CN102187709A - 经通用接入的lte上话音切换(ho)设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种方法和系统，其中，经通用接入的LTE上话音(VoLGA)接入网络控制器(VANC)1在从UE1接收注册和注册更新消息时通知切换选择功能节点(HOSF)用户设备(UE)在VANC中注册。这将仅在HOSF在此之前未被通知时才进行。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求来自以下申请的优先权：2008年10月15日提交的名称为“MOBILITY SOLUTION SELECTION FOR VOICE OVER EPS”的美国临时专利申请61/105623；2008年12月23日提交的名称为“HANDOVER ROUTING IN CS-OVER-LTE-VIA-GAN SOLUTIONS”的美国临时专利申请61/140393；以及2009年2月5日提交的名称为“VOICE OVER LTE VIA GENERIC ACCESS(VoLGA)ACCESS NETWORK CONTROLLER(VANC)SELECTION FOR HANDOVER(HO)”的美国临时专利申请61/150041；每个申请由此通过此引用结合于本文中，并视为本文的一部分，好像以其整体包括在本文中。
技术领域
本发明涉及无线电信的领域。
背景技术
在本文中使用时，以下缩略词将具有以下含意：
3GP 第三代合作伙伴项目
ACM 地址完整消息
BSS -基站子系统
CAMEL 移动网络增强逻辑的定制应用
CDMA 码分多址
CS 电路交换
DTM/PSHO 双重传输模式/分组交换切换
EPS 演进分组系统
E-UTRAN 演进UTRAN
FQDN 完全合格域名
GAN 通用接入网络
GANC GAN控制器
GBR 保证比特率
GERAN GSM EDGE无线电接入网络
GSM -全球移动通信系统
GW 网关
HLR 归属位置寄存器
HO 切换
HSS 归属订户服务器
IMS IP多媒体子系统
IAM 初始地址消息
IMSI 国际移动订户身份
IP 因特网协议
ISDN 集成服务数字网络
ISUP ISDN用户部分
LTE 长期演进
MGW 媒体网关
MM 移动性管理
MME 移动性管理实体
MMTeI 多媒体电话
MSC 移动交换中心
MSISDN 移动台国际订户目录号
Non-GBR 非保证比特率
O&M 操作和维护
PS 分组交换
QCI QoS类标识符
RAN 无线电接入网络
SDP 会话描述协议
SES 发送结束信号
SGSN 服务GPRS支持节点
SRVCC 单一无线电话音呼叫连续性
STN-SR 用于SRVCC的站传输号
TAU 跟踪区域更新
UE 用户设备
UMTS 通用移动电信系统
UNI 用户网络接口
UTRAN UMTS无线电接入网络
VANC VoLGA接入网络控制器
VCC 话音呼叫连续性
VoIP 因特网协议上的话音
VoLGA 经通用接入的LTE上话音
WCDMA 宽带CDMA
第三代合作伙伴项目(3GPP)是电信协会的团体之间的协作，其在国际电信联盟(ITU)的国际移动电信2000项目的范围内做出全球适用的第三代(3G)移动电话系统规范。3GPP规范基于演进的全球移动通信系统(GSM)规范。3GPP标准化涵盖无线电、核心网络和服务架构。该项目在1998年12月建立。
3GPP规范提供经演进分组系统(EPS)支持话音服务的不同方法。一种方法是因特网协议(IP)多媒体子系统(IMS)多媒体电话(MMTeI)，如果在广域网中没有分组交换(PS)无线电承载上的因特网协议上的话音(VoIP)，则可要求MMTel使用单一无线电话音呼叫连续性(SRVCC)。SRVCC通过一种机制来支持IMS话音，以便使用电路交换(CS)承载而不是分组承载(分组承载是用于基于IMS的话音服务的主要选择)来移动GSM、宽带码分多址(WCDMA)或cdma2000 1xRTT接入并支持话音服务。
