CN101185299A - 无线电接入网中的本地交换 - Google Patents

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CN101185299A CNA200580049924XA CN200580049924A CN101185299A CN 101185299 A CN101185299 A CN 101185299A CN A200580049924X A CNA200580049924X A CN A200580049924XA CN 200580049924 A CN200580049924 A CN 200580049924A CN 101185299 A CN101185299 A CN 101185299A
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Abstract

本发明涉及电信系统、电信系统中的本地媒体网关、MSC服务器、无线电基站和用于建立、释放和控制本地呼叫的无线电网络控制器。电信系统包括核心网络和至少一个无线电接入网(10，11，12)、MSC服务器(18)、具有到公共交换电信网的互连点的中央媒体网关(MGW)(20)和到每个相应无线电接入网的至少一个无线电接入网关(25，26，27)。本发明的特征特性是它包括提供有交换机部件并在地理上与中央MGW分开的至少一个本地MGW(22，23，24)。无线电接入网关和MSC服务器提供有用于在使用本地MGW作为交换机的相应无线电接入网中建立和释放本地呼叫的控制逻辑。本地MGW位于每个无线电接入网关中，或基站中，或连接到多个无线电基站的RBS聚集站点中。由此，本地呼叫的两个分支无需一路传输到MSC。相反，它们在本地MGW或RBS聚集站点中互连，由此减少了成本和长号效应。

Description

无线电接入网中的本地交换
技术领域
本发明一般涉及用于无线电接入网(RAN)中本地交换的方法和节点。具体地说，本发明涉及将电路交换(CS)业务从通常称为移动交换中心(MSC)的中央交换节点分散到一个或多个本地交换节点，以便提供用于呼叫的本地交换。
本地交换可发生在无线电基站(RBS)、无线电基站聚集站点或到无线电接入网的接入网关中，例如，GSM基站控制器(BSC)中、WCDMA无线电接入网的无线电网络控制器(RNC)中、或到3G蜂窝系统的4G载体网关中。
背景技术
在第一代、第二代和第三代蜂窝系统中，语音呼叫和用户数据的交换发生在与PSTN或ISDN网络交互作用的中央移动交换中心节点MSC中。
本发明预先假定无线电接入网的分层协议体系结构，其中用于传输用户数据的用户平面与用于传输控制呼叫的控制数据的控制平面分开。这种体系结构使呼叫控制可独立于用户数据流进行处理。
本发明预先假定3GPP体系结构的基本体系结构的一些知识。在此体系结构中，使用UMTS网络。
UMTS网络设计用于灵活输送任一类型的业务。逻辑上，UMTS网络通过标准化接口Iu分成无线电接入网UTRAN和核心网络CN。UTRAN是基于无线电接入技术WCDMA的完全接入网，并且其主要目的是便于用户设备UE与核心网络之间的通信。在3G标准中，UE具有与无线电接入网的Uu接口。通过Iu和Uu接口的协议被分成两个平面：用于通过网络传送用户数据的用户平面协议和用于控制业务与连接、转交、位置更新、SMS和其它功能的控制平面协议。
其它无线电接入网可作为对UTRAN的补充使用，如GSM网络和GERAN网络，GERAN网络是支持提供高速数据业务的EDGE的一种GSM网络。
UMTS核心网络可描述为GSM和GPRS核心网络的演进。它可分成两个域：电路业务(CS)域和分组业务(PS)域。CS域基于可处理电路交换电话和视频业务的GSM网元MSC和GMSC。PS域基于可处理分组交换载体业务的GPRS网元SGSN和GGSN。
在电路域控制平面上使用的协议是RANAP协议。RANAP在MSC与UTRAN之间用于：呼叫处理、诸如漫游、转交和寻呼等UMTS移动性管理以及无线电载体控制。
目前，传输层一般使用支持AAL2的ATM技术。
下面描述核心网络中的一些主要节点：
MSC分成两个功能单元，一个操作在控制平面，另一个操作在用户平面。第一个称作MSC服务器，后一个称作媒体网关功能(MGW)。
