CN100428708C - 用于在互联网协议移动网络中建立通信信道的方法 - Google Patents
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Abstract
用于在IP移动网络内建立呼叫的技术中,当移动台中的应用层发送建立消息以建立多媒体呼叫时,在经由无线电接口发送这样的消息之前,移动台执行适当的过程以经由该无线电接口且在网络中建立适当的载体以满足应用层在建立消息中指定的呼叫要求。该技术既应用于移动端发起的呼叫又应用于移动端终接的呼叫,移动台在已接收到建立消息之后且在给主叫方发回确认/呼叫接受消息之前执行传输层过程。此外,延迟对于将用于携带多媒体IP呼叫的媒质的PDP上下文的无线电资源分配,以便于不会有无线电资源分配给在交换呼叫控制信令之前激活的PDP上下文。只有当呼叫信令已完成以及被叫方已接受呼叫且已指示它能够支持的呼叫特征时才分配无线电资源。从SGSN发送一个指示给GGSN,该指示通知因为没有用于PDP上下文的无线电资源,故在PDP上下文上没有要发送的分组。RAB的服务质量协商通过一另外的参数实现,该参数包含一列可替代的数值或最低的可接受数值。
Description
发明技术领域
本发明涉及到基于互联网协议(IP)的移动网络,并且,更具体而言,本发明涉及到一种用于在基于IP的移动网络中使用IP传输机制建立多媒体呼叫的技术。
一般而言,分组交换的无线网络为没有网络接入需要的物理连接的移动终端提供通信。在全球移动通信系统(GSM)中的通用分组无线电业务(GPRS)和通用陆地移动系统(UMTS)都已被开发以提供具有分组交换侧以及电路交换侧的无线通信网络。
具有进一步改进的第三代互联网协议(3G.IP)网络规范已由第三代伙伴计划(www.3gpp.org)发布。3G.IP规范的99版本规定了一个网络用户可以有一个或更多分组数据协议(PDP)地址。每个PDP地址在移动台(MS)、服务GPRS业务节点(SGSN)以及网关GPRS业务节点(GGSN)中通过一个或更多PDP上下文来描述。GGSN是到外部网络的网关。每个PDP上下文可能有路由和映射信息以及用于检查已传输数据的业务流模板(TFT),该路由和映射信息用于引导去往和来自该PDP上下文的相关联的PDP地址的数据传输。
每个PDP上下文可以选择性地、独立地被激活、修改和停用。PDP上下文的激活状态指示是否允许为相应的PDP地址和TFT传输数据。如果所有与相同的PDP地址相关联的PDP上下文是不活动的或被停用,则那个PDP地址的所有数据传输都被禁用。一个用户的所有PDP上下文与用于那个用户的国际移动用户标识(IMSI)的相同移动性管理(MM)上下文相关联。建立一个PDP上下文意味着建立一个通信信道。
在图2中示出了一个PDP上下文激活过程的示例。在步骤1中发送的激活PDP上下文请求消息包括许多参数。这些参数包括PDP地址和接入点名(APN)。PDP地址用于指示是否需要静态的PDP或动态的PDP地址。APN是一个逻辑名,是指要用的网关GPRS支持节点(GGSN)。在步骤3中,SGSN给UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)发送无线电接入载体(RAB)建立消息。在步骤4中,SGSN给受影响的GGSN发送创建PDP上下文请求消息。GGSN决定是接收或是拒绝该请求。如果它接受该请求,则它修改它的PDP上下文表并且返回创建PDP上下文响应消息。然后,在步骤5中SGSN给移动终端发送激活PDP上下文接受消息。
尽管上述协议提供了许多细节,但是没有涉及许多与IP移动网络相关联的特性。具体地,用于在基于IP的移动网络中建立多媒体呼叫的技术还没有合并入上述协议。本发明针对的就是这些细节。
发明内容
