CN101180843A - 由多媒体核心网络进行呼叫建立的本地交换 - Google Patents

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CN101180843A CNA2006800178012A CN200680017801A CN101180843A CN 101180843 A CN101180843 A CN 101180843A CN A2006800178012 A CNA2006800178012 A CN A2006800178012A CN 200680017801 A CN200680017801 A CN 200680017801A CN 101180843 A CN101180843 A CN 101180843A
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Abstract

电信网络(20)的一种网关(70、70(2)、70(3))设置成执行对传送到IP多媒体子系统(IMS)的呼叫建立信令的协议信令转换。并且在呼叫建立完成时，设置成在连接中涉及到的本地移动台(22)之间路由传送用户业务而不将用户业务路由传送到IP多媒体子系统(IMS)(40)。在示范实现中，该信令协议适于在电路交换域核心网络与无线电接入网之间的接口上使用，它包括GSM 24.008信令，以及用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议是会话发起协议(SIP)协议。该网关可以设在多个位置的任何一个位置，例如设在移动交换中心(MSC)节点(60)处、无线电接入网(RAN)的基站控制器节点(50)处或不同于移动交换中心节点(MSC)的节点处和基站控制器(BSC)节点(例如专用网关节点)处。

Description

由多媒体核心网络进行呼叫建立的本地交换
技术领域
本发明涉及电信，具体来说涉及基于因特网协议的语音(VoIP)。
背景技术 在典型的蜂窝无线电系统中，包括采用GPRS(通用分组无线电服务)的蜂窝技术。EDGE(全球发展的增强数据速率)和WCDMA(宽带码分多址)、无线用户设备单元经由无线电接入网(RAN)与一个或多个核心网络通信。用户设备单元(UE)可以是移动台或移动终端，例如移动电话(“蜂窝”电话)和具有移动终端的膝上型计算机，因此可以是例如与无线电接入网传输语言和/或数据的便携式、口袋式、手持式、内含计算机的、或车载移动设备。或者，无线用户设备单元可以是固定的无线设备，例如作为无线本地回路等的一部分的固定的蜂窝设备/终端。
无线电接入网(RAN)覆盖被划分成多个小区区域的地理区域，其中每个小区区域由一个基站提供服务。小区是无线电基站或位于基站所在地的基站收发器设备提供无线电覆盖的地理区域。每个小区由一个唯一标识来标识，该唯一标识在小区中被广播。基站经空中接口(例如射频)与基站范围内的用户设备单元(UE)通信。在无线电接入网中，多个基站通常连接到(例如通过陆地线路或微波)无线电访问控制节点(例如基站控制器(BSC)节点或无线电网络控制器(RNC)节点)。无线电接入控制节点监控和协调与之连接的多个基站的多种活动。无线电访问控制节点通常连接到一个或多个核心网络，例如连接到如移动交换中心(MSC)节点的核心网络节点。
在一些情况中以及在一些通信网络中，从移动台到另一个相对邻近的移动台的呼叫可能不仅经由本地交换点或节点来交换，而且还经由可能触发更大费用或财务开支的中央或远程交换点来交换。在一些较陈旧的电路交换(CS)域网络(在发展基于因特网协议的语音(VoIP)之前)中，在本地点设置一种媒介网关(MGw)形式的机制，用于在本地交换呼叫。MGw(媒介网关)避免了本地呼叫的中央交换，由此节省运营商的费用并减轻中央交换点上的负荷。
在电路交换网络中，网络资源在传输开始之前从发送方到接收方是静态的，由此创建“电路”。在整个传输过程中，这些资源被保留专用于该电路，并且整个消息沿着相同的路径。在分组交换网络中的，将消息拆分成多个分组，每个分组可以取道不同的路由达到目的地，而在目的地将这些分组重新汇编成原始消息。
移动世界中基于因特网协议(VoIP)的语音意味着使用对普通移动电话呼叫实现因特网协议(IP)分组的传输(包含例如自适应多速率编解码器(AMR)语音帧)的分组交换(PS)服务。针对VoIP而采用的分组交换(PS)服务可以是例如，GPRS(通用分组无线电服务)、EDGE(全球发展的增强数据速率)或WCDMA(宽带码分多址)。这些示范服务的每一种服务都是构建于全球移动通信系统(GSM)(一种最初为欧洲开发的第二代(“2G”)数字无线电接入技术)之上的。在2.5G中对GSM进行加强以包括例如GPRS的技术。第三代(3G)包括国际电信联盟(ITU)IMT-2000系列覆盖的移动电话技术。第三代伙伴关系项目(3GPP)是一个针对标准化IMT-2000的基于WCDMA成员而工作的国际标准实体、运营商和供应商的群体。