经EPS支持话音服务的另一种方法是CS回退，其中，用户在连接到长期演进(LTE)接入的同时具有话音服务的接入权，但话音服务由具有对CS话音服务的(固有)支持的接入、即GSM、WCDMA或cdma2000 1xRTT来提供。此外，存在通过再使用一些SRVCC机制来改进CS回退的行业倡议。然而，再使用3GPP提供的标准化方法可在不同方法之间造成冲突。
每个这些方法存在多个缺点。IMS的服务级别尚未达到当前在CS网络中存在的功能的级别。CS回退不为CS服务使用LTE无线电资源，并且要求比常规CS网络的呼叫设置时间更长的呼叫设置时间。
为解决这些缺点，已提议通过LTE来操作CS服务的几种方法。这些方法之一是再使用通用接入网络(GAN)架构。GAN允许CS服务通过通用IP接入和因特网来操作，例如通过WLAN来提供。为支持切换，假设终端使用两(2)个无线电，一个用于宏网络，一个用于IP接入网络。在LTE中应用时情况不是这样。在该情形下，由于在一个时间实例只能使用一个RAT，因此，只采用一个无线电。如上所述，为进行操作，再使用来自SRVCC的机制。
经通用接入的LTE上话音(VoLGA)论坛已成立，以指定如何使传统GSM/通用移动电信系统(UMTS)CS服务可用于用户设备(UE)经LTE接入EPS网络。VoLGA服务类似于3GPP GAN。GAN提供IP接入网络(即，EPS)与3GPP核心网络之间插入的控制器节点GAN控制器(GANC)。GAN在终端与CS核心之间提供覆盖接入，而不要求它遍历的网络中的特定增强或支持。这为终端提供了到核心网络的“虚拟”连接。终端和网络因此再使用网络的大多数现有机制、部署和操作方面。GAN服务和目的在有益的情况下在VoLGA中再使用。
对于VoLGA，所有信令和用户平面业务在用户网络接口(UNI)上对EPS接入网络是完全透明的。这意味着EPS将所有VoLGA业务视为通过适合EPS承载发生的正常用户平面业务。它也暗示在任何VoLGA业务能够发生前，UE必须先附连到EPS。VoLGA特定支持可在要求时添加到EPS以确保完整的解决方案。
在VoLGA服务与GAN服务之间存在重要的差别。VoLGA仅支持对CS服务的接入，而不支持PS服务。不同于GAN，VoLGA不支持对2G/3G服务GPRS支持节点(SGSN)的分组接入。相反，通过直接采用EPS系统而无与VoLGA有关的任何另外实体或功能(除了用于话音、传真、数据等的组合切换(HO)和非话音分组承载的能力)，将PS服务提供到VoLGA启用的UE。对于从VoLGA到EPS UE上的PS服务输送没有影响。图1示出目前用于VoLGA的提议架构100，包括如本文中进一步解释的VoLGA接入网络控制器(VANC)101。如本文前面所述，再使用SRVCC机制有缺点。下面描述基于使用SRVCC过程从LTE到2G/3G的用于VoLGA的HO。为实现此，网络必须以某一方式处理共存，如本领域别处所述的并且在本申请的范围之外。一旦确定知道HO是用于VoLGA，便必须找到UE 102注册所在的VANC 101。按常规选择的VANC 101基于跟踪区域ID和负载平衡算法。移动性管理实体(MME)103只使用目标小区身份来选择HO对等体。HO信令中存在的数据对例如切换选择功能(HOSF)的任何其它对等体选择正确的VANC 101没有帮助。
为解决此问题，在VoLGA论坛中已产生了多个提议文稿。所有文稿包括向MME通知潜在HO应针对哪个VANC的方法。然而，这产生了一个问题，因为此类方法影响MME，且因此3GPP版本8的MME不能使用。
为进一步解释本发明的上下文，参照了图2，该图是用于演进UTRAN(E-UTRAN)到3GPP UMTS无线电接入网络(UTRAN)/GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)的SRVCC架构，并且图3是从E-UTRAN到GERAN而无双重传输模式/分组交换切换(DTM/PSHO)支持的SRVCC的呼叫流程图300。
如图3所示：
步骤301.基于UE测量报告，源E-UTRAN决定触发到GERAN的SRVCC切换。
步骤302.源E-UTRAN将要求切换(目标ID、源到目标透明容器)消息发送到源MME。E-UTRAN还向该MME指示这是SRVCC切换操作。
