CN102754483B - 从电路交换到分组交换的切换 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切换移动实体呼叫的方法，该呼叫经由移动交换中心MSC(120)以电路交换方式附着到IP多媒体子系统IMS，其中，移动实体(100)在IMS上注册。根据本发明，MSC或媒体网关充当面向PCRF的应用功能，该PCRF具有媒体网关的正确IP地址。

Description

从电路交换到分组交换的切换

技术领域

本发明涉及将通过移动交换中心MSC以电路交换方式附着的移动实体的呼叫切换到IP多媒体子系统(IMS)的方法。发明更进一步涉及控制呼叫的移动交换中心MSC、处理呼叫的媒体网关和操作源SGSN的方法。

背景技术

当今，移动网络从纯电路交换(CS)网络向基于IP的网络演进，这是通过集成也用于因特网、万维网和数据通信业的基于IP的基础设施来实现。

在这种趋势下，移动网络遵循有线网络的演进步骤，通过DSL接入或者通过WLAN接入的VoIP(IP电话)是当今的现有技术。

安装IMS(IP多媒体子系统)网络并提供IMS服务的移动运营商想让它们的用户在使用GERAN/UTRAN接入时也能够获得这些服务。到此为止，通过IMS网络路由来自和去往这组用户的呼叫，以使IMS服务引擎执行呼叫和呼叫相关服务。此概念被称为IMS集中服务(ICS)。3GPP中的IMS集中服务工作项目意在使用CS接入以访问IMS服务(见3GPP TS 23.292)并通过IMS服务连续性来补充(见3GPP TS 23.237)。

与ICS趋势并存地，作为演进分组系统(EPS，是演进分组核心+E-UTRAN)的组成部分的分组核心正在演进(演进的分组核心，EPC)，支持eUTRAN作为新的无线电接入网络。作为此讨论的部分，已详述了单无线电语音呼叫连续性(SRVCC)，而且它进一步在3GPP SA2中演进(见3GPP TS 23.216)，实现了从分组交换(PS)域到电路交换(CS)域及反方向的IMS语音呼叫的域间切换(HO)。在Rel-9中，针对也支持从eUTRAN/PS UTRAN到CS UTRAN/GERAN的SRVCC的IMS集中方案，将SRVCC与ICS结合。

当前的SRVCC过程不允许从电路交换到分组交换、LTE(长期演进技术)或HSPA(高速分组接入)的接入转移，这些也被称作“SRVCC的返回方向”。唯一指定的方案是从分组交换到电路交换，这里特指从GERAN/UTRAN的交换，这里特指从GERAN/UTRAN到eUTRAN的交换及从GERAN/UTRAN到HSPA的交换。

发明内容

因此，存在允许移动实体从电路交换IMS附着到分组交换IMS附着的接入转移的需求。

通过独立权利要求的特征满足这种需求。在从属权利要求中，描述了发明的优选实施例。

根据发明的第一个方面，提供了一种移动实体呼叫切换的方法，该呼叫通过MSC以电路交换方式附着于IP多媒体子系统IMS，其中该移动实体在IMS处注册。该方法包括通过MSC接收切换请求消息的步骤，该切换请求消息用于将呼叫从电路交换IMS附着切换到分组交换IMS附着。根据发明的另一个步骤，响应于所述切换请求消息，MSC向与所述移动实体正在连接的受访网络(visited network)中的源SGSN(服务GPRS支持节点)发送第一切换命令，所述第一切换命令用于将电路交换转移到分组交换IMS附着。另外，MSC向该移动实体发送第二切换命令，第二切换命令指示从电路交换附着到分组交换附着的切换。此外，MSC指示媒体网关在为所述分组交换附着提供的承载上传输媒体数据。根据本发明，处理切换前的呼叫的MSC同样处理切换后的呼叫。该功能在受访网络中提供，而且不必使用回到移动实体的归属地网络的信令。能从BSC(基站控制器)、RNC(无线电网络控制器)或从无线电接入接收切换请求消息，并且移动实体可以通过分组交换网络/接入在IMS处注册。优选地，由MSC指示传输媒体数据的媒体网关是典型的在使用电路交换接入IMS时处理媒体面的媒体网关。