因特网协议(IP)多媒体子系统(ISM)标准定义一种用于提供基于IP的语音(VoIP)和多媒体服务的通用体系结构。它是国际范围公知的标准，首先由第三代伙伴关系项目(3GPP/3GPP2)进行规范，而现在正在被包括ETSI/TISPAN的其他标准实体所采用。IMS标准支持多种接入类型，包括GSM、WCDMA、CDMA2000、无线宽带接入和WLAN。因特网协议(IP)多媒体子系统(ISM)标准涵盖但不限于如下(它们全部通过引用结合于本文)：
3GPP TS 23.228 V7.1.0(2005-09)，第三代伙伴关系项目；技术规范组服务和系统方面：IP多媒体子系统(IMS)：第2阶段(发行版7)(IPMultimedia Subsystem(IMS)：Stage2(Release7))。
3GPP TS 24.228 V5.13.0(2005-06)，第三代伙伴关系项目；技术规范组核心网络和终端：基于会话发起协议(SIP)和会话描述协议(SDP)的IP多媒体呼叫控制的信令流；第3阶段(发行版5)(Signalling flowsfor the IP multimedia call control based on Session Initiation Protocol(SIP)and Session Description Protocol(SDP)；.Stage 3(Release 5))。
3GPP TS 24.229 V7.1.1(2005-10)，第三代伙伴关系项目；技术规范组核心网络和终端：基于会话发起协议(SIP)和会话描述协议(SDP)的IP多媒体呼叫控制；第3阶段(发行版7)(IP Multimedia Call Controlbased on Session Initiation Protocol (SIP) and Session DescriptionProtocol(SDP)：Stage3(Release7))。
3GPPTR 22.941 V0.7.7(2001-11)，第三代伙伴关系项目；技术规范组服务和系统方面：基于IP的多媒体服务框架：第0阶段(发行版5)(IP Based Multimedia Services Framework：Stage 0(Release5))。
3GPP TS 32.225 V5.9.0(2005-09)，第三代伙伴关系项目；技术规范组服务和系统方面：IP多媒体子系统(IMS)的电信管理：计费功率：计费数据描述(发行版5)(Telecommunication Management：ChargingManagement：Charging Data Description for IP Multimedia Subsystem(IMS)(Release 5))。
3GPP TS 22.340 V6.2.0(2005-03)，第三代伙伴关系项目；技术规范组服务和系统方面：IP多媒体子系统(IMS)消息传送：第1阶段(发行版6)(IP Multimedia System(IMS)Messaging；Stage1(Release6))。
3GPP TS 29.228 V6.8.0.(2005-09)，第三代伙伴关系项目；技术规范组核心网络和终端：IP多媒体(IM)子系统Cx和Dx接口：信令流和消息内容(发行版6)(IP Multimedia(1M)Subsystem Cx and Dxinterfaces：Signalling flows and message contents(Release6))。
3GPP TS 22.250 V6.0.0(2002-12)，第三代伙伴关系项目：技术规范组服务和系统方面；IP多媒体子系统(IMS)组管理：第1阶段(发行版6)(IP Multimedia Subsystem(IMS)group management：Stage1(Release6))。
3GPP TS 26.141 V6.1.0(2005-03)，第三代伙伴关系项目；技术规范组服务和系统方面：IP多媒体系统(IMS)消息传送和在场：多媒体格式和编解码器(发行版6)(IP Multimedia System(IMS)Messagingand Presence：Media formats and codecs(Release6))。
对于用户来说，基于IMS的服务以高度个性化和受控的方式实现多种模式(包括语音、文本、图片和视频、或它们的任何组合)的个人对个人和个人对内容的通信。对于运营商，IMS通过定义水平体系结构扩充了层次化体系结构的概念，其中对于多种应用可以重复使用服务使能器和通用功能。IMS中的这种水平体系结构还规范了可互操作性和漫游，并提供载体控制、计费和安全性。IMS很好地与现有语音和数据网络集成，同时吸取了IT域的许多关键优点。
IMS体系结构包括三个层：应用或服务层；控制层；以及连接性层。应用或服务层包括用于为用户执行增值服务的应用和内容服务器。如IMS标准中定义的通用服务使能器(例如在场和组列表管理)在SIP应用服务器中作为服务来实现。在IMS中，可以重复使用许多功能来实现快速服务创建和送交。单个应用服务器可以托管多种服务(例如电话和消息传送)。多种服务共处具有显著的优势，尤其是相对于IMS核心网络节点的负荷而言。
