CN101682862B - 使用相异空中接口在通信网络之间切换呼叫的方法 - Google Patents

Abstract

第一通信网络中的进行中呼叫被切换到使用不同的空中接口的第二通信网络。为了易化该切换，当前服务基站命令移动通信设备测量第二通信网络的周围的小区。该测量连同来自服务基站的切换请求一起被发送到第二网络的无线电网络控制器，该无线电网络控制器决定所述呼叫将被切换到的小区。将授权消息发射回第一网络，该授权消息包括移动通信设备将使用的标识符和接收该切换的基站的标识符，并且移动通信设备在切换呼叫时使用该授权消息。

Description

使用相异空中接口在通信网络之间切换呼叫的方法

技术领域

本发明通常涉及移动通信，并且更具体地，涉及进行中的呼叫的系统间切换。

背景技术

移动通信网络在世界的大城市区域中被广泛使用，并且在许多地方逐渐变得普遍。近年来已开发了多种移动通信服务，包括不同的无线电空中接口。传统的移动通信设备被设计为与特定的空中接口一起使用，但是当前制造商正在设计能够接入具有不同空中接口的多个通信网络的移动通信设备。最初的多模式移动通信设备简单地使用专用硬件用于不同的通信网络，并且该设备基本上须重置以切换到不同的空中接口。此后集成度的提高允许制造商设计能够重新使用用于每个空中接口的电路在多种空中接口上通信的“全合一”移动通信设备。某些该设备甚至是“双宿”设计，其允许设备同时在两个不同的通信网络上操作。

在空中接口的另一方面，由通信服务提供商或运营商操作的基础设施和固定装置，通信网络也在扩张和集成。例如，除了传统的电路移动电话之外，大部分通信网络提供数据服务，包括消息传递和互联网接入。而且，通信网络运营商已在合作支持相互的订户，使得用户易于从一个系统漫游到另一系统。

当前，移动电路交换语音通信被视为成熟的技术。现在，业界的许多注意力集中于增强数据通信、应用和服务。所作的努力从简单地增加数据吞吐量直至使用基于互联网协议(IP)的通信的实时语音和视频流式传递。结果，市场中存在多种可用的竞争移动数据服务技术。许多该技术由多种标准组织标准化和规范化，诸如例如，国际电信联盟(ITU)。针对当前系统定义和公布了标准，但是同时在这些组织中也在进行未来服务的标准以及对现有服务的改变。

当前业界中感兴趣的数据通信网络和协议的两个示例是由3GPP小组规范为3GPP TS 36.300的演进通用地面无线电接入网络(E-UTRAN)和被规范为cdma2000高速率分组数据空中接口规范的演进数据优化(EV-DO)网络。这两种规范在本领域中是公知的，并且规范了不兼容的空中接口。然而，这些系统可以连接在空中接口的网络侧，潜在地允许系统间呼叫切换。然而，即使对于数据呼叫，考虑到可能存在使用该数据呼叫的高服务质量(QoS)应用，有必要使切换延迟最小化以避免分组丢失。可以将数据呼叫从一个系统切换到另一系统的一种方式是，移动通信设备具有两个收发信机，一个收发信机用于一个空中接口。当一个收发信机服务于呼叫或数据会话时，另一个收发信机可用于进行与另一系统的基站的布置以准备切换。然而，该双收发信机方法极大地增加了移动通信设备的成本，并且增加了其尺寸和重量。因此，需要一种在不招致极大延迟的情况下将呼叫从一个通信网络切换到不同的通信网络的方法。发明内容在本发明的一个实施例中本发明公开了一种在移动通信设备处在具有相异空中接口的网络之间执行进行中的呼叫的呼叫切换的方法。从第一通信网络的角度考虑，在第一通信网络的基站处接收来自移动通信设备的相邻小区测量时，该方法开始。移动通信设备在属于第一通信网络的相邻小区上执行该相邻小区测量。移动通信设备连接的基站随后确定该相邻小区测量指示期望切换到第二通信网络。然而，第二通信网络使用不同的空中接口。该基站开始向移动通信设备发射相邻小区列表，该相邻小区列表包括第二通信网络的至少一个相邻小区。移动通信设备通过调谐远离当前服务基站以自所指示的第二通信网络的相邻小区接收信号来进行测量。移动通信设备还向该基站发射其会话简档，包括移动通信设备所期望的用于该呼叫的会话控制和协议参数。该参数指示所需用于在第二通信网络上支持当前呼叫的资源。在第二通信网络的基站上进行测量时，移动通信设备将结果发射到其当前服务基站。该基站随后开始与第二通信网络的无线电网络控制器的切换协商。该无线电网络控制器评估信息并且决定在当前给定的可用资源情况下是否可支持该请求。该无线电网络控制器可能提出反建议。一旦该无线电网络控制器针对基站和通信参数作出决定，则无线电网络控制制定切换授权消息。该授权消息包括目标基站标识符和连接参数。该目标基站标识符对应于该呼叫将被切换到的第二通信网络的目标基站。该无线电网络控制器向当前处理该呼叫的第一通信网络的基站发射回授权消息。该授权信息随后被发射到移动通信设备，移动通信设备根据连接参数使用目标基站标识符切换到第二通信网络的目标基站。