在本发明中,为了建立多媒体呼叫,由MS(移动台)中的应用层交换的信令依照需要由MS中和在网络中的传输层执行的过程/消息进行安排。
当MS中的应用层发送建立消息以建立多媒体呼叫时,在经由无线电接口发送这样的消息之前,取决于采用的接入类型,MS执行适当的过程以经由无线电接口且在网络中建立适当的载体以满足应用层在建立消息中指定的呼叫要求。
本发明的技术既应用于移动端发起呼叫的情况又应用于移动端终接呼叫的情况,MS在已接收到建立消息之后且在给主叫方发回确认/呼叫接受消息之前执行上面指出的传输层过程。
此外,依照本发明的技术,延迟对于将用于携带多媒体I P呼叫的媒质的PDP(分组数据协议)上下文的无线电资源分配,以便于不会有无线电资源分配给在交换呼叫控制信令之前激活的PDP上下文。只有当呼叫信令已完成以及被叫方已接受呼叫且已指示它能够支持的呼叫特征时才分配无线电资源。
更进一步,依照本发明的技术,从SGSN(服务GPRS(通用分组无线电业务)支持节点)发送一个指示给GGSN(网关GPRS支持节点),该指示通知:因为没有用于PDP上下文的无线电资源,故在PDP上下文上没有要发送的分组。
同样,依照本发明的技术,RAB(无线电接入载体)的服务质量(QoS)协商通过一另外的参数实现,该参数包含一列可替代的数值或最低的可接受数值。
最后,依照本发明的技术,当传输语音业务时,可能在激活PDP上下文请求和创建PDP上下文请求消息上增加一个指示。
附图说明
上述的内容和对本发明更好的理解将通过结合附图阅读示例实施方案的详细描述和权利要求而变得清楚,所有的内容构成本发明公开内容的一部分。尽管前述以及下列写的和说明的公开内容集中于本发明的公开示例实施方案,但应当清晰地理解公开内容仅仅是作为说明和示例,并且本发明并不局限于此。本发明的精神和范围仅仅由附带权利要求的条款限制。
图1是一个分组交换无线通信网络的结构的广义方块图,其中,本发明示例实施方案可以在该网络中实行。
图2是一个广义信令流程图,说明辅助的PDP上下文激活过程。
图3是一个广义信号流程图,说明依照本发明的技术的呼叫建立方案。
图4是一个广义信号流程图,说明依照本发明的技术的延迟的资源部署方案。
实现本发明的最好模式
在开始详细描述发明主题之前,下面的叙述是必要的,在适当的时候,同样的参考数字和字符可以在不同图中用于标明相同的、相应的或相似的组成部分。此外,在下列的详细描述中,给出了示例的规模/模型/数值/范围,尽管本发明并不局限于此。
一个支持这些规范的网络结构的示例是在图1的方块图中示出的无线通信网络。网络的不同单元和它们的功能在由第三代伙伴计划(www.3gpp.org)出版的通用分组无线电业务(GPRS)业务描述,第二阶段,3G TS 23.060,3.2.1版本中描述,并且特别在此引入作为参考。这些单元和它们的功能可能在3G TS 23.060规范的早期或以后版本中描述,或者也许在任何其他已知的分组交换无线通信网络规范中描述。在这里引入作为参考的网络单元和它们的功能的描述仅仅是分组交换无线通信网络的一个非限制性的示例。
在图1中说明的示例网络的若干单元特别地与本发明相关。移动终端(MT),通常是指小区电话或移动电话,仅仅是用户设备(UE)的一种可能的部分。典型地,连同移动终端(MT)一起使用的终端设备(TE)构成用户设备(UE)。任何UE可以结合本发明利用,以便于它以下面描述的方式操作或可以编程为以下面描述的方式操作。在GPRS中,UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)和基站系统(BSS)管理和控制在网络和许多MT之间的无线电接入。
