CN101795244B - Ip通信网络或子网络之间的网络互操作性 - Google Patents

Ip通信网络或子网络之间的网络互操作性 Download PDF

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Abstract

本发明涉及IP通信网络或子网络之间的网络互操作性。用于源和目的地通信网络之间交互工作的网关设备，以解决当网络内的通信使用互联网协议(IP)时缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可的问题。该设备包括：源网络前端仿真器，用于仿真到所述目的地网络的所述源网络的前端IP服务器元件；以及目的地网络前端仿真器，用于仿真到所述源网络的所述目的地网络的前端IP服务器元件。该设备经由仿真器调解所述源和所述目的地网络之间的通信。

Description

IP通信网络或子网络之间的网络互操作性
技术领域
本发明涉及用于全IP通信网络或子网络或者全部或部分使用IP进行通信的网络之间的网络互操作性(interoperability)的装置和方法，而且更具体地但不仅仅涉及即使当各自网络之间没有商业关系时仍给全世界的通信网络提供互连性。
背景技术
漫游经纪人(roamingbroker)的概念在GSM世界中通过若干GSM漫游经纪人的存在而得以证实。它们中的一些已经被GSMA(GSM协会)所发起。对漫游经纪人的需要主要是由于如下事实造成的：新的小运营商没有时间和资源来与许多现有运营商签署漫游协议以便为其出境漫游者(outbound roamer)的需要提供服务，或者大运营商没有资源来与新的小运营商签署漫游协议。Swisscom的国际专利申请号WO9955107提出了这样的漫游经纪人，并且尤其是诸如来自不被认可(non-recognized)网络的移动标识如何能够通过将漫游者的本地网络标识切换到被漫游网络所认可的经纪人的标识来获取漫游注册之类的问题。
在下一代的通信中，该问题预期将更加广泛并且不再限于漫游或移动电话。下一代通信网络预期是基于互联网协议(IP)的。不仅将存在更多的移动网络而且这样的交互工作(interworking)问题可应用到其希望与世界上的任何其他网络拨打电话的固定线路和电缆网络。而且将存在比如说来自WiFi/WiMAX区域的大量较小网络。从全市到热点型网络范围内的WiFi/WiMAX网络的运营商也将想要给其用户提供全连接性，并且对于每个小热点运营商将不可能被包含在全交互工作的协议中。因而将存在IMS(IP多媒体子系统)播放器以及还有要求交互工作的固定线路和电缆网络运营商，但其绝对的数量将使得全交互工作不切实际。
长期演进(LTE)指的是用于第四代移动电话4G的标准。LTE需要在下行链路中高达100Mbit/s而在上行链路中高达50Mbit/s的理论容量。美国大多数主要的移动运营商以及若干全球运营商已经宣布要将其网络转换成LTE的计划，并且世界上第一个公共可用的LET服务于2009年12月14日在两个斯堪的纳维亚(Scandinavian)首都斯德哥尔摩(Stockholm)和奥斯陆(Oslo)标以4G地被开放。物理无线电接口处于名为“高速OFDM分组接入(HSOPA)”——现在名为“演进的UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)”——的早期阶段。
下一代网络(NGN)可包括LTE作为替代当前GPRS层的基础结构。在下面更详细讨论的IMS可层叠在LTE层的顶部上，但这不是必需的。一个方案可只具有LTE而没有IMS。备选方案是只具有在GPRS顶部上的IMS而没有LTE。在LTE中，相关网络元件是MME，MME在下面进行讨论并且像传统GSM网络中的VLR那样运行。另一个元件是本地用户服务器或HSS，其与GSM网络的HLR共享功能。在LTE漫游中，MME向本地HSS发送新入境漫游用户的注册请求。相比于使用MAP的传统GPRS网络，且除了使用SIP的IMS注册之外，所使用的协议是Diameter。
IP多媒体子系统(IMS)是传递互联网协议(IP)多媒体服务的体系架构。它原本由标准体诸如作为除GSM以外的演进移动网络版本的一部分的3GPP(第三代合作伙伴计划)来指定。其原始表述(3GPP R5)代表一种通过通用分组无线业务(GPRS)传递“互联网服务”的方法。这个版本后来通过要求支持除了GPRS之外的网络诸如无线LAN、CDMA2000和固定线路而被3GPP，3GPP2和TISPAN所更新。
