CN101027887B - 双模式用户设备及操作和支持它的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及允许通过使用另外的接入网络传送所述数据而处理到双模式用户设备的收端语音呼叫的方法和装置。

Description

双模式用户设备及操作和支持它的方法和装置
技术领域
本发明涉及允许经另外的接入网络接入蜂窝电信网络的方法和装置。 
相关技术 
近年来，家中具有宽带连接的家庭百分比在不断增大。今天，在德国11％的家庭配有宽带连接(主要是ADSL)。在瑞典，这个百分比已经是22％(50％是ADSL，50％是其它技术)。预计这些百分比在随后几年内将有很大的增长。许多这些用户将安装专用WLAN(无线局域网)接入点，以将其PC(个人计算机)、PDA(个人数字助理)、移动电话等连接到其固定宽带连接。 
此外，预计在欧洲公共WLAN热点的数量将从大约18.000(2003)增长到36.000(2009)。 
在宽带连接的数量增大的同时，用户开始经PC和PDA、通过其WLAN宽带连接使用IP(因特网协议)技术。在随后的几年，移动电话厂商将推出所谓的GSM/WLAN双模式电话(例如，Nokia 2005)。 
对于GSM/WLAN双模式电话的这些用户而言，通过WLAN无线电接口经SIP客户向连接到同一网络或甚至连接到互联网的其它SIP客户发起呼叫将很容易实现。 
然而，未解决的问题是在双模式装置的呼入接收。 
目前提议了如何将蜂窝网络与WLAN接入点集成的几个体系结构。主要的焦点是WLAN接入点向分组交换网络的集成。 
例如，Mobilehome提议了一种体系结构，在该体系结构中，WLAN接入点经宽带连接而连接到BSC。此解决方案的缺点在于同一运营商要提供蜂窝移动网络和宽带连接。此外，Mobilehome提议了一种基于ADSL(非对称数字用户线)技术的解决方案。
US 2003/026245A1公开了一种通信系统，包括用于呼叫终接的互配移动交换中心。然而，该文档与涉及不同接入网络的体系结构无关。 
US 2003/134636A1公开了移动台用于检测和选择无线局域网或广域移动无线网的方法和设备。然而，该文档未公开呼入的处理。 
设计用于语音连接的解决方案缺乏灵活性是现有技术的一个缺陷。 
因此，本发明的目的是提供允许以更高灵活性经另外的接入网络语音连接接入蜂窝电信网络的方法和装置。 
概述 
这将通过如权利要求1和11所述的方法、如权利要求12所述的控制节点及如权利要求19所述的用户设备而有利地得到解决。其它有利的实施例可从从属权利要求衍生得出。 
本发明方法、控制节点和用户设备的一个优点在于它要求在控制节点和用户设备中进行修改。因此，本发明可以实施而无需对现有网络进行重大修改。 
本发明介绍了一种通过蜂窝电信网络的控制节点处理到用户设备的呼入的方法。所述方法包括以下步骤：在控制节点中接收到用户设备的呼入的指示，确定可经根据会话启动协议操作的装置到达被叫用户设备，在向根据会话启动协议操作的装置的路由上启动将根据在蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据会话启动协议的消息且反之亦然的装置的链入，以及在向根据会话启动协议操作的装置的路由上启动将根据在蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面且反之亦然的装置的链入。 
这允许使用另外的接入网络传送收端呼叫上的有效负荷。大多数情况下，另外的接入网络用于传输数据比使用2G或3G无线电网络的稀少无线电资源费用更低。 
在本发明的一个实施例中，该方法包括以下步骤：在控制节点中接收可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示，确定根据会话启动协议操作的装置的地址，以及将可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示发送到连接至控制节点的存储器。 
该方法还包括以下另一步骤：将包括可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示的消息发送到用于存储用户数据的数据库。 
可在用户设备发送的位置区域更新消息中接收可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示。 
在本发明的又一实施列中，确定步骤包括以下步骤：询问存储用户数据的数据库以了解到达被叫用户设备的路由信息，接收来自所述数据库的响应并从分析响应中确定可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备。 
数据库可以是AAA服务器、归属位置寄存器或家庭用户服务器。 
控制节点可以是移动业务交换中心，并且将根据在蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据会话启动协议的消息及反过来也一样转换消息的装置可以是媒体网关控制功能。 
在本发明的一个实施例中，将根据在蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面的装置是媒体网关或位于媒体网关中。 
