CN101291541A - 演进网络接入电路域业务的方法、网元及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种演进网络接入电路域业务的方法、网元和系统。该方法包括：从第一接口接收SAE演进网内的第一类型消息，或从第二接口接收电路域网络中的第二类型消息；对接收到的消息进行协议转换；分别通过第一接口或第二接口发送转换后的消息。该代理网元包括执行本发明方法的第一类型消息收发模块、第二类型消息收发模块和协议第一转换模块。该系统包括分组数据网网关和移动交换中心，还包括本发明的代理网元。本发明避免了SAE演进网提供电路域业务时对IMS网络的依赖。可以最大限度利用现有电路域网络资源，利于通信网络的平滑演进。

Description

演进网络接入电路域业务的方法、网元及系统

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种演进网络接入电路域业务的方法，执行该方法的代理网元，以及包括该代理网元的通信网络系统。

背景技术

随着通信技术的发展，移动通讯系统核心网络的下一代演进目标是形成系统架构演进(System Architecture Evolution，以下简称SAE)网络。

在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，以下简称3GPP)的定义中，对SAE演进网结构进行了大幅度地简化，SAE演进网被定义为一个提供分组业务的统一网络。SAE演进网的功能实体主要包括未来演进网络的接入网(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network，以下简称E-UTRAN)、移动管理实体(Mobility Management Entity，以下简称MME)、用户面实体(User Plane Entity，以下简称UPE)、作为承载功能实体的服务网关(Serving Gateway，以下简称S-GW)和分组数据网网关(Packet Data Network Gateway，以下简称PDN-GW)等。

由3GPP的定义及SAE演进网一般架构可知，SAE演进网中没有对电路域即电路交换(Circuit Switch，简称CS)域的定义。为使SAE演进网能够为终端，即为用户设备(User Equipment，以下简称UE)提供移动电路域业务，现有技术中的解决方案是将UE通过SAE演进网接入IP多媒体子系统(IPMultimedia Subsystem，以下简称IMS)网，由IMS网为UE提供端到端的各种业务，包括2G/3G的移动电路域业务。

但是，在对现有技术的研究过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：虽然IMS网技术具有多种优势，是目前发展的方向，但是任何标准从发展到成熟都需要一定的过渡期，IMS网的建设将是一个逐步引入、分阶段逐步部署的过程，所以不可避免的存在一个IMS网从无到有的阶段。在目前IMS网络没有建立完成的阶段中，SAE演进网如何支持UE的移动电路域业务是现有技术没有解决的问题，这个问题明显限制了运营商对现有网络的利用，也不利于移动通信系统核心网络在SAE演进网的平滑演进。

发明内容

本发明实施例提供了一种演进网络接入电路域业务的方法、代理网元和通信网络系统，以在缺少IMS网络部署的SAE演进网中，实现对UE电路域业务的支持。

本发明实施例提供了一种演进网络接入电路域业务的方法，包括：

从第一接口接收第一类型消息，或从第二接口接收第二类型消息，所述第一接口是基于IP协议传输，并连接系统架构演进网中的分组数据网网关的接口，所述第二接口是连接电路域网络中的移动交换中心的接口；

将接收到的所述第一类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息，或将接收到的所述第二类型消息转换为通过所述第一接口发送的消息；

发送所述转换后的消息。

本发明实施例还提供了一种代理网元，包括：

第一类型消息收发模块，与系统架构演进网中的分组数据网网关相连，用于通过第一接口收发第一类型消息；

第二类型消息收发模块，与电路域网络中的移动交换中心相连，用于通过第二接口收发第二类型消息；

协议第一转换模块，分别与所述第一类型消息收发模块和所述第二类型消息收发模块相连，用于进行协议转换，将收到的所述第一类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息并提供给所述第二类型消息收发模块，将接收到的所述第二类型消息转换为通过所述第一接口发送的消息并提供给所述第一类型消息收发模块。

本发明实施例又提供了一种通信网络系统，采用本发明实施例中的代理网元，还包括分组数据网网关和移动交换中心；且所述分组数据网网关通过所述第一接口与所述代理网元的第一类型消息收发模块相连；所述移动交换中心通过所述第二接口与所述代理网元的第二类型消息收发模块相连。

由以上技术方案可知，本发明实施例采用在现有SAE演进网中的分组数据网网关和全球移动通讯系统(Global System for Mobile Communications，以下简称GSM)/宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，以下简称WCDMA)电路域网络中的移动交换中心之间通过协议转换，完成不同接口间消息格式转换及消息转发的技术手段，克服了现有技术SAE演进网通过分组数据网网关提供电路域业务时对IMS网络的依赖。因此，本发明实施例具有的优点是：

1、本发明代理网元和系统各实施例的技术方案利用代理网元实现了分组数据网网关和移动交换中心间的交互，即实现了SAE演进网和电路域网络之间的交互，使SAE演进网的UE可以最大限度地利用运营商现有的电路域网络资源；

2、在没有IMS网络的情况下，SAE演进网也能够支持移动电路域业务，这使得SAE演进网的业务实现不再依赖于IMS网络的部署；

3、本发明代理网元和系统各实施例的技术方案中代理网元可完成消息转发功能，不需要SAE演进网或电路域网络中网元的额外功能支持，因此可以在现有网络的基础上通过较少成本的投入来实现，易于推广应用；

4、本发明实施例的技术方案与IMS网络部署并不冲突，所以还能够平滑地支持后续IMS网络部署的引入。

附图说明

图1为现有技术中一种SAE演进网的网络架构示意图；

图2为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例一的流程图；

图3为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例一的信令图；

图4为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例二的流程图；

图5为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例二的信令图；

图6为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例二中位置更新流程的信令图；

图7为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例三的流程图；

图8为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例三的信令图；

图9为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例四的流程图；

图10为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例四中信令流和数据流的传输路径示意图；

图11为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例五的流程图；

图12为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例六的流程图；

图13为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例六中从SAE演进网向GSM/WCDMA电路域切换的信令图；