从无线电网络控制器的角度考虑，本发明提供了一种用于执行从第一通信网络到第二通信网络的呼叫切换的方法，其中该无线电网络控制器处于第二通信网络中，并且这两个通信网络使用不同的空中接口。在无线电网络控制器处经由第一通信网络的移动性管理实体接收来自第一通信网络的基站的切换请求时，该方法开始。作出该请求的基站是当前服务于该呼叫的基站。该切换请求包括移动通信设备在第二通信网络的基站上执行的至少一个相邻小区测量，以及会话简档。该会话简档包括移动通信设备使用的用于该呼叫的会话控制和协议参数。该无线电网络控制器随后开始基于该会话简档和第二通信网络的可用资源选择用于接收该切换的第二通信网络的基站。该无线电网络控制器生成授权消息，该授权消息包括移动通信设备在切换时使用的标识符、将接收该切换的第二通信网络的目标基站的目标基站标识符和移动通信设备在连接到第二通信网络的基站时使用的连接参数。该无线电网络控制器随后将该授权消息发射回请求基站，该请求基站将该信息中继到移动通信设备。移动通信设备随后使用该信息，来使用第二通信网络的空中接口将该呼叫切换到第二通信网络。

附图说明

在附图中示出了当前优选的实施例，然而可以理解，本发明不限于所示出的精确布置和手段。

图1示出了两个通信网络的服务小区的系统示图，其中这两个通信网络使用不同的空中接口易化移动通信设备的无线移动通信；

图2示出了根据本发明的实施例操作的两个通信网络的网络架构示图；以及

图3示出了根据本发明的实施例的在具有不同空中接口的通信网络之间执行呼叫切换的方法的信号流图。

具体实施方式

尽管本说明书以限定被视为新颖的本发明的特征的权利要求为结论，但是可以相信，通过结合附图考虑具体实施方式将更好地理解本发明。如所需要的，此处公开了本发明的详细实施例；然而，将理解，所公开的实施例仅是本发明的示例性实施例，其可被具体化为多种形式。因此，此处公开的特定结构和功能细节不被解释为限制，而是应仅被解释为权利要求的基础和用于教导本领域的技术人员在实际上任何适当详细描述的结构中以不同的方式使用本发明的代表性基础。而且，此处使用的术语和习语不应成为限制，而是用于提供本发明的可理解的描述。

现在参考图1，示出了两个通信网络的服务小区的系统示图100。当前服务小区102由基站104操作，如本领域中公知的，该基站104在基站附近根据定义的无线电通信协议易化空中接口。移动通信设备106被设计和配置为根据该空中接口操作，由此其可以经由基站参与通信活动。该基站是包括基站和其他固定装置的通信网络的一部分。相邻小区108、110是基站104所属的相同通信网络的一部分，并且使用与基站104使用的空中接口相同的空中接口操作。移动通信设备106可以穿过区域从一个小区行进到另一小区，用于该移动通信设备的服务从一个小区切换到下一小区。该切换过程是公知的，并且通常包括：该移动通信设备测量由相邻小区发射的信号，基于该测量从相邻小区中选择目标小区，并且随后使通信网络中的通信服务重新指向新的服务小区，同时该移动通信设备重新调谐到新的小区频率。

除了相邻小区108和110之外，另一小区112也与当前服务小区相邻，但是如以虚线为边界的小区112所指示的，其不是基站104所属的相同的通信网络的一部分。小区112进一步使用基本上不同于小区102、108和110的空中接口操作。在本发明的一个实施例中，小区102、108和110可以根据“演进通用地面无线电接入网络”(E-UTRAN)规范操作，并且小区112可以根据“cdma2000高速率分组数据空中接口规范”操作，并且正在进行的通信活动是数据通信活动，诸如例如，IP语音(VoIP)呼叫。

