专利名称：一种加密模式下系统切换的实现方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域的呼叫切换，尤其涉及一种加密模式下系统切换的实现方法。
背景技术：
在目前通信网络系统中，尤其在3G网络系统建设初期，其覆盖面不够广，2G网络系统和3G网络系统并存。发起呼叫的用户在一次呼叫过程中，有可能跨越两个网络系统，为了保证用户通话不中断，就需要进行2G和3G网络系统之间的切换。
在WCDMA(Wide-band Code Division Multiple Access；宽带码分多址接入系统)网络中为了保护用户的标识信息与通话内容的安全性，不但有网络鉴权用户的功能，还增加了用户鉴权网络的功能，增加了完整性保护功能。同时增加了密钥的长度，使用更加强壮的加密算法和完整性算法。因此在WCDMA网络下通信，其安全性得到的有效的保证。同时WCDMA定义了UMTS(Universal Mobile Telecommunications System通用移动通信系统)和GSM(Global System for Mobile Communications；全球移动通信系统)系统间密钥相互转换算法，以保证发生系统间切换后其通信还是加密模式下进行。
移动终端(MS)在加密模式下发起呼叫，发生从源3G系统到目标2G系统间切换时，要在系统间传递加密信息(如密钥Kc，支持/许可的GSM加密算法)，以保证通信在源3G系统的无线网络控制器(RNC)到目的2G GSM BSS(基站子系统)切换时还是在加密模式下继续通信。GSM BSS收到切换请求消息后，选定一个支持的GSM加密模式，通过切换命令消息由3G RNC(无线网络控制器)发送给MS。3G UMTS-＞2G GSM切换成功后，由于此时MS已不在源3G RNC中存在，因此在源3G RNC中不再有该MS的UTRAN(UMTSTerritorial Radio Access Network，UMTS陆地无线接入网)能力信息。当MS再次从2G BSC切换到3G源RNC或其他RNC时，由于在3G RNC中没有该MS的UTRAN能力信息，无法获知该MS支持的加密信息，会导致切换失败，因此，使MS不能在3G UMTS-＞2G GSM-＞3G UMTS系统中反复切换成功。
发明内容
本发明提供一种加密模式下系统切换的实现方法，用以解决现有技术中存在的MS在3G-＞2G-＞3G系统中反复发生切换时会导致切换失败的问题。
本发明方法包括网络实体获取并保存从源3G系统切换到目标2G系统后的移动终端(MS)的UTRAN能力信息；以及在所述MS从目标2G系统切换回源3G系统时，将所述UTRAN能力信息发送给所述源3G系统的无线网络控制器(RNC)，由所述RNC从该UTRAN能力信息中获得MS的加密信息进行系统切换。
根据本发明的上述方法，当MS从所述3G系统切换到2G系统后，由3G系统中的网络实体或2G系统中的网络实体向该MS下发获取其UTRAN能力信息的请求。
所述3G系统中的网络实体为3G系统中的移动交换中心或移动交换服务器(3G系统MSC/MSC Server)；所述2G系统中的网络实体为2G移动交换中心或基站控制器(2G系统MSC/BSC)。
根据本发明的上述方法，所述MS上报其UTRAN能力信息给所述2G系统BSC；所述2G系统BSC将所述MS的UTRAN能力信息存储在本地。
根据本发明的上述方法，通过向MS下发类标请求消息(ClassmarkRequest)获取该MS的UTRAN能力信息。
根据本发明的上述方法，若所述2G系统MSC/BSC具有发送类标请求消息能力，则由2G系统MSC/BSC发送所述类标请求消息给MS。
若所述2G系统MSC/BSC具有发送类标请求消息能力，当所述2G系统MSC/BSC根据3G系统MSC/MSC Server下的位置区的服务区标识(SAI)判断出所述3G系统MSC/MSC Server没有能力下发类标请求消息时，则由2G系统MSC/BSC发送所述类标请求消息给MS。
若所述2G系统MSC/BSC和3G系统MSC/MSC Server其中之一具有发送类标请求消息能力，则由具有发送类标请求消息能力者发送所述类标请求消息给MS；若所述2G系统MSC/BSC和3G系统MSC/MSC Server都具有发送类标请求消息能力，则任选其中之一发送所述类标请求消息给MS。
若由所述3G系统MSC/MSC Server向MS下发获取其UTRAN能力信息的请求，则通过所述2G系统MSC/BSC转发该请求消息给所述MS。
根据本发明的上述方法，在MS由3G系统切换到2G系统流程中，由3G系统MSC/MSC Server发送携带3G系统加密信息的切换请求消息给2G系统MSC/BSC；2G系统MSC/BSC向3G系统MSC/MSC Server返回切换请求确认消息，携带2G系统MSC/BSC选定的一种2G加密模式；3G系统MSC/MSC Server将所述选定的2G加密模式通过切换命令消息由3G系统RNC发送给MS，进行系统切换。