图14为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例六中从GSM/WCDMA电路域向SAE演进网切换的信令图；

图15为本发明代理网元具体实施例的结构示意图；

图16为本发明通信网络系统具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例演进网络接入电路域业务的方法是在未部署IMS网路的通信网络中，通过在SAE演进网和GSM/WCDMA电路域网络之间引入代理网元来实现的。其中，SAE演进网的一般架构可以如图1所示，整个网络架构采用两层扁平网络结构，对SAE演进网分组域内的功能实体进行了重新划分。SAE演进分组网内的功能实体主要包括E-UTRAN、MME、与MME分体或一体设置的UPE、作为承载功能实体的S-GW和PDN-GW等。长期演进(Long-TermEvolution，以下简称LTE)基站直接接入了SAE演进网的核心网，原有的基站控制器被取消，SAE演进网实现了控制与承载分离；SAE演进网核心网中的控制功能被单独定义到MME中，以管理控制面的协议。

本发明实施例技术方案中所引入的代理网元可以是一个单独的功能实体，可称为虚拟IP多媒体子系统功能实体(Virtual-IP MultimediaSubsystem Function，以下简称V-IMF)，作为独立的功能实体，V-IMF可以设置在一个独立的网元设备中，也可集成在现有的其他网络设备中，例如集成在MME中。V-IMF至少包括如下基本功能：可以与SAE演进网的PDN-GW相连，提供初始会话协议(Session Initiation Protocol，以下简称SIP)代理(SIP Proxy)功能，支持与UE进行SIP消息的交互，即：V-IMF对于UE相当于原IMS网的代理-呼叫会话控制功能(Proxy-Call Session ControlFunction，以下简称P-CSCF)；可以与电路域网络中的移动交换中心(MobileSwitching Center，以下简称MSC)相连，模拟基站子系统/无线网络控制器(Base Station Subsystem/Radio Network Controller，以下简称BSS/RNC)功能，提供与电路域中的MSC通过Iu-CS/A接口，即通过Iu-CS接口或A接口进行交互的功能，即：V-IMF对于MSC相当于BSS/RNC，或者V-IMF本身即可以模拟MSC的功能，与其他MSC和BSS/RNC通过Iu-CS/A接口进行交互。进一步地，V-IMF还可以模拟MME或服务通用分组无线业务支持节点(ServingGeneral Packet Radio Service(简称GPRS)Supporting Node，以下简称SGSN)的功能，在系统网络的切换和路由更新流程中，提供Iu-CS/A接口与S3接口或S10接口之间的转换功能。

在引入V-IMF之后，本发明实施例SAE演进网络接入电路域业务的方法包括如下基本步骤：

V-IMF将从SAE演进网中的PDN-GW通过基于IP协议传输数据的第一接口接收到的第一类型消息进行接口协议转换，转换为能够通过第二接口收发的第二类型消息，并通过用于连接MSC的第二接口向电路域网络的MSC发送转换获得的第二类型消息；V-IMF将从MSC通过第二接口接收到的第二类型消息进行接口协议转换，转换为能够通过第一接口收发的第一类型消息，并通过第一接口向PDN-GW发送转换获得的第一类型消息。

其中的第一接口通常为V-IMF与PDN-GW之间的基于IP协议传输数据的SGi接口，该SGi接口一般用于连接PDN-GW，通过第一接口交互的消息即为基于IP协议承载的数据包，可以为SIP消息或多媒体数据流。本发明实施例中的第一类型消息即V-IMF通过第一接口与PDN-GW交互的一类消息，通过第一接口收发的这类消息统称为第一类型消息，具体可以为承载不同内容的任意消息。

当V-IMF模拟BSS/RNC的功能时，用于连接MSC的第二接口可以为V-IMF与MSC之间的Iu-CS/A接口，Iu-CS/A接口一般可用于连接BSS/RNC和MSC，当V-IMF模拟MSC的功能时，第二接口还可以为V-IMF与MSC之间的E接口，E接口一般可用于连接两个MSC。本发明实施例中的第二类型消息即V-IMF通过第二接口与MSC交互的一类消息，通过第二接口收发的这类消息统称为第二类型消息，具体可以为承载不同内容的任意消息。PDN-GW和MSC利用V-IMF，通过第一接口和第二接口交互消息即可为SAE演进网中的UE提供基本的电路域业务，例如基本的短信收发业务、基本呼叫业务等。

下面各实施例以V-IMF模拟BSS/RNC功能为例来说明演进网络接入电路域业务的方法。

演进网络接入电路域业务的方法实施例一

如图2所示为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例一的流程图，本实施例所适用的具体情况是在SAE演进网为UE提供电路域业务之前，所执行的V-IMF发现流程。该流程具体包括如下步骤：

步骤201、当UE接入SAE演进网时，SAE演进网为UE建立缺省的IP承载；

步骤202、当SAE演进网为接入的UE创建缺省IP承载时，SAE演进网的PDN-GW获取V-IMF的IP地址。在此步骤中，PDN-GW获取V-IMF的IP地址的方式可以有多种，例如可以预先在PDC-GW中配置V-IMF的IP地址表，需要获取时，则PDN-GW在本地查询V-IMF的IP地址表以获取其IP地址。或者，PDN-GW可以在UE发送的消息中解析获取其中携带的域名，而后根据UE的域名，基于动态主机分析协议解析域名系统(Dynamic Host ConfigurationProtocol/Domain Name System，简称DHCP/DNS)来获取V-IMF的IP地址；从UE的角度看，V-IMF可以相当于模拟P-CSCF的网元；

