CN101569154B - 用于为非登记订户的gsm与ims之间的重叠 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及GSM与IMS网络之间的重叠系统，当非SIP兼容的终端进行呼叫、被呼叫或者在呼叫期间调用IMS服务时，为了发起向终端提供IMS服务的SIP会话，其使用与非SIP兼容的终端的标识临时耦合的虚拟IMS预订。

Description

用于为非登记订户的GSM与IMS之间的重叠
技术领域
本发明涉及为具有连接至第二代或第三代电信网络的电路交换用户设备的用户提供对第三代分组交换网络中的高级服务的接入。 
背景技术
诸如通用电信网络UMTS和CDMA 2000之类的第三代3G网络，在较宽的覆盖区域上向移动用户提供高速无线因特网接入。对于3G网络而言，IP多媒体子系统(IMS)已被定义成提供对电话和多媒体服务的蜂窝接入。IMS使用基于分组的技术，尤其是IP(网际协议)和其他IETF(互联网工程任务组)、用于提供服务的协议。IMS的优势是提供增强型服务，例如结合了语音和数据的多媒体服务。此外，将IP网络用作单一基本标准允许容易且快速的服务部署。IMS在3GPP TS 23.228中被标准化。 
诸如全球移动通信系统GSM之类的第二代2G网络和诸如UMTS之类的第三代网络，在电路交换技术上提供基于语音的服务。 
当前，多数终端不支持利用SIP(会话发起协议，在IETF-RFC 3261中将其定义为信令协议)的IMS技术，原因是这些终端基于电路交换语音。然而，运营商想要向这些2G和3G终端提供对他们的高级IMS服务的接入。 
在现有技术中，2G或利用IMS的3G之间的合作被称作是重叠(overlay)系统，该重叠系统允许进行呼叫、被呼叫、或在呼叫期间进行中间呼叫(mid-call)的2G或3G非SIP支持终端使用基于IMS的服务。 
以下部分描述了IMS的简化网络体系结构。特别地，在IMS体系结构中向非SIP支持终端提供服务所涉及的节点还被作为2G或3G网络的所涉及部分而提及。 
IMS系统的组件为CSCF(呼叫会话控制功能)、MGW/MGCF(媒体网关/媒体网关控制功能)、HSR(归属订户寄存器)、AS(应用服务器)、AP、IMS服务应用和SIM(服务交互管理器)。 
移动电路交换网络中可应用的组件为MSC(移动服务交换中心)、HLR(归属位置寄存器)、VLR(访问者位置寄存器)和RAN(无线电接入网络)。 
CSCF担当呼叫服务器，并且处理呼叫信令，其支持和控制多媒体会话，并执行地址转换功能。CSCF在功能上能够被分解为S-CSCF、I-CSCF和P-CSCF。 
P-CSCF(代理CSCF)是访问IMS网络中的第一接触点，并且其提供对承载资源的授权，此外，其将接收自UE(用户设备)的SIP登记请求转发至通过使用归属域名而确定的I-CSCF，归属域名由UE提供。在相反的方向上，其向将SIP请求或响应转发至UE。此外，CSCF将接收自UE的SIP消息转发至S-CSCF，作为登记过程的结果，P-CSCF已经接收到该S-CSCF的名称。 
I-CSCF(询问CSCF)是运营商网络中的接触点，其用于目的地为该网络运营商的订户的所有连接。在运营商网络内可能存在多个I-CSCF。由I-CSCF所执行的功能是向执行SIP登记的用户分配S-CSCF。 
S-CSCF(服务CSCF)是为IMS网络执行会话管理的节点。网络中可存在若干个S-CSCF。S-CSCF的主要功能包括：IMS会话处理、接受来自于UE的登记请求、以及与可选的SIM进行交互以支持服务。此外，其为特定服务提供端点，诸如音调通知/通告、额外媒体资源的分配、计费通知。 
HSR(归属订户寄存器)是集中式的订户数据库。HSR与I-CSCF和S-CSCF对接以提供有关订户位置的信息以及订户的预订信息。HSR负责保存以下与用户相关的信息：用户标识、编号和寻址信息、用于鉴别和授权的用户安全信息。HSR支持用户登记，并且存储系统间位置信息。 
MGCF(媒体网关控制功能)执行IMS与传统(legacy)电路交换网络(诸如GSM)之间的交互。IMS网络可以包含若干个MGCF节点。使实际媒体(诸如语音)通过MGW(媒体网关)。一个MGCF控制一个或多个MGW。MGCF执行蜂窝呼叫控制协议与IMS协议之间的协议转换。例如，MGCF从CSCF接收SIP消息，并且将该消息变换为适当的ISUP(ISDN用户部分)消息，并将该ISUP消息发送 至MSC。因而，MGCF的主要功能是将信令信息从一种格式转换为另一种格式。这将主要处于电路交换网络中通常所使用的ISUP与IMS中所使用的SIP之间。 
与用于信令的MGCF一样，MGW能够为媒体提供可比拟的转换。这将主要处于电路交换网络中通常所使用的PCM(脉冲编码调制)与诸如IMS中所使用的基于IP的格式之间。MGW还可以为IMS提供附加功能，如受保护的隧道或防火墙。 
实际IMS服务是由运行在AP(应用服务器)上的AP(IMS服务应用)来提供的。在IMS网络中，AS通过SIM(服务交互管理器)连接至S-CSCF。SIM负责链接(chain)多个服务并解决调用多个服务时的矛盾。此外，SIM可负责仅从诸如HSR的寄存器中提取一次所需要的信息并将其传递至多个服务。 
IMS网络中的终端能够将SIP用作信令协议来建立语音呼叫。在IMS中发送SIP消息以将请求发送至CSCF(呼叫会话控制功能)。在这种情况下，将媒体作为分组在网络中传送。 
