用IP网络和归属移动网建立主叫方和被叫移动方之间的呼叫连接。
根据本发明，提供了这样一种方法和通信网络，使得能够IP网络具备IP骨干网的功能，以用于直接把国际和长途呼叫传递到被叫移动方。
而且根据本发明，还提供了这样一种方法和通信网络，使得能够利用指示一个正在其归属移动网之外漫游的被叫移动方的当前位置的当前路由信息来更新IP网络。
附图简述连同附图一起参考随后的详细描述，可以更加完整地理解本发明的方法和设备，其中图1(现有技术)是说明利用IP网络完成到达被叫移动方的呼叫的常规方法流程图；图2是根据本发明说明通过利用IP网络直接把呼叫连接到被叫移动方的优选方法的基本步骤流程图；图3是根据图2中的步骤用于通过IP网络直接把呼叫传递到被叫移动方的示范通信网络框图；图4中给出当被叫移动方没有被主叫方呼叫、并且正在图3中所示通信网络内的目标移动网中漫游时，所起动的位置注册过程的信号顺序图；图5是说明直接把呼叫传递到位于通信网内的目标移动网中的被叫移动方的步骤的信号顺序图；图6是说明用于直接把呼叫传递到位于通信网内的归属移动网中的被叫移动方的步骤的信号顺序图；图7是说明IP网络内的关守(gatekeeper)框图，其中用于在图4所示位置注册过程期间，利用指示被叫移动方当前定位信息的路由信息来更新该IP网络的关守。
附图详述参看附图，在图2-7中，相同的数字表示相同的部分，其中根据本发明，阐述了一种优选方法200和一个示范通信网络300。
参考图2和3，其中给出用于说明通过IP网络308直接把呼叫传递到被叫移动方306(以“漫游”或者“未漫游”来表示)的方法200的基本步骤流程图，以及通信网络300的原理图。从步骤202开始，使用VoIP业务的主叫方304或318起动通过IP网络308传递到被叫移动方306的呼叫(例如长途呼叫或者国际呼叫)。主叫方可以是使用PSTN网络310的固定主叫方304，或者使用PLMN网络314c的移动主叫方318，见图3所示。
在步骤204，IP网络308判断被叫移动方306当前究竟是位于归属移动网314a之内，还是正在被称为目标移动网314b的另一个移动网内漫游。归属移动网314a就是被叫移动方306在这里注册以便接收电信业务的网络。如果被叫移动方306(“未漫游”)位于归属移动网314a之内，则在步骤206，在IP网络308以及特别是关守322(随后描述)中可以获得归属移动网的地址。在步骤208，直接把呼叫从IP网络308传递到归属移动网314a，从而建立在主叫方304或318与被叫移动方306(“未漫游”)之间的呼叫连接。
在步骤210以及当被叫移动方306(“漫游”)正在处于目标移动网314b之内时，IP网络308的关守322被用于去获得指示漫游被叫移动方当前位置的路由信息。为了能够获得这个“特定”被叫移动方306的路由信息，要求通常在主叫方304和318起动呼叫之前实行的位置注册过程期间(图4)，就要把当前正在漫游的所有“潜在”被叫移动方的路由信息都传送给关守322。换句话说就是，通过利用所有“潜在”漫游的被叫移动方的路由信息来更新关守322，就可以有效地避免那种如传统通信网络中所需要的(见图1的步骤108)、从归属移动网314a中获得路由信息的非期望的步骤。
最后在步骤212，通过在绕过归属移动网314a的情况下直接把呼叫从IP网络308传递到目标移动网314b，可以建立主叫方304和318与被叫移动方306(“漫游”)之间的呼叫连接。应该可以理解到，在主叫方304和318以及被叫移动方306(“漫游”)之间建立呼叫连接时绕过归属移动网314a，可以有效地减小如传统通信网络中需要的、与通过归属移动网传递呼叫所相关的额外信令和时延。
具体参考图3，其中给出了构成本发明通信网络300的多种可能配置当中的一种配置框图。为了描述的清晰性，其中有关通信网络300的各个部件之间信令的详细描述被推后到在通信网络整体结构的讨论中进行。
通信网络300可以包括固定主叫方304所使用的固定终端302和/或移动主叫方318所使用的移动终端317，通过IP网络308，它们利用VoIP业务起动要传递到被叫移动方306(以“漫游”和“未漫游”表示)的呼叫。如上所述，由于呼叫连接过程中使用IP网络的运营商并不需要向其它运营商支付使用它们的网络的费用，所以VoIP业务能够使得主叫方304或318以低廉的成本与被叫移动方306进行通信。
