专利名称：网关设备、系统和通信方法
技术领域：
本发明涉及用于通过在蜂窝电话网络中连接无线电网络控制器(RNC)和固定网 络或IMS (IP多媒体子系统)核心网络来实现诸如语音服务和TV电话之类的多媒体服务的 网关设备。
背景技术：
在使用第三代W-CDMA技术的蜂窝电话终端和蜂窝电话网络中，使用电路交换网 络或电路交换协议以便实现语音电话和TV电话。同时，存在这样的趋势通过在IP网络中使用IMS来在这样的电路交换网络中提 供多媒体服务。未来，各种服务将被集成在IMS核心网络上。IMS的配置例如在下面将描述 的非专利文献1中以及由3GPP (第3代合作伙伴项目)规定的TS23. 228中被描述。{引用列表}{非专利文献}{NPL 1}2007 年 12 月 27 日在因特网 http //www. 3gpp. org/ftp/Specs/ html-info/23002. htm 上捭索到的在 2006 年 3 月发布的 3rd Generation Partnership Project, "3GPP TS 23. 002v7. 1. 0”，第 36 至 38 页，图 6{NPL 2} 2007 年 12 月 27 日在因特网 http //www. 3gpp. org/ftp/Specs/ html-info/29163. htm 上捭索到的在 2007 年 9 月发布的 3rd Generation Partnership Project, "3GPP TS 29. 163v8. 0. 0”，第 88 至 89 页，图 32{NPL 3} 2007 年 12 月 27 日在因特网 http //www. 3gpp. org/ftp/Specs/ html-info/26090. htm 上捭索到的在 2002 年 6 月发布的 3rd Generation Partnership Project, "3GPP TS 26. 090v5. 0. 0”，第 13 至 15 页，表 1{NPL 4} 2007 年 12 月 27 日在因特网 http //www. 3gpp. org/ftp/Specs/ html-info/25415. htm 上捭索到的在 2006 年 12 月发布的 3rd Generation Partnership Project, "3GPP TS 25. 415v7. 3. 0”，第 11 至 13 页，图
发明内容
{技术问题}当通过使用IMS在电路交换网络上提供多媒体服务时，IMS核心网络必须连接到 电路交换网络。在此情况中，在IMS上使用的呼叫控制通信协议与电路交换网络上的不同。 因此，即使当多媒体服务的帧信号从电路交换网络提供给IMS时，IMS也无法适当地执行呼 叫控制。本发明是在考虑到这些缺点的情况下实现的，并且本发明的一个目的是提供用于 对从电路交换网络提供给IMS核心网络的帧信号执行呼叫控制的网关设备。{解决问题的方案}本发明的网关设备包括通信单元，该通信单元与连接到电路交换网络的无线基站控制器传送遵循IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断单元，该判断单元判断由通信单 元接收的帧信号是否满足预定条件；转换单元，该转换单元在帧信号满足预定条件时，将帧 信号中包含的信息转换为将要被设置在IMS (IP多媒体子系统)的呼叫控制信号中的信息； 以及呼叫控制信号发送单元，该呼叫控制信号发送单元将包含转换后的信息的呼叫控制信 号发送给IMS中的通信设备。本发明的系统包括可通信地彼此相连的网关设备和呼叫控制器。该网关设备包 括第一通信单元，该第一通信单元与连接到电路交换网络的无线基站控制器传送遵循 IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断单元，该判断单元判断由第一通信单元接收的帧信 号是否满足预定条件；转换单元，在帧信号满足预定条件时，该转换单元将帧信号中包含的 信息转换为将要被设置在IMS(IP多媒体子系统)的呼叫控制信号中的信息；以及第二通信 单元，该第二通信单元将经转换单元转换的信息发送给呼叫控制器，并且该呼叫控制器包 括呼叫控制信号发送单元，该呼叫控制信号发送单元将包括从所述网络设备接收的信息的 呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。