CN101848517B - 单无线接入方式语音切换的实现方法及系统 - Google Patents
单无线接入方式语音切换的实现方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种单无线接入方式下语音业务切换的实现方法，当源无线接入网络决定将单无线接入终端正在进行的语音业务切换到目标电路域网络时，该方法包括：所述源无线接入网络向互通网关IWG发送电路域切换请求；所述IWG与所述目标电路域网络完成电路域切换准备过程；在接入分支切换的同时，所述IWG，通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换指示信息及切换信息；所述单无线接入终端保存所述切换信息，根据所述预切换指示信息进入预切换状态，等待切换命令，完成后续切换过程。本发明实现方法及系统，可以保证实现语音业务成功切换。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种单无线接入方式下语音切换的实现方法及系统。
背景技术
在2代(2Generation，简称2G)、3G(3Generation，简称3G)移动通讯网络中，如全球移动通讯系统(Global System for Mobile communications，简称为GSM)、通用移动通讯系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，简称为UMTS)，采用电路交换(Circuit Switch，简称CS)方式提供语音业务，并形成了良好的覆盖。随着无线宽带技术的发展，以及网络互联协议(Internet Protocol，简称IP)技术的发展，整个网络向全IP的方向演进，一方面通讯网络的核心网向IP多媒体子系统(IP Multimedia Core NetworkSubsystem，简称IMS)演进，另一方面无线接入网络向分组交换发展，通过分组交换(Packet Switch，简称PS)网络承载语音以及其他业务，并能够直接接入IMS，由IMS提供包括语音业务在内通讯业务。
IMS是由第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称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，与接入无关，可以支持多媒体应用，能够为用户提供丰富的多媒体业务。
无线接入方式的发展方向有多种，比如3GPP提出了长期演进/系统架构演进(Long Term Evolution/System Architecture Evolution，简称LTE/SAE)的下一代网络架构，采用分组交换技术，能提供更高的传输速率、更短的传输延时，可以承载语音业务在内的实时业务，其可以作为IMS网络的一种接入方式，由IMS提供业务。
又如家庭基站(Home NodeB，简称HNB)系统，是由3GPP提出的一种微蜂窝接入方式，包括HNB接入节点以及HNB网关。将HNB接入节点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，或话务量比较大的地区，分担用户发生在室内或特定区域的话务量。HNB系统通过CS用户接口与UE相连，再接入现有的CS核心网，实现语音业务，也可以引入互通功能，直接出IP接口，将语音业务直接接入IMS，由IMS提供业务。
在这些接入方式中，有的接入技术的部署是个渐进的过程，比如运营商在部署LTE/SAE过程中，初期可能只在热点地区进行覆盖；有些接入方式适用于局部部署，比如HNB系统，其覆盖范围只局限家庭、楼宇等小范围。由于本文重点描述用户从这些局部覆盖区接入，并发生语音业务情况下的语音业务连续性，故称这些局部覆盖区为源无线接入覆盖区。
图1是在上述场景下的语音切换(又称语音连续性)的业务场景。用户在源无线接入覆盖区进行语音业务时，直接接入IMS，与远端用户建立IMS会话。当用户移出上述覆盖区域时，为了保证语音业务的连续性，切换到CS网络，并利用IMS中的会话锚定功能保持与远端用户通话的连续性，这样可以充分利用CS网络覆盖好的优势，保证业务的连续性。
在上述场景中，用户的移动设备在通话状态下，同时只能接入一种无线网络，比如对于LTE/SAE用户设备，在切换前，只能接入LTE/SAE网络，而不能同时接入CS网络；当移动到CS网络覆盖区，必须断开与LTE/SAE的无线连接，才能接入CS网络，本文中称这种接入方式为单无线接入方式。对于接入IMS的HNB系统，虽然其切换前以及切换后的无线接入方式都为CS方式，单由于接入的核心网不同，在此也统一称为单无线接入方式。
图2是单无线接入方式下语音切换的架构示意图。
在IMS业务体系中，控制层和业务层分离，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205(Call Session Control Function，简称CSCF)完成的，业务层是由一系列应用服务器(Application Server，简称AS)组成。控制层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。
为了实现IMS会话的切换业务，或称为业务连续性业务，在IMS中引入业务连续性AS 206(Service Continuity Control AS，简称SCC AS)负责锚定会话的信令路径，因此称之为信令路径的锚定点。当发生切换时，虽然UE到SCC AS 206的信令路径发生了变化，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。
为了与传统的电路域网络互通，在IMS边缘建设媒体网关控制功能(Media Gateway Control Function，简称MGCF)和媒体网关(MediaGateway，简称MGW)207，MGCF完成CS信令和IMS信令之间的互通和转换，并控制MGW完成CS承载和IMS承载之间的转换。