如果移动通信设备106在小区108或110的方向中行进，则服务可以例行地切换到适当的小区。然而，如果该移动通信设备远离小区102、108和110朝向如下区域移动：在该区域中这些小区所属的通信网络不支持服务而是由第二通信网络操作小区112提供服务，则有利的是，将通信服务切换到小区112。然而，如果移动通信设备仅负责联系小区112以针对切换进行布置，则导致的服务中断将是不可接受的。这假设该移动通信设备使用单个收发信机并且不具有用于同时与这两个通信网络通信的资源，这允许较便宜和较小的移动通信设备。延迟来自如下事实：即系统使用不同的移动标识符、不同的信道结构、不同的会话和协议堆栈等等。

现在参考图2，示出了根据本发明的实施例操作的两个通信网络的网络架构示图200。移动通信设备202当前连接到第一通信网络，诸如根据E-UTRAN规范操作的通信网络。移动通信设备202与基站204通信，该基站204可以是根据“演进节点B”的E-UTRAN规范操作的基站，或者简单地是“eNB”。基站204与核心网络206通信，该核心网络206可以是如E-UTRAN规范所规范的演进核心。特别地，该基站可操作地耦合至服务系统架构演进网关(SAE GW)208。该服务SAE GW易化基站和分组数据网络SAE网关(PDN SAE GW)之间的通信。该PDN SAE GW易化通信网络和广域分组网络211之间的分组数据通信。

基站204可以具有相邻基站或者由基站212建立的相邻小区。在本示例中，相邻基站212耦合至不同的服务SAE GW 218。在某些环境中移动通信设备202可以远离基站204朝向基站212行进，促使从基站204切换到基站212。该类系统内切换是例行的，并且由移动性管理实体(MME)214和216易化。如本示例中示出的，每个基站具有如虚线所指示的针对其各自的MME的控制链路。除了其他活动之外，该MME易化基站之间的信令以协调切换。

在第二通信网络中，存在诸如基站220的基站，其被称为基站收发信机(BTS)。在本示例中，第二网络可以是根据“cdma2000高速率分组数据空中接口规范”操作和配置的网络，其被称为演进数据优化或EV-DO系统。因此，根据本发明的实施例，第一通信网络是E-UTRAN系统并且第二系统是EV-DO系统。第二网络的基站可操作地耦合至无线电网络控制器(RNC)222，该RNC 222易化移动性管理和其他资源管理功能。该RNC耦合至分组数据服务节点224，该分组数据服务节点224依次耦合至服务SAE网关208，提供这两个系统之间的公共点。根据本发明在MME 214和RNC 222之间建立易化系统间切换的控制链路。

根据本发明，由于在第一通信网络中操作的移动通信设备的信号条件劣化，指示期望切换，并且更具体地，由于缺乏第一通信网络中的适当的目标小区因此期望切换到第二通信网络，当前服务基站204经由MME 214与RNC 222通信以协商将该移动通信设备和呼叫切换到第二通信网络的适当的基站。

现在参考图3，示出了根据本发明的实施例的在具有不同空中接口的通信网络之间执行呼叫切换的方法的信号流图300。与参考图2讨论的示例一致，如图3说明的方法包括：移动通信设备开始将数据呼叫从E-URTAN系统切换到EV-DO系统。本发明通过易化该移动通信设备将使用的单播接入终端标识符(UATI)的获取来易化与目标EV-DO系统的这种系统间切换，执行会话配置，并且在专用业务信道上以最小的中断与DO网络的目标基站连接。该示图示出了移动通信设备302、第一通信网络的eNB或基站304、移动性管理实体306、无线电网络控制器308和诸如DO网络的BTS的第二通信网络的目标基站310之间的示例性信号流。

本示例开始于移动通信设备参与第一通信网络中的数据呼叫。在例行操作期间，移动通信设备自第一通信网络基站接收到与当前服务小区相邻的系统内相邻小区的相邻小区列表。移动通信设备使用该信息定期地扫描相邻小区以获得信号强度和信道条件。相邻小区信息连同当前服务基站的信号条件一起被定期发射到当前服务基站(312)。在系统内切换中，基站将评估移动通信设备和基站之间的当前信号条件，并且如果该信号条件指示切换是必要的，则基站可以从相同通信网络中的其相邻小区中选择目标基站，并且开始例行切换。然而，根据本发明的本示例性实施例，基站或另一网络实体评估相邻小区信息(314)并且基于自312接收的测量确定信号条件指示需要切换，并且不存在适用于接收该切换的系统内小区。

