CN101835222B - 终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统保持会话的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统保持会话的方法和系统，终端通过HNB系统与远端设备进行IMS会话，该会话的连接包括HNB与远端设备间的IMS媒体连接M1；终端需切换到宏蜂窝系统时，HNB建立与HNB系统中的IWF的连接M2，通过IWF向CS核心网中的目标MSC发起到宏蜂窝系统的切换，终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统，建立与目标MSC的电路交换连接M3；切换完成后，HNB系统中的HNB或HNB网关将IMS媒体连接M1与连接M2连接起来，形成终端与远端设备通过电路交换连接M3、连接M2和IMS媒体连接M1进行会话的通路，可减少终端从家庭基站切到宏蜂窝系统的时间保证媒体流中断时间短。

Description

终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统保持会话的方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种家庭基站下的用户终端切换到宏蜂窝系统时，继续保持会话的实现方法和系统。

背景技术

家庭基站（HNB：Home NodeB）是由第三代合作伙伴计划（3rd GenerationPartnership Project，简称3GPP）提出的一种微蜂窝接入方式，将其部署在楼宇等宏蜂窝信号难以到达的地方实现信号覆盖。

在HNB架构中，HNB通过家庭基站网关（HNB-GW：Home NodeBGateway）接入2G/3G的电路交换（CS：Circuit Switch）网络、2G/3G的包交换（PS：Packet Switch）网络和IP（网络互联协议，Internet Protocol，简称IP）多媒体子系统（IP Multimedia Core Network Subsystem，简称IMS），从而为用户提供各种业务服务，HNB与HNB-GW可称为HNB子系统。2G/3G网络的主要功能实体是移动交换中心服务器（Mobile Switch CenterServer，其中，Mobile Switch Center为移动交换中心，简称MSC）。IMS也是由3GPP提出的一种基于IP的网络架构，构建了一个的开放而灵活的业务环境，支持多媒体应用，能够为用户提供丰富的多媒体业务。当用户设备（User Equipment，简称UE）在HNB下接入网络时，HNB会通过HNB-GW将其接入IMS网络，由IMS网络提供业务。当用户在其下有会话，然后移动到2G/3G的宏蜂窝下，从而发生切换时，HNB及其系统要实现此过程中用户会话的不中断。从对比的角度来说，2G/3G网络系统可称为宏蜂窝系统。

在IMS业务体系中，控制层和业务层是分离的，控制层不提供具体业务，只向业务层提供必要的触发、路由、计费等功能。控制层中业务触发和控制功能是呼叫会话控制功能（Call Session Control Function，简称CSCF，分为代理Proxy即P-CSCF、查询Interrogating I-CSCF和服务Serving S-CSCF三种类型，其中I-CSCF的类型是可选的，负主要责任的是S-CSCF）完成的，业务层是由一系列应用服务器（Application Server，简称AS）组成，能提供具体业务服务，AS可以是独立的实体，也可以存在于S-CSCF中。控制层（S-CSCF）根据用户的签约信息控制业务触发，调用AS上的业务，实现业务功能。在IMS的切换业务中，或叫业务连续性业务中，业务连续性AS（Service Continuity Control AS，简称SCC AS）负责锚定会话的信令路径，称之为信令路径的锚定点，使得发生切换时，UE到SCC AS的信令路径虽然发生了变化，但SCC AS到远端的信令路径仍保持不变，从而使远端不感知切换的发生。

图1是现有的HNB系统示意图，描述了UE在HNB接入情况下，会话的信令路径和媒体路径。UE通过无线接入与HNB交互，HNB与HNB-GW建立起安全隧道（图中以斜线填充的方式作为示意），通过该隧道，HNB向CS网络发送CS信令，传输CS媒体，向IMS网络发送IMS信令和传输IMS媒体（图中虚线部分表示信令路径，实体粗线部分表示媒体路径），具体是连接CS网络还是IMS网络，由HNB决定，一般来说，HNB使用IMS网络实现通讯，只在UE从CS域的宏蜂窝切换到HNB上来时，HNB才使用CS网络。HNB通过一个互配功能（Interworking Function，简称IWF）的功能实体与CS网络连接，这个IWF基本上就是一个MSC（Mobile Switch Center，移动交换中心，简称MSC）服务器，只不过增加了一些与IMS域交互的能力，用于UE从IMS域切换到宏蜂窝系统。

图2是现有的HNB系统架构示意图，描述了HNB系统各主要功能实体间的信令接口情况，描述如下：

接口S202，UE通过无线协议与HNB交互的信令接口；

接口S204，HNB与HNB-GW建立起安全隧道的信令接口；

接口S206，HNB根据需要，可通过此接口向CS域传输CS信令协议，与IWF交互，该信令协议是通过S204建立的安全隧道传输的；

接口S208，IWF使用该接口向CS核心网络传输CS信令协议；

接口S210，HNB根据需要，可通过此接口向IMS域传输IMS信令协议，该信令协议也是通过S204建立的安全隧道传输的；

接口S212，当UE通过HNB系统建立起IMS会话后，从HNB系统切换到宏蜂窝下时，会使用该信令接口实现切换，此接口上传输的是IMS信令。

图3是现有的HNB系统切换流程图，描述了UE-A通过HNB系统接入IMS，并发生会话，而后切换到宏蜂窝下的过程，为方便描述，在图中将HNB和HNB-GW表示为一个功能实体，将CSCF和SCC AS表示为一个功能实体，这并不影响对问题的描述，其步骤描述如下：

