在ip-can与cs网络之间的话音呼叫连续性应用服务器的制作方法

专利名称：在ip-can与cs网络之间的话音呼叫连续性应用服务器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及无线电话，更特定地，涉及到使用多个无线接 入网而同时保持呼叫连续性。
背景技术：
说明
本发明涉及在IP连通性接入网(IP-CAN,例如WLAN)与GSM CS 网络之间的话音和数据服务的会聚互通。随着在IP-CAN与蜂窝网之间 的数据会聚越来越流行，使运营商还具有支持在IP-CAN上的话音服务 的能力是有利的。而且，由于最终用户设备很可能具有两种接入，所 以具有跨越这些接入的话音连续性也是重要的。特别是，只要用户处 在该有效的接入网之一中，最终用户必须能够始发呼叫和接受呼叫， 以及当用户移动跨过接入边界时呼叫应当继续。
当前，在IP-CAN与GSM/GPRS网络之间的数据会聚服务被广泛 地部署和提供。这些技术取决于这样的数据端，在该数据端中GPRS 和IP-CAN域都提供通过IP的服务。即使基础网络是不同的，但应用层 具有共同的输送层(例如IP)，这样，节点可以控制在两种接入之间 的切换过程。在这个节点处可以使用各种机制来提供数据切换，包括 移动IP或如类似Gn的切换机制。然而，这些方法不可能容易地应用到 话音情形，因为CS网络的话音呼叫在ISUP上载送，而IP-CAN的话音 呼叫通过使用RTP在IP上载送。另外，由于呼叫承载和呼叫控制路径 是不同的，应当具有识别UE的当前的服务域(CS网络或IP-CAN)的机 制，以便按照服务域正确地处理呼叫并且切换呼叫而不干扰话音。 为了达到以上要求，应当有支持在IP-CAN与CS网络(例如，PSTN 或GSM)之间的话音呼叫连续性的互通系统。该系统变为话音呼叫的锚 (anchor)点，并且控制和处理去往和来自UE的所有的话音呼叫，而 与接入网无关，这样，无论UE是通过IP-CAN还是通过CS网络可接入 的、或者无论呼叫的目的地/始发端是CS网络还是IP网络，都可以提供 话音服务。通过这个系统，GSM服务供应商可以在IP-CAN(例如， WLAN)与传统网络(例如，GSM)之间提供话音呼叫连续性以及数据服 务连续性。
接入网位于用户设备与核心网之间。它执行对于所使用的特定的 接入技术特定的功能。在UMTS的情形下，例如接入网执行对于接入 WCDMA空中接口特定的功能。另一方面，核心网可以通过任何接入 技术来使用。在核心网与接入网之间的这种功能分离提供保持核心网 固定而同时允许改变接入技术的灵活性。
3G核心网典型地通过使用两个域(即电路交换(CS)域和分组交换 (PS)域)来处理两种类型的业务，即，话音和数据业务。CS域通常提 供与话音传送有关的业务，以及PS域提供与数据传送有关的业务。
CS域使用电路交换连接以便在UE与目的地之间通信。CS连接被 定义为这样一种连接，其中，专用网络资源在建立该连接时被指定以 及在释放该连接时该资源被释放。CS连接的一个例子是在通常的电话 交谈中使用的PSTN网络。
PS域使用分组交换连接以便在UE与目的地之间通信。PS连接被 定义为这样一种连接，它通过使用被称为分组的自主链接的比特来输 送用户信息；每个分组与前一个分组无关地被路由。PS连接的资源没 有为连接而保留；相反地，它们被不同的通信实体共享。这种共享通 常导致更好的资源使用。PS连接的一个例子是在因特网上传送IP数 据。
在IP-CAN与CS网络之间的话音呼叫连续性应用服务器
本创新性发明包括一个支持在IP-CAN与CS网络(例如，PSTN或 GSM)之间移动的用户的话音呼叫连续性的互通系统。在一个示例性实 施例中，本创新性发明包括一个话音呼叫连续性应用服务器 (VCC-AS)，该服务器用作为话音呼叫的锚点(即，它是从其启动切换
的节点)，并且控制和处理去往和来自用户设备(UE)的话音呼叫，而与 接入网无关。
在优选实施例中，话音数据以VoIP形式在IP-CAN中载送，并且 当传递到CS网络时变换成适当的形式。VCC-AS优选地保持呼叫的两 个分开的支路，而以其本身作为锚点。当用户例如从IP-CAN漫游到 GPRS接入网时，VCC-AS通过IP-CAN终接它本身与UE之间的呼叫支 路，并且通过新的接入网(即，GPRS接入网)建立它本身与UE之间的 呼叫支路。呼叫支路的这种改变可包括承栽的改变。
在优选实施例中，可以使用一个或多个不同的类型的呼叫承载。 例如，当GPRS接入网被UE使用来连接到CS网络时，在整个呼叫中使 用一个或多个CS承栽。当IP-CAN被UE使用时， 一个或多个分组数据 网络承载(例如，RTP承栽)被使用于呼叫的一部分(例如，在UE与媒体 网关之间)，而一个或多个CS承载被使用于呼叫的其余部分(例如，在 媒体网关与CS网络之间)。
无论UE启动呼叫也无论从其它地方朝向UE启动呼叫，本创新性 发明都可优选地得到应用。
附图简要说明
现在参照显示本发明的重要的样本实施例的附图来描述所公开的 发明，这些附图在本说明书中引用作为参考，其中
图l显示按照本创新性发明的实施例的网络系统结构。
图2显示按照本创新性发明的实施例的、在WLAN模式下用于话音 呼叫控制的协议栈。