MSC服务器是提供MSC的呼叫控制(CC)和移动性控制功能的信令单元。MSC服务器通过CS域建立和管理移动台始发和移动台终接的呼叫。它终接用户网络信令，并将它转换成相关的网络到网络信令。MSC服务器还包含维护预订数据和CAMEL有关数据的VLR。
媒体网关功能(MGW)是用户平面中处理与PSTN或ISDN交互工作的功能。MGW一般终接来自外部电路交换网络的载体信道和来自分组交换网络的媒体流(例如，RTP/UDP/IP流)，并通过媒体转换、载体控制和有效负载处理来桥接这些载体信道。MGW通过使用H.248协议与MSC服务器和GSMC服务器交互作用以进行资源控制。MGW包括支持UMTS/GSM传输媒体所必需的资源。
连接到UTRAN的每个UE由称为服务RNC(SRNC)的特定无线电网络控制器RNC服务。SRNC控制UE与UTRAN之间的信令连接，并且它也控制此UE的Iu信令连接中的信令。控制UTRAN接入点的特定集合，即一个或多个节点B的RNC用作这些节点的控制RNC(CRNC)。SRNC和CRNC可实施或不实施在同一RNC节点中。
核心网络的现有分层体系结构包括控制平面和用户平面。这带来的一个问题，交换和服务能力集中到少数一些站点，每个站点向大的群体提供服务。一般，MSC和MGW组合服务于数百万用户的群体。
统计显示，高达大约80％的呼叫是本地语音呼叫。
这例如在少数城市有上百万居民的大面积地域中提出一个问题。一个MSC足以服务所有地域，并且所有呼叫被定向到中央MSC，甚至各个城市的本地呼叫。本地呼叫的两个分支在远程MSC中互连。这称为“长号”效应。由于本地呼叫的两个分支很长，因此，在本地呼叫用于分支传输所需的网络资源方面，它们很昂贵。
此问题的解决方案是在每个城市中放一个MSC，并让MSC交换本地城市间呼叫及长途呼叫。然而，此解决方案从经济角度而言是不可行的，因为MSC昂贵并且不易于缩减以适应其服务城市中生成的业务量。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于在基站、基站聚集站点、接入网关、诸如GSM RAN中的BSC或UTRAN系统中的RNC、或4G载体网关中进行本地交换的方法和系统。
这通过给称为本地媒体网关(LMGW)的本地交换节点提供用于交换和用于访问PSTN/ISDN网络的功能来实现。中央MSC选择适当的LMGW用于呼叫交换。在选定的LMGW与MSC之间控制信令发生在控制平面上，并且用于建立、维护和断开呼叫发生的指令在控制平面上交换。控制平面因而由MSC终接。在LMGW中，两个呼叫分支互连。诸如语音和低比特率日期等所有用户数据都在用户平面上交换，并且一般情况下应不由MSC终接。
根据本发明的核心网络站点包括MSC和MGW，并且此类站点具有呼叫连接处理所需的所有功能和所有硬件，如交换机、代码转换器、交互工作单元(IWU)、音频发送器、会议电话桥分器、PSTN/ISDN接口及呼叫连接处理所需的所有软件。它还有用于控制本地MGW的软件。
根据本发明的本地MGW可选择地提供有有限集合的呼叫连接能力，并包括本地交换机和到PSTN/ISDN网络的接口。这允许缩放性并降低了成本。如果本地呼叫需要LMGW中不存在的功能，则LMGW将本地呼叫转移到MSC。在使用交换节点的分层结构时，呼叫转移到下一更高分层级的交换节点。
附图说明
图1A是示出目前如何交换本地呼叫的示意网视图；
图1B是根据本发明一个实施例示出在RNC节点中本地交换的示意网视图；
图1C是根据本发明另一实施例示出在RBS聚集站点中本地交换的示意网视图；
图1D是根据本发明又一实施例示出在RBS节点中本地交换的示意网视图；
图2是连接到核心网络的三个不同RAN的详细网视图，并且本地交换在类似于图1B的相应RAN中的无线电网络控制节点中提供；
图3是示出在RBS聚集站点中本地交换的详细网络视图；
图4是示出在类似于图1D的RBS中本地交换的详细网络视图；
图5是在图2所示的实施例中使用的协议堆栈的详细网络视图；
图6是与图2所示实施例相关联的信令图；
图7是根据本发明的本地媒体网关(MGW)的方框图解；
图8是根据本发明的移动交换中心(MSC)的方框图解；
图9是根据本发明的无线电网络控制器(RNC)或无线电基站控制器(BSC)的方框图解；以及
图10是根据本发明的中央媒体网关(MGW)的方框图解。
具体实施方式
在几个视图中类似的标号表示类似或对应的单元。此外，图中控制平面上的所有控制信令都用粗虚线和粗虚线箭头表示。而且，用户平面上的所有电路交换连接都用粗线和粗线箭头表示。