3G用户具有HSR中所包含的预订。为了接入IMS中的任意服务，用户必须在IMS网络中为其终端执行登记过程。所述登记过程通过用户终端中所实施的用户代理来执行。 
IMS网络中的登记仅具有有限的存活时间(live time)。它们必须不断被更新，在实际中，每24-48小时就被更新。用户代理负责更新。 
非SIP兼容(SIP compliant)的终端缺少用户代理并且因此需要IMS网络中的预订和登记的替换方式。下文以GSM终端为例描述该替换方式。 
在能够在IMS网络中登记GSM终端之前，其要求其在IMS中具有预订。该预订能够是固定的或是动态的。在固定预订的情况下，GSM终端具有与HSR中的SIP兼容的终端可比拟的预订，所述HSR包含用户和终端细节。在动态预订的情况下，在HSR中准备预订，但是在终端登记过程中动态地输入用户/终端细节。 
GSM订户具有HLR中所包含的预订。当GSM网络中的GSM订户的终端被开启(switch on)时，在该GSM网络的VLR中登记该GSM终端。HLR保存用户所登记之处的VLR/MSC的标识。 
HLR还通过‘IMS服务指示器’为GSM终端保存IMS网络中的哪些服务可用。IMS服务指示器是这样的指示，其指示对特定GSM终端而言，应从IMS获得特定服务。该IMS服务指示器可以是智能网络IN，诸如始发CAMEL预订信息(O-SCI)之类的服务预订部件。 
在这种情况下，呼叫GSM终端的信令必须从MSC路由至MGCF，并且随后路由至IMS网络中的S-CSCF以便能够调用IMS服务。同样地，当被呼叫时，与终止呼叫相关的信令必须从GMSC路由至MGCF，并随后路由至S-CSCF。 
因为GSM终端是移动的，所以其从一个MSC移动至另一个可能越过网络边界的MSC。HLR具有特定的位置更新消息接发机制，该机制通知能够预订哪些功能，谁然后将接收到GSM终端位置改变的更新。至此，当用户执行位置更新时，HLR指示VLR向此类功能发送通知。在VLR和HLR中，存在用于开启或关闭GSM终端的可比拟的机制。 
IMS网络原则上被设计为向已登记终端部署IMS服务。HSR保存所有的IMS登记。 
当GSM终端在IMS网络中执行动态登记时，其仅在开启的时间段被登记，这也被称作“替代(surrogate)”登记。 
与基本IMS原理一致，IMS网络中的替代登记仅有有限的存活时间。只要GSM终端处于开启状态，它们就必须不断被更新，实际上每24-48小时就被更新。IMS网络中的替代登记功能负责对替代登记进行更新。 
当前技术中针对将3G中非SIP兼容的终端(不具有代理功能)登记为IMS用户的解决方案是基于替代登记的。尽管如此，该解决方案具有一些缺陷； 
在实际中，每个开启的非SIP兼容的终端就其可能调用IMS服务的情况而言仍保持在IMS网络中被登记。这为IMS核心网络以及S-CSCF/HSR中所需用来存储所有替代登记的空间带来了额外负担。S-CSCF/HSR中所存储的大量登记也对IMS网络性能产生影响。IMS网络上的负担也很高，原因是其需要执行用于登记非SIP兼容的终端的动作，并且在登记过期时采取行动，并在终端关闭时撤销登记。 
现有技术中另一个问题是信息损失，诸如原始被叫方号码、国际 移动订户标识(IMSI)以及位置信息。由于ISUP与SIP机制之间的不兼容性，在用于调用IMS中的服务的SIP邀请消息中不能包括国际移动订户标识与位置信息。此外，ISUP中的信令于是可具有以下影响：原始被叫方号码可能仅部分被传输至IMS网络。 
发明内容
因此，本发明的目的是在向在基于分组的多媒体系统中不具有预订的终端提供基于分组的服务时提供改进的性能。 
独立权利要求中公开了本发明。从属权利要求中描述了有利实施例，说明书中的相应部分中公开了这些从属权利要求。 
通过在IMS中引入虚拟订户，本发明解决了上述缺陷，为了发起SIP会话，在开始呼叫时、被呼叫时或在呼叫期间，所述虚拟订户被临时耦合至在IMS中不具有预订的终端，并且在发起SIP会话之后，所述虚拟订户被释放。 
本发明的优势是不再需要针对不具有基于分组的多媒体系统中的预订的终端的登记过程。只有当呼叫时、当被呼叫时或者在呼叫期间发起服务调用时，为了发起会话，空闲(free)虚拟IMS预订被临时耦合至不具有预订的终端的标识。在发起服务之后，虚拟IMS预订被释放，并且能够用于耦合至IMS中不具有预订的另一终端的另一标识。因此，从有关于临时IMS预订的登记和解除登记的活动、对它们进行连续位置更新和更新过程释放IMS网络。虚拟IMS预订的数目会相当低，其可以等于建立阶段、在IMS中不具有预订的终端的呼入和呼出的最大数目。因此，HSR和S-CSCF的负担明显更低。 
另一优势是临时耦合方法还提供了用于将终端特定参数经由SIM直接传递给IMS应用的装置。 
从属权利要求中描述了其他有利实施例。 
附图说明
为了让本领域内的技术人员对本发明有彻底且完整的理解，在以下部分中将详细描述本发明的优选实施例，但是这些详细的实施例仅仅是本发明的实例，而非意在限制本发明。以下描述将参考附图，其中： 
图1示出了GSM与IMS网络之间的现有技术重叠系统的示意图， 
图2示出了网络与基于分组的多媒体系统之间的现有技术重叠系统之间的示意图， 
图3示出了根据本发明的网络与基于分组的多媒体系统之间的通用重叠系统的示意图， 
图4示出了根据本发明的网络与基于分组的多媒体系统之间的通用重叠系统中的消息流图， 
