CN102197700B - 通信系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种操作移动网络(1)的方法，移动网络(1)包括网络核心中央节点和至少一个远程节点(4，5)，其中，网络核心中央节点包括交换节点，至少一个远程节点(4，5)经由远程回程通信链路(3)与中央节点链接。该方法执行数据或语音会话的本地连接。远程节点(4，5)从信号中提取与这些设备有关的信息，以填充数据库，以及在决定是否本地连接呼叫时访问所述数据库。该信息包括设备能力信息，设备能力信息包括发起设备和终止设备(MS-A，B，C)的编解码能力。远程节点更改与设备(MS-A，B，C)中的至少一个设备的编解码能力有关的信令信息，以在会话期间强制使用相同的编解码。在一个例子中，从由终止设备发送回的呼叫确认消息中的承载能力字段中提取信息，以及将该信息存储在数据库中以用于随后与会话的本地连接有关的决定中。本发明允许合法拦截操作并且适于切换状况。

Description

通信系统和方法

前言

本发明涉及蜂窝通信连接的管理，尤其是涉及蜂窝基站回程系统的优化。

新兴市场社区的通信要求与较发达经济区域的通信要求相比有很大的差异。对于GSM和路地线路而言，保持在本地的业务比例通常是70％以上。本地呼叫被定义为相同地理区域中的用户之间的呼叫或者由相同的远程电信设备服务的用户之间的呼叫。标准GSM和固网交换网络已经满足了大型城市社区的通信要求。然而，来自远程社区的非本地和本地语音和数据呼叫的路由开销很大，这是因为不得不通过昂贵的回程在较长的距离上将这两种类型的呼叫路由回城市区域中的核心基础设施。本地呼叫从远程节点路由到城市区域中的核心元件并且再返回到远程节点开销很大；并且效率较低，语音质量由于语音/数据传输的距离而受损。

本申请人的说明书W02005/022779描述了一种体系结构，在该体系结构中BSC是分离的，以便降低从远程节点到核心节点的回程要求。本申请人的说明书WO2007/069229描述了一种布置，在该布置中无需将本地呼叫路由回核心节点。取而代之，对呼叫进行本地路由，因此虽然在核心网络处预留了回路，但对于本地呼叫不要求到核心网络元件的回程上的语音回路。这对于远程位置中的GSM小区是非常有利的，使对回程通信链路(例如开销较高的卫星链路)的使用最小化，这是因为在远程节点处交换本地语音和数据呼叫。本说明书中的一个机制涉及监测和匹配固定的国际用户标识符(MSISDN)和特定于网络的用户标识符(IMSI)。另一个机制涉及在建立消息中或者在语音流中插入特殊标识符，以及检查其在两个方向上是否匹配。这种方法在本说明书中称为“加标签”。

本发明旨在实现本地连接管理的改进。更具体地，本发明的目的在于实现以下方面的改进：

降低本地节点处的处理要求，和/或

在可以通过本地交换进行处理的服务方面提高灵活性。

发明内容

根据本发明，提供了一种移动网络的操作方法，所述移动网络包括网络核心中央节点和至少一个远程节点，其中，所述网络核心中央节点包括交换节点，所述至少一个远程节点经由远程回程通信链路与所述中央节点链接，所述方法包括以下步骤：

注册到远程节点的移动设备发起与被叫设备的语音或数据会话，

远程节点判断所述被叫设备是否是本地的，如果是，则本地连接所述会话，

其中，远程节点从信号中提取与这些设备有关的信息，以填充数据库，

并且在决定是否本地连接呼叫时访问所述数据库；

其中，所述信息包括设备能力信息，所述设备能力信息包括发起设备和终止设备的编解码能力；以及

其中，远程节点更改与这些设备中的至少一个设备的编解码能力有关的信令信息，以在所述会话期间强制使用相同的编解码。

在一个实施例中，从呼叫建立信号中提取信息。

在一个实施例中，从由所述终止设备发送回的呼叫确认消息中的承载能力字段中提取所述信息，并将所述信息存储在所述数据库中以用于后续与会话的本地连接有关的决定。

在一个实施例中，用与在所述远程节点处注册的基本上所有设备有关的信息来填充所述数据库。

在一个实施例中，所述远程节点改变建立消息中的编解码能力，以与所拨打的MSISDN的编解码能力相匹配。

在一个实施例中，如果所述被叫设备的编解码能力是所述主叫设备的超集，则改变呼叫确认消息中的承载能力，以与所述主叫设备的编解码能力相匹配，从而允许本地连接会话而无需编码转换。

在一个实施例中，所述远程节点移除呼叫建立消息中与所拨打的号码不匹配的编解码能力。

在一个实施例中，如果所述主叫设备具有与所述被叫设备不同的编解码首选项，则所述远程节点重新排列首选编解码列表的顺序，使得两个支路在编解码首选项方面匹配。

在一个实施例中，所述远程节点或中央节点从所述信号提取所述信息，并更新所述数据库，以及使数据库信息对其它节点是能用的，所述其它节点是远程节点或中央节点。

在另一个实施例中，还从包括网络核心HLR的外部源来填充所述数据库。

在一个实施例中，存在多个远程节点，并且在注册到不同远程节点的设备之间存在强制的编解码匹配和本地连接。

在一个实施例中，所述远程节点使用所述数据库来对本地连接做出决定，而不接入诸如HLR的任意网络核心元件，并且不需要使用加标签机制的本地连接。

在一个实施例中，如果所述远程节点检测到设备已经切换到所述远程节点或远程节点集群的域以外的不同小区，则所述远程节点自动地断开本地连接，但保留针对所述域内的小区间切换的本地交换。

