CN101940057B - 用于在移动无线电网络中建立电路交换呼叫的方法和移动无线电网络 - Google Patents

Abstract

一种用于在移动无线电网络(MRN)中建立第一移动站(MS1)和第二移动站(MS2)之间的电路交换呼叫的方法，所述移动无线电网络(MRN)具有核心网络(CN)和具有基站子系统(BSS)的无线电接入网络(RA)，所述方法包括下述步骤：在核心网络(CN)处，监视来自第一移动站的电路交换呼叫请求是否将在与相同的基站子系统(BSS)通信耦合的第二移动站(MS2)处终止；以及如果第一和第二移动站(MS1、MS2)通信耦合到相同的基站子系统(BSS)，则完全通过基站子系统(BSS)的基础设施单元(BSC、BTSa、BTSb)来建立第一移动站与第二移动站之间的用户平面数据流。

Description

用于在移动无线电网络中建立电路交换呼叫的方法和移动无线电网络

技术领域

本公开涉及用于在移动无线电网络中建立移动站之间的电路交换呼叫的方法以及对应的移动无线电网络。更特别地，本发明旨在在移动无线电网络中尤其在GSM边缘无线电网络(GERAN)网络中实现电路交换(CS)呼叫的本地交换。

背景技术

GERAN网络包括由若干基站子系统(BSS)组成的接入网络和在CS域中由若干移动交换中心(MSC)组成的核心网络。BSS包括连接到若干基站收发站(BTS)的基站控制器(BSC)。可选地，MSC可以被分成处理控制平面过程的MSC服务器(MSC-S)和处理用户平面数据的媒体网关(MGW)。一个BSC通常经由A接口连接到一个MSC，但是也有可能例如出于冗余原因而连接到多于一个MSC。一个MSC通常连接到多于一个BSC。A接口是连接BSS和MSC的接口。

在诸如GERAN的移动无线电网络中，包括信令和用户平面数据流这二者的每个CS呼叫需要通过MSC。这也适用于发起呼叫的用户和终止或接收呼叫的用户被连接到由相同BSC控制的BTS的情况，也就是说对于一个BSS内部的本地呼叫也如此。这是需要的，因为当移动站发起呼叫时，BSC没有关于被叫方标识以及它是否位于相同的BSS区中的信息。呼叫一直由MSC控制，所述MSC还建立指向其中发起呼叫的BSS的电路(由电路标识码-CIC标识)以及指向其中终止呼叫的BSS的另一电路(具有另一个CIC)。在主叫方和被叫方属于相同BSS的情况下，在BSS和MSC之间建立两个电路。

术语“本地交换”指每当CS呼叫涉及由相同BSS服务的两个移动站并且依赖于BSC将该CS呼叫交换到目标小区时，从用户平面数据流排除MSC(或者当MSC功能被分成MSC-S和MGW时排除MGW)的可能性。本地交换一个重要的好处是可以避免在BSC和MSC之间(或BSC和MGW之间)的用户平面接口上建立两个电路并且可以节省很多带宽。

如已经描述的那样，当前不可能进行本地交换，因为即使在MSC建立呼叫之后，BSC也没有关联“谁正在与谁讲话”的信息。而且即使BSC具有该信息，指向MSC(或MGW)的电路将已被建立并且不能被释放。

现在3GPP TSG GERAN委员会正在进行定义用户平面中的基于IP的A接口的可行性研究(参见G2-070305，“AoIP Motivation，Architecture，Functional Impacts”，GERAN WG2#35bis and G2-070359，“Draft Technical Report：A-interface over IP”，GERAN WG2#35bis)。

这种提议的主要想法是用IP连接(即用IP地址和UDP端口对)替换MSC(或MGW)和BSC之间的用户平面电路，以及由此用IP连接的标识符(例如用“通过IP的A呼叫实例代码”)或者等同地用与其相关联的信令连接的标识符(例如利用“通过IP的A信令连接标识符”)替换CIC。