图3显示按照本创新性发明的实施例的、在WLAN模式下用于话音 呼叫承载的协议栈。
图4显示按照本创新性发明的实施例的、在GSM模式下用于话音 呼叫控制的协议栈。
图5显示按照本创新性发明的实施例的会聚的用户设备。
图6显示按照本创新性发明的实施例的、用于WLAN模式的移动始 发呼叫流程。
图7显示按照本创新性发明的实施例的、在GSM模式下的移动始 发呼叫流程。
图8显示按照本创新性发明的实施例的、在WLAN模式下的移动终 接呼叫流程。
图9显示按照本创新性发明的实施例的、在GSM模式下的移动终 接呼叫流程。
图IO显示按照本创新性发明的实施例的、从WLAN到GSM的切换 呼叫流程。
图ll显示按照本创新性发明的实施例的、从GSM到WLAN的切换 呼叫流程。
优选实施例详细说明
现在具体地参照本优选实施例(作为例子而非限制)描述本申请的 许多创新的教导。
本创新性发明在各种实施例中包括一个互通系统，其支持在诸如 IP-CAN与CS接入网(例如，PSTN或GSM)那样的不同的接入网之间移 动的用户的话音呼叫连续性。在一个示例性实施例中，本创新性发明 包括一个话音呼叫连续性应用服务器(VCC-AS),该服务器用作为话音 呼叫的锚点(即，它是从其启动切换的节点)，并且控制和处理去往和 来自用户设备(UE)的话音呼叫而与接入网无关。
在优选实施例中，话音数据以VoIP形式在IP-CAN中载送，并且 当传递到CS网络时变换成适当的形式。VCC-AS优选地保持呼叫的两 个分开的支路，而以其本身用作为锚点。当用户例如从IP-CAN漫游到 GPRS接入网时，VCC-AS通过IP-CAN终接它本身与UE之间的呼叫支 路，并且通过新的接入网(即，GPRS接入网)建立在它本身与UE之间 的呼叫支路。呼叫支路的这种改变可包括承载的改变。
在优选实施例中，可以使用一个或多个不同的类型的呼叫承载。 例如，当GPRS接入网由UE使用来连接到CS网络时，在整个呼叫中使 用一个或多个CS承载。当IP-CAN被UE使用时， 一个或多个分组数据 网络承载(例如，RTP承载)被使用于呼叫的一部分(例如，在UE与媒体 网关之间)，而一个或多个CS承栽被使用于呼叫的其余部分(例如，在 媒体网关与CS网络之间)。
无论UE启动呼叫也无论从其它地方朝向UE启动呼叫，本创新性 发明都可优选地得到应用。
在优选实施例中，本创新性发明提供这样的机制，该机制通过
VCC-AS和会聚的UE提供在IP-CAN与CS网络之间的话音呼叫连续 性。VCOAS位于运营商的IMS域中，并且负责管理VoWLAN(在 WLAN上的话音)和VoIP。应用服务器(AS)概念被利用来管理对 GSM-CS和VoWLAN互通情形的控制。VCC-AS处理去往和来自会聚 的UE的所有的呼叫，无论UE处在CS(例如，GSM)模式还是处在 IP-CAN(例如，WLAN)模式。在某些实施例中，会聚的UE提供对于不 同的无线接入的综合的控制，以使得所有的呼叫可以通过使用适当的 无线接入来处理。去往外部电话网的呼叫被锚定在VCC-AS,它对从 一种接入技术切换到另一种技术的判定对于主叫方和被叫方是透明 的。特别地，总是具有至少两个信令支路， 一个是从UE到VCC-AS， 以及另 一个是从VCC-AS到位于PSTN, PLMN或PDN的另 一方。
通常，呼叫支路可被描述为媒体与信令的组合。在GSM中，对于 传统的CS呼叫，在UE与MSC(移动交换中心)之间的信令与媒体路径是 相同的。在IP网络中，它们一般是不同的。本创新性发明优选地分离 用于呼叫支路的信令和承载，即使当UE处在GSM接入网中时。正是这 些呼叫信令支路，它们被VCC-AS分割成两个部分。VCC-AS被用作为 B2BUA以及所有的呼叫的静止锚点，这样，VCC-AS可以透明地控制 主叫或被叫的支路，而不干扰正在起作用的呼叫承载。流行的VoIP信 令协议SIP可被使用于在VCC-AS处的所有的呼叫控制。UE到VCC-AS 的注册优选地通过SIP注册而发生。有几种方式通过SIP注册把UE的接 入域信息提供到VCC-AS,并且它在实际的实施方案中可被优化。
当UE处在WLAN模式时，SIP信令优选地通过传统的IP被载送到 VCC-AS，以及SIP信号表示用户处在WLAN模式。当UE处在GSM模 式时，SIP信令优选地通过诸如GPRS, USSD或甚至SMS那样的带外辅 助数据信道被载送到VCC-AS，以及SIP信号表示用户处在GSM模式。 当用户处在GSM模式时，电路交换承载被使用于媒体，正如在传统情 形那样。
无论何时只要用户实现到特定的接入网(例如IP-CAN或GSM CS 网络)的接入，这种注册就优选地发生。换句话说，注册可以在接通 电源、漫游或切换时发生。在切换时，切换机制可以提供识别接入网 的机制，以及该注册过程可以跳过，或可以是与通常的注册过程不同
的。在两个接入网都可用的场合下，判定用户会注册到哪个域是基于
诸如用户偏爱、信号强度、QoS或运营商的策略等各种准则。