步骤301、UE-A和UE-B正通过HNB系统建立的IMS连接进行会话，该会话的信令路径以SCC AS为锚点，会话建立过程中，SCC AS告知UE-A一个号码和标识，SCC AS用这个号码和标识识别切换的发生，并通过这个标识索引远端会话的信令路径标识，文中也将SCC AS告知UE-A的用于识别切换发生的这个号码简称为SCC AS的号码，将SCC AS告知UE-A的用于索引远端会话的信令路径标识简称为SCC AS的标识。

此时的媒体路径有两段：UE-A和HNB之间的无线连接CS Bearer1，以及HNB通过HNB-GW与UE-B之间的IMS媒体连接IMS Bearer1。

步骤302、UE-A周期性的向HNB上报小区信号强度测量信息，当UE-A移动到宏蜂窝下时，HNB判断UE-A上报的小区信号强度测量信息中，宏蜂窝的信号强度大于HNB的信号强度，于是决定将会话切换到宏蜂窝下；

步骤303、HNB通过与HNB-GW建立的安全隧道向IWF发起CS呼叫，比如发送建立（SETUP）消息，该CS呼叫最终会建立起HNB与IWF间的CS媒体连接，呼叫的目标号码是步骤301中获得的SCC AS的号码，并携带获得的SCC AS的标识；

该步骤要求扩展现有的CS信令，以携带SCC AS的标识。

步骤304、IWF收到该呼叫，识别出其带有SCC AS标识信息，从而判断其为切换请求，于是以携带的SCC AS标识信息为目标发送IMS转移请求，比如发送邀请（INVITE）消息（SCC AS通过识别IMS邀请消息的目标为SCC AS的标识，得知其为转移请求，而非建立会话的呼叫请求），可携带SCC AS的号码信息，并携带IWF的媒体资源信息，该IMS转移请求通过CSCF的路由，最终到达SCC AS；

步骤305、SCC AS根据IMS呼叫消息的目标为SCC AS的标识，从而得知该呼叫是个切换请求，而非新建立会话请求，并通过这个标识找到远端会话的路径标识，在这个信令路径上向远端发送媒体更新消息，比如重邀请（reINVITE）消息或更新（UPDATE）消息，消息中携带获得的IWF的媒体资源信息；

步骤306、SCC AS按标准的IMS过程完成媒体更新，IWF按标准的IMS过程和CS过程，HNB按标准的CS过程完成新信令及媒体路径的建立；

此时，IMS Bearer1被修改为IWF与UE-B的IMS媒体连接IMS Bearer2，HNB通过HNB-GW与IWF建立起新的CS媒体连接CS Bearer2，新的媒体路径变成3段。

步骤307、HNB完成新媒体路径建立后，按标准过程向IWF发送CS切换请求，比如发送准备切换（Handover Prepare）消息，携带目标小区的信息；

步骤308、IWF收到切换请求，按标准过程，根据目标小区信息找到相应的目标MSC Server，向目标MSC Server发送切换请求，比如发送切换准备（Prepare Handover）消息；

步骤309、目标MSC Server、IWF及HNB按标准的CS域切换过程完成切换操作，切换完成后，CS Bearer2被释放，并建立起新的IWF与目标MSCServer间的CS媒体连接CS Bearer3，以及新的UE-A与宏蜂窝间的无线连接CS Bearer4。UE-A与UE-B通过CS Bearer4，CS Bearer3，IMS bearer2与UE-B继续会话。

由上述方法可知，现有的HNB架构中的HNB切换到宏蜂窝的过程要牵涉对远端的IMS的媒体更新，因为SCC AS属于UE-A的归属网网元而非拜访网网元，和UE-B的距离较远，从而对UE-B的IMS媒体更新需要比较长的时间，则对于UE-B的IMS媒体更新的耗时较长会导致UE-A切换到目标MSC的时间过长，从而增大切换失败和掉话的可能性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供从家庭基站切换到电路交换域并保持会话的方法和系统，减少终端从家庭基站切到宏蜂窝系统的切换时间。

为了解决上述问题，本发明提供一种终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统保持会话的方法，包括：终端通过家庭基站HNB系统与远端设备进行多媒体子系统IMS会话，该会话建立的连接包括HNB与所述远端设备间的IMS媒体连接M1；所述终端需切换到宏蜂窝系统时，所述HNB建立与所述HNB系统中的互配功能实体IWF的连接M2，通过所述IWF向电路交换核心网中的目标移动交换中心发起到宏蜂窝系统的切换，所述终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统，建立与所述目标移动交换中心的电路交换连接M3；在到宏蜂窝系统的切换完成后，所述HNB系统中的HNB或HNB网关将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备通过所述电路交换连接M3、所述连接M2和所述IMS媒体连接M1进行会话的通路。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