(用户平面中)通过IP的A接口的标准化具有许多目标，例如较容易的网络配置，以及在BSS和MSC之间使用压缩的语音编解码器的可能性，以便降低A接口上的带宽需求。在3GPP TS 48.008中，“移动交换中心-基站系统(MSC-BSS)接口”公开了BSS和MSC之间的通信的一般特性。

然而，对于本地CS呼叫(即涉及由相同BSC控制的两个移动站的呼叫)来说，仍需要在A接口上消耗一些带宽。只有用本地交换方法才可能使A接口上所需的带宽降到零。

因此，本发明的目的是在移动无线电网络中针对呼叫获得进一步带宽节省和延迟降低。

发明内容

因此，公开了一种用于在移动无线电网络中建立第一移动站与第二移动站之间的电路交换呼叫的方法。该移动无线电网络包括核心网络和具有至少一个基站子系统的无线电接入网络。该方法包括：在核心网络处，监视来自第一移动站的电路交换呼叫请求是否将在与相同的基站子系统通信耦合的第二移动站处终止。以及，如果第一和第二移动站通信耦合到相同的基站子系统，则完全通过该基站子系统的基础设施单元来建立第一移动站与第二移动站之间的用户平面数据流。

因此，就实现了本地交换，因为在基站子系统与移动交换中心之间不必提供带宽。此外，降低了呼叫的任何延迟，因为传统上包括移动交换中心的单元与基站控制器之间的数据流的传输路径被缩短。

该方法还可以包括：如果第一和第二移动站通信耦合到相同的基站子系统，则将信息元素从核心网络传输到无线电接入网络。该信息元素指示第一和第二移动站之间的本地电路交换呼叫。

如果预期是本地呼叫，则该信息元素例如可以包含“其它方信息”。

优选地，通过控制平面数据流将信息元素从移动交换中心服务器传输到基站控制器。这允许基站控制器判定本地电路交换呼叫是否被建立，其中通过基站控制器或者通过基站收发站在第一和第二移动站之间直接传输用户平面数据。如果两个移动站都通信耦合到相同的基站收发站，则后者是可行的。

根据用于建立电路交换呼叫的方法的一方面，基站子系统与移动交换中心服务器之间以及基站子系统与移动交换中心中的媒体网关之间的用户平面数据流被阻塞。这意味着，例如在移动交换中心与第一及第二移动站之间建立的IP连接可能保留，但是不通过这些连接交换数据。而是经由基站子系统在两个移动站之间交换数据。

在用于建立电路交换呼叫的方法中，信息元素可以是：

-第二移动站与移动交换中心之间的连接的标识符，

-与第二移动站的用户平面连接相关联的信令连接的标识符，

-第二移动站的IP连接的无线电接入网络处的UDP端口和IP地址，

-第二移动站的IP连接的“通过IP的A呼叫实例代码”，

-第二移动站的IP连接的“通过IP的A信令连接标识符”，或

-第二移动站的IP连接的BSC处的UDP端口和IP连接。

包含“其它方信息”的可选信息元素到经由无线电接入网络建立MSC或媒体网关和BSC之间的新IP连接的消息允许标识并关联两个连接且将它们合并。然后，提供直接通信，并且该通信从任何用户平面数据流中排除核心网络。

因此，在该方法中，监视还可以包括比较第一移动站与移动交换中心之间的第一IP连接和第二移动站与移动交换中心之间的第二IP连接的IP连接标识符。

而且，建立用户平面数据流可以包括在基站控制器或基站收发站处合并第一移动站与移动交换中心之间的第一IP连接以及第二移动站与移动交换中心之间的第二IP连接。

优选地，移动无线电网络被实施为GSM/EDGE无线电接入网络(GERAN)。

该公开还给出包括核心网络和具有基站子系统的无线电接入网络的移动无线电网络，其中该移动无线电网络被实施以执行如上所提到的用于建立电路交换呼叫的方法。

此外，要求保护一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被实施以执行用于在至少包括移动交换中心服务器、媒体网关、基站控制器和多个基站收发站的移动无线电网络中建立其它站之间的电路交换呼叫的方法。