本发明的通信方法包括以下步骤从连接到电路交换网络的无线基站控制器接收 遵循IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断帧信号是否满足预定条件；当帧信号满足预 定条件时，将帧信号中包含的信息转换为将要被设置在IMS (IP多媒体子系统)的呼叫控制 信号中的信息；以及将包含转换后的信息的呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。{本发明的有益效果}根据本发明，可以对从电路交换网络提供给IMS的帧信号执行适合于IMS的呼叫 控制。因此，电路交换网络中的多媒体服务可以以适当的状态被提供给IMS。
{图1}图1是本发明第一实施例中的系统的配置图。{图2}图2是本发明第一实施例中的网关设备的框图。{图3}图3是示出本发明第一实施例的操作过程的流程图。{图4}图4是本发明第二实施例中的系统的配置图。{图5}图5是本发明第二实施例中的U-平面(Plane)网关设备和呼叫控制器的 框图。{标号列表}10、20 系统100 无线基站控制器101:电路交换网络102:IMS 核心网络110:网关设备I2O: IMS 设备200 :U-平面网关设备210:呼叫控制器111、115、202、204 :U_平面数据通信单元112、201 判断单元
113、203 协议转换单元114,211 呼叫控制信号发送单元205、212 :MEGAC0 通信单元
具体实施例方式<第一实施例>图1示出了本发明第一实施例的系统配置。在本实施例的系统10中，无线基站控 制器100和网关设备110经由电路交换网络101彼此相连。IMS设备120经由在IP网络中 形成的IMS核心网络102连接到网关设备110。IMS-MGff(IMS媒体网关)设备可被用作IMS设备120。IMS-MGW设备的配置例如 在使用3GPP的非专利文献2、TS23. 228和TS29. 163等中被描述。IMS核心网络102的配 置在非专利文献1、TS23.228等中被描述。在本实施例的系统10中，AMR(自适应多速率) 被用作用于语音呼叫服务的语音编解码器。AMR在使用3GPP的非专利文献3、TS26. 071等 中被描述。除了 AMR之外，也可以使用诸如AMR-WB或AMR-WB+之类的其它语音编解码器。 AMR-WB 或 AMR-WB+ 分别在 3GPP TS26. 190 和 TS26. 290 中被描述。网关设备110从无线基站控制器100接收作为用户平面数据的遵循在电路交换网 络101中使用的协议的帧信号。作为该协议，例如可以使用IuUP(Iu用户平面)协议。IuUP 协议在使用3GPP的非专利文献4等中被描述。图2示出了网关设备110的功能配置。U-平面(用户平面)数据通信单元111经 由电路交换网络101与无线基站控制器100(图1)传送基于IuUP协议确认的帧信号。U-平 面数据通信单元115经由IMS核心网络102与IMS设备120 (图1)传送基于IuUP协议的 帧信号。呼叫控制信号发送单元114生成与从无线基站控制器100接收的帧信号相对应的 呼叫控制信号，并且将呼叫控制信号发送给IMS设备120。判断单元112判断从无线基站控 制器100接收的帧信号是否满足预定条件。当接收到的帧满足预定条件时，协议转换单元 113将该帧中包含的信息转换为将要被设置在由呼叫控制信号发送单元114生成的呼叫控 制信号中的信息。参考图3的流程图，将描述具有上述配置的网关设备110的操作。U-平面数据通 信单元111经由电路交换网络101接收从无线基站控制器100发送来的IuUP协议的帧信 号(步骤Si)。判断单元112从接收到的帧中提取PDU类型信息和过程指示符(procedure indicator)信息。判断单元112随后判断PDU类型信息是否是出自“0”、“ 1 ”和“ 14”中的 “ 14”，并且还判断过程指示符信息是否为“0”(步骤S2)。