为了易于与互联网集成，IMS尽可能地使用互联网工程任务组(IETF)协议，例如会话初始化协议(SIP)。IMS旨在帮助从无线和有线终端访问多媒体和语音应用，即创建固定移动融合(FMC)的形式。这是通过具有将接入网和服务层隔离的水平控制层而完成的。
目前，交互工作的问题主要由蜂窝网络和漫游引起，原因在于漫游电话在允许呼叫之前必须向其本地网络注册。该问题在涉及PSTN的情况下不大严重，原因在于固定电话不漫游而且因为国际电话连接往往通过国际连接而设法丢掉其源信息(CLI)，以致接收网络不知道该呼叫源自哪里。因而现今，国际电话往往能够在处于战争状态的两个国家之间被拨打，原因在于接收网络不知道呼叫的源头。然而，IP协议保留源信息并且因而该问题开始成为固定线路网络的重要问题。
另一个问题是虚拟运营商的出现。已经存在没有任何交换机或电线的电话运营商。它们仅仅从有线运营商大批地打折购买电话时间并将该时间销售给其客户。移动虚拟网络运营商(MVNO)的出现也是预期的，所述MVNO没有其自己的基站或频谱而是大批地购买时间。实际上，有线运营商它们本身可建立MVNO并且提高移动运营商的数量并因此提高漫游能力。每对移动运营商需要签署漫游协议就施加了足够难的约束，但是当这被扩展到全部网络之间的交互工作时以及当预期的大规模IMS部署发生时，显然一对一的协议将是不可行的。
就是说，不仅对其中涉及漫游用户的漫游的情形而且在没有直接关系的IMS网络之间的国际互操作性的情形下都需要交互工作。在IMS中，为了会话从网络A直接去往网络B，这两个网络都可预期具有双边协议。
一种可能的选择将是使用国际运营商。但这样的国际运营商也将必须仿真(emulate)IMS网络。因此，相同的互操作性问题可应用于国际运营商。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于源和目的地通信网络之间交互工作的网关设备，其中缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可，所述网络内的通信使用互联网协议(IP)，该设备包括：
源网络前端仿真器，用于仿真到所述目的地网络的所述源网络的前端IP服务器元件(for emulating front end IP server componentsof the source network to the destination network)；以及
目的地网络前端仿真器，用于仿真到所述源网络的所述目的地网络的前端IP服务器元件；从而调解(mediate)所述源和所述目的地网络之间的通信
该设备可被定位成与由所述源网络和所述目的地网络两者所认可的第三通信网络实体关联。
在一个实施例中，该通信使用会话初始化协议(SIP)且其中所述前端IP服务器元件仿真包括SIP功能。
在一个实施例中，所述通信是在所述源网络注册的且向所述目的地网络寻求注册确认的移动装置之间的漫游注册通信。
在一个实施例中，所述目的地网络前端仿真器仿真到源网络的代理-呼叫会话控制功能服务器(P-CSCF，proxy-call session controlfunction server)的询问-呼叫会话控制功能服务器(I-CSCF，interrogating-call session control function server)，而源网络前端仿真器仿真到目的地网络的I-CSCF的P-CSCF。
在一个实施例中，所述目的地网络前端仿真器仿真到源网络的服务(serving)-呼叫会话控制功能服务器(S-CSCF)的询问-呼叫会话控制功能服务器(I-CSCF)，而源网络前端仿真器仿真针对目的地网络的询问-呼叫会话控制功能服务器(I-CSCF)的S-CSCF。
在一个实施例中，所述通信使用diameter协议，且其中所述前端IP服务器元件仿真包括diameter功能，并且所述通信是在所述源网络注册的且向所述目的地网络寻求注册确认的移动装置之间的漫游注册通信。
在一个实施例中，源网络前端仿真器仿真到目的地网络的HSS的MME，而目的地网络前端仿真器仿真到源网络的MME的HSS。
在一个实施例中，源网络前端仿真器仿真到目的地网络的PDN网关的S网关，而目的地网络前端仿真器仿真到源网络的S网关的PDN网关。
在一个实施例中，源网络前端仿真器仿真到目的地网络的H-PCRF的V-PCRF，而目的地网络前端仿真器仿真到源网络的V-PCRF的H-PCRF。
在一个实施例中，所述源网络前端仿真器包括源地址替换部件以用指示所述第三通信网络实体的地址替换数据分组内指示源网络的地址。