根据本发明的上述方法，在MS由3G系统切换到2G系统流程中，请求切换的MS所在的无线网络子系统(RNS)，通过Iu接口向所述3G系统MSC/MSC Server上报重配置请求消息；所述3G系统MSC/MSC Server收到所述RNS上报的重配置请求消息后，若判断出请求切换到的2G系统BSC与所述3G系统MSC/MSC Server属于同一交换局，则通过A接口向2G系统BSC发送一个2G网络的切换请求消息；2G系统BSC向3G系统MSC/MSC Server返回携带其选定的一种2G加密模式的切换请求确认消息。
根据本发明的上述方法，在MS由3G系统切换到2G系统流程中，请求切换的MS所在的无线网络子系统(RNS)，通过Iu接口向所述3G系统MSC/MSC Server上报重配置请求消息；所述3G系统MSC/MSC Server收到所述RNS上报的重配置请求消息后，若判断出请求切换到的2G系统BSC与所述3G系统MSC/MSC Server不属于同一交换局，则3G系统MSC/MSC Server将发送的2G网络的切换请求消息打包，通过E接口发送给2G系统BSC所属的移动交换中心(2G系统MSC)；由2G系统MSC向2G系统BSC发起切换请求；2G系统BSC完成无线资源准备后，向3G系统MSC/MSC Server返回携带选定的一种2G加密模式的切换请求确认消息。
根据本发明的上述方法，所述MS的UTRAN能力信息通过2G系统BSC发送给3G系统MSC/MSC Server的切换请求消息中定义的源RNC到目标RNC透明信息信元携带。
本发明有益效果如下(1)采用本发明方法能保证用户从3G切换到2G网络，再从2G切换到3G网络时，用户正常通话，提高了用户的满意度。
(2)本发明提高了3G网络的竞争力，尤其是在3G网络的建设初期，可以充分使用现有2G网络的优良资源，为用户提供有效服务。
(3)提高了系统兼容性，3G MSC Server兼容不同厂家的2G MSC/BSC，实现灵活处理。
图1为局内从UMTS系统到GSM系统的切换流程图；图2为局间从UMTS系统到GSM系统的切换流程图；
图3为本发明方法流程图之一；图4为本发明方法流程图之二。
具体实施例方式
下面以UMTS系统切换到GSM系统为例，对具体的切换流程加以详细说明。
参见图1，为同一个交换局内从UMTS系统到GSM系统的切换流程图，其具体流程包括步骤1、用户终端(UE，在本实施例中为移动终端)在3G网络下发起呼叫，在要切换时无线网络子系统RNS-A通过Iu接口向3G网络的移动交换中心3G_MSC-A上报重配置请求(Iu-Relocation-Required)消息，要求3G_MSC-A发生切换；步骤2、3G_MSC-A收到RNS-A上报的Iu-Relocation-Required消息后，若3G_MSC-A判断出2G目标基站控制器为属于3G_MSC-A同一交换局的2G基站控制器(若目标基站控制器不是3G_MSC-A所在交换局的下属基站控制器，则执行图2所示流程，在下文中进行详细描述)，则根据RNS-A发起的Iu-Relocation-Required消息，产生2G切换请求(A-Handover-Request)，通过A接口发送给2G目标基站控制器BSS-B，要求目标基站控制器BSS-B为要切换的用户终端准备无线资源；步骤3、目标基站控制器BSS-B完成无线资源准备后，给3G_MSC-A返回切换请求确认消息(A-Handover-Request-Ack)；步骤4、3G_MSC-A给RNS-A下发重配命令(Iu-Relocation-Command)；步骤5、RNS-A通过空中接口下发切换命令(RRC-HO-Command)，要求用户终端从源RNS-A接入到目标基站控制器BSS-B上；步骤6、用户终端在空中接口上报切换接入消息(RI-HO-Access)，表示用户终端尝试接入到目标基站控制器BSS-B；
步骤7、BSS-B向3G_MSC-A发送切换检测消息，表示已检测到用户终端接入；步骤8、用户终端在空中接口上报切换接入完成消息(RI-HO-Complete)，表示用户终端已成功接入目标基站控制器BSS-B；步骤9、目标基站控制器BSS-B向3G_MSC-A发送切换完成消息，通知3G_MSC-A，请求切换的用户终端切换成功；步骤10、3G_MSC-A下发释放命令(Iu-Release-Command)给RNS-A，通知其释放原来通话占用的无线资源；步骤11、RNS-A释放无线资源完成后，向3G_MSC-A返回资源释放完成消息。
至此，成功完成一次从3G的UMTS系统到2G的GSM系统的切换过程。