步骤303.基于与话音承载(QCI 1)相关联的QoS类标识符(QCI)和SRVCC切换指示，源MME从非话音承载分离话音承载，并且仅向移动交换中心(MSC)服务器启动话音承载的PS-CS切换过程。
步骤304.MME将前向重定位请求(用于SRVCC的站传输号(STN-SR)、移动台国际订户目录号(MSISDN)、源到目标透明容器、移动性管理(MM)上下文)消息发送到MSC服务器。基于要求切换消息中收到的目标ID来选择MSC服务器。作为在E-UTRAN附连过程期间下载的预订简档的部分，MME从HSS收到STN-SR和MSISDN。MM上下文包含安全有关的信息。如TS 33.401中定义的，CS安全密钥由MME从E-UTRAN/EPS域密钥来推导。CS安全密钥在MM上下文中发送。
步骤305.MSC服务器通过将准备切换请求消息发送到目标MSC，将PS-CS切换请求与CS MSC间切换请求互配。
步骤306.目标MSC通过交换切换请求/确认消息，执行有关目标BSS的资源分配。
步骤307.目标MSC将准备切换响应消息发送到MSC服务器。
步骤308.例如使用ISDN用户部分(ISUP)初始地址消息(IAM)和地址完整消息(ACM)消息，在目标MSC和与MSC服务器相关联的媒体网关(MGW)之间建立电路连接。
步骤309.MSC服务器通过使用SNT-SR，例如通过向IMS发送ISUP IAM(STN-SR)消息，启动会话传输。为会话传输的执行应用标准IMS服务连续性过程，参见TS 23.292和TS 23.237。在会话传输过程的执行期间，通过CS接入分支的会话描述协议(SDP)来更新远端。在此点向CS接入分支交换VoIP分组的下行链路流。
注释1：如果MSC服务器正在使用ISUP接口，则在包括移动网络增强逻辑的定制应用(CAMEL)触发的订户简档在切换前不可用时(参阅TS 23.292中的条款7.3.2.1)，会话传输的启动可能失败。
步骤310.MSC服务器将前向重定位响应(目标到源透明容器)消息发送到源MME。源MME知道在PS-CS切换结束时，应保持非保证比特率(非GBR)承载。
步骤311a。源MME将切换命令(目标到源透明容器)消息发送到源E-UTRAN。该消息只包括有关话音分量的信息。
步骤312.源E-UTRAN将从E-UTRAN切换命令消息发送到UE。
步骤313.在目标基站子系统(BSS)的切换检测。
步骤313a.UE启动TS 23.060[10]条款16.2.1.1.2中指定的暂停过程。这触发目标SGSN将暂停请求消息发送到源MME。该MME将暂停响应返回到目标SGSN，该响应包含UE的MM和PDP上下文。MME还启动非GBR承载的保持和话音承载的停用。
步骤314.目标BSS将切换完成消息发送到目标MSC。
步骤315.目标MSC将发送结束信号(SES)HO完成消息发送到MSC服务器。
步骤316.例如通过目标MSC向MSC服务器发送ISUP应答消息，完成MSC和与MSC服务器相关联的MGW之间电路连接的建立的完成。
步骤317.MSC服务器将前向重定位完成消息发送到源MME，通知它UE已到达目标侧。源MME通过将前向重定位完成确认消息发送到MSC服务器来确认该信息。
步骤318.MSC服务器可在需要时执行到归属订户服务器/归属位置寄存器(HSS/HLR)的MAP更新位置。在某些配置中，MSC服务器适当接收GSM补充服务信息和移动端接呼叫的路由选择可能需要此操作。此更新位置不由UE启动。
在CS话音呼叫终止后，并且如果UE仍在GERAN1中，则(如TS 23.060中指定的)，UE将通过发送路由选择区域更新请求消息到SGSN来恢复PS服务。更新类型取决于GERAN网络的操作模式，例如，在模型I中，使用组合RA/LA更新，在模式II或III中，使用路由选择区域更新。
发明内容
下面的内容陈述了本发明的发明内容以便提供本发明一些方面的基本理解。此发明内容不是本发明的详尽概述。它无意识别本发明的关键或重要要素，也无意描述本发明的范围。其唯一目的是以简化形式陈述一些概念，作为后面论述的更详细描述的前奏。