互通网关(Interworking Gateway，简称IWG)204是为了支持单无线接入，基本上在移动交换中心(Mobile Switching Center，简称MSC)Server功能的基础上，增加切换支持功能，并通过MSC Server之间的接口与目标CS网络203相连，通过MGCF/MGW 207与IMS互通，同时通过接口与源无线接入网络202连接，接收源无线接入网络的切换请求，完成切换工作。
IWG 204可以进一步增强，包含MGCF和MGW的功能，直接出SIP接口接入IMS，此时不需要经过MGCF/MGW。
用户设备201通过Uu接口接入源无线接入网络202，并通过SGi口接入IMS网络，在上述接口上承载着控制信令以及媒体流。控制信令采用会话初始协议(Session Initial Protocol，简称SIP协议)，其路径如图2虚线所示。UE 201和远端UE 208的SIP会话路径经过S-CSCF 205触发到SCCAS 206，并在SCC AS 206锚定，由IMS提供会话控制以及业务。在上述控制路径的控制下，在UE 201和远端UE 208之间建立媒体路径。
如果针对HNB接入方式，Uu接口上为CS接入信令和媒体，源无线接入网络(HNB系统)将CS接入信令和媒体转换成IMS信令和媒体，再接入IMS。
图3是现有技术中单无线接入方式下的切换过程示意图。
301、当UE从源无线网络接入IMS，并进入通话态时，UE定时检测周围的无线环境，通过测量报告通知源无线接入网路；
302、源无线接入网络根据本地的配置检查当前的无线通讯条件，如果发现当前所使用的无线接入不再适合进行通讯，比如信号强度低于设定的阈值，将从UE上报的周围无线网络的信息选择切换的目标网络；
303、源无线接入网络发现通讯媒体中含有语音，向IWG发送CS切换请求，携带目标CS网络的小区信息、用户标识以及会话转移号码(SessionTransfer Number，简称STN)等信息，通知IWG进行切换，转执行步骤305；
304、与步骤303同时，如果通讯媒体中还含有非语音的PS媒体，且目标网络和终端同时支持CS和PS接入，则向目标PS网络发送PS切换请求，转执行步骤306；
305、IWG收到源无线接入网络的切换请求，利用CS现有的切换机制，完成无线资源准备和电路连接的过程，然后通过MGCF/MGW向IMS发送会话切换请求，建立切入呼叫分支，代替原来通过源无线接入网络建立的切出呼叫分支，实现接入分支切换，并更新与远端的媒体连接；
306、目标PS网络接收到PS切换请求，完成PS切换准备过程；
307、当步骤305完成后，IWG向源无线接入网路返回CS切换响应，表示切换准备完成，并携带切换信息；
308、当步骤306完成后，目标PS网络向源无线接入网络返回PS切换响应，表示切换准备完成，并携带切换信息；
309、源无线接入网络接收步骤307中CS切换响应和步骤308中的PS切换响应，知道目标网络准备完成，则向UE发送切换命令。
310、UE执行切换，切换到目标网络。
由于本发文重点描述语音切换，即到目标CS网络的切换，因此不对非语音的PS的媒体的切换过程中进行描述。
完成上述IMS会话切入过程后，通过源无线接入网络向UE发送切换命令，指示UE切换到目标CS网络，完成接入侧切换过程，保证会话不中断。
在上述切换过程中，会有短暂的语音中断，为了保证用户的体验，要求语音中断时间不大于300ms。
图4是现有技术中单无线接入方式下的切换流程图。
UE-A在源无线接入覆盖区接入，通过源无线接入网络接入IMS，与远端UE-B建立IMS会话，该会话的信令路径以SCC AS为锚点，媒体路径从UE-A经过源无线接入网络和UE-B连接。源接入的信令路径包括两端：UE到SCC AS的源信令接入路径(又称为切出接入分支)和远端信令接入分支，原媒体路径为IMS承载。本流程只描述有语音的场景，其切换过程的步骤描述如下：
401、在通话过程，UE-A周期性的向源无线接入网络上报无线测量报告，该报告中包括当前正在使用的无线接入方式的测量数据，以及周围无线接入方式的测量数据；
402、源无线接入网络在根据上报的无线测量报告，进行切换决策。当UE-A正在使用的无线接入方式的无线条件变差，比如UE-A接收到信号强度低于设定的切换阈值，而且CS接入更适合通讯时，决定将承载切换到CS网络。
403、源无线接入网络向IWG发送CS切换请求，携带用户标识、目标CS网络的小区信息、以及切换路由信息(如STN、SCC AS的标识)等；
404、IWG确定目标CS小区所在的目标MSC Server，向目标MSC Server发送切换准备请求；
405、目标MSC Server向目标无线子系统(RNS/BSS，Radio NetworkSubsystem/Base Station Subsystem,无线网络子系统/基站子系统)转发切换准备请求；
406、目标无线子系统根据切换准备请求的指示，预留无线资源，并向目标MSC Server返回切换准备响应，携带目标无线接入网络的详细信息；
在该步骤完成时，建立目标MSC Server与目标无线子系统之间的目标承载－CS承载2。
407、目标MSC Server发送切换准备响应给IWG；
通过步骤403～407标准的CS切换准备过程，完成切换的准备过程。
408、IWG建立与目标MSC Server之间的电路连接；
该步骤完成后，建立IWG和目标MSC Server之间目标承载－CS承载3。
409、IWG使用切换标识STN作为被叫号码，使用初始地址消息(InitialAddress Message，简称IAM)消息向IMS发送切换请求，请求SCC AS执行切换过程；
该步骤可以在步骤407后执行，与步骤408并行执行。
410、MGCF将IAM转换成SIP邀请消息(INVITE)消息，经过CSCF等网元发送给SCC AS，并携带采用会话描述协议(Session DescriptionProtocol，简称SDP)描述的MGW提供的媒体资源信息；