步骤203、SAE演进网的PDN-GW将获取到的IP地址返回给UE，以供UE在此后通过该IP地址与对应的V-IMF交互消息。

本发明实施例的代理网元发现流程可具体采用图3所示的信令流程在演进网的网元eNodeB、MME、S-GW和PDN-GW之间完成，其信令流程为：eNodeB将UE发送的附着请求(Attach Request)转发给MME；MME进行附着处理；而后MME向S-GW发送建立缺省承载请求(Create Default Bearer Request)，并将建立缺省承载请求经S-GW发送给PDN-GW；PDN-GW在接收到该消息之后，获取V-IMF的IP地址(Get IP address(es)of V-IMF)；此后，PDN-GW将V-IMF的IP地址以建立缺省承载响应(Creat Default Bearer Response)的形式通过S-GW发送给MME，而后MME通过eNodeB将附着接受(AttachAccept)逐个传递返回给UE。此后，UE与V-IMF之间实现IP连通(IPConnectivity)。

演进网络接入电路域业务的方法实施例二

如图4所示为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例二的流程图。本实施例的适用情况具体为在实施例一的基础上，UE在SAE演进网中执行电路域注册流程的实现方法。该方法可以包括如下步骤：

步骤401、在UE与V-IMF之间的IP连通建立起来之后，UE通过SAE演进网中各网元，即经eNodeB、S-GW、PDN-GW向V-IMF发送SIP消息承载的注册请求，该注册请求即属于第一类型消息，即执行图5中的信令步骤1.SIP：注册(REGISTER)；

步骤402、V-IME通过PDN-GW的SGi接口接收该承载有注册请求的SIP消息；

步骤403、V-IMF将基于SGi接口、承载有注册请求的SIP消息进行接口协议转换，映射转换为基于Iu-CS/A接口协议的注册请求，即转换为第二类型消息，如图5所示转换为Iu-CS/A：位置更新请求(LOC UPD)消息；

步骤404、V-IMF向电路域的MSC发送转换后的注册请求，即发送信令2.Iu-CS/A：位置更新请求(LOC UPD)，对MSC发起位置更新流程(Locationupdating procedure)，即V-IMF通过Iu-CS/A接口向MSC发起位置更新请求，该位置更新请求中可以指定使用国际移动用户识别码(InternationalMobile Subscriber Identity，以下简称IMSI)附着(Attach)流程。此后的位置更新流程可以为标准的3GPP的位置更新流程，因为V-IMF模拟BSS/RNC功能而使其相对于MSC相当于基站控制器(Base Station Controller，以下简称BSC)网元。

V-IMF参予在位置更新流程中，其可包含移动台(Mobile Station，以下简称MS)、基站收发台(Base Tranceiver Station，以下简称BTS)、BSC等各网元的功能，该标准的位置更新流程如图6所示，该信令流程中的第1-8信令步骤，即在MS、BTS、BSC之间交互下述信令：信令1.信道请求(ChannelREQ)；信令2.信道要求(Channel RQD)；信令3.信道激活(Channel ACT)；信令4.信道激活确认(Channel ACT ACK)；信令5.立即指配命令(IMM ASSCMD)；信令6.置异步模式(SABM)；信令7.无编号确认(UA)和信令8.建立指示(位置更新请求)(EST IND(LOC UPD REQ))可以作为V-IMF内部执行的处理。第9-15信令步骤，即如图6中所示在网元间交互执行的信令9.连接请求(CR(CMP L3 information))；信令10.连接确认(CC)；信令11.位置更新接受(Location Updating Accept)或信令12.位置更新拒绝(Location Updating Reject)；信令13.临时行动用户识别码(TemporaryMobile Subscriber Identity，简称TMSI)再分配完成(TMSI ReallocationCMP)；信令14.清除命令(Clear Command)；信令15.清除完成(ClearComplete)是模拟BSC、MS功能的V-IMF与MSC交互完成的；

步骤405、V-IMF通过Iu-CS/A接口接收MSC返回的位置更新响应，即执行图5中的信令步骤3.Iu-CS/A：位置更新接受(LOC UPD ACC)，该位置更新接受响应即属于接收到的第二类型消息；

步骤406、当V-IMF从MSC接收到位置更新响应时，将基于Iu-CS/A接口协议的位置更新接受响应进行接口协议的映射转换，据此产生基于SGi接口协议的注册响应，即转换获得第一类型消息；

步骤407、V-IMF通过SGi接口向SAE演进网的PDN-GW发送注册响应，即执行图6中的信令步骤4.SIP：200。

本实施例的技术方案实现了UE在SAE演进网中利用引入的V-IMF完成电路域注册流程，该技术方案可以避免SAE演进网接入电路域业务时对IMS网络的依赖，使通信网络能够在IMS网络部署不完全的情况下从GSM/WCDMA电路域网络向SAE演进网平滑过渡，并且能够充分利用现有的电路域网络资源。

演进网络接入电路域业务的方法实施例三

如图7所示为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例三的流程图。本实施例与上述实施例二类似，是UE在SAE演进网中进行电路域注销流程的实现方法。该方法可以包括如下步骤：

步骤701、UE通过SAE演进网中各网元，即经eNodeB、S-GW、PDN-GW向V-IMF发送SIP消息承载的注销请求，在注销请求中，设置其中一参数值“expires”的值为0，即执行图8中的信令步骤1.SIP：注册(REGISTER(有效期(expire)＝0))；