如果作为判断的结果PDU类型为14并且过程指示符信息为“0”(步骤S3中的 “是”)，则协议转换单元113认识到所接收的帧指示IuUP协议初始化请求(步骤S4)。初 始化请求是用于确保从IMS核心网络102到无线基站控制器100的信号路径上的所需频带 的过程。在所接收的帧是初始化请求的情况中，协议转换单元113通过利用包括在该帧中 的下面的信息(1)至(3)中的至少一个来生成遵循AMR的模式-设置(mode-set)信息(步骤 S5)(1)无线基站控制器100使用的信号路径中的各个RFCI (无线电接入载体(RAB) 子流组合指示符)中的RAM子流的数目(N)，(2)第一 RFCI中的N个RAB子流中的每个RAB子流的长度，以及(3)第二 RFCI中的N个RAB子流中的每个RAB子流的长度。通过利用上述信息生成的模式_设置信息是将要被设置在由呼叫控制信号发送 单元114生成的呼叫控制信号中的信息。模式-设置信息是指从另一侧的设备接收到的与 AMR比特速率有关的请求。即，模式-设置信息是用于向IMS设备120指示将要被应用于从 IMS设备120到无线基站控制器100的数据发送的AMR比特速率的信息。现在将描述协议转换单元113中的处理的示例。协议转换单元113基于如下面的 表1之类的预定转变表来生成模式_设置信息。[表 1] 在此示例中，假设协议转换单元113通过利用从所接收的帧提取的RFCI信息、每 个RFCI中的RAB子流的数目以及每个RAB子流的长度来基于SDP (会话描述协议)生成AMR 模式_设置信息。RFCI信息是用于标识RAB子流的大小(长度)的组合的信息，并且与上述 表1中的最左列处的信息相对应。SDP是呼叫控制消息中的一种并且例如在根据IETF(互 联网工程任务组)的RFC2327、RFC3264和RFC4566中被规定。现在，假设所接收的帧的RFCI信息为“9”，并且RAB子流1、RAB子流2和RAB子 流3的大小分别为“81”、“103”和“60”。在此情况中，“7”被获得作为与来自表1中最右端 列的信息相对应的模式_设置信息。在RFCI信息为“0”并且RAB子流1、2和3的大小各 自为“0”的情况中，例如“15”被获得作为来自表1的模式-设置信息。协议转换单元113将所获得的模式_设置信息提供给呼叫控制信号发送单元114。呼叫控制信号发送单元114将来自协议转换单元113的模式-设置信息设置在将 要被发送给IMS设备120的呼叫控制信号中(步骤S6)。作为呼叫控制信号的协议，例如 可以使用在IETF的RFC3261中规定的SIP (会话发起协议)、SDP等。表2示出了利用SDP 写出的呼叫控制信号的示例。[表 2] 表2中所示的呼叫控制信号指示出AMR用于语音编解码器，模式-设置信息为 “7”、“8”和“15”，并且分组发送周期为“20”[ms]。呼叫控制信号发送单元114在发送了 SIP 消息之后，将如表2所示的去往IMS设备120的呼叫控制信号发送给IMS核心网络102 (步 骤 S7)。根据本实施例，可以对从电路交换网络101提供给IMS核心网络102的帧信号执 行适合于IMS核心网络102的呼叫控制。结果，可将电路交换网络101中的多媒体服务以 合适的状态提供给IMS。本发明的实施例不限于上述模式，而是可以在权利要求的范围内适当地改变。例 如，可以使用除了上述AMR以外的语音编解码器。IMS设备120可以是不连接到在IP网络 中形成的IMS核心网络102而连接到IP网络本身的设备。在此情况中，图1中的IMS核心 网络102可由固定网络的IP网络取代。设置在去往IMS设备120的呼叫控制信号中的信息不限于模式_设置信息，而可 以是另外的参数。作为呼叫控制信号的协议，还可以使用在IETF的RFC2976中规定的SIP INFO方法，来取代SDP或SIP。网关设备110可经由IMS核心网络102从IMS设备120接收U-平面数据，并且经 由电路交换网络101将U-平面数据输出给无线基站控制器100。上面实施例的判断单元112判断所接收的帧是否是初始化请求。然而，本发明不 限于这样的实施例。例如，判断单元112可以判断所接收的帧是否是IuUP协议的速率控制 请求。在此情况中，当所接收的帧的PDU类型为“14”并且过程指示符信息指示“1”时，该 帧被判定为速率控制请求。