专利名称：用于lte与第三代无线网络之间互通的分层协议分类的制作方法
用于LTE与第三代无线网络之间互通的分层协议分类
背景技术：
过去移动通信系统主要使用电路交换网络提供话音服务和低速数据服务，并且使用分组交换网络提供高速数据服务。在电路交换网络中，为每个话音或数据呼叫分配专用信道。在分组交换网络中，数据通过共享网络资源以分组传送。通常，与电路交换网络相比，分组交换网络提供增大的带宽效率，而电路交换网络一般提供更高的服务质量保证。第三代(3G)分组交换数据网络已和电路交换话音网络集成以提供话音和数据服务两者。称为长期演进(LTE)的在开发的第四代(4G)标准是分组交换网络，并且没有对话音服务的内在支持。多个提议在考虑用于在LTE网络中提供话音通信。然而，此时不确定的是LTE系统的初始推广是否将包括对话音通信的支持。如果对话音通信的支持不可用，则服务提供商能够利用现有电路交换网络提供话音服务。即使早期LTE系统支持话音通信，服务提供商也将可能逐渐分阶段引入LTE系统，并利用现有3G网络在LTE网络不提供覆盖的区域中提供服务。因此，需要互通协议以便能够实现在LTE与现有电路交换网络之间的 互通。在考虑几个提议以能够实现在3G与4G网络之间的互通，允许服务提供商利用现有网络并逐渐分阶段引入LTE网络。互通的一种方案称为单无线电话音呼叫连续性(SRVCC)。在LTE覆盖不可用时，SRVCC方案允许LTE话音呼叫切换到3G网络。SRVCC方案在3GPP TS. 23. 216中描述。另一互通方案称为电路交换回退(CSFB)。CSFB是允许服务提供商使用现有电路交换网络向LTE用户提供话音服务的互通机制。移动用户能够在附连到LTE网络后向电路交换网络登记。对于话音通信，用户从LTE网络被重定向到提供话音服务的遗留网络。为实现互通协议，互通功能将添加到现有电路交换网络以能够实现将电路服务域消息发送到LTE网络中操作的移动终端和从中发送电路服务域消息。为实现互通功能，需要指定互通协议的机制。
发明内容
本发明提供一种分层协议分类和信令方法以指定用于将电路交换信令消息发送到分组网络中的移动终端和从中发送电路交换信令消息的互通协议。可能的互通协议集被分成对应于不同类型的互通协议的两个另外类。例如，基于SRVCC的互通协议指派到一个类，并且基于CSFB的互通协议指派到一个不同类。在每个类内，通过修订版值指定互通协议的不同版本。在一优选实施例中，可将给定类内互通协议的版本命名，使得带有更高修订版值的版本与具有更低值的版本后向兼容。在将电路服务域消息从发送装置发送到接收装置时，将指定互通协议的类/修订版的互通选项与电路服务域消息一起传送。互通选项可插入包含电路服务域消息的隧穿分组的报头中。
图I示出用于在LTE网络与IxRTT网络之间的互通的示范网络体系结构。
图2示出用于向cdma2000网络登记在LTE网络中的移动终端的示范过程。图3示出用于在LTE网络中的移动终端与cdma2000网络中的互通功能之间发送电路服务域消息的隧穿分组。图4示出由发送装置实现的示范互通过程。图5示出由接收装置实现的示范互通过程。图6示出可充当用于发送/接收电路服务域消息的发送装置或接收装置的示范网络节点。·
具体实施例方式现在参照图形，将在提供话音和数据服务两者到移动终端100的混合网络10的上下文中描述本发明。在本文中所示示范实施例中，混合网络10组合了用于电路交换服务的cdma2000网络12和用于数据服务的LTE网络14。本领域技术人员将理解，cdma2000网络12在一些实施例中除电路交换服务外，也可提供数据服务。示范实施例仅旨在说明，并且本领域技术人员将理解，本发明可在基于其它网络标准的网络中使用。cdma2000网络12包括连接到电路交换核心网络(CSCN) 30的cdma2000无线电接入网20。cdma2000无线电接入网包括用于与在cdma2000无线电接入网20的覆盖区域中的移动终端100进行通信的一个或多个基站22。虽然在图I中示为单个实体，但基站22 —般包括可在不同位置的不同网络节点中实施的基站收发信台(BTS)和基站控制器(BSC)。BTS包括用于通过空中接口与移动终端进行通信的无线电设备，而BSC提供用于一个或多个BTS的无线电资源控制和管理功能。CSCN 30包括提供到公共交换电话网络(PSTN) 16的连接并交换去往和来自移动终端100的呼叫的移动交换中心(MSC)。基站20转发从MSC22到移动终端100的下行链路业务和信令，以及转发从移动终端100到MSC 22的上行链路业务和信令。