在申请人的共同未决的申请US序列号61/105623中，申请人公开了对MME无影响的设备和方法。在此类申请中，公开了能够是单独实体或者包括在MME或VANC中的切换选择功能(HOSF)节点。本发明建立在该申请的HOSF上，并改进了该申请的HOSF。HOSF包括微处理器电路和以总线耦合的相关联存储器，其配置成执行本文中所述的步骤。VANC是微处理器控制器电路和相关联存储器及耦合它们的总线，其配置成执行本文中所述的步骤。
在本发明中，VANC在从UE接收注册和注册更新消息时，通知HOSF UE在所述VANC中注册。这将仅在HOSF在此之前未被通知时才进行。假设UE在每个跟踪区域更新(TAU)(包括在HO期间发生的TAU)执行注册更新。如果有几个HOSF，则VANC将通知每个HOSF，或者它将基于UE驻留于其中的跟踪区域，选择一个或几个HOSF。
附图说明
在以下部分中，将参照图中所示示范实施例来描述本发明，其中：
图1为本发明示出目前用于VoLGA的提议架构；
图2示出用于E-UTRAN到3GPP UTRAN/GERAN的SRVCC架构；
图3是从E-UTRAN到GERAN而无DTM/PSHO支持的SRVCC的呼叫流程；
图4示出本发明一实施例的要素；
图5示出本发明另一实施例的要素；以及
图6A和6B是进一步示出实施例的步骤的流程图。
具体实施方式
在本文中使用时，HOSF是微处理器电路和以总线耦合的相关联存储器，其配置成执行本文中所述的步骤。VANC是微处理器控制器电路和相关联存储器及耦合它们的总线，其配置成执行本文中所述的步骤。
参照图4，它示出本发明的一实施例。如图所示，LTE附连或TAU将触发UE 401启动注册或注册更新过程。UE 401可在活动呼叫期间不启动注册或注册更新过程。VANC 402将在接收注册或注册更新时检查是否在此之前多个HOSF 403a-n(示为HOSF 1-3)已被通知UE 401向VANC 402注册。如果未通知，则VANC 402将全部并行发送具有VANC名称/地址及UE 401的国际移动订户身份(IMSI)的数据到网络中的所述多个HOSF 403a-n。所述多个HOSF的每个HOSF的地址经操作和维护(O&M)活动来提供。这些地址能够是IP地址或完全合格域名(FQDN)。所述多个HOSF的每个HOSF通过响应来确认请求。
第一实施例的方法是以下步骤：假如UE 401在活动呼叫期间不可启动注册或注册更新过程，则通过LTE附连或TAU来触发UE 401启动注册或注册更新过程；随后由VANC 402在接收注册或注册更新时检查多个HOSF 403A、403B、403C在此之前是否已被通知UE 401向VANC 402注册。如果未通知，则下一步骤是由VANC 402将带有VANC名称/地址及UE 401的IMSI的数据全部并行发送到网络中的所述多个HOSF 403A、403B、403C。为实现此步骤，该步骤还包括经O&M活动来提供所述多个HOSF的每个HOSF的地址。在此类情况下，这些地址能够是IP地址或FQDN。最终步骤是由所述多个HOSF的每个HOSF通过响应来确认请求。
图5示出本发明的另一实施例500。如图所示，LTE附连或跟踪区域更新(TAU)将触发UE 501启动注册/注册更新过程。UE 501将在活动呼叫期间启动注册更新过程，因此，在每个HO，如果有TAU，则注册更新过程将启动。VANC 502将在接收注册和注册更新时基于收到的TA ID来选择HOSF 503。注意，TA将具有eNB将为HO目标选择的2G/3G近邻。VANC 502随后将检查选定HOSF 503在此之前是否已被通知UE 501向所述VANC 502注册。如果未如此通知，则VANC 502将发送具有VANC名称/地址及UE 501的IMSI的信号到选定HOSF 503。网络中HOSF的地址和TA 2G/3G相邻小区关系经O&M活动来预先提供。这些地址能够是IP地址或FQDN。随后，HOSF通过响应来确认请求。