作为响应，根据本发明，服务基站提供诸如EV-DO系统的第二通信网络的至少一个邻近小区的小区信息。例如，当前服务基站可以具有作为网络运营商之间的协定的结果的该信息。将认识到，尽管这里示出，在决定314之后该信息将被发射到移动通信设备以评估系统间切换条件，但是可能在更早时发射关于第二通信网络的小区的相邻小区信息，并且在作出决定314时，在316处基站仅命令移动通信设备进行评估。为了易化系统间切换，移动通信设备还向基站提供关于当前呼叫的会话简档信息和协议参数318。该信息是必要的，使得可以在第二通信网络上获得相同水平的通信，如移动通信设备中的应用所需要的。

在接收到关于第二通信网络的相邻小区的相邻小区信息时，移动通信设备随后开始测量所指示的第二通信网络的相邻小区的信号条件320。这包括重新配置移动通信设备的收发信机以接收由第二通信网络的基站发射的控制信号，这是因为它们根据不同于第一通信网络的空中接口操作。第二通信网络的基站的信号条件的测量结果被发射回第一通信网络的服务基站(321)。如果第二通信网络的至少一个测量小区被认为是适用于切换的目标，则基站304将开始系统间切换。

经由MME 306执行系统间切换。当前服务基站向MME发射会话简档和协议参数(322)，该MME将该会话简档和协议参数转发到第二通信网络的RNC 308(324)。RNC和一个或多个切换候选基站评估该信息(326)以及在该一个或多个切换候选基站处的当前可用资源以确定哪个基站应接收该切换。可替选地，如果不能支持如初始指定的请求，则RNC可以作出反建议。

一旦作出关于第二通信网络的目标基站的参数和标识的决定，RNC就通过MME在授权消息中将该信息发射回服务基站(330、332)。同时，RNC可以向目标基站通知该迫近的切换328。RNC提供的信息可以包括：例如，移动通信设备在与第二通信网络通信时将使用的单播接入终端标识符(UATI)；包括网络地址和节点地址的目标基站的扇区ID；随机接入参数，诸如接入周期持续时间、接入前导长度、开环调节、初始接入探测调节、探测序列中的接入探测的数目、探测之间的功率增加和探测序列之间的回退持续(backoff persistence)概率；会话中将使用的协议集合，诸如相关的协议参数，如鉴权密钥长度；专用控制和业务信道参数，诸如指配给移动通信设备的媒体接入控制(MAC)索引、与反向导频信道有关的应答信道和数据速率信道增益和对应于目标基站的数据速率控制覆盖；以及用于指示移动通信设备是否需要随机接入以接入第二通信网络的目标基站的随机接入要求标志。这些参数和信息由服务基站发送到移动通信设备(334)，并且服务基站可以指示移动通信设备切换到所指示的第二通信网络的目标基站的行动时间。

随机接入要求标志由第二通信网络的目标基站和RNC确定。基于第二通信网络上的反向链路负载、完成从第一网络到第二网络的切换的预期时间间隔或者进行中的呼叫的QoS或服务水平，可以作出该决定。

移动通信设备在接收到该信息时，使用所指示参数，并且使用第二通信网络的空中接口开始接入目标基站310的过程。如果设定了随机接入要求标志，则移动通信设备将首先使用切换授权消息中承载的随机接入参数进入随机接入过程，并且在接收到来自第二网络的目标基站的应答之后，切换到第二网络上的指配的专用业务和控制信道。否则，移动通信设备将绕过随机接入过程并且使用切换授权消息中承载的专用控制和业务信道参数切换到第二网络上的指配的专用业务和控制信道。在成功准入时成功地切换呼叫，并且在核心网络中将信息从第一通信网络重新路由到第二通信网络。

在不偏离本发明的精神或基本属性的前提下本发明可以具体化为其他形式。因此，应由所附权利要求而非前面的说明书指出本发明的范围。

Claims (16)

