CN102572756B - 语音呼叫回退的处理方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种语音呼叫回退的处理方法、装置及系统，该系统包括MSC/VLR和MME，其中，上述系统还包括IWF，其中IWF通过SGs接口与MME连接，通过Iu/A接口与MSC/VLR连接，并用于实现Iu/A接口和SGs接口的协议转化功能。本发明减少了运营商成本，促进了运营商大规模部署LTE。

Description

语音呼叫回退的处理方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种语音呼叫回退的处理方法、装置及系统。

背景技术

为了更好的满足用户对无线连接带宽的需求，第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，简称为3GPP)定义了通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService，简称为GPRS)的长期演进(Long-TermEvolution，简称为LTE)和演进的分组核心网(EvolvedPacketCore，简称为EPC)。

图1是根据相关技术的网络系统框架的示意图，如图1所示，各网元的功能如下说明。

用户设备(UserEquipment，简称UE)。用户设备具有能接入UTRAN/GERAN(UniversalMobileTelecommunicationSystemRadioAccessNetwork/GSMEDGERadioAccessNetwork，全球移动通信系统无线接入网，指GPRS的无线网络，UTRAN代表3G，GERAN代表2G)和LTE两种无线网络的能力。UE由于能力限制以及节能需求，在同一个时刻只能驻留在一个无线系统中(称为SingleRadio)，比如当UE驻留在LTE下的时候，此时无法从UTRAN/GERAN收到寻呼消息。

演进无线节点(evolvedNodeB，简称eNodeB)。演进的无线节点可以在空口上提供比UTRAN更高的上下行速率，更低的传输延迟和更加可靠的无线传输。eNodeB为UE的接入提供无线资源，同时和核心网MME之间建立S1控制面链接。

移动性管理实体(MobilityManagementEntity，简称MME)，是一个控制面实体，临时存储用户数据的服务器，负责管理和存储UE上下文(比如UE/用户标识，移动性管理状态，用户安全参数等)，为用户分配全球唯一临时标识(GloballyUniqueTemporaryIdentity，简称为GUTI)，MME负责用户从LTE接入的时候对用户进行鉴权。

SAE网关(SAEGateway，SystemArchitectureEvolutionGW，简称SAEGW)，是一个用户面实体，负责用户面数据路由处理。SAEGW一般分为服务网关ServingGW和分组数据网网关PDNGW，ServingGW负责LTE和UTRAN/GERAN之间移动性的锚点，空闲状态下下行数据触发MME和SGSN寻呼；PDNGW负责UE接入PDN(PacketDataNetwork，分组数据网)的网关功能，为用户分配用户IP(InternetProtocol)地址。PDNGW和ServingGW可能合设在一个物理实体中。

在传统的电路域交换架构中，核心网网元有移动交换中心(MobileSwitchingCenter，简称MSC)和拜访位置寄存器(VisitorLocationRegister，简称VLR)，MSC和VLR物理上一般合在一起。

3G无线接入控制器(RNC，RadioNetworkController)，作用和演进架构中的eNodeB类似，也是负责和UE之间无线资源管理以及和核心网之间建立Iu口连接。对于2G系统来说，BSS(BaseStationSubsystem)负责用户无线接入控制。

归属用户服务器(HomeSubscriberServer，简称为HSS)。用于保存用户的签约数据，同时HSS还保存有用户当前注册的MSC/VLR号码、MME号码等信息。

LTE和电路交换(CircuitSwitch，简称为CS)是singleRadio的，也就是说当用户驻留在LTE下的时候，是无法收到CS语音呼叫寻呼的。一种解决UE的SingleRadio的问题的方案叫电路交换回退(CircuitSwitchFallBack，简称为CSFB)方案。该方案中，MSC/VLR和MME之间增加了一个SGs接口。当用户从LTE在MME注册的时候，MME通过SGs接口注册到MSC/VLR，MSC/VLR并在归属用户服务器(HomeSubscriberServer，简称为HSS)进行登记注册，在该过程中，MME根据LTE中用户当前跟踪区的跟踪区标识(TrackingAreaIdentifier，简称为TAI)找到用户当前位置区的位置区标识(LocationAreaIdentifier，简称为LAI)，并在位置更新请求中带给MSC/VLR，MSC/VLR保存该注册的位置区并将该位置区在位置更新响应中带给UE，UE保存在本地。