IMS控制层包括用于管理呼叫或会话建立、修改和释放的网络服务器。在这些网络服务之间的是呼叫会话控制功能(CSCF)，也公知为SIP服务器。控制层通常还包括全套支持功能，例如提供、计费和运行和管理(O&M)。与其他运营商的网络和/或其他类型的网络协同工作由边界网关处理。
连接性层包括均用于干线和接入网的路由器和交换机。
当IMS(IP多媒体子系统)是可用的时，IMS可以是无线电接入网连接的核心网络的其中之一。实际上，IP多媒体子系统(IMS)可以替代常规电路交换核心网络(例如核心网络的MSC类型节点)。可以非常快速地实现这样以IP多媒体子系统(IMS)替代常规电路交换核心网络。尽管快速网络替换的可能，就用户终端而言，以VoIP功能的电话替换普通电路交换电话的情况将可能出现得较慢，因为从历史来看，用户往往继续使用旧电话多年。因此，甚至在以IP多媒体子系统(IMS)进行网络替换之后，仍必须至少给予提供一段时间以便适应旧式电路交换电话的继续使用者。
传统上来说，包括IP多媒体子系统(IMS)或IMS相关的服务的所有呼叫都是经由IMS建立和路由的。例如，将主叫移动台(UE)的呼叫建立信令路由到IP多媒体子系统(IMS)；将后续呼叫建立信令从IMS发送到被叫移动台；然后经由IMS将再后续的信令(例如确认呼叫建立)路由发送回主叫移动台。此后，将该呼叫中所涉及的用户业务从参与该呼叫中所涉及的用户的其中一个用户经由无线电接入网路由到IP多媒体子系统(IMS)，利用在IP多媒体子系统(IMS)中进行的用户业务的交换并经由无线电接入网将IMS交换的用户业务从IP多媒体子系统(IMS)路由发送回该呼叫中所涉及的另一个移动台。将信令和用户业务交换都应用于IP多媒体子系统(IMS)需要相当大IP多媒体子系统(IMS)的资源，并在IP多媒体子系统(IMS)上产生高负荷。
在实际情况中，移动台(UE)之间的许多呼叫在地理上本地位于相同的BSC区域内。人们占主要部分的是呼叫相同城市或附近地区的其他人。因此，根据惯常的实际情况将所有移动呼叫的用户业务经由IP多媒体子系统(IMS)交换使IP多媒体子系统(IMS)上产生高负荷，并且对传输产生可能更高的成本。
因此所需要的以及本发明的目的是，用于以有助于经济地利用IP多媒体子系统(IMS)的方式使基于因特网协议(VoIP)呼叫易于实现的方法、设备和技术。
发明内容
一种电信网络的网关设置成为将呼叫建立信令传送到IP多媒体子系统(IMS)而执行协议信令转换，并在完成呼叫建立时设置成在连接所涉及的本地移动台之间路由传送用户业务，而不将用户业务路由传送到IP多媒体子系统(IMS)或经由媒介网关(MGw)来路由传送用户业务。
在示范实施例中，该网关设置成：(1)在(a)适于结合无线电接入网使用来建立电路交换连接的信令协议与(b)用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议之间执行呼叫建立信令的转换；(2)在IP多媒体子系统(IMS)与无线电接入网(RAN)的节点之间路由传送呼叫建立信令，并且在完成连接的呼叫建立之后；(3)在本地交换连接的用户业务，而不将该连接的用户业务路由传送到IP多媒体子系统(IMS)。
在示范实现中，该信令协议适于在电路交换域核心网络与无线电接入网之间的接口上使用，它包括GSM 24.008信令，以及用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议是会话发起协议(SIP)协议。
该网关可以设在多个位置的任何一个位置，例如设在移动交换中心(MSC)节点处、无线电接入网(RAN)的基站控制器节点处或不同于移动交换中心节点(MSC)的节点处和基站控制器(BSC)节点(例如专用网关节点)处。
该网关可以是电信系统的一部分，电信系统包括用于在两个移动台之间执行基于因特网协议的语音(VoIP)连接的呼叫建立的IP多媒体子系统(IMS)。
根据该技术的一个方面，一种操作电信系统的方法包括：(1)在(a)适于结合无线电接入网使用来建立电路交换连接的信令协议与(b)用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议之间执行呼叫建立信令的转换；(2)在IP多媒体子系统(IMS)与无线电接入网(RAN)的节点之间路由传送呼叫建立信令，并且在完成连接的呼叫建立之后；(3)在本地交换连接的用户业务，而不将该连接的用户业务路由传送到IP多媒体子系统(IMS)。
附图说明
通过下文对附图所示的本发明优选实施例的更具体描述，将显见到本发明的前述和其他目的、特征和优点，在所有的各种附图中相似的引用字符指代相同的部件。图示本发明的原理时，附图不一定按比例绘制，而是着重于位置摆放。
图1是根据本发明技术的第一示范实施例的电信系统的示意图。
图1A是示出用于图1的实施例的连接的呼叫建立的信令的示意图；图1B是示出用于图1的实施例中的连接的用户业务路由传送的示意图。
图2是根据本发明技术的第二示范实施例的电信系统的示意图。
图2A是示出用于图2的实施例中的连接的呼叫建立的信令的示意图；图2B是示出用于图2的实施例中的连接的用户业务路由传送的示意图。
图3是根据本发明技术的第三示范实施例的电信系统的示意图。