在一个示例性实施例中，当UE处在IP-CAN(WLAN)模式时，来自 WLAN小区(cell)的移动始发的(MO)呼叫使得会聚的UE通过 3GPP/WLAN互通功能(TTG)和GPRS网络(GGSN)来启动 一 个到 VCC-AS的SIP呼叫控制会话。IMS路由节点(例如，S-CSCF)需要具有 某些逻辑来路由所有的到VCC-AS的MO呼叫。如果目的地一方处在 PSTN或PLMN中，则VCC-AS通过MGCF/SGW向目的地一方启动另 一个信令支路，从而起B2BUA的作用。在MGCF/SGW与CS网络(PSTN 或GSM)中的目的地交换ISUP呼叫控制信令后，它把结果转发到 VCC-AS,以及话音呼叫通过UE-TTG/GGSN-MGW-目的地路径进行 传递。信号被锚定在VCC-AS，以及承载被锚定在MGW。当目的地一 方处在PDN中时，VCC-AS启动直接去往目的地一方的另一个信令支 路，从而起B2BUA的作用。话音呼叫通过UE-TTG/GGSN-目的地路径 进行传递。在这种情形下不需要信令变换。
在另一个示例性实施例中，当UE处在CS模式时，从GSM小区的 移动始发的(MO)呼叫将通过GPRS网络(通过GPRS承栽，USSD，或 SMS)启动到VCC-AS的SIP呼叫控制会话。这个SIP呼叫控制会话通过 会聚的UE的综合控制(即IMC)而被启动。由于VCC-AS通过事先已 发生的SIP注册来跟踪UE的注册模式(即，IP-CAN模式或CS模式)，当 SIP MO呼叫控制消息到达VCC-AS以及UE处在CS模式时，它通过SIP 信令指示UE和MGW添加CS承载。因此，建立在UE与VCC-AS之间的 CS呼叫支路。VCC-AS然后朝向该目的地号启动信令的第二支路，正 如当UE处在WLAN模式时的情形那样。
在另 一个示例性实施方案中，到会聚用户的所有的MT呼叫都到达 VCC-AS。在IMS路由模式(例如，S-CSCF)和GSM切换模式(例如， MSC)中需要某些逻辑来把呼叫路由到VCC-AS。当VCC-AS接收呼叫 时，它确定UE究竟被注册在IP-CAN(WLAN)还是CS网络(GSM)。如 果它被注册在IP-CAN，则VCC-AS用作为B2BUA，并创建到目的地的 另一个SIP会话。如果它被注册在CS网络，则VCC-AS终接这个支路， 并启动在VCC-AS与UE之间的另 一个信令支路，从而起B2BUA的作 用。当启动第二支路时，VCC-AS可以以两种方式工作。它或者启动到UE的SIP会话，指示它把CS承载添加到服务MSC，或者启动到UE 的服务MSC的SIP会话，指示它把CS承栽添加到UE。对于给定的环境 哪种方法最佳是根据实现来决定的。
VCC-AS负责在IP-CAN与CS网络之间的切换，这样，如果当接入 网改变时用户处在话音呼叫之中，则话音呼叫可以继续进行而无干扰。 这种无接缝切换藉助于这样的事实而达到到外部实体的呼叫被锚定 在VCC-AS以及VCC-AS能够通过不同的接入网启动到UE的呼叫信令 支路而同时通过外部实体保持该支路。VCC-AS能够根据来自UE的信 令在两个承载之间切换；即，如果UE把IP-CAN网络看作为最佳承载， 则它把这个信息通知VCC-AS，以及IP-CAN通过VCC-AS的指令而被 用作为承载。同样地，如果UE判定GPRS/UMTS在当前的环境下是最 佳承载，则UE通知VCC-AS切换到GPRS/UMTS。通过这个机制， VCC-AS知道接入网改变，以及控制所有与呼叫有关的信令。
作为本创新性发明的一个优点，当UE移动跨越CS网络或IP-CAN 网络时，话音呼叫非常可能继续进行，由此对接入网进行切换。 VCC-AS控制所有的呼叫信令，以及会聚的UE提供对于呼叫的综合的 控制。
提供的以下例子是作为说明而不是限制。


图1显示按照话音呼叫连续性应用服务器(VCC-AS)114的一个示 例性系统结构100。 PSTN 110是主要用来载送话音业务的传统的公共 电信网。PLMN是主要用来载送话音业务的地面移动通信网，例如 GSM CS网络。PSTN和PLMN—起表示话音呼叫通过CS技术(例如 ISUP)进行传递的电路交换网。
GSM是使用TDMA技术的标准蜂窝系统，该系统包括提供服务的 所有的功能/物理节点，并且该系统由无线接入网和核心网节点组成。 这里假设，GSM网络包括通过其提供数据服务的GPRS网络。
PDN 108是主要用来载送数据业务的分组交换数据网，例如，公 共IP网络或IMS。通常IP协议被用作为PDN 108中的网络层协议。 IP-CAN 104是可以提供IP连通性的任何通用接入网，例如，WLAN。 当IP-CAN 104是WLAN时，诸如PDG(分组数据网关；见图6-ll)那样 的网关节点被使用来连接WLAN和PDN 108。 PDG负责通过WLAN在 UE 102与PDN 108之间路由分组数据、分配或中继远端IP地址、建立 在UE与它本身之间的安全隧道、以及执行打包和拆包。GGSN是用于 3GPP-UE的分组业务的锚点。所有的分组数据通过GGSN进行传递。 对于3GPP-WLAN互通服务，PDG也可以起到GGSN的作用以便路由 去往和来自PDN的业务，或仅仅终接在UE与它本身之间的安全隧道， 从而起TTG(隧道终接网关)的作用。当PDG作为TTG工作时，它通过 GGSN发送所有的有用负荷和信令。
SGW(信令网关)112位于CS网络(PSTN， PLMN 110)与IP网络之 间，并且它负责变换在IP网络与SS7网络之间的输送层信令。
