CN102055746A - 一种空闲态信令减少条件下的终呼实现方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空闲态信令减少条件下的终呼实现方法，应用于IP多媒体子系统(IMS)网络，包括：IMS网络的应用服务器收到对用户终端的呼叫时，如果所述用户终端在空闲态信令减少(ISR)区域，则所述应用服务器通过分组域与电路域同时发起对所述用户终端的呼叫。本发明还提供了一种空闲态信令减少条件下的终呼实现系统。本发明在ISR条件下，并行执行PS域和CS域呼叫，缩短了呼叫建立时间。

Description

一种空闲态信令减少条件下的终呼实现方法和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种IP多媒体子系统中空闲态信令减少条件下的终呼实现方法和系统。
背景技术
IP(网络互联协议，Intemet Protocol，简称IP)多媒体子系统(IP Multimedia Core Network Subsystem，简称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。
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、查询Interrogating和服务Serving三种类型，其中负主要责任的是Serving，Interrogating类型是可选的)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。会话中的端到端设备称为用户设备UE(User Equipment)，负责与使用者的交互。移动用户设备可通过2G/3G网络的PS域接入IMS网络，也可通过长期演化(Long Term Evolution，简称LTE，该网络只有PS域)网络接入IMS网络，还可通过2G/3G网络的CS域与IMS网络的媒体网关控制功能(MGCF，Media Gateway Control Function)交互实现CS域信令与IMS网络信令的转换，从而使IMS网络也能为接入CS域的终端提供服务。当用户终端同时处于2G/3G网络及LTE网络的覆盖下时，用户终端可以根据情况决定接入LTE网络还是2G/3G网络的PS域或CS域，一般而言，2G/3G网络的PS域无法提供语音通信能力，主要提供数据下载能力。
当移动用户终端在空闲态下处于LTE网络和2G/3G网络的共同覆盖中时，终端在该区域下来回移动时，LTE网络和2G/3G网络的信号强度会发生强弱的来回变化，如果终端及网络按正常要求不断执行附着操作，将使终端和接入网络及接入网络与归属网络间发生大量信令交互，影响系统效率，为避免这种情况，网络可通知终端启动空闲态信令减少(Idle Signalling Reduction，简称ISR)功能，使得在上述情况下，接入网络和归属网络间没有信令交互，终端和接入网间的信令交互也保持最低限度，这一共同覆盖并具有ISR功能的区域可称为ISR区域。
图1是终端处于LTE网络和2G/3G网络共同覆盖下时的网络架构图示意图，描述了UE-A处于LTE网络和2G/3G网络的共同覆盖下，其中UE-B是IMS终端，图中通道描述如下：
通道101、UE-A与2G/3G网络的CS域交互信令通道，当UE-A接入2G/3G网络的CS域时通过该通道与MSC交互CS信令；
通道102、MSC与IMS网络的转换网关MGCF交互CS信令的通道；
通道103、MGCF与IMS网络的CSCF间交互IMS信令的通道，MGCF负责实现CS信令与IMS信令的互转；
通道104、UE-A与IMS网络的CSCF间交互IMS信令的通道，该通道消息通过2G/3G网络的PS域或LTE网络提供的承载传输；
通道105、CSCF与应用服务器(AS)间交互IMS信令的通道，CSCF；
通道106、CSCF与IMS终端UE-B间交互IMS信令的通道；
当UE-A及网络没有启动ISR功能时，UE-A会根据信号强度决定接入哪个网络，并执行附着操作，附着操作完成后再执行IMS网络的注册操作，从而使用IMS网络的服务，在注册操作中通知IMS网络接入网络的变化。当UE-A及网络启动ISR功能时，UE-A在来回接入2G/3G网络或LTE网络时，不再执行附着操作，也不会执行IMS的注册操作。
图2是现有的ISR条件下UE-A的终呼流程图，描述了UE-A在空闲态时处于2G/3G网络和LTE网络的共同覆盖下，UE-A及网络启动了ISR功能，UE-B呼叫UE-A的过程，其过程如下：