在一个实施例中，远程节点通过本地交换和将会话流量复制回所述核心网络来执行合法拦截，并且其中，中央节点抑制去往所述远程节点的下游流量。

在一个实施例中，根据会话将被拦截的用户的标识符列表来激活所述合法拦截操作。

在一个实施例中，根据来自核心网络元件的指令来激活所述合法拦截操作。

在又一个实施例中，远程节点与固定网络节点链接，并且执行涉及移动网络中的设备和固定网络中的设备的本地连接。

在一个实施例中，所述远程节点访问与本地PSTN交换机连接的PSTN电话线路的列表，分析来自所述移动设备的建立消息中的所拨打的号码，以及如果所拨打的号码与所述PSTN电话线路的列表中的条目匹配，则通过本地互连点交换所述会话。

在一个实施例中，所述远程节点通过在信号中插入标识符并检测后续信号中的所述标识符来执行加标签，以确定何时进行本地连接，并且在来自所述被叫设备的信号中或者在来自所述主叫设备的信号中进行所述插入。

在一个实施例中，这些设备具有自适应多速率编解码能力，并且使用无级联操作报告中的指示两个设备都能够使用匹配的自适应多速率编解码的内容来执行本地连接，。

在一个实施例中，首先将所述会话连接回所述中央节点，通过操控在节点之间进行交换的带内信令来执行编解码匹配，以及所述远程节点在确认两个无线链路上的语音编解码相同之后本地连接所述会话。

在一个实施例中，所述远程节点修改在BTS和所述核心网络之间进行交换的帧中的控制信息，以从语音会话交换到数据会话，并用特殊标识符对数据加标签以实现加标签机制。

在一个实施例中，至少一些信令信息存储在呼叫记录中，其中，在学习操作中执行对所述呼叫记录的分析，以建立诸如MSIDSN和IMSI的标识符之间的关系，并且随后使用这种关系对本地连接做出决定。

在另一个方面中，本发明提供了一种通信网络，其包括远程节点和核心网络，所述核心网络包括交换元件和中央节点，其中，所述远程节点和所述中央节点用于执行以上定义的任意方法。

在又一个方面中，本发明提供了一种计算机程序介质，包括其上实现的计算机可读软件代码，所述代码在数字处理器上执行时用于执行以上定义的任意方法。

具体实施方式

通过以下对本发明的一些实施例的描述，将更加清楚地理解本发明，参照附图，仅以示例方式给出这些实施例，在附图中：

图1是示出了在本发明的连接管理方法中涉及的部件的高级框图；

图2至图4是连接管理的信号传输图；

图4和图5分别是示出了小区内切换和小区间切换的示图；

图6和图7是示出了相同集群区域内的集群间切换的示图；

图8是在相同远程地理区域中的移动站和PSTN用户之间的呼叫的语音路径的示图；

图9是示出了本地互连点体系结构以及在相同地理区域中的移动站和PSTN用户之间本地路由呼叫的示图；

图10是本地互连点的连接管理的信号传输图；

图11是使用加标签来对本地交换的呼叫进行连接管理的信号传输图；以及

图12是示出了合法拦截流程的示图。

实施例的描述

以下实施例以GSM网络为上下文；然而，本发明可以用于其它移动网络类型，例如CDMA或3G，即所涉及的适当的通信节点。

参考图1，移动网络1具有核心2，核心2具有中央节点和包括BSC、MSC、VLR和HLR的网络元件。远程小区通过回程链路3进行链接，并且示出了两个远程节点4和5，每一个均与BTS链接。小区位于远程地理位置中，并且为了说明的目的，将小区示出为包括移动站MS-A、MS-B和MS-C。存在两个BTS，每一个均链接到本地节点，本地节点称为“远程节点”，这是因为它们远离核心网络元件。远程节点是相互链接的，并且这些远程节点中的一个与卫星远程链路对接，并且具有以下功能：拦截、解码以及在某些情况中修改远程站点和核心网络之间的信令，以便识别和修改移动站所请求的呼叫特性、识别相关的呼叫以及管理相关的交换功能和特征。节点执行呼叫的本地交换。还可以将功能集成到现有的蜂窝网络元件中。

每个远程节点处理BTS-BSC信令，但是对语音和数据信道进行回路侦听以进行本地交换。在核心网络中，在两个阶段对GSM网络中的所有移动设备对移动设备的语音呼叫进行编码和解码。这称为编码转换。这种编码转换可能导致延迟。本申请的特征将移除核心节点处不必要的本地呼叫编码和解码，提高语音呼叫的整体质量。

处理附加服务

如果正在对呼叫进行本地交换，则不能使用某些附加服务(例如多方呼叫)，这是因为语音分组没有发送回MSC。当移动设备中的任一个请求这种附加服务时，远程节点将呼叫交回核心网络并且释放本地连接。

