专利名称：转换通信接入网络时的数据连接的维持的制作方法
转换通信接入网络时的数据连接的维持本发明涉及一种用于在从第 一通信接入网络转换到至少 一个第二 通信接入网络时维持与终端设备的至少 一个数据连接的方法。诸如移动无线电终端设备、移动计算机、计算机、移动管理器、 固网电话等的终端设备将越来越多地变成多模态的，也就是说这些终端设备能够支持不同的无线电系统和接入技术，诸如支持除了 UMTS通 信网络和GSM通信网络以外的WLAN网络。因此，在转换无线电技术时， 也即在不同的无线电技术之间"移交"时，需要维持业务。所属的IP通信网络与通信接入网络不同，这些所属的IP通信网 络建立到网络运营商的、基于IP的业务的接入并与通信接入网络相连 接。这些所属的IP通信网络通常专用于通信接入网络。对于GSM通信 网络和UMTS通信网络，在此例如涉及公共的GPRS系统或GPRS通信网 络，对于WLAN接入通常应用不同的特有的通信接入网络。因此，随着 无线电技术(不是在GSM与UMTS之间，而是在WLAN与GSM/UMTS之间) 的转换出现通信接入网络的转换。因此，关于在转换无线电技术时维持业务的问题尤其是关于在转 换通信接入网络时维持业务的问题。该问题目前在3GPP SA2中正进行探讨。在此涉及两个相关的、但 是不同的问题1 )如何能够在转换无线电技术并因此转换通信接入网络时维持现 有的IP多媒体业务？2 )如何能够在GSM/UMTS与WLAN之间转换无线电技术时在WLAN 中的基于分组的"IP语音(Voice over IP)"连接与面向连接的(线 路交换的)"CS"语音连接之间建立业务连续性？在第二问题中，假设，GSM通信网络还有UNTS通信网络(仍旧) 不能够/不应当用于通过IP进行语音连接。对于该问题，迄今还没有用于公共通信网络的通常公知的完整解 决方案。可是，公知以下方法a)原则上能应用协议"移动IP"来在转换通信接入网络(IP接入网络)时维持基于IP的业务。但是，移动IP不能良好地适于根据3GPP的移动无线电，因为与GPRS架构的组合的效率非常低(GTP隧道 之上的附加的移动IP隧道)。b )尤其是对于企业(企业部门)来说存在借助三方会议的可能性。 为此，多模态终端设备与通话伙伴之间的语音连接短期地如对于三方 会议那样被扩展。该终端设备在此是两次(通过两种无线电技术)连 接。缺点在于，必需会议服务器，该会议服务器使有效数据加倍。在 企业环境中，这可以相对简单地来放置，因为对地点和负荷分配的问 题都能相对简单地来解决。对于公共通信网络来说，这是困难的挑战。c)另一可能性在于，针对不同的无线电系统使用相同的通信接入 网络。对此的实例是所谓的"隧道扩展(tunnel extension)，，或者 腿规范(http: 〃www.画technology. org )，该"隧道扩展"在3GPP 规范TS 23. 234，附录F中已被标准化。这种解决方案的缺点是通过 WLAN的IP接入具有增加很多的复杂性，并且在移动无线电上被优化的 GPRS接入网络通过连接宽带WLAN接入网络而负担不是很小的附加负 荷。本发明的任务在于，建议一种简单而有效的可能性，用于在转换 通信接入网络时维持数据连接。根据本发明，该任务通过独立权利要求的主题而得到解决。本发 明的改进方案在从属权利要求中被给出。本发明的核心在于，为了在从第 一通信接入网络转换到至少 一个 第二通信接入网络时维持与终端设备的至少一个数据连接，该终端设备对于相同的"公共"用户标识(例如IMS公共用户标识(IMS public user identity))获得至少两个IP地址，并且该终端i殳备针对该第 一和至少一个第二通信接入网络并行地每个通信接入网络利用 一个共 同的(对于"私有"用户标识相同的公共用户标识)"公共"用户标 识以及各利用一个"私有，，用户标识(IMS私有用户标识(IMS private user identity ))和IP地址在IP通信网络处注册。所述/〉共用户标 识(IMS public user identity)和所述私有用户标识(IMS private user identity)在3GPP标准TS 23.228中被标准化。私有用户标识 例如可以是具有口令的用户标识符。该私有用户标识的配置在此可以 由该终端设备和/或由网络单元(例如HSS单元(归属用户服务器(HomeSubscriber Server)))来进行。因为由此该终端i殳备能4吏用才根据 3GPP或3GPP2的IP多媒体子系统。