根据本发明的优选实施例，MSC向针对所述呼叫切换发起承载建立的策略与计费规则功能PCRF通知控制为所述分组交换附着提供的承载的所述媒体网关的地址。根据此实施例，MSC担当面向PCRF的应用功能。应用功能是向PCRF提供切换所需信息(例如，媒体网关的地址、正确的IP地址)的单元。可选择的，MSC可以使用担当PCRF的应用功能的媒体网关通知PCRF。用于向PCRF发送第一切换命令的其他选项是：MSC与IMS的P-CSCF(代理呼叫服务控制功能)交互，它接下来与用于承载建立的PCRF通信。

此外，该方法可以包括从源SGSN收切换命令响应的步骤，该切换命令响应指示为所述分组交换附着分配的资源。另外，切换命令响应能够包括EPS上下文信息(例如，在E-UTRAN中使用的无线电承载)。

在本发明的一个实施例中，从无线电接入/BSC/RNC接收的切换请求消息包括切换是单无线电语音呼叫连续性切换(SRVCC切换)的信息。因此，在此实施例中，切换请求消息指示该切换是针对SRVCC的。在切换后或在LTE/HSPA上的会话转移中，当提供具有特定质量需求的质量承载时包括此指示。

优选地，去往移动实体的第二切换命令可包括以下信息中至少一个：用于分组交换附着的媒体网关的IP地址、用于分组交换附着的媒体网关的地址、用于所述承载的媒体网关的端口、使用的语音编解码器、在受访网络中的MSC中提供的受访会话转移功能V-STF的地址。在移动实体开始调谐至目标无线电接入网络RAN并开始发送RTP包之前，该移动实体可能需要该额外的IMS上下文信息。

在本发明的一个实施例中，承载是紧跟在切换后满足指定质量需求的质量承载。在另一个实施例中，该承载首先是尽力承载，其中，在向移动实体发送切换命令以后，建立针对所述呼叫的具有指定质量需求的质量承载。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括从移动实体接收SIP INVITE消息的步骤，该消息指示在MSC中提供的受访会话转移功能V STF执行从电路交换附着到分组交换附着的会话转移。在本上下文中，会话转移是指MSC指示媒体网关在分组交换承载上发送/接收，而不是在电路交换承载上发送/接收。此SIPINVITE消息发起呼叫控制从MSC向移动实体的移动。

在电路交换和分组交换IMS附着期间，优选地将呼叫锚定在MSC中提供的受访会话转移功能V-STF中。因此，不必向移动实体的归属地网络路由信令消息，因为在受访网络中提供了会话转移功能，该功能在当前情况中因此被称为受访会话转移功能V-STF。

此外，MSC可以从PCRF接收确认消息，此消息通知MSC承载已经建立。在此步骤中，PCRF向MSC提供的应用功能返回确认。如果通过媒体网关提供应用功能，那么确认返回媒体网关。如果PCRF从P-CSCF接收信息，那么确认经由P-CSCF返回。

此外，本发明涉及移动交换中心，该移动交换中心控制上文提到的呼叫情况中移动实体的呼叫，该呼叫以电路交换的方式附着于IMS，该IMS和移动实体位于受访网络中。根据本发明，MSC包括受访会话转移功能V-STF，被配置为接收切换请求消息，该切换请求消息用于将呼叫从电路交换附着切换到到分组交换IMS附着。V-STF还被配置为响应所述切换请求消息向所述移动实体当前连接的受访网络中的源SGSN发送第一切换命令，第一切换命令用于将电路交换附着切换到分组交换附着。因此，V-STF控制从电路交换到分组交换的转移，并使用从电路交换到分组交换的切换命令向SGSN通知该切换。