MGCF(媒体网关控制功能)116负责为业务分配适当的资源，并且 负责控制MGW 118。它也变换在CS网络(例如，ISUP消息)与IP网络(例 如，SIP)之间的呼叫控制消息。
MGW(媒体网关)118负责在电路与分组交换网络之间切换业务。 MGW 118在RTP分组与TDM流之间变换话音呼叫流，从而使IP与CS 网络之间的话音呼叫互通是可能的。MGW 118连接所有的网络云 (network clouds )，以《更变换呼叫承载业务。
VCC-AS 114用作为锚点，并且负责所有的呼叫控制、移动性管理、 和在IP-CAN 104与CS 106网络之间的切换。去往和来自UE 102的所有 的呼叫到达VCC-AS 114进行处理和路由，仿佛呼叫目的地就是 VCC-AS 114。然后，按照用户注册域和目的地，VCC-AS 114通过适 当的无线接入来启动到目的地的另一个呼叫支路。由于VCC-AS 114 位于IP-CAN与GSM网络之间并且处理所有的呼叫，VCC-AS U4进行 呼叫控制和在用户移动跨越接入域时切换呼叫。
图2描述当UE处在WLAN模式时用于话音呼叫控制的协议栈的示 例性实施例。当UE处在WLAN模式时，在UE与PDG(TTG)之间建立 安全IPsec隧道，以用于3GPP/WLAN互通。这里显示，TTG和GGSN 是分开的，但它们在物理上可以合在一起实施。GGSN分配远端IP地 址，并且这被用作为在IPsec层的顶部的内部IP。在TTG与GGSN之间 的协议是3GPP标准GTP，。 TTG会创建到GGSN的GTP隧道，并在IPsec 隧道与GTP隧道之间切换业务。
所有的业务在UE与TTG之间的IPsec隧道内交换。出自于IPsec中， 在UDP上的SIP被使用来在UE与VCC-AS之间栽送话音呼叫控制信 令。当目的地是CS网络实体时，VCC-AS发送信号到MGCF，后者把
SIP信令改变为SS7信令，在IP呼叫的情形下，VCC-AS把SIP信令直接 发送到目的地。
图3描述当UE处在WLAN模式时用于话音呼叫承载的协议栈的示 例性实施例。当呼叫控制信令完成时，MGW建立到UE的呼叫承载。 与控制信令相同，当UE处在WLAN模式时，所有的呼叫承载业务在 IPsec隧道内部输送。出自于IPsec中，RTP/UDP净皮使用来载送话音业 务，以及如果必要的话，MGW会通过TDM使用适当的编码译码器变 换数据。如果使用PDG而不使用TTG，则GGSN可以从路径中省略， 在此场合下PDG可以把业务直接路由到MGW而不需要GTP隧道。
图4描述当UE处在GSM模式时用于话音呼叫控制的协议栈的示例 性实施例。当UE处在GSM模式时，不需要UE与TTG之间的安全隧道， 所有的信令通过GSM协议栈在UE， BSC, SGSN与GGSN之间进行交 换。GGSN负责分配远端IP地址。应用层信令是SIP/UDP，它与当UE 处在WLAN模式时相同。SIP信令被传递到VCC-AS，在那里它判定把 业务发送到MGCF以便进行交换，或发送到IMS呼叫的目的地。
图5显示按照本创新性发明的实施例的会聚的用户设备的示例性 逻辑结构。UE是一个综合了WLAN输送、WLAN互通能力、带有用于 媒体输送的RTP和用于媒体QoS管理的RTCP的SIP端点能力的标准 GSM/GPRS电话。UE具有一个把统一的视图呈现给最终用户的会聚应 用。IP多媒体控制(IMC)表示应用层软件，该应用层软件包含用于在 通过GSM/GPRS和WLAN无线电设备启动的路径上进行的统 一 的呼 叫处理的逻辑。该IMC与VCC-AS使用SIP信令以用于所有的呼叫处 理。这个图显示当UE处在GSM/GPRS模式时载送SIP信令的GPRS承 载，但是它也有可能通过其它输送机制(例如USSD或SMS)载送SIP 信令。在使用USSD或SMS的情形下，在会聚的UE中可能需要进行SIP 到USSD (或SMS)编码。
即使SIP被使用于所有的呼叫，但用于GSM呼叫的媒体是CS，而 用于WLAN呼叫的媒体是PS。对于WLAN路径，它使用RTP/RTCP以 便进行媒体处理，以及对于GSM路径，它使用常规的GSM电路交换承 载。
IMC还控制用户经历，并且因而需要在MMI上进行控制。它拦截 所有的用户与键盘和GUI之间的交互。在少数的几种情形下，它可以
把用户事件不加改变地传递到GSM堆栈(例如，当UE处在GSM范围 时，可以通过GSM无线电设备直接发出紧急呼叫)。GSM编码译码器 对于诸如IMC的外部应用是不可接入的。在这样的情形下，对于WLAN 呼叫需要软编码译码器。通过使用交换机，IMC控制被馈送到电话的 音频电路的流。
IMC把与网络有关的信息(例如，用于TTG和VCC-AS的DNS名称 等等)存储在电话的永久存储器。在IMC可以与VCC-AS通信之前，必 须有一个从UE到VCC-AS所处在的原籍网络的经鉴权的和安全的IP路 径。IMC本身可包括这样的功能，或者该功能可以由独立连接管理器 提供。IMC与SIM交互，以便对WLAN注册执行鉴权。
例子
图6显示当UE处在WL AN模式时 一 个示例的到PSTN接收者的 MO呼叫流程。在启动呼叫之前，UE需要通过WLAN进行鉴权和注册。 在鉴权和/或授权期间，VCC-AS从HLR(或HSS)或从其它3GPP-WLAN 互通节点检索用户的所有必需的用户简档。应当指出，VCC-AS通过 这些机制中的任一种保持用户的鉴权状态。UE通过WLAN无线电设备 把周期性的SIP注册消息发送到作为SIP寄存器/服务器来工作的 VCC-AS，从而使VCC-AS知道UE被注册在WLAN域。