LTE网络14包括连接到分组交换核心网络50的LTE无线电接入网40。LTE无线电接入网14包括用于与在LTE无线电接入网20的覆盖区域中的移动终端100进行通信的一个或多个接入节点(AN) 22。LTE无线电接入网40也称为演进通用地面无线电接入网(E-UTRAN)，并且接入节点42也称为演进NodeB (eNodeB)。除接入节点42组合BTS和BSC的功能到单个网络节点中外，接入节点或eNodeB 42类似于cdma200网络中的基站22。也称为演进分组核心(EPC)的PSCN 50包括服务网关(SGW) 52、分组数据网络网关(PGW)54和移动性管理实体(MME) 56。SGff 52和PGW 54提供到诸如因特网等外部分组数据网络(I3DN)的连接。SGW 52是连接PSCN 50到LTE无线电接入网40中的AN 42的用户平面节点，并且在移动终端100在小区之间移动时用作移动终端的移动性锚点。PGW 54是连接PSCN到诸如因特网等外部分组数据网络(TON)的用户平面节点。MME 56是处理诸如移动性管理、开单等PSCN 50的控制功能的控制平面节点。移动终端100在LTE无线电接入网络40内操作时，移动终端100可仍想要接收来自MSC 22的与电路服务有关的通知而不必定期返回到cdma2000无线电接入网络20以接收此类通知。例如,移动终端100可能想要通过LTE无线电接入网络40接收提示移动终端100输入话音呼叫的寻呼消息。为能够实现在LTE与cdma2000网络12、14之间的互通，CSCN 30包括互通功能(IWF) 34。IffF 34可包含到CSCN 30中的现有网络节点中，或者可以是独立节点。IWF 34包括电路服务通知应用(CSNA)以能够实现在CSCN 30中的MSC 32与在LTE网络12中操作的移动终端100之间发送电路服务域消息。更具体地说，CSNA为在分组交换网络中操作的移动终端100提供向CSCN 30中的MSC 32登记并且通过分组交换网络20接收诸如寻呼消息等电路服务通知的机制。移动终端100向MSC 32登记时，MSC 32将经IWF 34发送所有电路服务域消息到移动终端100。移动终端100又将经IWF 34发送电路服务域消息到MSC32。CSNA 在“E-UTRAN-cdma2000 Ix 连通性和互通空中接口规范“(IxConnectivity and Interworking Air In ter face Specification, 3GPP2 C. S0097-0v0. 4(Jan. 28，2010))中描述，该规范通过引用整体结合于本文中。在一些情形中，发送到移动终端100的电路服务域消息可提示移动终端100过渡到cdma2000无线电接入网络20。作为一个示例，IWF 34可响应来自MSC 32的寻呼请求，发送寻呼消息到移动终端100，促使移动终端100过渡到cdma2000无线电接入网络20以接收话音呼叫。在其它情形中，移动终端100可自主过渡到cdma2000无线电接入网络20。例如，移动终端100可过渡到cdma2000无线电接入网络20以始发话音呼叫。在其它实施 例中，参与通过分组交换网络14的话音呼叫的移动终端100可切换到电路交换网络12，以便在移动终端100移到分组交换网络14的覆盖区域外时继续呼叫。在电路交换与分组交换网络之间的互通有几种可能方案。称为单无线电话音呼叫连续性(SRVCC)的互通的一种方案允许在LTE覆盖不可用时LTE话音呼叫切换到3G网络。SRVCC方案在3GPP TS. 23. 216中描述。称为电路交换回退(CSFB)的另一互通方案允许服务提供商使用现有电路交换网络提供话音服务到LTE用户。CSFB方案在3GPP TS. 23. 272中描述。对于给定互通方案，可存在互通协议的两个或更多个现有版本。例如，当前存在用于LTE/cdma2000互通的CSFB互通协议的两个版本。IWF 34可根据互通协议的类和版本，实现不同的CSNA。因此，需要指定互通协议的机制。根据本发明的一个示范实施例，分层协议分类和信令方法用于指定互通协议以便在分组交换网络14中的移动终端100与电路交换网络12中的IWF 34之间发送电路服务域消息。可能的互通协议的全域被分成对应于不同类型的互通协议的两个或更多类。例如，基于SRVCC的互通协议指派到一个类，并且基于CSFB的互通协议指派到一个不同类。在每个类内，通过修订版值指定互通协议的不同版本。