此时MGW启动媒体资源信息中指示的本地媒体接收端口，准备接收对端发送的媒体流；
411、SCC AS向远端UE-B发送SIP媒体更新请求(RE-INVITE)，携带从步骤410中获取的MGW提供的媒体资源信息；
412、UE-B返回SIP确认响应，并携带UE-B应答的媒体资源信息；
其中确认响应可以是最终确认响应(200OK)，也可以是临时响应，如果是临时响应，后续还要经过类似的媒体协商过程。
此时UE-B启动媒体资源信息中指示的本地媒体接收端口，准备接收对端发送的媒体流；本地媒体接收端口可以采用原来正在使用的媒体接收端口，也可以分配新的媒体接收端口；如果使用新的媒体接收端口，则在两个端口同时接收，当在新的端口接收的媒体后，才关闭原来的媒体接收端口，这样保证在改变端口过程中，不丢失媒体。此时，由于UE-A还在源无线接入网络，因此UE-B可以继续收到UE-A发送的媒体流，即接听不受影响。
另外，UE将改变媒体流的发送方向，向步骤411中指定的接收端口，即MGW的媒体接收端口发送媒体，停止向UE-A的媒体接收端口发送媒体，此时UE-A将无法接收到UE-B发送的媒体流，表现为用户A无法听到用户B的声音。
413、SCC AS转发200OK到MGCF，携带UE-B应答的媒体资源信息；
该步骤完成后，MGCF/MGW和UE-B建立目标承载的IMS承载端。此时虽然MGW向UE-B发送媒体流的路径已经建立好，但由于UE-A还没有切换过来，实际并没有媒体流。
414、MGCF向IWG发送应答消息(Answer Message，简称ANM)响应；
当步骤408和414完成后，完成IMS会话切换过程，以及远端UE的媒体更新，建立了从目标无线子系统－目标MSC Server－MGCF/MGW－UE-B之间的目标媒体承载。
由于此时UE-A还没有进行切换，还在原来的承载发送和接收媒体，而UE-B的发送媒体已经切换到目标承载，但仍然可以在原端口接收媒体，因此从步骤412开始从UE-A到UE-B的媒体流正常(称为上行媒体流)，UE-B到UE-A的媒体流中断(称为下行媒体流)，表现为单通。
415、MGCF同时向SCC AS返回SIP确认请求(ACK)；
416、SCC AS向UE-B发送ACK确认消息；
417、IWG向源无线接入网络发送CS切换响应，携带在步骤407中获取的目标CS接入的详细无线信息；
418、源无线接入网络向UE-A发送切换命令，指示UE-A切换到指定的目标CS网络中；
419、UE-A执行无线切换过程，切入到指定的目标CS网络，建立与目标无线子系统的信令以及媒体连接；
此时UE-A切换到目标CS无线网络，建立UE-A和目标无线子系统间的目标承载：CS承载1，从而完成接入侧切换，和远端UE-B建立媒体连接，通话恢复正常。此时UE-B从目标承载的接收端口接收到媒体流，如果源承载的接收端口与目标承载的接收端口不同，UE-B将关闭源承载的接收端口。
420、目标无线子系统检测到UE成功接入，向目标MSC Server发送切换完成通知；
421、目标MSC Server向IWG发送切换完成通知；
422、IWG向源无线接入网络发送切换完成通知，以及确认过程；
423、SCC AS在上述切换过程完成后，释放源接入分支。
由上面的流程以及分析可以看出，在切换过程中存在语音中断时间，且上行媒体流和下行媒体流的中断时间不同：
下行媒体流的中断时间基本是从步骤411UE-B接收到媒体更新请求开始向MGW发送下行媒体流起，到步骤419完成，中断时间为步骤412、413、414、417、418执行和传输时间，以及步骤419无线切换执行的总和，即T412+T413+T414+T417+T418+T419。
上行的媒体流在UE-A执行步骤419之前，一直通过源承载－IMS承载进行，只是在步骤419期间会中断，因此上行媒体流的中断时间为T419。
根据UE-A和UE-B是同一网络的情况下，根据实验室测试数据，T412+T413+T414+T417+T418时间约为200ms，T419约为100ms，则下行媒体流中断时间约为300ms，上行媒体流的中断时间约为100ms。但在以下的一些情况发生时，会导致网络切换引起的中断时间增长，甚至超过300ms。
1)当用户在漫游状态，或呼叫其他网路用户，或拨打国际长途时，导致呼叫环节增多；
2)网络系统比较忙时，处理能力下降；
3)当UE-B的处理能力比较差，或无线接入条件不好，或带宽限制；
4)当UE-B和网络之间采用多次媒体协商处理时。
另外整个切换过程比较长，从步骤402决定切换，到步骤418通知用户切换，整个步骤、环节比较多，尤其是涉及远端用户媒体更新时，在特殊情况下，会导致时间更长。在用户高速移动，或存在无线信号突然衰减的情况下，会出现当执行步骤418通知用户时，用户可能已经移出源无线接入覆盖区的情况，导致无法通知用户切换，发生切换失败。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单无线接入方式下语音切换的实现方法及系统，以保证语音业务成功切换。
为解决以上技术问题，本发明提供一种单无线接入方式下语音业务切换的实现方法，当源无线接入网络决定将单无线接入终端正在进行的语音业务切换到目标电路域网络时，该方法包括：
所述源无线接入网络向互通网关IWG发送电路域切换请求；
所述IWG与所述目标电路域网络完成电路域切换准备过程；
在接入分支切换的同时，所述IWG，通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换指示信息及切换信息；
所述单无线接入终端根据所述预切换指示信息等待切换命令，完成后续切换过程。