当UE想要启动呼叫时，它通过WLAN无线电设备把SIP邀请发送 到VCC-AS。该目的地号是实际的目的地号。对于SIP会话启动，可能 需要SIP鉴权程序。因为VCC-AS存储在WLAN鉴权期间发生的用户的 鉴权状态，所以这个鉴权程序可以在VCC-AS处被优化和被跳过。是 否优化SIP鉴权是实现的决定。由于目的地是PSTN， VCC-AS终接这 个呼叫支路，以及启动到MGCF的另一个SIP邀请。换句话说，VCC-AS 不仅中继或代理SIP信令，而且它起B2BUA的作用，以及终接来自UE 的第一SIP支路，然后通过MGCF启动到目的地的第二SIP支路。由于 VCC-AS启用另一个到目的地的支路，如果用户把域从WLAN切换到 GPRS，则VCC-AS仅仅把UE与VCC-AS之间的支路从一个域切换到另 一个域，而同时保持从VCC-AS到目的地的支路不改变。这确保当服 务域改变时呼叫可以继续进行。MGCF把SIP信号变换成ISUP控制消 息，以及把该消息发送到PSTN中的被呼叫的目的地一方。当ISUP呼 叫接受消息从PSTN到达MGCF时，MGCF把该消息变换成SIP OK消
息，并把它发送到VCC-AS。 VCC-AS把SIPOK消息中继到UE。
在信令结束后，从UE到MGW存在着三个IP连通性分段。第一分 段处在UE与TTG之间，这个分段由安全IP隧道(例如IPsec)保护。 第二IP分段处在TTG与GGSN之间，这个分段是标准GPRS GTP，接 口。此后，应用IP层被连接在GGSN与MGW之间。当使用PDG而不用 TTG时，呼叫支路的IP部分会包含两个分段而不是三个分段，因为不 需要GTP，。 PDG会打开Ipsec，并且把业务直接发送到MGW。
结果，与IP支路具有的分段的数目无关，呼叫承栽由在UE与MGW 之间和在MGW与PSTN目的地之间的两个支路组成。在UE与MGW之 间的支路是IP连接，以及呼叫在RTP分组中被载送。呼叫承载然后在 MGW处被转码，从而使呼叫在PSTN通过CS承载被载送到目的地。
图7显示当UE处在GSM/GPRS模式时到PSTN接收者的MO呼叫 流程。当UE处在GSM/GPRS模式时，通过标准GPRS程序，UE本身附 着到GPRS网络。通过附着程序，GPRS节点知道UE被附着到GPRS网 络，并通过GPRS无线电设备而被服务。VCC-AS作为SIP服务器来工 作，以及会聚的UE通过GPRS无线电设备把它本身注册到VCC-AS。 重要的是，由于VCC-AS应当知道UE状态，因此即使在UE处在GPRS 模式时，UE也使其自身注册到VCC-AS。所以，UE把SIP注册消息发 送到VCC-AS以表示它被注册在GSM,并且通过GPRS无线电设备发送 周期性的SIP信令。
当UE启动呼叫时，正是由会聚的UE来发送SIP信令到VCC-AS。 在SIP控制消息中的目的地号表示实际的目的地号。当VCC-AS接收呼 叫时，它知道UE被注册在GSM网络中，因此，呼叫应当从UE的CS部 分启动。VCC-AS利用本身的重定向号(即，VCC-AS)发送应答到 UE，以指示UE创建CS承载。这个SIP信令通过带外信令被载送。为了 说明，在这个例子中采取GPRS无线电设备。
会聚的UE知道它必须启动CS呼叫，并且它通过由SIP应答表示的 正在提供服务的MSC来把DTAP呼叫启动消息发送到VCC-AS。服务 MSC把ISUP消息发送到MGCF，以及MSCF把ISUP消息变换成SIP， 并把该消息发送到作为目的地的VCC-AS。从VCC-AS观点看来，呼叫 信令的第一支路现在结束。然后，VCC-AS通过发送SIP邀请消息到 MGCF而启动到实际的目的地的另一个呼叫支路。实际的目的地号应
当从被传递到VCC-AS的SIP消息中可得到，或者由UE提供，或者根 据第一邀请消息被存储在VCC-AS。 MGCF与在PSTN中的目的地交换 ISUP呼叫控制消息，并把该信号变换成SIP以及把它们发送到 VCC-AS。
当VCC-AS接收来自接收者的振铃消息时，它会把这个指示发送 到SIP和UE的ISUP部分。于是，它把SIP信令消息发送到UE，并通过 MGCF把ISUP信令消息发送到服务MSC，在此场合下，服务MSC把 该消息中继到始发的UE。会聚的UE的IMS部分会使用SIP振铃消息作 为目的地正在振铃的指示(即，在目的地处已为这个呼叫保留了资源)， 以及会聚的UE的GSM部分会使用DTAP振铃消息来作为 一 个指示，表 明作为目的地的VCC-AS正在振铃(即，在VCC-AS处已为这个呼叫保 留了资源)。
当最后的回答消息从PSTN接收者到达VCC-AS时，它把SIP OK 消息发送到UE，以表示呼叫已由接收者成功回答，并把DTAP接受消 息发送到服务MSC，以表示呼叫已由VCC-AS回答。
在这个呼叫信令之后，在UE和服务MSC之间建立CS承载，以便 载送用户话音业务。CS承载是通过UE-服务MSC-MWG-PSTN路由而 建立的。应当指出，正是会聚的UE功能适当地处理这两个呼叫信令(一 个通过SIP，和一个通过DTAP)，从而保证通过适当的接入网(即在这 种情形下，通过GSM)连接呼叫。