采用编码器/解码器(“编解码”)匹配的本地交换过程

为了使远程节点处的处理要求最小化，优选的是，被本地交换的两个移动设备使用相同的语音编码器。通过这样的方式，可以将来自一个设备的语音分组直接交换到另一个设备，并且不需要语音分组的编码转换。这称为本地呼叫的无编码转换器操作。这提高了呼叫的语音质量。本发明避免了潜在的问题，即，某些本地呼叫可能因为移动设备的不同编解码能力或首选项而引起编码转换步骤。这些能力称为编解码能力，并且包括在呼叫建立信令消息中。如果主叫用户和被叫用户的编解码首选项不同，则不可以在这些用户之间对呼叫进行本地交换；而可能引起编码转换步骤，增加了延迟并且降低了语音质量。

本发明也克服了与在标准2G网络中使用无编码转换器操作相关联的限制，并且引入了在移动站之间对呼叫进行本地交换而不考虑移动站的编解码首选项的能力。参考图1，远程节点在呼叫的两个支路上强制对MS-A和MS-B的编解码进行匹配，从而允许通过BTS对呼叫进行本地交换，从而降低了回程要求并且提高了语音呼叫质量，同时实现了用于被本地交换的呼叫的无编码转换器操作。这通过以下方式来实现：修改建立信令，使得强制MS-A和MS-B使用相同的编码器/解码器，所使用的编解码是MS-A和MS-B都支持的编解码，并且不必是对于语音质量而言最好的编解码。如果对于两个移动设备而言不可能使用相同的编解码，则呼叫被交回核心网络并且不被本地交换。或者，可以在远程节点中使用编码转换软件或硬件，以调整来自一个移动设备的语音分组使之适合于可以由另一个移动设备使用的格式。

在传统的移动网络中，在呼叫期间在核心网络中对所有的移动设备对移动设备的呼叫进行两次编码转换。这可能会损害呼叫的整体质量。本发明提高了呼叫的整体语音质量，同时因为对呼叫进行本地交换所以也确保了不存在回程延迟，并且因为在编解码强迫匹配适当时不会发生语音分组的编码转换所以确保了呼叫语音质量的提高。因为当对呼叫进行本地交换时需要较少回程传输，所以本发明还降低了电信运营商的设备开销。

在GSM蜂窝系统中，用于识别用户的主要参数是MSISDN(移动用户国际用户号码簿号码)和IMSI(国际移动用户标识)。用户可以接到另一个网络，但MSISDN将保持不变，但是因为IMSI包含运营商的网络代码所以IMSI将改变。在HLR中维持用户的IMSI和MSISDN之间的关系。

当GSM用户发起呼叫时，MS向MSC发送建立消息，MS向MSC提供一组描述所需要的服务的参数，例如，语音和语音服务所要求的连接类型，例如FR、EFR、HR和AMR。指定连接类型的参数称为承载能力(BC)；其描述了主叫用户所要求的无线信道基本要求。在本发明的方法中，在建立消息中操控该参数；该参数存储在远程节点中，并且用在编解码匹配中。

用用户信息填充本地存储器

再次参考图1，在传统的GSM系统中，当用户A呼叫用户B时，则用户A拨打用户B的MSISDN。参考图2，建立消息(SETUP)包含所拨打的MT MS的MSISDN，并且承载能力(语音信道要求)包含MO MS的编解码能力。在远程节点中分析该建立消息，并且提取所拨打的MT MS的MSISDN以及MO MS的编解码能力。通过BTS、BSC和MSC来传递未经修改的建立消息，MSC随后根据所拨打的号码(MT MS的MSISDN)对呼叫进行路由。将建立消息发送到MT MS，并且从消息(CLI)中获取MO MS的MSISDN。从呼叫确认消息中的承载能力字段中提取出MT MS的编解码能力。继续本地连接呼叫建立过程。通过在连接消息中使用加标签机制(插入特殊的标识符并且随后进行匹配)来确定呼叫是本地的，并且如在图2中所示的，在远程节点处用(在MT建立消息的CLI中接收到的)MO MS的MSISDN连同(在MO建立消息中接收到的)相应的编解码能力以及(在MO建立消息中接收到的)MT MS的MSISDN连同(在MT呼叫确认消息中接收到的)相应的编解码能力填充MSISDN DB。当MS在远程站点处做出第一次呼叫尝试时发生以上概述的过程。

后续的呼叫处理

在呼叫建立时使用MSISDN DB来对在相同的节点注册的两个移动设备的编解码进行匹配，从而在没有远程编码转换器的情况下实现呼叫的本地交换。

远程节点在呼叫建立期间从建立消息中读取所拨打的号码。如果所拨打的号码在MSISDN DB中，则其将检查相应的编解码能力。如果主叫移动设备的编解码能力强于被叫移动设备的编解码能力，则远程节点将通过以下方式修改建立消息：

移除与所拨打的号码不匹配的编解码能力。

重新排列首选编解码列表的顺序，从而两个支路在编解码首选项方面匹配。如果被叫移动设备的编解码能力是主叫移动设备的超集，则也可以执行编解码匹配；在这种情况中，改变呼叫确认消息中的承载能力，以与主叫方的编解码要求相匹配。

向MSC发送经修改的MO建立消息。继续普通本地连接呼叫建立过程。

参考图3，向MSC发送经修改的建立消息，其中，继续普通本地呼叫连接。如果远程节点(MO)没有在来自终止侧的信令消息中接收到期望的信息，则不对呼叫进行本地交换或者在远程节点中需要编码转换步骤。