在一个实施例中，所述目的地网络前端仿真器包括目的地地址替换部件以用指示所述第三通信网络实体的地址替换数据分组内指示目的地网络的地址。
根据本发明的第二方面，提供一种用于源和目的地通信网络之间交互工作的方法，其中缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可，所述网络内的通信使用互联网协议(IP)，该方法包括：
仿真到所述目的地网络的所述源网络的前端IP服务器元件；以及
仿真到所述源网络的所述目的地网络的前端IP服务器元件；从而调解所述源和所述目的地网络之间的通信。
除非另外指出，本文所用的所有技术和科学术语具有与如该发明所属的领域的技术人员普遍理解的相同意义。本文提供的材料、方法和示例仅仅是说明性的而不打算作为限制。
字词“示例性”在本文中用来意指“用作示例、实例或说明”。如“示例性”描述的任何实施例不必解释为与其他实施例相比是优选的或有利的和/或排除引入来自其他实施例的特征。
字词“可选地”在本文中用来意指“被提供在一些实施例中而不被提供在其他实施例中”。发明的任何特定实施例可包括多个“可选的”特征，除非这样的特征冲突。
发明实施例的方法和/或系统的实施方式能够包含人工地、自动地或其组合执行或完成所选择的任务。
此外，根据发明的方法和/或系统的实施例的实际仪器和设备，可以通过硬件、通过软件或通过固件或者通过其组合使用操作系统来实施若干所选择的任务。
例如，用于执行根据发明的实施例的所选择任务的硬件可以被实施为芯片或电路。作为软件，根据发明的实施例的所选择任务可以被实施为多个软件指令，所述软件指令由计算机使用任何适当的操作系统来执行。在发明的示例性实施例中，根据本文描述的方法和/系统的示例性实施例的一个或更多任务由数据处理器执行，所述数据处理器例如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性储存器，例如磁硬盘和/或可移动介质。
可选地，还提供网络连接。还可选地提供显示器和/或用户输入装置诸如键盘或鼠标。
附图说明
在此参考附图仅作为示例对该发明进行描述。现在详细具体参照附图，强调的是所示的详情仅作为示例和用于本发明的优选实施例的示例性讨论的目的，并且被介绍以便提供那些认为是对发明的原理和构思方面的最有用且容易理解的描述。就这一点而言，不企图比为基本理解发明而所需的更详细地示出该发明的结构细节，结合附图的描述使得本领域技术人员显而易见实际中如何体现该发明的若干形式。
在附图中：
图1是根据本发明的概括实施例说明在没有直接关系的源和目的地网络之间进行调解的中间网络的简化框图，
图2示出了根据本发明的漫游实施例说明在没有直接关系的源和目的地网络之间进行调解的中间网络的简化框图，其中漫游注册由用户在源网络处实施并且其本地网络是目的地网络；
图3是根据本发明的交互工作实施例说明在没有直接关系的源和目的地网络之间进行调解的中间网络的简化框图，其中这些网络中的一者或两者可为固定线路或相似网络；
图4是根据本发明的交互工作实施例说明在没有直接关系的源和目的地网络之间进行调解的中间网络的简化框图，其中HSS和MME网络单元被仿真；
图5是根据本发明的交互工作实施例说明在没有直接关系的源和目的地网络之间进行调解的中间网络的简化框图，其中PDN和S-网关单元被仿真；
图6是根据本发明的交互工作实施例说明在没有直接关系的源和目的地网络之间进行调解的中间网络的简化框图，其中H-PCRF和V-PCRF单元被仿真；
图7是示出图2的漫游经纪人实施例中的各个单元之间的交互工作的简化图；
图8是示出图3的交互工作实施例中的各个单元之间的交互工作的简化图；
图9是根据图2的实施例示出漫游注册的信号流的简化图；
图10是示出图2的实施例中的移动主叫(originated call)的信号流的简化图；
图11是示出图2的实施例中的移动被叫(terminated call)的信号流的简化图；以及
图12是示出本发明的交互工作经纪人的概括实施例的简化框图，其中组合图4、5和6的所有仿真。
具体实施方式
本实施例包括其中计划的下一代通信网络能够提供全连接性而各个网络运营商不必具有与世界上的每个其他网络的适当协议的方式。下一代网络预期是基于分组的并且完全基于互联网协议(IP)进行分组传送。本实施例涉及在其中全部源和目的地地址被放置在分组报头中的IP情形下的源和目的地网络之间的通信问题。源和目的地网络因而完全知晓彼此并且可被很好地编程以防止没有适当的协议时的数据交换。
本实施例将通信重定向到第三方网络，然后在第三方网络处实施源和目的地网络将预期从彼此看到的服务器活动的仿真。因而，源网络把第三方网络看作目的地网络而目的地网络把第三方网络看作源网络。