在一优选实施例中，可将给定类内互通协议的版本命名，使得带有更高修订版值的版本与具有更低值的版本后向兼容。在移动终端100或IWF 34发送电路服务域消息时，指定互通协议的类/版本的互通选项与电路服务域消息一起传送。互通选项例如可插入包含电路服务域消息的隧穿分组的报头中。图2示出向CSCN 30中的MSC 32登记在分组交换网络中的移动终端100的过程。移动终端100如TS 23. 401中所指定的一样附连到E-UTRAN (步骤a)。移动终端100附连到E-UTRAN时，移动终端100指示其互通能力。例如，移动终端100可向MME指示它能够实现到cdma2000网络的电路交换回退。虽然不是本发明的内容，但移动终端100可还指示它是否能够在cdma2000网络中保持同时话音和数据会话。在移动终端100附连到E-UTRAN后，移动终端100决定向cdma2000网络登记(步骤b)。向cdma2000网络登记的决定可例如在移动终端100在已连接状态时由来自E-UTRAN的指示触发。如果移动终端100在尝试向电路交换网络登记时处于闲置状态，则移动终端可需要执行服务请求过程以创建与MME的信令连接(步骤C)。一旦与MME的信令连接建立，移动终端100便生成登记请求，并将登记请求发送到互通功能3 (步骤d)。更具体地说，移动终端100在CSNA隧穿分组中封装登记请求，并且通过空中接口将登记请求传送到E-UTRAN。E-UTRAN通过SI接口将CSNA分组转发到MME，MME又通过S102接口将CSNA分组转发到IWF 34。互通功能34执行位置更新(步骤e)，并且将登记响应发送到移动终端100 (步骤f)。图3示出用于在分组交换网络中的移动终端与IWF 34之间发送诸如登记请求等电路服务域消息的示范CSNA分组。CSNA分组包括有效负载和报头。有效负载包括电路服务域消息，如登记请求。CSNA分组的报头包括指示移动终端100支持的互通协议的选项字段。如前面所述，选项字段包括指定移动终端100支持的互通协议的类和修订版的两个部分。例如，类值可指示移动终端100是支持CSFB还是SRVCC协议。修订版值指示移动终端100支持的CSFB或SRVCC协议的最高版本。优选的是，带有更高修订版值的互通协议的版本与具有更低值的版本后向兼容。因此，修订版值向接收装置指示移动终端100支持互通·协议的指定版本和更低版本。回到图2，互通功能34和MSC 32执行位置更新过程以为电路服务登记移动终端100 (步骤e)。在位置更新过程完成后，IWF 34经MME和E-UTRAN将登记响应发送到移动终端100 (步骤f )。更具体地说，IffF 34在CSNA分组中封装登记响应，并且通过S102接口将分组转发到MME。MME通过SI接口将CSNA分组转发到E-UTRAN。随后，在E-UTRAN中的基站通过空中接口将登记响应传送到移动终端100。可存在IWF 34不支持移动终端100指定的互通协议时的一些情况。如果IWF 34不支持移动终端100选择的互通协议，则IWF可发送带有指示互通选项无效的呼叫值的CSNA服务拒绝消息。服务拒绝消息也可包括指示IWF 34支持的互通选项的互通选项值。如果移动终端100接收来自IWF 34的服务拒绝消息，则移动终端100可使用在服务拒绝消息中IWF 34指定的互通选项重新发送登记请求。在其它情形中，即使IWF 34不完全支持移动终端100指定的互通选项，IffF 34也可识别登记请求。在此情况下，IWF 34可如前面所述执行位置更新，并且将登记响应发送到移动终端100,响应带有指示IWF 34支持的互通协议的互通选项。在此情况下,移动终端100将使用IWF 34指定的互通协议来将电路服务域消息发送到IWF 34。图4示出用于在分组交换网络中的移动终端100与电路交换网络中的互通功能34之间发送电路服务域消息的示范方法。方法可由移动终端100或互通功能34执行。方法在发送装置生成电路服务域消息时开始(方框102)。电路服务域消息封装在CSNA分组中并且隧穿到接收装置(方框104)。CSNA分组包括报头，报头包含互通选项以指示发送装置使用的互通协议的类和修订版(方框106)。发送装置随后接收响应消息，响应消息可包括指示接收装置支持的互通协议的新互通选项(方框108)。如果在响应消息中指定的互通选项包括低于原消息中修订版值的修订版值，则发送装置将使用在响应消息中指定的互通协议来将其它电路服务域消息发送到接收装置(方框110)。