CN101227733B - 一种单无线信道语音业务连续性的域切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单无线信道语音业务连续性的域切换方法，UE通过LTE/SAE网络与远端节点在IMS域建立会话，该会话锚定到语音业务连续性应用服务器VCC AS中，所述方法包括如下步骤：CS接入网络收到UE的切换完成消息后，通知单无线信道语音业务连续性控制功能所述UE已经从LTE/SAE网络切换到CS接入网络；所述单无线信道语音业务连续性控制功能收到该通知后，向VCC AS发起语音业务连续性切换请求，通知VCCAS执行IMS域到CS域的域切换。该方法解决了现有技术中UE进行从LTE/SAE到CS域的切换时，如果切换不成功则不能返回原来的会话通道继续通话的问题。

Description

一种单无线信道语音业务连续性的域切换方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更特别地，涉及一种从下一代移动通信网络LTE/SAE(Long term Evolution，长期演进/System Architecture Evolution，系统架构演进)架构下接入单无线信道语音业务连续性(Single Radio VoiceCall Continuity，简称SRVCC)的域切换方法。 

背景技术

为了保证语音业务在电路(Circuit Switched，简称CS)域和IP(InternetProtocol，网络互联协议)多媒体子系统(IP Multimedia Core NetworkSubsystem，简称IMS)域之间的连续性，即语音业务连续性(Voice CallContinuity，简称VCC)，传统的解决方案如图1所示： 

双模用户设备(User Equipment，简称UE)，在CS域和IMS域均注册，当UE在CS域或者IMS域发起语音业务时，均锚定到IMS域的语音业务连续性应用服务器(Voice Call Continuity Application Server，简称VCC AS)中。UE中保存有两个VCC AS已知的号码：VDI(VCC Domain Transfer URI，VCC域切换通用标识)，表示用户从CS域切换到IMS域；VDN(VCC DomainTransfer Number，VCC域切换号码)，表示用户从IMS域切换到CS域。当UE在CS域发生了语音业务，并且准备从CS域切换到IMS域时，UE则在IMS域用VDI作为被叫号码，向VCC AS发起会话请求，VCC AS收到该会话请求后，释放CS域的资源，关联所建会话和原会话在IMS的资源，切换完成；同理，当UE在IMS域发起了语音业务，准备从IMS域切换到CS域时，UE在CS域用VDN作为被叫号码，向VCC AS发起会话请求，当VCCAS收到该会话请求后，释放IMS域的资源，关联所建会话和原会话在IMS的资源，切换完成。 

以上描述的是传统的VCC实现原理，其中的双模UE必须同时支持Dual Radio(双模双待)，即同时能在IMS域和CS域进行语音呼叫。 

为了实现所有业务的IMS域集中控制(ICS)，在IMS域中增加了另一个应用服务器ICCF(IMS CS Control Function，IMS电路域控制功能)，ICCF与VCC AS相邻，位于起呼的第一个AS(Application Server，应用服务器)，而在终呼中位于最后一个AS。其他的CS网络仅仅作为一种管道接入IMS域，所有业务均在IMS域的ICCF引导触发。 

随着网络架构扁平化的发展，以及多种高速宽带可移动接入方式的出现，促使移动通信网络提出了LTE/SAE的下一代架构理念，使得演进的无线通信系统能够提供更高的传输速率，更短的传输延时，更低的成本，同时支持3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)内部接入系统之间的移动性，以及3GPP接入系统和非3GPP接入系统之间的移动性等。此外，LTE/SAE还将作为IMS域的一种接入手段，支持原有的VCC功能。然而由于双模模式下对于手机电池能耗非常大和LTE/SAE本身具有强大的移动性管理能力等原因，现有技术提出了单信道语音业务连续性SRVCC，其原理架构图如图2所示，其中： 

LTE/SAE的相应网元主要包含： 

E-UTRAN(Evolved UTRAN，演进的无线接入网)是下一代的无线接入网，可以提供更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。 

MME(Mobility Management Entity，移动管理实体)是控制面功能实体，负责管理和存储UE上下文(比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，为用户分配临时标识，当UE驻扎在该跟踪区域或者该网络时负责对该用户进行鉴权。 