随后，如申请人的共同未决专利申请US序列号61/105623中公开的，切换过程如在基于IMS的解决方案中一样执行而需无数据库。如本文中公开的，在到2G/3G的HO时，MME将基于目标小区来选择HOSF(而不是如在SRVCC中一样选择MSC)，随后，HOSF将确定UE在哪个VANC注册，并将HO信令转发到该VANC。如本文中公开的，HOSF基于第一阶段中收到的IMSI进行此操作。所有HO信令将经过用于此HO的HOSF。
参照图6A，方法在步骤601A开始。在步骤602A，在VANC接收注册或注册更新。在步骤603A，VANC将基于收到的TA和配置的数据来选择HOSF。在步骤604A，它将经其IMSI来检查HOSF是否已经被通知有关UE所在之处。如果是，则VANC将不联系选定HOSF，并且方法将在步骤606A停止，否则，在步骤605A，VANC将向HOSF发送信号，以通知在此VANC内注册UE。
参照图6B，方法在步骤601B开始。在步骤602B，在VANC接收注册或注册更新。在步骤603B，VANC将基于收到的TA和配置的数据来选择多个HOSF。在步骤604B，它将经其IMSI来检查这些HOSF是否已经被通知有关UE所在之处。如果是，则VANC将不联系选定HOSF，并且方法将在步骤606B停止，否则，在步骤605B，VANC将向所有选定HOSF并行发送信号，以通知在此VANC内注册UE。
本发明可以在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本发明可在至少一个计算机系统中以集中方式来实现，或者以分布方式来实现，其中，不同的要素跨几个互连计算机系统散布。适用于执行本文中所述方法的任何种类的计算机系统或其它设备均是适合的。硬件和软件的典型组合可以是带有计算机程序的通用计算机系统，所述计算机程序在加载和执行时，控制计算机系统，使得它执行本文中所述的方法。
本发明也可在计算机程序产品中实施，计算机程序产品包括使得能够实现本文中所述方法的所有特征，且其在计算机系统中加载时，能够执行这些方法。本上下文中的计算机程序指任何语言、代码或符号中的指令集的任何表达，其旨在促使具有信息处理能力的系统直接或在以下两个操作任意之一或两者之后执行特定功能：a)到另一语言、代码或符号的转换；b)不同材料形式中的再现。
虽然本发明已参照某些实施例描述，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下，可进行各种更改，并且可替代等同物。另外，在不脱离本发明范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，本发明旨在不限于公开的特定实施例，相反，本发明将包括落在随附权利要求范围内的所有实施例。
Claims (18)
1.一种有利于无线系统中用户设备(UE)的切换(HO)的方法，包括以下步骤：
通过长期演进(LTE)附连或跟踪区域更新(TAU)来触发UE启动注册或注册更新过程；
将所述注册或注册更新发送到经通用接入的LTE上话音(VoLGA)接入网络控制器(VANC)；
由所述VANC在接收所述注册或注册更新时检查多个HO选择功能节点(HOSF)是否在此之前已被通知所述UE向所述VANC注册，并且如果否，则由所述VANC将具有所述VANC名称/地址和所述UE的IMSI的数据全部并行发送到所述多个HOSF；以及
由所述多个HOSF的每个HOSF通过响应来确认所述请求。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述UE在活动呼叫期间不能启动所述注册或注册更新过程。
3.如权利要求1所述的方法，其中由所述VANC将具有所述VANC名称/地址和所述UE的IMSI的数据全部并行发送到所述多个HOSF的步骤还包括从操作和维护(O&M)节点提供所述多个HOSF的每个HOSF的地址的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述地址能够是IP地址或完全合格域名(FQDN)。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述UE被触发在活动呼叫期间开始所述注册或注册更新过程。