图8显示当UE处在WLAN模式时来自PSTN始发者的MO呼叫流 程。正如在MO情形下那样，用户首先应当被鉴权和授权以便使用 WLAN无线电设备。通过这个过程，UE被注册在VCC-AS，以及 VCC-AS知道UE在WLAN模式下被注册。UE通过WLAN无线电设备把 周期性SIP注册消息发送到VCC-AS。
当呼叫正在从PSTN来到UE时，IMS路由节点会接收呼叫，因为 知道UE是处在WLAN域。IMS路由节点(例如，服务CSCF)应当通过某 种过滤机制把呼叫路由到VCC-AS。 IMS路由节点应当把信令从 DTAP/IDUP变换成SIP ，并通过MGCF把该消息发送到VCC-AS 。 MGCF把协议从DTAP改变成SIP,并把它发送到VCC-AS。当VCC-AS 接收SIP控制消息时，它检验和判定UE处在WLAN模式和终接SIP会 话，并启动另一个到UE的SIP消息。当UE把应答发送到VCC-AS时，
VCC-AS把该应答发送到始发者。
正如在MO情形下那样，IP RTP承载在UE与MGW之间被使用， 它带有两个或三个IP分段，以及CS承载在MGW与PSTN中的始发者之 间被使用。
图9显示当UE处在GSM模式时来自PSTN始发者的MT呼叫流程。 UE附着到GPRS，并通过GPRS无线电i殳备发送SIP注册消息到 VCC-AS。当呼叫从PSTN到达UE的GSM交换节点(例如，服务MSC) 时，MSC通过MGCF把呼叫消息发送到VCC-AS。在MSC处需要某些 逻辑或过滤机制以便把呼叫路由到VCC-AS。由于VCC-AS知道UE被 注册在GSM，它会终接SIP会话和启动到UE的CS会话。VCC-AS把它 从MGW接收的SIP控制消息发送到UE，以表示该呼叫已到达。因为 UE被注册在GSM，会聚的UE不会尝试回答呼叫。会聚的UE功能会决 定它是否应尝试回答呼叫。然后，VCC-AS通过MGCF启动到GMSC 的CS呼叫支路，在此场合GMSC会把该呼叫看作为到UE的MT CS呼 叫。GMSC把ISUP控制消息发送到服务MSC，然后该服务MSC把 DTAP消息发送到UE 另 一 个可能的方法是VCC-AS指示UE启动到 VCC-AS的CS呼叫，正如在MO呼叫的情形那样。在这两种情形下， VCC-AS是锚点，并且控制呼叫的状态。
在UE处，如果保留全部必需的资源并且告知用户(即，电话正在 振铃)，则UE通过服务MSC和GMSC把DTAP振铃消息发送到 VCC-AS。与此同时，会聚的UE把SIP振铃消息发送到VCC-AS，这样， VCC-AS可以使用这个消息作为振铃的指示。在接收两个SIP消息(其 中一个直接来自UE和一个来自MGCF)后，VCC-AS通过MGCF把振 铃指示发送到PSTN始发者。
当用户回答呼叫时，会聚的UE发送SIP OK消息和DTAP接受消 息。当接收OK消息时，VCC-AS知道用户已回答电话和把这个指示发 送到PSTN始发者。
现在已经在PSTN始发者与MGW之间建立CS承载。CS承载存在 于PSTN-MGW-GMSC-服务MSC-UE路由上。
图10显示当UE正在与PSTN进行谈话时从WLAN到GSM的切换 的呼叫流程。由于UE处在WLAN模式，已经在UE与MGW之间建立与 使用RTP承载，以及已经在MGW与PSTN之间建立与使用CS承载。
当需要切换到GSM(例如，UE走出WLAN范围和附属于GPRS)时， UE把SIP控制消息发送到VCC-AS，以便修改会话信息。这个SIP消息 通过GPRS无线电设备被载送，表示用户现在被注册在GSM模式。SIP 'Re-invite(重新邀请)，可被使用于这个目的。这个重新邀请消息被传递 到VCC-AS，以及对于MO呼叫在GSM小区中被启动的情形下， VCC-AS把重定向应答消息提供到UE,连同着被设置为它本身(即 VCC-AS)的目的地号，以指示UE创建CS承载。然后，UE把DTAP 呼叫控制消息发送到服务MSC,在那里呼叫通过MGCF指定到 VCC-AS。 VCC-AS判定这是一个切换请求，并把SIP '重新邀请，消 息发送到MGCF，以便修改到UE的呼叫承载。由于仅仅改变承载(即， UE与MGW之间的承载)的开始部分，MGCF不需要对目的地采取进一 步行动，除了由于切换造成的端到端QoS的改变以外。在端到端QoS 改变的情形下，VCC-AS也可以修改到目的地的承载。然而，承载路 径没有改变。MGCF保留UE与MGW之间的资源，并且发送OK消息到 VCC-AS。当VCC-AS接收来自MGCF的OK时，VCC-AS发送OK消息 到MGCF，在那里MGCF把这个消息变换成ISUP ANM消息，并把消 息发送到服务MSC。 MSC把DTAP消息发送到UE。
由于仅仅第一呼叫支路被改变，而第二呼叫支路(即从VCC-AS 到目的地)保持不变，所以不需要提醒处理。 一旦MGCF结束承载重 新分配，VCC-AS结束切换请求，并把呼叫从WLAN切换到GSM模式。 现在已在UE-服务MSC-MGW路径上建立新的CS承载，以及在MGW 与PSTN之间的路径如以前那样不改变地被使用，以及话音呼叫通过这 个新的CS承载继续进行。