图5示出了根据本发明的GSM网络与IMS网络之间的重叠系统的优选实施例的示意图， 
图6示出了在具有GAN(通用接入网络)连接的终端的情况下、图5的替换方案。 
图7示出了根据本发明的GSM网络与IMS网络之间的重叠系统的优选实施例中的消息流图， 
图8示出了根据本发明的用于PSTN的重叠系统的优选实施例的示意图， 
图9示出了根据本发明的用于PSTN的重叠系统的消息流图， 
图10示出了根据本发明的用于COPN的重叠系统的优选实施例的示意图， 
图11示出了根据本发明的用于COPN的重叠系统的消息流图， 
图12示出了根据本发明的用于WAN的重叠系统的优选实施例的示意图， 
图13示出了根据本发明的用于WAN的重叠系统的优选实施例中的消息流图。 
具体实施方式
应当注意，本发明的上下文中的术语“终端”指的是适于网络用户与网络之间的交互的网络中所连接的任意设备。具有SIP能力的终端或者SIP兼容的终端被表示为“SIP终端”。一般术语“终端”指代所有其他不具有这些能力或兼容性的终端。 
本发明的说明书中的实体和本发明的实施例是通过它们的特征和功能、逻辑实体来描述的，而非通过硬件与软件的显式组合、物理实体来描述。应当注意，若干逻辑实体能够被组合在一个物理实体中， 在一个物理实体中实施的一个逻辑实体或者一个逻辑实体能够被分为若干个物理实体。 
在本说明书中，术语会话集中于终端与IMS服务之间的会话的初始建立。最初，会话的端点是终端和服务。路径连接这些端点。尽管如此，端点和路径这二者都会在所提供的服务的控制下而改变。以下为一些用于阐释的实例： 
-服务担当信息中介，并且负责去往信息存储装置的通信；服务构成端点。 
-服务将服务端点迁移至PBMS(基于分组的多媒体系统)之内或之外的另一功能， 
-服务将服务端点迁移至另一终端， 
-当被呼叫时，服务将服务端点迁移至诸如忙碌声明(busystatement)之类的通告。 
很明显，能够在基于分组的多媒体系统(诸如到在PBMS中不具有预订的另一终端的会话)的范围之外迁移端点之间的路径。基于该原因，并且由于本发明涉及建立初始会话，本说明书将不会针对服务如何迁移路径和端点给出更多细节。 
参见图2，根据本发明的基于分组的多媒体系统连接到至少一个不支持SIP的网络。参见SIP标准IETF-RFC 3261的完整定义。基于分组的多媒体系统通过至少一个媒体接入网关(NAG)连接至网络。基于分组的多媒体系统使用诸如ISUP之类的网络接口协议(NIP)与网络进行通信。在网络内，终端(T)根据网络内部协议直接或间接连接至网络接入网关(NAG)。 
因为基于分组的多媒体系统能够具有到多个具有不同网络接口协议(NIP)的网络的连接，所以基于分组的网络多媒体系统能够同时处理不同的网络接口协议。 
图3提供了根据本发明的通用重叠系统的概览。在终端(T)与服务(S)之间的会话中，基于分组的多媒体系统中的服务被提供至在基于分组的多媒体系统中不具有预订的终端(T)。基于分组的多媒体系统包括：耦合功能(CouF)、虚拟预订表(VST)、相关功能(CorF)、特殊适配接入网关(AG)和能够被提供至网络中的终端的至少一个服务(S)。 
耦合功能(CouF)具有经由网络接入网关(NAG)的与网络的连接。耦合功能特别适于网络接口协议，所述网络接口协议适用于与网络接入网关进行通信。因为基于分组的多媒体系统可以被连接至若干个具有不同网络接口协议的网络，所以耦合功能具有用于每个网络接口协议的特定接口处理机(handler)。可替换地，基于分组的多媒体系统具有多个耦合功能，每个耦合功能具有用于特定网络接口协议的特定接口处理机。基于分组的多媒体系统还可以包含多个与针对耦合功能的单一内部协议相连接的协议转换器，而非多个接口处理机。基于分组的多媒体系统还可以包含多个耦合功能以用于对来自于终端的服务请求或者在地理上在网络接入网关附近的服务请求提供更为快速的处理。耦合功能还连接至虚拟预订表(VST)。 
虚拟预订表(VST)保存若干个实体，通过虚拟预订标识符来唯一地识别每个实体。每个条目允许对终端标识符的存储以显示终端与虚拟预订之间的耦合。在没有终端标识符存在的情况下，虚拟预订被称为处于空闲。可替换地，特殊空闲/已占用标志可被添加至该条目。每个条目还具有用于属于该终端并且与待提供的服务相关的参数的存储位置。虚拟预订表(VST)可具有多组虚拟预订，而非具有单个表。可以根据与多个耦合功能具有一对一关系的适用的网络接口协议、基于在地理上接近网络接入网关的位置、根据基于分组的多媒体系统中的可用服务与服务之间的一对一关系、或这些的组合来定义各组。 
接入网关(AG)与耦合功能一样在一个或多个网络中连接至一个或多个网络接入网关(NAG)。 
此外，网络接口协议就每个网络接入网关而言可以是不同的。因此，接入网关在内部需要多个接口处理机，或者提供多个具有专用接口处理机的接入网关。基于分组的多媒体系统还可以包含多个与针对接入网关的单一内部协议相连接的协议转换器。在后一种情况下，协议转换器能够与耦合功能共享。接入网关特别合适，原因是其包含在基于分组的多媒体系统中有效的虚拟预订列表，这使得接入网关能够识别接收自经虚拟预订的终端的会话请求。接入网关位于基于分组的多媒体系统中，其连接至相关功能(CorF)。 
相关功能(CorF)连接至虚拟预订表(VST)并且连接至一个或 多个服务(S)。相关功能从来自于接入网关(AG)的请求中获取虚拟预订标识，连同其一起从虚拟预订表中获取终端标识和所需的参数，并将它们传递给所请求的服务。在此之后，虚拟预订表被设置为空闲，以使得其能够被用于耦合另一终端标识。 