服务GPRS支持节点(SGSN)是服务MT的节点。在激活PDP上下文时,SGSN建立用于路由选择目的的PDP上下文。网关GPRS支持节点(GGSN)是分组数据网络为了评估PDP地址而访问的节点。它包含用于附属的GPRS用户的路由选择信息。路由选择信息用于向SGSN传送协议数据单元(PDU)。SGSN和GGSN的功能性可以驻留在不同的物理节点中,或者可以结合在相同的物理节点比如因特网GPRS支持节点(IGSN)中。
图3说明了依照本发明的技术的呼叫建立方案。基于IP的移动网络结构包括应用层和传输层。传输层协议和机制通常为特定的接入类型而优化,然而应用层通常是通用的,即:独立于接入类型。
在基于IP的移动网络中,MS中的应用层通过经由传输层提供的IP连接发信号给对等层实体且交换呼叫控制协议的消息来建立呼叫。在为应用层建立呼叫时,下面的传输层必需经由无线电接口且在网络中建立传输载体。对于基于IP的移动网络来说,建立传输载体意味着分配无线电资源和网络资源。由于呼叫控制信令经由传输层提供的IP连接透明地交换,故传输层并不知道正在建立呼叫。
如在图3中的说明,依照本发明的技术在步骤1处从应用层开始,其中,从应用层发送建立指示到适配功能+MT(移动终端)层,该建立指示包括请求的逻辑信道和特征。
在步骤2处,发送激活PDP上下文请求到SGSN。在此处的响应中,在步骤3,SGSN创建一个创建PDP上下文请求且将其发送到GGSN。在步骤4,GGSN创建一个创建PDP上下文响应且将其发送到SGSN以响应SGSN发送的创建PDP上下文请求。在步骤5,SGSN反过来发送激活PDP上下文接受给适配功能+MT层以响应GGSN发送给SGSN的PDP上下文响应。
取决于所需要的PDP上下文,上面指出的在步骤2-5中的过程重复需要的次数。
在步骤5中最后的过程完成之后,适配功能+MT层在步骤6中发送包括请求的逻辑信道和特征的建立指示给CSCF(呼叫状态控制功能)。反过来,CSCF在步骤7中发送包括请求的逻辑信道和特征的建立指示给远程终点。然后,远程终点在步骤8中把包括接受的逻辑信道和特征的连接指示发回给CSCF。然后,CSCF在步骤9中发送包括接受的逻辑信道和特征的连接指示给适配功能+MT层。
在步骤10中,适配功能+MT层发送包括被叫方传输地址的修改PDP上下文请求给SGSN。在步骤11中,适配功能+MT层和SGSN执行RAB修改。在步骤12中,SGSN发送包括被叫方传输地址的更新的PDP上下文请求给GGSN以响应RAB修改。在步骤13中,GGSN发送更新的PDP上下文响应给SGSN以响应更新的PDP上下文请求。在此处的响应中,SGSN在步骤14中发送修改的PDP上下文接受给适配功能+MT层。反过来,适配功能+MT层在步骤15中发送包括接受的逻辑信道和特征的连接指示给应用层。最后,在步骤16中应用层经由CSCF发送ACK(确认)指示给远程终点。
如上面指出,依照本发明的技术是基于一种非常简单的机制且应用于不同类型的传输层。另外,依照本发明的技术在网络侧并不需要任何接口以用于在应用层和传输层之间的交互作用。
图4说明了依照本发明的技术的另一个方面。如图中说明,延迟对于将用于携带多媒体IP呼叫的媒质的PDP上下文的无线电资源分配,以便于在交换呼叫控制信令之前不会有无线电资源分配给该PDP上下文。相反地,只有当呼叫信令已完成以及被叫方已接受呼叫且已指示它能够支持的呼叫特征时,才分配无线电资源。
如图4中的说明,在步骤1中应用层发送包括请求的逻辑信道和特征(例如QoS数值)的建立指示给适配功能+MT层。
在步骤2中,包括延迟的标记的激活PDP上下文请求从适配功能+MT层发送给SGSN。延迟的标记是一个新参数,它被增加到激活PDP上下文请求,以通知SGSN没有分配无线电资源。这确保无线电资源将只有在PDP上下文已修改之后才分配。应指出延迟的标记也可以发送给GGSN以及SGSN。尽管这是可选的,但它是优选的,其中,在某些方案中,它有利于通知GGSN还没有分配无线电资源。