第三方网络能够是移动网络、固定线路网络、或者任何充当中介者(mediator)或国际运营商的任何网络实体，其中源和目的地网络可以向其签署漫游或交互工作协议。
交互工作网络(IG)可位于第三方网络中。在LTE的情形下，IG接收来自漫游(被访问)网络的MME的Diameter命令，并且充当针对漫游网络的HSS，同时发送命令到本地网络的真实HSS并且现在充当针对本地网络的MME。
在IMS情形下，SIP被用于命令并且I-CSCF、S-CSCF和P-CSCF元件被仿真，这将在下面进行讨论。
根据本发明的设备和方法的原理和操作可参照附图和伴随的描述进行更好的理解。
在详细解释该发明的至少一个实施例之前，要理解该发明不限于其应用到以下描述中阐述的或附图中示出的元件的构造和布置的细节。该发明能够有其他实施例或者以各种方式被实行或实施。而且，还要理解在此采用的措词和术语用于描述的目的而不应当视为限制。
现在参照图1，图1说明了用于在源网络12和目的地网络14之间交互工作的交互工作网关设备10。被禁止的箭头16指示缺乏源12和目的地14网络之间的相互认可。网络内的所有通信是使用作为传输层的互联网协议(IP)(包括其变型或后继)的分组通信。
交互工作网关10位于中间网络18上或者与其关联，该中间网络18具有与源和目的地网络的协议。呼叫例如在源网络12处进行拨打并且指示目的地网络。源网络知道其没有与目的地网络的协议，但它有兴趣允许完成该呼叫。
源网络12因而将其目的地地址处于定义特定目的地网络14的范围内的所有分组转发到中间网络18，其中与目的地网络14没有直接协议。中间网络将这些分组转发到网关10。
网关10包括两个主元件。第一个是源网络前端仿真器20，其仿真到目的地网络的源网络的前端IP服务器元件。第二个是目的地网络前端仿真器22，其仿真到源网络的目的地网络的前端IP服务器元件。这两个仿真器20和22每个提供被仿真的网络的前端活动以便另一个网络能够好像其被直接连接那样进行交互。因而，源网络好像直接连接到目的地网络那样进行交互，而目的地网络好像直接连接到源网络那样进行交互。网关因而可对这两个网络中的任一个都透明，除了每个认可网关的IP地址并且因此不禁止通信。
源网络前端仿真器20和目的地网络前端仿真器22两者分别包括地址替换部件24和26，它们用中间网络的地址替换源网络和目的地网络的地址。因而，目的地网络不接收指示源网络的分组。类似地，源网络不接收指示目的地网络的分组。相反，每个网络均接收指示中间网络为其对应物的分组。
在一个实施例中，网络之间的通信使用会话初始化协议(SIP)，如上面在背景技术中所讨论的。前端IP服务器元件仿真因而可包括SIP功能。
许多不同种类的通信能够在网络之间进行传送，这取决于网络的种类。如果两个网络都是漫游网络，则一种通信可以是正在漫游的且试图在源网络处注册的移动设备之间的漫游注册通信。为了完成漫游注册，漫游者试图注册的网络可要求来自目的地网络(其对漫游者而言是本地网络)的注册确认以确认：a)漫游用户实际上属于目的地网络，b)被允许漫游以及c)本地网络可为漫游活动进行记账。
当然如果在源和目的地网络之间没有直接关系，则不能够提供这样的注册确认，并且确实，源网络通常甚至不会向目的地网络发出请求。本实施例允许构成注册确认请求的数据分组被路由到网关10。在网关10处，源前端仿真器20向目的地网络14发送如果在居间网络处进行漫游注册时会已经发送的分组(一个或多个)的模拟。目的地向网关确认注册并且记录中间网络作为当前地址。网关然后使用目的地前端仿真器22向源网络发送注册确认。向源网络发送的数据分组(一个或多个)是如果在中间网络处存在注册的漫游者时会已经发生的交互的仿真。
现在参考图2，图2说明了I P多媒体子系统(IMS)的本发明的实施例。IMS使用实施呼叫会话控制功能(CSCF)的服务器——因此服务器被称为CSCF服务器——来管理移动网络之间的网络交互。这些功能可为SIP功能。代理CSCF(P-CSCF)是最靠近发起漫游注册的电话的服务器。询问CSCF服务器(I-CSCF)位于目的地IMS网络的前面，其应当接收注册请求并将该请求转发到适当的服务CSCF(S-CSCF)。
在图2的实施例中，目的地网络前端仿真器22仿真到源网络的P-CSCF 30的I-CSCF。源网络前端仿真器20到目的地网络的I-CSCF 32的P-CSCF。
图2的实施例是针对企图到达本地网络的漫游用户的典型架构。