在图1A中，公开了在无线电接入网中交换本地呼叫的常规方法。在图1A中，显示了核心网络3中的RNC 1和MGW 2。蜂窝RAN中的RBS 4，例如UTRAN，服务于其中存在移动台A和B的小区。呼叫交换发生在MGW中，并且所有呼叫控制发生在得到RAN帮助的MSC中。MGW具有到PSTN和ISDN的连接。
移动台A发送呼叫请求到RBS，并在其中指示B的移动电话号码。响应于该呼叫请求，在A与RNC之间建立了用虚线所示的信令连接5。另一个信令连接6由此也在RNC与移动台B之间建立。通过信令连接，交换诸如呼叫建立和断开等呼叫控制消息。响应于该呼叫请求，经RNC建立从A到MGW的电路交换(CS)连接的第一分支7。假如B应答呼叫，则经RNC建立从MGW到B的CS连接的第二分支8。两个呼叫分支在MGW中互连，且A与B可通信，例如通话和/或交换用户数据。
在地理上，MGW位于有数百万人的区域中央，并且一般服务于所述区域中分布的多个RNC。RNC与MGW之间的地理距离根据各个环境而有所不同，并且可能为大约几百公里。RNC与它服务的RBS之间的距离一般小于RNC与MGW之间的距离。一般情况下，RBS服务于小区，并且小区之间的距离根据本地地理和小区内的人数而所有不同。一般情况下，小区具有几公里的范围。
对于根据常规技术的本地呼叫，很明显，CS连接需要从RBS一直到MGW的网络资源。此类网络资源一般是链路、本地交换机等昂贵资源。
构建完全标准、成熟的电信基础设施是昂贵的。象这样构建的电信系统需要具有可承受峰值负载的容量。从RBS一直到MGW的本地呼叫的传输是昂贵的。
如果要在已具有不太发达的电信基础设施的不太发达国家中扩展电信系统，则扩大使用传统成熟的电信基础设施的电信系统将十分昂贵。
在一种方案中，希望在高达大约80％的呼叫是本地呼叫并且呼叫传输昂贵的情况下优化电信系统，如果放弃电信系统的传统的成熟基础设施并实施根据本发明的本地交换，则可实现极大的节约。
使用根据本发明的本地交换实现的优点在于，峰值负载的度量只需在系统的本地区域，即本地呼叫发生的区域中进行。它无需为系统的峰值负载度量系统的所有区域，这是用传统的成熟基础设施构建系统的情况。
为更好地使用网络资源，本发明为本地呼叫的本地交换规定，CS连接的两个呼叫分支在更接近服务A和B的小区的网络节点中互连。
在图1B中，本地交换已从MGW移到RNC，由此减少了本地呼叫所需的资源。MGW仍具有类似于图1A的MGW中的交换功能。此外，UTRAN网络控制功能的所有主要部分位于RNC中。图1B中提供的新颖特性是，RNC已提供有交换本地呼叫的交换功能，并可选择地提供有到/来自PSTN和/或ISDN的呼叫交换的功能。信令连接5、6与图1A中的相同，但CS连接7、8在RNC而不是MGW中互连，并且比图1A中短。
在图1C中，本地交换已在RAN中进一步下移，并且现在将发生在基站聚集站点9中。此站点为多个基础无线电基站RBS所共用。MGW仍具有类似于图1A的MGW中的交换功能。此外，UTRAN网络控制功能的主要部分位于RNC中。图1C中提供的新颖特性是，基站聚集站点已提供有交换本地呼叫的交换功能，并可选择地提供有到/来自PSTN和/或ISDN的呼叫交换的功能。信令连接5、6与图1A中的相同，但CS连接7、8在基站聚集站点而不是MGW中互连，并且比图1A中短得多。
在图1D中，本地交换已在RAN中进一步下移，并且现在将发生在RBS中。MGW仍具有类似于图1A的MGW中的交换功能。此外，UTRAN网络控制功能的主要部分位于RNC中。图1D中提供的新颖特性是，基站聚集站点已提供有交换本地呼叫的交换功能，并可选择地提供有到/来自PSTN和/或ISDN的呼叫交换的功能。信令连接5、6与图1A中的相同，但CS连接7、8在本地RBS而不是中央MGW中互连，且比图1A中短得多。
在图2中，显示了三个RAN、一个GSM基站子系统(BSS)10、一个UTRAN无线电网络子系统(RNS)11和一个GSM-EDGE(GERAN)基站子系统(BSS)12，所有这些均连接到3GPP核心网络13。GSM BSS系统和GERAN BSS系统通过相应的常规A接口连接到核心网络，且UTRAN BBS通过常规Iu-cs接口连接到核心网络。核心网络分成分组交换(PS)域14和CS域15。在PS域中，有连接到GGSN服务器18的SGSN服务器16。在PS域中还有其它常规节点，但那些节点将不描述。SGSN节点通过常规Gs接口与CS域中的中央MSC服务器18通信。MSC服务器通过常规B接口与VLR 19通信，并通过常规Mc接口与中央MGW 20通信。