CN105636006B - 终端漫游至4g专网下与2g/3g核心网电路域互通方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法及系统,包括:当终端由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网,专网EPC设备向专网eMSC设备发送终端入网通知,向公网归属位置寄存器HLR设备发起位置更新的联合入网登记通知;由公网HLR设备向专网eMSC设备请求临时本地号码,专网eMSC设备将可用的临时本地号码与被叫用户绑定,并根据临时本地号码对被叫用户发起呼叫;对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配。本发明实现运营商用户漫游4G专网覆盖,在不改变用户号码的情况下,可以与运营商其他用户的进行话音和短信互通功能。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,特别涉及一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通方法及系统。
背景技术
LTE(Long Term Evolution)是国际主流的新一代宽带无线移动通信技术。基于LTE面向于分组域优化的系统设计目标,LTE的网络架构不再区分电路域和分组域,采用统一的分组域架构。在新的LTE系统架构下,不再支持传统的电路域语音解决方案,IMS(IPMultimedia Subsystem,IP多媒体系统)控制的VoIP(Voice over Internet Protocol)业务将作为未来LTE网络中的语音解决方案。
由于目前VoIP业务的性能指标未能达到现有电路域语音业务的质量,而且需要全网布署IMS。因此在现有网络基础上,形成了三种不同的语音解决方案:基于双待机终端方案、CSFB(Circuit Switched Fallback,电路域回)和VoLTE(Voice over LTE)。CSFB和VoLTE均为3GPP定义的LTE语音解决方案。VoLTE需要终端、无线和核心网的全面支持和优化,从目前来看,实现复杂度较大。CSFB是在产业界未实现VoLTE时提出的一种相对较为简单的语音解决方案。
(1)LTE多模双待手机
LTE多模双待手机是指该手机可以同时驻留在多个域实现不同类型的业务并发。通常,该手机可同时驻留在LTE和2G/3G的电路域,语音通过2G/3G进行疏通,数据业务通过LTE疏通,并实现语音和数据业务的并发。最大优点是不同的网络提供不同的业务,不需要2G/3G和LTE网络进行复杂的互操作,适合于在LTE发展初期,以较小的网络改造代价提供语音。
(2)基于CSFB的语音解决方案
CSFB的基本原理是终端驻留在LTE时,如果终端发起或接收呼叫时,需要先从LTE重选回2G/3G,由2G/3G的电路域来提供语音。CSFB语音解决方案也是LTE引入初期的一种解决方案,目前已经被国际标准化组织NGMN定义为LTE引入初期国际漫游的语音解决方案。
(3)基于VoLTE的解决方案
当LTE网络到达到全掩盖时,VoLTE语音方案将成为运营商的终极解决方案。VoLTE的中心事务操控网络是IMS网络,配合LTE和EPC网络完结端到端的根据分组域的语音、视频通讯事务。经过IMS体系的操控,VoLTE解决方案能够供给和电路域功能适当的语音业务及其补充业务,包括号码显现、呼叫转移、呼叫等待、会议电话等。
为了不断提高生产管理效率,煤炭、石油等企业在未来的发展中逐步深化工业化和信息化。建立将各类传感器、生产设备、监控设备等接入统一的有线和无线网络,对上提供安全管理、综合监控、生产调度和决策支持的企业专网已成为一种行业共识。随着无线接入设备的数量的增多、带宽要求的变大,对企业专网无线系统的要求也越来越高,4G LTE的高带宽、大容量、支持漫游等特点使其逐渐成为企业无线系统专网的选择。
企业建立4G移动专网在满足企业内部业务需要(如工业电视、人员定位、广播等)的同时,还需要满足用户在进入专网覆盖内,依然可以使用运营商号码进行语音呼叫的需求。
由于运营商现有2G/3G网络十分发达、4G专网覆盖还存在不足,且部署VoLTE还需要对IP承载网,现有2G/3G电路域核心网、4G核心网等的改造,所以运营商在4G语音方案上普遍采用双待机终端方案和CSFB方案,将VoLTE作为未来演进的终极方案。双待机和CSFB两种方案都需要在部署4G网络时已经建有2、3G网络,对于煤矿等没有任何2、3G网络的情况建立移动专网,如果采用上述两种语音解决方案,就需要建2套无线系统,建设和后期维护成本都会大大提升。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此,本发明的目的在于提出一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法及系统,采用联合入网登记、漫游至4G专网下用户的被叫路由机制、专网内IMS域与运营商电路域业务信令适配等技术,实现运营商用户漫游4G LTE专网覆盖,在不改变用户号码的情况下,可以与运营商其他用户的进行话音和短信互通功能。
为了实现上述目的,本发明一方面的实施例提供一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,包括如下步骤:
步骤S1,当终端由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网时,发起附着请求和PDN连接请求,由专网演进型分组核心网EPC设备向专网增强型移动交换中心eMSC设备发送所述终端对应的用户已完成4G入网的入网通知,由所述专网eMSC设备代理该用户向公网归属位置寄存器HLR设备发起位置更新的联合入网登记通知,以由所述HLR设备记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备;