根据会话启动协议操作的装置例如可以是服务启动协议邻近服务器或询问呼叫会话控制功能。 
本发明还介绍了一种操作用户设备的方法，该用户设备包括用于与蜂窝电信接入网络通信的第一传输单元和用于与另外的接入网络通信的第二传输单元。该方法包括以下步骤：接到蜂窝电信网络，确定用户设备当前处于另外的接入网络覆盖的区域中，发送会话启动协议消息以在另外的接入网络的服务器上注册用户设备，接收确认用户设备已注册的会话启动协议消息，经蜂窝电信接入网络将包 括可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示的消息发送到蜂窝电信网络的控制节点。 
根据本发明的用于蜂窝电信网络的控制节点包括输入单元、输出单元和控制单元，其中，控制单元适用于确定可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备。控制单元还适用于：在向根据会话启动协议操作的装置的路由上启动将根据在蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据会话启动协议的消息且反之亦然的装置的链入，以及在向根据会话启动协议操作的装置的路由上启动将根据在蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面且反之亦然的装置的链入。 
在本发明的一个实施例中，控制节点连接到用于存储用户数据的存储器，并且输入单元适用于接收可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示并且将它通过信号发送到控制单元，而控制单元适用于启动将可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示发送到存储用户数据的存储器并且确定地址以向用户设备发送数据。 
在本发明的一个实施例中，发送到存储用户数据的存储器的指示包括根据会话启动协议操作的装置的地址。 
控制节点可通过移动业务交换中心或移动业务交换中心服务器实施。 
存储器可以是来访位置寄存器。 
在本发明的一个实施例中，控制节点适用于启动将消息发送到存储用户数据的数据库，其中，该消息包括可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示。 
控制节点可包括媒体网关控制功能。 
本发明还介绍了一种用户设备，包括与电信网络的第一接入网络通信的第一传输单元、与另外的接入网络通信的第二传输单元及控制单元。控制单元适用于从第二传输单元接收用户设备当前处于 另外的接入网络覆盖的区域的指示，并响应该指示，经第二传输单元启动用户设备在另外的接入网络的服务器上的注册，经第二传输单元接收注册成功的确认，以及将可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示经第一传输单元发送到电信网络。 
本发明的一个实施例中，用户设备包括适用于根据全球移动电信系统、码分多址、宽带码分多址、美国移动电话系统、数字美国移动电话系统或太平洋数字蜂窝标准中至少之一操作的第一传输单元。 
用户设备还可包括适用于根据蓝牙、ISDN或无线局域网建议中至少之一操作的第二传输单元。 
附图简述 
以下附图示出： 
图1示出允许用户设备经另外的接入网络接入电信网络的体系结构， 
图1a示出双模式用户设备向SIP代理的注册(现有技术)和向电信网络指示此注册， 
图2示出根据本发明的呼入的信号流， 
图3示出允许用户设备经另外的接入网络接入电信网络的替代体系结构， 
图4示出根据本发明的呼入的替代信号流， 
图5示出根据本发明的控制节点，以及 
图6示出根据本发明的用户设备。 
详细说明 
在下述内容中，将通过示例和附图进一步描述本发明。 
应注意的是，WLAN接入只是一个示范实施例，并可替换为任何其它接入技术，如蓝牙、光学连接或固定线路连接。具体地，可有利地使用像带宽等传输资源或成本比GSM或WCDMA技术更低的接入技术实现另外的接入。 
还应注意的是，对于本发明方法的实施，适用于通过到用户设备的无线电、固定或光学连接通信的接入点可通过任一方式连接到根据会话启动协议操作并根据网际协议传送数据的域。 
图1示出允许用户设备经另外的接入网络接入电信网络的体系结构，包括归属位置寄存器101、网关移动业务交换中心、相互连接的组合的移动业务交换中心/媒体网关控制功能103。在本发明的另一实施例中，移动业务交换中心和媒体网关控制功能未组合而只是互连。组合的移动业务交换中心/媒体网关控制功能103还连接到互联网域104，该域包括第一SIP(会话启动协议)代理(邻近服务器)105和连接到适用于根据SIP发送信号的电话107的第二SIP代理106。互联网域经ISP(因特网服务提供商)108和DSLAM(数字用户线接入复用器)109连接到本地交换机110，该交换机连接到公共交换电话网111。本地交换机还经DSL(数字用户线)调制解调器112连接到WLAN接入点113。 
用户设备116经WLAN无线电连接114而连接到WLAN接入点，并经GSM或WCDMA无线电连接115而连接到移动业务交换中心/媒体网关控制功能。 