图11显示当UE正在与PSTN进行谈话时从GSM到WLAN的切换 的呼叫流程。呼叫正在通过GSM承载经由UE-服务 MSC-GMSC-MGW-PSTN路径在UE与PSTN之间进行。当由UE启动 到PSTN的呼叫时，GMSC可以从路径中被忽略。这个例子假设PSTN 用户呼叫UE并且CS承载路径通过GMSC而已经被建立。当需要切换到 WLAN(例如，UE进入WLAN区域)时，则会聚的UE把SIP'重新遨请， 控制消息发送到VCC-AS，以便修改会话。SIP消息通过WLAN无线电 设备被发送，以表示用户现在注册在WLAN域。VCC-AS然后把SIP'重 新邀请，消息发送到MGCF,以表示承载改变，从而使MGCF可以相应
地控制MGW。在MGCF分配新的承载给MGW后，它发送OK到 VCC-AS，以及切换已准备好。与WLAN到GSM切换情形相同，除非 由于切换造成端到端QoS的改变，VCC-AS与目的地之间的呼叫支路保 持不变。在QoS改变的情形下，MGCF会修改到目的地的呼叫承载， 而同时保持承栽路径。VCC-AS发送SIP OK到UE，以及IP RTP承载 在UE-MGW路径上被建立。在MGW与PSTN之间的路径保持不变，从 而提供CS承载。话音呼叫通过这个新的IP承载和CS承载而继续进行。
按照配置偏爱，在IP承载已经建立和呼叫被切换到WLAN后， GSM呼叫支路可被释放。为此，VCC-AS通过MGCF-GMSC-服务MSC 路径把释放消息发送到UE。然后，UE清除CS承载。
按照一类公开的创新性的实施例，提供了一个通信系统，包括 第一接入网；媒体网关；和第一节点，所述第一节点适合于改变在用 户设备与该媒体网关之间的至少一个承栽，而同时保持在该媒体网关 与源/目的地节点之间的不间断的承载。
按照一类公开的创新性的实施例，提供了 一种在分组数据网与电 路交换网之间切换无线话音呼叫的方法，包括以下步骤建立在用户 设备与第一节点之间的一个或多个第一呼叫控制支路；建立在第一节 点与目的地之间的一个或多个第二呼叫控制支路；当用户设备从第一 接入网移动到第二接入网时，经由第二接入网建立在用户设备与第一 节点之间的一个或多个第三呼叫控制支路；以及任选地，如果想要的 话，经由第一接入网终接所述一个或多个第一呼叫控制支路；其中所 述一个或多个第三呼叫支路使用与所述一个或多个第一呼叫支路不同 的承载；以及其中SIP被用作为第一、第二、和第三呼叫控制支路的呼 叫控制信令。
按照一类公开的创新性的实施例，提供了 一种当用户设备改变接 入网时保持话音呼叫的方法，包括以下步骤通过使用与第一分组数 据接入网或第二电路交换接入网相关联的接入技术来把用户设备注册 到第 一 节点；通过终接来自用户设备的SIP信令和启动到目的地的另一 个呼叫控制信令支路来处理在第一分组数据接入网中启动的用户设备 始发的呼叫；通过指示用户设备创建与第二电路交换接入网相关联的 电路交换承载、终接来自用户设备的SIP信令、和启动到目的地的另一 个呼叫控制信令支路来处理在第二电路交换接入网中启动的用户设备
始发的呼叫；通过终接进入的呼叫控制信令支路和启动到用户设备的 SIP信令来在第 一分组数据接入网中处理用户设备终接的呼叫；以及通 过终接进入的呼叫控制信令、指示至少该用户设备创建与用于电路交 换呼叫支路的第二电路交换接入网相关联的电路交换承载、和启动到 用户设备的SIP信令，在第二电路交换接入网中处理用户设备终接的呼 叫。
按照一类公开的创新性的实施例，提供了一种当用户设备改变接 入网时保持话音呼叫的方法，包括以下步骤检测用户设备已进入第 二无线接入网和使用SIP信令通过第二接入网把用户注册到第 一节点； 处理UE的到第二接入网的切换请求；经由第二接入网在用户设备与第 二节点之间建立用于切换呼叫的适当的承载，而同时保持在第二节点 与另一方之间的呼叫承载支路不变；以及任选地，经由第一接入网释 放在用户设备与第二节点之间的以前的呼叫承栽支路。
^修改方案和变例
正如本领域技术人员将认识到的，在本申请中描述的创新的概念 可以在本申请的广泛的范围内修改和改变，因此，专利的主题范围不 限于所给出的任何特定的示例性教导。
例如，虽然分组数据和电路交换网络的特定的例子是为了说明的 目的而给出的，但这里描述的创新的概念不限于这些特定的例子。
有助于显示变例和实施方案的附加的一般基础知识可以在以下的 出版物中找到，该出版物全部在此引用以供参考
"3G Mobile Networks (3G移动网络)，，，Casera和Narang著， McGraw Hill,2005出版。
本专利申请中的说明不应当被看成意味着任何特定的单元、步骤 或功能是必须被包括在权利要求范围中的基本单元专利的主题的范 围仅由被允许的权利要求规定。而且，这些权利要求不打算引用美国 专利法(35 USC)第112条的段落6，除非准确的词"meansfor(用于.... 的装置)"后面跟着一个分词。
所提交的权利要求意在尽可能地全面，以及没有有意地让与、贡 献、或放弃任何主题。
权利要求
1.一种通信系统，包括第一接入网；媒体网关；和第一节点，适合于改变在用户设备与该媒体网关之间的至少一个承载，而同时保持在该媒体网关与源/目的地节点之间的不间断的承载。