优选地，当呼叫是以电路交换和分组交换方式附着于IMS时，配置V-STF以锚定该呼叫。

此外，本发明涉及在以上所述情况中处理移动实体的呼叫的媒体网关，其中媒体网关包括媒体资源功能处理器MRFP，针对呼叫的分组交换IMS附着锚定媒体面。该媒体网关被配置为通知PCRF发起针对所述已切换的呼叫的承载建立，并且通知PCRF针对所述分组交换附着控制媒体面的媒体网关的地址。MRFP锚定接下来通过承载传输的媒体面。

在本发明的另一个方面，提供了一种操作源SGSN的方法，其从MSC接收针对呼叫的第一切换命令，该第一切换命令用于从电路交换附着向分组交换IMS附着的切换。当已经接收到关于目标SGSN中的资源的信息时，源SGSN向MSC发送切换命令响应。在此实施例中，SGSN接收切换请求，并等待承载确认，直到从目标SGSN接入接收到应答为止。

附图说明

以下将参考附图更详细的解释本发明，其中：

图1示出了受移动实体相关呼叫切换影响的网络组件的示意图，该切换是从电路交换IMS附着到分组交换IMS附着，

图2示出了不同组件之间的信令，其中MSC或媒体网关扮演面向PCRF的应用功能的角色，

图3示出了用于另一实施例的、从电路交换到分组交换的切换的信令，其中在建立具有特定质量需求的承载之前，在现有的尽力承载上首先发送媒体，

图4示出了针对LTE/ASPA上的会话转移在实施例中的组件之间的信令，

图5示出了在图1中示出的MSC的更详细的示意图，以及

图6示出了在图1中示出的媒体网关的更详细的示意图。

具体实施方式

图的详细描述

在图1中，示出了从电路交换IMS附着到分组交换IMS附着的呼叫切换的总体架构和功能。移动实体或用户设备(UE)100具有向连接于MSC服务器120的BSS/RNC 110(基站子系统或无线电网络控制器)的电路交换接入路径(leg)10。MSC服务器120与媒体网关130连接，当使用电路交换接入归属地网络提供的IP多媒体子系统时，媒体网关130处理媒体面。在IMS，示出了SCSCF(服务呼叫会话控制功能)140与SCCAS(服务一致性与连续性应用服务器)相连。因此，在切换之前，移动实体使用到MSC的接入路径10和从MSC到IMS的远程路径30。如果希望通过路径20显示并通过箭头50指示的那样从电路交换到分组交换的接入转移，以下情况可能发生：

MSC包括受访会话转移功能V-STF 125，它将控制从电路交换到分组交换的切换，以下将更详细解释。在切换之后，移动实体100使用经由eNodeB 160、服务网关SGW 170和PDN网关190到MSC的分组交换接入路径20。PDN网关190与代理控制会话功能P-CSCF 200通信，P-CSCF是在受访网络中提供的SIP代理并与PCRF(策略与计费规则功能)210连接。MSC 120中提供的V-STF 125与在同一节点中显示为MME(移动管理实体)的SGSN 180通信。在媒体网关130中，提供MRFP(媒体资源功能处理器)。

在用于执行从电路交换到分组交换的接入转移的过程中，在从电路交换到分组交换的切换命令产生之前，移动实体在IMS上注册。MSC使用V-STF 125执行到源SGSN 180(即服务GERAN/UTRAN小区的SGSN)的信令，以通知SRVCC电路交换到分组交换的切换。另外，确定用于分组交换附着的信令和媒体的IP地址，并且媒体从电路交换向分组交换移动，重新建立LTE上的移动实体控制。

结合示出第一实施例的图2讨论信令的更详细的示意图，其中MSC 120或媒体网关130扮演面向PCRF 210的应用功能的角色。在另一个未在图2中显示的备选中，MSC经由P-CSCF 200与PCRF 210通信。

结合图1所描述，移动实体100是电路交换和分组交换附着并在IMS中注册，因此它有自己的IP地址。在PS承载上执行IMS注册。在CS呼叫正在进行的情况下，能暂停PS承载。另外，移动实体已指示其具有SRVCC能力，所以SGSN和MSC都知道。移动实体具有至少一个承载/PDF上下文(例如，缺省承载)。在空闲模式移动期间，MSC可以例如经由P-CSCF或经由MSC-MSC上下文交换来交换V-STF上下文信息。当移动实体在IMS中注册时，移动实体还可以指示缺省端口和编解码器，当执行转移时，它将接收媒体。