SAE GW(SAE Gateway，SAE网关)是用户面功能实体，负责用户面数据路由处理，可分为SGW(Serving SAE GW，服务SAE GW)和PDN GW(Public Data Network，公用数据网网关)。SGW是SAE系统与传统3GPP系统间的移动锚点以及E-UTRAN之间的移动锚点。PDN GW终结处于闲置状态的UE的下行数据，当发往UE的下行数据到达时，发起寻呼；以及管 理和存储UE的上下文，比如IP承载业务参数和网络内部路由信息等。 

现有的2G(2nd Generation，第二代移动通信)/3G(3rd Generation，第三代移动通信)移动网络主要包含： 

2G的GERAN(GSM/EDGE Radio Access Network，GSM/EDGE无线接入网))或3G的UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network，通用陆地无线接入网)，以及核心网(Core Network，简称CN)。核心网网元包含CS域的网元MSC(Mobile Services Switch Center，移动业务交换中心)和PS域(分组域)网元SGSN(Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点)，其中MSC提供电路语音业务、电路数据业务和短消息业务，SGSN与LTE/SAE中的SAE GW相连，提供PS域业务。HSS(Home SubscriberServer，归属用户服务器)管理CS域、PS域和IMS域的数据。 

IMS网络主要包含： 

核心网元CSCF(Call Session Control Function，呼叫会话控制功能)、MGCF(Media Gateway Control Function，媒体网关控制功能)等核心网元，以及实现VCC功能的VCC AS。 

为了实现单无线信道语音业务连续性，如图2中所示，增加了一个单无线信道语音业务连续性控制功能S-IWF，S-IWF与2G/3G的CS域的核心网网元MSC和PS域的核心网网元SGSN、以及LTE/SAE网络的MME都相连，控制LTE/SAE网络与2G/3G网络切换。S-IWF还通过IMS域网络的CSCF与ICCF/VCC AS相连，保证所有呼叫都能锚定到IMS域的ICCF/VCCAS中，保证VCC基本功能实现。 

其中，S-IWF与MSC之间接口采用E接口，E接口采用移动应用部分(Mobile Application Part，简称MAP)信令，S-IWF与MSC之间切换采用CS域的局间切换方式。 

在上述的网络架构中，UE既能通过LTE/SAE接入IMS域，也可以通过2G/3G(即图2中的GERAN/UTRAN)的PS网络(即图2中的SGSN部 分)接入IMS网络，享受IMS的业务，同时还能接入2G/3G的CS网络(即图2中的MSC/MGW)，提供语音业务等CS业务。 

图3是现有技术中在SRVCC架构下实现从IMS域切换到CS域的一个流程，UE通过LTE/SAE在IMS域同UE-B之间建立了一个会话，并且该会话锚定到了VCC AS中。图3中只描述了与切换相关的步骤，其它的处理可参照已有技术。其中，执行LTE/SAE到CS域切换的主要步骤如下： 

301，UE向LTE/SAE的无线网元E-UTRAN发送测量报告，测量报告中包括小区信息； 

302，E-UTRAN根据测量报告中的小区信息，向MME发起重定位请求(Relocation Request)消息，请求进行域切换； 

303，MME收到重定位请求消息后，向S-IWF发送向前重定位要求(Forward Relocation Request)消息； 

304，S-IWF与CS域的网元MSC及GERAN/UTRAN之间完成CS域的局间切换准备切换请求消息及响应和切换要求及响应消息的交互； 

局间切换包含：S-IWF向MSC发送MAP准备切换请求消息，MSC向GERAN/UTRAN发送切换要求消息，GERAN/UTRAN向MSC回送切换要求证实消息，MSC向S-IWF回MAP准备切换请求证实消息，所述消息携带切换号码(HO#)。 

305，S-IWF根据上述切换号码向MSC发送ISUP(ISDN User Part，综合数字业务用户部分)信令的初始地址消息，MSC向S-IWF回送ISUP的地址全消息； 