利用终端标识和所接收到的参数以及终端与服务之间所建立的会话，服务现在能够利用其请求为终端提供服务。 
图4中给出了建立服务与终端之间的会话的事件序列。该序列开始于终端(T)对服务(S)进行请求(1)。网络接入网关(NAG)，例如借助用于该订户的IMS服务指针，将该服务识别为对来自于基于分组的多媒体系统的服务的请求，并将该服务请求作为服务请求消息(2)转发至耦合功能(CouF)。服务请求消息至少包括终端(T)的标识，并且能够利用用于服务(S)的相关参数而被扩展。在接收到服务请求消息后，耦合功能(CouF)对虚拟预订表(VST)进行寻址(address)(3)以返回(4)表中(或可选地表中特定组中)空闲虚拟预订的标识。耦合功能(CouF)检查网络接入网关(NAG)是否提供了所有用于该服务的相关参数。当网络接口协议不允许所有参数在一个消息中时、或者当服务请求可能在订户已向NAG提供了所有信息之前开始时，情况会是如此。当用于部署服务(S)的相关参数丢失时，耦合功能(CouF)针对其余参数对网络接入网关(NAG)进行寻址(5)。网络接入网关(NAG)发送(6)其余参数。可重复进行步骤5和6以获得所有参数。网络接入网关(NAG)可询问终端(T)或者网络中的其他实体以获得参数。图中未示出该可选活动。在具有了所有相关参数的情况下，耦合功能(CouF)存储(7)由(4)中所接收到的空闲虚拟预订的标识所指示的空闲虚拟预订中的终端标识和所有相关参数。作为最后的动作，耦合功能(CouF)向网络接入网关(NAG)发送消息(8)，该消息包括将被用于建立与所请求的服务之间的会话的空闲虚拟预订的标识和接入网关(AG)的地址。 
网络接入网关(NAG)通过向接入网关(AG)发送会话开始请求(9)来发起与所请求的服务(S)的会话。会话开始请求至少包含空闲虚拟预订的标识。接入网关(AG)从会话开始请求中的空闲虚拟预订的标识中识别出其为重叠情形而非来自于基于分组的多媒体系统的登记用户的常规会话请求。因此，接入网关(AG)将会话开 始请求作为会话开始消息转发(10)至相关功能(CorF)。会话开始消息至少包含空闲虚拟预订的标识。相关功能(CorF)使用该标识来对虚拟预订表(VST)进行寻址(11)以获取(12)终端标识和相关参数，并将所接收到的信息传递(13)至所请求的服务(S)。 
为了使相关功能(CorF)向所请求的服务(S)传递所接收到的信息而不向另一服务传递所接收到的信息，下面讨论若干替换实施方式。 
最为优选的实施方式是具有多组虚拟预订的虚拟预订表(VST)，其中，一组用于能够由基于分组的多媒体系统提供的每种服务。这具有如下优势：表中的条目具有用于相关参数的显式存储。相关功能直接从该组中识别出将传递至哪些服务。耦合功能决定何时处理来自于VST中的哪个组的服务请求以获得空闲虚拟预订。 
替换方案是表中条目具有所请求的服务的附加指示器或地址。 
两种替换方案都要求耦合功能知道能够由基于分组的多媒体系统所提供的服务。 
一种不同的替换方案需要不那么智能的耦合功能。在该替换方案中，耦合功能不对服务进行区分。当对服务进行请求时，仅需要终端标识和一个参数，该参数通常为字符串。该字符串包含关于所请求的服务类型的所有相关信息和该服务所需的信息。不需要可选通信步骤5和6，并且虚拟预订表更为精简。尽管如此，在相关功能从虚拟预订表中获取该串后，其确实需要解析机制。该解析机制位于相关功能内或在基于分组的多媒体系统中作为单独功能而被提供，其负责使得正确的服务被提供。 
解析功能还应用在前两个替换方案中，简化了网络接入网关与耦合功能之间的通信。 
当所请求的服务(S)已经从相关功能(CorF)接收到终端标识和参数时，建立终端(T)与服务(S)之间的会话(15)，以向终端提供所请求的服务。相关功能(CorF)现在清除虚拟预订表(VST)中的条目(14)，其将虚拟预订设置为空闲以使得其能够被用于建立下一个会话。 
终端(T)与服务(S)之间的会话(15)通常具有3个分支(leg)，一个根据基于分组的多媒体系统的内部协议，第二部分基于网络接入 网关(NAG)与接入网关(AG)之间的网络接口协议，第三部分基于网络接入网关(NAG)与终端(T)之间的网络内部协议。网络接入网关和接入网关提供会话中的协议转换。 
另一优势是通过对虚拟预订表(VST)中的条目加时间戳来获得的。当在表中写入终端标识和参数时，时间戳也被写入表中。相关功能(CorF)具有连续扫描非空闲条目并将时间戳与基于分组的多媒体系统中的当前系统时间相比较的附加任务。如果差异超过了某个最大值，则该条目被清除并被设置为空闲。条目可被占据的最大时间的典型值为小于5分钟。该附加特征避免了终端在消息(8)和(9)之间关闭时可能发生的挂起(hang)已占用的虚拟预订。 
现在开始描述其中网络是GSM移动电话网络而基于分组的多媒体系统是IMS的典型实施方式。图5中示出了与这种实施方式相关的实体。 