步骤702、V-IME通过PDN-GW的SGi接口接收该承载注销请求的SIP消息，即接收到第一类型消息的注销请求消息；

步骤703、V-IMF将基于SGi接口协议、承载注销请求的SIP消息映射转换为基于Iu-CS/A接口协议的注销请求，即转换为第二类型消息的注销请求；

步骤704、V-IMF向电路域的MSC发送转换后的注销请求，即执行图8中的信令步骤2.Iu-CS/A：位置更新请求(LOC UPD)，对MSC发起位置更新流程(Location updating procedure)，即V-IMF基于Iu-CS/A接口向MSC发起位置更新请求，该位置更新请求中可以指定使用IMSI分离(IMSI Detach)流程；

步骤705、V-IMF通过Iu-CS/A接口接收MSC返回的位置更新响应，即执行图8中的信令步骤3.Iu-CS/A：位置更新接受(LOC UPD ACC)，该位置更新接受响应即第二类型消息；

步骤706、当V-IMF从MSC接收到位置更新响应时，将基于Iu-CS/A接口协议的位置更新响应进行映射转换，据此产生基于SGi接口协议的注销响应；

步骤707、V-IMF通过SGi接口向SAE演进网的PDN-GW发送注销响应，即执行图8中的信令步骤4.SIP：200。

本实施例的技术方案实现了UE在SAE演进网中利用引入的V-IMF完成电路域注销，该技术方案可以避免SAE演进网在接入电路域业务时对IMS网络的依赖，使通信网络能够在IMS网络部署不完全的情况下从GSM/WCDMA网络向SAE演进网平滑过渡，充分利用了现有的电路域网络资源。

演进网络接入电路域业务的方法实施例四

如图9所示为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例四的流程图，本实施例可以上述实施例为基础，在UE完成注册流程之后，SAE演进网为UE提供电路域业务时，对UE发起的呼叫进行处理的实现方法。该方法具体包括如下步骤：

步骤901、主叫终端UE1通过SAE演进网各网元发起SIP消息承载的呼叫请求；

步骤902、当V-IMF1通过PDN-GW1接收到SIP消息承载的UE1的呼叫请求，即接收到该次呼叫的控制消息时，将基于SGi接口协议的该呼叫请求映射转换为基于Iu-CS/A接口协议的呼叫请求；

步骤903、V-IMF1将转换后的呼叫请求通过Iu-CS/A接口发送给MSC1；

步骤904、MSC1根据呼叫请求中的参数将呼叫请求路由到被叫终端UE2所在区域的MSC2；

步骤905、该MSC2将呼叫请求转发给本地所连接的V-IMF2；

步骤906、V-IMF2将呼叫请求进行接口协议转换后转发给本地SAE演进网，对被叫终端UE2发起呼叫。

此后，作为呼叫的一侧，当V-IMF1从MSC1通过Iu-CS/A接口接收到返回的呼叫接续响应之后，转发MSC1和PDN-GW1之间交互的消息，完成对该次呼叫的控制。上述流程为两SAE演进网中的UE通过电路域实现呼叫的流程，在具体应用中，还可以实现SAE演进网中的UE与电路域网络中的UE的相互呼叫，则呼叫的控制消息和数据流在进入电路域网络后无需再进入其他SAE演进网。

在本实施例的上述流程中V-IMF完成了控制面上S IP消息与Iu-CS/A消息之间的转换和转发。在此基础上，还可以在用户面上完成IP承载面上媒体流数据的转换和转发。即：在V-IMF转发MSC和PDN-GW之间交互的消息的过程中，当V-IMF从PDN-GW通过SGi接口接收到第一类型消息时，首先识别该第一类型消息的数据类型，通过SGi接口收发的消息可能有两种数据类型，一种是基于传输控制协议(Transmission Control Protocol，以下简称TCP)或用户数据报协议(User Da tagram Protocol，以下简称UDP)在控制面上传输的SIP信令，另一种是基于UDP协议在用户面传输的多媒体数据流，两者都可以承载在IP数据包中传输。V-IMF首先识别出所接收消息的数据类型，而后根据识别到的数据类型进行接口协议转换，均转换为可由Iu-CS/A接口发送的格式，并通过Iu-CS/A接口向MSC发送。逆向过程与此类似，当V-IMF从MSC通过Iu-CS/A接口接收到第二类型消息时，识别第二类型消息的数据类型，根据识别到的消息的数据类型进行接口协议转换，并通过SGi接口向PDN-GW发送。

如图10所示为本实施例中控制面消息和用户面数据在各网元之间的传输途径示意图，其中虚线所示为控制面传输的SIP消息，粗实线所示为用户面传输的数据流。用户面数据流的传输流程即：在发送时，V-IMF1从UE1接收到数据流后，对其进行接口协议转换，转换为GSM边缘无线接入网(GSM EDGERadio Access Network，以下简称GERAN)/通用无线通信系统陆地无线接入网(Universal Mobile Telecommunication System(UTMS)Terrestrial RadioAccess Network，以下简称UTRAN)用户面数据流发送给MSC1；在接收时，当V-IMF1从MSC1接收到用户面数据流后，对其进行接口协议转换，转换为IP承载面的数据流后发送给UE1。在具体应用中，用户面数据流的转换不是必须的，基于路由优化的考虑，如果MSC支持标准中规定的A接口能承载IP传输，就可以不用进行用户面数据流的转换。

本实施例的技术方案实现了UE在SAE演进网中利用引入的代理网元完成呼叫业务，该技术方案可以避免SAE演进网接入电路域业务时对IMS网络的依赖，使通信网络在IMS网络部署不完全的情况下从GSM/WCDMA网络向SAE演进网平滑过渡，充分利用了现有的电路域网络资源。

演进网络接入电路域业务的方法实施例五

如图11所示为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例五的流程图，本实施例具体为在SAE演进网中为UE提供电路域业务时，对UE短消息业务进行处理的方法。该方法中SAE演进网的发送端UE发送短信息具体包括如下步骤：