图5示出由接收装置实现的示范过程。接收装置可以是移动终端100或互通功能34。过程在接收装置接收在CSNA分组中封装的电路服务域消息时开始(方框152)。CSNA分组的报头包括指示发送装置支持的互通协议的类和修订版的互通选项(方框154)。如果接收装置不支持互通协议，则接收装置发送带有新互通选项的响应消息，以指示接收装置支持的互通协议(方框156)。图6示出能够实现在电路交换与分组交换网络之间互通的示范网络节点。视通信的方向而定，网络节点可充当发送装置或接收装置。例如，网络节点可包括能够将电路服务域消息发送到电路交换网络中的互通功能和接收来自互通功能的电路服务域消息的移动终端100。网络节点也可包括用于将电路服务域消息发送到分组交换网络中的移动终端100和接收来自移动终端100的电路服务域消息的IWF 34。网络节点60包括两个主要组件网络接口 62和信令处理器64。网络接口 62将网络节点60连接到分组交换网络14或电路交换网络12。就移动终端100而言，网络接口62包括在E-UTRAN和cdma2000无线电接入网络中均可操作的蜂窝收发器。就互通功能34而言，网络接口 62可包括用于连接互通功能34和电路交换核心网络30的以太网接口。信令处理器包括用于发送，接收和处理电路服务域消息的主逻辑。信令处理器可包括一个或多个微处理器、硬件、固件或其组合。在一个示范实施例中，信令处理器包括实现图2、4和5所示过程的微处理器执行代码。 当然，在不脱离本发明范围和基本特性的情况下，本发明可以不同于本文所述那些方式的其它特定方式实现。因此，所示实施例在所有方面均要视为说明而不是限制，并且在随附权利要求书的意义和等同物范围内的所有更改要涵盖在其中。
权利要求
1.一种在分组交换网络与电路交换网络之间互通的方法，所述方法包括 生成封装电路服务域消息的隧穿分组；将具有所述电路服务域消息的所述隧穿分组从所述电路交换或分组交换网络之一中的发送装置发送到所述电路交换或分组交换网络的另一网络中的接收装置；以及 在所述隧穿分组的报头中包括互通选项，以指示所述发送装置使用的互通协议，所述互通选项包括指示所述发送装置使用的互通协议的类的互通类值和指示所述发送装置使用的给定类内互通协议的版本的修订版值。
2.如权利要求I所述的方法，其中所述电路服务域消息由在分组交换网络中的移动终端发送到在所述电路交换网络中的互通功能。
3.如权利要求I所述的方法，其中所述电路服务域消息由在所述电路交换网络中的互通功能发送到在所述分组交换网络中的移动终端。
4.如权利要求I所述的方法，其中所述修订版值从分层值集中选择，以指示在所述互通协议的指明版本与所述互通协议的至少另一版本之间的后向兼容性。
5.如权利要求I所述的方法，还包括接收来自所述接收装置的响应消息，所述响应消息包含指示所述接收装置支持的互通协议的新互通选项。
6.如权利要求5所述的方法，还包括使用所述响应消息中的新互通选项标识的互通协议发送随后的电路服务域消息。
7.—种在分组交换网络与电路交换网络之间互通的方法，所述方法包括 接收从所述电路交换或分组交换网络之一中的发送装置发送到所述电路交换和分组交换网络的另一网络中的接收装置的第一隧穿分组中封装的用于电路交换服务的电路服务域消息；以及 所述第一隧穿分组包括报头，所述报头包含指示所述发送装置使用的互通协议的互通选项，所述互通选项包括指示所述发送装置使用的互通协议的类的类值和指示所述发送装置使用的给定类内互通协议的版本的修订版值。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述电路服务域消息由在分组交换网络中的移动终端从在所述电路交换网络中的互通功能接收。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述电路服务域消息由在所述电路交换网络中的互通功能从在分组交换网络中的移动终端接收。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述修订版值从分层值集中选择，以指示在所述互通协议的指明版本与所述互通协议的至少另一版本之间的后向兼容性。
11.如权利要求7所述的方法，还包括 确定所述接收装置是否支持所述互通选项指示的互通协议； 如果不支持所述指定的互通选项，则发送包含指示所述接收装置支持的互通协议的新互通选项的响应消息。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述响应消息中的新互通选项包括更低的修订版值以指示所述接收装置支持的互通协议的版本。