步骤201、UE-A接入LTE网络，并通过CSCF注册到IMS网络中，CSCF通过第三方注册将UE-A注册到AS中，UE-A在空闲态从LTE网络移动到LTE网络和2G/3G网络的共同覆盖区域，LTE网络会指示UE-A启动ISR功能，因此在此区域不会再因接入网络的变化而发起IMS注册；
步骤202、UE-A根据信号强度变化，接入了2G/3G网络，但不发起IMS注册；
步骤203～204、UE-B发起到UE-A的IMS呼叫，比如发送IMS信令的INVITE(邀请)消息，消息目标为UE-A的IMS域标识，消息途经P-CSCF和S-CSCF到达AS(S-CSCF和P-CSCF都属于CSCF的一种)；
步骤205、应用服务器AS根据UE-A的注册信息，决定通过PS域向UE-A发起呼叫；
步骤206、AS转发步骤204收到的IMS呼叫消息，并指示通过PS域发送给UE-A，比如在INVITE消息中指定路由到P-CSCF，消息途经S-CSCF到达P-CSCF；
步骤207、P-CSCF通过LTE网络向UE-A发送呼叫消息；
步骤208、LTE网络会在LTE网络下寻呼UE-A，同时也会要求2G/3G网络的PS域一同寻呼UE-A，因此总能找到UE-A，UE-A接入在2G/3G网络，因此LTE网络向2G/3G网络的PS域转发呼叫消息，UE-A接收到IMS呼叫消息，发现其所在2G/3G网络的PS域不支持语音通信；
步骤209、UE-A返回IMS的拒绝呼叫消息，比如发送IMS的“488 NotAcceptable here”消息，消息途经2G/3G网络的PS域、LTE网络到达IMS网络的CSCF；
步骤210、CSCF转发拒绝呼叫消息给AS；
步骤211、AS决定再通过CS域尝试呼叫UE-A；
步骤212、AS转发步骤204收到的IMS呼叫消息，并指示通过CS域发送给UE-A，比如在INVITE消息中指定路由到MGCF，并将呼叫目标改为UE-A的号码，而非IMS域的标识，消息到达S-CSCF；
步骤213、S-CSCF转发IMS呼叫消息到MGCF；
步骤214、MGCF将IMS呼叫消息转换为CS域的局间呼叫消息，比如发送IAM(初始地址消息)消息，消息的目标为UE-A的号码，消息到达2G/3G网络的CS域；
步骤215、2G/3G网络的CS域收到IAM消息，于是先通过2G/3G网络的CS域和/或PS域寻呼UE-A，UE-A响应寻呼后，再发送CS域的局内呼叫消息给UE-A，比如发送SETUP(建立)消息，消息的目标为UE-A的号码，消息到达UE-A；
步骤216、UE-A应答CS域的呼叫，比如发送CONNECT(连接)消息，消息到达2G/3G网络的CS域；
步骤217、2G/3G网络的CS域应答CS域的局间呼叫，比如发送ANM(应答消息)，消息到达MGCF；
步骤218～219、MGCF将CS域的ANM消息转换为IMS域的应答消息，比如发送IMS的“200 OK”消息，消息途经S-CSCF到达AS；
步骤220～221、AS转发应答消息给UE-B，消息途经S-CSCF和P-CSCF到达UE-B。
至此，UE-A和UE-B间建立起通信连接。
上述现有的ISR条件下的终呼方法，呼叫建立时间过长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种ISR条件下的终呼实现方法和系统，有效的解决了现有技术中串行尝试不同域的问题，同时又避免了不必要的尝试不同域，最低代价地保证了高效性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种空闲态信令减少条件下的终呼实现方法，应用于IP多媒体子系统(IMS)网络，包括：
IMS网络的应用服务器收到对用户终端的呼叫时，如果所述用户终端在空闲态信令减少(ISR)区域，则所述应用服务器通过分组域与电路域同时发起对所述用户终端的呼叫。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述应用服务器根据所述用户终端的ISR标识判断所述用户终端在ISR区域；所述ISR标识通过如下方式获得：
用户终端在进入ISR区域时，发起IMS注册到所述应用服务器，注册消息中携带ISR标识，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述应用服务器根据所述用户终端的ISR标识判断所述用户终端在ISR区域，所述ISR标识通过如下方式获得：