在该实施中，终端(MT)兼容GSM，其具有针对无线电基站(RBS)的无线电接口。无线电基站具有到用作网络接入网关的MSC的固定连接。图5仅示出了一个MSC，但是在实际中GSM网络能够具有多个MSC。所有的MSC通过两个网络接口协议而连接至基于分组的多媒体系统，对于到耦合功能的连接而言，使用CAP(CAMEL应用部分)。用于CAP的接口处理机是GSM服务控制功能(GSM-SCF)。ISUP的接口处理机被集成在MGCF中。MGCF主要用于建立并控制会话。对于语音呼叫或视频呼叫而言，会话的实际内容，即音频、视频、照片、HTML页面或数据库查询通过MGW而运行。一个或多个MGW连接至MGCF或者MGW与MGCF集成在一起。正如现有技术中所讨论的那样，在IMS中存在多个MGCF。P-CSCF和S-CSCF是建立会话过程中所涉及的中间功能，但是它们除了在MGCF与相关功能之间中继消息之外，不具有与本发明相关的特定功能。IMS内的会话是现有技术描述中所定义的SIP会话。凭借其特性，服务交互管理器(SIM)在该实施方式中集成了耦合功能、相关功能和虚拟预订表。尽管如此，这些实体在IMS中也能够是独立的功能。IMS中的服务由应用服务器(AS)上运行的应用(AP)来提供。 
图7中示出了信息流，该信息流将被用于给出在IMS中建立SIP会话中所包含的步骤和功能的详细描述。 
GSM终端请求服务，该请求将到达MSC。基于HLR中的特殊参数(参见现有技术描述)，MSC使用CAP将服务请求转发至IMS。来自于GSM的服务请求相当简明易懂(straight forward)，其包含了终端标识符和标识该服务的字符串，以及用于该服务的相关附加信息。对字符串的解析决定了将要提供的服务。在SIM与AP中完成该解析。 
为了对建立SIP会话进行阐释，此处使用一个简单实例，其中具有ID＝+316 516 13 111的GSM终端通过短私有号码(此处为2400)来呼叫(A1)另一方。在本实例中，该短号码与SIP终端相关。 
被叫方号码为短号码的事实被MSC检测到。由于HLR中的IMS参数，即O-CSI，MSC向IMS中的耦合功能(CouF)发送服务请求消息(A2)。因为CAP被用作协议，故该消息为CAP IDP(CAP初始DP)，其为包含呼叫方号码＝+31 6 516 13 111和被叫方号码＝“2400”的消息。服务交互管理器中的耦合功能接收到该CAP消息。基于该服务请求，耦合功能对虚拟预订表进行寻址(A3)，该虚拟预订表以空闲虚拟预订的标识进行回复(A4)。耦合功能在空闲虚拟预订的标识所指示的虚拟预订中存储(A7)呼叫方号码和字符串＝“2400”。耦合功能以CAP CON(CAP连接)消息(A8)对CAP IDP进行回复，该消息具有被叫方号码，该被叫方号码包含cc(IMS的国家代码)、ndc(IMS网络的国家目的地代码)、mgcf-d(与IMS内部联系的MGCF的地址)、和psi(公共服务标识，其为虚拟预订的标识)。 
在完成耦合过程之后，现在在GSM中登记GSM，并且能够为GSM终端建立会话。 
因此，MSC向MGCF发送ISUP IAM(A9)，接收自耦合功能的CAP CON消息中的被叫方号码中包含了该MGCF的地址。可替换地，MSC可以选择ISUP-IAM(A9)被发送到的MGCF。ISUP IAM(ISUP初始地址消息)包含CAP CON消息中所接收到的被叫方地址以及CAP IDP消息中先前所发送的呼叫方号码。被寻址的MGCF接收ISUPIAM。因为MGCF具有IMS中所使用的虚拟预订的列表，故MGCF能够区分出该请求属于虚拟预订而非替代预订或标准预订。因此对所接收到的消息的其他处理不同于针对其他类型预订的处理。 
MGCF中的虚拟预订列表由IMS运营商静态提供，或者网络操作软件中的特殊功能负责使VST中的虚拟预订与MGCF中的虚拟预订列表相一致(align with)。 
因为IMS中的内部协议是SIP，所以MGCF需要将ISUP IAM转换为SIP邀请信息。SIP邀请消息包括：P-asserted-id＝psi“operator”，其中“operator”例如为9TEL.US；RU(请求URI)＝psi。这可被基本视为建立到自己的会话。因为MGCF已经识别出虚拟预订，其通过直接向P-CSCF发送(A10)SIP邀请消息而模拟UNI(用户至网络的接口)。因为在IMS网络中存在一个以上的P-CSCF，所以MGCF具有用于获得正确P-CSCF地址的若干选择。 
最为简单的是固定地址。所有用于虚拟预订的UNI SIP邀请消息被转发至相同的P-CSCF。替换方案可以是：在虚拟预订的列表中，每个虚拟预订还具有用于所附P-CSCF的地址。此外，更为复杂的方案可能是适当考虑P-CSCF的实际负担。P-CSCF将所接收到的SIP邀请消息转发至IMS网络中的S-CSCF。 
S-CSCF进一步将SIP邀请消息转发至服务交互管理器(SIM)中的相关功能(CorF)。 
当被接收到时，相关功能(CorF)就与SIP邀请消息中的RU相同的条目而询问(A11)虚拟预订表(VST)。回复(A12)包含GSM终端的原始呼叫方ID和先前由耦合功能(CouF)所存储的字符串。 
耦合功能(CouF)通过将GSM终端的呼叫方号码输入到p-asserted-id中、并且将字符串输入到RU中来改变SIP邀请消息。经改变的SIP邀请消息被转发(A13)至所定义的应用服务器(AS)。 
利用该步骤，终端(T)与应用(AP)之间的会话得以建立。因为在这种情况下，其为与SIP终端相关的短号码，应用(AP)邀请SIP终端，并且两个终端之间的语音会话被启动，其中IMS内部分支基于IP，MGW将IP转换为PCM，和MGW与MSC之间基于PCM的分支。 