在到宏蜂窝系统的切换进行时或完成后，所述IWF按IMS媒体更新过程对所述远端设备进行媒体更新，将所述IMS媒体连接M1更新为所述IWF与所述远端设备间的IMS媒体连接M4，完成IMS会话连续性的更新过程。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述IWF与所述目标移动交换中心为同一物理实体，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，所述终端通过所述电路交换连接M3和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话；或者，所述IWF与所述目标移动交换中心不为同一物理实体，在所述到宏蜂窝系统的切换过程中，还建立了所述IWF与所述目标移动交换中心之间的电路交换连接M5，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，所述终端通过所述电路交换连接M3、M5和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述连接M2是电路交换连接，建立过程为：所述HNB向所述IWF发送电路交换呼叫，并在消息中携带从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识的标识，所述IWF向所述HNB返回电路交换应答，建立起所述HNB和所述IWF之间的连接M2；在所述HNB向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，建立所述连接M2，所述IWF收到该切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述HNB与所述IWF之间支持IMS接口协议，所述连接M2是IMS媒体连接，所述HNB和所述IWF之间通过IMS信令交互建立起该IMS媒体连接，且所述HNB通过所述IMS信令交互过程将从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识的标识发送到所述IWF；在所述HNB向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，建立所述连接M2，所述IWF收到该切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

为了解决此技术问题，本发明还提供了一种终端切换系统，包括：作为中间点使终端与远端设备进行多媒体子系统IMS会话的家庭基站HNB系统，分别与所述家庭基站系统相连的电路交换核心网和多媒体子系统网络；HNB，用于在移动终端进行IMS会话时，建立与所述远端设备间的IMS媒体连接M1；还用于在所述终端需切换到宏蜂窝时，建立与所述HNB系统中的互配功能实体IWF的连接M2，通过所述IWF向电路交换核心网中的目标移动交换中心发起到宏蜂窝系统的切换，并建立与所述电路交换核心网的电路交换连接M3；HNB网关或所述HNB，还用于将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备通过所述电路交换连接M3、所述连接M2和所述IMS媒体连接M1进行会话的通路。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述HNB系统还包括HNB网关；所述IWF，用于在到宏蜂窝系统的切换进行时或完成后，按IMS媒体更新过程对所述远端设备进行媒体更新，将所述IMS媒体连接M1更新为所述IWF与所述远端设备间的IMS媒体连接M4，完成IMS会话连续性的更新过程。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述IWF，还用于在所述到宏蜂窝系统的切换过程中，建立所述IWF与所述电路交换核心网的电路交换连接M5，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，使所述终端通过所述电路交换连接M3、M5和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述HNB，还用于向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，向所述IWF发送电路交换呼叫，并在消息中携带从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识的标识，并接收所述IWF返回电路交换应答，建立与所述IWF的电路交换连接M2；所述IWF，还用于在收到所述HNB的切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述HNB，还用于向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，与所述IWF之间通过IMS信令交互建立起该IMS媒体连接，而且通过所述IMS信令交互过程将从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的用于索引远端会话的信令路径标识的标识发送到所述IWF；建立与所述IWF的IMS媒体连接M2；所述IWF，还用于在收到所述HNB的切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

采用本发明的方法和系统，可减少终端从家庭基站切到宏蜂窝系统的切换时间，并保证媒体流中断时间短。

附图说明

图1是现有的HNB接入系统示意图；

图2是现有的HNB接入系统通信架构示意图；

图3是现有的HNB接入系统切换流程图；

图4是本发明第一实施例的HNB接入系统切换流程图；

图5是本发明的HNB接入系统架构示意图1；

图6是本发明的HNB接入系统架构示意图2；

图7是本发明第二实施例的HNB接入系统切换流程图；

图8是本发明第三实施例的HNB接入系统切换流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。下述实施例及附图中“2G/3G”表示本实施例的方法适用于2G或3G系统中的CS域。

终端切换系统，包括：作为中间点使终端与远端设备进行多媒体子系统IMS会话的家庭基站HNB系统，分别与所述家庭基站系统相连的电路交换核心网和多媒体子系统网络；

所述HNB，用于与所述远端设备间的IMS媒体连接M1；还用于在所述终端需切换到宏蜂窝时，建立与所述HNB系统中的互配功能实体IWF的连接M2，通过所述IWF向电路交换核心网中的目标移动交换中心发起到宏蜂窝系统的切换，并建立与所述电路交换核心网的电路交换连接M3。建立连接M2的方式包括以下两种：（1）向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，向所述IWF发送电路交换呼叫，并在消息中携带从业务连续性服务器获得的SCC AS的标识，并接收所述IWF返回电路交换应答，建立与所述IWF的电路交换连接M2。（2）向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，与所述IWF之间通过IMS信令交互建立起该IMS媒体连接，而且通过所述IMS信令交互过程将从业务连续性服务器获得的SCCAS的标识发送到所述IWF；建立与所述IWF的IMS媒体连接M2。

所述HNB或HNB网关，还用于将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备通过所述电路交换连接M3、所述连接M2和所述IMS媒体连接M1进行会话的通路。

所述IWF，还用于在到宏蜂窝的切换进行时或完成后，按IMS媒体更新过程对所述远端设备进行媒体更新，将所述IMS媒体连接M1更新为所述IWF与所述远端设备间的IMS媒体连接M4，完成IMS会话连续性的更新过程；还用于在所述到宏蜂窝的切换过程中，建立所述IWF与所述电路交换核心网的电话交换连接M5，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，使所述终端通过所述电话交换连接M3、M5和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话。