固定终端302(例如基于陆地的终端，PSTN/IDSN电话)被连接到PSTN/ISDN网络310，该网络又被连接到多个网关移动业务交换中心(GMSC)312a、312b和312c。每个GMSC 312a、312b和312c都可以起到PSTN/ISDN网络310与相应的PLMN 314a、314b和314c的接口的功能。类似地，PLMN网络314a、314b和314c也分别通过IP网关309a、309b和309c被连接到IP网络308。除此之外，PSTN/ISDN网络310还通过IP网关309d连接到IP网络308，该网关309d能够允许呼叫通过IP网络从固定方到达移动台。
每个PLMN网络314a、314b和314c都被连接到相应的归属定位寄存器(HLR)316a、316b和316c以及网关位置寄存器(GLR)324a、324b和324c。每个HLR316a、316b和316c都负责维护预约数据以及跟踪移动用户(例如预约了它们的特定PLMN网络的被叫移动方306和移动主叫方308)的当前位置信息。而每个GLR 324a、324b和324c要负责维护正在访问各自PLMN网络314a、314b和314c的与其它网络相关联的移动用户的预约数据。为了本讨论的清晰性，被叫移动方306预约了被称做归属移动网络的PLMN网络314a，而当漫游时，被叫移动方306位于被称做目标移动网的PLMN网络314b中。
每个HLR 316a、316b和316c能够跟踪其各自移动用户(特别是该移动用户所使用的移动终端)的当前定位信息；因为当一个移动终端进入到其它PLMN网络314a、314b或314c所提供服务的地理区域内时，它会起动向一个相应的访问移动交换中心(VMSC)320a、320b或320c的位置注册过程。更加特别的是，VMSC 320a、320b或320c通过相应的GLR 324a、324b或324c，向与漫游移动用户的归属移动网相关的特定HLR 316a、316b或316c发出通知，然后该特定HLR又会把指示移动终端当前定位的路由信息通知给关守322。这样，在主叫方304或318初始化呼叫之前，“潜在”漫游被叫移动方306的路由信息就已经被存储在关守322当中。
例如，当被叫移动方306进入到PLMN网络314b(“目标移动网”)提供服务的地理区域内时，它要向VMSC 320b以及GLR 324b进行注册，并且由GLR把被叫移动方的当前位置信息通知给HLR 316a和关守322(只给出一个)。如上所述，在固定主叫方304或移动主叫方318起动呼叫之前，指示被叫移动方306当前位置的路由信息就已经被发送给关守322。
应该可以理解到，已经参考个人数字蜂窝(PDC)和PSTN标准来描述通信网络300，但是本领域的技术人员也可以理解到，在其它标准中(例如全球移动通信系统(GSM))也可以利用本发明的原理。相应地，所描述的通信网络300不应该被限制在这些有限的方式之内。
参考图4，其中根据本发明说明当被叫移动方306漫游到目标移动网314b所提供服务的地理区域内时，所采用的定位注册过程的信号顺序图。而且此时，主叫方304和318都没有向被叫移动方306发起呼叫。
如图所示，在被叫移动方所使用的移动终端检测到它已经进入到目标移动网314b所提供服务的地理区域内时，被叫移动方306(“漫游”)向VMSC 320b发出位置注册信号402。该VMSC 320b判断被叫移动方306是一个访问者，并且启动认证过程，其中包括向GLR 324b发送认证信息信号404。认证信息信号404包括移动用户号码(MSN)以及与被叫移动方306所使用的移动终端相关的国际用户标识号(IMSI)。
为了响应接收到的认证信息信号404，GLR 324b向与归属移动网314a相关的HLR 316a发送一个包含MSN和IMSI在内的认证信息检索信号406。作为应答，HLR 316a通过GLR 324b发送一个包含认证密钥在内的响应信号408返回给VMSC 320b。然后VMSC 320b向被叫移动方306发送认证信号410，从而完成认证过程。