图2是根据相关技术的用户登记的流程图，如图2所示，包括如下的步骤S201至步骤S208。

步骤S201，UE通过LTE向MME发起联合跟踪区更新或者联合注册请求；

步骤S202，MME根据用户当前的TAI，找到合适的位置区LAI，并找到对应的MSC/VLR，通过SGs接口向该MSC/VLR发送位置更新请求，里面带有用户IMSI和LAI。

步骤S203，MSC/VLR向HSS发起位置更新请求。

步骤S204，HSS向MSC/VLR插入用户数据。

步骤S205，HSS向MSC/VLR返回位置更新响应。

步骤S206，MSC/VLR保存LAI，并分配临时移动用户识别码(TemporaryMobileSubscriberIdentity，简称为TMSI)。

步骤S207，MSC/VLR在位置更新响应中将LAI和TMSI返回给MME。

步骤S208，MME在联合跟踪区更新响应或者联合注册响应中，将MSC/VLR分配的TMSI、LAI，以及MME分配的全球唯一临时标识(GloballyUniqueTemporaryIdentity，简称为GUTI)和TAIlist带给UE。

通过上述步骤，完成了UE从LTE接入并在MSC/VLR注册过程。当用户发起呼叫的时候，UE首先接入MME，然后回退到电路域，从当前RNC接入真实的MSC/VLR并建立连接，于是MSC/VLR可以从RNC中继续CS起呼；当到该用户的被叫到达该MSC/VLR的时候，MSC/VLR通过SGs将寻呼消息发送到MME，MME于是在LTE中进行电路域寻呼，UE先接入MME，然后回退到电路域，从当前RNC接入真实的MSC/VLR并建立连接，于是MSC/VLR可以从RNC中继续CS终呼。

在CSFB方案，需要全网传统的MSC/VLR进行升级，以支持SGs接口，但是，这对于运营语音业务的运营商会增加很多成本。

发明内容

针对相关技术中为了支持SGs接口，需要对全网的MSC/VLR进行升级的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种语音呼叫回退的处理方法、装置及系统，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种语音呼叫回退的处理系统。

根据本发明的语音呼叫回退的处理系统包括MSC/VLR和MME，其中，上述系统还包括IWF，其中IWF通过SGs接口与MME连接，通过Iu/A接口与MSC/VLR连接，并用于实现Iu/A接口和SGs接口的协议转化功能。

进一步地，IWF还用于通过Iu/A接口接收来自MSC/VLR的下行NAS消息，并通过SGs接口向MME发送下行单元数据。

进一步地，上述系统还包括归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR，IWF还通过D接口与HSS/HLR连接，并用于实现IWF从HSS/HLR获取用户鉴权数据。

进一步地，IWF还通过G接口与MSC/VLR连接，并用于实现MSC/VLR从IWF获取终端的国际移动用户识别码IMSI和用户鉴权数据。

进一步地，IWF还用于通过G接口接收来自MSC/VLR的位置更新响应消息，并通过SGs接口向MME发送位置更新响应消息。

进一步地，IWF还通过NAS接口与MSC/VLR连接，并用于在鉴权过程中通过NAS接口向MSC/VLR发送鉴权响应。

进一步地，当IWF中的周期性定时器超时之后，IWF还通过NAS接口发起周期性位置更新过程。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种IWF。

根据本发明的IWF包括：SGs接口处理模块，用于通过SGs接口与MME连接；Iu/A接口处理模块，用于通过Iu/A接口与MSC/VLR连接；协议转化模块，用于实现Iu/A接口和SGs接口的协议转化功能。

进一步地，上述IWF还包括：D接口处理模块，用于通过D接口与归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR连接；获取模块，用于实现从HSS/HLR获取用户鉴权数据。

进一步地，上述IWF还包括：G接口处理模块，用于通过G接口与MSC/VLR连接。

进一步地，上述IWF还包括：NAS接口处理模块，用于通过NAS接口与MSC/VLR连接；发送模块，用于在鉴权过程中通过NAS接口向MSC/VLR发送鉴权响应。

为了实现上述目的，根据本发明的又一个方面，提供了一种鉴权处理方法。

根据本发明的鉴权处理方法包括：IWF从HLR获取CS鉴权参数；IWF将CS鉴权参数发送给移动交换中心MSC/拜访位置寄存器VLR；IWF接收到来自MSC/VLR的携带鉴权参数的鉴权请求消息，其中鉴权请求消息中携带有CS鉴权参数中的随机数RAND；IWF根据RAND确定对应的鉴权参数中的鉴权计算结果，并将鉴权计算结果返回给MSC/VLR；如果鉴权计算结果和MSC/VLR保存的计算结果一致，则MSC/VLR确定鉴权成功。