第一实施例

图4是本发明第一实施例的HNB系统切换流程图，描述了UE-A通过HNB系统接入IMS并发生会话，而后切换到宏蜂窝系统中的CS核心网，以及完成与远端设备之间的会话连续性的更新的过程，为方便描述，图中将HNB和HNB-GW表示为一个功能实体，将CSCF和SCC AS表示为一个功能实体，这并不影响对方案的描述，其步骤描述如下：

步骤401、UE-A和UE-B（也可以是其他远端设备）正通过HNB系统建立的IMS连接进行会话，该会话的信令路径以SCC AS为锚点，会话建立过程中，SCC AS告知UE-A一个号码和标识，SCC AS用这个号码和/或标识识别切换的发生，并通过这个标识索引远端会话的信令路径标识；

此时的媒体路径有两段：UE-A和HNB之间的无线连接2G/3G Bearer1，以及HNB通过HNB-GW与UE-B之间的IMS媒体连接IMS Bearer1。

步骤402、UE-A周期性地向HNB上报小区信号强度测量信息，当UE-A移动到宏蜂窝下时，HNB判断UE-A上报的小区信号强度测量信息中，宏蜂窝的信号强度大于HNB的信号强度，于是决定将会话切换到宏蜂窝下；

关于切换的判定，本发明并不局限于该步骤中提到的方法，无论采用何种判定方法都不影响到技术效果。

步骤403、HNB通过与HNB-GW建立的安全隧道向IWF发起2G/3G呼叫，比如发送建立（SETUP）消息，该2G/3G呼叫最终会建立起HNB与IWF间的2G/3G媒体连接，呼叫的目标是步骤401中获得的SCC AS的号码，并携带获得的SCC AS的标识；

该步骤要求扩展现有的2G/3G信令，以携带SCC AS标识。

需要说明的是，各个实施例中涉及到的具体消息并不是本发明所需要限定的内容，不同标准可能有不同的规定。

步骤404、IWF发送2G/3G应答消息给HNB，比如发送连接（CONNECT）消息，此时建立起新的2G/3G媒体连接2G/3G Bearer2；

步骤405、HNB完成新媒体路径建立后，按标准过程发送2G/3G切换请求，比如发送准备切换（Handover Prepare）消息，携带目标小区的信息和UE-A的号码信息，该消息可能经过其他2G/3G网元的翻译和转发，到达IWF；

步骤406、IWF收到切换请求，按标准过程，根据目标小区信息找到相应的目标MSC Server（MSC Server在2G系统中称为MSC，这里为方便统一用MSC Server来指代），向目标MSC Server发送切换请求，比如发送切换准备（Prepare Handover）消息，IWF和目标MSC Server在物理上也可以是一个实体，此时可以没有步骤406；

步骤407、目标MSC Server、IWF及HNB基本上按标准的2G/3G切换过程完成切换操作，只是IWF最后不执行释放IWF与HNB间媒体连接2G/3GBearer2的操作，切换完成后，建立起新的IWF与目标MSC Server间的2G/3G媒体连接2G/3G Bearer3（如果IWF与目标MSC Server是一个功能实体，则没有2G/3G Bearer3），以及新的UE-A与CS核心网之间的连接2G/3G Bearer4（其中包含了UE-A与2G/3G接入网间的无线连接，及2G/3G接入网与CS核心网之间的有线连接，此处宏蜂窝系统包括2G/3G接入网和CS核心网，2G/3G接入网指BSS、RNC等）。

如果是HNB负责连接IMS Bearer1和2G/3G Bearer2，则HNB收到切换完成的消息后，将IMS Beare1和2G/3G Bearer2连接起来，即IMS Beare1上发往HNB的媒体数据转发到2G/3G Bearer2上，反之，2G/3G Bearer2上发往HNB的媒体数据转发到IMS Bearer1上；如果是HNB-GW负责连接IMSBearer1和2G/3G Bearer2，则HNB-GW收到切换完成消息后，将IMS Bearer1和2G/3G Bearer2连接起来。HNB/HNB-GW将IMS Bearer1和2G/3G Bearer2连接起来后，UE-A和UE-B通过此通路进行通信，缩短流媒体中断时间。另外，IWF还将2G/3G Bearer2和2G/3G Bearer3连接起来。

IWF还可以和HNB-GW合一，此时由HNB-GW负责连接IMS Bearer1和2G/3G Bearer2为宜。

上述步骤406和步骤408进行的切换过程本身虽然与图3是基本相同，只是没有释放2G/3G Bearer2的操作，但由于此时并没有完成IMS会话连续性的更新过程，因此还需要通过原来的IMS媒体连接IMS Beare1来传递数据，HNB或HNB-GW将IMS Bearer1和2G/3G Bearer2连接起来，作为数据的通道，以保持会话。

步骤408、IWF收到切换完成的消息后，或收到步骤405的切换请求后，以收到的SCC AS的标识信息为目标发起IMS转移请求，比如发送邀请（INVITE）消息（SCC AS通过识别IMS邀请消息的目标为SCC AS的标识，得知其为转移请求，而非建立会话的呼叫请求），可携带SCC AS的号码信息，并携带IWF的媒体资源信息，该IMS转移请求通过CSCF的路由，最终到达SCC AS；

步骤409、SCC AS根据IMS转移请求的目标为SCC AS的标识，找到远端会话的路径标识，在这个信令路径上向远端发送媒体更新消息，比如重邀请（reINVITE）消息或更新（UPDATE）消息，消息中携带获得的IWF的媒体资源信息；

步骤410、SCC AS和IWF按标准的IMS过程完成媒体更新和新信令路径（IWF与远端间的信令路径）的建立及旧信令路径（HNB与远端间的信令路径）的释放；以完成IMS会话连续性的更新过程；

以上步骤408至410中是IWF发起的“IMS会话连续性的更新过程”，该过程与图3中的流程是一样的。

步骤411、IWF完成媒体更新和信令路径更新后，向HNB发送2G/3G释放消息，比如发送释放（RELEASE）消息，此时2G/3G Bearer2被释放；

至此，IMS Bearer1被更新为IWF与UE-B的IMS媒体连接IMS Bearer2，IWF将2G/3G媒体连接2G/3G Bearer3与IMS Bearer2连接起来，构成新的媒体路径。

在该实施例中，因为使IMS会话连续性的更新过程与切换请求后的操作的先后顺序可以调整，而不是如已有技术那样在完成该更新过程后再执行切换完成操作，因此可以缩短终端从HNB切换到宏蜂窝的时间。另外，如IWF在收到切换请求后即执行步骤408～411，步骤406～407与步骤408～411为两段独立的过程，可以同时进行。更新过程的时间要长于切换过程。

第一架构

图5是第二实施例的HNB系统架构示意图1，描述了HNB系统各主要功能实体间的信令接口情况，描述如下：

S502、UE通过无线协议与HNB交互的信令接口；

S504、HNB与HNB-GW建立起安全隧道的信令接口；

S506、HNB根据需要，可通过此接口向2G/3G网络传输2G/3G的信令协议，与IWF交互，该信令协议是通过S504所述的安全隧道传输的；

S508、IWF使用该接口向2G/3G网络的其他网元传输信令；

S510、HNB根据需要，可通过此接口向IMS域传输IMS信令协议，该信令协议也是通过S504所述的安全隧道传输的；

S512、当UE通过HNB系统建立起IMS会话后，从HNB系统切换到宏蜂窝下时，HNB会使用该信令接口与IWF交互辅助切换的实现，此接口上传输的是IMS信令，并且也是通过S504所述的安全隧道传输。

S514、IWF通过此接口向IMS网络传输IMS信令协议，以实现在切换完成后更新远端媒体。

上述架构在图2的基础上增加了HNB与IWF之间的IMS信令的接口即S512，可用于切换。

第二架构

图6是第二、三流程实施例的HNB系统架构示意图2，描述了HNB系统各主要功能实体间的信令接口情况，描述如下：

S602、UE通过无线协议与HNB交互的信令接口；

S604、HNB与HNB-GW建立起安全隧道的信令接口；

S606、HNB根据需要，可通过此接口向2G/3G网络传输2G/3G信令协议，与IWF交互，该信令协议是通过S604建立的安全隧道传输的；

S608、IWF使用该接口向2G/3G网络的其他网元传输信令；

S610、HNB根据需要，可通过此接口向IMS域传输IMS信令协议，与IWF交互，IWF模拟P-CSCF的功能，该信令协议也是通过S604建立的安全隧道传输的，同时，当UE从HNB系统切换到宏蜂窝下时，HNB会使用该信令接口与IWF交互辅助切换的实现；

S612、IWF通过此接口向IMS网络传输IMS信令协议，以与IMS网络交互。

上述架构在图2的基础上增加了HNB与IWF之间的IMS信令的接口即S512，可用于切换。同时取消了HNB与IMS网络之间的IMS信令接口即S210。

第二实施例

图7是本发明第二实施例的HNB系统切换流程图，描述了UE-A通过HNB系统接入IMS，并发生会话，而后切换到宏蜂窝下，而后切换到宏蜂窝系统中的CS核心网，以及完成与远端设备之间的会话连续性的更新的过程，与第一实施例相比，本实施例建立HNB与IWF之间的连接的方式不同。为方便描述，图中将HNB和HNB-GW表示为一个功能实体，将CSCF和SCCAS表示为一个功能实体，这并不影响对方案的描述，其步骤描述如下：

步骤701、UE-A和UE-B正通过HNB系统建立的IMS连接进行会话，如果采用图5的架构，则该会话的信令路径以SCC AS为锚点，会话建立过程中，SCC AS告知UE-A一个标识，SCC AS用这个标识识别切换的发生，并通过这个标识索引远端会话的信令路径标识，如果采用图6的架构，则该会话的信令路径以IWF为锚点。

此时的媒体路径有两段：UE-A和HNB之间的无线连接2G/3G Bearer1，以及HNB通过HNB-GW的安全隧道与UE-B之间的IMS媒体连接IMSBearer1。

步骤702、UE-A周期性的向HNB上报小区信号强度测量信息，当UE-A移动到宏蜂窝下时，HNB判断UE-A上报的小区信号强度测量信息中，宏蜂窝的信号强度大于HNB的信号强度，于是决定将会话切换到宏蜂窝下；

步骤703、HNB通过与HNB-GW建立的安全隧道向IWF发起IMS转移请求，比如发送邀请（INVITE）消息，消息的目标是获得的SCC AS的标识，消息携带HNB的媒体资源信息，该媒体资源信息可以是HNB为此次会话正在使用的，为了不让该消息经过归属网到达SCC AS，消息的路由（Route）头域设置为IWF的地址标识；