注意到，会话被发起，相关功能(CorF)清除了虚拟预订表(VST)中的条目(A14)。在没有终端标识符与条目相关联的情况下，条目是空闲的。 
图6给出了通用接入网络(GAN)的概览。除了GSM或UMTS 网络中的无线电连接之外，GAN终端还能够具有利用红外、蓝牙、WIFI或WLAN的到接入点(AP)的本地连接。当移动终端(MT)移动进入接入点的覆盖区域或者在接入点的覆盖区域中开启时，在GAN控制器(GANC)中登记终端。GANC通过将IP网络互连来建立到移动终端(MT)的安全隧道，IPSec隧道。GANC通知MSC，现在能够经由GAN到达移动终端。GAN中所连接的移动终端现在使其在GSM或UMTS网络中的所拥有的所有功能(facility)由GAN来提供。这包括通过重叠的IMS来提供服务。 
因为到IMS的接口经由MSC而运行，所以建立会话与之前针对图7所描述的相同。 
图8和9示出了第二实施例。此处，网络是公共交换电话网(PSTN)，其中电话交换(TS)通过网络为呼叫终端(T)(如固定线路电话)建立电路。还是在PSTN中，已知用于提供服务的系统。因此，电话交换(TS)具有服务信令功能(SSF)，该功能识别服务或功能的调用。其将调用转发至提供服务的服务控制点(SCP)。SSF通过智能网络应用协议(INAP)与SCP进行通信。 
部署了PSTN和PBMS这二者的运营商将不愿意使服务在两个系统中实施。因此，它们指示用于某些服务的SCP提供将提供服务的可替换SCP的地址。在这种情况下，其将是对于SSF而言担当可替换SCP的PBMS。 
SSF识别对服务的调用(B1.1)。SSF利用INAP查询消息(B1.2)来联系其标准SCP。SCP利用INAP CON(INAP连接)消息(B1.3)来回复该特定服务，以通知SSF联系负责提供服务的另一SCP。SSF利用如(B1.2)现在具有从SCP处获得的CouF的地址的INAP查询消息来联系(B2)PBMS中的CouF。 
基于该服务请求，耦合功能对虚拟预订表进行寻址(B3)，该虚拟预订表以空闲虚拟预订的标识进行回复(B4)。可选地，CouF能够就初始请求中未提供的附加参数(B5和B6)询问SSF。CouF存储(B7)由空闲虚拟预订的标识所指示的虚拟预订中的服务所需的参数。耦合功能利用具有被叫方号码的INAP CON消息(B8)来回复SSF，所述被叫方号码包括待联系的PBMS的接入网关(AG)的地址和psi、虚拟预订的标识。在完成耦合过程后，在IMS中登记终端， 并且能够为该终端建立会话。 
SSF通过向接入网关(AG)发送ISUP IAM(B9)来发起与所请求的服务(S)的会话。ISUP IAM在被叫方号码字段中包含空闲虚拟预订的标识。接入网关(AG)从空闲虚拟预订的标识中识别出这是重叠情况而非来自于基于分组的多媒体系统的标准的或替代的已登记用户的常规会话请求。因此，接入网关(AG)将ISUP IAM作为会话开始消息(SSM)转发至相关功能(CorF)。会话开始消息包含空闲虚拟预订的标识。相关功能(CorF)使用该标识来对虚拟预订表(VST)进行寻址(11)以获取(12)终端标识和相关参数，并将所接收到的信息传递(13)至所请求的服务(S)。终端(T)与服务(S)之间的所产生的会话(B15)(其为用于媒体的路径)，通常具有3个分支，一个根据基于分组的多媒体系统的内部协议，第二部分基于PSTN中的媒体网关(MWG)与接入网关(AG)之间的IP，第三部分基于通过电话交换(TS)到终端(T)的TDM。信令路径和媒体接入可以被合并在AG中，但是也可以分成仅用于信令的AG和仅用于媒体的MGW。PSTN中的MGW和PBMS中的MGW也可集成为一个，由PSTN和PBMS共享。 
图10和11中示出了第三实施例。在第三实施例中，网络是IP语音(VOIP)网络，其中终端具有固定线路电话号码，故能够从PSTN或从其他网络对它们进行呼叫。此类网络的一个实例是有线电视运营商网络(COPN)。 
终端可能会通过PSTN连接，其中媒体网关(MGW)将IP分组转换为PCM，反之亦然。因此，能够采用第二实施例中所描述的方式来提供服务。尽管如此，当呼叫完全在IP域中的时，即不通过PSTN运行，则服务调用将是不可能的。 
为使得终端能够通过PSTN进行呼叫或被呼叫成为可能，COPN需要呼叫控制功能(CCF)。针对PBMS，CCF担当使用CAP或INAP协议的MSC或SSF。图10和11示出了INAP情形。用于建立会话的消息序列与第一实施例和第二实施例相同。请参见这些描述。 
所建立的会话(C15)现在通常具有两部分，一个是从终端到PBMS中的AG的基于IP的部分，一个是从AG到服务(S)的PBMS内部部分。注意，在这些部分中能够包括诸如防火墙、安全隧道等等之类 的多个部件。 
图12和13示出了第四实施例。参见图12，此处的网络为广域网(WAN)，其中终端(T)通过标准网际协议(IP)连接至路由器(R)。这些路由器(R)中的一个或多个用作到基于分组的多媒体系统的网络接入网关(NAG)。网络接入网关与基于分组的多媒体系统之间的网络接口协议也是标准网际协议(IP)。用于CouF和AG的接口处理机特别适于处理基于IP的接口。 
由于IP网络的开放性质，所以提供安全级别需要特别适配。接口处理机将对PBMS的接入限制为预定义消息中的预定义数据元素。 
用户通过其终端(T)向PBMS要求服务或功能，其中用户在该PBMS中没有预订。PBMS服务(S)提供服务或功能。因此，需要建立终端(T)与安全的服务(S)之间的会话。图8中示出了建立会话的过程中的步骤。 