服务CSCF服务器(S-CSCF)是信令平面的中央节点。S-CSCF是SIP服务器，但也执行会话控制。它还可位于本地网络(为漫游用户提供服务)，并且可使用到本地签约服务器(HSS)的Diameter Cx和Dx接口来下载用户简档。Diameter协议可用来执行AAA操作，即验证、授权和计费。
现在参照图3，图3是示出仿真到源网络的S-CSCF 40的I-CSCF的目的地网络前端仿真器22的实施例。另外，源网络前端仿真器20仿真朝目的地网络的I-CSCF 42的S-CSCF。图3的实施例是IMS网络的移动用户之间的国际呼叫的典型架构，其中不涉及漫游。该实施例可进一步扩展到其中一个或两个网络根本不是移动网络而是固定线路网络或使用IMS的任何其他网络的情形。
要注意，S-CSCF的仿真可仅仅是这种服务器的前端特征的仿真，而不必是全仿真。
基于IP的通信网络具有可被仿真以获得相同效果的其他实体，并且图4到6代表这种实体的选择。
现在参照图4，图4说明了LTE情形。在图4中，目的地网络使用本地签约服务器(HSS)来保留各个用户的签约和位置的细节。源网络前端仿真器20仿真到目的地网络的HSS 50的移动性管理实体MME，而目的地网络前端仿真器22仿真到源网络的MME 52的HSS。
现在参照图5，源网络前端仿真器20仿真到目的地网络的公共数据网络(PDN)网关60的S网关或服务网关，而目的地网络前端仿真器22仿真到源网络的S网关62的PDN网关。
现在参照图6，所讨论的实体是策略计费规则功能服务器(policycharging rule function server)或PCRF，其中有一个在起源网络而一个在目的地网络。源网络前端仿真器20仿真到目的地网络的H-PCRF70的V-PCRF，而目的地网络前端仿真器22仿真到源网络的V-PCRF 72的H-PCRF。
现在更详细地考虑上面实施例的各个方面。
本地用户服务器
上面讨论的本地用户服务器(HSS)有时也被称为用户简档服务器功能(UPSF)。HSS是支持实际处理呼叫和数据会话的IMS或LTE网络实体的主用户数据库。HSS含有与签约有关的信息(用户简档)，执行对用户的验证和授权，并且能够提供关于用户位置的信息和I P信息。其类似于GSM本地位置寄存器(HLR)和验证中心(AUC)。
当使用多个HSS时，需要用户位置功能(SLF)来映射用户地址。HSS和SLF两者都通过上面提及的Diameter协议进行通信。Diameter被用来执行AAA操作，即验证、授权和计费。
用户标识
一般而言，3GPP网络使用以下标识：
●国际移动用户标识(IMSI)
●临时移动用户标识(TMSI)
●国际移动设备标识(IMEI)
●移动用户ISDN号码(MSISDN)
IMSI是存储在用户识别模块(SIM)中的唯一电话标识。为了改善隐私，TMSI是按地理位置生成的。尽管IMSI/TMSI被用于用户识别，但是IMEI是唯一装置标识并且是特定于电话的。MSISDN是用户的电话号码。
IMS还需要IP多媒体私人标识(IMPI，IP Multimedia PrivateIdentity)和IP多媒体公共标识(IMPU)。两者都不是电话号码或类似的数字系列，反而它们是统一资源标识符(URI)，其可包括数字(TelURL，如电话：+1-555-123-4567)或字母数字标识符(SIP URI，如sip：john.doeexample.com)。每个IMPI可能有多个IMPU(往往是Tel URL和SIP URI)。IMPU还能够与另一个电话共享，两者都能够用相同标识(例如，全家的单个电话号码)来到达。
HSS用户数据库可含有IMPU、IMPI、IMSI和MSISDN，用户服务简档，服务触发器以及其他信息(视情况而定)。
呼叫/会话控制
会话初始化协议(SIP)服务器或代理——共同称为呼叫会话控制功能(CSCF)——被用来处理IMS中的SIP信令分组。
代理-CSCF(P-CSCF)是SIP代理，其是IMS终端的第一接点。P-CSCF可位于被访问(visited)网络中(如果其为全IMS网络)或者位于本地网络中(例如如果被访问网络还不是IMS相容)。一些网络可针对这个功能使用会话边界控制器。该终端发现其P-CSCF。因而发现的P-CSCF然后在注册期间被分配给IMS终端，并且在注册的持续期间内不会变化。P-CSCF位于(sit)所有信令消息的路径(path)上，并且能够检查每个消息。P-CSCF验证用户并建立与IMS终端的安全关联。这就防止欺骗攻击和重放攻击并且保护用户的隐私。其他节点信任P-CSCF，并且不必再次验证用户。
P-CSCF还可压缩和解压缩SIP消息，因而减少通过慢无线电链路的往返行程。P-CSCF可包括策略决定功能(PDF)，其授权媒介平面(media plane)资源例如媒介平面上的服务质量(QoS)。这样可用于策略控制、带宽管理等等。PDF还能够是单独的功能。
P-CSCF还可生成计费记录。
服务CSCF(S-CSCF)是信令平面的中央节点。其是SIP服务器，但也执行会话控制。它总是位于本地网络。其使用到HSS的Diameter Cx和Dx接口来下载和上传用户简档。S-CSCF没有用户的本地存储器。所有必要的信息从HSS加载。
S-CSCF处理SIP注册，这就允许其绑定用户位置(例如终端的IP地址)和SIP地址。S-CSCF位于所有信令消息的路径上，并且能够检查每个消息。S-CSCF决定SIP消息将被转发到哪个应用服务器(一个或多个)以便获取其服务。S-CSCF一般使用电子编号(ENUM，ElectronicNumbering)查找来提供路由服务。S-CSCF实施网络运营商的策略。而且，出于负载分布和高可用性原因在网络中可能存在多个S-CSCF。当I-CSCF查询HSS时，是HSS将S-CSCF分配给用户。
询问-CSCF(I-CSCF)是另一个位于管理域的边缘处的SIP功能。其IP地址被公布在该域的域名系统(DNS)中，以便远程服务能够找到它并且将其用作SIP分组到这个域的转发点(例如注册)。
I-CSCF使用Diameter Cx接口来查询HSS以检索用户位置，然后将SIP请求路由到其分配的S-CSCF。在高达Release 6的IMS的版本中，I-CSCF还可用来通过加密部分SIP消息而掩藏内部网络以免外部世界看到，在这种情况下I-CSCF被称为拓扑掩藏的网络间网关(THIG，Topology Hiding Inter-network Gateway)。从Release 7起，这样的功能从I-CSCF去除并且成为互连边界控制功能(IBCF)的一部分。IBCF被用作到诸如互联网或固定线路电话网络之类的外部网络的网关。
(1)IMS漫游经纪人
现在参照图7，图7说明了作为IMS网络的漫游经纪人的本实施例的实施方式。IMS漫游经纪人背后的技术思想可通过以下示例进行解释。假设属于德国的蜂窝网络80的用户78试图从德国漫游到非洲的新网络——漫游网络82，该漫游网络82与德国运营商没有漫游协议。然而，非洲网络已经与位于土耳其的漫游经纪人84签署了协议。当漫游用户在漫游网络中接通移动装置时，注册请求被路由到本地网络。如果该请求被路由到德国网络，则它将被拒绝，原因在于德国网络没有与非洲网络的协议。因此，注册请求被路由到土耳其经纪人84，其仿真本地网络。现在该经纪人将非洲网络的原始地址修改为土耳其网络，并且将注册请求路由到德国网络。该德国网络可假设该用户在土耳其进行注册并且可接受该注册。
更详细地，当漫游用户试图在非洲注册时，上面讨论的P-CSCF IMS服务器元件86正常地将把注册路由到本地网络80的I-CSCF 88。在本情形下，经纪人84取代本地网络并且使用I-CSCF仿真器90来仿真I-CSCF的活动。因而，本地网络的部分被经纪人占用。该经纪人可修改原始地址，并且然后可路由请求到真实本地网络，现在充当朝本地网络的I-CSCF 88的P-CSCF 92。经纪人84因此是I-CSCF和P-CSCF的仿真，仿真位于一侧的本地网络和位于另一侧的漫游网络。
该经纪人还可为记账目的而维护漫游活动的呼叫数据记录(CDR)，其正常地将在起源端网络和目的地网络之间进行直接传送。在本实施例中，CDR可经由漫游经纪人进行传送并且被相应地适配以便允许所有相关网络接受这些地址。
(2)IMS互操作性经纪人
上面情况涉及蜂窝网络并且尤其是涉及一方漫游离开其本地网络的情形。现在参照的图8的实施例可应用于没有漫游时和一个或更多网络是固定线路网络或电话互联网服务时。图7的漫游经纪人的部分由IMS互操作性经纪人100取代，IMS互操作性经纪人100仅在它们之间没有直接关系的任何两个基于I P的网络102和104之间进行调解。在互操作性经纪人的情形下，分别在网络102和104的两个用户之间(例如国际呼叫)，呼叫或IP会话从起源网络102向目的地网络104发出。