此外，可以提供一种存储了所述计算机程序产品的记录介质。因此，该计算机程序产品可以在记录介质上实现，所述记录介质包括任何已知类型的数据存储介质，其包括磁介质、光学介质、硬盘、USB存储棒等等。计算机程序产品例如还可以被实施为由互联网中的服务器提供的可下载文件。

附图说明

在下文中进一步参考附图说明本发明的某些方面，其中：

图1示出说明在MSC(MGW)中进行交换的本地呼叫的示例的框图；以及

图2示出说明其中本地交换处于BSC中的本地呼叫的示例的框图。

具体实施方式

在图中，相似的以及功能相似的元件已被指定相同的附图标记。图1示出例如被实施为UMTS网络的一部分的移动无线电网络MRN，其包括核心网络和基站子系统。该基站子系统BSS通常被包括在无线电接入(RA)网络中。它还可以包括UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)。在本文中被称为BSS的GMS/EDGE无线电接入网络也被称为GERAN。

核心网络CN包括具有例如MSC服务器和媒体网关MGW的移动交换中心MSC。基站子系统BSS包括基站控制器BSC，其通常通信耦合到多个基站收发站BTSa、BTSb。基站收发站BTSa、BTSb提供到用户设备的实际无线电耦合，所述用户设备例如移动电话、PDA、适当装备的膝上型计算机等等。图1示出第一移动站MS1和第二移动站MS2。MS1和MS2这二者分别耦合到基站收发站BTSa、BTSb。基站收发站BTSa、BTSb耦合到基站控制器BSC。

在图中，控制平面信号路径由虚线指示，并且用户平面数据路径由实线指示。在UMTS系统中，即使在用户设备之间发起电路交换呼叫，实际数据传输也借助IP技术来安排并且因此面向分组。

传统地，如果必须建立从例如移动电话MS1到移动电话MS2的呼叫，则在MS1和BSC之间通过BTSa建立到移动交换中心服务器MSC服务器的控制平面信令路径。3GPP标准在基站控制器BSC和核心网络之间提供用于控制平面的“A接口”和用于用户平面的一个A接口。原则上，手机MS1、MS2二者都在控制平面信号路径中具有到核心网络的IP连接。

传统地，如果双方或手机MS1和MS2建立呼叫，则这通过媒体网关MGW来提供。该媒体网关MGW经由BSC和BTSa建立到第一移动站或电话MS1的IP数据连接1。此外，媒体网关MGW经由到BSC和BTSb的连接建立到第二手机或移动站MS2的第二IP连接(被指示为“数据连接2”)。如果可以识别出双方(即第一和第二移动站MS1和MS2)通信耦合到相同的基站控制器BSC或者属于相同的基站子系统，则可以建立直接用户平面数据路径，而不创建基站控制器BSC和核心网络CN之间并且尤其是到媒体网关MGW的带宽。

因此，提供可选信息元素，其包含在建立MSC或MGW和BSC之间的新IP连接时所使用的“其它方信息”。如果无线电接入网络尤其是BSC或BTS接收到这样的关于两个IP连接(即第一为MS 1和MGW之间的连接以及第二为MS2和MGW之间的连接)的附加信息元素，则这二者可以被合并在一起成为一个围绕核心网络CN的用户平面数据流。结果，生成本地电路交换呼叫。

因此，如图2所示，用户平面数据路径(实线)通过相关联的基站收发站BTSa和基站控制器BSC直接在第一移动站或手机MS1与关联到第二手机或移动站MS2的基站收发站BTSb之间运行。因此，不通过核心网络CN传输数据或者向核心网络CN传输数据。

可以通过以任何方式用于呼叫建立的消息中的可选字段来实现信息元素。例如，用于呼叫建立的消息分配请求可以具有数据字段，在所述数据字段中插入所谓的“其它方信息”。还可以在移交请求消息中提供可选字段。如果要执行BSS间移交，则这是有用的。这意味着，如果移动站离开实际BTS的覆盖区域并且登录到与不同BSC相关联的另一个BTS，则中断完全在BSS中的本地交换并且执行到MSC的常规交换。