2. 权利要求l的系统，还包括适合于启动在用户设备与第一节点 之间的SIP会话的用户i殳备。
3. 权利要求l的系统，其中第一节点适合于当用户设备从第一接 入网移动到第二接入网时改变在用户设备与该媒体网关之间的所述至 少一个承载。
4. 权利要求l的系统，其中在用户设备与该媒体网关之间的至少 一个承载从分组数据承载改变到电路交换承载或从电路交换承载改变 到分组数据承载。
5. 权利要求3的系统，其中第一接入网是分组数据接入网，以及 第二接入网是电路交换接入网。
6. 权利要求3的系统，其中第一接入网是电路交换接入网，以及 第二接入网是分组数据接入网。
7. 权利要求l的系统，其中第一节点适合于用作为用于呼叫信令 的锚点；以及其中媒体网关适合于锚定在用户设备与媒体网关之间的呼叫承载 以及在媒体网关与源/目的地节点之间的呼叫承载。
8. 权利要求l的系统，其中无论接入网是电路交换接入网还是分 组数据接入网，在辅助数据信道上的带外分组信令总是被第一节点使 用来锚定呼叫控制信令。
9. 权利要求8的系统，其中带外分组信令是SIP，以及辅助数据信 道是GPRS或USSD。
10. —种在分组数据网与电路交换网之间切换无线话音呼叫的方 法，包括以下步骤建立在用户设备与第一节点之间的一个或多个第一呼叫控制支路；建立在第一节点与目的地之间的一个或多个第二呼叫控制支路；当用户设备从第一接入网移动到第二接入网时，经由第二接入网建立在用户设备与第一节点之间的一个或多个第三呼叫控制支路；以 及任选地，如果想要的话，经由第一接入网终接所述一个或多个第 一呼叫控制支路；其中所述一个或多个第三呼叫支路使用与所述一个或多个第 一呼 叫支路不同的承载；以及其中SIP被用作为第一、第二、和第三呼叫控制支路的呼叫控制信令。
11. 权利要求10的方法，其中所述一个或多个第一呼叫支路的承 栽是RTP承栽，以及所述一个或多个第三呼叫支路的承载是TDM承 载。
12. 权利要求10的方法，其中呼叫承载被锚定在第二节点。
13. 权利要求12的方法，其中第一节点是应用服务器，以及第二 节点是媒体网关。
14. 权利要求10的方法，其中第一节点用作为B2BUA。
15. 权利要求10的方法，其中所述一个或多个第一呼叫支路的承 载是TDM承栽，以及所述一个或多个第三呼叫支路的承栽是RTP承 载。
16. —种当用户设备改变接入网时保持话音呼叫的方法，包括以 下步骤通过使用与第 一分组数据接入网或第二电路交换接入网相关联的 接入技术来把用户设备注册到第 一节点；通过终接来自用户设备的SIP信令和启动到目的地的另一个呼叫 控制信令支路来处理在第一分组数据接入网中启动的用户设备始发的 呼叫；通过指示用户设备创建与第二电路交换接入网相关联的电路交换 承载、终接来自用户设备的SIP信令、和启动到目的地的另一个呼叫控 制信令支路来处理在第二电路交换接入网中启动的用户设备始发的呼 叫；通过终接进入的呼叫控制信令支路和启动到用户设备的SIP信令 来在第一分组数据接入网中处理用户设备终接的呼叫；以及通过终接进入的呼叫控制信令、指示至少该用户设备创建与用于 电路交换呼叫支路的第二电路交换接入网相关联的电路交换承载、和 启动到用户设备的SIP信令，从而在第二电路交换接入网中处理用户设 备终接的呼叫。
17. 权利要求16的方法，其中第一分组数据接入网是WLAN，以 及第二电路交换接入网是GSM。
18. 权利要求16的方法，其中第一节点是处理和锚定在用户设备 与目的地之间的呼叫信令的应用服务器。
19. 权利要求16的方法，其中当用户设备改变接入网时，呼叫信 令继续被锚定在第一节点，而同时呼叫承载被锚定在第二节点。
20. 权利要求19的方法，其中第二节点是媒体网关。
21. —种当用户设备改变接入网时保持话音呼叫的方法，包括以 下步骤检测用户设备已进入第二无线接入网和使用SIP信令通过第二接 入网把用户注册到第一节点；处理UE的到第二接入网的切换请求；经由第二接入网在用户设备与第二节点之间建立用于切换呼叫的 适当的承载，而同时保持在第二节点与另一方之间的呼叫承载支路不 变；以及任选地，经由第 一接入网释放在用户设备与第二节点之间的以前 的呼叫承载支路。
22. 权利要求21的方法，其中第一节点是话音呼叫连续性应用服 务器，以及第二节点是媒体网关。
23. 权利要求21的方法，其中第一接入网是WLAN，以及第二接 入网是GSM。
24. 权利要求21的方法，其中第一接入网是GSM，以及第二接入 网是WLAN。
全文摘要
一种用于当用户在分组数据与电路交换接入网之间切换时的连续话音呼叫的系统和方法。在一个示例性实施例中，本创新性发明包括支持在IP-CAN与CS网络(例如，PSTN或GSM)之间移动的用户的话音呼叫连续性的互通系统。在一个示例性实施例中，本创新性发明包括话音呼叫连续性应用服务器(VCC-AS)，该服务器用作为用于话音呼叫的锚点(即，它是启动切换的节点)，并且控制和处理去往和来自用户设备(UE)的话音呼叫，而与接入网无关。
文档编号H04W80/10GK101208970SQ200680021760
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月15日
发明者N·坎特 申请人:阿泽尔网络公司