在IMS中，为了两个网络之间的直接通信，服务于起源用户的S-CSCF 106或者IMS网络中的另一个实体诸如中断网关(BGCF，breakout gateway)可知道在给目的地用户服务的网络，以便向该网络路由会话。对于对起源网络未知的所有网络，另一个选择是使用国际运营商。然而，该运营商可能必须修改起源网络的源地址，否则目的地网络可能不接受该会话。如果目的地网络位于对起源网络有敌意的国家，或者如果在源国家或目的地国家之间有竞争业务，则该会话可能不被连接，除非该源地址被改变并用运营商或经纪人地址进行替代。因而，中间网络18可为国际运营商。IMS经纪人100因而可位于这样的国际运营商处或其他地方，并且可充当向起源网络的I-CSCF 108以便获取该会话。然后，它需要充当向目的地网络的S-CSCF 110，其具有与该目的地网络的互操作性关系。该经纪人可修改源地址(如果需要的话)，因此目的地网络不会看到起源网络的任何踪迹。
在这种情形下该经纪人是IMS I-CSCF 108和S-CSCF 110的相关部分的组合，而在漫游情形下(图7)其仿真I-CSCF+P-CSCF。注意，该经纪人仿真S-CSCF，只限于需看似为会话的源头。不需要实施全S-CSCF能力。
在其他情形下，代理100可充当媒体网关或者向目的地网络的另一个IMS实体，不必是S-CSCF，只要其是能够将呼叫从IMS网络路由到另一个IMS网络并且修改会话的源地址的IMS实体即可。在上面图4-6中已经给出了示例。
IMS漫游经纪人流
图9、10和11分别示出了漫游注册的三个基本流，即向本地网络注册的被访问网络中的漫游用户-图9，移动主叫-图10和移动被叫-图11。互操作性经纪人的流是类似的。
注册
图9示出了根据本发明的优选实施例的注册过程。
本地网络120没有与被访问网络122的漫游协议。
IMS经纪人网络124是本地网络和被访问网络之间的经纪人。
终端用户终端向被访问网络注册。被访问网络路由消息到IMS经纪人网络以完成注册。
IMS经纪人检查用户的路由并且改变P-Visited-Network-ID报头，将Path报头改变为其自己的URI而不是被访问网络P-CSCF路径，并且还将全球唯一ICID值(IMS计费标识符(Charging IDentifier))添加到P-Charging-Vector报头。
IMS经纪人发送注册消息到本地网络。
在本地网络检查了注册消息后，本地网络用401未授权(Unauthorized)消息询问IMS终端用户并且将其发送给IMS经纪人。IMS经纪人从路径中去除其本身并且将被访问网络的P-CSCF添加到路径。
终端用户发送具有验证向量(authentication vector)的新注册消息。IMS经纪人再次改变Path、p-Charging-Vector和p-Visited-Network-ID。
在本地网络验证和授权用户后，其发送200“好(ok)”消息到IMS经纪人。该IMS经纪人改变Path报头并且将200“好”消息发送到被访问网络的P-CSCF。
IMS经纪人将当前用户的公共标识添加到其公共标识管理以便现在注册的漫游用户能够在被呼入(被叫)请求时被找到。
Mo呼叫：
现在参照图10，图10说明了经由经纪人的移动主叫的流程。当前位于被访问网络并在此注册的终端用户发出语音呼叫。该呼叫由P-CSCF路由到IMS经纪人。在注册过程中已经存储了关于需要转发呼叫到IMS经纪人的信息。
IMS经纪人开始会话的记账记录(保存被访问网络的ICID)，通过路由表检查路由以找出用户的本地网络并且改变P-Visited-Network-ID和Path报头。
IMS经纪人创建ICID并且将其添加到本地网络侧的p-Charging-Vector报头。
在协商期间，IMS经纪人改变P-Visited-Network-ID和Path报头。
当建立呼叫时，IMS经纪人更新被访问网络和本地网络两者的记账记录。
当呼叫结束时，IMS经纪人更新并完结记账记录。
Mt呼叫：
现在参考图11，图11说明了移动被叫，即在漫游移动用户处终止的呼叫。邀请(invite)消息从漫游用户的本地网络路由到IMS经纪人。关于用户位置的信息已经在注册过程期间被存储在S-CSCF中。
IMS经纪人检查公共标识以便将消息路由到托管用户的被访问网络。
IMS经纪人改变Path报头并将消息路由到被访问网络。
IMS经纪人设置该呼叫的记账记录。
随着呼叫的进行(即应答和释放之间)，IMS经纪人更新记账记录。
IMS经纪人照常改变P-Visited-Network-ID和Path报头。
现在参照图12，图12示出了其中图4、5和6的各种实体被包含在单个互操作性交互工作装置中的一般解决方案。位于发起者(sponsor)网络处的解决方案平台仿真针对附属网络的HSS、PDN网关和H-PCRF中的任一个，并且仿真针对本地网络的MME、服务网关和V-PCRF中的任一个。
当前，IMS在实验的基础上可用于全世界的某些网络上但仅给用户提供指示它们看似来自相同网络的服务。使用当前实施例的仿真允许其他网络上的用户看似处在相同网络上并且因而获取IMS服务。