速率控制请求是指用于请求对从IMS核心网络102到电路交换 网络101的通信中的AMR比特速率进行控制的过程。本发明可被体现为与网关设备110的操作过程(图3)相对应的计算机程序，或者 存储有该程序的计算机可读介质。<第二实施例>图4示出了本发明第二实施例的系统配置。在图4的系统20中，将相同的标号指 派给与前面实施例(图1)中的组件类似的组件。本发明技术领域中的呼叫控制处理和U-平面处理实质上具有不同的性质。在第 二实施例中，将描述这些处理在其中由分离的设备执行的系统20。系统20具有这样的配置，其中，前面实施例的网关设备110的功能被分布到U-平面网关设备200和呼叫控制器 210。图5示出了 U-平面网关设备200和呼叫控制器210的功能配置。在U-平面网关 设备200中，判断单元201、U-平面数据通信单元202、协议转换单元203和U-平面数据通 信单元204分别具有与图2中的判断单元112、U-平面数据通信单元111、协议转换单元113 和U-平面数据通信单元115类似的功能。U-平面数据通信单元202与根据本发明的系统 中的网关设备的第一通信单元相对应。呼叫控制器210的呼叫控制信号发送单元211具有与网关设备110的呼叫控制信 号发送单元114(图2)类似的功能。在系统20中，U-平面网关设备200和呼叫控制器210彼此相连以使得它们可彼 此通信。在第二实施例中，在IETF的RFC3015中规定的MEGACO (媒体网关控制)被用作用 于连接的协议。对于使用MEGACO的连接，如图5所示，U-平面网关设备200设置有MEGACO 通信单元205，并且呼叫控制器210设置有MEGACO通信单元212。MEGACO通信单元205与 本发明的系统中的网关设备的第二通信单元相对应。第二实施例的操作与参考图3描述的前面实施例的操作基本类似。具体地，当 U-平面数据通信单元202接收到来自电路交换网络101的IuUP协议的帧时，判断单元201 检查该帧的PDU类型和过程指示符信息。在作为检查的结果PDU类型为“4”并且过程指示 符信息为“0”的情况中，协议转换单元203通过利用所接收的帧的RFCI信息等来生成AMR 模式_设置信息。MEGACO通信单元205将所生成的模式-设置信息与发送指示信息等一起在 MEGACO信号上提供给呼叫控制器210。在呼叫控制器210中，当MEGACO通信单元212接收到来自U-平面网关设备200的 模式_设置信息时，呼叫控制信号传输单元211通过利用该模式_设置信息基于SDP或SIP 生成呼叫控制信号。所生成的呼叫控制信号在SIP消息之后被发送给IMS核心网络102。根据第二实施例，呼叫控制处理和U-平面处理由分离的设备执行，以使得可为每 个处理指派最佳设备。这有助于确保系统的可扩展性(幅度从小容量到大容量)。第二实施例可以按照与第一实施例类似的方式被修改。此外，用于连接U-平面网 关设备200和呼叫控制器210的协议不限于MEGAC0，而可以是诸如SIP之类的任何协议，只 要其适合于呼叫控制信号的协议即可。本申请基于2008年1月16日提交的日本专利申请No. 2008-006888并要求该申 请的优先权，该申请的公开通过引用全部结合于此。
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权利要求
一种网关设备，包括通信单元，该通信单元与连接到电路交换网络的无线基站控制器传送遵循IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断单元，该判断单元判断由所述通信单元接收的所述帧信号是否满足预定条件；转换单元，在所述帧信号满足所述预定条件时，该转换单元将所述帧信号中包含的信息转换为将要被设置在IMS(IP多媒体子系统)的呼叫控制信号中的信息；以及呼叫控制信号发送单元，该呼叫控制信号发送单元将包括转换后的信息的呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。
2.根据权利要求1所述的网关设备，其中，所述呼叫控制信号发送单元将遵循SDP(会 话描述协议)的信号或遵循SIP (会话发起协议)的信号作为所述呼叫控制信号来发送。