用户终端在进入ISR区域时，长期演进(LTE)网络设备向归属用户服务器发送携带ISR标识的消息，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域；所述归属用户服务器向所述应用服务器主动发送所述用户终端的信息，信息中携带所述ISR标识；或者，所述归属用户服务器收到所述应用服务器的查询时，发送所述用户终端的信息至所述应用服务器，信息中携带所述ISR标识。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述用户终端离开ISR区域时，所述应用服务器取消该用户终端的ISR标识。
进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述应用服务器从所述分组域或电路域中任一域收到应答消息后，转发所述应答消息，丢弃从另一域接收到的拒绝呼叫消息。
本发明还提供一种空闲态信令减少条件下的终呼实现系统，应用于IP多媒体子系统(IMS)网络，包括用户终端和IMS网络的应用服务器，其中：
所述应用服务器，用于收到对用户终端的呼叫时，如果所述用户终端在空闲态信令减少(ISR)区域，通过分组域与电路域同时发起对所述用户终端的呼叫。
进一步地，上述系统还可具有以下特点，
所述用户终端，用于在进入ISR区域时，发起IMS注册到所述应用服务器，注册消息中携带ISR标识，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域；
所述应用服务器，用于根据所述ISR标识判断所述用户终端在ISR区域。
进一步地，上述系统还可具有以下特点，
所述系统还包括LTE网络设备和归属用户服务器，其中：
所述LTE网络设备，用于在用户终端在进入ISR区域时，向归属用户服务器发送携带ISR标识的消息，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域；
所述归属用户服务器，用于向所述应用服务器主动发送所述用户终端的信息，信息中携带所述ISR标识；或者，用于收到所述应用服务器的查询时，发送所述用户终端的信息，信息中携带所述ISR标识；
所述应用服务器，用于根据所述ISR标识判断所述用户终端在ISR区域。
进一步地，上述系统还可具有以下特点，
所述应用服务器，还用于在所述用户终端离开ISR区域时，取消该用户终端的ISR标识。
进一步地，上述系统还可具有以下特点，
所述应用服务器，用于从所述分组域或电路域中任一域收到应答消息后，转发所述应答消息，丢弃从另一域接收到的拒绝呼叫消息。
本发明所述方法和系统，在ISR条件下，并行执行PS域和CS域呼叫，缩短了呼叫建立时间。
附图说明
图1是终端处于LTE网络和2G/3G网络共同覆盖下时的网络架构图示意图；
图2是现有的ISR条件下UE-A的终呼流程图；
图3是本发明的ISR条件下UE-A的终呼流程图1；
图4是本发明的ISR条件下UE-A的终呼流程图2；
图5是本发明的ISR条件下UE-A的终呼流程图3。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
本发明提供的空闲信令减少条件下的终呼实现方法主要包括：
IMS网络的AS收到对UE的呼叫时，如果所述UE在ISR区域，则所述AS通过PS域与CS域同时发起对所述UE的呼叫。
进一步地，该方法还包括：AS根据所述UE的ISR标识判断所述UE在ISR区域，AS通过如下方式获得ISR标识：
UE在进入ISR区域时发起IMS注册到所述应用服务器，注册消息中携带ISR标识，该ISR标识指示所述UE在ISR区域；AS保存该ISR标识；其中，UE通过网络指示得知其在ISR区域；
或者，UE在进入ISR区域时，LTE网络设备向HSS发送携带ISR标识的消息，该ISR标识指示UE在ISR区域，HSS向AS主动发送该UE的信息，信息中携带该ISR标识，或者HSS收到AS的查询时，返回该UE的信息给HSS，信息中携带该ISR标识，AS保存该ISR标识。
进一步的，所述UE在离开ISR区域时，发送不带ISR标识的IMS注册消息取消AS中的ISR标识；或者，LTE网络设备向HSS发送不带ISR标识的消息，从而取消AS中的ISR标识。
进一步的，所述AS通过PS域发起呼叫是将呼叫转发给P-CSCF。
进一步的，所述AS通过CS域发起呼叫是将呼叫转发给MGCF。
进一步的，所述AS收到从PS域和CS域中任一域收到应答消息后，转发所述应答消息，丢弃从另一域收到的拒绝呼叫消息。
图3是本发明的ISR条件下UE-A的终呼流程图1，描述了UE-A在空闲态时处于2G/3G网络和LTE网络的共同覆盖下，UE-A及网络启动了ISR功能，UE-B呼叫UE-A的过程，其过程如下：
步骤301、UE-A进入ISR区域；
步骤302、UE-A发起IMS注册，注册消息中携带ISR标识，该注册消息通过LTE网络作为承载进行传送；