根据本发明，用户设备116可以使用WLAN无线电连接114在第一SIP代理105中注册。注册的细节将在图1a中说明。图1a示出模式用户设备116向第一SIP代理105的注册。这是现有技术。为此，用户设备106经WLAN无线电连接114向SIP代理105发送SIP注册消息。在成功注册后，SIP代理返回200确定消息到用户设备。在收到注册已成功的此确认后，用户设备通过发送位置更新消息将可经SIP代理到达它的指示经GSM或WCDMA连接115发送到移动业务交换中心。移动业务交换中心在来访位置寄存器中存储该指示。它返回已接受消息以指示收到位置更新。 
该指示的发送可以几种方式实施。例如，它可以用户设备与移动业务交换中心之间的USSD(非结构化补充业务数据)消息或任何其它信令方式发送。在优选实施例中，它包括在位置更新消息中。信息可作为指示替代接入技术可用的例如标记等简单的指示发送，而不依赖用于将信息从用户设备输送到移动业务交换中心的方式。在该情况下，可始终使用相同的预定装置将呼叫从移动业务交换中心/媒体网关控制功能路由到用户设备。此类装置例如可以是如在2004年3月的3GPP建议29.163版本6.2.0中定义的询问呼叫会话控制功能。如果不是始终使用同一装置，则必须识别装置。 
在本发明的一个优选实施例中，通过用户设备的标识来识别SIP代理。为此，例如MSISDN或IMSI等用户设备的标识存储在与SIP代理的标识相关联的表格或数据库中，该SIP代理的标识可便利地为SIP代理的地址。在本发明的又一实施例中，用户设备标识可与运营商相关，并且运营商标识可与SIP代理标识相关存储。 
或者，例如可通过确定用户设备的位置信息，像位置区域或地理坐标，并使用将所述位置信息映射到地址的映射表，从而识别装置。又一种为用户设备定址的方式是使用如IETF(因特网工程任务组)RFC 3761中定义的ENUM(电话号码映射)数据库。ENUM数据库将例如用户设备的IMSI(国际移动用户身份码)的电话号码映射到IP地址。又一种方式是在位置更新消息中传输位置区域标识符。位置区域标识符携带SIP代理或接入点的标识，例如，ESSID(扩展业务集标识)、域名或WLAN位置区域标识。 
图2示出根据本发明的呼入的信号流。图1的体系结构用于在用户设备116经另外的接入网络即WLAN接入点113接收呼入。 
在第一步骤201中，在控制节点即网关移动业务交换中心102接收此处为IAM(初始地址消息)的呼叫请求消息。网关移动业务交换中心分析收到的数据，并通过将发送路由信息消息202发送到归属位置寄存器101而从存储用户数据的数据库请求路由信息。归属位置寄存器分析该请求，并通过将提供漫游号码消息203发送到移动业务交换中心103而将对被叫用户设备地址的请求发送到控制节点。移动业务交换中心通过提供漫游号码消息204作出响应，该消息包括被叫用户设备的漫游号码。归属位置寄存器将路由信息205提供到网关移动业务交换中心，该中心使用此信息将呼叫请求消息206转发到移动业务交换中心。 
呼叫控制节点移动业务交换中心接收呼入的指示IAM 206，并从中确定该呼叫是指向可经根据SIP协议操作的装置到达的用户设备。它确定可经SIP代理105和用于将ISUP信令转换成SIP信令的媒体网关控制功能中的链路路由呼叫。图中未示出将根据在蜂窝核心网络中使用的传送模式传送的有效负荷转换成根据IP传送的有效负荷的媒体网关的链接。 
在下一步骤207中，控制节点移动业务交换中心103经媒体网关控制功能将信令作为SIP信令转发到根据SIP操作的装置即SIP代理105。SIP代理105分析从移动业务交换中心收到的信息。通过使用注册用户设备时收到的信息，它在下一步骤209中开始将呼叫路由到用户设备。用户设备在步骤210中经另外的接入网络终接呼叫，该网络实施为来自WLAN接入点的WLAN无线电连接。 
图3示出允许用户设备经另外的接入网络接入电信网络的替代体系结构。该体系结构包括实施为网关移动业务交换中心301的控制节点。网关移动业务交换中心与这样的装置共处，该装置将根据在蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据会话启动协议的消息，且反之亦然，在示例中，该装置是媒体网关控制功能。此共处是可选的，对本发明而言，它们相互连接便已足够。网关移动业务交换中心/媒体网关控制功能连接到存储用户数据的数据库，该数据库实施为归属位置寄存器303。网关移动业务交换中心/媒体网关控制功能301还连接到是移动业务交换中心的控制节点302。归属位置寄存器和移动业务交换中心也相互连接。移动业务交换中心302还连接到互联网域104，具体地连接到根据会话启动协议操作的装置，该装置实施为图1所示的SIP代理105。除归属位置寄存器303、移动业务交换中心302和网关移动业务交换中心/媒体网关控制功能301外，该体系结构类似于图1的体系结构。同样类似的是向另外的接入网络的服务器(即，向SIP服务器105)注册自身并将可经根据SIP操作的装置(同样是SIP服务器105)到达它的指示发送到蜂窝电信网络的控制节点302的用户设备116的动作。然而，与图1的体系结构相比，移动业务交换中心将执行一个另外步骤，它将可经根据SIP操作的装置到达用户设备的指示发送到归属位置寄存器303。归属位置寄存器存储与用户设备相关或与用户设备的用户或使用者相关的所述指示。在本发明的一个优选实施例中，该指示包括根据SIP操作的装置的地址。 