然后，VMSC 320b开始位置注册过程，向GLR 324b发送一个包含MSN和IMSI在内的位置注册信号412。GLR 324b为被叫移动方306分配一个标识当前路由信息的新漫游号码(RON)或者一个新的B号码，并且向HLR 316a发送一个扩展的位置注册信号414。该扩展的位置注册信号414中包括MSN、IMSI以及RON，所有这些都与被叫移动方306相关。VMSC/GLR与GLR/HLR之间的通信一般都是根据一个被称为移动应用部分(MAP)的协议来完成的。
为了响应接收到扩展的位置注册信号414，HLR 316a向关守322发送一个包含MSN和RON在内的更新信号416。HLR 316a还通过GLR 324b以及VMSC 320b向被叫移动方306发送一个包含业务数据和各种密钥在内的响应信号418。同样，为了能够根据本发明接收呼叫，所有漫游到PLMN 314b所覆盖区域内的访问移动终端都遵循类似的位置注册过程。
参考图5和图7，其中分别描述了把呼叫直接传递到位于目标移动网314b之内的被叫移动方306(“漫游”)的步骤中所要求的信号顺序流程图以及关守322。主叫移动方318(例如)通过向VMSC 320c发送建立信号502来发起一个去向位于目标移动网314b之内的被叫移动方306的呼叫。建立信号502中包括分配给被叫移动方306的B号码(例如图7中所示的MSN“25531234”)。
VMSC 320c对B号码进行分析，通过利用例如ISDN用户部分信令(ISUP信令)向IP网关309c发送IAM信号504从而建立呼叫。IAM信号504中包含被叫移动方306的B号码(例如MSN“25531234”)。然后IP网关309c利用Q.931信令(例如)向关守322发送包含B号码(例如MSN“25531234”)在内的建立信号506。
为了响应接收到建立信号506，关守322把接收到的MSN(例如MSN“25531234”)映射到相应的RON(例如图7所示的RON“33512345”)，该RON表示被叫方306正在一个不同于归属移动网314a的移动网(例如目标移动网314b)内漫游。可以通过把RON(例如RON“33512345”)映射到与所有PLMN网络314a、314b和314c相关的IP网关地址列表704中的方法来获得分配给目标移动网314b的地址(例如图7所示的地址“147.214.164.3”)。如果关守322不能把接收到的MSN(例如图7所示的MSN“25531234”)映射到相应的RON，则可以判断出被叫移动方306位于归属移动网314a当中(图6)。
此后，关守322向具备映射地址(例如地址“147.214.164.3”)的IP网关309b发送一个包含RON在内的建立信号508。IP网关309b利用例如ISUP信令向GMSC 312b发送包含RON在内的IAM信号510。GMSC 312b向GLR 324b发送包含RON在内的终止呼叫信息信号512。GLR324b把RON(例如RON“33512345”)映射回MSN(例如MSN“25531234”)，并且向GMSC 312b发送包含MSN在内的响应信号514和追踪路由号码(PRN)。
根据接收到响应信号514，GMSC 312b利用PRN去识别与被叫移动方306(“漫游”)相关的VMSC 320b。GMSC 312b向VMSC 320b发送包含B号码以及MSN(例如MSN“25531234”)在内的IAM信号，该VMSC又向被叫移动方306发送建立信号518。此后，利用IP网络308和目标移动网314b，在绕过归属移动网314a的情况下在漫游被叫移动方306与主叫移动方318之间建立起呼叫连接。
参考图6和图7，其中分别描述了把呼叫直接传递到位于归属移动网314a之内的未漫游被叫移动方306(“未漫游”)所需要的步骤的信号顺序图以及关守322。主叫移动方318(例如)通过向VMSC 320c发送建立信号602来始发一个去向位于归属移动网314a之内的被叫移动方306的呼叫。建立信号602中包括分配给被叫移动方306的B号码和MSN(例如图7中所示的MSN“12346328”)。