可是，该终端设备一方面必须具 有IP地址和到IP多媒体子系统的IP连接；这例如通过该GPRS网络 或通过该WLAN网络来提供；另一方面，该终端设备必须在IMS中注册。 在此进行认证。为了进行认证使用了 "私有"用户标识。但是，首先 从SIP看来在IP多媒体子系统IMS和该终端设备(Terminal )中长期 已知的IMS公共用户标识(例如SIPURI、 Tel-URI等)被"连接"到 这些当前的IP地址，也就是说，SIP-URI的请求现在被发送给这些IP 地址。作为通信接入网络，在此可以使用分组交换的通信网络、WLAN 网络、GPRS网络(或者针对CDMA网络的类似网络，也即多媒体域(多 个域))和/或蜂窝式移动无线电网络。作为IP通信网络例如可以使 用IP多媒体子系统或者类似的IP通信网络。通常，终端设备仅仅通 过通信接入网络来注册。根据本发明，给唯一的多模态终端设备分配 了多个用户标识(IMS私有用户标识)，优选地分别给每个通信接入网 络分配一个用户标识。这些用户标识在终端设备中和在网络侧被配 置。因此，该终端设备现在能并行地通过不同的通信接入网络利用相 同的"公共"用户标识在IP通信网络中注册，而不用一个注册替换另 一注册。因此，注册尤其是不会结束通过另一通信接入网络已建立的 连接(会话)。根据本发明，考虑(多模态)终端设备，例如考虑移动无线电终 端设备、移动计算机、移动管理器、固网电话、机顶盒(用于视频电 话以及用于通过IP通信网络接收(数字)电视频道的设备)、计算机 等，该终端设备通过不同的无线电技术获得到不同的通信接入网络或 IP接入系统(IP-CAN)的连接，所述通信接入网络或IP接入系统分 别实现了对网络运营商的IP业务的接入，尤其是实现了通过IP多媒 体子系统IMS对业务的接入。在IP多媒体子系统IMS或者通常在SIP网络(利用SIP协议来发 信号通知的通信网络)中，在逻辑上看来，终端设备一方面为语音业 务或数据业务保持到该通信网络中的SIP服务器的信令连接(在IMS 中CSCF =呼p叶状态控制功能(Call State Control Function))， 另一方面保持有效数据的"连接，，(通常是端到端)。根据本发明， 可以针对该信令和有效数据使用不同的通信接入网络或IP接入网络。
这例如通过SIP/SDP协议来实现。该终端设备因此例如能通过宽带 WLAN网络(第一通信接入网络)来发送它的有效数据，但是，该终端 设备则通过GPRS网络(笫二通信接入网络)将SIP信令导向IP多媒 体子系统。本发明的这个方面既不局限于通信接入网络又不局限于信 令协议。因此，例如除了 SIP协议之外，还可以将H. 323协议、基于 IP的信令协议等用作信令协议。根据本发明，通信接入网络针对有效数据和针对信令的转换至少 在逻辑上是分开的。在通信接入网络针对有效数据转换到第二通信接 入网络时，通过第一通信接入网络的现有信令连接被保持。因此，如 果通过通信接入网络(IP-CAN)存在信令连接(例如SIP对话)，该 信令连接通过相同的通信接入网络或不同的通信接入网络(IP-CAN) 来控制或监控有效数据连接(会话)，那么就能够例如借助再邀请消 息(re-INVITE)来例如更新该SIP对话，以转换有效数据连接。显然 也应当能够不仅将该信令连接、而且将该有效数据连接从该第一通信 接入网络移交到该笫二通信接入网络。另一情形可能是，该有效数据 连接在该第 一通信接入网络中保持存在，并且仅仅到该第二通信接入 网络的该信令连接被转换。在这种情况下利用了以下可能性，即在 SIP/SDP中4吏用不同的IP地址或用户标识。因此，如果例如首先通过 WLAN网络来引导有效数据，但是通过GPRS网络来引导信令，那么就 能借助该再邀请消息从此之后也通过该GPRS网络例如引导语音连接， 或者反之亦然。同样，显然也能相反地借助该再邀请消息来分开信令 和有效数据，该信令和有效数据首先通过相同的通信接入网络IP-CAN 来传输。如果该终端设备具有在两个不同的通信接入网络处的注册和有效 数据连接，该有效数据连接通过所述通信接入网络之一已被建立，那 么根据本发明能将该控制信道(也即该信令连接)从第一通信接入网 络移交到该第二通信接入网络上为此例如使用了 SIP信令，也即或 者借助引起呼叫转移的指引(REFER)过程，或者借助具有"替换"报 头 "Replaces header"的新的"邀请，，过程。该"替换报头，，引起 一个SIP对话替换另一个SIP对话。在这两种情况下，该有效连接被 保持。可选地，根据本发明能同时转换针对该有效连接的通信接入网 络。