图3A是示出用于图3的实施例中的连接的呼叫建立的信令的示意图；图3B是示出用于图3的实施例中的连接的用户业务路由传送的示意图。
图4是示出呼叫建立中所涉及到的信令消息、包括网关转换的信令消息的示意图。
具体实施方式
在下文描述中，出于解释而非限制的目的，提出了例如具体的体系结构、接口、技术等的许多特定细节，以便提供对本发明的透彻理解。但是对于本领域人员来说，显然本发明可以在不同于这些特定细节的其他实施例中实施。即，本领域技术人员将能够设想虽然本文中未明确地描述或示出但实施了包括在其精神和范围内的本发明的原理的多种安排。在一些情况中，省略了公知的装置、电路和方法的详细描述，以不致于因不必要的细节妨碍了本发明的描述。本文陈述本发明的原理、方面和实施例的所有描述以及特定示例旨在涵盖其结构上和功能上的等效物。此外，还意味着此类等效物包括目前公知的等效物以及将来开发的等效物，即开发来执行相同功能而与结构无关的任何元素。
因此，例如本领域技术人员将认识到，本文的框图可以表示实施本发明技术原理的说明性电路的概念示意图。相似地，将认识到，任何流程图、状态转移图、伪代码等表示基本可以采用计算机可读媒介来表示并由此被计算机或处理器执行(无论此类计算机或处理器是否被明确地示出)的多种过程。
可以通过使用专用硬件以及使用能够结合相应软件执行软件的硬件来提供包括标记为“处理器”或“控制器”的功能块的多种元素的功能。当由处理器来提供这些功能时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个个体处理器来提供，它们中的一些可以是共享的或是分布式的。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应视为排他性地指能够执行软件的硬件，而是可以非限制地包括数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。
图1图示电信系统20，其中由无线电接入网24向移动台(MS)22提供服务。如本文所使用的，术语“移动台(MS)”通常是指任何适合的无线设备，包括但不限于其他地方也称为移动终端(MT)或用户设备单元(UE)的设备。
在图1的示范实施例中，无线电接入网24连接到运营商的因特网协议(IP)网络30。通过运营商的IP网络30，无线电接入网24具有对IP多媒体子系统(IMS)40的访问权。在图1以及其他附图的示例中，由点划线表示接口。
IP多媒体子系统(IMS)40包括呼叫服务控制功能(CSCF)42。呼叫服务控制功能42(CSCF、也公知为SIP服务器)管理呼叫或会话的建立、修改和释放。虽然未如此图示，但是将认识到IP多媒体子系统(IMS)40通常包括前文论述的多个不同层中的其他单元或功能。
在图1中非限制图示的示范实施例中，无线电接入网24通常图示为表示多种潜在的无线电接入技术中的任何一种。无线电接入网24通常包括基站子系统(BSS)，其通常包括一个或多个基站控制器(BSC)50。因为基站控制器50通常设在主要(非排他性地)专用于基站控制器的节点上，所以常常称为基站控制器(BSC)节点。虽然基站子系统(BSS)通常包括多个基站控制器，但是为了简明，图1中仅示出一个基站控制器(BSC)。基站控制器(BSC)50控制一个或多个基站收发器，并因此经由接口54连接到一个或多个基站收发器，基站收发器也简称为基站(BS)，例如图1所示的基站(BS)521和基站(BS)522。基站经由空中接口(通常图示为接口56)与移动台通信。
因为一般性地描述无线电接入网24，所以应该理解基站子系统的术语可能因所涉及的无线电接入技术的类型不同而有所不同。例如，在无线电接入网24是GSM/EDGE无线电接入网(GERAN)的示范情况中，基站控制器(BSC)50跨接口25(也公知为A接口)连接到一个或多个核心网络。而且，在GSM/EDGE无线电接入网(GERAN)中，接口54公知为Abis接口，基站控制器(BSC)经由该接口连接到一个或多个基站(更常见地称为基站收发器(BTS))。基站收发器(BTS)经由空中接口56(也公知为Urn接口)与移动台(MS)通信。
在另一个示范情况中，无线电接入网24可以是公知为UTRAN(通用移动通信(UMTS)地面无线电接入网)的宽带CDMA无线电接入网。在UTRAN中，基站控制器称为无线电网络控制器(RNC)，它经由接口25(也公知为Iu接口)与一个或多个核心网络通信。UMTS是一些方面在公知为欧洲开发的全球移动通信系统(GSM)的无线电接入技术上构建的第三代系统。UTRAN实质是向用户设备单元(UE)提供宽带码分多址(WCDMA)的无线电接入网。第三代伙伴关系项目(3GPP)已经着手进一步发展基于UTRAN和GSM的无线电接入网技术。在UTRN中，RNC经由接口54(公知为Iub接口)与一个或多个基站节点通信。基站也称为B节点或“节点-B”。在UTRAN中，常常称为用户设备单元或UE的移动台经由空中接口56(公知为Uu接口)与基站节点通信。