VMSC 320c对B号码进行分析，并通过利用ISUP信令(例如)向IP网关309c发送IAM信号604来建立呼叫。IAM信号604中包含被叫移动方306的B号码(例如MSN“12346328”)。然后IP网关309c利用Q.931信令(例如)向关守322发送包含B号码(例如MSN“12346328”)在内的建立信号606。
为了响应接收到建立信号606，关守322企图把接收到的MSN(例如MSN“12346328”)映射到相应的RON，在本实例中由于被叫移动方306位于归属移动网314a中，所以该RON并不存在。可以通过把MSN(例如MSNRON“12346328”)映射到IP网关地址列表704中，从而来获得分配给归属移动网314a的地址(例如图7所示的地址“147.214.164.1”)。由于被叫方306没有漫游，所以不会存在象图5中所描述的那种为了把RON映射到MSN而执行的位置注册过程，因此在此得知网络地址是非常重要的。
此后，关守322向具备映射地址(例如地址“147.214.164.1”)的IP网关309a发送包含MSN在内的建立信号608。IP网关309a利用例如ISUP信令向GMSC 312a发送包含MSN在内的IAM信号610。GMSC 312a向HLR 316a发送包含MSN在内的查询信号612，该HLR 316a会向GMSCa312a发送包含MSN和追踪路由号码(PRN)在内的响应信号613a。根据接收到响应信号613a，GMSCa 312a利用PRN去识别与被叫移动方306(“未漫游”)相关的VMSCa 320a。GMSCa 312a向VMSCa 320a发送包含B号码和MSN(例如MSN“12346328”)在内的IAM信号613b，该VMSCa320a又会向被叫移动方306发送建立信号614。此后，利用IP网络308和归属移动网314a在未漫游被叫移动方306和主叫移动方318之间建立呼叫连接。
现在参考图7，其中给出说明关守322的框图，该关守被加以改进以便用于存储标识被叫移动方306当前位置的路由信息(例如RON)。关守322一般具备的功能包括在对经过IP网关309a、309b、309c和309d接收到的来自主叫方304和318的呼叫(例如H.323IP语音呼叫)进行处理时，可以实现地址映射、接入允许控制和带宽管理等。
关守322中包括MSN列表702，后者之中包括分配给通信网络300中的各个运营商的若干系列MSN号码(例如MSN“2553xxxx”和“123xxxxx”)。MSN列表702被映射到IP网关列表704，其中至少包括一个分配给每个PLMN网络314a、314b和314c的地址。关守322中还包括一个RON列表706，后者之中包括位置注册过程中接收到的被叫方306(“漫游”)RON或者新的B号码。RON列表706被映射到MSN列表702，并且能够使得呼叫可以直接被连接到被叫移动方306(“漫游”)，而不必象传统通信网络那样要求在循环中包括归属移动网314a。
应该可以理解到，通信网络300中可以包括多个关守322(这里只画出一个)，从而使每个PLMN网络都可以配备一个专用关守322。在这种配置中，从HLR发出的路由信息(例如RON)可以直接被发送给专用于与该HLR相关的同一PLMN网络的关守。
根据上述，本领域的技术人员可以容易地理解到，本发明所提供的方法和通信系统还能够使互联网具备IP骨干网的功能，从而可以直接向被叫移动方传递国际和长途呼叫。
尽管在附图和上述的详细描述中仅仅是给出并且描述了本发明方法和设备的一个实施例，但是应该可以理解到，本发明不仅局限于在此所阐述的实施例，而且能够呈现出各种重新设计、修改以及替换，而不脱离随后权利要求中所提出并且定义的本发明的精神实质。
权利要求
1.直接把呼叫从主叫方传递到被叫移动方的方法，该方法包括如下步骤判断被叫移动方当前是否正在漫游；以及如果是在漫游，则获取目标移动网的地址；以及利用IP网络和目标移动网，在绕过被叫移动方的归属移动网的情况下连接主叫方和被叫移动方之间的呼叫；以及如果该被叫移动方当前没有漫游，获取归属移动网的地址；以及利用IP网络和归属移动网，连接主叫方和被叫移动方之间的呼叫。
2.权利要求1的方法，其中该判断被叫移动方是否当前正在漫游的步骤中还包括判断被叫移动方的移动用户号码是否与存储在IP网络内的漫游号码相对应的步骤。