进一步地，所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述预切换指示信息及所述切换信息包括：所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息，其中携带所述预切换指示信息及所述切换信息；所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换通知消息，其中所述预切换指示信息及所述切换信息。
进一步地，所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息是在所述切换准备过程完成后，与所述IWG建立目标电路域网络电路连接并行执行的，或在IWG建立目标电路域网络电路连接之后执行的。
进一步地，所述单无线接入终端根据所述预切换指示信息，进入预切换状态，保存所述切换信息，同时启动切换命令等待定时器；所述切换命令等待定时器的时长大于正常情况下IMS会话切换完成更新的最大时间；
当所述单无线接入终端接收到切换命令，或当前正在使用的无线无法在满足通讯要求，或切换命令等待定时器溢出时，则根据所述切换信息执行无线切换操作，切入到所述目标电路域网络，并对所述切换等待命令定时器复位；
或者当切换命令等待定时器溢出时，没有接收到切换命令且无线接入可以继续使用，则所述单无线接入终端退出预切换状态，继续使用源无线接入网络。
进一步地，所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述切换命令前，该方法还包括远端分支媒体更新过程，该过程中，所述业务连续性应用服务器SCC AS向会话远端发送媒体更新请求时不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；所述SCC AS向所述会话远端发送确认消息时携带所述媒体资源信息；所述会话远端根据收到的媒体资源信息改变媒体流发送方向。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种单无线接入方式下语音业务切换的实现系统，该系统包括源无线接入网络、目标网络、互通网关及单无线接入终端，其中，
所述源无线接入网络，用于向互通网关IWG发送电路域切换请求；还用于接收所述IWG发送的预切换指示信息及切换信息及向所述单无线接入终端转发收到的预切换指示信息及切换信息；
所述目标网络，用于与所述IWG完成电路域切换准备过程；
所述IWG用于与所述目标电路域网络完成电路域切换准备过程；还用于在接入分支切换同时，向所述源无线接入网络发送预切换指示信息及切换信息；
所述单无线接入终端接收所述源无线接入网络发送的预切换指示信息及切换信息，还用于根据预切换指示信息等待切换命令，完成后续切换过程。
进一步地，所述单无线接入终端还用于根据所述预切换指示信息，保存所述切换信息，进入预切换状态，还用于同时启动切换命令等待定时器；当所述单无线接入终端接收到切换命令，或当前正在使用的无线无法在满足通讯要求，或切换命令等待定时器溢出时，所述单无线接入终端还用于根据所述切换信息执行无线切换操作，切入到所述目标电路域网络以及对所述切换等待命令定时器复位；所述切换命令等待定时器的时长大于正常情况下IMS会话切换完成更新的最大时间。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种单无线接入方式下语音业务切换的实现方法，当源无线接入网络决定将正在进行的语音业务切换到目标电路域网络，进行远端媒体更新时，该方法包括：
所述业务连续性应用服务器SCC AS向所述IMS会话远端发送媒体更新请求，其中不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；
所述SCC AS向所述IMS会话远端发送确认消息，其中携带所述会话请求方提供的媒体资源信息；
所述IMS会话远端接收到所述确认消息后，根据会话请求方提供的媒体资源信息改变媒体流发送方向。
进一步地，所述SCC AS是接收到会话切换请求后向所述IMS会话远端发送所述媒体更新请求的，所述会话切换请求中携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；所述SCC AS是在接收到所述IMS会话远端返回媒体更新响应后向所述IMS会话远端发送确认消息的。
为解决上述技术问题，本发明还提供另一种单无线接入方式下语音业务切换的实现系统，所述系统包括业务连续性应用服务器SCC AS及会话远端，其中，
所述SCC AS用于向会话远端发送媒体更新请求，其中不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；还用于向所述会话远端发送确认消息，其中携带所述媒体资源信息；所述会话远端用于接收所述媒体更新请求及所述确认消息，还用于根据所述媒体资源信息改变媒体流发送方向。
本发明方法和系统在目标电路域网络切换准备完成后，在接入分支切换同时向UE发送预切换指示信息及切换信息。当在高速移动和源无线接入信号衰减很快的场合下，即使发生有线切换过程比较长而导致的切换命令无法通知到UE的场景，UE也有能力根据预切换请求中携带的切换信息完成切换，另外，在远端媒体切换过程中，本发明通过利用SCC AS的控制功能，改变媒体资源信息到达会话远端的时间，优化与远端UE之间的媒体协商过程，从而减少了下行媒体流切换中断时间。
附图说明
图1是单无线接入方式下语音切换的业务场景示意图。
图2是单无线接入方式下语音切换的架构示意图。
图3是现有技术中单无线接入方式下的语音业务切换流程图。
图4是现有技术中单无线接入方式下的另一语音业务切换流程图。
图5是本发明单无线接入语音切换方法的第一实施例信令流程示意图。
图6是本发明单无线接入语音切换方法的第二实施例信令流程示意图。
图7是本发明单无线接入语音切换方法的第三实施例信令流程示意图。
图8是本发明单无线接入方式语音业务切换的实现方法的流程示意图。
具体实施方式
为了解决因媒体流切换时间长而导致的切换失败问题，本发明提供了一种单无线接入方式下语音业务切换的实现实现方法，应用于单无线接入方式下语音切换业务，在远端媒体切换过程中，通过利用SCC AS的控制功能，改变媒体资源信息到达会话远端的时间，优化与远端UE之间的媒体协商过程，从而减少了下行媒体流切换中断时间。