现在返回到图1所示的示范无线电接入网24的通用论述，基站控制器(BSC)50连接到两个基站，具体来说连接到基站(BS)521和基站(BS)522。本领域技术人员将认识到基站可以服务于多于一个小区并通过空中接口56进行通信，并且不同的基站可以服务于不同数量的小区。还将认识到基站控制器(BSC)50可以控制多于两个基站。图1中的每个基站(BS)52示出为处于相应小区的中心。例如，基站(BS)521示出为对小区C1提供服务和基站(BS)522示出为对小区C2提供服务。根据它工作所采用的射频的数量，相同的基站可以服务于更多小区，并且(与图1所示的相对)多个小区可以实质设在一起(如果期望的话)。
虽然未图示出并且本文也未描述过，但是图1的无线电接入网24可以经由适合的接口连接到其他无线电接入网(例如分组交换的核心网络)。
图1的电信系统20以信号转换和业务路由选择网关(本文也称为网关单元或网关70)为特征。在图1的示范实施例中，网关70设在基站控制器(BSC)50处。网关70设置成为将呼叫建立信令传送到IP多媒体子系统(IMS)40而执行协议信令转换，在呼叫建立完成时，设置成在连接中涉及到的本地移动台22之间路由传送用户业务而不将用户业务路由传送到IP多媒体子系统(IMS)40。更确切地来说，网关70设置成：(1)在(a)适于结合无线电接入网中用于建立电路交换连接的信令协议与(b)用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议之间执行呼叫建立信令的转换；(2)在IP多媒体子系统(IMS)与无线电接入网(RAN)的节点之间路由传送呼叫建立信令，并且在完成连接的呼叫建立之后：(3)在本地交换连接的用户业务，而不将该连接的用户业务路由传送到IP多媒体子系统(IMS)。鉴于它的功能，在示范的非限制性实现中，网关70可以被视为包括信令转换器72和业务路由器74，例如多端口业务开关。
网关70可以包括SIP客户机。在示范实现中，就面向对象的程序而言，为网关70处理的每个连接创建SIP客户机的“实例”，即为经由IP多媒体子系统(IMS)40建立的每个连接创建SIP客户机的“实例”，但是由网关70来为其交换用户业务，而不会有经由IP多媒体子系统(IMS)40的业务路由传送。
如前文解释的，在图1的示范实施例中，网关70设在基站控制器(BSC)50处。后续描述的其他实施例图示网关设在其他适合的位置。
如上文提到的，网关70执行的转换中涉及的一种协议是适于结合接入网使用以建立电路交换连接的信令协议。如本文使用的，“结合”无线电接入网来使用信号协议涵盖可以在无线电接入网内使用该信令协议和/或在无线电接入网与另一个网络(例如核心)之间的接口上使用该信令协议的可能性。在示范实现中，适于结合无线电接入网用于建立电路交换连接的信令协议可以是例如GSM 24.008信令。换言之，从网关70到基站(BS)52的信令是传统的MSC至BSC 3GPP24.008信令(例如GSM 3GPP TS 24.008 V7.2.0(2005-12-15)所描述的)。移动无线电接口第3层规范：核心网络协议：阶段3(修订版7)或其先前版本，TS 100 940 GSM 04.08(v.7.8.0)数字蜂窝通信系统(阶段2+)；移动无线电接口第3层规范，二者均通过引用结合于本文)。
在相同的示范实现中，用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议是会话发起协议(SIP)。因此，向IP多媒体子系统(IMS)40，网关70端接(terminate)SIP协议。会话发起协议(SIP)描述于例如Rosenberg.J等人所著的“SIP：会话发起协议”，RFC3261，(″SIP：Session InitiationProtocol″，RFC3261.)因特网工程师任务组，2002年6月，它通过引用全部结合于本文。
因此，网关70可以是电信系统的一部分，其包括用于执行在两个移动台(例如移动台221和移动台222)之间基于因特网协议(VoIP)的语音连接的呼叫建立的IP多媒体子系统(IMS)。图1A结合图4图示在移动台221与移动台222之间建立连接(即呼叫建立)中涉及的基本示范步骤、事件或动作。移动台221和移动台222可以都是无SIP能力的旧式GSM电路交换终端。在图1A中，移动台221是主叫方，而移动台222是被叫方。根据要描述的多个步骤，图1A将多个不同信令路径示为双头箭头，并对所示的步骤采用双标号。例如，对于涉及信号流的步骤，标号的第一标号部分，例如标号S-l/S-15的S-1部分反映信号流动第一方向，而标号的第二标号部分，例如标号S-l/S-15的S-15部分反映信号流的第二或反方向。
图1A将步骤S-1描述为从移动台221到网关70的呼叫建立信令的传送。在一个示范实现中，步骤S-1的从基站控制器(BSC)50至网关70的呼叫建立信令包括传统的MSC至BSC 3GPP GSM 24.008信令。如图4所示，步骤S-1的传统呼叫建立信令中包含的消息包括服务请求消息、保留请求消息和保留响应消息。步骤S-1的一个或多个消息包括例如连接中涉及的BSC节点的身份、CIC和主叫方标识符(Call：id_A)的参数。步骤S-1的呼叫建立信令被引导到网关70的信令转换器72。在网关70中建立SIP客户端(或SIP客户端的实例)以用于建立呼叫，SIP客户端包括信令转换器72。