步骤S2,所述公网HLR设备接收公网始呼MSC设备的位置请求,其中,所述位置请求包括公网用户呼叫的当前位于专网的被叫用户,由所述公网HLR设备向所述专网eMSC设备请求临时本地号码,所述专网eMSC设备将可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定后,返回该临时本地号码至所述公网HLR设备,并进一步发送至公网始呼MSC设备,由所述公网始呼MSC设备采用所述临时本地号码呼叫所述专网eMSC设备,所述专网eMSC设备根据所述临时本地号码对所述被叫用户发起呼叫;
步骤S3,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,以将处于4G专网中的终端可同时满足与4G专网及2G/3G核心网运营商电路域网络进行通信。
进一步,在所述步骤S1中,所述专网EPC设备通知所述专网eMSC设备用户4G入网之前,还包括如下步骤:
所述专网EPC设备在接收到所述附着请求和PDN连接请求后,所述专网EPC设备从公网归属用户签约服务器HSS获取用户鉴权信息,并对所述用户和所述终端进行鉴权;
鉴权成功后,所述专网EPC设备向公网归属用户签约服务器HSS发起位置更新请求,并接收所述HSS服务器返回的携带有用户签约信息的位置更新响应;
其中,由所述专网EPC设备向所述专网eMSC设备发送的入网通知,包括所述用户签约信息和专网内分配的IP承载信息。
进一步,在所述步骤S2中,所述专网eMSC设备在接收到临时本地号码的请求之后,检查所述被叫用户在专网的状态,如果所述被叫号码已注册在专网内且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定。
进一步,在所述步骤S3中,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配、呼叫信令的适配和短信信令的适配。
进一步,所述移动性管理信令的适配,包括如下步骤:
所述专网eMSC设备根据接收到的来自所述终端的注册消息,触发所述公网HLR设备的周期性位置更新;
所述专网eMSC设备根据接收到的来自所述终端的注销消息,触发所述公网HLR设备的去活。
根据本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,采用联合入网登记、漫游至4G专网下用户的被叫路由机制、专网内IMS域与运营商电路域业务信令适配等技术,实现运营商用户漫游4G LTE专网覆盖,在不改变用户号码的情况下,可以与运营商其他用户的进行话音和短信互通功能。本发明具有以下有益效果:
(1)专网建设成本低
通过将企业专网内语音、短信等传统电路域业务完全承载在4G的IP网络上,无需同时建立2G/3G和4G两套无线网络的方式,使得专网的建设和维护成本大大降低。
(2)不改变现有运营商网络
采用成熟的端局模式与现有运营商电路域核心网对接,专网内部VoLTE到传统电路域的模拟、转换通过专网内eMSC设备实现,不需要对运营商现有设备进行改造。
(3)用户在专网和运营商网络使用同一手机卡和同一号码
通过联合入网登记的技术使得用户在进入专网后由专网eMSC设备代理向公网电路域HLR设备发起入网通知,在该用户做电路域业务被叫时能够被正确路由到专网eMSC设备上,使该用户无论在专网还是运营商网络都是用同一号码,从而可以在其他用户呼叫该用户时不用区分该用户的是在专网还是在运营商网络,最大程度的保障的用户的使用习惯。
本发明可以广泛适用于煤矿、油井等企业自建移动专网的场景,也可应用于运营商对无2G/3G无线覆盖区域新建无线覆盖的场景。
本发明另一个方面的实施例提供一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,包括:专网演进型分组核心网EPC设备、专网增强型移动交换中心eMSC设备、公网归属位置寄存器HLR设备、公网网关移动交换中心GMSC设备和公网短信中心MC设备,其中,所述专网EPC设备和所述专网eMSC设备位于4G专网,所述公网HLR设备、所述GMSC设备和所述MC设备位于公网,
所述终端在由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网时,发起附着请求和PDN连接请求,
所述专网EPC设备用于向所述专网eMSC设备发送所述终端对应的用户已完成4G入网的入网通知;
所述专网eMSC设备用于代理该用户向所述公网HLR设备发起位置更新的联合入网登记通知;
所述公网HLR设备用于根据所述联合入网登记通知记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备,并接收公网始呼MSC设备的位置请求,其中,所述位置请求包括公网用户呼叫的当前位于专网的被叫用户,由所述公网HLR设备向所述专网eMSC设备请求临时本地号码;
所述专网eMSC设备还用于将可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定后,返回该临时本地号码至所述公网HLR设备,并进一步发送至公网始呼MSC设备,由所述公网始呼MSC设备采用所述临时本地号码呼叫所述专网eMSC设备,所述专网eMSC设备根据所述临时本地号码对所述被叫用户发起呼叫;