进一步地，IWF将CS鉴权参数发送给MSC/VLR包括：IWF生成一个唯一标识用户的临时用户标识TMSI和用户位置区标识LAI，并将TMSI和LAI发送给MSC/VLR；MSC/VLR根据TMSI和LAI通过D接口找到对应的IWF；IWF找到用户数据之后，执行将CS鉴权参数发送给MSC/VLR的操作。

本发明通过IWF进行Iu/A接口和SGs接口的协议转化，从而对MSC/VLR屏蔽了SGs接口，不需要运营商全网升级MSC/VLR，进而减少了运营商成本，促进了运营商大规模部署LTE。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的网络系统框架的示意图；

图2是根据相关技术的用户登记的流程图；

图3是根据本发明实施例的语音呼叫回退的处理系统的结构框图；

图4是根据本发明优选实施例的语音呼叫回退的处理系统的示意图；

图5是根据本发明优选实施例的注册流程的交互流程图；

图6是根据本发明优选实施例的周期性更新流程的交互流程图；

图7是根据本发明优选实施例的语音起呼流程的交互流程图；

图8是根据本发明优选实施例的语音终呼流程的交互流程图；

图9是根据本发明优选实施例的短消息起呼流程的交互流程图；

图10是根据本发明优选实施例的短消息终呼流程的交互流程图；

图11是根据本发明实施例的IWF的结构框图；

图12是根据本发明优选实施例的IWF的示意图；

图13是根据本发明实施例的鉴权处理方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种语音呼叫回退的处理系统。图3是根据本发明实施例的语音呼叫回退的处理系统的结构框图，如图3所示，包括MSC/VLR和MME，其中，该系统还包括互通功能(InterWorkingFunction，简称为IWF)，其中IWF通过SGs接口与MME连接，通过Iu/A接口与MSC/VLR连接，并用于实现Iu/A接口和SGs接口的协议转化功能。

相关技术中，为了支持SGs接口，需要对全网的MSC/VLR进行升级，从而会给运营商增加很多成本。本发明实施例中，IWF可以实现Iu/A接口和SGs接口的协议转化功能，从而对MSC/VLR屏蔽了SGs接口，不需要运营商全网升级MSC/VLR，进而减少了运营商成本，促进了运营商大规模部署LTE。

优选地，IWF还用于通过Iu/A接口接收来自MSC/VLR的下行NAS消息，并通过SGs接口向MME发送下行单元数据。

优选地，还包括归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR，IWF还通过D接口与HSS/HLR连接，并用于实现IWF从HSS/HLR获取用户鉴权数据。

优选地，IWF还通过G接口与MSC/VLR连接，并用于实现MSC/VLR从IWF获取终端的国际移动用户识别码IMSI和用户鉴权数据。

优选地，IWF还用于通过G接口接收来自MSC/VLR的位置更新响应消息，并通过SGs接口向MME发送位置更新响应消息。

优选地，IWF还通过NAS接口与MSC/VLR连接，并用于在鉴权过程中通过NAS接口向MSC/VLR发送鉴权响应。

优选地，当IWF中的周期性定时器超时之后，IWF还通过NAS接口发起周期性位置更新过程。

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。

图4是根据本发明优选实施例的语音呼叫回退的处理系统的示意图。在该图中MME和MSC/VLR之间增加网元IWF，总体思路是IWF对MSC/VLR来说，模拟RNC和UE功能。IWF和MME之间通过SGs接口互通，对MME来说，IWF就是一个MSC/VLR；IWF和HLR之间通过D接口相连，主要是获取用户鉴权信息；IWF和MSC/VLR之间存在3个接口，Iu口用于模拟RNC接入MSC/VLR，NAS(NonAccessStratum，非接入层)接口用于模拟电路域UE接入MSC/VLR，G接口用于MSC/VLR从IWF获取鉴权参数。这些接口上具体功能由后面实施例描述。