漫游用户的处理

本发明还提供在MSISDN DB中处理漫游用户。当MS移出远程节点的覆盖时，不能将呼叫本地交换到该MS。以上的本地建立过程将仍然适用，并且如果这个用户的编解码信息仍然存在，则将在呼叫建立中使用该信息。然而，如果呼叫未被识别作为来自MT侧的本地呼叫，则将不对该呼叫进行本地交换，并且将清除MSISDN表中的条目。

编解码匹配功能还将识别出用户在定义的时段内未接入远程节点；将从MSISDN DB中移除该MSISDN条目，以避免后续的呼叫建立信令修改。

切换处理

当移动设备在语音呼叫正在进行时移动时，由于较差的质量、较差的接收信号或者来自相邻小区的更好信号，可以将呼叫从一个小区转移(切换)到另一个小区。MSC/BSC决定应当何时进行从一个无线资源切换到相同小区中的另一无线资源或者切换到另一小区。如果不进行切换，则呼叫可能中断。当正在对呼叫进行本地交换时，可能要求MS切换到另一小区或者相同小区内的另一无线资源。远程节点监测所有与切换相关的信令中的所有被本地交换的呼叫，以便维持呼叫的本地交换(如果可能的话)。

小区内切换

考虑MS-A和MS-B在进行由BTS服务的本地呼叫。BSC正在监测来自MS-A和MS-B二者的接收信号和质量水平。如果MS-A或者MS-B遭遇较差的信号或者质量不好的连接，则BSC可以命令MS-A或MS-B切换到相同BTS中的新无线信道。这称作小区内切换。当发生到相同小区中的另一无线资源的切换时，远程节点监测来自BSC的与切换相关的信令，并且识别移动设备将要切换到的目标信道，并且建立与新信息的连接，使得不中断呼叫。依然对呼叫进行本地交换。在图4示出的示例中，仅仅考虑MS-A，并且仅仅示出了呼叫的一个支路。BSC已经命令了小区内切换，所以MS-A从TRX0上的无线信道移动到相同小区中的TRX2。依然对呼叫进行本地交换。

小区间切换和远程节点区域内的切换

再次参考图1，考虑MS-A和MS-B在进行由BTS服务的本地呼叫。BSC正在监测来自MS-A和MS-B二者的接收信号和质量水平。如果MS-A或者MS-B遭遇较差的信号或者质量不好的连接，则BSC可以命令MS-A或MS-B切换到新BTS中的新无线信道。如果切换到在相同的远程节点控制下的另一小区或者切换到在对等节点控制下的小区，则远程节点监测与切换相关的信令，并且识别移动设备将要切换到的目标小区和信道，并且直接地或者通过对等节点建立与新信道的连接，使得不中断呼叫。依然对呼叫进行本地交换。在图5示出的示例中，仅仅考虑MS-A，并且仅仅示出了呼叫的一个支路。BSC已经命令了小区间的切换，使得MS-A从BTS-1上的TRX 0上的无线信道移动到BTS-2上的TRX 0上的无线信道。

相同集群域内的集群间切换

考虑MS-A和MS-B在进行由BTS服务的本地呼叫。BSC正在监测来自MS-A和MS-B二者的接收信号和质量水平。如果MS-A或者MS-B遭遇较差的信号或者质量不好的连接，则BSC可以命令MS-A或MS-B从所述BTS切换到新BTS中的新无线信道。如果切换到在不同远程节点控制下的另一小区，则远程节点监测与切换相关的信令，并且识别移动设备将要切换到的目标小区和信道，并且建立与新信道的连接。依然对呼叫进行本地交换。在图6示出的例子中，仅仅考虑MS-A，并且仅仅示出呼叫的一个支路。BSC已经命令了小区间的切换，使得MS-A从BTS-1上的TRX 1上的无线信道移动到BTS-3上的TRX 2上的无线信道。在图7示出的例子中，仅仅考虑MS-A，并且仅仅示出呼叫的一个支路。在这种情况中，中央节点监测与切换相关的信令。BSC已经命令了小区间的切换，使得MS-A从BTS-1上的TRX 1上的无线信道移动到BTS-3上的TRX 2上的无线信道。

小区间切换和远程节点外的切换

考虑MS-A和MS-B在进行由BTS服务的本地呼叫。BSC正在监测来自MS-A和MS-B二者的接收信号和质量水平。如果MS-A或者MS-B遭遇较差的信号或者质量不好的连接，则BSC可以命令MS-A或MS-B切换到新BTS中的新无线信道。如果切换到不在相同远程节点控制下的另一小区或者切换到不具有本地交换功能的节点，则远程节点将呼叫交回核心网络并且释放本地连接。不中断呼叫，但不再对呼叫进行本地交换。

本地互连点

这个实施例在远程节点直接与PSTN连接时，使对固网用户和移动用户之间的呼叫的传输回程的要求最小化。在图8中考虑具有固网服务以及标准移动服务的远程社区。如果固网用户B向MS A做出语音呼叫，则语音呼叫通过昂贵的回程(通常是卫星)从本地PSTN交换机路由回国家PSTN网络。随后，通过回程通过GSM网络将呼叫交换到MS-A。在图8中由加粗的线来突出语音路径。