MSC服务器可以将作为信息元素的“其它方信息”包括在建立与所考虑的BSS的新IP连接所需要的任何消息中。有利地，如果在核心网络CN中的MSC处检测到第二IP连接将在属于相同BSS的移动站处终止，则仅将附加信息元素添加到消息中。

例如这是图2中的情况，其中移动站MS1和移动站MS2通过BTSa和BTSb耦合到相同的BSC。因此，图1所示的数据连接(数据连接1、数据连接2)被断开并且直接通过BSC建立合并的用户平面数据路径。而且信令连接(控制平面信令路径中的信令连接1和信令连接2(虚线))可以通过A接口和MSC服务器保持有效。在所提议方法的变形中，如果例如为了合法拦截CS呼叫需要通过核心网络CN以进行监视，则MSC避免包括允许本地交换呼叫的信息元素也是有可能的。

举例来说，可以使用允许BSS执行对通过IP的A呼叫实例代码的实际本地交换的信息元素。可替换地，第二移动站MS2的IP连接的通过IP的A信令连接标识符、第二移动站MS2的IP连接的MGW或MSC处UDP端口中的IP地址或第二移动站MS2的IP连接的BSC处UDP端口的IP地址可以被用作“其它方”。一旦BSS确认包含附加信息元素的消息，两个已识别的IP连接就可以被关联并且合在一起。因此，实现了本地交换，其中从用户平面数据流中排除任何MSC或MGW。如上面所提到的那样，没必要释放到MSC的两个IP连接。而是，MSC或MGW不期望通过这些连接来接收任何数据。一旦MSC释放所涉及的IP连接之一，BSC就重新开始从相应移动站到MSC或MGW的用户平面数据流。当对移出BSS覆盖区域的移动站执行外向BSS间移交时会出现这种情况。

在该方法和对应的无线电网络的可替换实施例中，可能已经在BTS级合并关于两个移动站(例如图2中的MS2和MS3)的用户平面流。例如，手机MS2和MS3二者通信耦合到相同的BTSb。可以在BTS级上实现本地交换。因此，MS2和MS3两方之间的实际数据传送甚至可以从BSC排除。在图2中，这由对应于MS2和MS3之间的用户平面数据路径的点划线指示。而且，在这种情况下核心网络CN没必要提供带宽。

用于建立移动站之间的电路交换呼叫的方法和系统的结果是实现了相应呼叫的带宽节省和延迟降低。特别地，相对于传统交换过程来说，在UMTS体系结构中在A接口上消耗的带宽较少。

Claims (13)

1.一种用于在移动无线电网络(MRN)中建立第一移动站(MS1)与第二移动站(MS2)之间的电路交换呼叫的方法，所述移动无线电网络(MRN)具有核心网络(CN)和具有基站子系统(BSS)的无线电接入网络(RA)，所述方法包括：

在核心网络(CN)处，监视来自第一移动站的电路交换呼叫请求是否将在与相同的基站子系统(BSS)通信耦合的第二移动站(MS2)处终止；以及

如果第一和第二移动站(MS1，MS2)通信耦合到相同的基站子系统(BSS)，则完全通过基站子系统(BSS)的基础设施单元(BSC，BTSa，BTSb)来建立第一移动站与第二移动站之间的用户平面数据流，和

如果第一和第二移动站(MS1，MS2)通信耦合到相同的基站子系统(BSS)，则将信息元素从核心网络(CN)传输到无线电接入网络(RA)，其中所述信息元素指示第一和第二移动站(MS1，MS2)之间的本地电路交换呼叫并且包含“其它方信息”，其中所述“其它方信息”是第二移动站(MS2)的IP连接的UDP端口和IP地址，

其中通过控制平面数据流将所述信息元素从移动交换中心服务器(MSC)传输到基站控制器(BSC)，

其中所述控制平面数据流中的信令连接能够通过A接口和移动交换中心服务器(MSC)保持有效，并且在完全通过基站子系统(BSS)的基础设施单元(BSC，BTSa，BTSb)来建立第一移动站与第二移动站之间的用户平面数据流的情况下仍然保持在第一和第二移动站(MS1，MS2)与移动交换中心服务器(MSC)之间的信令连接。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