图5是根据本发明优选实施例的注册流程的交互流程图，如图5所示，包括如下的步骤S501至步骤S517。

步骤S501，UE通过LTE向MME发起联合跟踪区更新或者联合注册请求。

步骤S502，MME根据用户当前的TAI，找到合适的位置区LAI，通过SGs接口向IWF发送位置更新请求，里面带有用户IMSI和LAI。

步骤S503，IWF根据用户IMSI，向HLR发送获取鉴权信息请求，带IMSI。

步骤S504，HLR返回IWF鉴权参数，对于2G系统即3元组，对于3G系统即5元组，其中每组参数至少包含有随机数RAND以及根据随机数计算所得RES。

步骤S505，IWF为用户分配一个临时标识的TMSI1，并生成一个能够唯一标识该IWF的oldLAI。

步骤S506，IWF根据当前LAI找到对应的MSC/VLR，并向MSC/VLR发起位置更新请求消息，带有TMSI1、oldLAI以及LAI。

步骤S507，MSC/VLR根据TMSI1和oldLAI找不到用户数据，于是根据oldLAI查找到分配该TMSI1的IWF，并通过G接口向该IWF发送提供IMSI请求。在该过程中，IWF此时相当于oldMSC/VLR。

步骤S508，IWF根据TMSI1和oldLAI找到用户数据，并在提供IMSI响应中带IMSI以及从HSS获得的鉴权参数。

步骤S509，MSC/VLR可能向IWF发起鉴权请求，其中带有某组鉴权参数中的随机数RAND。

步骤S510，IWF根据该RAND，找到对应的鉴权参数，然后直接填写XRES参数，并生成NAS的鉴权响应，返回给MSC/VLR。MSC/VLR检查XRES和RES一致，于是鉴权通过。在该过程中，由于MSC/VLR获得的鉴权参数来自IWF，因此IWF能够填写正确的XRES，从而保证鉴权成功。

步骤S511，MSC/VLR向HSS发起位置更新请求。

步骤S512，HSS向MSC/VLR插入用户数据。

步骤S513，HSS向MSC/VLR返回位置更新响应。

步骤S514，MSC/VLR保存LAI，并分配临时标识TMSI2。

步骤S515，MSC/VLR在位置更新响应中将LAI和TMSI2返回给IWF。

步骤S516，IWF将位置更新响应返回给MME。

步骤S517，MME在联合跟踪区更新响应或者联合注册响应中，将MSC/VLR分配的TMSI2、LAI，以及MME分配的临时用户标识GUTI和TAIlist带给UE。

通过该过程，用户通过LTE和IWF，在MSC/VLR成功注册。该过程的关键在于MSC/VLR必须从IWF获取用户鉴权参数，而不是直接从HSS获取，这样才能保证鉴权成功。MSC/VLR根据不同实现，可能自己从HSS获取鉴权参数，如果MSC/VLR利用这些鉴权参数进行鉴权，IWF将无法获知XRES，鉴权无法成功。MSC/VLR可能对IWF发起鉴权有两个地方，一个是普通位置更新，一个是短消息接入过程。对于短消息起呼和终呼的接入过程，参见实施例图8和图9，可以配置MSC/VLR不进行鉴权来避免鉴权，对于普通位置更新，如果鉴权失败，则IWF可以重复上述步骤403，从而保证鉴权成功。

图6是根据本发明优选实施例的周期性更新流程的交互流程图，如图6所示，包括如下的步骤S601至步骤S603。

步骤S601，IWF维持一个UE的周期性定时器，该定时器超时之后，生成一个NAS消息包括周期性位置更新请求。

步骤S602，IWF在Iu口上发送周期性位置更新请求给MSC/VLR；为了避免UE中保存的TMSI和MSC/VLR中不一致，MSC/VLR必须配置周期性位置更新过程中不能分配TMSI。

步骤S603，MSC/VLR收到之后，重设周期性定时器，并返回IWF周期性位置更新响应。

当UE驻留到CS之后，MSC/VLR会重新分配TMSI3给UE，此时IWF并未知道用户已经移出LTE了，因此IWF中UE周期性定时器仍然在运行。当定时器超时之后，仍然会触发周期性位置更新，带有MSC/VLR分配的原来的TMSI2，MSC/VLR根据TMSI2将找不到用户数据，从而丢弃该周期性位置更新请求。当用户从CS返回到LTE的时候，需要发起联合跟踪区更新过程，MME重新经过IWF到MSC/VLR进行注册，从而同步UE、IWF和MSC/VLR中用户的TMSI。