存在允许将CS连接(线路交换的连接)视为IMS SIP连接的(尽 可能是唯一的)成分的机制。这些机制使用了 SIP"第三方呼叫控制(3rd party call control)，，的变型，例如参见规范3GPP TR 23. 899中 的替换方案A，并通常还使用了 (逻辑)应用服务器(在规范3GPPTS 23. 899中称为CBCF)。
本发明的大优点在于，尤其是如果已经实现了 "CS承载控制 (Bearer Control)"，则涉及复杂问题的在技术上能相对简单地被 实现的解决方案。
另一优点在于，通过最小的修改就能使用已存在的信令协议，并因此容易实现本发明。
本发明的另一优点在于，在将WLAN中的IP语音(Voice over IP) 转换到CS域(Domain)中的语音时，所必需的、实施监控(SIP第三 方呼叫控制)的应用服务器(例如CBCF)不必从一开始就在该连接路 径中。更确切地说，通过具有例如"替换，，才艮头"Replaces header" 的信令过程(例如"邀请")才将该应用服务器纳入该连接中。
借助在附图中所示的实施例来对本发明进行详细解释。其中
图1详细示出了具有信令数据和有效数据的简化的系统架构，所 述信令数据和有效数据通过不同的通信接入网络来传输，图2详细示出了针对有效数据的通信接入网络转换，图3详细示出了信令数据和有效数据的分离，图4详细示出了并行注册的例子，图5详细示出了在维持有效数据连接时的信令连接的转换，图6详细示出了在IP多媒体子系统中针对不同的无线电技术和通信接入网络进行分开处理的例子。
图1示出了具有信令数据和有效数据的简化的系统架构，所述信 令数据和有效数据通过不同的通信接入网络来传输。在IP多媒体子系统IMS中，或者通常在SIP网络(使用SIP协议来发信号通知的通信 网络)中，对于语音业务或数据业务，终端设备UE在逻辑上看来一方 面保持到该通信网络中的SIP服务器的信令连接(在IMS中CSCF-呼 叫状态控制功能)，在另一方面，终端设备UE保持针对有效数据的"连 接，，(通常是端到端的)。根据本发明，可以针对信令和有效数据使 用不同的通信接入网络或IP接入网络。这例如通过SIP/SDP协议来实 现。该终端设备UE因此例如可以通过宽带WLAN网络WLAN来发送它的 有效数据，但是，该终端设备UE通过GPRS网络PS (也称为"PS域"， 筒称"PS")将SIP信令导向该IP多媒体子系统IMS。图2示出了通信接入网络WLAN、 PS针对现有的信令连接中的和在 通过该GPRS网络保持信令连接的情况下的有效数据从WLAN网络到PS 域(GPRS网络)的转换。根据本发明，在有效数据连接从第一通信接 入网络WLAN到第二通信接入网络PS转换时，保持通过所述通信接入 网络WLAN、 PS之一的现有的信令连接。因此，如果通过该第二通信接 入网络PS存在一信令连接(例如SIP对话)，该信令连接对通过相同 的或不同的通信接入网络WLAN、 PS的有效数据连接(会话)进行控制 或监控，那么例如借助再邀请消息(re-INVITE)实现例如该SIP对话 的更新，以转换该有效数据连接。在这种情况下利用了以下可能性， 即在SIP/SDP中使用不同的IP地址或用户标识。因此，如果例如首先 有效数据通过WLAN网络WLAN来引导，但信令通过GPRS网络PS来引 导，那么借助该再邀请消息从此之后也能通过该GPRS网络PS来引导 有效数据。同样，如在图3中所示的那样，该信令和有效数据相反地 显然也能借助该再邀请消息来分开该信令和有效数据，该信令和有效 数据首先通过相同的通信接入网络PS来传输。图4示出了并行注册以及所属配置的例子。IP通信网络IMPU给终 端设备UE的用户的公共用户标识分配了两个私有用户标识IMPI#1和 IMPI#2以及两个IP地址。现在，终端设备UE想要针对两个通信接入 网络IP-CA組和IP-CAM2并行地在IP通信网络IMPU处注册，该终 端设备UE针对第一通信接入网络IP-CAM1利用该公共用户标识、私 有用户标识IMPI#1和IP地址在该IP通信网络IMPU处注册，并且针 对第二通信接入网络IP-CAN#2利用该公共用户标识、私有用户标识 IMPI#2和另一 IP地址在该IP通信网络IMPU处注册。终端i殳备UE已 经在该IP通信网络IMPU处针对该第 一通信接入网络IP-CAN#1进行了 注册，该终端设备UE在移交的范围中可能并行地在该IP通信网络IMPU 处针对该第二通信^入网络来注册，并且可能同时地或时间偏移地进 行有效数据连接和信令连接从该第一通信接入网络IP-CAN#1到该第 二通信接入网络IP-CAN#2的转换。图5示出了维持该有效数据连接时的信令连接的转换。如果该终