移动实体100做出电路交换呼叫并将呼叫锚定在SCC AS150/V-STF 125中。需注意的是，因为MSC扮演锚定MSC的角色，所以在通话时保留V-STF 125。在不能够支持VoIP的接入上开始呼叫，否则移动实体将会使用VoIP。

可以基于测量报告或基于对应于没有信号强度测量值的切换决定的盲切换，在GERAN/UTRAN中产生切换决定。通过在图2中从UE到SCC AS的电路交换呼叫示出该情况。在步骤5中，RNC(无线网络控制器)/BSC(基站控制器)向MSC 120发送必需的切换。因为存在分组交换承载，所以SGSN 180同样需要切换。发送到MSC和SGSN的该切换请求消息包括切换是针对SRVCC的指示。对此做出反应，MSC向源SGSN 180发送从电路交换到分组交换的第一切换命令。在图2中，以步骤6A指示第一实施例，其中MSC向媒体网关发送该命令，该媒体网关接着充当面向PCRF 210的应用功能，其具有媒体网关的正确IP地址。在步骤6B示出的一个备选中，MSC自身充当面向PCRF的应用功能，其具有媒体网关的正确IP地址。

在图2未示出的第三备选中，MSC与P-CSCF 200交互，P-CSCF 200接着与PCRF 210通信。

在步骤7中，PCRF开始面向PDN网关190的承载建立。当承载建立到达源SGSN时，后者将在步骤6中接收到的从电路交换到分组交换的切换与新的承载相关联(步骤8)。在步骤9中，PCRF向应用功能返回确认，该应用功能可能是以上(分别在步骤9b和9a中)提及的备选6b中的MSC或者备选6a中的媒体网关。在第三备选中，PCRF经由P-CSCF 200返回确认。

在步骤10中，SGSN 180向目标SGSN/MME(在UTRAN/eUTRAN中分配资源的目标)发送重新定位请求，并向源SGSN返回这些资源(步骤11)。

从步骤12中能看到，源SGSN向MSC发送从电路交换到分组交换的切换响应，该响应包括分配的资源和EPS上下文信息。如果需要，如结合步骤5所讨论的，SGSN向BSC/RNC 110发送切换命令。

在步骤13中，MSC向移动实体发送作为第二切换命令的切换命令，该切换命令指示从电路交换到分组交换的切换。这可以包括含有媒体网关的IP地址和端口的额外IMS上下文信息、使用的语音编解码器和在MSC中提供的V-STF 125的地址。在步骤14中，MSC指示媒体网关传输媒体，在步骤15中，移动实体调谐到目标无线电接入网络并开始发送RTP包。另外，移动实体向V-STF 125发送SIP INVITE消息，以将呼叫控制从MSC移到移动实体。

能在不同节点中放置源和目标SGSN。然而，源和目标SGSN可能对于GERAN/UTRAN到HSPA的情况是完全相同的。此外，如所示，能够在相同节点中实现SGSN和MME。

在以上描述的与图2相关的实施例中，质量承载在切换后立即可用。因此，从承载建立的开始提供了质量承载。这里MSC或者媒体网关扮演面向PCRF的应用功能的角色，其负责承载的建立和承载的质量。

结合图3示出了另一个实施例，其中，在SRVCC之后，还在现有的尽力承载上发送媒体。从而，在SRVCC期间不需保留IP电话。在进驻(camp on)目标无线电接入网络后，建立IP电话承载。

步骤1到5与图2中的步骤1到5对应。

在步骤6中，MSC向源SGSN发送从电路交换到分组交换的第一切换命令。在步骤7中，SGSN向目标SGSN/MME发送包括现有承载的重新定位请求。目标SGSN在UTRAN/eUTRAN中分配资源并向源SGSN返回这些资源(步骤8)。