图7是根据本发明优选实施例的语音起呼流程的交互流程图，如图7所示，包括如下的步骤S701至步骤S712。

步骤S701，用户需要发起电路域呼叫的时候，从LTE发起扩展业务请求，其中带有CSFB指示。

步骤S702，eNodeB将扩展业务请求转发到MME。

步骤S703，MME向eNodeB发起初始上下文请求，其中带有CSFB指示；eNodeB建立LTE空中资源之后，并返回初始上下文响应。

步骤S704，MME返回业务接受给eNodeB，eNodeB返回给UE。

通过上述过程，UE在LTE\EPC中从空闲态转移到连接态。

步骤S705，eNodeB发起CSFB指示。目前一共有3中方法，一种是该指示和PSHO(PacketSwitchHandover，分组切换)一起发给UE，一种是通过RRCRelease消息发给UE；一种是通过inter-RATcellchangeorder消息发给UE。

步骤S706，终端向RNC发起CM接入请求(ConnectionManagementservicerequest)，带有MSC/VLR分配的TMSI2，RNC将CM接入请求转发给MSC/VLR。

步骤S707，MSC/VLR处理CM接入请求，并返回接入接受给UE。在该过程中，为了保证UE、RNC和MSC/VLR之间安全参数同步，MSC/VLR需要发起鉴权过程。

步骤S708，UE发送呼叫建立请求到MSC/VLR，带有承载控制信息。

步骤S709，MSC/VLR返回呼叫进行消息给UE。

步骤S710，被叫振铃之后，MSC/VLR发送被叫振铃给UE。

步骤S711、被叫应答之后，MSC/VLR发送被叫应答给UE。

步骤S712，UE返回被叫应答响应给MSC/VLR。

通过上述过程，语音起呼成功回退到电路域。上述过程和正常的CSFB起呼过程是基本一样的，不同的地方在于MSC/VLR在接入过程中必须配置鉴权，以保证UE、RNC和MSC/VLR的安全参数一致。该过程并没有因为增加了IWF而带来其他的不同。

图8是根据本发明优选实施例的语音终呼流程的交互流程图，如图8所示，包括如下的步骤S801至步骤S815。

步骤S801，MSC/VLR收到UE的初始地址消息。

步骤S802，MSC/VLR根据用户当前注册位置区，找到对应的RNC，并向找到的所有RNC发起寻呼消息，其中包括了该LAI真正的RNC以及IWF。如果用户当前驻留在LTE下面，因此UE是无法从真正的RNC收到寻呼消息的，如果用户当前驻留在RNC下面，那么UE无法收到来自MME的寻呼消息。可能会导致过多占用寻呼资源。

步骤S803，IWF将从Iu口上收到的寻呼消息，转化为SGs接口上的寻呼消息，并通过SGs接口发给MME。IWF根据Iu口的Pagingcause值，来填写SGsPaging中的业务指示。SGsPaging中的主叫号码无法从Iu口上获得。

步骤S804，MME通过eNodeB发起电路域寻呼请求，里面带有CSFB指示。

步骤S805，用户响应寻呼，从LTE返回扩展业务请求，其中带有CSFB指示；eNodeB将扩展业务请求转发到MME。

步骤S806，和起呼类似，MME请求eNodeB建立空口资源之后，返回扩展业务接受给UE。UE在LTE\EPC中从空闲态转移到连接态。

步骤S807，MME向IWF发起业务请求。

步骤S808，eNodeB发起CSFB指示。目前一共有3中方法，一种是该指示和PSHO(PacketSwitchHandover，分组切换)一起发给UE，一种是通过RRCRelease消息发给UE；一种是通过inter-RATcellchangeorder消息发给UE。

步骤S809，终端向RNC发起CM接入请求，带有MSC/VLR分配的TMSI2，RNC将CM接入请求转发给MSC/VLR。

步骤S810，MSC/VLR处理CM接入请求，并返回接入接受给UE。在该过程中，为了保证UE、RNC和MSC/VLR之间安全参数同步，MSC/VLR需要发起鉴权过程。

步骤S811，MSC/VLR发送呼叫建立请求到UE，带有承载控制信息。

步骤S812，UE返回呼叫进行消息给MSC/VLR。

步骤S813，被叫振铃之后，UE发送被叫振铃给MSC/VLR。

步骤S814、被叫应答之后，UE发送被叫应答给MSC/VLR。

步骤S815，MSC/VLR返回被叫应答响应给UE。

通过上述过程，语音终呼成功回退到电路域。上述过程和正常的CSFB终呼过程是基本一样的，不同的地方在于MSC/VLR在接入过程中必须配置鉴权，以保证UE、RNC和MSC/VLR的安全参数一致。该过程并没有因为增加了IWF而带来其他的不同。