图4示出在图3的体系结构中根据本发明的呼入的替代信号流。在第一步骤401中，网关移动业务交换中心/媒体网关控制功能301通过IAM接收到用户设备的呼入的指示。在步骤402中，它分析IAM，并通过发送发送路由信息消息而请求归属寄存器303的路由信息。归属位置寄存器分析该消息并检查适当的用户数据。所述数据包括可经根据SIP操作的装置到达用户设备的指示。在步骤403中，归属位置寄存器在发送路由信息消息中返回装置的地址或允许确定装置的信息。 
网关移动业务交换中心确定可经根据会话启动协议操作的装置到达被叫用户设备。它在向根据会话启动协议操作的装置(即，SIP服务器)的路由上启动这样的装置的链入，该装置将根据在蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据会话启动协议的消息，且反之亦然，该装置即是网关移动业务交换中心。 
网关移动业务交换中心还在向根据会话启动协议操作的装置的路由上启动这样的装置的链入，该装置将根据在蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面，且反之亦然，该装置是媒体网关或连接至或包括在媒体网关中的装置。 
在启动至少在信令路径上的链入后，在步骤404中，网关移动业务交换中心将呼叫请求转发到SIP代理。其它步骤与图2所述的步骤相同，即SIP代理105分析从移动业务交换中心收到的信息。通过使用注册用户设备时收到的信息，在下一步骤405中开始将呼叫路由到用户设备。 
图5示出根据本发明的控制节点CN5，包括输入单元IU5、输出单元OU5和控制单元CU5。 
控制节点例如可作为移动业务交换中心或网关移动业务交换中心操作。 
图6示出根据本发明的用户设备UE6，包括与电信网络的第一接入网络通信的第一传输单元TU61、与另外的接入网络通信的第二传输单元TU62及控制单元CU6。用户设备先经第一传输单元TU61接到像所谓的2G或3G网络等第一蜂窝电信接入网络上。在用户设备进入第二传输单元TU62的覆盖区域时，第二传输单元向控制单元发送指示以指示该情况。 
控制单元从第二传输单元接收用户设备当前处于由另外的接入网络覆盖的区域的指示，并响应该指示，经第二传输单元启动用户设备在另外的接入网络的服务器上的注册。 
在成功注册后，第二传输单元接收注册成功的确认并将它转发到控制单元。控制单元经第一传输单元向电信网络发送可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示。 

Claims (21)

1.通过蜂窝电信网络的控制节点(CN5、102、103、301、302)处理到用户设备(116、UE6)的呼入的方法，所述方法包括以下步骤：
●经所述蜂窝电信网络接收消息，所述消息包括可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示，
●在所述控制节点中接收到所述用户设备的呼入的指示，
●确定可经根据会话启动协议操作的另外的接入网络的装置(105)到达所述用户设备，
●在向所述根据会话启动协议操作的装置的路由上，启动将根据在所述蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据所述会话启动协议的消息且反之亦然的装置(103、301)的链入，以及
●在向所述根据会话启动协议操作的装置的路由上，启动将根据在所述蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面且反之亦然的装置的链入。
2.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
●在所述控制节点中接收可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示，
●确定所述根据会话启动协议操作的装置的地址，以及
●将可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示发送到连接至所述控制节点的存储器。
3.如以上任一权利要求所述的方法，包括以下另一步骤：
●将包括可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示的消息发送到用于存储用户数据的数据库。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，在所述用户设备发送的位置区域更新消息中接收所述可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定步骤包括以下步骤：
●询问存储用户数据的数据库(101)以了解到达所述用户设备的路由信息，
●接收来自所述数据库的响应，以及