单无线UE接入源无线接入网络，并通过IMS建立与远端设备的IMS会话，其会话路径锚定在SCC AS，当源无线接入网络决定将正在进行的语音业务切换到目标CS网络，执行远端媒体更新时，该单无线接入方式语音业务切换的实现方法包括：
所述SCC AS接收到会话切换请求方的会话切换请求后，向所述IMS会话远端发送媒体更新请求，其中不携带会话切换请求中会话切换请求方提供的媒体资源信息；
所述SCC AS接收到所述IMS会话远端返回媒体更新响应后，向所述IMS会话远端发送确认消息，其中携带会话切换请求方提供的媒体资源。
所述IMS会话远端接收到所述确认消息后，根据会话请求方提供的媒体资源信息改变媒体流发送方向。
以下通过附图及具体实施例对以上单无线接入语音切换实现方法进行具体说明：
第一实施例
图5是本发明第一实施例的单无线接入语音切换流程图，描述了UE-A在源无线接入覆盖区接入，与远端UE-B建立IMS会话，而后切换到CS网络下的过程。本实施例和非语音媒体无关，只考虑从源无线接入网络到目标CS网络的切换过程。其步骤描述如下：
步骤501～508与图4中的步骤401～408相同。
509、IWG使用切换标识STN作为被叫号码，使用初始地址消息(InitialAddress Message，简称IAM)消息向IMS发送切换请求，请求SCC AS执行切换过程；
该步骤可以在步骤507后执行，与步骤508并行执行。
510、MGCF将IAM转换成SIP邀请消息(INVITE)，经过CSCF等网元发送给SCC AS，并携带MGW提供的媒体资源信息；
此时MGW启动媒体资源信息中指示的本地媒体接收端口，准备接收对端发送的媒体流；
511、SCC AS向远端UE-B发送SIP媒体更新请求(RE-INVITE)，不携带媒体资源信息，即空SDP报文；
512、UE-B返回SIP确认响应，并携带UE-B提供的媒体资源信息；
其中确认响应可以是最终确认响应(200OK)，也可以是临时响应，如果是临时响应，后续还要经过类似的媒体协商过程。
本文的实施例都以最终确认响应进行描述。
此时UE-B启动媒体资源信息中指示的本地媒体接收端口，准备接收对端发送的媒体流；本地媒体接收端口可以采用原来正在使用的媒体接收端口，也可以分配新的媒体接收端口；如果使用新的媒体接收端口，则在两个端口同时接收，当在新的端口接收的媒体后，才关闭原来媒体接收端口，这样保证在改变端口过程中，不丢失媒体。由于此时UE-A还在源无线接入网络，因此UE-B可以继续收到UE-A发送的媒体流，即接听不受影响。
另外，由于步骤511中没有携带媒体资源信息，UE-B没有接收到对端的媒体资源信息，将不改变原来的媒体流的发送方向，即仍通过源承载－IMS承载向UE-A发送媒体。因此和现有技术相比，下行媒体仍然正常进行；
513、SCC AS转发200OK到MGCF，携带UE-B提供的媒体资源信息；
该步骤完成后，MGCF控制MGW向UE-B的媒体接收端口可以开始发送媒体，但由于UE在采用源承载的接收端口接收媒体流，因此上行媒体流没有中断。且由于UE-A还没有切换到目标承载，因此MGW没有接收到UE-A的媒体流，不会向UE-B发送媒体流。此时，由于UE没有从目标承载的接收端口接收到媒体流，因此UE-B不会关闭源承载的接收端口。
514、MGCF向IWG发送应答消息(Answer Message，简称ANM)响应；
515、MGCF同时向SCC AS返回SIP确认请求(ACK)；
516、SCC AS向UE-B发送ACK确认消息，携带在步骤510中获取的MGW提供的媒体资源信息；
该步骤516可以在执行步骤513的时候执行。
该步骤完成后，UE-B将改变媒体流的发送方向，向步骤516中指定的接收端口，即MGW的媒体接收端口发送媒体，停止从源承载路径－IMS承载向UE-A的媒体接收端口发送媒体，此时UE-A将无法接收到UE-B发送的媒体流，表现为用户A无法听到用户B的声音。
当步骤508和516完成后，完成IMS会话的切换过程，以及远端UE的媒体更新，建立了从目标无线子系统－目标MSC Server－MGCF/MGW－UE-B之间的目标媒体承载。
由于此时UE-A还没有进行切换，还在原来的承载发送和接收媒体，而UE-B的发送媒体已经切换到目标承载，但仍然可以在原端口接收媒体，因此从UE-A到UE-B的媒体流正常(称为上行媒体流)，UE-B到UE-A的媒体流终端(称为下行媒体流)从步骤516开始中断，表现为单通。
步骤517～519与图4中步骤417～419相同，此时UE-A切换到目标CS无线网络，建立UE-A和目标无线子系统见的目标承载：CS承载1，从而完成接入侧切换，和远端UE-B建立媒体连接，通话恢复正常。此时UE-B从目标承载的接收端口接收到媒体流，如果源承载的接收端口与目标承载的接收端口不同，UE-B将关闭源承载的接收端口。
步骤520～523与图4中步骤420～423相同。
由上面的流程以及分析可以看出，在切换过程中也存在语音中断时间，且上行媒体流和下行媒体流的中断时间不同：
下行媒体流的中断时间基本是从步骤516UE-B接收到媒体更新请求开始向MGW发送下行媒体流起，到步骤519完成为止。假设步骤516是在步骤515后执行，且步骤515、516的处理和传输时间正好与步骤514、517、518的时间相等，则中断时间为T519，如果两者不同，则中断时间是T519加两者差值的绝对值。
上行的媒体流在UE-A执行步骤519之前，一直通过源承载－IMS承载进行，只是在步骤519期间会中断，因此上行媒体流的中断时间为T519。
根据实际测量以及理论计算，T519约为100ms，因此上行媒体流的中断时间约为100ms，下行媒体流的中断时间最短为100ms，其最大值也小远于现有技术。可以看出，通过利用SCC AS的控制功能，改变媒体资源信息到达会话远端的时间，优化与远端UE之间的媒体协商过程，从而减少了下行媒体流切换中断时间。