图9是根据本发明优选实施例的短消息起呼流程的交互流程图，如图9所示，包括如下的步骤S901至步骤S920。

步骤S901，终端要发起短消息的时候，首先向MME发起业务请求过程。

步骤S902，MME在请求eNodeB建立空口资源之后，返回业务请求响应。UE在LTE中从空闲态转到连接态。

步骤S903，UE向MME发上行NAS消息，里面带有短消息内容。

步骤S904，MME通过SGs接口向IWF发送上行单元数据，里面带有短消息内容。为了便于计费，上行单元数据中还带有一些TAI、时区、Classmark2等信息。

步骤S905，IWF发现是短消息起呼过程，于是模拟UE向MSC/VLR发起CM接入请求。为了避免IWF中TMSI不是最新的，因此用户Id需要填IMSI，IWF还需要将TAI转化为LAI，并将LAI、Classmark2等信息带给MSC/VLR。

步骤S906，MSC/VLR处理CM接入请求，并返回接入响应。为了避免鉴权失败，此时MSC/VLR需要配置短消息接入时候不鉴权。这个配置不会对用户从CS发起短消息产生影响，因为用户在空闲态下驻留到CS的时候，在位置更新过程中可以进行鉴权，从而同步UE和MSC/VLR之间的鉴权参数。

步骤S907，IWF生成上行NAS消息，并通过Iu口发送给MSC/VLR。

步骤S908，MSC/VLR向短消息中心网关SMSIW-MSC转发短消息。

步骤S909，MSC/VLR通过Iu口返回下行NAS消息给IWF。

步骤S910，IWF通过SGs口返回下行单元数据给MME。

步骤S911，MME返回下行NAS消息给UE。

步骤S912，SMSIW-MSC短消息投递成功之后，发送投递报告给MSC/VLR。

步骤S913，MSC/VLR通过Iu口发送下行NAS消息给IWF。

步骤S914，IWF通过SGs口发送下行单元数据给MME。

步骤S915，MME发送下行NAS消息给UE。

步骤S916，UE返回上下NAS消息给MME。

步骤S917，MME返回上行单元数据给IWF。

步骤S918，IWF返回上行NAS消息给MSC/VLR。

步骤S919，MSC/VLR发送Iu释放给IWF。

步骤S920，IWF发送SGs释放消息给MME，指示没有CS信令发送。

上述过程和CSFB短消息起呼过程类似，短消息并不需要回退，而是通过LTE直接发送到MSC/VLR。和现有技术最大的区别在于步骤S904步，IWF收到SGs接口上的上行单元数据之后，模拟UE向MSC/VLR发起CM接入请求，带用户IMSI，并建立到MSC/VLR的Iu口连接，之后再将上行NAS消息发送到MSC/VLR。

图10是根据本发明优选实施例的短消息终呼流程的交互流程图，如图10所示，包括如下的步骤S1001至步骤S1024。

步骤S1001，MSC/VLR收到来自SMSGMSC的短消息投递请求。

步骤S1002，MSC/VLR根据用户当前注册位置区，找到对应的RNC，并向找到的所有RNC发起寻呼消息，其中包括了该LAI真正的RNC以及IWF。寻呼请求中的寻呼原因设为低优先级。

步骤S1003，MSC/VLR将寻呼请求发送到IWF。

步骤S1004，IWF从Iu口上收到寻呼消息，根据寻呼原因为低优先级(寻呼原因值为6)，或者是PS寻呼且是低优先级(寻呼原因值为4)，于是判断是短消息寻呼。IWF在SGs接口上发送寻呼消息给MME，其中业务指示设为短消息寻呼；MME通过eNodeB发起LTE寻呼请求。