图2为目标基站控制器不是本交换局的下属的基站控制器时，从UMTS系统到GSM系统的切换流程图，包括如下具体流程步骤1、用户终端所属的无线网络子系统RNS-A，通过Iu接口上报重配置请求(Iu-Relocation-Required)，要求3G_MSC-A发生切换；步骤2、3G_MSC-A收到RNS-A上报的重配置请求后，3G_MSC-A根据重配置请求产生2G切换请求消息(A-Handover-Request)，并在E接口上将此切换请求消息进行打包，生成一个MAP格式的准备切换请求消息(MAP-Prep-Handover req.)，发送给目标基站控制器所属的移动交换中心MSC-B；步骤3、MSC-B收到MAP-Prep-Handover req.消息后，向访问位置寄存器VLR-B申请切换号码，以便建立3G_MSC-A到MSC-B之间的话路，即为IAM(初始地址消息)做准备；步骤4、MSC-B发送切换请求消息(A-Handover-Request)给目标基站控制器BSS-B，要求其为请求切换的用户终端准备无线资源；步骤5、目标基站控制器BSS-B完成无线资源准备后，向3G_MSC-A返回切换请求确认消息(A-Handover-Request-ACK)；步骤6、访问位置寄存器VLR-B向MSC-B发送切换号码报告请求(MAP-Send-Handover-Number-Report req.)，MSC-B收到VLR-B分配的切换号码和A-Handover-Request-ACK消息后，一起构造一个准备切换响应消息(MAP-Prep-Handover resp.)；步骤7、MSC-B通过MAP-Prep-Handover resp.消息通知3G_MSC-A，已准备好了无线资源与切换号码；步骤8、3G_MSC-A分析MSC-B返回的切换号码，建立两个MSC间的话路，发送初始地址消息(IAM)给MSC-B；步骤9、MSC-B给访问位置寄存器VLR-B发送切换号码释放消息(MAP-Send-Handover-Number-Report resp.)，释放申请分配的切换号码，以给其他用户请求切换时使用；步骤10、MSC-B给3G_MSC-A返回地址完成消息(ACM)，表明两个MSC间的话路已完成建立；步骤11、3G_MSC-A给RNS-A下发重配命令(Iu-Relocation-Command)；要求用户终端从源RNS-A接入到目标基站控制器BSS-B上；步骤12、用户终端在空中接口上报切换接入消息后，BSS-B向MSC-B发送切换检测消息(A-Handover-Detect)，通知MSC-B已检测到用户终端接入；步骤13、MSC-B通过接入处理信令(MAP-Process-Access-Signal Req.)把A-Handover-Detect消息转发给3G_MSC-A，通知3G_MSC-A，用户终端准备从2G网络接入；步骤14、用户终端接入2G网络后，BSS-B向MSC-B发送切换完成消息(A-Handover-Complete)，通知MSC-B用户终端成功接入；步骤15、MSC-B通过发送结束信令(MAP-Send-End-Signal Req.)把A-Handover-Complete消息转发给3G_MSC-A，通知3G_MSC-A，用户终端已成功接入了2G网络；
步骤16、3G_MSC-A下发释放命令(Iu-Release-Command)给RNS-A，通知其释放原来通话占用的无线资源；步骤17、RNS-A上报释放完成消息(Iu-Release-Complete)，通知3G_MSC-A原来通话占用的无线资源已被释放；步骤18、MSC-B在中继接口上通知3G_MSC-A切换完成(ANSWER消息)，以与前面ACM保持中继信令的完整；步骤19、呼叫结束时，3G_MSC-A向MSC-B通知局间话路的释放(RELEASE消息)；步骤20、3G_MSC-A向MSC-B发送结束信令响应消息(MAP-Send-End-Signal resp.)，通知MSC-B释放切换时申请的无线资源。
以上图1和图2所示的UMTS到GSM的系统间切换流程中，3G_MSC-A收到2G BSS-B返回的A-Handover-Request-ACK消息，在该消息中携带2GBSS-B选定的2G GSM加密模式；3G_MSC_A产生Relocation Command消息发送到切换源侧RNC，RNC向用户终端发送切换命令消息，在该切换命令消息中将目标2G系统BSS-B选定的加密模式发送给用户终端，这样，就能成功地实现用户终端从3G系统向2G系统切换。