端设备UE通过两个不同的通信接入网络WLAN、 PS在该IP通信网络中 注册并且具有有效数据连接，该有效数据连接通过所述通信接入网络 之一WLAN已被建立，那么能将该控制信道(也即该信令连接)从第一 通信接入网络WLAN移交到第二通信接入网络PS:为此，例如使用了 SIP信令，也即或者借助引起呼叫转移的指引消息，或者借助具有"替 换"报头"Replaces header"的新的"邀请"。该"替换报头"引起 一个SIP对话替换另一个SIP对话。在这两种情况下，有效数据连接 被保持。可选地，根据本发明能同时针对该有效数据连接转换通信接 入网络。
图6示出了针对IP多媒体子系统中的不同的无线电技术和通信接 入网络进行分开处理的例子。本发明的方法利用IP多媒体子系统IMS 中的IMS软件来示出。根据本发明，针对示例性的问题"如何能够在转换无线电技术时 并因此在转换IP接入网络时维持现有的IP多媒体业务？，，，该方法 体现为如下该终端设备UE通过具有无线电技术1 (例如WLAN)的第 一通信接入网络l来注册，并使用分组交换的业务。该终端设备UE确 定，由于例如该无线电连接质量下降，必需转换具有无线电技术1的 通信接入网络l。于是，该终端设备UE并行地在具有无线电技术2的 第二通信接入网络2 (例如GSM网络)处或具有无线电技术3的第二通 信接入网络2 (例如UMTS网络)处注册。因此，这能够针对该终端i殳 备UE的用户的公共用户标识而给该终端设备UE分配两个私有用户标 识IMPI1和IMPI2 ( IMPI = IMS Private User Identity)。优选地， 为了在该IP通信网络处进行注册，该终端设备UE针对每个通信接入 网络l、 2使用各自的私有用户标识、公共用户标识和各自的IP地址。 借助在图1至4中所描述的行为方式，现在能实现语音连接或有效数 据连接到该第二通信接入网络2的转换。紧接着，该终端设备UE能针 对该第一通信接入网络1执行在该IP通信网络(此处为IP多媒体子 系统IMS)处的有效数据连接的SIP注销。根捧本发明，针对示例性问题"如何能够在GSM/UMTS与WLAN之 间转换无线电技术时在WLAN网络中的基于分组的'IP语音，连接与面 向连接的'CS，语音连接之间建立业务连续性
该方法体现为如 下终端设备UE通过具有一种无线电技术的通信接入网络1 (在此为
WLAN网络)来注册，并使用通过IP通信网络(在此为IP多媒体子系 统)的语音连接。该终端设备UE确定，例如由于该无线电连接质量下 降，必需转换该通信接入网络1。于是，终端设备UE根据本发明并行 地在具有无线电技术2 (GSM)的第二通信接入网络2或具有无线电技 术3 (UMTS)的第二通信接入网络2处注册。借助在图1至4中所描述 的行为方式，现在能实现语音连接或有效数据连接到该第二通信接入 网络2的转换。为此，随着必需的SIP/SDP信息例如来发送具有"替 换报头，，的再邀请消息，以便现在通过该UMTS/GPRS通信接入网络2 和所属的IP地址来引导信令，以便促使借助"SIP第三方呼叫控制，， 来建立CS语音连接。存在允许将CS连接(线路交换的连接)视为IMS SIP连接的(尽可能是唯一的)成分的机制。紧接着，该终端设备UE 能针对该第一通信接入网络1执行语音连接或有效数据连接在该IP通 信网络处的SIP注销。
如果该终端设备UE使用了多媒体连接，例如使用视频业务、音频 业务、语音业务等，其中语音是所述成分之一，那么所述的方法也可 以用于执行移交，其中，在该通信接入网络l转换到GSM/UMTS通信网 络2之后，语音连接在该CS域中被传输，但是其他的成分在该 GPRS/UMTS PS域中(以分组交换的方式)被传输。因此，在此必须执 行具有"替换报头，，的再邀请信令，并且另外还必须执行分组交换的 有效数据连接的根据图2的行为方式。
在某些应用情况下(例如在整个GSM/UMTS覆盖中)，也存在以下 可能性，即通过以下方式避免移交信令信道即使有效数据例如使用 WLAN网络1，也永久地通过该GPRS/UMTS通信接入网络2来引导信令。 因此，信令连接的维持总是得到保证，并且在离开WLAN覆盖区域时必 需只考虑根据图2至4的行为方式。可能还必须另外将CS连接(线路 交换的连接)视为IMS SIP连接的(尽可能是唯一的)成分。
权利要求