步骤S1005，用户响应寻呼，从LTE返回业务请求，eNodeB将业务请求转发到MME。

步骤S1006，MME请求eNodeB建立空口资源之后，返回扩展业务接受给UE。UE在LTE\EPC中从空闲态转移到连接态。

步骤S1007，UE转到连接态下之后，MME向IWF发起业务请求。

步骤S1008，IWF通过Iu口向MSC/VLR发起寻呼响应。

步骤S1009，MSC/VLR在接入完成之后返回接入响应。

步骤S1010，MSC/VLR向IWF发送下行NAS消息，包含有要发送的短消息。

步骤S1011，IWF通过SGs口发送下行单元数据给MME。

步骤S1012，MME发送下行NAS消息给UE。

步骤S1013，UE返回上下NAS消息给MME。

步骤S1014，MME返回上行单元数据给IWF。

步骤S1015，IWF返回上行NAS消息给MSC/VLR。

步骤S1016，UE发送上下NAS消息给MME。

步骤S1017，MME发送上行单元数据给IWF。

步骤S1018，IWF发送上行NAS消息给MSC/VLR。

步骤S1019，MSC/VLR发送投递报告给SMSGMSC。

步骤S1020，MSC/VLR返回下行NAS消息给IWF。

步骤S1021，IWF返回下行单元数据给MME。

步骤S1022，MME返回下行NAS消息给UE。

步骤S1023，MSC/VLR发送Iu释放给IWF。

步骤S1024，IWF发送SGs释放消息给MME，指示没有CS信令发送。

通过上述过程，短消息成功通过LTE发送给UE。上述过程和CSFB短消息终呼过程类似，短消息并不需要回退，而是通过LTE直接发送到MSC/VLR。和现有技术最大的区别在于步骤903和步骤907。步骤903，IWF必须要根据寻呼原因值判断出是短消息寻呼，并在SGs接口上发起寻呼，带短消息指示；步骤907，当IWF从SGs接口上收到业务请求的时候，IWF需要模拟UE向MSC/VLR发起寻呼响应，并处理电路域接入过程。

上述全部实施例中仅考虑了IWF模拟RNC通过Iu口和MSC/VLR连接的情况，在实际应用中，IWF也可以模拟BSS通过A接口和MSC/VLR连接，原理是一样的，流程无需修改。

本发明实施例提供了一种IWF。图11是根据本发明实施例的IWF的结构框图，如图11所示，该IWF包括：SGs接口处理模块，用于通过SGs接口与MME连接；Iu/A接口处理模块，用于通过Iu/A接口与MSC/VLR连接；协议转化模块，用于实现Iu/A接口和SGs接口的协议转化功能。

优选地，该IWF还包括：D接口处理模块，用于通过D接口与归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR连接；获取模块，用于实现从HSS/HLR获取用户鉴权数据。

优选地，该IWF还包括：G接口处理模块，用于通过G接口与MSC/VLR连接。

优选地，该IWF还包括：NAS接口处理模块，用于通过NAS接口与MSC/VLR连接，发送模块，用于用于在鉴权过程中通过所述NAS接口向所述MSC/VLR发送鉴权响应。

图12是根据本发明优选实施例的IWF的示意图，从图中可以看出，IWF主要包括6个功能模块，包括5个接口模块：Iu口处理模块，主要对MSC/VLR模拟RNC的功能；NAS接口处理模块，主要对MSC/VLR模拟UE的功能；D接口处理模块，主要对HSS模拟VLR的功能；G接口处理模块，主要对VLR模拟oldVLR功能；SGs接口处理模块，主要对MME模拟MSC/VLR的功能；IWF内部处理模块，主要处理各接口处理模块之间消息触发、消息映射等功能。

本发明通过在MSC/VLR和MME之间引入一个新的网元IWF，完成SGs和Iu口的消息映射，并通过上述实施例说明，对于位置更新、语音起呼、语言终呼、短消息起呼、短消息终呼都是可以实现。IWF对MSC/VLR屏蔽了SGs接口，不需要运营商全网升级MSC/VLR，同时对与之接口的MME、UE、HSS没有任何影响。该方案减少了运营商成本，促进了运营商大规模部署LTE。

本发明实施例提供了一种鉴权处理方法。图13是根据本发明实施例的鉴权处理方法的流程图，如图13所示，包括如下的步骤S1301至步骤S1304。

步骤S1301，IWF从归属位置寄存器HLR获取电路交换CS鉴权参数。

步骤S1302，IWF将CS鉴权参数发送给移动交换中心MSC/拜访位置寄存器VLR。

步骤S1303，IWF接收到来自MSC/VLR的携带鉴权参数的鉴权请求消息，其中鉴权请求消息中携带有CS鉴权参数中的随机数RAND。

步骤S1304，IWF根据RAND确定对应的鉴权参数中的鉴权计算结果，并将鉴权计算结果返回给MSC/VLR；如果鉴权计算结果和MSC/VLR保存的计算结果一致，则MSC/VLR确定鉴权成功。