接下来，源SGSN向MSC发送从电路交换到分组交换的切换响应(步骤9)，该切换响应包括已分配资源和EPS上下文信息。如果需要，见步骤5，SGSN向BSC/RNC发送切换命令。

在步骤10中，MSC向移动实体发送指示电路交换到分组交换切换的切换命令。这可以包括媒体网关的IP地址和端口和使用的编解码器的额外IMS上下文信息。在步骤11中，MSC指示媒体网关向已经提供的尽力承载传输媒体。在步骤12中，移动实体调谐目标无线电接入网络并开始在尽力承载上发送RTP包。它还向V-STF发送会话转移请求(例如，SIP INVITE消息)，以将呼叫控制从MSC移向移动实体。此步骤可能触发PCRF交互以分配语音承载，包括面向PND网关的承载建立的步骤、SGSN将新承载与切换命令相关联的步骤以及PCRF向MSC返回确认。

在此实施例中，可使PCRF中的规则以高优先级处理这个面向媒体网关的业务。当将图2的实施例与图3的实施例作比较时，可以看到，不是从一开始就建立质量承载，而是首先使用尽力承载，并仅在步骤12中建立质量承载。

结合图4示出涉及LTE/HSPA上的会话转移的另一个实施例。此实施例的思想是针对现有承载执行从源到目标的切换，并当进驻目标时重新建立语音媒体。这里，步骤1-5对应于图2所示实施例，但以下除外：当移动实体在IMS中注册时，该移动实体可以不指示缺省端口和编解码器。在步骤6中，MSC向源SGSN发送从电路交换到分组交换的切换命令，源SGSN仅针对现有分组交换承载向目标SGSN/MME发送重新定位请求(步骤7)。

在步骤8中，目标SGSN在UTRAN/eUTRAN中分配资源并向源SGSN返回这些资源。在步骤9中，源SGSN向MSC发送从电路交换到分组交换的切换响应。另外，SGSN向BSC/RNC发送指示从电路交换到分组交换的切换的切换命令。在步骤10中，MSC向移动实体发送指示从电路交换到分组交换的切换的切换命令，并在步骤11中，MSC指示媒体网关在尽力承载上传输媒体。

从图4中能够看到，移动实体调谐到目标RAN上并向在MSC服务器中提供的V-STF发送SIP INVITE以执行从电路交换到分组交换的会话转移，并因此将呼叫控制从MSC移到移动实体。此外，如与图2相关的步骤7-9所指示，此步骤触发PCRF交互以分配语音承载。

这里，移动实体使用在移动实体上配置的或在转移前从V-STF接收到的SR-STI(单无线电会话转移标识符，已放置在SIPINVITE中的标识符)。在另一备选中，在转移期间从V-STF接收作为在步骤10中切换命令的一部分的SR-STI。在结合图4讨论的此实施例中，在LTE上的会话转移之后，提供质量承载。

在图5中，示出了移动交换中心120的更详细示意图。如结合图1所讨论，MSC包括控制从电路交换到分组交换的转移的V-STF 125。V-STF 125在接收机126中接收切换请求消息并包括含有命令产生器的处理单元124，命令产生器被配置为产生从电路交换IMS附着到分组交换IMS附着的切换的第一切换命令。如上文结合图2和3所讨论，V-STF可能接管针对PCRF的应用功能的角色。为此目的，V-STF 125包括负责与PCRF通信的应用功能单元128。能够经由发送机129来发送由V-STF发送的命令。

在图6中，更进一步详细示出了媒体网关。如结合图1所讨论，媒体网关包括MRFP 135，MRFP 135包括从其他单元或节点接收消息的接收机136。如上所述，媒体网关同样可以接管应用功能的角色。为此目的，MRFP包括具有命令发生器137和应用功能单元138的处理单元134。作为示例，命令发生器可产生从电路交换到分组交换的切换的切换命令。MRFP控制媒体网关资源的使用，MRFP产生的任何命令可经由发送机139发送。这些图中显示的单元仅示意性的显示为子单元，这是为理解本发明所需要。对本领域技术人员清楚的是，不同节点具有额外的任务和单元，然而为了清楚，它们被省略。图5和6中示出的不同子单元可以合并成子单元并提供。此外，可以通过硬件或软件或硬件和软件的组合来合并不同的单元。