参考图9，在这个实施例中，在远程站点对呼叫进行本地交换，不需要将语音业务路由回核心网络；降低了回程要求，同时维持了对终端用户的相同服务质量。用粗线来突出语音路径。通过本地互连点将MO语音本地交换到本地PSTN，并且通过本地互连点从本地PSTN本地交换MT语音。

在另一实施例中，位于远程节点上的本地交换功能包含与本地PSTN交换机连接的所有PSTN电话线路的列表。远程节点分析建立消息中的所拨打的号码，并且如果其与PSTN电话线路的列表中的条目匹配，则在远程节点处可以通过本地互连点交换呼叫。

移动设备发起的本地呼叫

参考图9和图10，考虑MS-A在远程节点向固网用户SUB-B做出呼叫。在MO呼叫的建立阶段，远程节点拦截呼叫建立消息，并且在用户对用户字段中插入标识符。将这个消息转发给MSC/BSC，MSC/BSC随后将所述消息转发给PSTN网络。在呼叫终止支路的来话消息到达远程节点时，它将包含与在先前建立消息中指示呼叫是本地的的标识符相匹配的相同标识符。远程节点本地连接语音路径并且执行从64k PCM到GSM编解码的适当编码转换。中央节点终止来自PSTN的语音回路。MSC仍然控制呼叫，并且如通常那样处理监管、计费和O&M。

移动设备终止的本地呼叫

参考图9，考虑SUB-B用户向MS-A做出呼叫。远程节点拦截来自PSTN交换机的IAM消息，并且在用户对用户字段中插入标识符。将所述消息转发给MSC，MSC随后将呼叫路由到MS-A。当终止支路的来话消息到达远程节点时，它将包含与IAM消息中指示呼叫是本地的的标识符相匹配的相同标识符。远程节点本地连接语音路径，并且执行从64k PCM到GSM编解码的适当编码转换。中央节点终止来自PSTN的语音回路。MSC仍然控制呼叫，并且如通常那样处理监管、计费和O&M。

以下实施例以GSM网络为上下文；然而，本发明可以用于其它移动网络类型，例如CDMA或3G，即所涉及的适当的通信节点。

加标签

加标签机制提供的功能用于本地路由呼叫，同时继续管理来自核心网络的中央特征丰富并且通常更可靠的交换机的呼叫和服务。这个实施例描述了在连接消息中插入远程节点信息。

使用呼叫建立消息加标签

移动呼叫序列涉及移动站、远程节点和中央节点之间的信令消息的交换。加标签机制在这些消息的一些中插入特定的信息，这将允许网络中的节点做出可以对呼叫进行本地交换的决定。通过在呼叫建立消息的可选字段中插入信息实现这种加标签方法。若干消息允许在可选字段中插入额外的信令信息。图11中的例子考虑建立呼叫的序列中的一个消息，即连接消息。然而，这种方法可以用于若干其它呼叫建立消息。

考虑向呼叫建立序列末端发送的连接消息。在B用户应答呼叫时，将MT连接消息发送回远程节点。远程节点在MT连接消息中插入远程节点标识符。将MT连接消息传递到MSC，MSC将这个消息转换成用于发送给MO MS的MO连接消息，并且将标签转移到MO连接消息。在接收到MO连接消息后，远程节点检查标签，并且确定呼叫是本地的，并且提取呼叫的MT支路的细节，并且呼叫被本地交换。

还可以通过在以下消息中插入信息来实现这种加标签机制：发信号消息、进展消息、建立消息。

还可以通过操控在呼叫建立期间在BTS和中央节点之间交换的带内帧来实现这个实施例。远程节点将在BTS和核心节点之间交换的帧中的控制信息从“语音服务”修改为“数据服务”。远程节点还在数据消息中添加远程节点标识符。向服务于B用户的远程节点透明地传递这个消息。如果这个消息包含该远程节点的远程节点标识符，则可以对呼叫进行本地交换。

在另一实施例中，加标签与无级联操作(TFO，Tandem Free Operation)一起工作，以对AMR对AMR的呼叫进行本地交换。现代手机上的自适应多速率(AMR)编解码提高了语音呼叫的语音质量。在移动网络中越来越多地使用具有AMR编解码的移动手机。TFO功能使用在GSM网络的核心节点之间进行交换的带内信令来消除AMR对AMR的呼叫的不必要的编码转换。以上描述的加标签机制操控了呼叫建立消息以对呼叫进行本地交换。在这个实施例中，首先将呼叫连接回核心节点；随后TFO功能使用在核心节点之间进行交换的标准带内信令来对编解码进行匹配。在确认两个无线链路上的语音编解码相同之后，远程节点对呼叫进行本地交换。加标签功能可以位于远程节点或中央节点上。

合法拦截

合法拦截(“LI”)是设置在电信服务提供商上的、用于提供对私人语音和数据通信的合法批准的官方接入的要求。现有PSTN网络中的合法拦截是通过“物理抽头”实现的。然而，GSM网络和VOIP技术已经实现了终端用户的移动性。对LI系统的要求是其必须提供只对指定业务的透明拦截，并且目标必须察觉不到这种拦截。