在步骤3中,SGSN发送创建PDP上下文请求给GGSN,反过来,GGSN在步骤4中把创建PDP上下文响应发回给SGSN。在步骤5中,SGSN发送激活PDP上下文接受给适配功能+MT层。在步骤6中,适配功能+MT层发送包括请求的逻辑信道和特征的建立指示给CSCF,反过来,CSCF在步骤7中发送包括请求的逻辑信道和特征的建立指示给远程终点。
在步骤8中,远程终点把包括接受的逻辑信道和特征的连接指示发回给CSCF。在步骤9中,包括接受的逻辑信道和特征的连接指示从CSCF发送给适配功能+MT层。在步骤10中,适配功能+MT层创建包括被叫方传输地址的修改的PDP上下文请求并且将其发送给SGSN。
在步骤11中,SGSN连同例如适配功能+MT层和RNC执行RAB修改。在步骤12中,SGSN发送包括被叫方传输地址的更新的PDP上下文请求给GGSN,反过来,GGSN在步骤13中把更新的PDP上下文响应发回SGSN。在步骤14中,SGSN发送修改的PDP上下文接受给适配功能+MT层,反过来,适配功能+MT层在步骤15中发送ACK指示给CSCF,随后CSCF在步骤16中把它发送给远程终点。
在为一个应用建立呼叫时,下面的传输网络经由无线电接口且在网络中建立传输载体。对无线网络来讲,建立传输载体意味着无线电资源的分配。
通过利用上面指出的依照本发明的呼叫建立技术利用延迟的标记,经由无线接口的无线电资源不会由于不成功的呼叫建立(例如被叫方忙、无应答、错误号码等等)而浪费。任何使无线电资源使用性能最大的努力对具有有限频谱可用性的无线运营商来说都是必需的。
在呼叫控制信令在主叫方和被叫方之间交换之前,关于呼叫需要的无线电和网络资源的唯一可用的信息是主叫方请求的资源。由于被叫方可能不会接受主叫方提议的呼叫特性(例如媒质和QoS)而宁愿提议所请求的特性的一个子集,所以在呼叫信令完成之前分配无线电和网络资源会导致资源的浪费,并且实际上,已分配的无线电资源在呼叫启动和呼叫建立完成期间将是不用的。然而,依照本发明的技术通过利用延迟的标记,使得资源只有在PDP上下文修改之后才分配,故它们不会被浪费。
此外,直到呼叫建立信令已被执行,主叫方才知道传输地址(IP地址加端口号)或被叫方,所以不能给SGSN/GGSN提供完整的TFT(业务流模板)。本发明的技术通过利用延迟的标记避免了这个问题。
上面指出的依照本发明的技术,利用了延迟的标记,作为其改进,SGSN在接收到延迟的标记后,当作附加的步骤,发送延迟的标记给GGSN以指示因为没有用于PDP上下文的无线电资源(即没有RAB)故不应在PDP上下文上发送分组。另外,SGSN可以设置PDP上下文的收费特征为“免费”。SGSN在创建PDP上下文请求消息中向GGSN指示PDP上下文的收费特征。
依照本发明的技术的另一方面,RAB的服务质量(QoS)协商通过包含一列可替代的数值或最低可接受数值的附加参数来实现。在下文中称为可替代的保证比特速率参数的该附加参数被加到RANAP RAB指定请求和SM上并且可能增加到CC建立信令上。选择的RAB参数被加到RAB指定响应上并且可能加到CC上,而SM已经具有该参数。对SM的添加和可能的对CC建立信令的添加也增强了协商并且依照本发明使用相同的技术。具有可能的添加的相同技术也可以用于协商其他QoS参数。
目前,比特速率参数包括最大比特速率和保证比特速率。最大比特速率定义为从来不会超过的比特速率,而保证比特速率定义为从来不会减少到低于它的比特速率。
例如,如果一个用户需要具有允许5-13kbps的编解码器的AMR业务,则最大比特速率和保证比特速率都将设置等于13。依照本发明,最小比特速率将设置等于5。
作为另一个示例,如果用户需要视频流业务,则最大比特速率设置等于应用可能使用的最大值,而保证比特速率设置等于请求的质量水平。依照本发明,新的最小比特速率将设置等于相应于最低可接受质量的速率。