13.如权利要求11所述的方法，还包括将所述新互通选项指示的互通协议用于在所述发送装置与接收装置之间的随后信令。
14.一种能够实现在电路交换与分组交换网络之间互通的发送装置，所述发送装置包括 网络接口，用于将所述发送装置连接到所述电路交换和分组交换网络之一； 信令处理器，连接到所述网络接口以生成封装电路服务域消息的隧穿分组，并且通过电路交换或分组交换网络之一将所述隧穿分组发送到所述电路交换和分组交换网络的另一网络中的接收装置； 所述隧穿分组包括报头，所述报头包含指示所述发送装置使用的互通协议的互通选项，所述互通选项包括指示所述发送装置使用的互通协议的类的互通类值和指示所述发送装置使用的给定类内互通协议的版本的修订版值。
15.如权利要求14所述的发送装置，其中所述发送装置包括在分组交换网络中的移动终端，并且所述接收装置包括在所述电路交换网络中的互通功能。
16.如权利要求14所述的发送装置，其中所述发送装置包括在所述电路交换网络中的互通功能，并且所述接收装置包括在分组交换网络中的移动终端。
17.如权利要求14所述的发送装置，其中所述信令处理器从修订版值的分层集中选择所述修订版值，以指示所述互通协议的指明版本与所述互通协议的一个或多个其它版本之间的后向兼容性。
18.如权利要求14所述的发送装置，其中所述信令处理器还配置成接收来自所述接收装置的响应消息，所述响应消息包含指示所述接收装置支持的互通协议的新互通选项。
19.如权利要求18所述的发送装置，其中所述响应消息中的新互通选项包括更低的修订版值以指示所述接收装置支持的互通协议的版本。
20.如权利要求18所述的发送装置，其中所述信令处理器还配置成使用在所述响应消息中的新互通选项标识的互通协议发送随后的电路服务域消息。
21.一种能够实现在电路交换与分组交换网络之间互通的接收装置，所述接收装置包括 网络接口，用于将所述接收装置连接到所述电路交换和分组交换网络之一； 信令处理器，连接到所述网络接口以接收在电路交换或分组交换网络之一中的发送装置发送到所述电路交换和分组交换网络的另一网络中的所述接收装置的隧穿分组中封装的电路服务域消息； 所述隧穿分组包括报头，所述报头包含指示所述发送装置支持的互通协议的互通选项，所述互通选项包括指示所述发送装置支持的互通协议的类的互通类值和指示所述发送装置使用的给定类内互通协议的版本的修订版值。
22.如权利要求21所述的接收装置，其中所述接收装置包括在分组交换网络中的移动终端，并且所述发送装置包括在所述电路交换网络中的互通功能。
23.如权利要求21所述的接收装置，其中所述接收装置包括在所述电路交换网络中的互通功能，并且所述发送装置包括在分组交换网络中的移动终端。
24.如权利要求21所述的接收装置，其中所述收到的修订版值从分层值集中选择，以指示在所述互通协议的指明版本与所述互通协议的至少另一版本之间的后向兼容性。
25.如权利要求21所述的接收装置，其中所述信令处理器还配置成 确定所述接收装置是否支持所述互通选项指示的互通协议；以及 如果所述接收装置不支持所述指定的互通选项，则发送包含指示所述接收装置支持的互通协议的新互通选项的响应消息。
26.如权利要求25所述的接收装置，其中所述响应消息中的新互通选项包括更低的修订版值以指示所述接收装置支持的互通协议的版本。
27.如权利要求23所述的接收装置，其中所述信令处理器还配置成将所述新互通选项指示的互通协议用于在所述发送装置与接收装置之间的随后信令。
全文摘要
一种分层协议分类和信令方法指定用于将电路交换信令消息发送到分组交换网络中的移动终端和从中发送电路交换信令消息的互通协议。可能的互通协议集被分成对应于不同类型的互通协议的两个另外类。在每个类内，通过修订版值指定互通协议的不同版本。可将给定类内互通协议的版本命名，使得带有更高修订版值的版本与具有更低值的版本后向兼容。在将电路服务域消息从发送装置发送到接收装置时，将指定互通协议的类/修订版的互通选项与电路服务域消息一起传送。互通选项可插入包含电路服务域消息的隧穿分组的报头中。
文档编号H04W36/00GK102948212SQ201180032258
公开日2013年2月27日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年4月30日
发明者O.J.德弗兰卡里马, 张克己 申请人:瑞典爱立信有限公司