该过程开始于终端(T)获得将被使用的地址和消息格式。作为优选实施例，地址和消息格式被包括在一段软件代码中，该段软件代码还就安全方面做了安排。软件代码能够驻留在终端中或者嵌入在其他驻留在终端的软件中，但是软件代码也可通过互联网页面提供给诸如JAVA小应用程序的终端，附于电子邮件或者被包括在终端所下载的文件中。软件代码负责建立会话所需的步骤。 
用户激活软件代码并且终端中的软件代码将产生服务请求消息(D1)并且将把其发送至耦合功能(CouF)。服务请求消息包括终端(T)的标识。因为信令协议现在是基于IP的，故需要终端(T)的基于IP的标识。为了获得安全信道，将发生终端(T)中的软件代码与IP接口处理机之间的某一额外的信息交换。图8中未示出该信息交换，原因是其主要取决于所选择安全协议并且其对于本发明的核心而言并不重要。 
在接收到服务请求消息之后，耦合功能(CouF)向虚拟预订表(VST)请求(D3)空闲虚拟预订。该请求包括终端标识，该终端标识是与空闲虚拟预订一起被存储，以指示其被占用。空闲虚拟预订标识符被返回(D4)到耦合功能(CouF)。 
耦合功能(CouF)将消息(D5)发送回终端(T)中的软件代码以用于获得附加参数。在该实施例中需要特定参数。不像第一实施例， 现在不存在可针对所提供的服务对其进行收费的有保证的终端标识。在第一实施例中，对与GSM电话的分机号相关的账户收取费用(以预先付费的方式或者以后付费的方式)。在第二实施例中，这是固定线路账户，而在第三实施例中，其为来自于有线运营商的与固定线路可比拟的账户。对于第四实施例而言，用户必须提供用于向其收取费用的账户，诸如信用卡号、电话号或者银行账户。终端中的软件代码将提示用户提供账号。终端(T)中的软件代码将附加参数返回(D6)至耦合功能(CouF)。在继续动作之前，耦合功能(CouF)检查所提供的账号的有效性。如果发现其无效，则中止序列，并存储(D7)空白终端标识，将虚拟预订再次设置为空闲。 
当发现账号有效时，在虚拟预订表中存储(D7)附加参数。在有效账户的情况下，耦合功能(CouF)向终端(T)中的软件发送消息，该消息包含虚拟预订标识符和将用于执行会话请求的接入网关(AG)的标识。 
终端(T)中的软件向AG发送会话请求(D9)，该请求包含虚拟预订标识符和终端标识。AG将该会话开始请求转换为会话开始消息(SSM，D10)。其他序列(D10到D15)与在先前实施例中所描述的相当。 
第四实施例中的AG主要功能是担当防火墙并且仅允许以安全信道进入PBMS。 

Claims (26)

1.一种在基于分组的多媒体系统(PBMS)中为在基于分组的多媒体系统中不具有预订的终端(T)发起会话的方法，所述终端在网络中连接至网络接入网关(NAG)，所述网络接入网关(NAG)连接至基于分组的多媒体系统，用于向终端(T)提供基于分组的多媒体服务(S)，所述方法的特征在于以下步骤：
-由基于分组的多媒体系统(PBMS)从网络接入网关(NAG)接收触发消息(TRIG)以为终端(T)调用基于分组的多媒体服务(S)，
-由基于分组的多媒体系统(PBMS)从触发消息(TRIG)中获取终端(T)的标识，
-由基于分组的多媒体系统(PBMS)将终端的(T)的标识与虚拟预订相耦合，
-由基于分组的多媒体系统(PBMS)为经耦合的虚拟预订发起会话，
-由基于分组的多媒体系统(PBMS)将终端(T)的标识与会话标识符相耦合，
-当会话被发起时，由基于分组的多媒体系统(PBMS)将终端(T)的标识与虚拟预订去耦合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将终端(T)的标识与虚拟预订相耦合的步骤还具体包括以下步骤：
-分配空闲虚拟预订，
-当需要被调用的基于分组的多媒体服务(S)时，获取附加参数，
-将终端(T)的标识和附加参数与空闲虚拟预订一起存储，
-向网络接入网关(NAG)发送空闲虚拟预订标识符(ID)。
3.根据权利要求2所述的方法，在还包括一个以上的基于分组的多媒体系统接入网关(AG)的基于分组的多媒体系统中，其中分配和发送步骤被替换为以下步骤：
-分配来自于一组虚拟预订中的空闲虚拟预订，
-向网络接入网关(NAG)发送属于该组虚拟预订的空闲虚拟预订标识符(ID)和基于分组的多媒体系统接入网关(AG)的标识。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中发起会话的步骤还具体包括以下步骤：
-从网络接入网关接收会话开始请求消息(REQ)，所述消息包括经耦合的虚拟预订标识符，
-从经耦合的虚拟预订中获取终端(T)的标识和附加参数，所述经耦合的虚拟预订通过会话开始请求消息(REQ)中的经耦合的虚拟预订标识符来指示，
-将终端(T)的标识和附加参数传递至会话开始请求消息(REQ)中所指示的被调用的基于分组的多媒体服务。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其中对标识进行去耦合的步骤还具体包括以下步骤：
-检测会话被发起或者耦合可以存在的最大时间被超出，
-将经耦合的虚拟预订设置为空闲。
6.一种在基于分组的多媒体系统中的服务交互管理器(SIM)，其连接至网络的网络接入网关(NAG)，其特征在于：
服务交互管理器具有虚拟预订表(VST)，用于在会话或呼叫的发起期间将虚拟预订临时耦合至网络中所连接的终端(T)的标识。