参考图12，当在远程节点中正对呼叫进行本地交换时，在移动设备之间本地交换语音或者数据分组，并且不向核心网络发送语音或者数据分组以节省回程带宽。当合法当局要求时，远程节点必须向核心网络(MSC)发送所有的语音和数据分组用于拦截。为了保持本地交换的增强的通话质量，远程节点继续对分组进行本地交换，并且将所有的分组复制给MSC，同时抑制下行链路上的分组。可以使用来自MSC的信号逐个呼叫地激活远程节点处的合法拦截，或者可以针对下载到远程节点的列表上的所有用户激活合法拦截，或者可以通过O&M命令手动地激活合法拦截。远程节点中的合法拦截(“LI”)功能进行操作而不影响对其它本地用户的正常服务。被拦截方将察觉不到检验。还可以拦截SMS和数据。

参考图12，为了有助于拦截MS-A和MS-B之间的本地语音呼叫，远程节点复制MS-A和MS-B之间的语音流，并且将所复制的语音流向上传递给中央BSC。远程节点复制将被拦截的语音呼叫的本地语音模式。将向BSC和MSC/VLR转发这些语音模式，以便由合法当局进行拦截。

呼叫记录分析以匹配MSISDN/IMSI

这个实施例提供用于判断是否应当对语音/数据呼叫或SMS进行本地交换的功能。所述功能通过分析针对每个呼叫生成的呼叫记录，来确定移动设备的MSISDN和IMSI之间的关系。如果建立了这种链接，则可以根据这种关联对呼叫进行本地交换。

对于每个MO呼叫，以下信息可用于呼叫记录中：

呼叫类型＝移动设备发起的语音呼叫

时间戳＝主叫者发起呼叫的时间

发起者Id＝发起者的IMSI

目标者Id＝被叫方的MSISDN

成功标志＝指示呼叫是否被应答

持续时间＝通话的持续时间

建立时间＝呼叫发起和被叫方应答之间经历的时间。

对于每个MT呼叫，以下信息可用于呼叫记录中：

呼叫类型＝移动设备终止的语音呼叫

时间戳＝网络向被叫方发起呼叫的时间

发起者Id＝发起者的MSISDN

目标者Id＝被叫方的IMSI

成功标志＝指示呼叫是否被应答

持续时间＝通话的持续时间

建立时间＝网络发起呼叫和被叫方应答之间经历的时间。

通过检查这些呼叫记录并应用规则，可能以较高的准确度推导出IMSI与MSISDN的关系。远程节点进而可以使用这种信息来在本地呼叫和非本地呼叫之间进行区分。算法一直运行，以处理来自信令分析的信息，并且生成具有IMSI及其可能的MSISDN的列表的数据库。例如，在相同的小区中在相同的时间开始并且具有相同的持续时间的两个呼叫(一个是MO而另一个是MT)可能是同一呼叫的双方。

所述算法的步骤将描述如下：

(i)对于所有被应答的移动设备发起的呼叫记录，检查在相同时间(加上或减去可配置的时间，通常为1秒)生成的、具有相同持续时间(加上或减去可配置的时间，通常1为秒)的移动设备终止的呼叫记录。

(ii)对于在以上步骤1中识别的呼叫记录对，检查两个记录的开始时间(时间戳)加上建立时间是否相同的(加上或减去可配置的时间，通常为1秒)。

(iii)对于在以上步骤2中识别并验证的呼叫记录对，检查所拨打的号码是否有效，即呼叫是对另一个移动设备的。这通过将前几个数字与排除诸如服务号码的前缀的已知移动前缀的列表进行比较来实现。

(iv)对于在以上步骤(iii)中识别并验证的呼叫记录对，从MO记录中提取主叫者的IMSI，并且从MT记录中提取主叫者的IMSI。检查IMSI的移动地区代码(MCC)与MSISDN的国际前缀是否相对应。

(v)对于在以上步骤4中识别并验证的呼叫记录对，从MO记录中提取被叫方的MSISDN，并且从MT记录中提取被叫方的IMSI。检查IMSI的移动地区代码(MCC)与MSISDN的国际前缀是否相对应。

(vi)对于每个IMSI，记录通过使用以上描述的方法找到的相对应的MSISDN。

以上描述的过程以较高准确性产生了具有其相关联的MSISDN的IMSI列表。为了进一步确保这些关联的准确性，在能够消除所有错误结果之前针对与这些移动设备有关的若干呼叫重复所述过程。

对于每个IMSI，用相对应的MSISDN(或者多个MSISDN，如果找到一个以上的匹配)以及检测到匹配的次数的计数器来维持数据库。一旦针对给定MSISDN的计数器到达可配置的阈值(比如5)，则认为匹配是正确的。换句话说，如果对于IMSI找到相同的MSISDN 5次，则认为其是正确的MSISDN。因为所述算法已经确定这个用户在站点上，所以现在可以对发往这个MSISDN的后续呼叫进行本地交换。

这种关系用于检测随后可以进行本地交换的呼叫。当使用这种方法在移动设备之间对呼叫进行本地交换时，监测这些呼叫的持续时间，并且如果持续时间小于可配置的值(比如10秒)，则假定所述(MSISDN与IMSI的)关系是不正确的，并且从数据库中删除所述关系。在这里发生的是，将错误的移动设备连接在了一起，因此呼叫非常短。在可配置的时段(比如3天)之后，从数据库中删除未使用的关系。这是为了顾及例如已经改变SIM卡或者已经接到另一网络的移动设备。