MGW 20通过常规Nb接口与其它中央MGW 21通信，并通过相应的接口Nb与多个本地MGW 22-24通信。MGW 22位于GSM BSS中，MGW 23位于UTRAN RNS中，且MGW 24位于GERAN BSS中。根据本发明，本地MGW 22-24各包括交换本地呼叫的交换功能，并可选择地提供有到/来自PSTN的呼叫交换的功能。本地MGW 22通过接口(kolla med GSM-killen)与GSM BSS中的BSC 25通信，本地MGW 23通过接口Iu-CS与UTRAN RNS中的RNC 26通信，且本地MGW 24以与UTRAN RNS类似的方式与GERAN BSS中的BSC 27通信。
移动台(MS)28通过常规Um接口接入GSM BSS，MS 29通过常规Uu接口接入UTRAN RNS，且MS 30通过常规增强Um接口接入GERANBSS。MS 29可以为可连接到UTRAN RNS及GSM BSS的双类型MS。它甚至可以为可连接到RAN 10-12中每个RAN的三类型MS。MS 28和30同样如此，每个都可连接到一个或两个其余的RAN。
在本发明的一个优选实施例中，本地MGW 22与BSC 25在同一位置，MGW 23与RNC 26在同一位置，且MGW 24与BSC 27在同一位置。同一位置意味着单元在物理上位于同一机架或机柜中，或者位于同一房间或房屋内。
一般情况下，每个GSM BSS 10包括几个BSC，如虚线矩形31所示，每个与相应的本地MGW在同一位置。每个此类在同一位置的MGW-BSC对连接到中央MGW。类似地，UTRAN RNS 11包括几个RNC，如虚线矩形32所示，每个与相应的本地MGW在同一位置。每个此类在同一位置的MGW-RNC对也连接到中央MGW。类似地，GERAN BSS 12包括几个BSC，如虚线矩形33所示，每个与相应的本地MGW在同一位置。每个此类在同一位置的MGW-BSC对也连接到中央MGW。
在3GPP网络中，Iub、Iur和Iu接口具有包括多个垂直和水平层的协议体系结构。这些层在逻辑相互独立，并且这说明了高模块化和可扩展体系结构。每层可独立于其它层演进。在水平方向上，有无线电网络层和传输网络层。所有UTRAN特定的问题由无线电网络层处理。传输网络层基于诸如ATM和IP等标准传输技术。在垂直方向上，有两个主要平面，控制平面和用户平面，两个平面均跨无线电网络层和传输网络层延伸。控制平面包含诸如RANAP、RNSAP或NBAP等UTRAN信令协议和用于在UTRAN节点之间传输信令消息的相关联传输机制。如上所述，UTRAN信令协议用于在无线电网络层中建立数据传输，也称为数据载体。用户平面包含处理用户特定数据的UTRAN协议和用于在UTRAN节点之间传输用户特定数据的相关联传输机制。处理用户特定数据或用户特定数据流的典型UTRAN协议包括MAC协议和无线电链路协议(RLC)。
MSC服务器是常规的信令单元，因为它为网络用户提供呼叫控制(CC)和移动性控制功能。MSC服务器通过CS域建立和管理移动台始发和移动台终接的呼叫。它终接用户信令，并将其转换成相关的网络到网络信令。
MSC与固定网络中的交换机之间主要的不同之处在于，MSC执行诸如无线电资源分配和移动性管理功能等附加功能。为了提供服务移动性，MSC支持位置注册过程和转交过程。
根据本发明在MSC服务器中包括的新颖功能涉及在本地MGW中选择最适合于处理呼叫的本地MGW。本发明中包括了与此相关联的软件和控制信令，如本地MGW分配和被叫用户号码(通常表示为B号码)转移到选定的本地MGW。如上所述在MS A发出初始呼叫请求时，MSC选择离接入网关最近的最适用MGW，即MGW-BSC对31、33中任一个或MGW-RNC对32中任一个。
此外，MSC服务器也将通知诸如BSC或RNC等无线电接入网关，呼叫将路由到哪个本地MGW。如果无线电接入网关是UTRAN RNC，则这将通过Iu-cs控制平面和RANAP协议处理。如果它是GSM BSC，则这将通过A接口处理。
VLR维护预订数据和其它数据。
MGW处理与PSTN的交互工作。MGW一般终接诸如PSTN或ISDN等来自外部电路交换网络的载体信道和来自分组交换网络的媒体流(例如，RTP/UDP/IP流)，并通过媒体转换、载体控制和有效负载处理来桥接这些载体信道。MGW通过使用H.248协议与MSC服务器交互作用以进行资源控制。MGW包括支持UMTS/GSM传输媒体所必需的资源。MGW包括用于交换呼叫和数据的所有硬件和软件。MGW中驻留的示例硬件有：交换机、代码转换器、会议电话桥分器、IWU、同步、音频发送器、POI接口。