作为步骤S-2，信令转换器72将MSC至BSC 3GPP GSM 24.008信令转换成SIP协议。从步骤S-1的GSM 24.008信令获得的SIP协议的重要参数包括，与主叫方移动台(IP_A)对应的因特网地址和主叫方移动台连接到的网关70的端口(PORT_A)。如步骤S-3所反映，网关70将SIP转换的呼叫建立信令发送到IP多媒体子系统(IMS)40，如图1A和4中所示。
就上文而言，将认识到作为电路交换移动台的主叫方移动台和被叫方移动台都对因特网完全无知，因此实际上没有它们各自的因特网地址。因此，对于连接中涉及到的每个电路交换移动台，网关70实质上对IP多媒体子系统(IMS)40模拟，像是该移动台具有因特网地址一样，并向IP多媒体子系统(IMS)40提供可以用于与移动台对应的因特网地址。
在IP多媒体子系统(IMS)40中，SIP信令协议由呼叫服务控制功能(CSCF)42来处理，如图步骤S-4所反映。结合建立用于呼叫的连接，呼叫服务控制功能(CSCF)42发出发往被叫方终端(即移动台222)的后继呼叫建立信令。这种后继呼叫建立信令包括对应于主叫方移动台的因特网地址(IP_A)和主叫方移动台连接到的网关70的端口(PORT_A)。图1A描述将这种后继呼叫建立信令(在SIP协议中)从IP多媒体子系统(IMS)40传输到网关70，例如传输到网关70的SIP客户端，如图步骤S-5所示。
从IP多媒体子系统(IMS)40接收到后继呼叫建立信令(在SIP协议中)，会提示网关70信令转换器72将SIP协议信令转换成MSC至BSC 3GPP GSM 24.008信令协议(如图步骤S-6所示)。如图步骤S-7所示，然后将24.008转换的后继信令发送到基站控制器(BSC)50，以便可以将该呼叫建立信息中继到被叫方移动台222。
呼叫建立中涉及的后继信令包含来自被叫方移动台222用于使主叫方移动台222能够接收确认和参与连接所必需的参数。这种返回信令包含步骤S-8的MSC至BSC 3GPP GSM 24.008信令，其包括例如服务请求响应消息、保留请求消息和保留响应消息。步骤S-8的一个或多个消息包括例如连接中涉及的BSC节点的身份、CIC和被叫方标识符(Call：id_B)的参数。步骤S-8的呼叫建立信令被引导到网关70的信令转换器72。作为步骤S-9，信令转换器72将MSC至BSC 3GPPGSM 24.008信令转换成SIP协议。从步骤S-8的GSM 24.008信令获得的SIP协议的参数包括被叫方移动台连接到的网关70的端口(PORT_B)和与被叫方移动台(IP_B)对应的因特网地址。如步骤S-10所反映，网关70将SIP转换的呼叫建立信令发送到IP多媒体子系统(IMS)40，如图1A和4中所示。
在IP多媒体子系统(IMS)40中，该SIP信令协议同样由呼叫服务控制功能(CSCF)42来处理，如步骤S-11所反映。再次结合建立用于呼叫的连接，呼叫服务控制功能(CSCF)42发出发往主叫方终端(即移动台222)的再一个后继呼叫建立信令。这种后继呼叫建立信令包含与被叫方移动台对应的因特网地址(IP_B)以及被叫方移动台连接到的网关70的端口(PORT_B)。图1A描述将这种再一个呼叫建立信令(在SIP协议中)从IP多媒体子系统(IMS)40传输到网关70，例如传输到网关70的SIP客户端，如图S-12所示。
从IP多媒体子系统(IMS)40接收到再一个呼叫建立信令(在SIP协议中)，会提示网关70信令转换器72将SIP协议信令转换成MSC至BSC 3GPP GSM 24.008信令协议(如图步骤S-13所示)。而且，如图1A的步骤S-14描述的，网关70的信令转换器72向业务路由器72提供在移动台221和移动台222之间本地路由用户业务所必需的信息。例如网关70的信令转换器72向业务路由器72提供在移动台221和移动台222之间(例如PORT_A与PORT_B之间)本地交换用户业务所必需的端口信息。再如图步骤S-15所示，然后将GSM24.008转换的后继信令发送到基站控制器(BSC)50，以便可以将该呼叫建立信息中继到主叫方移动台221。
因此，网关70的SIP客户端端接SIP协议并建立向IP多媒体子系统(IMS)40的呼叫。向基站控制器(BSC)50和旧式GSM电路交换终端222，网关70使用基本GSM 24.008信令建立呼叫。
然而图1A图示涉及移动台221的主叫方和移动台222的被叫方的连接的呼叫建立中涉及的信令。图1B图示通过图1A类型的呼叫建立信令建立了连接之后的用户业务流。具体来说，图1B通过箭头T示出移动台221与移动台222之间的用户业务的流程，例如从移动台221至222的用户业务流的流程和从移动台222至221的用户业务的流程。就此而言，图1B示出如何以不涉及至IP多媒体子系统(IMS)的业务路由方式在本地移动台(例如当前由相同基站控制器(BSC)50提供服务的移动台)之间路由用户业务。具体来说，网关70的业务路由器74交换或返回(返回到无线电接入网)已经在BSC 50附近的网关70中的BSC本地呼叫。这种交换因业务路由器74知道到达主叫方移动台和被叫方移动台所经由的相应端口而易于实现。这意味着对于BSC本地呼叫来说，IP多媒体子系统(IMS)40仅涉及呼叫建立阶段和用于呼叫控制，而不用于交换呼叫，因此，减轻了IP多媒体子系统(IMS)40上的负荷。换言之，一旦建立呼叫，网关70不经由IMS系统MRF的媒体资源功能(MRF)等来转发AMR语音帧，而是在网关70的业务路由器74中将分组本地返回，如图1B所示。