3.权利要求2的方法，其中该获取目标移动网地址的步骤还包括把漫游号码映射到与目标移动网相关的地址。
4.权利要求2的方法，其中该获取归属移动网地址的步骤还包括把移动用户号码映射到归属移动网相关的地址。
5.直接把呼叫从主叫方传递到与移动用户的方法，该方法包括步骤当移动用户漫游到非归属移动网的其它移动网中时，要利用移动用户相关的当前位置信息对IP网络进行更新；利用当前位置信息，判断移动用户当前占据的目标移动网；以及通过IP网络和目标移动网，在绕过移动用户的归属移动网的情况下建立主叫方和移动用户之间的呼叫连接。
6.权利要求5的方法，其中该当前位置信息中还包括漫游号码，而且该更新步骤中还包括把移动用户的移动用户号码映射到漫游号码上的步骤。
7.权利要求6的方法，其中该更新步骤还包括在位置注册过程中在归属移动网分配漫游号码，并且在主叫方初始化到达被叫移动方的呼叫之前把该漫游号码发送给IP网络。
8.权利要求7的方法，其中该判断目标移动网的步骤还包括在IP网络中通过把漫游号码映射到目标移动网相关地址来获得目标移动网的地址。
9.权利要求8的方法，其中该连接步骤还包括在目标移动网内把漫游号码映射到移动用户的移动用户号码，并且把呼叫传递到移动用户。
10.用于直接把呼叫从主叫方传递到被叫移动方的通信网络，该通信网络包括一个包含关守在内的IP网络；一个归属移动网，用于在主叫方初始化到达被叫移动方的呼叫之前利用被叫移动方的当前位置信息去更新关守；一个目标移动网，其中该关守通过维护当前位置信息可以判断出目标移动网的地址，从而可以利用IP网络和目标移动网，在主叫方和当前漫游在目标移动网内的被叫移动方之间建立呼叫连接。
11.权利要求10的通信网络，其中该当前位置信息中还包括一个漫游号码或者一个新的B号码。
12.权利要求11的通信网络，其中为了能够判断与目标移动网的相关地址，该关守还包括一个列表，该列表被配置成可使漫游号码与移动用户的移动用户号码相关。
13.权利要求12的通信网络，其中该移动用户号码还包括一个B号码。
14.权利要求12的通信网络，其中该归属移动网还包括一个归属位置寄存器，用户在位置注册过程期间分配漫游号码，并且在主叫方起动去向被叫移动方的呼叫之前向IP网络发送该漫游号码。
15.权利要求10的通信网络，其中该主叫方还包括固定主叫方或者移动主叫方。
16.IP网络中所使用的、用于使得呼叫可以直接从主叫方被传递到被叫移动方的关守，该关守中包括用于维护归属移动网的地址、目标移动网的地址、移动用户号码和漫游号码的列表；用于当被叫移动方漫游于归属移动网之外时把移动用户号码映射到漫游号码的装置；一种装置，用于把漫游号码映射到目标移动网地址，从而可以利用IP网络和目标移动网，在绕过归属移动网的情况下建立主叫方和位于目标移动网内的被叫移动方之间的呼叫连接。
17.权利要求16的关守，其中该移动用户号码中还包括B号码。
18.权利要求16的关守，其中该漫游号码中还包括一个在主叫方起动去向被叫移动方的呼叫之前所执行的位置注册期间从归属移动网所接收到的新的B号码。
19.权利要求16的关守，其中该主叫方还包括固定主叫方或者移动主叫方。
全文摘要
本发明提供利用IP网络(308)直接把呼叫从主叫方(318)传递到被叫移动方(306)的方法(200)和移动网络(300)。更加特别的是,该方法(200)包括在IP网络(308)中判断被叫移动方(306)当前是否正在归属移动网(314a)之外漫游的步骤。为了响应肯定判断,IP网络(308)可以得到被叫移动方(306)当前所占据的目标移动网(314a)的地址,并且可以在绕过归属移动网(314a)的情况下利用IP网络(308)和目标移动网(314a)建立主叫方(318)与被叫移动方(306)之间的呼叫连接。为了响应否定判断,在IP网络(308)可以得到归属移动网(314a)的地址,并且可以利用IP网络(308)和归属移动网(314a)建立主叫方(318)和被叫移动方(306)之间的呼叫连接。
文档编号H04L12/66GK1338177SQ9981647
公开日2002年2月27日 申请日期1999年12月30日 优先权日1999年1月12日
发明者D·安德松, T·卡尔松 申请人:艾利森电话股份有限公司