IWU是交互工作单元，其为与诸如ISDN、PSTN和PDN(分组数据网络)等固定网络的交互工作提供所需的功能。
POI是到外部PS或CS网络的互连点，并包括一个接口。通常，它在IWU中实现。
本地MGW包括支持有限数量的服务。在一个优选实施例中，它只包括支持诸如语音和电路交换数据等电路交换终端用户服务的连接处理的功能。本地MGW可选择地包括在PSTN或ISDN网络中支持服务的功能，并包括IWU。它也可具有POI。如果使用基于IP的传输，则交换机可由路由器实施。其它传输服务可使用其它类型的交换机。如果使用ATM技术，则可使用虚拟路径或交叉连接交换机和虚拟连接交换机。交换机的其它示例有时分复用交换机。
MGW可视为由MSC服务器和RNC用于交换本地呼叫的资源。此交换的控制逻辑位于RNC和MSC服务器中。MSC服务器和RNC中的控制逻辑交换控制信号，并决定用户平面将沿着的路径。一旦路径已经决定下来，MSC服务器或RNC或两者通过信号发送命令到MGW，要求为连接的相应分支保留端口和信道，即用于相应的用户平面。呼叫的两个用户平面之一在A与本地MGW 23之间延伸，且另一平面在B与本地MGW 23之间延伸。在本地MGW中，两个用户平面互连，如标示为7、8的宽线所示。
在图2中，用户平面在MGW中终接，而控制平面在接入网关即BSC或RNC和MSC服务器中终接。GGSN节点是PS域中的网元，其用作提供到外部分组数据网络(PDN)的连接的网关。一般情况下，IP路由器实现支持移动业务的附加功能。
SGSN节点是PS域中提供PS有关控制和用户平面功能的关键网元。它存储两种类型的用户数据，以便处理始发和终接数据分组转移：GPRS移动性管理(GMM)信息和会话管理(SM)信息。
下面将进一步描述MS与MSC服务器之间用于呼叫建立的信令。
如果呼叫已建立，并且终端用户调用本地MGW中不支持的服务，则MSC服务器将在中央MGW中建立新连接，并命令接入网关，即RNC和BSC，将用户数据流从接入网关重定向到中央MGW而不是本地MGW。MSC服务器由此也将断开较早的CS连接，并且在本地MGW中释放较早使用的连接资源，因为不再需要了。
在这种情况下，与UTRAN RNS中移动台A与B之间本地呼叫相关联的CS连接的两个分支由此将在图2的中央MGW 20中互连。
如果业务量负载高，并且负载分担成为必需，则MSC服务器命令接入网关将用户数据流连接到中央MGW。
图3示出类似于图1C的实施例，其中本地交换已从图2中为RNC 26与本地MGW 23组合的接入网关下移到本地MGW 34实施的基站聚集站点34。在图3中，为清晰起见，省略了GERAN RAN。基站聚集站点与GSM BSS中的多个无线电基站RBS 35和UTRAN RNS中的RBS 36通信，如许多矩形例示的。
基站聚集站点具有与图2的本地MGW类似的功能，并且支持有限数量的服务。在一个优选实施例中，它包括支持诸如语音和电路交换数据等电路交换终端用户服务的连接处理的功能。基站聚集站点包括支持PSTN或ISDN网络中服务的功能，并且包括IWU。它也具有POI。此外，在此实施例中，分组交换数据优选传输到PS域中的SGSN节点。像图2一样。
对于图3中A与B之间的本地呼叫，控制信令在RNC 26与MSC服务器之间发生。交换本地呼叫的控制逻辑位于RNC 26和MSC服务器18中。此外，在此实施例中，MSC服务器和RNC中的控制逻辑交换控制信号，并决定用户平面将沿着的路径。一旦路径已决定，MSC服务器和RNC中任一个通过信号发送命令到基站聚集站点34，即本地MGW，要求为相应的用户平面保留端口和信道。
对于A与B之间的本地呼叫，一个用户平面在A与基站聚集站点34之间延伸，并且另一用户平面在B与基站聚集站点34之间延伸。在基站聚集站点中，用户平面如图所示互连。
如果呼叫已建立，并且终端用户调用基站聚集站点中不支持的服务，则MSC服务器将在中央MGW中建立新连接，并命令接入网关，即RNC或BSC，将用户数据流从接入网关重定向到中央MGW，而不是本地MGW。MSC服务器由此也将断开较早的CS连接，并且在本地MGW中释放较早使用的连接资源，因为不再需要了。
这种情况下，与UTRAN RNS中移动台A与B之间本地呼叫相关联的CS连接的两个分支由此将在图3的中央MGW 20中互连。