306，S-IWF通过IMS域的MGCF和CSCF向ICCF/VCC AS发送ISUP的初始地址消息，所述消息携带VDN，表示请求从IMS域切换到CS域，ICCF/VCC AS向S-IWF发送应答消息； 

S-IWF通过该步骤中的ISUP初始地址消息，向VCC AS发起语音业务连续性切换请求，请求从IMS域切换到CS域。 

307，ICCF/VCC AS通过IMS域和LTE/SAE网络向UE发起释放会话消息，并通过IMS域通知UE-B更新承载； 

308，S-IWF向MME回送向前重定位证实消息； 

309，MME向E-UTRAN回送重定位证实消息； 

310，E-UTRAN向UE回送重定位命令消息； 

311，UE发送切换接入消息到目标GERAN/UTRAN； 

312，GERAN/UTRAN检测到切换后，向MSC发送切换检测到消息； 

313，MSC向S-IWF发送MAP的处理接入信令消息，通知S-IWF用户终端已经从CS域开始从CS接入； 

314，UE向GERAN/UTRAN发送切换完成消息； 

315，GERAN/UTRAN向MSC发送切换完成消息； 

316，MSC向S-IWF发送MAP_SEND_END_SIGNAL消息(MAP发送结束信号)消息，所述消息通知S-IWF用户终端已经切换到CS域； 

317，MSC向S-IWF回送ISUP应答消息(对应步骤305的ISUP初始地址消息)； 

318，切换完成后，S-IWF通知LTE/SAE网络释放资源。 

如果在步骤307，VCC AS已经通知释放了LTE/SAE资源，则不再执行该步骤。 

由S-IWF发起的上述切换流程包含了两种切换： 

首先，S-IWF发起一个到CS域的局间切换； 

局间切换包括图中的步骤304-305，308-318。 

其次，S-IWF在发起局间切换过程中，通过向IMS域的VCC AS发起IMS域到CS域的切换(语音业务连续性的切换)，即步骤306-307。 

上述现有技术存在如下问题：在步骤306中，ICCF/VCC AS收到ISUP的初始地址消息后，会释放ICCF/VCC AS和UE之间经由LTE/SAE建立的会话，而此时UE可能还没有收到切换命令(即步骤310中的重定位命令)，或者正在切换中，此时的会话路径如图4所示，UE和远端节点UE-B之间只有CS网络-远端节点之间是通的，只有当UE成功切换到CS域之后， UE和远端节点才能接通。如果UE没有成功切换到CS域，则UE当前进行的会话将被释放，因为UE已经无法返回原来的会话通道继续会话。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种单无线信道语音业务连续性的域切换方法，解决现有技术中UE进行LTE/SAE网络到CS域的切换时，如果切换不成功则不能返回原来的会话通道继续通话的问题。 

为了解决上述问题，本发明提供了一种单无线信道语音业务连续性的域切换方法，UE通过LTE/SAE网络与远端节点在IMS域建立会话，该会话锚定到语音业务连续性应用服务器VCC AS中，所述方法包括如下步骤： 

CS接入网络收到UE的切换完成消息后，通知单无线信道语音业务连续性控制功能所述UE已经从LTE/SAE网络切换到CS接入网络； 

所述单无线信道语音业务连续性控制功能收到该通知后，向VCC AS发起语音业务连续性切换请求，通知VCC AS执行IMS域到CS域的域切换。 

进一步地，如果所述UE从LTE/SAE网络到CS接入网络的切换失败，则UE向LTE/SAE网络发送返回原信道消息，LTE/SAE网络取消所述语音业务连续性切换，并根据VCC AS上的原会话资源返回原会话通道。 

进一步地，VCC AS执行IMS域到CS域的域切换完成后，通过CSCF和S-GW向MME发送释放会话消息，释放所述会话的VCC AS到LTE/SAE的IMS域网络资源。 

进一步地，CS接入网络通过发送MAP发送结束信号消息通知所述单无线信道语音业务连续性控制功能UE已经切换到CS接入网络。 

进一步地，CS接入网络所对应的目标GERAN/UTRAN收到UE的切换完成消息后，向MSC发送切换完成消息，MSC向所述单无线信道语音业务连续性控制功能发送所述MAP发送结束信号消息。 