应指出依照本发明的新参数仅仅用于协商目的。另外,如果不能提供保证比特速率而是提供较低的比特速率,那么提供的新的较低的比特速率被视为新的保证比特速率。
如上面指出,新的可替代的保证比特速率包含一列可替代的速率或最低的可接受速率。当缺乏可替代的保证比特速率参数时将不允许协商,并且,如果保证比特速率不可得则建立失败。要求的比特速率应当依照在某些部分中可能的等级的降低而更新,以便在仍需建立的其他部分中没有设置得太高的速率预留。如果使用一列可替代的速率,则其可以作为QoS分布的部分存储,以便于它们可以在另外的步骤例如重新配置或重新安置期间使用。SGSN、GGSN和RNC要支持的功能性是可选的(即,如果不支持协商且不能够支持保证比特速率,那么建立失败)。QoS比特速率特性也可以在执行SGSN或RNC切换时使用,并且也可以包括在发送给GGSN的GTP消息中。
依照本发明的技术的另一方面,当激活一个或者多个PDP上下文以传输语音业务时增加呼叫指示。这个指示可以增加到激活PDP上下文请求上以及增加到创建PDP上下文请求消息上。该指示可以是类似于上面讨论的可替代的保证比特速率的新参数,或者甚至是新的QoS业务等级。
作为另外一个示例,用于呼叫的预付费业务可以仅仅基于在CSCF和SCP(业务控制点)之间的通信。如果PDP上下文用于呼叫,则SGSN不应当与SCP通信。如果PDP上下文被激活用于其他目的,则SGSN可以与SCP通信。在SGSN和SCP之间在PDP上下文上的通信已在CAMEL(移动网络增强逻辑的客户化应用)99版本规范中作出规定。
作为再一个示例,至于在GPRS层和IP电话层之间协调QoS,接受的呼叫可能影响为呼叫而激活的PDP上下文的QoS。例如,如果正常的呼叫在IP电话层中被接受,则不应当可能激活能够携带视频呼叫的PDP上下文。对于用于其他目的的PDP上下文,这种协调是不需要的。
这种技术的优点在于以下事实,由于语音业务有很特殊的统计特征,当GGSN、SGSN和RNC判决它们是否能够接纳那个新PDP上下文时,它们能够接纳更多的将用于语音业务的PDP上下文。这导致可用资源的更加有效的使用。
对于这个目的,这样的指示已包括在RAB(无线电接入载体)属性中。包含这个指示的属性被称为“源统计描述符”并且指示话音或未知业务。在上面的发明背景中引用的99版本中,它将由MSC(移动交换中心)设置,该MSC将知道某种业务属于哪类。然而,在00版本中,电话业务也同样经由SGSN传送,据此,有必要给SGSN提供相同的信息。这只能通过在PDP上下文激活信息中也包括这个参数(即在目前不包括这个参数的UMTS载体业务属性中也包括该参数)来实现。
应指出,在上面的发明描述中,很多对本领域的技术人员来说是已知的细节为了简洁而省略掉。这样的细节可容易地在很多出版物,包括以前引用的协议中得到。从而,以前引用的协议的内容在此引入作为参考。
下面结束示例实施方案的描述。尽管本发明已参考许多说明性的实施方案进行描述,应该理解,本领域的技术人员可以在本发明原理的精神和范围内设计出很多其他的修改和实施方案。更具体而言,在不脱离本发明的精神的情况下,在前述的公开内容、附图以及附带权利要求的范围内在组合安排主题中的组成部分和/或设备中,合理的变更和修改是可能的。除了在组成部分和/或设备中的变更和修改之外,对本领域的技术人员来说可替代的使用也是显而易见的。
Claims (1)
1.一种建立通信信道用于网络中的呼叫的方法,所述网络包括第一网络单元和第二网络单元,该方法包含:
在第一网络单元中为一个呼叫创建一个建立通信信道的请求消息;
将所述呼叫的指示添加到所述消息,以便指示一个话音业务的传送;
转发该请求消息给第二网络单元,该请求消息包括该呼叫的指示;以及
至少部分地基于所述指示来确定去接受或者拒绝在该第二网络单元中建立该通信信道。
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