为了实现以上方法，本发明还提供了一种单无线接入方式语音业务切换的实现系统，该系统包括SCC AS及会话远端，其中，
所述SCC AS用于向会话远端发送媒体更新请求，其中不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；还用于向所述会话远端发送确认消息，其中携带所述媒体资源信息；
所述会话远端用于接收所述媒体更新请求及所述确认消息，还用于根据所述媒体资源信息改变媒体流发送方向。
当然为了完整地完成以上语音业务切换过程，该实现系统还应该包括源无线接入网络、目标网络、互通网关及单无线接入终端等，这里不再赘述。
为解决因切换时间过长而导致切换失败的问题，本发明还提供了另一种单无线接入方式语音业务切换的实现方法，该方法的主要思想是在电路域切换准备后，在进行接入分支切换的同时，互通网关IWG通过源无线接入网络向单无线接入终端发送预切换指示信息及切换信息，使单无线接入终端进入预切换状态。鉴于切换过程长对高速移动的终端的影响，本发明利用预切换机制，在进行IMS会话切换的同时，IWG通知UE进行切换准备，等IMS会话切换完成后，再正式通知UE进行切换，避免由于切换过程长无法通知UE进行切换的问题，保证切换成功。
当源无线接入网络决定将单无线接入终端正在进行的语音业务切换到目标电路域网络时，如图8所示，该方法包括：
步骤801：所述源无线接入网络向互通网关IWG发送电路域切换请求；
步骤802：所述IWG与所述目标电路域网络完成电路域切换准备过程；
步骤803：在进行接入分支切换的同时，所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换指示信息及切换信息；
所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述预切换指示信息及所述切换信息包括：所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息，其中携带所述预切换指示信息及所述切换信息；所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换通知消息，其中所述预切换指示信息及所述切换信息。
这里的预切换响应消息及预切换通知消息都是新定义的消息，当然也可以采用原有消息携带以上预切换指示信息及所述切换信息。
所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息是在所述切换准备过程完成后，与所述IWG建立目标电路域网络电路连接并行执行的，或在IWG建立目标电路域网络电路连接之后执行的。
步骤804：所述单无线接入终端保存所述切换信息，根据所述预切换指示信息进入预切换状态，等待切换命令，完成后续切换过程。
所述单无线接入终端进入预切换状态，同时启动切换命令等待定时器；当所述单无线接入终端接收到切换命令，或当前正在使用的无线无法在满足通讯要求，或切换命令等待定时器溢出时，则根据所述切换信息执行无线切换操作，切入到所述目标电路域网络。
也可以是，当切换命令等待定时器溢出时，没有接收到切换命令且无线接入可以继续使用，则UE退出预切换状态，继续使用源无线接入网络。这种方法可以防止网络侧的会话切换没有完成，产生异常。
若后续接收的切换命令中的切换信息与单无线接入终端保存的切换信息不同，以切换命令中的切换信息为准。
所述切换命令等待定时器的时长大于正常情况下IMS会话切换完成更新的最大时间，且所述单无线接入终端在执行无线切换操作时对所述切换等待命令定时器复位。
以下通过具体实施例及附图对本发明第二种方法进行说明：
第二实施例
图6是本发明第二实施例的单无线接入方式下的切换过程示意图。描述了UE-A在源无线接入覆盖区接入，与远端UE-B建立IMS会话，而后切换到CS网络下的过程，其过程包括以下步骤：
601、当UE从源无线网络接入IMS，并进入通话态时，UE定时检测周围的无线环境，通过测量报告通知源无线接入网路；
602、源无线接入网络根据本地的配置检查当前的无线通讯条件，如果发现当前所使用的无线接入不再适合进行通讯，比如信号强度低于设定的阈值，将从UE上报的周围无线网络的信息选择切换的目标网络；
603、源无线接入网络发现通讯媒体中含有语音，向IWG发送CS切换请求，携带目标CS网络的小区信息、用户标识以及会话转移号码(SessionTransfer Number，简称STN)等信息，通知IWG进行切换；转执行步骤605；
604、与步骤603同时，如果通讯媒体中还含有非语音的PS媒体，且目标网络和终端同时支持CS和PS接入，则向目标PS网络发送PS切换请求；转执行步骤606；
605、IWG收到源无线接入网络的切换请求，利用CS现有的切换机制，完成无线资源准备；
在步骤完成后，IWG和目标CS网络建立CS电路连接，该步骤和步骤606、607无关，可以和步骤606、607同时执行。
606、IWG向源无线接入网路返回CS预切换响应消息，表示切换准备完成，并携带预切换指示信息及切换信息；
该消息中携带的切换信息包含目标CS接入网的属性、以及详细接入信息。
该消息可以是新定义的消息，如预切换响应消息，或在现有的CS切换响应中增加指示，指示该消息是CS预切换响应消息。
607、IWG然后向IMS发送会话切换请求，建立切入呼叫分支，代替原来通过源无线接入网络建立的切出呼叫分支，实现接入分支切换及远端媒体更新；
608、目标PS网络接收到步骤604的PS切换请求，完成PS切换准备过程；
609、当步骤608完成后，目标PS网络向源无线接入网络返回PS切换响应，表示切换准备完成，并携带切换信息；
610、源无线接入网络接收步骤606中CS预切换响应消息和步骤609中的PS切换响应，知道目标网络准备完成，但语音媒体的切换还没有完成，则向UE发送预切换通知消息，携带详细的切换信息，包括目标网络(包括CS网路和PS网络)的详细接入信息；