步骤303、注册消息到达CSCF，CSCF通过第三方注册过程将注册消息发送给AS，从而AS也获得ISR标识，AS保存该ISR标识；
步骤304、UE-A根据信号强度变化，接入了2G/3G网络，但不发起IMS注册；
步骤305～306、UE-B发起到UE-A的IMS呼叫，比如发送IMS信令的INVITE(邀请)消息，消息目标为UE-A的IMS域标识，消息途经P-CSCF和S-CSCF到达AS(S-CSCF和P-CSCF都属于CSCF的一种)；
步骤307、AS根据ISR标识判断UE-A在ISR区域，因此决定同时通过PS域和CS域呼叫UE-A；
步骤308～312、与图2的步骤206～210相同；
步骤313～322、与图2的步骤212～221相同；
其中步骤308～312与步骤313～322为同时执行，没有先后顺序关系。
本实施例中，如果UE-A离开了ISR区域，则UE-A发送不带ISR标识的IMS注册消息以取消AS中的ISR标识。
图4是本发明的ISR条件下UE-A的终呼流程图2，描述了UE-A在空闲态时处于2G/3G网络和LTE网络的共同覆盖下，UE-A及网络启动了ISR功能，UE-B呼叫UE-A的过程，其过程如下：
步骤401～403、与图3的步骤301～303相同；即UE-A在进入ISR区域时，通过CSCF注册到IMS网络中，注册消息携带ISR标识，CSCF通过第三方注册将UE-A注册到AS中，从而AS也获得ISR标识；
步骤404、UE-A在ISR区域来回移动，并根据信号强度接入了LTE网络，因启动了ISR功能而没有任何到归属网的消息，UE-A也不发起IMS注册消息；
步骤405～407、UE-B发起到UE-A的IMS呼叫，比如发送IMS信令的INVITE(邀请)消息，消息目标为UE-A的IMS域标识，消息途经P-CSCF和S-CSCF到达AS(S-CSCF和P-CSCF都属于CSCF的一种)；
AS根据ISR标识判断UE-A在ISR区域，因此决定同时通过PS域和CS域呼叫UE-A；
步骤408、AS转发步骤406收到的IMS呼叫消息，并指示通过PS域发送给UE-A，比如在INVITE消息中指定路由到P-CSCF，消息途经S-CSCF到达P-CSCF；
步骤409、P-CSCF通过LTE网络向UE-A发送呼叫消息；LTE网络会在LTE网络下寻呼UE-A，同时也会要求2G/3G网络的PS域一同寻呼UE-A，因此总能找到UE-A；UE-A接入在LTE网络，因此LTE网络转发IMS呼叫消息给UE-A；
步骤410、UE-A接收到IMS呼叫消息，发现其所在LTE网络支持语音通信；
步骤411、UE-A返回IMS的应答呼叫消息，比如发送IMS的“200 OK”消息，消息途经LTE网络到达IMS网络的CSCF；
步骤412、CSCF转发应答呼叫消息给AS；
步骤413～414、AS转发应答消息给UE-B，消息途经S-CSCF和P-CSCF到达UE-B；
与步骤408～414同时进行的是以下步骤：
步骤415～417、与图3的步骤313～315相同；
步骤418、UE-A在LTE网络，2G/3G的CS域寻呼不到；
步骤419、2G/3G的CS域返回CS域的局间拒绝呼叫消息，比如发送RELEASE(释放)消息；
步骤420、CS域的局间拒绝呼叫消息到达MGCF，MGCF将其转换为IMS的拒绝呼叫消息，比如发送“488 Not Acceptable here”；
步骤421、IMS的拒绝呼叫消息到达CSCF，CSCF转发其到AS，AS并不转发该拒绝消息给UE-B。
本实施例中，如果UE-A离开了ISR区域，则UE-A发送不带ISR标识的IMS注册消息以取消AS中的ISR标识。
以下实施例，需要使用到归属用户服务器(Home Subscriber Server——HSS)，其是IMS网络的一个网元，为简化流程描述，本实施例将AS与CSCF合并为一个实体，其间的流程为标准化的。
图5是本发明的ISR条件下UE-A的终呼流程图3，描述了UE-A在空闲态时处于2G/3G网络和LTE网络的共同覆盖下，UE-A及网络启动了ISR功能，UE-B呼叫UE-A的过程，其过程如下：
步骤501、与图2的步骤201相同；
步骤502、LTE网络向HSS发送通知消息，携带ISR指示，比如LTE网络的移动管理实体(Mobile Management Entity——MME)发送通知消息；
步骤503、UE-A根据信号强度变化，接入了2G/3G网络，但不发起IMS注册；
步骤504、UE-B发起到UE-A的IMS呼叫，比如发送IMS信令的INVITE(邀请)消息，消息目标为UE-A的IMS域标识，消息途经CSCF到达AS；