阻塞基站子系统(BSS)与移动交换中心(MSC)中的移动交换中心服务器(MSC)和媒体网关(MGW)之间的用户平面数据流。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述信息元素是下述信息元素的组中的一个：

第二移动站(MS2)与移动交换中心(MSC)之间的连接的标识符，

与第二移动站(MS2)的用户平面连接相关联的信令连接的标识符，

第二移动站(MS2)的IP连接的核心网络处的UDP端口和IP地址，

第二移动站(MS2)的IP连接的无线电接入网络(RA)处的UDP端口和IP地址，

第二移动站(MS2)的IP连接的通过IP的A呼叫实例代码，

第二移动站(MS2)的IP连接的通过IP的A信令连接标识符，或

第二移动站(MS2)的IP连接的BSC处的UDP端口和IP地址。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中核心网络(CN)和无线电接入网络(RAN)之间的连接是IP连接。

5.根据权利要求4所述的方法，其中监视包括：

比较第一移动站(MS1)与移动交换中心(MSC)之间的IP连接和第二移动站(MS2)与移动交换中心(MSC)之间的第二IP连接的IP连接标识符。

6.根据权利要求4所述的方法，其中建立用户平面数据流包括：

在基站控制器(BSC)或基站收发站(BTS)处合并第一移动站(MS1)与移动交换中心(MSC)之间的第一IP连接以及第二移动站(MS2)与移动交换中心(MSC)之间的第二IP连接。

7.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中基站子系统(BSS)的所述基础设施单元(BSC，BTSa，BTSb)是基站控制器(BSC)或基站收发站(BTS)。

8.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述移动无线电网络是GSM边缘无线电接入网络(GERAN)。

9.一种包括核心网络(CN)和具有基站子系统(BSS)的无线电接入网络(RA)的移动无线电网络(MRN)，所述移动无线电网络被实施以执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

10.根据权利要求9所述的移动无线电网络(MRN)，其中所述基站子系统(BSS)包括基站控制器(BSC)和多个基站收发站(BTS)。

11.根据权利要求9或10所述的移动无线电网络(MRN)，其中移动交换中心(MSC)包括移动交换中心服务器(MSC)和媒体网关(MGW)。

12.根据权利要求9-10中任一项所述的移动无线电网络(MRN)其中所述移动无线电网络是GSM边缘无线电接入网络(GERAN)。

13.一种用于在移动无线电网络(MRN)中建立第一移动站(MS1)与第二移动站(MS2)之间的电路交换呼叫的设备，所述移动无线电网络(MRN)具有核心网络(CN)和具有基站子系统(BSS)的无线电接入网络(RA)，所述设备包括：

装置，用于在核心网络(CN)处，监视来自第一移动站的电路交换呼叫请求是否将在与相同的基站子系统(BSS)通信耦合的第二移动站(MS2)处终止；

装置，用于如果第一和第二移动站(MS1，MS2)通信耦合到相同的基站子系统(BSS)，则完全通过基站子系统(BSS)的基础设施单元(BSC，BTSa，BTSb)来建立第一移动站与第二移动站之间的用户平面数据流，和

装置，用于如果第一和第二移动站(MS1，MS2)通信耦合到相同的基站子系统(BSS)，则将信息元素从核心网络(CN)传输到无线电接入网络(RA)，

其中所述信息元素指示第一和第二移动站(MS1，MS2)之间的本地电路交换呼叫并且包含“其它方信息”，其中所述“其它方信息”是第二移动站(MS2)的IP连接的IP地址和UDP端口，其中通过控制平面数据流将所述信息元素从移动交换中心服务器(MSC)传输到基站控制器(BSC)，

其中所述控制平面数据流中的信令连接能够通过A接口和移动交换中心服务器(MSC)保持有效，并且在完全通过基站子系统(BSS)的基础设施单元(BSC，BTSa，BTSb)来建立第一移动站与第二移动站之间的用户平面数据流的情况下仍然保持在第一和第二移动站(MS1，MS2)与移动交换中心服务器(MSC)之间的信令连接。