Claims (10)

1.一种用于切换移动实体的呼叫的方法，所述呼叫经由位于受访网络中的移动交换中心MSC(120)以电路交换方式附着到IP多媒体子系统IMS，其中，所述移动实体(100)在IMS中注册，所述方法包括以下步骤：

-由移动交换中心MSC(120)接收来自无线电接入网络节点的切换请求消息，所述切换请求消息用于将所述呼叫从电路交换IMS附着切换到分组交换IMS附着，其中，所述切换请求消息包括指示所述切换是单无线电语音呼叫连续性SRVCC切换的信息，所述MSC包括受访会话转移功能V-STF(125)，所述V-STF控制从电路交换到分组交换的切换；

-由MSC(120)响应所述切换请求消息，向所述移动实体(100)当前连接的受访网络中的源SGSN(180)发送第一切换命令，所述第一切换命令用于从电路交换IMS附着切换到分组交换IMS附着，

-由MSC(120)向所述移动实体(100)发送第二切换命令，所述第二切换命令指示从电路交换IMS附着到分组交换IMS附着的切换，以及

-由MSC(120)指示媒体网关(130)在针对所述分组交换IMS附着而提供的承载上传输媒体数据，其中，在电路交换IMS附着和分组交换IMS附着期间，所述呼叫锚定于MSC中提供的受访会话转移功能V-STF中，不向所述移动实体(100)的归属地网络路由信令消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MSC(120)向针对所述呼叫切换发起承载建立的策略与计费规则功能PCRF(210)通知所述媒体网关的地址，所述媒体网关控制针对所述分组交换IMS附着而提供的承载。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：从源SGSN(180)接收切换命令响应，所述切换命令响应指示针对所述分组交换IMS附着所分配的资源。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，去往所述移动实体(100)的第二切换命令包括以下信息中的至少一项：用于分组交换IMS附着的媒体网关的IP地址、用于所述承载的媒体网关的端口、所使用的语音编解码器、受访网络中的MSC中提供的受访会话转移功能V-STF(125)的地址。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述承载是尽力承载，在向所述移动实体发送所述切换命令之后，建立满足所述呼叫的指定质量需求的质量承载。

6.根据权利要求1或2所述方法，其中，所述承载是具有所述呼叫的指定质量需求的质量承载，在向所述移动实体(100)发送所述切换命令之前，提供所述质量承载。

7.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：从所述移动实体(100)接收SIP INVITE消息，所述SIP INVITE消息指示MSC中提供的受访会话转移功能V-STF(125)执行从电路交换IMS附着到分组交换IMS附着的会话转移。

8.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：从PCRF接收确认消息，所述确认消息通知MSC承载已经建立。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述媒体网关是当使用电路交换IMS区域时处理所述呼叫的媒体面的媒体网关。

10.一种控制移动实体的呼叫的移动交换中心MSC(120)，所述呼叫以电路交换方式附着到IP多媒体子系统IMS，其中，所述MSC(120)和所述移动实体(100)位于受访网络中，所述MSC包括受访会话转移功能V-STF(125)功能单元，所述受访会话转移功能V-STF(125)功能单元包括:

接收机，被配置为接收来自无线电接入网络节点的切换请求消息，所述切换请求消息用于将所述呼叫从电路交换IMS附着切换到分组交换IMS附着，其中，所述切换请求消息包括指示所述切换是单无线电语音呼叫连续性SRVCC切换的信息；

命令发生器，被配置为响应所述请求消息的接收而产生第一切换命令，所述第一切换命令用于从电路交换IMS附着切换到分组交换IMS附着；以及

发送机，被配置为：向所述移动实体当前连接的受访网络中的源SGSN(180)发送第一切换命令；

其中，受访会话转移功能V-STF(125)功能单元被配置为：当所述呼叫以电路交换方式附着于IMS时，以及当所述呼叫以分组交换方式附着于IMS时，锚定所述呼叫。