因此，至少对于旧式GSM电话利用IMS核心网络彼此呼叫的情况，IP多媒体子系统(IMS)40仅涉及呼叫建立。一旦建立了呼叫，使用网关70在本地交换呼叫用户业务，而不经由IP多媒体子系统(IMS)40。换言之，使用IP多媒体子系统(IMS)来建立至旧式(电路交换)电话(例如移动台)的呼叫，但是语音数据的有效负荷流完全绕过IP多媒体子系统(IMS)和常规核心网络(例如非IMS核心网络)。
在许多情况中，IP多媒体子系统(IMS)40本身将致力于替代一些常规的核心网络结构和功能，例如传统的移动交换中心(MSC)。虽然IP多媒体子系统(IMS)能够相对快速地替代移动交换中心(MSC)，例如在不久的将来，以IP多媒体子系统(IMS)替代移动交换中心将越来越常见，但是在旧式电话(非VoIP电话)的使用完全停止之前将还有很长时间。作为其优点之一，本发明的技术具有支持旧式电话的使用以及对此类电话提供VoIP服务的能力，即使此类旧式电话可能不具有SIP功能。换言之，对于IP多媒体子系统(IMS)40的呼叫服务控制功能(CSCF)42来说，甚至不知道并且也无需知道端接呼叫的SIP协议的是网关70，并且SIP连接不是由具有SIP功能的终端来端接的。
网关70可以设在多个位置的任何一个位置中，例如如图1所示，设在基站控制器(BSC)50中。在图1的实施例中，移动交换中心(MSC)60对于处理本文描述的特性的呼叫/连接并非必需的，因此未予图示。网关70的其他适合位置也是可能的，下文对此予以描述。
在许多情况中，IP多媒体子系统(IMS)40可以替代常规电路交换核心网络的某些方面或节点，包括如下文结合图2的实施例解释的替代移动交换中心(MSC)。在图2中，无线电接入网24示为以通过接口连接到一个或多个核心网络、核心网络域或核心网络节点。具体来说，在图2的示例中，通用无线电接入网24通过接口25连接到电路交换核心网络域26。核心网络域26又连接到其他网络，例如又连接到ISDN/PSTN网络28和运营商的因特网协议(IP)网络30。通过运营商的IP网络30，核心网络域26也具有对IP多媒体子系统(IMS)40的访问权。
尽管实现IP多媒体子系统(IMS)40，但是在图2的实施例中，核心网络域26示为仍包括移动交换中心(MSC)60，它可以是对更为常规的核心网络的延续并以上文描述的方式进行扩充或补充。在图2的实施例中，对移动交换中心(MSC)60扩充以包括网关70(2)。在图2的实施例中，移动交换中心(MSC)60可以执行或可以不执行常规操作，例如登记器或数据库(例如归属位置登记器(HLR)和访问者位置登记器(VLR))的查询。核心网络域26通常连接到(例如)图2中云状块28表示的公众交换电话网(PSTN)和/或综合业务数字网(ISDN)。
图2A图示用于图2的实施例的移动台221与移动台222之间的呼叫建立信令。图2B图示用于图2的实施例的用户业务处理。与图1的实施例中一样，由网关70(2)转换呼叫建立信令以实现IP多媒体子系统(IMS)40与无线电接入网24之间的交互工作。在通过呼叫建立信令建立了连接之后，网关70(2)在移动台221与移动台222之间交换用户业务(例如，AMR帧)，而不经由IP多媒体子系统(IMS)40来路由用户业务。
图3图示再一个示范实施例，其中网关70(3)设在不同于移动交换中心(MSC)节点和基站控制器(BSC)节点的节点处，例如设在专用网关节点处。图3A图示用于图3的实施例的移动台221移动台222之间的呼叫建立信令。图3B图示用于图3的实施例的用户业务处理。与图1的实施例中一样，由网关70(3)转换呼叫建立信令以实现IP多媒体子系统(IMS)40与无线电接入网24之间的交互工作。在通过呼叫建立信令建立了连接之后，网关70(3)在移动台221与移动台222之间交换用户业务(例如，AMR帧)，而不经由IP多媒体子系统(IMS)40来路由用户业务。
网关70可以设在多个位置的任何一个位置，例如设在移动交换中心(MSC)节点处、无线电接入网(RAN)的基站控制器节点处或不同于移动交换中心节点(MSC)的节点处和基站控制器(BSC)节点(例如专用网关节点)处。因此，网关70可以是基站控制器(BSC)50内的概念、分离的节点或移动交换中心(MSC)60内的功能。
在本文图示或由此包含的示范实施例的任何一个实施例中，网关70可以采用多种形式。例如，还可以使用个体硬件电路、使用结合一个或多个适合编程的数字微处理器或通用计算机(集中式或分布式)来工作的软件、使用专用电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现网关70的功能。而且，信令转换器72和业务单元的功能可以共设在一处或甚至作为单个单元来形成或可以是分布式的。