步骤1101a、发送端UE发送承载有短消息内容的SIP消息；

步骤1102a、当V-IMF通过PDN-GW接收到该承载有短消息内容的SIP消息后，对其进行解析，获取其中的短消息内容；

步骤1103a、V-IMF将解析获取的短消息内容基于Iu-CS/A接口协议进行封装，转换为Iu-CS/A接口消息，模拟UE向MSC发送；

上述步骤1101a～1103a为发送端UE发送短消息的流程，当SAE演进网中的UE作为接收端时，其接收短消息的过程是上述过程的逆过程，包括如下步骤：

步骤1101b、MSC从其他MSC接收封装有短消息内容的Iu-CS/A接口消息，进行有关处理后转发给本地所连的V-IMF；

步骤1102b，该V-IMF解析Iu-CS/A接口消息获取其中的短消息内容；

步骤1103b、V-IMF将解析获取的短消息内容基于SIP消息的格式进行封装，转换为SIP消息，而后通过SAE演进网向接收端UE发送。

SAE演进网中的UE可以先发送短消息，即执行上述步骤1101a～1103a，也可以先接收短消息，即执行上述步骤1101b～1103b。具体应用中，发送短消息和接收短消息的步骤是可以独立执行的，无先后顺序之分。相应地，对于电路域网络中的UE来说，上述步骤1101a～1103a是其接收短消息的步骤，且上述步骤1101b～1103b是其发送短消息的步骤。

UE在接入SAE演进网后，其收发短消息的方式和接入GSM/WCDMA网络时有所不同，此时UE是采用SIP消息，例如采用“MESSAGE”来收发短消息的，短消息内容被封装在S IP消息中。针对这种情况，本实施例利用V-IMF实现了除基本呼叫业务以外的短消息业务，支持UE和MSC之间短消息收发协议的互通。根据具体应用的需要，利用V-IMF还可以令SAE演进网为UE提供电路域的其他业务流程。

本实施例采用在SAE演进网和GSM/WCDMA电路域网络之间设置代理网元进行短消息内容的接口协议转换和封装/解封装操作的方式，实现了在未部署IMS网络时为SAE演进网中的用户提供电路域承载的短信业务，其能够使现有网络平滑的向SAE演进网发展，最大限度的利用了现有的网络资源。

在上述实施例一至实施例五中，通过V-IMF在PDN-GW和MSC之间对第一类型消息和第二类型消息的转换可以完成大部分基本电路域业务，能够满足用户的基本要求。

演进网络接入电路域业务的方法实施例六

如图12所示为本发明演进网络接入电路域业务的方法具体实施例六的流程图，本实施例在SAE演进网为UE提供电路域业务时，进一步考虑了UE切换的情况。

在UE通话过程中的切换基本包括两类：同系统网络内切换，例如UE在同一个SAE演进网区域内的切换或者在不同的SAE演进网区域之间发生的切换、或者UE在BCS间切换或在MSC间切换；还包括异系统网络之间的切换，例如UE从SAE演进网切换到GSM/WCDMA网，或从GSM/WCDMA网切换到SAE演进网，在异系统之间的切换需要进一步实现MME和MSC之间的消息交互。在SAE演进网之间的同系统网络内切换一般指示E-UTRAN和S-GW的切换，基本不会涉及到PDN-GW的变更，对模拟MSC功能的V-IMF而言是不感知的，一般不需要V-IMF的参予，至多仅在切换完成后通过V-IMF发送“切换完成消息”给MSC。而异系统网络之间的切换需要V-IMF网元的转换作用。UE在SAE演进网和GSM/WCDMA网络之间进行切换的流程可以通过步骤1201或1202来实现：

步骤1201、当V-IMF从MSC接收到承载于Iu-CS/A接口消息的切换消息后，将其转换为基于第三接口协议通过第三接口收发的第三类型消息，并通过第三接口发送给MME，或将其转换为基于第四接口协议通过第四接口收发的第四类型消息，并通过第四接口发送给MME，配合MME完成SAE演进网的标准切换流程。其中，V-IMF可模拟SGSN的功能，此时与MME采用S3接口交互消息，即第三接口可以为用于连接MME和SGSN的S3接口，通过第三接口收发的一类消息统称为第三类型消息，具体可以为承载不同内容的任意消息。或者V-IMF可以模拟MME的功能，与本地的MME采用S10接口交互消息，即第四接口可以为用于连接两MME的S10接口，通过第四接口收发的一类消息统称为第四类型消息，具体可以为承载不同内容的任意消息；

步骤1202、当V-IMF通过第三接口或第四接口从MME接收到切换消息后，将其转换为基于Iu-CS/A接口协议的第二类型消息，并发送给MSC，配合MSC完成标准的2G/3G电路域切换功能。

在本实施例中，UE在通话过程中从SAE演进网切换到GSM/WCDMA网络电路域的具体信令流程如图13所示。其主要的信令流程为：

1、UE向eNodeB发送测量报告(Measurement Report)发起切换流程；

2、eNodeB向MME发送切换要求(Handover Required)；

3、MME经S-GW、PDN-GW向V-IMF发送转发重定位请求(ForwardRelocation Request)；

4、当V-IMF接收到该请求时对其进行接口协议转换，而后向MSC发送切换请求(HO Request)；

5-7、在电路域内，MSC和BSS/RNC执行相关的切换操作，而后将切换命令(HO Command)返回给V-IMF；

8、V-IMF对切换命令进行接口协议的转换后向MME返回转发重定位响应(Forward Relocation Response)；

9、MME向eNodeB发送切换命令(Handover Command)；

10、UE以“RRC”消息类型从E-UTRAN接收到切换命令(RRC：Ho fromE-UTRAN Command)指示进行切换操作；

11-16、在UE收到RRC：Ho from E-UTRAN Command后，立即停止对VoIP媒体数据包的接收和发送，UE与电路域中的BBS/RNC交互，完成向电路域GSM/WCDMA小区的切换；

17-21、在完成切换后，BSS/RNC向MSC返回切换完成的消息(HOComplete)，且MSC通过V-IMF与MME交互切换完成的相关消息，例如执行信令步骤18.清除命令(Clear Command)；信令步骤19.转发重定位完成(Forward Relocat ion Complete)；信令步骤20.清除完成(Clear Complete)；信令步骤21.转发重定位完成证实(Forward Relocation Complete Ack)；

22-23、SAE演进网的各网元释放相关的资源。

在上述信令流程中，对于MME而言，V-IMF相当于提供了目标SGSN(TargetSGSN)的功能，当V-IMF接收到MME的切换请求(HO Request)消息后模拟BSS/RNC功能，此后所执行的信令流程相当于MSC进行的标准BSC间切换流程或者MSC间切换流程。

在本实施例中，当UE在通话过程中从GSM/WCDMA切换到SAE演进网的信令流程如图14所示。在此流程中，部分信令步骤与图13所示信令步骤类似。对MSC而言，V-IMF模拟BSS/RNC功能，当V-IMF接收到MSC的消息后模拟源SGSN(Source SGSN)功能，向切换的目标网络中的MME发送消息以执行标准的分组交换域(Packet Switch，简称PS)切换流程(PS Handover)，即完成SAE演进网内不同接入系统之间的分组域切换。当UE接收到切换命令(Handover Command)后，切换到目标长期架构演进(LTE)小区并且建立缺省的IP承载。因为接入SAE演进网的该UE存在电路域呼叫，所以UE还应该发起SIP注册流程，该注册流程可以采用上述实施例一中的技术方案。当注册成功以后，UE向V-IMF发送邀请(Invite)消息，当V-IMF接收到Invite消息后回复切换完成(Handover Complete)消息给MSC，MSC将HandoverComplete消息通知给BSS/RNC以释放电路域原小区中资源。

对于SAE演进网和GSM/WCDMA电路域内的位置/路由区更新流程，其与切换流程相似，同系统内的更新流程采用标准更新流程。例如一个SAE演进网内或者SAE演进网之间发生路由区更新时，只要按照标准的流程进行处理即可。异系统间的更新流程通过V-IMF的接口协议转换和消息转发功能来实现，需要进一步实现MSC、MME之间通过V-IMF的交互。例如，当UE在SAE演进网和GSM/WCDMA网之间进行位置/路由区更新时，通过V-IMF的转换和转发来完成。即：

V-IMF从MSC接收承载于Iu-CS/A消息的更新请求消息，将其转换为S3或S10接口消息后发送给MME，配合MME完成SAE演进网的标准路由更新流程；

V-IMF从MME接收承载于S3或S10接口消息的更新请求消息，将其转换为Iu-CS/A接口消息后发送给MSC，配合MSC完成标准的位置更新流程。

以上各实施例为V-IMF模拟BSS/RNC功能来实现演进网提供电路域业务的方法。当V-IMF模拟MSC功能时，V-IMF所执行的流程与上述流程类似，区别在于V-IMF与MSC之间通过E接口执行MSC局间交互的流程，另外，V-IMF还可以模拟MSC完成更多的功能，例如计费、监听、号码路由等。特别的是，在切换流程中，V-IMF作为一个MSC提供E接口和S3接口消息之间的接口协议转化，在V-IWF和MSC之间执行MSC局间切换流程。

本实施例采用在SAE演进网和GSM/WCDMA电路域网络之间设置代理网元进行消息接口协议转换的方式，实现了在未部署IMS网络时为SAE演进网中的用户提供电路域承载的业务，实现SAE演进网中的终端对电路域网络资源的利用，其能够使现有网络平滑的向SAE演进网发展，最大限度的利用了现有的网络资源。

代理网元实施例

如图15所示为本发明代理网元具体实施例的结构示意图，该代理网元可以称为V-IMF，即可以为上述演进网络接入电路域业务的方法各实施例中所使用到的代理网元。V-IMF的具体结构可以包括第一类型消息收发模块10、第二类型消息收发模块20和协议第一转换模块12。其中，第一类型消息收发模块10可以通过作为第一接口的SGi接口与SAE演进网的PDN-GW100相连，用于通过SGi接口收发第一类型消息，SGi接口基于IP协议传输数据，通常用于连接PDN-GW。第二类型消息收发模块20可以为电路域代理(CS Proxy)，通过作为第二接口的Iu-CS/A接口与电路域网络中的MSC200相连，用于通过Iu-CS/A接口收发第二类型消息，Iu-CS/A接口通常用于连接MSC。Iu-CS/A接口一般具体用于连接MSC和BSS/RNC。协议第一转换模块12分别与第一类型消息收发模块10和第二类型消息收发模块20相连，用于进行协议转换，将第一类型消息转换为能够通过第二接口收发的第二类型消息，并提供给第二类型消息收发模块20发送，并且将第二类型消息转换为能够通过第一接口收发的第一类型消息，并提供给第一类型消息收发模块10发送。

在具体应用中，SGi接口传输的消息是由IP数据包承载，一方面可以包括基于TCP协议或UDP协议传输的控制面的SIP消息，另一方面可以包括基于UDP协议传输的用户面的多媒体数据流，所以第一类型消息收发模块10进一步具备识别功能，当识别到SGi接口所接收的消息的数据类型时，如果是SIP消息，则可以通过SIP代理(SIP Proxy)传输给协议第一转换模块12中的SIP消息转换单元121进行接口协议转换，而后提供给第二类型消息收发模块20发送；如果识别到是多媒体数据流，则在用户面上传输给协议第一转换模块12中的数据流转换单元122进行接口协议转换，而后提供给第二类型消息收发模块20发送。