可以由远程/中央节点生成呼叫记录。在另一个实施例中，可以从MSC/IN节点或者从GSM接口的实时监测中实时地获取到相同的CDR信息。本发明不限于所描述的实施例，而是可以在结构和细节方面进行改变。

以下总结本发明在各种实施例中的一些主要优势：

提取所拨打的MSISDN以及MO MS的编解码能力。所提取的信息在本地存储器中存储在MSISDN DB中。

从由MT MS发送回的呼叫确认消息中的承载能力字段中提取编解码能力，并且将所述编解码能力存储在远程节点MSISDN数据库中，以在后续呼叫处理中使用。

MSISDN DB存储在该节点处注册的用户的信息。

在呼叫建立期间，远程节点从建立消息中读取所拨打的号码。如果该所拨打的号码在远程节点的MSISDN数据库中，则将从被叫方的数据库中检查编解码能力。远程节点改变建立消息中的编解码能力，以匹配所拨打的MSISDN的编解码能力。如果所述编解码能力是主叫移动设备的超集，则改变呼叫确认消息中的承载能力以与主叫方的编解码要求相匹配，允许对呼叫进行本地交换而无需编码转换。

如果与所拨打的移动设备相比，主叫移动设备具有更高的编解码能力，则远程节点将移除呼叫建立消息中与所拨打的号码不匹配的编解码能力。而且，远程节点重新排列首选编解码列表的顺序，因此，两个支路在编解码能力方面匹配。远程节点向MSC发送经修改的上行链路建立消息。对具有相同编解码首选项的移动设备进行本地交换，并且也对具有不同编解码首选项的设备进行本地交换。

本地交换用于新的呼叫、交给小区的呼叫或者已经进行修改的呼叫。如果编解码匹配功能识别出用户在一段时间内没有接入远程节点，则将从MSISDN DB中移除MSISDN条目以避免后续的呼叫建立信令修改。

远程节点监测与切换相关的信令，并且维持小区内切换的本地交换。远程节点监测与切换相关的信令，并且维持在相同远程节点内的小区间切换的本地交换。远程节点监测与切换相关的信令，并且维持在相同远程节点集群内的小区间切换的本地交换。远程节点监测切换信令，并且在切换到不支持本地交换的节点时释放本地交换的呼叫。

本发明向现有的GSM/PSTN节点提供的功能允许将与PSTN连接的远程节点之间的呼叫交换到PSTN/从PSTN进行交换。

远程节点在呼叫建立期间在从移动设备到PSTN的建立消息中插入标识符。远程节点监测来话信号中的、与先前的建立消息中指示呼叫是本地的的标识符相匹配的相同标识符。在一个例子中，远程节点本地连接语音路径并且执行从64k PCM到GSM编解码的适当编码转换。中央节点终止去往PSTN的语音回路。对于从PSTN到移动用户的呼叫，远程节点拦截来自PSTN交换机的IAM消息，并且在用户对用户字段中插入标识符。终止支路的来话消息达到远程节点，其将包含与IAM消息中指示呼叫是本地的的标识符相匹配的相同标识符。

可以通过操控在远程节点和核心网络之间进行交换的带内帧来实现加标签。可以使用加标签和FTO对本地AMR对AMR的呼叫进行本地交换。

对于合法拦截，当对呼叫进行本地交换时，远程节点将所有的语音和数据分组复制到核心网络(MSC)，并且抑制来自核心网络的下游流量。远程节点或者中央节点提取所有呼叫和SMS的、来自远程/中央节点的与呼叫相关的信息，并且将信息存储在专有的呼叫记录中。执行呼叫记录的分析，以针对所有呼叫推导MSISDN和IMSI之间的关系。

MSIDSN和IMSI之间的关系存储在数据库中。对具有MSISDN/IMSI关系的数据库进行维护，并且在呼叫建立期间检查数据库以检查是否可以对呼叫进行本地交换。MSIDDN和IMSI之间的关系是根据呼叫记录建立的，但并不用在呼叫建立中，而是用于统计目的。

本发明不局限于所描述的实施例，而是可以在结构和细节方面进行改变。

Claims (23)

1.一种移动网络的操作方法，所述移动网络包括网络核心中央节点和至少一个远程节点，其中，所述网络核心中央节点包括交换节点，所述至少一个远程节点经由远程回程通信链路与所述中央节点相链接，所述方法包括以下步骤：

注册到远程节点的发起设备发起与终止设备的语音或数据会话，

远程节点判断所述终止设备是否是本地的，如果是，则本地连接所述会话，

其中，远程节点从信号中提取与这些设备有关的信息以填充数据库，并且在决定是否本地连接呼叫时访问所述数据库；

其中，所述信息包括设备能力信息，所述设备能力信息包括所述发起设备和终止设备的编解码能力；

其中，远程节点更改与这些设备中的至少一个设备的编解码能力有关的信令信息，以在所述会话期间强制使用相同的编解码，以及

其中，如果所述发起设备和所述终止设备不可能使用相同的编解码，则所述远程节点将所述会话交回网络核心中央节点，而不对所述会话进行本地交换；

其中，远程节点通过本地交换以及将会话流量复制回所述网络核心中央节点来执行合法拦截，并且，中央节点抑制去往所述远程节点的下游流量；

其中，根据来自核心网络元件的指令来激活所述合法拦截操作。

2.如权利要求1所述的方法，其中，从呼叫建立信号中提取信息。

3.如权利要求2所述的方法，其中，从由所述终止设备发送回的呼叫确认消息中的承载能力字段中提取所述信息，并将所述信息存储在所述数据库中以用于随后与会话的本地连接有关的决定中。