6.如权利要求5所述的方法，其中在每个HO，如果有TAU，则所述注册或注册更新过程将开始。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述VANC将在接收注册和注册更新时基于接收的TA ID来选择HOSF。
8.一种有利于无线系统中用户设备(UE)的切换(HO)的方法，包括以下步骤：
在VoLGA接入网络控制器(VANC)接收注册或注册更新；
由所述VANC基于接收的跟踪区域(TA)和配置的数据来选择切换选择功能(HOSF)；以及
由所述VANC检查所述HOSF是否已经被通知有关所述UE的所在之处，并且如果是，则所述VANC不联系所选择的HOSF，否则，由所述VANC向所选择的HOSF发送信号，以通知在所述VANC内注册所述UE。
9.一种有利于无线系统中用户设备(UE)的切换(HO)的方法，包括以下步骤：
在VoLGA接入网络控制器(VANC)接收注册或注册更新；
由所述VANC基于接收的跟踪区域(TA)和配置的数据来选择多个切换选择功能(HOSF)；以及
由所述VANC检查所选择的HOSF是否已经被通知有关所述UE的所在之处，并且如果是，则所述VANC不联系所选择的HOSF中的任何HOS F，否则，由所述VANC向所述多个选择的HOSF并行发送信号，以通知在所述VANC内注册所述UE。
10.一种用于有利于用户设备(UE)的切换(HO)的系统，包括：
节点，可操作以通过长期演进(LTE)附连或跟踪区域更新(TAU)来触发UE启动注册或注册更新过程；
UE，可操作以将注册或注册更新发送到经通用接入的LTE上话音(VoLGA)接入网络控制器(VANC)；
所述VANC，可操作以在接收所述注册或注册更新时检查多个HO选择功能节点(HOSF)是否在此之前已被通知所述UE向所述VANC注册，并且如果否，则由所述VANC将具有所述VANC名称/地址和所述UE的IMSI的数据全部并行发送到所述多个HOSF；以及
所述多个HOSF，可操作以通过响应来确认所述请求。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述UE在活动呼叫期间不能启动所述注册或注册更新过程。
12.如权利要求10所述的系统，其中所述VANC可操作以将具有所述VANC名称/地址和所述UE的IMSI的数据全部并行发送到所述多个HOSF，并还可操作以从操作和维护(O&M)节点来提供所述多个HOSF的每个HOSF的地址。
13.如权利要求11所述的系统，其中所述地址能够是IP地址或完全合格域名(FQDN)。
14.如权利要求10所述的系统，其中所述UE被触发在活动呼叫期间开始所述注册或注册更新过程。
15.如权利要求14所述的系统，其中在每个HO，如果有TAU，则所述注册或注册更新过程将开始。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述VANC将在接收注册和注册更新时基于接收的TA ID来选择HOSF。
17.一种用于有利于无线系统中用户设备(UE)的切换(HO)的节点，包括：
VoLGA接入网络控制器(VANC)，可操作以接收注册或注册更新，所述VANC可操作以基于接收的跟踪区域(TA)和配置的数据来选择切换选择功能(HOSF)，并且所述VANC还可操作以检查所述HOSF是否已被通知有关所述UE的所在之处，并且如果是，则不联系所选择的HOSF，否则，由所述VANC向所选择的HOSF发送信号，以向它通知在所述VANC内注册所述UE。
18.一种用于有利于无线系统中用户设备(UE)的切换(HO)的节点，包括：
VoLGA接入网络控制器(VANC)，可操作以接收注册或注册更新，所述VANC可操作以基于接收的跟踪区域(TA)和配置的数据来选择多个切换选择功能(HOSF)，并且所述VANC还可操作以检查所选择的HOSF是否已经被通知有关所述UE的所在之处，并且如果是，则所述VANC不联系所选择的HOSF的任何HOSF，否则，由所述VANC向所述多个选择的HOSF并行发送信号，以向它们通知在所述VANC内注册所述UE。
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