步骤704、IMS转移请求被路由到IWF，IWF发送IMS应答消息，比如发送“200OK”消息，携带IWF的媒体资源信息；

此时HNB和IWF间建立了新的IMS媒体连接IMS Bearer2。但本发明对于建立该IMS Bearer2的具体方式并不做限定，也可以采用其他的信令交互方式和消息。实施例三同此。

步骤705、HNB收到IMS应答消息后，按标准过程发送2G/3G切换请求，比如发送准备切换（Handover Prepare）消息，携带目标小区的信息和UE-A的号码信息，该消息可能经过其他2G/3G网元的翻译和转发，到达IWF；

步骤706、IWF收到切换请求，按标准过程，根据目标小区信息找到相应的目标MSC Server，向目标MSC Server发送切换请求，比如发送切换准备（Prepare Handover）消息，IWF和目标MSC Server两个功能实体也可以是在一个物理实体中，此时没有步骤706；

步骤707、目标MSC Server、IWF及HNB基本上按标准的2G/3G切换过程完成切换操作，只是IWF最后不执行释放IWF与HNB间媒体连接的操作，切换完成后，建立起新的IWF与目标MSC Server间的2G/3G媒体连接2G/3G Bearer2（如果IWF与目标MSC Server是一个功能实体，则没有2G/3GBearer2），以及新的UE-A与宏蜂窝间的无线连接2G/3G Bearer3；

如果是HNB负责连接两段IMS媒体，则HNB收到切换完成的消息后，将IMS Beare1和IMS Bearer2连接起来，即IMS Beare1上发往HNB的媒体数据转发到IMS Bearer2上，反之，IMS Bearer2上发往HNB的媒体数据转发到IMS Bearer1上；如果是HNB-GW负责连接2段IMS媒体，则HNB-GW收到切换完成消息后，将IMS Bearer1和IMS Bearer2连接起来。HNB/HNB-GW将IMS Bearer1和IMS Bearer2连接起来后，UE-A和UE-B通过此通路进行通信，缩短流媒体中断时间。

逻辑上IWF还可以和HNB-GW合一，此时由HNB-GW负责连接IMSBearer1和2G/3G Bearer2（如果IWF还与目标MSC Server是在一个物理实体中，则是2G/3G Bearer3）为宜。

步骤708、IWF收到切换完成的消息后，或收到步骤705的切换请求后，向SCC AS发送IMS转移请求，如果采用图5的架构，则比如发送邀请（INVITE）消息（SCC AS通过识别IMS邀请消息的目标为SCC AS的标识，得知其为转移请求，而非建立会话的呼叫请求），消息的目标是收到的SCCAS的标识，如果采用图6的架构，则比如发送重邀请（reINVITE）消息或更新（UPDATE）消息，两种情况下，消息都携带IWF的媒体资源信息；

步骤709、如果采用图5的架构，则SCC AS根据IMS转移请求的目标为SCC AS的标识，找到远端会话的路径标识，在这个信令路径上向远端发送媒体更新消息，比如重邀请（reINVITE）消息或更新（UPDATE）消息，消息中携带获得的IWF的媒体资源信息，如果采用图6的架构，则SCC AS转发该请求，甚至网络中可以没有SCC AS；

步骤710、如果采用图5的架构，SCC AS和IWF按标准的IMS过程完成媒体更新和新信令路径（IWF与远端间的信令路径）的建立及旧信令路径（HNB与UE-B间的信令路径）的释放，如果采用图6的架构，IWF按标准的IMS过程完成媒体更新，因为采用图6架构时，IWF就相当于一个锚点，因此在IMS会话连续性的更新过程中不需要进行信令路径的更新，可以不需要SCC AS的参与。

步骤711、IWF在完成IMS转移请求的相关操作后，向HNB发送释放消息，释放HNB与IWF间的IMS会话，比如发送挂断（BYE）消息，如果采用图6的架构，IWF还需要释放HNB端的原会话，比如在原会话信令路径上往HNB发送挂断（BYE）消息；

此时，IMS Bearer2被释放，IMS Bearer1被修改为IWF与UE-B的IMS媒体连接IMS Bearer3，IWF将2G/3G媒体连接2G/3G Bearer2（如果IWF还与目标MSC Server是一个功能实体，则是2G/3G Bearer3）与IMS Bearer3连接起来，构成新的媒体路径。

IWF收到切换完成的消息就执行步骤708时，步骤706～707与步骤708～711为两段独立的过程，可以同时进行。

可见，该实施例中，IMS会话连续性的更新过程也是与切换请求后的操作无关的，可以并行，因此也可以缩短终端从HNB切换到宏蜂窝的时间。另外，流程实施例一和流程实施例二的方法中，也可以先由HNB向IWF发送2G/3G切换请求消息，再进行HNB与IWF之间媒体（实施例一中为2G/3GBearer2，实施例二中为IMS Bearer2）建立的过程。