4.如权利要求1所述的方法，其中，用与在所述远程节点处注册的所有设备有关的信息来填充所述数据库。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述远程节点改变建立消息中的编解码能力，以与所拨打的MSISDN的编解码能力相匹配。

6.如权利要求1所述的方法，其中，如果所述终止设备的编解码能力是所述发起设备的超集，则改变呼叫确认消息中的承载能力，以与所述发起设备的编解码能力相匹配，从而允许本地连接会话而无需编码转换。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述远程节点移除呼叫建立消息中与所拨打的号码不匹配的编解码能力。

8.如权利要求1所述的方法，其中，如果所述发起设备具有与所述终止设备不同的编解码首选项，则所述远程节点重新排列首选编解码列表的顺序，使得两个支路在编解码首选项方面匹配。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述远程节点或中央节点从所述信号中提取所述信息，并更新所述数据库，以及使数据库信息对其它节点是能用的，该其它节点是远程节点或者中央节点。

10.如权利要求1所述的方法，其中，还从包括网络核心HLR的外部源来填充所述数据库。

11.如权利要求1所述的方法，其中，存在多个远程节点，并且在注册到不同远程节点的设备之间存在强制的编解码匹配和本地连接。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述远程节点使用所述数据库来对本地连接做出决定，而不接入诸如HLR的任意网络核心元件，并且不需要使用加标签机制。

13.如权利要求1所述的方法，其中，如果所述远程节点检测到设备已经切换到所述远程节点或远程节点集群的域以外的不同小区，则所述远程节点自动地断开本地连接，但保留针对所述域内的小区间切换的本地交换。

14.如权利要求1所述的方法，其中，根据会话将被拦截的用户的标识符列表来激活所述合法拦截操作。

15.如权利要求1所述的方法，其中，远程节点与固定网络节点相链接，并且执行涉及移动网络中的设备和固定网络中的设备的本地连接。

16.如权利要求15所述的方法，其中，所述远程节点访问与本地PSTN交换机连接的PSTN电话线路的列表，分析来自所述发起设备的建立消息中的所拨打的号码，以及如果所拨打的号码与所述PSTN电话线路的列表中的条目相匹配，则通过本地互连点交换所述会话。

17.如权利要求1所述的方法，其中，所述远程节点通过在信号中插入标识符并监测后续信号中的所述标识符来执行加标签，以确定何时进行本地连接，并且在来自所述终止设备的信号中或者在来自所述发起设备的信号中进行所述插入。

18.如权利要求1所述的方法，其中，这些设备具有自适应多速率编解码能力，并且使用无级联操作报告中的、指示两个设备都能够使用匹配的自适应多速率编解码的内容来执行本地连接。

19.如权利要求18所述的方法，其中，首先将所述会话连接回所述中央节点，通过操控在节点之间进行交换的带内信令来执行编解码匹配，并且所述远程节点在确认两个无线链路上的语音编解码相同之后本地连接所述会话。

20.如权利要求1所述的方法，其中，所述远程节点修改在BTS和所述中央节点之间交换的帧中的控制信息，以从语音会话交换到数据会话，并用特殊标识符对数据加标签以实现加标签机制。

21.如权利要求1所述的方法，其中，至少一些信令信息存储在呼叫记录中，其中，在学习操作中执行对所述呼叫记录的分析，以建立诸如MSIDSN和IMSI的标识符之间的关系，并且随后使用这种关系来对本地连接做出决定。

22.一种通信网络，包括远程节点和核心网络，所述核心网络包括交换元件和中央节点，其中，所述远程节点和所述中央节点用于执行权利要求1的方法。

23.一种移动网络的操作设备，所述移动网络包括网络核心中央节点和至少一个远程节点，其中，所述网络核心中央节点包括交换节点，所述至少一个远程节点经由远程回程通信链路与所述中央节点相链接，所述设备包括：

用于由注册到远程节点的发起设备发起与终止设备的语音或数据会话的装置，

用于由远程节点判断所述终止设备是否是本地的，如果是，则本地连接所述会话的装置，

其中，远程节点从信号中提取与这些设备有关的信息以填充数据库，并且在决定是否本地连接呼叫时访问所述数据库；

其中，所述信息包括设备能力信息，所述设备能力信息包括所述发起设备和终止设备的编解码能力；

其中，远程节点更改与这些设备中的至少一个设备的编解码能力有关的信令信息，以在所述会话期间强制使用相同的编解码，以及

其中，如果所述发起设备和所述终止设备不可能使用相同的编解码，则所述远程节点将所述会话交回网络核心中央节点，而不对所述会话进行本地交换；

其中，远程节点通过本地交换以及将会话流量复制回所述网络核心中央节点来执行合法拦截，并且，中央节点抑制去往所述远程节点的下游流量；

其中，根据来自核心网络元件的指令来激活所述合法拦截操作。

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