本文的网关通过例如交换本地业务而不调用IP多媒体子系统(IMS)或干扰IP多媒体子系统(IMS)来减轻IP多媒体子系统(IMS)40的节点上的负荷并节省传输。
而且，至少在一些实施例中，可以将运营商的旧MCS节点(具有因被IP多媒体子系统(IMS)40替代而变得废旧的风险)转换成例如本文描述的网关70的网关或利用例如本文描述的网关70的网关对其进行补充。因此网关70可以是在一端的24.008信令(MSC与BSC之间的常规A-接口信令)与另一端的SIP信令(用于VoIP)之间进行转换的概念性转换器。
虽然详细地示出和描述了多种实施例，但是权利要求并不局限于任何具体的实施例或示例。上文描述完全不应被解读为暗示任何具体部件、步骤、范围或功能是必不可少的，因而必须被包括在其中。要理解的是本发明不局限于所公开的实施例，相反应涵盖多种修改和等效的布置。

Claims (14)

1.一种电信网络(20)设备，所述设备设置成：
(1)在(a)适于结合无线电接入网使用来建立电路交换连接的信令协议与(b)用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议之间执行呼叫建立信令的转换；
(2)在所述IP多媒体子系统(IMS)与所述无线电接入网(RAN)的节点之间路由所述呼叫建立信令，并且在完成连接的呼叫建立之后；
(3)在本地交换所述连接的用户业务，而不将所述连接的用户业务路由到所述IP多媒体子系统(IMS)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述适于结合所述无线电接入网使用的信令协议包括GSM 24.008信令和所述用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议是会话发起协议(SIP)信令。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备设在移动交换中心节点(60)处。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备设在基站控制器节点(50)处或所述无线电接入网(RAN)的无线电网络控制器节点(24)处。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备设在不同于移动交换中心节点(60)和基站系统的节点处。
6.一种电信系统，包括：
用于在两个移动台之间执行基于因特网协议的语音(VoIP)连接的呼叫建立的IP多媒体子系统(IMS)；
其特征在于，还包括网关，所述网关设置成：
(1)在(a)适于结合无线电接入网使用来建立电路交换连接的信令协议与(b)用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议之间执行呼叫建立信令的转换；
(2)在所述IP多媒体子系统(IMS)与所述无线电接入网(RAN)的节点之间路由所述呼叫建立信令，并且在完成所述两个移动台之间的连接的呼叫建立之后；
(3)在所述两个移动台之间本地交换所述连接的用户业务，而不将所述连接的用户业务路由到所述IP多媒体子系统(IMS)。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述网关设在移动交换中心节点(60)处。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述网关设在基站控制器节点(50)处或所述无线电接入网(RAN)的无线电网络控制器节点(24)处。
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述网关设在不同于移动交换中心节点(60)和基站系统的节点处。
10.一种操作电信网络(20)的方法，包括：
(1)在(a)适于结合无线电接入网使用来建立电路交换连接的信令协议与(b)用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议之间执行呼叫建立信令的转换；
(2)在所述IP多媒体子系统(IMS)与所述无线电接入网(RAN)的节点之间路由所述呼叫建立信令，并且在完成连接的呼叫建立之后：
(3)在本地交换所述连接的用户业务，而不将所述连接的用户业务路由到所述IP多媒体子系统(IMS)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述适于结合所述无线电接入网使用的信令协议包括GSM24.008信令和所述用于IP多媒体子系统(IMS)的信令协议是会话发起协议(SIP)信令。
12.如权利要求10所述的方法，还包括在移动交换中心节点(60)处执行步骤(1)-(3)。
13.如权利要求10所述的方法，还包括在基站控制器节点(50)处或所述无线电接入网(RAN)的无线电网络控制器节点(24)处执行步骤(1)-(3)。
14.如权利要求10所述的方法，还包括在不同于移动交换中心节点(60)和基站系统的节点处执行步骤(1)-(3)。
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