进一步地，UE从LTE/SAE网络到CS接入网络的切换进一步分为以下步骤： 

UE收到LTE/SAE网络发送的重定位命令消息后，发送切换接入消息到CS接入网络所对应的目标GERAN/UTRAN； 

所述目标GERAN/UTRAN检测到切换后，向MSC发送切换检测到消息，MSC向所述单无线信道语音业务连续性控制功能发送MAP处理接入信令； 

如果UE切换成功，则向GERAN/UTRAN发送切换完成消息，并执行下一步；否则，UE向LTE/SAE网络发送所述返回原信道消息； 

GERAN/UTRAN通过MSC向所述单无线信道语音业务连续性控制功能发送所述MAP发送结束信号消息。 

进一步地，VCC AS在完成IMS域到CS域的切换后，通知LTE/SAE网络释所述会话的LTE/SAE网络资源；或者， 

所述单无线信道语音业务连续性控制功能在收到所述MAP发送结束信号消息后，通知LTE/SAE网络释放所述会话的LTE/SAE网络资源。 

本发明提供了的LTE/SAE和2G/3G网络架构下单无线信道语音业务连续性的实现方法，解决了现有技术中进行从LTE/SAE到CS域的切换时，如果切换不成功则不能返回原来的会话通道继续通话的问题。 

附图说明

图1传统的VCC解决方案的示意图； 

图2为基于LTE/SAE网络的SRVCC架构图； 

图3为现有SRVCC架构下实现IMS域向CS域切换的流程图； 

图4为现有SRVCC架构下从IMS域向CS域切换不成功时的示意图； 

图5为本发明基于LTE/SAE网络的SRVCC架构下实现IMS域向CS域切换的流程图。 

具体实施方式

本发明提供了一种在LTE/SAE网络架构下的SRVCC域切换的实现方法，其核心是：在LTE/SAE网络向CS域切换的过程中，当UE通过CS域 网络通知S-IWF切换完成后，发起从IMS域向CS域的域切换，域切换完成后，S-IWF再通知LTE/SAE进行LTE/SAE资源的释放，从而使得UE在切换不成功的情况下能够返回原来的会话通道继续通话。 

图5为本发明实现从LTE/SAE域向CS域切换的一种实施方式，UE在通过LTE/SAE网络在IMS域发起一个会话，并且锚定在IMS域的VCC AS，其执行LTE/SAE域到CS域的切换过程包括以下步骤： 

501，UE向LTE/SAE的无线网元E-UTRAN发送测量报告，测量报告中包括小区信息； 

502，E-UTRAN根据测量报告中的小区信息，向MME发起重定位请求消息； 

503，MME收到重定位请求消息后，向S-IWF发送向前重定位请求消息； 

504，S-IWF与CS域网元MSC及GERAN/UTRAN之间完成CS域的局间切换准备切换请求消息及响应和切换要求及响应消息的交互； 

上述交互包含：S-IWF向MSC发送MAP准备切换请求消息，MSC向GERAN/UTRAN发送切换要求消息，GERAN/UTRAN向MSC回送切换要求证实消息，MSC向S-IWF回MAP准备切换请求证实消息，所述消息携带切换号码(HO#)。 

505，S-IWF根据上述切换号码向MSC发送ISUP的初始地址消息，MSC向S-IWF回送ISUP的地址全消息； 

506，S-IWF向MME回送向前重定位证实消息； 

507，MME向E-UTRAN回送重定位证实消息； 

508，E-UTRAN向UE回送重定位命令消息； 

509，UE发送切换接入消息到目标GERAN/UTRAN； 

510，GERAN/UTRAN检测到切换后，向MSC发送切换检测到消息； 

511，MSC向S-IWF发送MAP的处理接入信令消息，所述消息通知S-IWF用户终端已经从CS域开始从CS接入； 

512，如果UE切换成功，则向GERAN/UTRAN发送切换完成消息，并执行下一步；否则，执行步骤518； 

513，GERAN/UTRAN向MSC发送切换完成消息； 

514，MSC向S-IWF发送MAP的发送结束信号消息，所述消息通知S-IWF用户终端已经切换到CS域； 

515，S-IWF收到MAP的发送结束信号消息后，通过IMS域的MGCF和CSCF向ICCF/VCC AS发送ISUP的初始地址消息，发起语音业务连续性切换请求，所述消息携带VDN，表示IMS域切换到CS域，ICCF/VCC AS向S-IWF回应答消息； 