●从分析所述响应中确定可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备。
6.如权利要求3所述的方法，其中，所述数据库是AAA服务器、归属位置寄存器或家庭用户服务器。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述控制节点是移动业务交换中心。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述将根据在所述蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据所述会话启动协议的消息且反之亦然的装置是媒体网关控制功能。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述将根据在所述蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面的装置是媒体网关或位于媒体网关中。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述根据会话启动协议操作的装置是会话启动协议邻近服务器或询问呼叫会话控制功能。
11.操作用户设备(UE6、116)的方法，所述用户设备包括与蜂窝电信接入网络通信的第一传输单元(TU61)和与另外的接入网络(113、112、110、109)通信的第二传输单元(TU62)，所述方法包括以下步骤：
●接到所述蜂窝电信网络，
●确定所述用户设备当前处于所述另外的接入网络覆盖的区域，
●发送会话启动协议消息以在所述另外的接入网络的服务器上注册所述用户设备，
●接收确认所述用户设备已注册的会话启动协议消息，
●经所述蜂窝电信接入网络将消息发送到所述蜂窝电信网络的控制节点，所述消息包括可经根据所述会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示。
12.用于蜂窝电信网络的控制节点(CN6、102、103、301、302)，包括输入单元(IU5)、输出单元(OU5)和控制单元(CU5)，
其特征在于
所述输入单元适用于经所述蜂窝电信网络接收可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示并且将它通过信号发送到所述控制单元，以及
所述控制单元适用于
●经所述输入单元接收消息，所述消息包括可经根据会话启动协议操作的装置到达用户设备的指示，
●确定可经根据会话启动协议操作的另外的接入网络的装置到达所述用户设备，
●在向所述根据会话启动协议操作的装置的路由上，启动将根据在所述蜂窝电信网络中使用的呼叫控制信令协议发送的消息转换成根据所述会话启动协议的消息且反之亦然的装置的链入，以及
●在向所述根据会话启动协议操作的装置的路由上，启动将根据在所述蜂窝电信网络中使用的协议传送的用户平面转换成根据网际协议传送的用户平面且反之亦然的装置的链入。
13.如权利要求12所述的控制节点，其中，所述控制节点连接到存储用户数据的存储器，
其特征在于
所述控制单元适用于启动将可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示发送到所述存储用户数据的存储器并且确定所述根据会话启动协议操作的装置的地址以向所述用户设备发送数据。
14.如权利要求13所述的控制节点，其中，所述发送到所述存储用户数据的存储器的指示包括所述根据会话启动协议操作的装置的地址。
15.如权利要求12、13或14中任一项所述的控制节点，通过移动业务交换中心或网关移动业务交换中心服务器实施。
16.如权利要求13或14所述的控制节点，其中，所述存储器是来访位置寄存器。
17.如权利要求12到14中任一项所述的控制节点，其中，所述控制节点适用于启动将消息发送到存储用户数据的数据库，所述消息包括可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示。
18.如权利要求12到14中任一项所述的控制节点，其中，所述控制节点包括媒体网关控制功能。
19.用户设备(UE6、116)，包括与电信网络的第一接入网络通信的第一传输单元(TU61)、与另外的接入网络(113、112、110、109)通信的第二传输单元(TU62)及控制单元(CU6)，
其特征在于所述控制单元适用于从所述第二传输单元接收所述用户设备当前处于所述另外的接入网络覆盖的区域的指示，并响应所述指示，经所述第二传输单元启动所述用户设备在所述另外的接入网络的服务器上的注册，经所述第二传输单元接收所述注册成功的确认，以及经所述第一传输单元将可经根据会话启动协议操作的装置到达所述用户设备的指示发送到所述电信网络。
20.如权利要求19所述的用户设备，其中，所述第一传输单元适用于根据全球移动电信系统、码分多址、宽带码分多址、美国移动电话系统、数字美国移动电话系统或太平洋数字蜂窝标准中至少之一操作。
21.如权利要求1 9或20所述的用户设备，其中，所述第二传输单元适用于根据蓝牙、ISDN或无线局域网建议中至少之一操作。
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