第三实施例

图8是本发明第三实施例的HNB系统切换流程图，描述了UE-A通过HNB系统接入IMS，并发生会话，而后切换到宏蜂窝下，而后切换到宏蜂窝系统中的CS核心网，以及完成与远端设备之间的会话连续性的更新的过程，本实施例与第二流程实施例的区别在于建立HNB与IWF之间的连接的方式不同，以及该流程实施例只基于第二架构实施例。为方便描述，图中将HNB和HNB-GW表示为一个功能实体，这并不影响对方案的描述，其步骤描述如下：

步骤801～802、与图7的步骤701～702相同；

步骤803、HNB通过与HNB-GW建立的安全隧道，按标准过程发送2G/3G切换请求，比如发送准备切换（Handover Prepare）消息，携带目标小区的信息和UE-A的号码信息，该消息可能经过其他2G/3G网元的翻译和转发，到达IWF；

步骤804、IWF向UE-A发送IMS呼叫请求，比如发送邀请（INVITE）消息，携带IWF的媒体资源信息；

步骤805、HNB收到IMS呼叫请求，判断其为IWF发的，于是并不实际呼叫UE-A，而是立即回应IMS应答消息，比如发送“200OK”消息，携带HNB的媒体资源信息，此时，HNB和IWF间建立起新的IMS媒体连接IMS Bearer2；

步骤806、IWF收到IMS应答消息后，按标准过程，根据获得的目标小区信息找到相应的目标MSC Server，向目标MSC Server发送切换请求，比如发送切换准备（Prepare Handover）消息，IWF和目标MSC Server也可以是在一个物理实体上，此时没有步骤806；

步骤807、目标MSC Server、IWF及HNB基本上按标准的2G/3G切换过程完成切换操作，只是IWF最后不执行释放IWF与HNB间媒体连接的操作，切换完成后，建立起新的IWF与目标MSC Server间的2G/3G媒体连接2G/3G Bearer2（如果IWF与目标MSC Server是一个功能实体，则没有2G/3GBearer2），以及新的UE-A与宏蜂窝间的无线连接2G/3G Bearer3；

如果是HNB负责连接两段IMS媒体，则HNB收到切换完成的消息后，将IMS Beare1和IMS Bearer2连接起来，即IMS Beare1上发往HNB的媒体数据转发到IMS Bearer2上，反之，IMS Bearer2上发往HNB的媒体数据转发到IMS Bearer1上；如果是HNB-GW负责连接2段IMS媒体，则HNB-GW收到切换完成消息后，将IMS Bearer1和IMS Bearer2连接起来。

逻辑上IWF还可以和HNB-GW合一，此时由HNB-GW负责连接IMSBearer1和2G/3G Bearer2（如果IWF还与目标MSC Server是在一个物理实体上，则是2G/3G Bearer3）为宜。

步骤808、IWF收到切换完成的消息后，或收到步骤803的切换请求后，向SCC AS发送IMS转移请求，采用图6的架构，比如发送重邀请（reINVITE）消息或更新（UPDATE）消息，消息携带IWF的媒体资源信息；

步骤809、SCC AS转发该请求，甚至网络中可以没有SCC AS；

步骤810、IWF按标准的IMS过程完成媒体更新；

步骤811、IWF在完成IMS转移请求的相关操作后，向HNB发送释放消息，释放HNB与IWF间的IMS会话，比如发送挂断（BYE）消息，IWF还需要释放HNB端的原会话，比如在原会话信令路径上往HNB发送挂断（BYE）消息；

此时，IMS Bearer2被释放，IMS Bearer1被修改为IWF与UE-B的IMS媒体连接IMS Bearer3，IWF将2G/3G媒体连接2G/3G Bearer2（如果IWF与目标MSC Server是一个功能实体，则是2G/3G Bearer3）与IMS Bearer3连接起来，构成新的媒体路径。

IWF收到切换请求后即执行步骤808时，则步骤804～807与步骤808～810为两段独立的过程，可以同时进行。此外，IWF也可以在步骤806收到HNB的IMS应答消息后执行步骤808，此时步骤806～807与步骤808～810为两段独立的过程，可以同时进行。

该实施例中，IMS会话连续性的更新过程也是与切换请求后的操作无关的，可并行执行，因此也可以缩短终端从HNB切换到宏蜂窝的时间。

终端切换的系统，包括：作为中间点使终端与远端设备进行多媒体子系统IMS会话的家庭基站HNB系统，分别与所述家庭基站系统相连的电路交换核心网和多媒体子系统网络；所述电路交换核心网中包括终端要切换入的目标移动交换中心；家庭基站HNB系统包括HNB和HNB网关，还可以包括IWF；IWF还可以与IWF与所述目标移动交换中心为同一物理实体或不是同一物理实体。

所述HNB，用于在移动终端进行IMS会话时与所述远端设备间建立IMS媒体连接M1；还用于在所述终端需切换到宏蜂窝时，建立与所述HNB系统中的互配功能实体IWF的连接M2，通过所述IWF向电路交换核心网中的目标移动交换中心发起到宏蜂窝系统的切换，并建立与所述电路交换核心网的电路交换连接M3；还用于向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，建立与所述IWF的连接M2。所述连接M2是电路交换连接时，向所述IWF发送电路交换呼叫，并在消息中携带从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识，并接收所述IWF返回电路交换应答。所述连接M2是IMS媒体连接时，所述HNB和所述IWF之间通过IMS信令交互建立起该IMS媒体连接，且所述HNB通过所述IMS信令交互过程将从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识发送到所述IWF。还用于在所述切换完成后，所述更新过程完成之前，将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备会话的临时的通路。