在上述实施例的基础上，该代理网元还可以进一步包括：第三类型消息收发模块30和协议第二转换模块23。当代理网元模拟SGSN的功能时，第三类型消息收发模块30可以通过作为第三接口的S 3接口与SAE演进网的MME300相连，用于通过S3接口收发第三类型消息，第三接口通常用于连接MME，且S3接口一般具体用于连接MME和SGSN；协议第二转换模块23，分别与第三类型消息收发模块30和第二类型消息收发模块20相连，用于进行协议转换，将第三类型消息转换为能够通过第二接口收发的第二类型消息，并提供给第二类型消息收发模块20发送，并且将第二类型消息转换为能够通过第三接口收发的第三类型消息，并提供给第三类型消息收发模块30发送。在实际应用中，协议第一转换模块12与协议第二转换模块23可以一体设置也可以分体设置。

该代理网元还可以进一步包括：第四类型消息收发模块40和协议第三转换模块24。当代理网元模拟MME的功能时，第四类型消息收发模块40可以通过作为第四接口的S10接口与SAE演进网的MME300相连，用于通过S10接口收发第四类型消息，第四接口通常用于连接MME，且S10接口一般具体用于连接两MME；协议第三转换模块24，分别与第四类型消息收发模块40和第二类型消息收发模块20相连，用于进行协议转换，将第四类型消息转换为能够通过第二接口收发的第二类型消息，并提供给第二类型消息收发模块20发送，并且将第二类型消息转换为第四类型消息提供给第四类型消息收发模块40发送。在实际应用中，协议第一转换模块12、协议第二转换模块23和协议第三转换模块24可以一体设置也可以分体设置。

本实施例的代理网元可执行本发明实施例演进网络接入电路域业务的方法的任意技术方案，能够在通信网络未部署IMS网的情况下，向SAE演进网的UE提供电路域业务。

在本实施例中，是以代理网元模拟BSS/RNC功能为例进行说明，在具体应用中，也可以设置代理网元模拟MSC功能，直接与其他MSC相连，所以第二接口也可以为E接口，E接口具体用于连接两MSC，则本实施例中的E接口实现代理网元模拟MSC功能时与其他MSC的交互。

本实施例采用在SAE演进网和GSM/WCDMA电路域网络之间设置代理网元进行消息接口协议转换的方式，实现了在未部署IMS网络时为SAE演进网中的用户提供电路域承载的业务，实现SAE演进网中的终端对电路域网络资源的利用，其使得SAE演进网的业务实现不再依赖于IMS网络的部署，能够使现有网络平滑的向SAE演进网发展，最大限度的利用了现有的网络资源。且本实施例的技术方案不需要SAE或GSM/WCDMA网络中网元的额外功能支持，因此可以在现有网络的基础上通过较少成本的投入来实现，易于推广应用；本实施例的技术方案与IMS网络部署并不冲突，所以还能够平滑地支持后续IMS网络部署的引入。

通信网络系统实施例

图16所示为本发明通信网络系统具体实施例的结构示意图。该系统包括代理网元(V-IMF)400、分组数据网网关(PDN-GW)100和移动交换中心(MSC)200。PDN-GW100设置在SAE演进网中，一般的SAE演进网还可以包括服务网关(S-GW)、未来演进网络的接入网(E-UTRAN)等。MSC200设置在电路域网络中，一般的电路域网络还可以包括基站系统/无线网络控制器(BSS/RNC)等。该代理网元400可以采用本发明各实施例的代理网元，具体包括：第一类型消息收发模块10，通过基于IP协议传输数据的第一接口与SAE演进网的分组数据网网关100相连，用于收发第一类型消息；第二类型消息收发模块20，通过用于连接MSC和BSS/RNC的第二接口与电路域网络的移动交换中心200相连，用于收发第二类型消息；协议第一转换模块12，分别与第一类型消息收发模块10和第二类型消息收发模块20相连，用于将第一类型消息转换为第二类型消息提供给第二类型消息收发模块20发送，并且将第二类型消息转换为第一类型消息提供给第一类型消息收发模块10发送。

在本实施例中，是以代理网元模拟BSS/RNC功能为例进行说明，在具体应用中，也可以设置代理网元模拟MSC功能，直接与其他MSC相连，所以第二接口也可以为用于在MSC局间连接的E接口，实现代理网元模拟MSC功能时与其他MSC的交互。

在此基础上，该系统还可以进一步设置在SAE演进网中的移动管理实体(MME)300，该系统的代理网元还可以包括第三类型消息收发模块30，通过一般用于连接MME和SGSN的第三接口与SAE演进网的MME 300相连，用于收发第三类型消息；协议第二转换模块23，分别与第三类型消息收发模块30和第二类型消息收发模块20相连，用于将第三类型消息转换为第二类型消息提供给第二类型消息收发模块20发送，并且将第二类型消息转换为第三类型消息提供给第三类型消息收发模块30发送。其中的第三接口可以具体为用于连接MME的S3接口。

类似的，该系统的代理网元还可以包括第四类型消息收发模块40和协议第三转换模块24。第四类型消息收发模块40通过用于连接MME的第四接口与MME相连，用于收发第四类型消息；协议第三转换模块24分别与第四类型消息收发模块40和第二类型消息收发模块20相连，用于将第四类型消息转换为第二类型消息提供给第二类型消息收发模块20发送，并且将第二类型消息转换为第四类型消息提供给第四类型消息收发模块40发送。其中的第四接口可以具体为用于连接MME的S10接口。