在图3中，用户平面在MGW 34中终接，而控制平面在接入网关即BSC 25或RNC 26中以及MSC服务器18中终接。虚线矩阵36A示出基站聚集站点34与无线电基站35、36交互作用，且在某种意义上位于比这些基站更高的级别。RNC又位于比基站聚集站点更高的级别。
图4涉及本发明的一个实施例，其中本地交换发生在类似于图1D所示的无线电基站中。在图4中，为清晰起见，省略了GERAN RAN。在图4中，BSC服务器37控制GSM BSS中的多个RBS。为清晰起见，只示出一个标号为38的RBS。提供有交换功能的本地MGW 39与RBS在同一位置，如虚线矩阵40所示。应理解的是，有许多此类在同一位置的MGW-RBS对40，其中每个由BSC服务器控制。
在UTRAN RNS中，有控制多个RBS的RNC 41，图中只显示了一个标号为42的RBS。提供有交换功能的本地MGW 43与RBS在同一位置，如虚线矩阵44所示。应理解的是，有许多此类在同一位置的MGW-RBS对44，其中每个由RNC控制。
类似于图2和图3实施例，中央MGW 20是具有语音和用户数据服务(分别为AV和UDI)所需的所有功能的成熟MGW，而本地MGW39、43只具有用于交换的有限功能。此外，它们均具有到固定网络PSTN和/或ISDN的互连点(POI)。此类限制功能的示例有交换机、代码转换器、音频发送器、POI接口。
类似于前面图2和图3中的实施例，本地MGW 43可视为由MSC服务器和RNC服务器41用于本地呼叫交换的资源。此交换的控制逻辑位于RNC服务器41和MSC服务器18中。MSC服务器和RNC中的控制逻辑交换控制信号，并决定用户平面将沿着的路径。一旦路径已决定，MSC服务器和RNC服务器中任一个通过信号发送命令到本地MGW 34，要求为连接的相应分支保留端口和信道，即用于相应的用户平面。呼叫的两个用户平面之一在A与本地MGW 43之间延伸，并且另一平面在B与本地MGW 43之间延伸。在本地MGW中，两个用户平面互连，如标示为7、8的宽线所示。
像前面实施例中一样，如果终端用户调用基站聚集站点中不支持的服务，则呼叫可重定向到中央MGW。在这种情况下，MSC服务器将建立新连接，并断开不再需要的旧连接。
图5详细示出供图3中RBS聚集站点修改使用的协议堆栈。标记为RNC中央451的节点是服务于多个RNC 26的中央RNC。在图5中，移动台A与B由不同的RBS服务。
协议堆栈包括PDCP(分组数据控制平面)46和RRC平面47，两个平面均由无线电链路控制(RLC)平面48终接。MAC-d实体49处理专用传输信道，而MAC-c/sh实体50处理寻呼信道(PCH)、前向接入信道(FACH)、随机接入信道(RACH)、公共分组信道(UL CPCH)、下行链路共享信道(DSCH)以及上行链路共享信道(USCH)。分集转接(DHO)协议实体51处理软转交。
如图所示，移动台A在某个时刻可由RBS 36服务，并在后一时刻转接到RBS 52。CS连接的分支7、8通过所示的协议单元传输。
CS连接的两个分支7、8通过IuCS接口53传输。信令连接的分支5、6通过IuCS接口54的控制平面(CP)部分传输，该接口54是MSC服务器与RNS 11之间的接口。
图6是示出用于建立由移动台A始发的呼叫的控制信令的信令图。用户将数字输入移动台B，并按其移动台A上的“摘机”按钮。连接请求由此发送到本地RNC服务器。作为响应，RNC服务器在RBS与RNC服务器之间建立无线电链路和IUb传输载体，如标号55所示。之后，RNC服务器将无线电资源控制(RRC)连接建立请求56发送到移动台A。对此作出响应，在RNC服务器与A之间建立无线电链路，并且建立载体同步，如57所示。在此操作完成时，移动台向RNC服务器发送确认信号“RRC连接建立完成”58，并将还称为初始UE消息的初始直接传送消息59转发到RNC服务器，此消息将输入的B号码传送到RNC服务器。如箭头60所示，RNC服务器在中央RNC与本地RNC服务器之间建立传输载体。如箭头61所示，当载体已建立后，RNC服务器将接收的初始UE消息转发到中央RNC。响应于接收初始UE消息，中央RNC向MSC服务器发送SCCP连接请求62，所述连接包含初始UE消息。响应于接收此消息，发送SCCP连接确认消息63到中央RNC。在此消息发送到中央RNC之前，MSC服务器分析初始UE消息中包含的B号码，以确定它是否与任一RNS 10-12中存在的已注册移动台相关联。如果相关联，则根据本发明，它为SCCP连接确认消息63补充有关当前为B移动台服务的RBS的身份信息。