7.根据权利要求6所述的服务交互管理器(SIM)，其特征还在于：其具有一个或多个与网络接入网关(NAG)相连接的耦合功能(CouF)，其使用虚拟预订表(VST)来选择空闲虚拟预订并将网络中所连接的终端的标识与空闲虚拟预订一起存储。
8.根据权利要求6所述的服务交互管理器(SIM)，其特征还在于：其具有与服务(S)以及一个或多个基于分组的多媒体系统接入网关(AG)相连接的一个或多个相关功能(CorF)，其使用虚拟预订表(VST)根据会话开始请求消息(REQ)中所包含的虚拟预订的标识把来自于基于分组的多媒体系统接入网关(AG)的会话开始请求消息(REQ)与虚拟预订表的终端标识相互关联。
9.根据权利要求6至8所述的服务交互管理器(SIM)，针对网络接入网关(NAG)，其具有专用于网络接口协议(NIP)的一个或多个接口处理机。
10.根据权利要求6至9所述的服务交互管理器(SIM)，其具有包括多组虚拟预订的虚拟预订表(VST)。
11.根据权利要求6所述的服务交互管理器(SIM)，其具有虚拟预订表(VST)，其中每个虚拟预订具有用于终端标识符的存储位置。
12.根据权利要求6所述的服务交互管理器(SIM)，其具有虚拟预订表(VST)，其中每个虚拟预订具有用于空闲/已占用标志的存储位置。
13.根据权利要求6所述的服务交互管理器(SIM)，其具有虚拟预订表(VST)，其中每个虚拟预订具有用于时间戳的存储位置。
14.根据权利要求6所述的服务交互管理器(SIM)，其具有虚拟预订表(VST)，其中每个虚拟预订具有用于账号的存储位置。
15.一种基于分组的多媒体系统(PBMS)，其特征在于，它包括如权利要求6-14中任一项所述的服务交互管理器(SIM)。
16.一种在基于分组的多媒体系统中的基于分组的多媒体系统接入网关(AG)，其连接至一个或多个相关功能(CorF)以及一个或多个网络接入网关(NAG)，其特征在于：
其具有虚拟预订标识符列表，用于识别来自于通过网络接入网关连接在网络中的终端(T)的会话开始请求消息(REQ)中的虚拟预订标识并且此后向相关功能发送会话开始消息(SSM)。
17.根据权利要求16所述的基于分组的多媒体系统接入网关(AG)，其特征还在于列表中的每个虚拟预订标识具有相关联的相关功能(CorF)标识，以用于标识向哪个相关功能(CorF)发送会话开始消息(SSM)。
18.根据权利要求17所述的基于分组的多媒体系统接入网关(AG)，其特征还在于：针对网络接入网关(NAG)，其具有专用于网络接口协议(NIP)的一个或多个接口处理机。
19.一种基于分组的多媒体系统(PBMS)，其特征在于，它包括如权利要求16-18中任一项所述的基于分组的多媒体系统接入网关(AG)。
20.一种在IP多媒体子系统(IMS)中的媒体网关控制功能(MGCF)，其连接至一个或多个代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)和一个或多个网络接入网关(NAG)，其特征在于：
其具有虚拟预订标识列表，以用于识别来自于网络接入网关(NAG)的会话开始请求消息(B9)中的虚拟预订标识并且此后向代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)发送UNI SIP邀请消息(B 10)，其中所述UNI SIP邀请消息中的请求URI等于所述虚拟预订标识。
21.根据权利要求20所述的媒体网关控制功能(MGCF)，其特征还在于列表中的每个虚拟预订标识具有相关联的代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)标识，以用于标识向哪个代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)发送UNI SIP邀请消息(B10)。
22.根据权利要求21所述的媒体网关控制功能(MGCF)，其特征还在于：针对网络接入网关(NAG)，其具有专用于网络接口协议(NIP)的一个或多个接口处理机。
23.一种IP多媒体子系统(IMS)，其包括根据权利要求6至14中任一权利要求所述的服务交互管理器(SIM)。
24.一种IP多媒体子系统(IMS)，其包括根据权利要求20至22中任一权利要求所述的媒体网关控制功能(MGCF)。
25.根据权利要求6所述的基于分组的多媒体系统中的服务交互管理器(SIM)，其中，所述服务交互管理器(SIM)包括虚拟预订管理功能，用于使虚拟预订表(VST)中所包含的虚拟预订与媒体网关控制功能(MGCF)中的虚拟预订标识的列表以及针对虚拟预订的对代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)标识的分配相一致。
26.根据权利要求20所述的IP多媒体子系统(IMS)中的媒体网关控制功能(MGCF)，其中，所述媒体网关控制功能(MGCF)包括虚拟预订管理功能，用于使虚拟预订表(VST)中所包含的虚拟预订与媒体网关控制功能(MGCF)中的虚拟预订标识的列表以及针对虚拟预订的对代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)标识的分配相一致。
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