代理网元具体结构可参见本发明代理网元实施例的结构及功能描述，以及附图15所示。

在具体进行通信网络部署时，代理网元可以作为独立的网元部署，也可以内置到现有的其他网元中来实现，例如将代理网元部署在MME中实现。

本发明的通信网络系统可以采用本发明代理网元的任意实施例，并可以执行本发明演进网络接入电路域业务的方法任意实施例。从而通过利用代理网元可以最大限度地利用运营商现有的GSM/WCDMA网络，在没有IMS网络的情况下，SAE演进网也能够支持移动电路域业务，这使得SAE演进网的业务实现不再依赖于IMS网络的部署；另外，本发明各实施例的技术方案不需要SAE或GSM/WCDMA网络中网元的额外功能支持，因此可以在现有网络的基础上通过较少成本的投入来实现；同时，本发明实施例与IMS网络部署并不冲突，所以还能够平滑地支持后续IMS网络部署的引入。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1、一种演进网络接入电路域业务的方法，其特征在于包括：

从第一接口接收第一类型消息，或从第二接口接收第二类型消息，所述第一接口是基于IP协议传输，并连接系统架构演进网中的分组数据网网关的接口，所述第二接口是连接电路域网络中的移动交换中心的接口；

将接收到的所述第一类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息，或将接收到的所述第二类型消息转换为通过所述第一接口发送的消息；

发送所述转换后的消息。

2、根据权利要求1所述的演进网络接入电路域业务的方法，其特征在于：所述第一接口为用于连接所述分组数据网网关的SGi接口，所述第二接口为用于连接移动交换中心的Iu-CS接口、A接口或E接口。

3、根据权利要求1或2所述的演进网络接入电路域业务的方法，其特征在于，还包括：

从第三接口接收第三类型消息或从第四接口接收第四类型消息，所述第三接口或所述第四接口为用于连接所述系统架构演进网中的移动管理实体的接口；

对接收到的所述第三类型消息或第四类型消息进行协议转换，将所述第三类型消息或第四类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息，通过所述第二接口发送所述转换后的消息；或

从所述第二接口接收第二类型消息，对接收到的所述第二类型消息进行协议转换，将所述第二类型消息转换为通过所述第三接口或第四接口发送的消息，通过第三接口或第四接口发送所述转换后的消息。

4、根据权利要求3所述的演进网络接入电路域业务的方法，其特征在于：所述第三接口为用于连接所述移动管理实体的S3接口，或所述第四接口为用于连接所述移动管理实体的S10接口。

5、根据权利要求1或2所述的演进网络接入电路域业务的方法，其特征在于，在所述从第一接口接收第一类型消息，或从第二接口接收第二类型消息的步骤之前还包括：

系统架构演进网络中的分组数据网网关获取代理网元的IP地址，并将所述IP地址返回给终端，所述IP地址用于所述终端接入电路域网络；

相应的，所述接收第一类型消息或接收第二类型消息具体为：所述代理网元接收所述第一类型消息或第二类型消息。

6、一种代理网元，其特征在于包括：

第一类型消息收发模块，与系统架构演进网中的分组数据网网关相连，用于通过第一接口收发第一类型消息；

第二类型消息收发模块，与电路域网络中的移动交换中心相连，用于通过第二接口收发第二类型消息；

协议第一转换模块，分别与所述第一类型消息收发模块和所述第二类型消息收发模块相连，用于进行协议转换，将收到的所述第一类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息并提供给所述第二类型消息收发模块，将接收到的所述第二类型消息转换为通过所述第一接口发送的消息并提供给所述第一类型消息收发模块。

7、根据权利要求6所述的代理网元，其特征在于：所述第一接口为基于IP协议传输数据的用于连接所述分组数据网网关的SGi接口；所述第二接口为用于连接移动交换中心的Iu-CS接口、A接口或E接口。

8、根据权利要求6所述的代理网元，其特征在于，还包括：

第三类型消息收发模块，与所述系统架构演进网中的移动管理实体相连，用于通过第三接口收发第三类型消息；

协议第二转换模块，分别与所述第三类型消息收发模块和所述第二类型消息收发模块相连，用于进行协议转换，将接收到的所述第三类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息并提供给所述第二类型消息收发模块，将接收到的所述第二类型消息转换为通过所述第三接口发送的消息并提供给所述第三类型消息收发模块。

9、根据权利要求8所述的代理网元，其特征在于：所述第三接口为用于连接所述移动管理实体的S3接口。

10、根据权利要求6所述的代理网元，其特征在于，还包括：

第四类型消息收发模块，与所述移动管理实体相连，用于通过第四接口收发第四类型消息；

协议第三转换模块，分别与所述第四类型消息收发模块和所述第二类型消息收发模块相连，用于进行协议转换，将接收到的所述第四类型消息转换为通过所述第二接口发送的消息并提供给所述第二类型消息收发模块，将接收到的所述第二类型消息转换为通过第四接口发送的消息并提供给所述第四类型消息收发模块。

11、根据权利要求10所述的代理网元，其特征在于：所述第四接口为用于连接所述移动管理实体的S10接口。

12、一种通信网络系统，包括分组数据网网关和移动交换中心，其特征在于还包括权利要求6～11所述的任一代理网元；且所述分组数据网网关通过所述第一接口与所述代理网元的第一类型消息收发模块相连；所述移动交换中心通过所述第二接口与所述代理网元的第二类型消息收发模块相连。

13、根据权利要求12所述的通信网络系统，其特征在于，还包括：移动管理实体，所述移动管理实体通过所述第三接口与所述代理网元的第三类型消息收发模块相连，或通过所述第四接口与所述代理网元的第四类型消息收发模块相连。

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