其余的顺序按照建立呼叫的正常过程进行。
在图7中，示出了根据本发明的典型本地MGW 70的示意方框图解。应理解的是，该方框图解只示出与本发明有关的部件。在这些部件中，有交换机71、到RNC或BSC的接口72、用于向RNC或BSC发信号的信令部件73、用于处理电路交换(CS)语音和数据流的交互工作单元74。接口72包括在用户平面上传输语音和数据流的多个端口。这些端口由小圆圈标记。在其中的两个端口中，指示了用户平面中的两个分支7、8。此外，有呼叫转移部件75，以便在呼叫需要本地MGW不支持的功能时，将呼叫转移到中央MGW。还有到中央MGW的接口76和信令部件77。本地MGW具有与PSTN的互连点，如接口78用符号表示的一样。每个接口76和78包括用小圆圈标记的多个端口。这些端口传输语音和数据流。此外，有控制器79，其协调在本地MGW中执行的过程。控制器可能已经在常规MGW中存在了。
如果希望得到可缩放的本地MGW，则需要附加功能，如代码转换器、音频发送器、同步部件、会议电话桥分器或其组合，这些由小虚线矩形79A集中表示。
如果本地MGW是如图3所示的RBS聚集站点34，则它包括用于建立、释放和断开呼叫的逻辑79B，如虚线矩形所示。
图8示出根据本发明的MSC 80。除由矩形81表示的包括常规功能的常规MSC外，MSC包括选择将用于本地呼叫的本地MGW的部件82。一般情况下，部件82由控制逻辑实施，该控制逻辑将移动台A与B的小区身份或PSTN中用户的电话号码作为输入信息接收。例如，此功能选择许多MGW-RNC对32中的哪个将用于本地呼叫。MSC还包括用于建立、维护和释放呼叫的控制逻辑83。控制逻辑83与本地MGW中的控制逻辑79A交互作用。MSC还具有用于通过接口85与RNC 26或BSC 25、27进行信号传输的信令部件84。另外，有用于在控制平面上与中央MGW 20进行信号传输的接口86。
图9示出根据本发明的RNC 90或BSC 90。除由矩形91所示的包括常规功能的常规RNC或常规BSC外，根据本发明的RNC或BSC包括用于建立、维护和释放呼叫的控制逻辑92。为实现这些目的，控制逻辑92与MSC中的控制逻辑交互作用。此外，有一个到MSC用于在控制平面上进行信号传输的接口93，所述信号传输使用信令部件94。另外，有一个到本地MGW的接口95和一个到RBS 35、36的接口96。每个接口95、96包括由圆圈标记的用于在用户平面上传送语音和数据流的端口。
图10示出根据本发明的中央MGW 100。除由矩形101所示的包括常规功能的常规MGW外，根据本发明的中央MGW包括在呼叫需要本地MGW不支持的功能时所使用的呼叫转移部件102。到本地MGW的接口103包括用于用户平面上语音和数据流的端口。控制平面上到MSC的信令通过接口104发生，并且有用于此的信令部件105。到PSTN的接口106包括用于在用户平面上传输语音和数据流的端口。
缩略词
3GPP   第三代合作伙伴项目
AAL    异步传送模式适配层
AMPS   高级移动电话系统
ATM    异步传送模式
BSC    基站控制器
BTS    基站收发信台
CC     呼叫控制
CS     电路业务
EDGE   全球移动通信系统演进的增强数据速率
FDD    频分双工
GERAN  GSM/EDGE无线电接入网
GGSN   网关GPRS支持节点
GPRS   通用分组无线电系统
GSM    全球移动通信系统
IP     因特网协议
ISDN   综合业务数字网
MGW    媒体网关
MSC    移动交换中心
PS     分组业务
PDC    太平洋地区数字蜂窝电话
PSTN   公共交换电话网
RAN    无线电接入网
RBS    无线电基站
RNC    无线电网络控制器
RTP    实时传输协议
SGSN   服务GPRS支持节点
SMS    短消息业务
TDD    时分双工
TDMA   时分多址
UDP    用户数据报协议
UE     用户设备
UMTS   通用移动电信系统
UTRAN  通用地面无线电接入网
VLR    来访位置寄存器
WCDMA  宽带码分多址

Claims (20)