516，上述消息执行完成后，表示IMS域切换到CS域完成，ICCF/VCC 

AS释放该会话的ICCF/VCC AS到LTE/SAE网络中IMS域会话资源和LTE/SAE的会话资源，同时，ICCF/VCC AS还向会话的远端节点UE-B发送更新承载消息； 

517，MSC向S-IWF回送ISUP应初始地址答消息(对应步骤505的ISUP初始地址消息)，此时，局间切换完成； 

上面两个步骤516和517无先后顺序。 

518，切换完成后，S-IWF通知LTE/SAE网络释放该会话相应的资源。 

由于步骤516和步骤517无先后顺序，因此，可能出现在步骤516中ICCF/VCC AS已经释放了LTE/SAE该会话相应资源，则该种情况下步骤518就不再执行。 

519～521，如果UE发现切换没有成功(比如在步骤509中，UE接入到无线GERAN/UTRAN失败，UE就会判断出切换已失败)，则向E-UTRAN发送返回原信道消息，E-UTRAN则根据收到的返回原信道消息向MME、S-IWF以及CS域网元发送切换取消消息，从而使UE能够返回原来的会话通道继续通话。 

通过以上流程，保证了整个切换流程的可行性，同时也能使在切换失败时，UE能够返回原来的会话通道继续通话。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种单无线信道语音业务连续性的域切换方法，UE通过LTE/SAE网络与远端节点在IMS域建立会话，该会话锚定到语音业务连续性应用服务器VCC AS中，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

CS接入网络收到UE的切换完成消息后，通知单无线信道语音业务连续性控制功能所述UE已经从LTE/SAE网络切换到CS接入网络；

所述单无线信道语音业务连续性控制功能收到该通知后，向VCC AS发起语音业务连续性切换请求，通知VCC AS执行IMS域到CS域的域切换；

VCC AS执行IMS域到CS域的域切换完成后，通过CSCF和S-GW向MME发送释放会话消息，释放所述会话的VCC AS到LTE/SAE的IMS域网络资源；

如果所述UE从LTE/SAE网络到CS接入网络的切换失败，则UE向LTE/SAE网络发送返回原信道消息，LTE/SAE网络取消所述语音业务连续性切换，并根据VCC AS上的原会话资源返回原会话通道。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

CS接入网络通过发送MAP发送结束信号消息通知所述单无线信道语音业务连续性控制功能UE已经切换到CS接入网络。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

CS接入网络所对应的目标GERAN/UTRAN收到UE的切换完成消息后，向MSC发送切换完成消息，MSC向所述单无线信道语音业务连续性控制功能发送所述MAP发送结束信号消息。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，UE从LTE/SAE网络到CS接入网络的切换进一步分为以下步骤：

UE收到LTE/SAE网络发送的重定位命令消息后，发送切换接入消息到CS接入网络所对应的目标GERAN/UTRAN；

所述目标GERAN/UTRAN检测到切换后，向MSC发送切换检测到消息，MSC向所述单无线信道语音业务连续性控制功能发送MAP处理接入信令；

如果UE切换成功，则向所述目标GERAN/UTRAN发送切换完成消息，并执行下一步；否则，UE向LTE/SAE网络发送所述返回原信道消息；

所述目标GERAN/UTRAN通过MSC向所述单无线信道语音业务连续性控制功能发送所述MAP发送结束信号消息。

5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，

VCC AS在完成IMS域到CS域的切换后，通知LTE/SAE网络释放所述会话的LTE/SAE网络资源；或者，

所述单无线信道语音业务连续性控制功能在收到所述MAP发送结束信号消息后，通知LTE/SAE网络释放所述会话的LTE/SAE网络资源。

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