UE接收到预切换通知消息请求，保存与目标网络的切换信息，并根据预切换指示信息进入预切换状态，启动切换命令等待定时器，等待切换命令。
在预切换状态中，UE并不执行无线切换过程，当接收到切换命令，或当前正在使用的无线接入方式无法在满足通讯要求，如移动出源无线接入网络的覆盖区，或切换命令等待定时器溢出，则UE根据切换信息执行无线切换操作，切换到切换命令指定的目标无线网络，或预切换请求中指定的目标无线网络，并复位切换命令等待定时器。也可以是，当切换命令等待定时器溢出时，没有接收到切换命令且无线接入可以继续使用，则UE退出预切换状态，继续使用源无线接入网络。
在预切换状态中，IWG可以通过源无线接入网络发送切换取消请求，或源无线接入网络向UE发送切换取消请求，UE接收到该请求后，复位切换命令等待定时器，退出预切换状态。
在预切换状态，UE可以根据具体的实现方式，提前完成一些切换的准备工作，如硬件电路的启动、电路域软件模块、切换模块的加载初始化能工作，以加快切换速度。
如果UE或源无线接入网路不支持切换通知请求，将该请求作为未知消息，不做处理或返回未知请求，而不会影响正常的切换过程。
预切换通知消息携带的切换信息包含目标接入网的属性、以及详细接入信息，包括目标CS接入网网络和/或目标CS接入网网络的详细接入信息。该消息可以是新定义的消息，或在现有的切换命令中增加指示，指示该消息是预切换通知消息。
611、UE进行预切换状态，等待切换命令；
612、当步骤607完成后，IWG向源无线接入网路返回CS切换响应，表示切换准备和IMS切换完成，并携带切换信息；
613、源无线接入网络接收步骤612中CS切换响应和步骤609中的PS切换响应，则向UE发送切换命令。
614、UE执行切换，切换到目标网络。
图7是本发明第二实施例的单无线接入语音切换流程图，描述了UE-A在源无线接入覆盖区接入，与远端UE-B建立IMS会话，而后切换到CS网络下的过程。
第三实施例
预切换机制也可以和第一实施例所提及的减少下行媒体流切换中断时间方法同时使用。本实施例，只描述有语音媒体的场景。如图7所示，其切换过程包括以下步骤：
步骤701～708与图4中的步骤501～508相同.
709、IWG使用切换标识STN作为被叫号码，使用初始地址消息(InitialAddress Message，简称IAM)消息向IMS发送切换请求，请求SCC AS执行切换过程；
该步骤可以在步骤707后执行，与步骤708并行执行。
717a、IWG向源无线接入网络发送预切换命令消息，携带在步骤707中获取的切换信息；
本步骤标号不表明执行顺序，只是为了方便说明，以便和步骤717、以及图4、图5中步骤417、517建立比对关系。
本步骤在图中的顺序，并不表明实际执行顺序，可以和在步骤707后执行，与步骤708、709并行执行。
718a、源无线接入网络向UE-A发送预切换通知消息，指示UE-A网络已经决策准备进行切换，以及切换目标CS无线网络的切换信息。
本步骤标号不表明执行顺序，只是为了方便说明，和步骤718、以及图4、图5中步骤418、518建立对应关系。
UE-A接收到预切换通知消息请求，保存与目标CS无线网络的切换信息，并进入预切换状态，启动切换命令等待定时器，等待切换命令。
步骤710～716与图5中的步骤510～516相同，完成IMS会话切换过程，以及远端UE的媒体更新，建立了从目标无线子系统－目标MSC Server－MGCF/MGW－UE-B之间的目标媒体承载，媒体流的中断的情况与图5相同。
步骤717～719与图5中步骤517～519相同，IWG在IMS会话切换完成，媒体路径准备完成后，经过源无线接入网络发送切换请求，UE-A切换到目标CS无线网络，建立UE-A和目标无线子系统间的目标承载：CS承载1，从而完成IMS会话切换，建立和远端UE-B的媒体连接，通话恢复正常。
如果由于用户已经移出源无线接入网络，导致在向步骤718的切换命令无法发送到UE-A，且源无线接入网络发送过预切换通知到UE-A，则源无线网络认为UE-A已经切出源无线接入网络。
如果用户已经切换到目标CS网络，此时IMS会话切换工作才完成，即步骤712比步骤714提前到达IWG，则IWG可以在步骤714后继续执行步骤717发送切换命令，或跳过步骤717，直接执行步骤721，通知源无线接入网络切换已经完成。
为了实现以上第三实施例的单无线接入方式下语音业务切换方法，本发明还提供一种单无线接入方式下语音业务切换的实现系统，该系统包括源无线接入网络、目标网络、互通网关、单无线接入终端SCC AS及会话远端，其中，
所述源无线接入网络，用于向互通网关IWG发送电路域切换请求；还用于接收所述IWG发送的预切换指示信息及切换信息及向所述单无线接入终端转发收到的预切换指示信息及切换信息；
所述源无线接入网络通过预切换通知消息向所述单无线接入终端发送所述预切换指示信息及所述切换信息。
所述目标网络，用于与所述IWG完成电路域切换准备过程；
所述IWG用于与所述目标电路域网络完成电路域切换准备过程；还用于在进行接入分支切换的同时，向所述源无线接入网络发送预切换指示信息及切换信息；
所述IWG通过预切换响应消息向所述源无线接入网络发送所述预切换指示信息及所述切换信息；
所述单无线接入终端用于接收所述源无线接入网络发送的预切换指示信息及切换信息，还用于保存所述切换信息，以及根据预切换指示信息进入预切换状态，等待切换命令，完成后续切换过程。
所述单无线接入终端进入预切换状态，还用于同时启动切换命令等待定时器；当所述单无线接入终端接收到切换命令，或当前正在使用的无线无法在满足通讯要求，或切换命令等待定时器溢出时，所述单无线接入终端还用于根据所述切换信息执行无线切换操作，切入到所述目标电路域网络。也可以是，当切换命令等待定时器溢出时，没有接收到切换命令且无线接入可以继续使用，则UE退出预切换状态，继续使用源无线接入网络。