当用户终端从3G系统向2G系统切换完成后，为了使用户终端能再成功地从2G系统向3G系统切换，3G系统的RNC需要知道该其UTRAN能力信息。如前所述，由于用户终端从3G系统向2G系统切换完成后，3G RNC中已经没有了该用户终端的UTRAN能力信息，为了保证用户终端能再次成功地从2G系统向3G系统切换，本发明提供如下方法一由源3G网络系统中的移动交换中心/移动交换服务器(3GMSC/MSC Server)向该移动终端下发获取其UTRAN能力信息的请求(Classmark Request)。如图3所示，包括如下步骤步骤S11、MS从3G系统向2G系统切换完成后，源3G系统MSC/MSCServer下发获取移动终端的UTRAN能力信息的类标请求消息(ClassmarkRequest)给目标2G系统MSC/BSC；步骤S12、目标2G系统MSC/BSC转发该类标请求给移动终端；步骤S13、移动终端上报其UTRAN能力信息给2G系统的BSC；步骤S14、2G系统的BSC将移动终端的UTRAN能力信息存储在本地；步骤S15、当需要从目标2G系统切换回源3G系统时，目标2G系统的BSC将本地存储的该移动终端的UTRAN能力信息，通过切换请求消息发送给源3G系统RNC；步骤S16、源3G系统RNC从移动终端的UTRAN能力信息中获得加密信息，实现2G系统向3G系统成功切换，转至步骤S11，重复上述切换过程，实现MS在3G UMTS-＞2G GSM-＞3G UMTS系统中的反复切换。
方法二目标2G移动交换中心或基站控制器(MSC/BSC)向该MS下发获取其UTRAN能力信息的请求，如图4所示，包括下列步骤步骤S21、MS从3G系统向2G系统切换完成后，目标2G系统MSC/BSC向移动终端下发获取其UTRAN能力信息的类标请求消息；步骤S22、移动终端上报其UTRAN能力信息给2G系统BSC；步骤S23、2G系统BSC将移动终端的UTRAN能力信息存储在本地；步骤S24、当需要从目标2G系统切换回源3G系统时，目标2G系统BSC将本地存储的该移动终端的UTRAN能力信息，通过切换请求消息发送给源3G系统的RNC；步骤S25、源3G系统的RNC从移动终端的UTRAN能力信息中获得加密信息，实现2G系统向3G系统成功切换，转至步骤S21，重复上述切换过程，实现MS在3G UMTS-＞2G GSM-＞3G UMTS系统中的反复切换。
上述方法中，具体是由目标2G系统的MSC/BSC发送类标请求消息还是由源3G系统的MSC/MSC Server下发类标请求消息给MS，可以根据目标2G系统的MSC/BSC和源3G系统的MSC/MSC Server是否具有下发类标请求消息能力来确定。
若所述目标2G系统的MSC/BSC具有发送类标请求消息能力，则由目标2G系统的MSC/BSC发送所述类标请求消息给MS；否则，由所述3G系统的MSC/MSC Server向MS下发所述类标请求消息。当由源3G系统的MSC/MSCServer向MS下发获取其UTRAN能力信息的请求时，需通过所述目标2G系统的MSC/BSC转发该请求消息给MS。
实际应用中，目标2G系统MSC/BSC可以根据源3G系统MSC/MSCServer下的位置区的服务区标识(SAI)判断所述3G系统MSC/MSC Server是否有能力下发类标请求消息，若没有能力下发类标请求消息，则由目标2G系统MSC/BSC向MS下发获取其UTRAN能力信息的类标请求消息。
本发明提供的上述方法中，MS的UTRAN能力信息通过目标2G系统的BSC发送给源3G系统MSC/MSC Server的切换请求消息中定义的源RNC到目标RNC透明信息信元(Source RNC to target RNC transparent information(UMTS))携带。该信元的具体定义如下表中斜体字段所示
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种加密模式下系统切换的实现方法，其特征在于包括网络实体获取并保存从源3G系统切换到目标2G系统后的移动终端(MS)的UTRAN能力信息；以及在所述MS从目标2G系统切换回源3G系统时，将所述UTRAN能力信息发送给所述源3G系统的无线网络控制器(RNC)，由所述RNC从该UTRAN能力信息中获得MS的加密信息进行系统切换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当MS从所述3G系统切换到2G系统后，由3G系统中的网络实体或2G系统中的网络实体向该MS下发获取其UTRAN能力信息的请求。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述3G系统中的网络实体为3G系统中的移动交换中心或移动交换服务器(3G系统MSC/MSC Server)；所述2G系统中的网络实体为2G移动交换中心或基站控制器(2G系统MSC/BSC)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MS上报其UTRAN能力信息给所述2G系统BSC；所述2G系统BSC将所述MS的UTRAN能力信息存储在本地。