步骤505、应用服务器AS与HSS交互获得UE-A的相关信息，从而获得UE-A的ISR标识，于是决定通过PS域向UE-A发起呼叫，AS可以主动向HSS询问UE-A的信息，HSS收到AS的查询后，返回UE-A的信息给HSS，信息中携带UE-A的ISR标识，也可以在步骤502时HSS主动向AS通知UE-A的信息，信息中携带UE-A的ISR标识；
步骤506～515、与图3的步骤308～322相同；
至此，UE-A和UE-B间建立起通信连接。
本实施例中，如果UE-A离开了ISR区域，则LTE网络设备，比如MME，向HSS发送不带ISR标识的消息以取消AS中的ISR标识。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种空闲态信令减少条件下的终呼实现方法，应用于IP多媒体子系统(IMS)网络，其特征在于，包括：
IMS网络的应用服务器收到对用户终端的呼叫时，如果所述用户终端在空闲态信令减少(ISR)区域，则所述应用服务器通过分组域与电路域同时发起对所述用户终端的呼叫。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应用服务器根据所述用户终端的ISR标识判断所述用户终端在ISR区域；所述ISR标识通过如下方式获得：
用户终端在进入ISR区域时，发起IMS注册到所述应用服务器，注册消息中携带ISR标识，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应用服务器根据所述用户终端的ISR标识判断所述用户终端在ISR区域，所述ISR标识通过如下方式获得：
用户终端在进入ISR区域时，长期演进(LTE)网络设备向归属用户服务器发送携带ISR标识的消息，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域；所述归属用户服务器向所述应用服务器主动发送所述用户终端的信息，信息中携带所述ISR标识；或者，所述归属用户服务器收到所述应用服务器的查询时，发送所述用户终端的信息至所述应用服务器，信息中携带所述ISR标识。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述用户终端离开ISR区域时，所述应用服务器取消该用户终端的ISR标识。
5.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述应用服务器从所述分组域或电路域中任一域收到应答消息后，转发所述应答消息，丢弃从另一域接收到的拒绝呼叫消息。
6.一种空闲态信令减少条件下的终呼实现系统，应用于IP多媒体子系统(IMS)网络，其特征在于，包括用户终端和IMS网络的应用服务器，其中：
所述应用服务器，用于收到对用户终端的呼叫时，如果所述用户终端在空闲态信令减少(ISR)区域，通过分组域与电路域同时发起对所述用户终端的呼叫。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述用户终端，用于在进入ISR区域时，发起IMS注册到所述应用服务器，注册消息中携带ISR标识，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域；
所述应用服务器，用于根据所述ISR标识判断所述用户终端在ISR区域。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括LTE网络设备和归属用户服务器，其中：
所述LTE网络设备，用于在用户终端在进入ISR区域时，向归属用户服务器发送携带ISR标识的消息，所述ISR标识指示所述用户终端进入ISR区域；
所述归属用户服务器，用于向所述应用服务器主动发送所述用户终端的信息，信息中携带所述ISR标识；或者，用于收到所述应用服务器的查询时，发送所述用户终端的信息，信息中携带所述ISR标识；
所述应用服务器，用于根据所述ISR标识判断所述用户终端在ISR区域。
9.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述应用服务器，还用于在所述用户终端离开ISR区域时，取消该用户终端的ISR标识。
10.如权利要求6至8任一所述的系统，其特征在于，所述应用服务器，用于从所述分组域或电路域中任一域收到应答消息后，转发所述应答消息，丢弃从另一域接收到的拒绝呼叫消息。
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