优选地，IWF将CS鉴权参数发送给MSC/VLR包括：IWF生成一个唯一标识用户的临时用户标识TMSI和用户位置区标识LAI，并将TMSI和LAI发送给MSC/VLR；MSC/VLR根据TMSI和LAI通过D接口找到对应的IWF；IWF找到用户数据之后，执行将CS鉴权参数发送给MSC/VLR的操作。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种语音呼叫回退的处理方法、装置及系统。本发明通过IWF进行Iu/A接口和SGs接口的协议转化，从而对MSC/VLR屏蔽了SGs接口，不需要运营商全网升级MSC/VLR，进而减少了运营商成本，促进了运营商大规模部署LTE。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种语音呼叫回退的处理系统，包括移动交换中心MSC/拜访位置寄存器VLR和移动性管理实体MME，其特征在于，所述系统还包括互通功能IWF，其中所述IWF通过SGs接口与所述MME连接，通过Iu/A接口与MSC/VLR连接，并用于实现所述Iu/A接口和所述SGs接口的协议转化功能；

其中，所述IWF还用于从归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR获取用户鉴权数据；将所述用户鉴权数据发送给移动交换中心MSC/拜访位置寄存器VLR；接收到来自所述MSC/VLR的携带所述用户鉴权数据的鉴权请求消息，其中所述鉴权请求消息中携带有所述用户鉴权数据中的随机数RAND；根据所述RAND查找对应的鉴权参数；根据所述鉴权参数填写XRES参数，根据所述XRES生成NAS的鉴权响应，并将所述鉴权响应返回给所述MSC/VLR；如果所述XRES和RES一致，则所述MSC/VLR确定鉴权成功。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IWF还用于通过所述Iu/A接口接收来自所述MSC/VLR的下行NAS消息，并通过所述SGs接口向所述MME发送下行单元数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR，所述IWF还通过D接口与所述HSS/HLR连接，并用于实现所述IWF从所述HSS/HLR获取用户鉴权数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IWF还通过G接口与所述MSC/VLR连接，并用于实现MSC/VLR从所述IWF获取终端的国际移动用户识别码IMSI和所述用户鉴权数据。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述IWF还用于通过所述G接口接收来自所述MSC/VLR的位置更新响应消息，并通过所述SGs接口向所述MME发送所述位置更新响应消息。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IWF还通过NAS接口与所述MSC/VLR连接，并用于在鉴权过程中通过所述NAS接口向所述MSC/VLR发送鉴权响应。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述IWF中的周期性定时器超时之后，所述IWF还通过所述NAS接口发起周期性位置更新过程。

8.一种互通网元IWF，其特征在于，包括：

SGs接口处理模块，用于通过SGs接口与MME连接；

Iu/A接口处理模块，用于通过Iu/A接口与MSC/VLR连接；

协议转化模块，用于实现所述Iu/A接口和所述SGs接口的协议转化功能；

其中，所述IWF还用于从归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR获取用户鉴权数据；将所述用户鉴权数据发送给移动交换中心MSC/拜访位置寄存器VLR；接收到来自所述MSC/VLR的携带所述用户鉴权数据的鉴权请求消息，其中所述鉴权请求消息中携带有所述用户鉴权数据中的随机数RAND；根据所述RAND查找对应的鉴权参数；根据所述鉴权参数填写XRES参数，根据所述XRES生成NAS的鉴权响应，并将所述鉴权响应返回给所述MSC/VLR；如果所述XRES和RES一致，则所述MSC/VLR确定鉴权成功。

9.根据权利要求8所述的IWF，其特征在于，还包括：

D接口处理模块，用于通过D接口与归属用户服务器HSS/归属位置寄存器HLR连接；

获取模块，用于实现从HSS/HLR获取用户鉴权数据。

10.根据权利要求8所述的IWF，其特征在于，还包括：

G接口处理模块，用于通过G接口与所述MSC/VLR连接。

11.根据权利要求8所述的IWF，其特征在于，还包括：

NAS接口处理模块，用于通过NAS接口与所述MSC/VLR连接；

发送模块，用于在鉴权过程中通过所述NAS接口向所述MSC/VLR发送鉴权响应。