要明白，该发明的某些特征还可被组合地提供在单个实施例中，所述特征为清楚起见是在单独实施例的情况下描述的。相反，该发明的各个特征还可单独地或以任何适当的子组合被提供，所述特征为清楚起见是在单个实施例的情况下描述的。
尽管该发明已经结合其特定实施例进行了描述，但是显然许多更改、修改和变型对本领域技术人员将是显而易见的。因而，旨在涵盖所有落入所附权利要求的精神和宽泛范围内的这样的更改、修改和变型。本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请在此通过引用被整体并入该说明书，达到似乎每个单独的出版物、专利和专利申请被具体地且个别地指出以通过引用被并入本文的相同程度。另外，在该申请中任何参考文献的引用或识别不应解释为承认这样的参考文献可用作本发明的现有技术。

Claims (7)

1.用于源和目的地电信网络之间交互工作的网关设备，其中缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可，所述源和目的地网络内的通信使用互联网协议IP，该网关设备被定位成与由所述源网络和所述目的地网络两者所认可的第三通信网络实体关联，该网关设备包括：
源网络前端仿真器，用于仿真到所述目的地网络的所述源网络的前端IP服务器元件；以及
目的地网络前端仿真器，用于仿真到所述源网络的所述目的地网络的前端IP服务器元件；从而在缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可时调解所述源和所述目的地网络之间的通信，其中所述通信采用下列组中的一种协议：
diameter协议，其中所述前端IP服务器元件仿真包括diameter功能，并且所述通信是来自于在所述源网络注册的且向所述目的地网络寻求注册确认的移动装置的漫游注册通信；以及
会话初始化协议SIP，其中所述前端IP服务器元件仿真包括SIP功能，并且其中所述目的地网络前端仿真器仿真到源网络的服务-呼叫会话控制功能服务器S-CSCF的询问-呼叫会话控制功能服务器I-CSCF，而源网络前端仿真器仿真针对目的地网络的询问-呼叫会话控制功能服务器I-CSCF的S-CSCF。
2.根据权利要求1的网关设备，其中源网络前端仿真器仿真到目的地网络的HSS的MME，而目的地网络前端仿真器仿真到源网络的MME的HSS。
3.根据权利要求1的网关设备，其中源网络前端仿真器仿真到目的地网络的PDN网关的S网关，而目的地网络前端仿真器仿真到源网络的S网关的PDN网关。
4.根据权利要求1的网关设备，其中源网络前端仿真器仿真到目的地网络的H-PCRF的V-PCRF，而目的地网络前端仿真器仿真到源网络的V-PCRF的H-PCRF。
5.根据权利要求1的网关设备，其中所述源网络前端仿真器包括源地址替换部件以用指示所述第三通信网络实体的地址替换数据分组内指示源网络的地址。
6.根据权利要求1的网关设备，其中所述目的地网络前端仿真器包括目的地地址替换部件以用指示所述第三通信网络实体的地址替换数据分组内指示目的地网络的地址。
7.一种用于源和目的地通信网络之间交互工作的方法，其中缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可，所述源和目的地网络内的通信使用互联网协议IP，该方法按照与由所述源网络和所述目的地网络两者所认可的第三通信网络实体关联的方式执行，该方法包括：
对于到所述目的地网络的所述源网络的前端IP服务器元件进行仿真；以及
对于到所述源网络的所述目的地网络的前端IP服务器元件进行仿真；从而在缺乏所述源和目的地网络之间的相互认可时调解所述源和所述目的地网络之间的通信，其中所述通信采用下列组中的一种协议：
diameter协议，其中所述前端IP服务器元件仿真包括diameter功能，并且所述通信是来自于在所述源网络注册的且向所述目的地网络寻求注册确认的移动装置的漫游注册通信；以及
会话初始化协议SIP，其中所述前端IP服务器元件仿真包括SIP功能，并且其中对于到所述源网络的所述目的地网络的前端IP服务器元件的仿真包括仿真到源网络的服务-呼叫会话控制功能服务器S-CSCF的询问-呼叫会话控制功能服务器I-CSCF，而对于到所述目的地网络的所述源网络的前端IP服务器元件的仿真包括仿真针对目的地网络的询问-呼叫会话控制功能服务器I-CSCF的S-CSCF。
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