1.用于在从第一通信接入网络(WLAN)转换到至少一个第二通信接入网络(PS)时维持与终端设备(UE)的至少一个数据连接的方法，其特征在于，对于所述终端设备(UE)的用户的公共用户标识，给所述终端设备(UE)分配了至少两个私有用户标识和至少两个IP地址，以及针对所述第一通信接入网络(WLAN)和所述至少一个第二通信接入网络(PS)，所述终端设备在IP通信网络处并行地每个通信接入网络各利用一个私有用户标识并利用该公共用户标识和IP地址来进行注册。
2. 根据权利要求1所述的方法， 其特征在于，IP多媒体子系统被用作IP通信网络。
3. 根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，私有IMS用户标识和/或用户标识符被用作私有用户标识。
4. 根据权利要求3所述的方法， 其特征在于，所述私有IMS用户标识由终端i殳备和/或网络单元来进4亍配置。
5. 根据权利要求1所述的方法， 其特征在于，公共IMS用户标识被用作公共用户标识。
6. 根据权利要求5所述的方法， 其特征在于，所述7>共IMS用户标识是SIP-URI和/或Tel-URI。
7. 才艮据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，数据连接是有效数据连接和/或信令连接。
8. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，所述终端设备(UE)通过所述第一通信接入网络来发送和/或接收 针对相同数据连接的信令数据，并且通过所述至少一个第二通信接入网络来发送和/或接收有效数据。
9. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，利用至少一个信令消息来执行所述有效数据连接从所述第一通信 接入网络(WLAN)到至少一个第二通信接入网络(PS)的转换。
10. 才艮据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，利用至少一个信令消息来执行所述信令连接从所述第一通信接入 网络(WLAN)到至少一个第二通信接入网络(PS)的转换。
11. 根据权利要求8所述的方法， 其特征在于，利用至少一个信令消息通过与所述第一通信接入网络(WLAN)的 信令连接来执行信令。
12. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，SIP协议、H. 323协议和/或基于IP的信令协议被用作信令协议。
13. 根据权利要求10所述的方法， 其特征在于，在SIP协议中使用了邀请、指引和/或再邀请过程。
14. 根据权利要求11所述的方法， 其特征在于，至少一个再邀请信令消息和/或邀请信令消息包含替换报头 (Replaces-Header)。
15. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，分组交换的通信网络(PS) 、 WLAN网络(WLAN) 、 GPRS网络和/ 或蜂窝式移动无线电网络被用作通信接入网络。
16. 根据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，针对所述第一通信网络(WLAN)，所述终端设备(UE)在所述有 效数据连接从所述第一通信接入网络(WLAN)转换到至少一个第二通 信接入网络(PS)之后在IP通信网络处进行注销。
17.根据前述权利要求之一所述的方法， 其特征在于，移动无线电终端设备、移动计算机、移动管理器、固网电话和/或 计算机被用作终端设备(UE)。
全文摘要
本发明涉及一种用于在从第一通信接入网络(WLAN)转换到至少一个第二通信接入网络(PS)时维持与终端设备(UE)的至少一个数据连接的方法。根据本发明，对于该终端设备(UE)的用户的公共用户标识而给该终端设备(UE)分配至少两个私有用户标识和至少两个IP地址。针对所述第一通信接入网络(WLAN)和所述至少一个第二通信接入网络(PS)，该终端设备在IP通信网络处并行地每个通信接入网络各利用一个私有用户标识和所述公共用户标识以及IP地址来进行注册。
文档编号H04W36/14GK101161010SQ200680011096
公开日2008年4月9日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年4月1日
发明者A·米林斯基, G·基塞尔曼, P·金, W·博姆 申请人:诺基亚西门子通信有限责任两合公司