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过向MS下发类标请求消息(Classmark Request)获取该MS的UTRAN能力信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述2G系统MSC/BSC具有发送类标请求消息能力，则由2G系统MSC/BSC发送所述类标请求消息给MS。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述2G系统MSC/BSC具有发送类标请求消息能力，当所述2G系统MSC/BSC根据3G系统MSC/MSCServer下的位置区的服务区标识(SAI)判断出所述3G系统MSC/MSC Server没有能力下发类标请求消息时，则由2G系统MSC/BSC发送所述类标请求消息给MS。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，若所述2G系统MSC/BSC和3G系统MSC/MSC Server其中之一具有发送类标请求消息能力，则由具有发送类标请求消息能力者发送所述类标请求消息给MS；若所述2G系统MSC/BSC和3G系统MSC/MSC Server都具有发送类标请求消息能力，则任选其中之一发送所述类标请求消息给MS。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若由所述3G系统MSC/MSCServer向MS下发获取其UTRAN能力信息的请求，则通过所述2G系统MSC/BSC转发该请求消息给所述MS。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在MS由3G系统切换到2G系统流程中，由3G系统MSC/MSC Server发送携带3G系统加密信息的切换请求消息给2G系统MSC/BSC；
2G系统MSC/BSC向3G系统MSC/MSC Server返回切换请求确认消息，携带2G系统MSC/BSC选定的一种2G加密模式；
3G系统MSC/MSC Server将所述选定的2G加密模式通过切换命令消息由3G系统RNC发送给MS，进行系统切换。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在MS由3G系统切换到2G系统流程中，请求切换的MS所在的无线网络子系统(RNS)，通过Iu接口向所述3G系统MSC/MSC Server上报重配置请求消息；所述3G系统MSC/MSC Server收到所述RNS上报的重配置请求消息后，若判断出请求切换到的2G系统BSC与所述3G系统MSC/MSC Server属于同一交换局，则通过A接口向2G系统BSC发送一个2G网络的切换请求消息；2G系统BSC向3G系统MSC/MSC Server返回携带其选定的一种2G加密模式的切换请求确认消息。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在MS由3G系统切换到2G系统流程中，请求切换的MS所在的无线网络子系统(RNS)，通过Iu接口向所述3G系统MSC/MSC Server上报重配置请求消息；所述3G系统MSC/MSC Server收到所述RNS上报的重配置请求消息后，若判断出请求切换到的2G系统BSC与所述3G系统MSC/MSC Server不属于同一交换局，则3G系统MSC/MSC Server将发送的2G网络的切换请求消息打包，通过E接口发送给2G系统BSC所属的移动交换中心(2G系统MSC)；由2G系统MSC向2G系统BSC发起切换请求；2G系统BSC完成无线资源准备后，向3G系统MSC/MSC Server返回携带选定的一种2G加密模式的切换请求确认消息。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MS的UTRAN能力信息通过2G系统BSC发送给3G系统MSC/MSC Server的切换请求消息中定义的源RNC到目标RNC透明信息信元携带。
全文摘要
本发明公开了一种加密模式下系统切换的实现方法，包括网络实体获取并保存从源3G系统切换到目标2G系统后的移动终端(MS)的UTRAN能力信息；在所述MS从目标2G系统切换回源3G系统时，将所述UTRAN能力信息发送给所述源3G系统的无线网络控制器(RNC)，由所述RNC从该UTRAN能力信息中获得MS的加密信息进行系统切换。采用本发明方法能提高用户终端从3G网络系统向2G网络系统再向3G网络系统切换的成功率。
文档编号H04W36/14GK1925671SQ200510093678
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月1日 优先权日2005年9月1日
发明者李世军 申请人:华为技术有限公司