所述IWF，用于在到宏蜂窝的切换进行时或完成后，按IMS媒体更新过程对所述远端设备进行媒体更新，将所述IMS媒体连接M1更新为所述IWF与所述远端设备间的IMS媒体连接M4，完成IMS会话连续性的更新过程。还用于在所述到宏蜂窝的切换过程中，建立所述IWF与所述电路交换核心网的电话交换连接M5，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，使所述终端通过所述电话交换连接M3、M5和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话。还用于在收到所述HNB的切换请求后，向所述目标移动交换中心发起切换，并根据HNB发送的消息中携带的标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

所述HNB网关，还用于将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备通过所述电路交换连接M3、所述连接M2和所述IMS媒体连接M1进行会话的通路。

Claims (10)

1.一种终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统保持会话的方法，包括：

终端通过家庭基站HNB系统与远端设备进行多媒体子系统IMS会话，该会话建立的连接包括HNB与所述远端设备间的IMS媒体连接M1；

所述终端需切换到宏蜂窝系统时，所述HNB建立与所述HNB系统中的互配功能实体IWF的连接M2，通过所述IWF向电路交换核心网中的目标移动交换中心发起到宏蜂窝系统的切换，所述终端从家庭基站切换到宏蜂窝系统，建立与所述目标移动交换中心的电路交换连接M3；

在到宏蜂窝系统的切换完成后，所述HNB系统中的HNB或HNB网关将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备通过所述电路交换连接M3、所述连接M2和所述IMS媒体连接M1进行会话的通路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在到宏蜂窝系统的切换进行时或完成后，所述IWF按IMS媒体更新过程对所述远端设备进行媒体更新，将所述IMS媒体连接M1更新为所述IWF与所述远端设备间的IMS媒体连接M4，完成IMS会话连续性的更新过程。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述IWF与所述目标移动交换中心为同一物理实体，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，所述终端通过所述电路交换连接M3和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话；或者，

所述IWF与所述目标移动交换中心不为同一物理实体，在所述到宏蜂窝系统的切换过程中，还建立了所述IWF与所述目标移动交换中心之间的电路交换连接M5，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，所述终端通过所述电路交换连接M3、M5和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话。

4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，

所述连接M2是电路交换连接，建立过程为：所述HNB向所述IWF发送电路交换呼叫，并在消息中携带从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识的标识，所述IWF向所述HNB返回电路交换应答，建立起所述HNB和所述IWF之间的连接M2；

在所述HNB向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，建立所述连接M2，所述IWF收到该切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

5.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，

所述HNB与所述IWF之间支持IMS接口协议，所述连接M2是IMS媒体连接，所述HNB和所述IWF之间通过IMS信令交互建立起该IMS媒体连接，且所述HNB通过所述IMS信令交互过程将从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识的标识发送到所述IWF；

在所述HNB向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，建立所述连接M2，所述IWF收到该切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

6.一种终端切换系统，包括：作为中间点使终端与远端设备进行多媒体子系统IMS会话的家庭基站HNB系统，分别与所述家庭基站系统相连的电路交换核心网和多媒体子系统网络；其特征在于，

HNB，用于在移动终端进行IMS会话时，建立与所述远端设备间的IMS媒体连接M1；还用于在所述终端需切换到宏蜂窝时，建立与所述HNB系统中的互配功能实体IWF的连接M2，通过所述IWF向电路交换核心网中的目标移动交换中心发起到宏蜂窝系统的切换，并建立与所述电路交换核心网的电路交换连接M3；

HNB网关或所述HNB，还用于将所述IMS媒体连接M1与所述连接M2连接起来，形成所述终端与远端设备通过所述电路交换连接M3、所述连接M2和所述IMS媒体连接M1进行会话的通路。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述HNB系统还包括HNB网关；

所述IWF，用于在到宏蜂窝系统的切换进行时或完成后，按IMS媒体更新过程对所述远端设备进行媒体更新，将所述IMS媒体连接M1更新为所述IWF与所述远端设备间的IMS媒体连接M4，完成IMS会话连续性的更新过程。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述IWF，还用于在所述到宏蜂窝系统的切换过程中，建立所述IWF与所述电路交换核心网的电路交换连接M5，在完成IMS会话连续性的更新过程之后，使所述终端通过所述电路交换连接M3、M5和所述IMS媒体连接M4与所述远端设备进行会话。

9.如权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，

所述HNB，还用于向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，向所述IWF发送电路交换呼叫，并在消息中携带从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的信令路径标识的标识，并接收所述IWF返回电路交换应答，建立与所述IWF的电路交换连接M2；

所述IWF，还用于在收到所述HNB的切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

10.如权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，

所述HNB，还用于向所述IWF发送到宏蜂窝系统的切换请求之前或之后，与所述IWF之间通过IMS信令交互建立起该IMS媒体连接，而且通过所述IMS信令交互过程将从业务连续性服务器获得的用于索引远端会话的用于索引远端会话的信令路径标识的标识发送到所述IWF；建立与所述IWF的IMS媒体连接M2；

所述IWF，还用于在收到所述HNB的切换请求后，向所述目标移动交换中心发起所述切换，并根据所述标识发起所述IMS会话连续性的更新过程。

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