1.一种在移动通信设备处在具有相异空中接口的网络之间对进行中的呼叫执行呼叫切换的方法，包括：

在第一通信网络的基站处，自所述移动通信设备接收第一相邻小区测量，所述移动通信设备对所述第一通信网络所述基站的相邻小区执行所述第一相邻小区测量；

在所述第一通信网络的所述基站处，确定所述相邻小区测量指示期望切换到第二通信网络，其中所述第二通信网络使用不同于所述第一通信网络的空中接口；

自所述第一通信网络的所述基站向所述移动通信设备发射相邻小区列表，所述相邻小区列表包括第二通信网络的至少一个相邻小区；

在所述第一通信网络的所述基站处，自所述移动通信设备接收会话简档，所述会话简档包括所述移动通信设备所期望的用于在所述第二通信网络上呼叫的会话控制和协议参数；

在所述第一通信系统的所述基站处，自所述移动通信设备接收所述第二通信网络的所述至少一个相邻小区的相邻小区测量；

自所述第一通信网络的所述基站开始与所述第二通信网络的无线电网络控制器的切换协商；

在所述第一通信网络的所述基站处，自所述无线电网络控制器接收切换授权消息，所述切换授权消息包括目标基站标识符和连接参数，所述目标基站标识符对应于所述第二通信网络的目标基站；以及

将所述目标基站标识符和连接参数发射到所述移动通信设备；

其中所述移动通信设备根据所述连接参数，使用所述目标基站标识符来切换到所述第二通信网络的所述目标基站。

2.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述第一通信网络是根据演进通用地面无线电接入网络规范操作的系统，并且所述第二通信网络是根据cdma2000高速率分组数据空中接口规范操作的系统。

3.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述第一通信网络的所述基站和所述第二通信网络的所述无线电网络控制器通过移动性管理实体进行通信。

4.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中开始与所述无线电网络控制器的所述切换协商的步骤包括：向所述无线电网络控制器发送会话简档，所述会话简档包括所述移动通信设备使用的用于所述呼叫的会话控制和协议参数。

5.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中在开始所述切换协商时，所述无线电网络控制器选择所述呼叫将被切换到的所述第二通信网络的基站。

6.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括将由所述移动通信设备使用的指配标识符。

7.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括对应于所述目标基站的扇区的扇区标识符。

8.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括随机接入参数，所述随机接入参数在所述移动通信设备开始向所述目标基站进行所述切换时将被使用。

9.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括专用控制和业务信道参数，所述专用控制和业务信道参数在所述移动通信设备开始向所述目标基站进行所述切换时将被使用。

10.如权利要求1所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括随机接入要求标志，所述随机接入要求标志用于指示所述移动通信设备在开始向所述目标基站进行所述切换时是否将使用随机接入过程。

11.一种执行从第一通信网络到第二通信网络的呼叫切换的方法，其中所述第一通信网络和第二通信网络使用不同的空中接口，所述方法包括：

在所述第二通信网络的无线电网络控制器处，经由所述第一通信网络的移动性管理实体自所述第一通信网络的基站接收切换请求，所述切换请求包括在所述第一通信网络中操作的移动通信设备执行的所述第二通信网络的基站的至少一个相邻小区测量，并且所述切换请求进一步包括所述移动通信设备的会话简档，所述会话简档包括所述移动通信设备使用的用于所述呼叫的会话控制和协议参数；

在所述无线电网络控制器处，基于会话简档和所述第二通信网络的基站的可用资源，选择用于接收所述切换的所述第二通信网络的基站；

在所述无线电网络控制器处生成授权消息，所述授权消息包括所述移动通信设备在切换时将使用的标识符、将接收所述切换的所述第二通信网络的目标基站的目标基站标识符和所述移动通信设备在连接到所述第二通信网络的所述基站时将使用的连接参数；以及

自所述无线电网络控制器向所述第一通信网络的所述基站发射所述切换授权消息；

其中所述移动通信设备根据所述连接参数，使用所述目标基站标识符来切换到所述第二通信网络的所述目标基站。

12.如权利要求11所述的执行呼叫切换的方法，其中所述第一通信网络是根据演进通用地面无线电接入网络规范操作的系统，并且所述第二通信网络是根据cdma2000高速率分组数据空中接口规范操作的系统。

13.如权利要求11所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括对应于所述目标基站的扇区的扇区标识符。

14.如权利要求11所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括随机接入参数，所述随机接入参数在所述移动通信设备开始向所述目标基站进行所述切换时将被使用。

15.如权利要求11所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括专用控制和业务信道参数，所述专用控制和业务信道参数在所述移动通信设备开始向所述目标基站进行所述切换时将被使用。

16.如权利要求11所述的执行呼叫切换的方法，其中所述切换授权消息进一步包括随机接入要求标志，所述随机接入要求标志用于指示所述移动通信设备在开始向所述目标基站进行所述切换时是否将使用随机接入过程。

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