3.根据权利要求1或2所述的网关设备，其中，当所述帧信号指示所述IuUP协议的初 始化请求或速率控制请求时，所述判断单元判定所述帧信号满足所述预定条件。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的网关设备，其中，所述转换单元通过利用满足 所述预定条件的帧信号中所包含的RFCI (RAB子流组合指示符)、RAB子流的数目以及RAB 子流的长度中的至少一者来确定语音编解码器的比特速率作为将要被设置在所述呼叫控 制信号中的信息。
5.一种系统，包括 网关设备；以及呼叫控制器，该呼叫控制器可通信地连接到所述网关设备， 其中，所述网关设备包括第一通信单元，该第一通信单元与连接到电路交换网络的无线基站控制器传送遵循 IuUPdu用户平面)协议的帧信号；判断单元，该判断单元判断由所述第一通信单元接收的所述帧信号是否满足预定条件；转换单元，在所述帧信号满足所述预定条件时，该转换单元将所述帧信号中包含的信 息转换为将要被设置在IMS(IP多媒体子系统)的呼叫控制信号中的信息；以及第二通信单元，该第二通信单元将经所述转换单元转换的信息发送给所述呼叫控制 器，并且所述呼叫控制器包括呼叫控制信号发送单元，该呼叫控制信号发送单元将包括从所述网络设备接收的信息 的呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二通信单元通过MEGACO(媒体网关控制) 协议来发送要被发送给所述呼叫控制器的信息。
7.一种通信方法，包括从连接到电路交换网络的无线基站控制器接收遵循IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断所述帧信号是否满足预定条件；当所述帧信号满足所述预定条件时，将所述帧信号中包含的信息转换为将要被设置在 IMS(IP多媒体子系统)的呼叫控制信号中的信息；以及将包括转换后的信息的呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。
8.根据权利要求7所述的通信方法，其中，所述呼叫控制信号是遵循SDP(会话描述协 议)的信号或遵循SIP(会话发起协议)的信号。
9.根据权利要求7或8所述的通信方法，其中，当所述帧信号指示所述IuUP协议的初 始化请求或速率控制请求时，所述帧信号被判定为满足所述预定条件。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的通信方法，其中，在所述转换中，通过利用 满足所述预定条件的帧信号中所包含的RFCI (RAB子流组合指示符)、RAB子流的数目以及 RAB子流的长度中的至少一者来确定语音编解码器的比特速率作为将要被设置在所述呼叫 控制信号中的信息。
11.一种存储有程序的计算机可读介质，所述程序使得计算机执行以下步骤从连接到电路交换网络的无线基站控制器接收遵循IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断所述帧信号是否满足预定条件；当所述帧信号满足所述预定条件时，将所述帧信号中包含的信息转换为将要被设置在 IMS(IP多媒体子系统)的呼叫控制信号中的信息；以及将包括转换后的信息的呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。
全文摘要
一种网关设备(110)包括通信单元(111)，该通信单元与连接到电路交换网络(101)的无线基站控制器传送遵循IuUP(Iu用户平面)协议的帧信号；判断单元(112)，该判断单元判断由通信单元接收的帧信号是否满足预定条件；转换单元(113)，在帧信号满足预定条件时，该转换单元将帧信号中包含的信息转换为将要被设置在IMS(IP多媒体子系统)(102)的呼叫控制信号中的信息；以及呼叫控制信号发送单元(114)，该呼叫控制信号发送单元将呼叫控制信号发送给IMS中的通信设备。
文档编号H04L12/56GK101911622SQ20098010191
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月16日
发明者小泽一范 申请人:日本电气株式会社