1.一种电信系统，包括核心网络(3)和至少一个无线电接入网(RAN)(10，11，12)，所述电信系统包括MSC服务器(18)、具有到公共交换电信网(PSTN)的互连点的中央媒体网关(MGW)(20)以及到每个相应无线电接入网的至少一个无线电接入网关(25，26，27)，其特征在于，至少一个本地MGW(22；23；24；34；39，43)提供有交换机部件(71)并在地理上与所述中央MGW分开，所述无线电接入网关和所述MSC服务器提供有用于在使用所述本地MGW作为交换机的相应无线电接入网中建立、维护和释放本地呼叫的控制逻辑(92，83)。
2.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述至少一个本地MGW位于每个无线电接入网关(25，26，27)中或与其在同一位置。
3.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述至少一个本地MGW(34)是连接到多个无线电基站(35，36)并提供由所述多个无线电基站服务的移动台始发或终接的本地呼叫交换的RBS聚集站点，所述RBS聚集站点(34)相对于所述多个无线电基站的相应地理位置位于适当的站点。
4.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述至少一个本地MGW(39，43)位于每个基站(38，42)中或与其在同一位置。
5.如权利要求2所述的电信系统，其特征在于，所述无线电接入网关是基于GSM的RAN(10)中的基站控制器(BSC)(25)、通用移动电信网(UTRAN)(11)中的无线电网络控制器(RNC)、GSM/EDGE无线电接入网(GERAN)(12)中的基站控制器(BSC)以及任一种类的4G接入点。
6.如权利要求3所述的电信系统，其特征在于，所述RBS聚集站点(34)提供有用于建立、维护和断开呼叫的部件(79B)。
7.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述本地MGW(22，23，24)可选择地提供有用于处理电路交换语音和数据流的交互工作单元(74)。
8.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述本地MGW(22，23，24；34；39，43)可选择地提供有PSTN接口(78)。
9.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述本地MGW(23)还提供有以下任一部件(79A)：代码转换器、音频发送器、同步部件、会议电话桥分器或其组合，由此提供可缩放的本地MGW。
10.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述本地MGW(22-24；34；39，43)或所述中央MGW(20)或两者提供有呼叫转移部件(75，102)，以便在呼叫需要所述本地MGW不支持的功能时，将呼叫转移到所述中央MGW。
11.如权利要求1所述的电信系统，其特征在于，所述MSC服务器提供有用于在多个本地MGW(32)中选择本地MGW的部件(82)。
12.如权利要求9所述的电信系统，其特征在于，所述中央MGW提供有用于建立、维护和断开呼叫的部件(83)。
13.一种本地媒体网关(MGW)，其特征在于，它包括用于呼叫交换的交换机部件(71)和PSTN接口(78)。
14.如权利要求13所述的本地媒体网关(MGW)，其特征在于，它包括呼叫转移部件(75)，以便在呼叫需要所述本地MGW不支持的功能时，将呼叫转移到所述中央MGW。
15.如权利要求14所述的本地媒体网关(MGW)，其特征在于，它提供有用于处理电路交换语音和数据流的交互工作单元(74)。
16.如权利要求14所述的本地媒体网关(MGW)，其特征在于，它包括以下任一部件(79A)：代码转换器、音频发送器、同步部件、会议电话桥分器或其组合，由此提供可缩放的本地MGW。
17.一种MSC服务器，其特征在于，它提供有用于在全部用作交换机的多个MGW中选择用作交换机的MGW的部件(82)。
18.如权利要求17所述的MSC服务器，其特征在于，它包括用于建立和释放呼叫的控制逻辑(83)，所述控制逻辑控制用作交换机的MGW。
19.一种无线电网络控制器，其特征在于，它提供有用于建立和释放呼叫的控制逻辑(92)。
20.一种无线电基站，其特征在于，它提供有用于建立和释放呼叫的控制逻辑。
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