所述SCC AS在远端媒体更新过程中，用于向会话远端发送媒体更新请求，其中不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；还用于向所述会话远端发送确认消息，其中携带所述媒体资源信息；
这里所说的会话切换请求方指媒体网关MGW。
所述会话远端用于根据收到的媒体资源信息改变媒体流发送方向。
由上面的流程以及分析可以看出，本发明方法和系统在接入分支切换的同时向UE发送预切换指示信息及切换信息。当在高速移动和源无线接入信号衰减很快的场合下，即使发生有线切换过程比较长而导致的切换命令无法通知到UE的场景，UE也有能力根据预切换请求中携带的切换信息完成切换，从而保证在IMS会话切换过程比较长的情况下，能进行正常的切换，且优化了中断时间。
Claims (5)
1.一种单无线接入方式下语音业务切换的实现方法，其特征在于，当源无线接入网络决定将单无线接入终端正在进行的语音业务切换到目标电路域网络时，该方法包括：
所述源无线接入网络向互通网关IWG发送电路域切换请求；
所述IWG与所述目标电路域网络完成电路域切换准备过程；
在接入分支切换的同时，所述IWG，通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换指示信息及切换信息；
所述单无线接入终端根据所述预切换指示信息等待所述源无线接入网络发送的切换命令，完成后续切换过程；
所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述预切换指示信息及所述切换信息的步骤包括：所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息，其中携带所述预切换指示信息及所述切换信息；所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换通知消息，其中携带所述预切换指示信息及所述切换信息；
所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述切换命令前，该方法还包括远端分支媒体更新过程，该过程中，业务连续性应用服务器SCC AS向会话远端发送媒体更新请求时不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；所述SCC AS向所述会话远端发送确认消息时携带所述媒体资源信息；所述会话远端根据收到的媒体资源信息改变媒体流发送方向。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息是在所述切换准备过程完成后，与所述IWG建立目标电路域网络电路连接并行执行的，或在IWG建立目标电路域网络电路连接之后执行的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述单无线接入终端根据所述预切换指示信息，进入预切换状态，保存所述切换信息，同时启动切换命令等待定时器；所述切换命令等待定时器的时长大于正常情况下IMS会话切换完成更新的最大时间；
当所述单无线接入终端接收到切换命令，或当前正在使用的无线接入方式无法再满足通讯要求，或切换命令等待定时器溢出时，则根据所述切换信息执行无线切换操作，切入到所述目标电路域网络，并对所述切换命令等待定时器复位；
或者当切换命令等待定时器溢出时，没有接收到切换命令且无线接入可以继续使用，则所述单无线接入终端退出预切换状态，继续使用源无线接入网络。
4.一种单无线接入方式下语音业务切换的实现系统，其特征在于，该系统包括源无线接入网络、目标网络、互通网关及单无线接入终端，其中，
所述源无线接入网络，用于向互通网关IWG发送电路域切换请求；还用于接收所述IWG发送的预切换指示信息及切换信息及向所述单无线接入终端转发收到的预切换指示信息及切换信息；
所述目标网络，用于与所述IWG完成电路域切换准备过程；
所述IWG用于与目标电路域网络完成电路域切换准备过程；还用于在接入分支切换同时，向所述源无线接入网络发送预切换指示信息及切换信息；
所述单无线接入终端，用于接收所述源无线接入网络发送的预切换指示信息及切换信息，还用于根据所述预切换指示信息等待所述源无线接入网络发送的切换命令，完成后续切换过程；
所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述预切换指示信息及所述切换信息包括：所述IWG向所述源无线接入网络发送预切换响应消息，其中携带所述预切换指示信息及所述切换信息；所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送预切换通知消息，其中携带所述预切换指示信息及所述切换信息；
所述IWG通过所述源无线接入网络向所述单无线接入终端发送所述切换命令前，还包括远端分支媒体更新过程，其中，业务连续性应用服务器SCCAS向会话远端发送媒体更新请求时不携带会话切换请求方提供的媒体资源信息；所述SCC AS向所述会话远端发送确认消息时携带所述媒体资源信息；所述会话远端根据收到的媒体资源信息改变媒体流发送方向。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于：所述单无线接入终端还用于根据所述预切换指示信息，保存所述切换信息，进入预切换状态，还用于同时启动切换命令等待定时器；当所述单无线接入终端接收到切换命令，或当前正在使用的无线接入方式无法再满足通讯要求，或切换命令等待定时器溢出时，所述单无线接入终端还用于根据所述切换信息执行无线切换操作，切入到所述目标电路域网络以及对所述切换命令等待定时器复位；所述切换命令等待定时器的时长大于正常情况下IMS会话切换完成更新的最大时间。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150513 Termination date: 20180325 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |