专利名称：用基于分组的链路向边沿小区内的移动单元传送来话呼叫的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及无线通信系统领域，更具体说，是涉及使处于边沿小区情况的移动单元，用基于分组的链路接收来话呼叫的系统和方法。
背景技术：
自早期的无线通信以来，就已存在边沿小区(border cell)情况。一种边沿小区的情景是，移动单元听到来自一个基站的寻呼，而向另一个基站提供寻呼响应。另一种边沿小区的情景是，已经在一个基站登记的移动单元，移动到另一个基站，没有把它的新位置向刚刚传送呼叫的网络重新登记(或该网络不是已经确认该重新登记的网络)。这些情景阻止该网络成功地向该移动单元传送呼叫，因为该网络关于移动单元位置的知识没有及时更新。网络预期移动单元定位在它最后登记的地方，而该移动单元此后移动至不同基站服务的新位置(如边沿小区)。不成功的呼叫传送，其净作用是减少服务的话务员一连串的收入。
边沿小区问题最为恶化的情况，是在向预期的位置及向新的位置发出呼叫的基站，受不同的移动交换中心(MSC)控制，例如，这种情况出现在移动单元在不同通信系统间漫游时。向预期的位置和向新位置发出呼叫的MSC，被分别称为发出MSC(Serving MSC，“SMSC”，即发出移动交换中心)和边沿MSC(Border MSC，“BMSC”，即边沿移动交换中心)。迄今，克服边沿小区问题的努力，依赖于邻接的MSC/系统之间的专用话路。例如，系统间运行(Intersystem Operations)的ANSI-41标准，规定SMSC和BMSC之间专用话路的使用，以便提供中间的呼叫路径，把来话呼叫引导至边沿小区中的移动单元。这样一种使用专用话路的链路，亦称“电路交换”链路。最后呼叫的调整，表现为传送给SMSC的、继之由系统间“硬”越区切换至BMSC的呼叫，在BMSC上，该呼叫使用的声码器和语音处理资源由BMSC建立。
这样产生的一个问题是，邻接MSC/系统之间的专用话路，对服务供应商的购买、安装和/或维护，是较为昂贵的。服务供应商希望使用看来比电路交换链路更有效的基于分组的链路，向边沿小区中的移动单元传送来话呼叫。分组链路的例子，包括异步传递方式(ATM)、帧中继、或互连网协议(IP)链路。这些基于分组的链路，随着无线工业从传统的、基于电路交换技术转移至基于分组交换技术，早已(或将很快)在许多网络中存在，虽然当时没有规定把它们用于边沿小区情况。
发明内容
本发明的系统和方法的实施例，给出用基于分组的链路，把来话呼叫传送至边沿小区的移动单元，从而为服务供应商免除必须购买和维护连接边沿小区的专用话路。
在一个实施例中，提供的一种通信系统包括发出移动交换中心(SMSC)，边沿移动交换中心(BMSC)，和链接该SMSC和BMSC的分组网络。SMSC在为某一移动单元接收来话呼叫时，能用于确定该移动单元已经漫游至该SMSC服务地区之外。SMSC包括适用于为来话呼叫分配话音处理资源的声码器。在响应SMSC的询问时，BMSC能用于确定该移动单元是在该BMSC服务的地区内，并把该结果通知SMSC。分组链路建立在SMSC与响应SMSC向之发送声码器分组地址的BMSC之间，接着，该BMSC把该分组地址发送至与移动单元通信的基站。
在另一个实施例中，提供一种把来话呼叫连接至边沿小区上的移动单元的方法。在SMSC上为某一移动单元接收来话呼叫，并确定该移动单元正在由BMSC服务。在SMSC上为来话呼叫分配处理资源，和在BMSC上为移动单元指定业务信道资源。在被分配资源的SMSC与被分配资源的BMSC之间建立分组链路，然后把来话呼叫与该分组链路连接。
在又一个实施例中，提供一种方法，用于设立一种引导至移动单元的来话呼叫，其中，该移动单元已经离开第一基站覆盖地区漫游，到达某一边沿基站覆盖地区，该第一基站涉及发出移动交换中心(SMSC)控制的基站，而该边沿基站涉及边沿移动交换中心(BMSC)控制的基站。从SMSC向BMSC发送系统间调整请求消息。该系统间调整请求消息，包括数据链路连接标识符(DLCI)，该标识符指出SMSC为来话呼叫指定的声码器资源分组地址。把DLCI发送至BMSC控制的基站，使该基站在声码器资源分组地址(由SMSC指配)和与移动单元通信的业务信道之间，建立分组链路。BMSC向SMSC发送系统间调整响应消息，该消息指出分组链路已经建立，并在移动单元回答时，SMSC把来话呼叫与该分组链路连接。
本发明前述的与其他的优点，在阅读下面详细的说明和在参照附图后，将变得一目了然，附图中图1是按照现有技术的通信系统方框图，表明边沿小区的情景，其中，呼叫是通过专用话路传送至边沿小区的；图2是按照本发明的通信系统方框图，表明边沿小区的情景，其中，呼叫是通过分组网络传送至边沿小区的；图3按照本发明的一个实施例，画出在边沿小区情况中，SMSC与BMSC之间交换的ANSI-41消息的消息序列图；图4按照本发明的一个实施例，画出用分组网络把来话呼叫与边沿小区连接的流程图。
具体实施例方式
现在转到各图，首先参照图1，图上按照现有技术，表明边沿小区情景下的通信系统100。通信系统100包括与发出MSC(“SMSC”)104连接的电话网络(如图所示，是公共交换电话网络(PSTN)102)。SMSC 104在边沿MSC(“BMSC”)106附近。SMSC和BMSC各与一个或多个(图上画出一个)基站108连接，基站向漫游进入相应地理区域110的移动单元，提供电信的和其他的服务，这些地理区域110各称为“小区”或“小区扇区”(按照本文的用法，“边沿小区”或“边沿MSC”是指发出SMSC/小区的漫游距离内的小区/MSC，但不一定指就在发出SMSC/小区的附近(或“比邻”))。
在边沿小区的情景下，PSTN 102是指向某一移动单元的来话呼叫的信源，该移动单元相信在SMSC 104的地理区域范围内，但该移动单元事实上已经漫游至BMSC 106控制的边沿小区。为最好地说明边沿小区的情景，只画出单个移动单元114，驻留在BMSC 106控制/服务的边沿小区110内。为本实施例的目的，假定移动单元114是从PSTN 102路由至SMSC 104的来话呼叫的目标(如图所示，标记“话音/承载路径”的箭头，指出来话呼叫的路径)。
在边沿小区情景下的来话呼叫，可以包括，但不限于由PSTN102始发的话音、视频和/或数据呼叫、电子邮件、寻呼服务、短消息服务、电子商务、定位服务、或分组数据服务。在PSTN 102内，呼叫的信源可以包括，通过举例而不作为限制无线或有线电话、传真机、个人数字助手(PDA)、计算机等等。作为目标的移动单元114可以包括，不加限制地蜂窝无线电/电话、膝上计算机、双向无线电、PDA、等等。众所周知，PSTN 102提供呼叫控制、编码、和交换功能，把来话呼叫路由至SMSC 104。
把呼叫引导至SMSC 104是因为，在从PSTN传送呼叫时，相信移动单元114是由SMSC 104服务的。例如，如果移动单元114是向SMSC 104登记的，还没有向SMSC 106重新登记，就出现这种情形。众所周知，HLR/VLR数据库(未画出)是由通信系统100维护的，用于跟踪各移动单元在各区域中的位置。在边沿小区的情况下，HLR/VLR的数据指出，该移动单元正由SMSC 104服务。通信系统100依靠HLR/VLR的数据来确定目标移动单元的位置，并据此引导来话呼叫从PSTN到SMSC 104。
一般说来，通过把来话呼叫格式转换为无线协议，才使无线通信成为可能。利用该协议，移动单元114与基站108通过RF资源112通信。无线协议的例子包括，例如，码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、通用分组无线电业务(GPRS)、高级移动电话业务(AMPS)、和通用移动通信系统(UMTS)。为本例的目的但不为限制，假定通信系统100使用CDMA协议。因此，在本例中，RF资源112包括码分调制信号，而SMSC 104、BMSC 106、及基站108，装备有适当的硬件、软件、和处理功能，用于处理向移动单元114的CDMA呼叫。在SMSC 104和BMSC 106方面，这些资源包括适用于处理CDMA呼叫的声码器和帧选择器资源118。
SMSC 104和BMSC 106还包括各分组交换机120、T1/E1接口122、和帧中继接口124(画出一个)。分组交换机120由链路128连接至ATM互连网络116(通常在CDMA网络中)。T1/E1接口122把SMSC 104和BMSC 106连接至专用话路126(通常是T1或E1链路)。帧中继接口124把BMSC 106连接至BMSC 106与基站108之间的帧中继链路130(通常在CDMA网络中)。
在收到来话呼叫时，SMSC 104寻呼移动单元114，因为移动单元114现在已经漫游至与BMSC 106有关的地区，所以移动单元对寻呼没有响应。SMSC 104解释没有响应，确定移动单元114不再在SMSC 104的范围内。SMSC 104尚不知道移动单元114的真实位置。在试图确定移动单元114的位置中，SMSC 104向BMSC 106发送系统间寻呼请求。BMSC 106响应该系统间寻呼请求，寻呼移动单元114。移动单元114响应该寻呼，从而向BMSC 106表明，移动单元114是在BMSC 106的控制中。然后，BMSC 106向SMSC 104发送系统间寻呼响应消息，向SMSC 104指出，移动单元114正接受BMSC 106的服务。该系统间寻呼请求和系统间寻呼响应，最好与美国国家标准学会公布的ANSI-41协议兼容。
响应该系统间寻呼响应，SMSC 104分配专用话路126，以便为来话呼叫向BMSC 106提供中间链路。SMSC 104向BMSC 106发送系统间调整请求消息(同样是ANSI-41可兼容的)，指出用于该中间呼叫传送的话路126的标识。BMSC 106为该呼叫提供声码器和帧选择器资源。然后，BMSC 106建立与基站108的连接，并把专用话路126与该基站的连接链接。
更具体说，如图所示，来话呼叫从T1/E1接 122路由至BMSC的方框118。BMSC在方框118上保留或指定分组地址(通常是指作为数据链路连接标识符(“DLCI”))，用于标识该呼叫使用的声码器资源。BMSC把该DLCI传递给基站108，由此建立分组链路130，基站108可以据此向具有该DLCI作为地址或标题的BMSC传送分组，而BMSC将用与该DLCI有关的声码器及帧选择器资源，处理这些分组。
因此，概言之，按照现有技术的示于图1的通信系统100，专用话路126依靠把来话呼叫路由至边沿小区情景下的移动单元114。呼叫的调整表现为呼叫的传送继之是系统间的硬越区切换，由此，边沿小区BMSC(移动单元114实际定位的地方)为该呼叫建立声码器和帧选择器语音处理资源。下面将在图2中更详细说明，本发明的一个实施例，用基于分组的链路来适应通信系统200中的边沿小区情景，就是说，不依靠SMSC与BMSC之间的专用话路。呼叫的调整表现为系统间软越区切换继之是初级的小区传递，由此，呼叫的声码器和帧选择器语音处理资源由发出MSC(首先相信移动单元定位的地方)建立。
现在参考图2，通信系统200包括在边沿MSC(“BMSC”)206附近的发出MSC(“SMSC”)204。SMSC与BMSC各连接至一个或多个(画出一个)基站208，以便向在各个地理区域210漫游的移动单元，提供电信或其他服务，基本上与图1的说明相同。
在边沿小区的情景下，PSTN 202是指向移动单元214的来话呼叫的信源。来话呼叫首先引向SMSC 204(相信移动单元定位的地方)，但该移动单元已经漫游至BMSC 206的基站208覆盖的地区。移动单元214通过RF资源212与基站208通信。来话呼叫可以包括，但不限于由PSTN 202始发的话音、视频和/或数据呼叫、电子邮件、寻呼服务、短消息服务、电子商务、定位服务、或分组数据服务。来话呼叫的信源可以包括，但不限于无线或有线电话、传真机、个人数字助手(PDA)、计算机等等，而作为目标的移动单元214可以包括，但不限于蜂窝无线电/电话、膝上计算机、双向无线电、PDA、等等。
为本例的目的但不为限制，假定基站208和移动单元214用CDMA协议通信。因此，在本例中，RF资源212包括码分调制信号，而SMSC 204、BMSC 206、基站208、及移动单元214都装备有适当的硬件、软件、和处理功能，用于处理CDMA呼叫。在SMSC204和BMSC 206方面，这些资源包括声码器和帧选择器资源218。但显然，CDMA以外的协议(包括但不限于TDMA、GSM、GPRS、AMPS、和UMTS)同样可以使用。
SMSC 204和BMSC 206还包括各分组交换机220和帧中继接口224(画出一个)。分组交换机220由链路228连接至分组网络216。为获得最大的成本节省/利益，该分组网络216最好包括先前已有的分组网络，如在CDMA网络中通常都有的ATM互连网络。但是，一般说来，分组网络216可以包括虚拟的任何类型网络、新的或先前已有的支持基于分组协议的协议，如，举例说，互连网协议(IP)、ATM或帧中继。帧中继接口224把BMSC 206与BMSC206和基站208之间的帧中继链路230(通常在CDMA网络中)连接。另外，BMSC 206和基站208可以通过IP、ATM、或电路交换链路连接。
已经指出，通信系统200不依靠SMSC和BMSC之间的专用话路。因此，图2中没有画出这类话路或T1/E1接口。
图3和图4分别画出，用图2所示类型通信系统中的分组网络，向边沿小区内的移动单元传送来话呼叫的消息序列和方法。为简便起见，该方法(图4)和消息序列(图3)基本上是同时说明的。图4各步骤和图3的消息，在有可能应用的地方，是用存储在通信系统200的SMSC 204、BMSC 206、基站208、和/或移动单元214内的软件应用程序实现的。
现在先参考图4，方法在步骤402开始，相信该移动单元是在SMSC 204的服务地区，所以SMSC 204为某一移动单元(如移动单元214)接收来话呼叫。SMSC 204在步骤404寻呼该移动单元，并按预定的时间周期等待响应，这在本领域是熟知的。如果寻呼被回答，则在步骤406确定，该移动单元事实上在SMSC 204的服务区域内(即与SMSC的基站(未画出)通信)，然后，在步骤408，SMSC 204按通常方式终接该呼叫，或把呼叫连接至SMSC基站。但是，如果寻呼没有被回答(或至少没有传递到SMSC)，SMSC 204确定，该移动单元不再在SMSC的服务之内。SMSC 204还不清楚移动单元的实际位置。
在试图确定作为目标的移动单元214的位置时，在步骤410，SMSC向BMSC 206发送系统间寻呼请求302。在步骤412，BMSC206响应该系统间寻呼请求302，寻呼移动单元214。在步骤414，移动单元214回答寻呼，从而向BMSC 206指出，移动单元214是在BMSC 206的控制之内。紧接着，在步骤416，BMSC 206为移动单元214分配业务信道。就是说，BMSC 206保留基站208和移动单元214之间的RF资源212，以支持该来话呼叫。然后，在步骤418，BMSC 206向SMSC 204发送系统间寻呼响应消息304，指出移动单元214正在由BMSC 206服务，并指出基于分组的调整可以使用。系统间寻呼请求302和系统间寻呼响应304，最好与美国国家标准学会公布的ANSI-41协议兼容。
在收到系统间寻呼响应304后，SMSC 204在步骤420为该呼叫分配有效负荷处理资源(如声码器、帧选择器、DLCI)。更具体说，SMSC使用方框218(图2)来保留或指定分组地址(或DLCI)，用于标识将被该呼叫使用的声码器资源。紧接着，在步骤422，SMSC向BMSC 206发送系统间调整请求306。在本优选实施例中，系统间调整请求306包括作为参数的DLCI，因此向BMSC206指出，SMSC 204已经为该呼叫指定有效负荷处理资源。
在步骤424，BMSC 206向BMSC的基站208提供(从SMSC接收的)该DLCI。基站208使用该DLCI建立基于分组的呼叫路径，该路径经过分组链路230、228，到达SMSC的声码器/帧选择器方框218。基于分组的呼叫路径由此定义被分配资源(如SMSC的声码器/帧选择器资源)的SMSC与被分配资源(如基站208的业务信道)的BMSC之间的话音/承载路径。
在步骤426，BMSC 206提示(即振铃)移动单元214。在步骤428，BMSC 206向SMSC 204发送系统间调整响应消息308，由此通知SMSC 204，BMSC 206已经设立从被分配资源的SMSC到被分配资源的BMSC的话音链路。在步骤430，如本领域所熟知的，移动单元214通过压下“发送”按钮或其他装置，回答呼叫。在步骤432，BMSC 206向SMSC 204发送系统间回答调用消息310，从而通知SMSC 204，移动单元214已经回答呼叫。然后，在步骤434，SMSC 204向BMSC 206发送系统间回答响应312，确认移动单元的回答。然后，SMSC 204把来话呼叫连接至声码器/帧选择器方框218上的分组链路，从而完成连至该移动单元的呼叫路径。
本发明可以在不违背其精神或基本特性的情况下，用其他具体的形式体现。说明的实施例应认为在所有方面都只是示例性的，不应认为是限制。因此，本发明的范围由附于后面的权利要求书指定，而不是由前面的说明指定。所有与权利要求书等价的意义和界限内的变化，都包含在它们的范围内。
权利要求
1.一种在包括多个移动交换中心的通信系统中使用的方法，本方法包括在该多个移动交换中心的发出移动交换中心(SMSC)上，为某一移动单元接收来话呼叫；确定该移动单元是在该多个移动交换中心的边沿移动交换中心(BMSC)的服务位置内；在该SMSC上为来话呼叫分配处理资源，由此定义被分配资源的SMSC；在该BMSC上为移动单元分配业务信道资源，由此定义被分配资源的BMSC；建立被分配资源的SMSC与被分配资源的BMSC之间的分组链路；和把来话呼叫与分组链路连接，从而把移动单元与来话呼叫连接。
2.按照权利要求1的方法，其中确定该移动单元是在BMSC服务位置内的步骤，包括步骤从SMSC向BMSC发送系统间寻呼请求；和SMSC从BMSC接收系统间寻呼响应，该响应指出移动单元在BMSC服务位置内。
3.按照权利要求2的方法，其中的系统间寻呼请求和系统间寻呼响应，包括ANSI-41可兼容的消息。
4.按照权利要求1的方法，其中分配处理资源的步骤，包括在SMSC上为呼叫分配声码器资源。
5.按照权利要求1的方法，其中分配业务信道资源的步骤，包括建立移动单元与能连接至BMSC的基站之间的空中接口。
6.按照权利要求5的方法，其中建立分组链路的步骤，包括从SMSC向BMSC发送系统间调整请求，该请求包括定义被分配资源的SMSC分组地址的数据链路连接标识符(DLCI)；从BMSC向该基站发送该DLCI，该基站用该DLCI来建立分组链路；和由SMSC从BMSC接收指出分组链路已经建立的系统间调整响应。
7.按照权利要求6的方法，其中的系统间调整请求和系统间调整响应，包括ANSI-41可兼容的消息。
8.一种用于设立指向某一移动单元的来话呼叫的方法，其中，该移动单元已经从第一基站的覆盖地区，漫游至边沿基站的覆盖地区，该第一基站涉及发出移动交换中心(SMSC)控制的基站，该边沿基站涉及边沿移动交换中心(BMSC)控制的基站，该方法包括从SMSC向BMSC发送系统间调整请求消息，该系统间调整请求消息包括数据链路连接标识符(DLCI)，为来话呼叫指出SMSC指定的声码器资源的分组地址；向BMSC控制的基站发送该DLCI，该基站已经为与该移动单元的通信建立业务信道，该基站由此建立声码器资源分组地址和业务信道之间的分组链路；从BMSC向SMSC发送系统间调整响应消息，该系统间调整响应消息指出分组链路已经建立；和由SMSC把来话呼叫与该分组链路连接。
9.按照权利要求8的方法，其中的系统间调整请求和系统间调整响应，包括ANSI-41可兼容的消息。
10.一种通信系统，包括发出移动交换中心(SMSC)，能在为某一移动单元接收来话呼叫时，确定该移动单元已经漫游至该SMSC服务地区之外，该SMSC包括适于为来话呼叫分配话音处理资源的声码器；边沿移动交换中心(BMSC)，能响应SMSC的询问，确定该移动单元是在BMSC服务地区之内，并通知SMSC，该移动单元是在BMSC服务地区之内；与该BMSC连接的基站，用于向移动单元提供无线链路；和分组网络，用于提供SMSC与BMSC之间的分组链路，该分组链路的建立，是响应SMSC向BMSC发送的声码器的分组地址，和BMSC向基站发送的分组地址的结果。
全文摘要
一种用基于分组的链路，向边沿小区内的移动单元传送来话呼叫的系统和方法。在发出移动交换中心(SMSC)(204)上，为被边沿移动交换中心(BMSC)(206)服务的边沿小区中的某一移动单元(214)，接收来话呼叫。该SMSC使用声码器/帧选择器(218)，为来话呼叫分配(420)处理资源，并指定数据链路连接标识符(DLCI)，以标识用于该呼叫的声码器资源。SMSC把该DLCI发送(422)至BMSC，同时BMSC通过附属的基站(208)，为该呼叫指配业务信道资源。BMSC向该基站提供(424)该DLCI，使该基站建立声码器与业务信道资源之间的分组链路。之后，该BMSC呼叫(426)该移动单元。在该移动单元回答(430)并且该BMSC以此通知(432)SMSC之后，该SMSC把来话呼叫与分组链路连接，从而完成连至该移动单元的呼叫路径。
文档编号H04W92/02GK1489397SQ0315483
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月20日 优先权日2002年8月21日
发明者玛丽·沃恩莫·陈, 玛丽 沃恩莫 陈 申请人:朗迅科技公司