所述专网eMSC设备、所述公网HLR设备、所述公网GMSC设备和所述公网MC设备协同工作,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,以将处于4G专网中的终端可同时满足与4G专网及2G/3G核心网运营商电路域网络进行通信。
进一步,所述专网EPC设备还用于在接收到所述附着请求和PDN连接请求后,专网EPC设备从公网归属用户签约服务器HSS获取用户鉴权信息,并对所述用户和所述终端进行鉴权,鉴权成功后,所述专网EPC设备向公网归属用户签约服务器HSS发起位置更新请求,并接收所述HSS服务器返回的携带有用户签约信息的位置更新响应;
其中,由所述专网EPC设备向所述专网eMSC设备发送的入网通知,包括所述用户签约信息和专网内分配的IP承载信息。
进一步,所述专网eMSC设备用于在接收到临时本地号码的请求之后,检查所述被叫用户在专网的状态,如果所述被叫号码已注册在专网内且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定。
进一步,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配、呼叫信令的适配和短信信令的适配。
进一步,所述专网eMSC设备和所述公网HLF设备进行移动性管理信令的适配,包括:
所述专网eMSC设备根据接收到的来自所述终端的注册消息,触发所述HLR设备的周期性位置更新,以及根据接收到的来自所述终端的注销消息,触发所述HLR设备的去活。
根据本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,采用联合入网登记、漫游至4G专网下用户的被叫路由机制、专网内IMS域与运营商电路域业务信令适配等技术,实现运营商用户漫游4G LTE专网覆盖,在不改变用户号码的情况下,可以与运营商其他用户的进行话音和短信互通功能。本发明具有以下有益效果:
(1)专网建设成本低
通过将企业专网内语音、短信等传统电路域业务完全承载在4G的IP网络上,无需同时建立2G/3G和4G两套无线网络的方式,使得专网的建设和维护成本大大降低。
(2)不改变现有运营商网络
采用成熟的端局模式与现有运营商电路域核心网对接,专网内部VoLTE到传统电路域的模拟、转换通过专网内eMSC设备实现,不需要对运营商现有设备进行改造。
(3)用户在专网和运营商网络使用同一手机卡和同一号码
通过联合入网登记的技术使得用户在进入专网后由专网eMSC设备代理向公网电路域HLR设备发起入网通知,在该用户做电路域业务被叫时能够被正确路由到专网eMSC设备上,使该用户无论在专网还是运营商网络都是用同一号码,从而可以在其他用户呼叫该用户时不用区分该用户的是在专网还是在运营商网络,最大程度的保障的用户的使用习惯。
本发明可以广泛适用于煤矿、油井等企业自建移动专网的场景,也可应用于运营商对无2G/3G无线覆盖区域新建无线覆盖的场景。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法的流程图;
图2为根据本发明实施例的联合入网登记的流程图;
图3为根据本发明实施例的被叫路由机制的流程图;
图4为根据本发明实施例的移动性管理信令适配的流程图;
图5为本发明实施例的呼叫信令适配的流程图;
图6为本发明实施例的短信信令适配的流程图;
图7为根据本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法及系统,其目的是在运营商的2G/3G/4G网络长期并存,将语音业务承载在2G/3G电路域网络、4G只用于承载分组业务的现状下,可以使运营商用户在漫游到纯4G专网后依然能够正常使用原电路域业务。
下面对本发明中的起到关键性作用的增强型移动交换中心eMSC设备进行介绍。eMSC设备是结合IMS网络中的CSCF功能与传统2G/3G移动通信网络MSC的功能,形成一个新的网元设备。在专网内部利用4G网络建立的IP承载eMSC设备为漫游至4G专网内用户提供VoLTE业务,同时为了使漫游至4G专网的用户能够被运营商的电路域网络正常寻址并进行相关业务,eMSC设备通过代理的方式向运营商电路域发起漫游用户的注册,并为之完成电路域业务的信令适配和媒体转换。
从漫游用户来看,用户是处于一个只有分组域的4G网络;而从运营商处看,该用户依然同时处于2G/3G的电路域网络和4G的分组域网络之中。
下面参考图1至图7对本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法及系统进行说明。
如图1所示,本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,包括如下步骤:
步骤S1,当终端由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网时,发起附着请求和PDN连接请求,由专网演进型分组核心网EPC设备向专网增强型移动交换中心eMSC设备发送终端对应的用户已完成4G入网的入网通知,由专网eMSC设备代理该用户向公网归属位置寄存器HLR设备发起位置更新的联合入网登记通知,以由HLR设备记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备。
具体地,用户在2G/3G/4G全覆盖网络下发生漫游后,需要在电路域和分组域同时进行位置更新,记录当前服务网元,以便在网络侧向终端发起业务时能够寻址到终端。但当用户从2G/3G/4G全覆盖的运营商无线网络漫游至纯4G专网(以下简称专网)下时,由于没有2G/3G网络覆盖,终端只能对分组域进行位置更新。
此时,为了使漫游后的用户依然能够与在运营商网络覆盖下的用于进行正常的电路域业务,如图2所示,本发明采用以下流程进行处理:
(1)终端进入专网后发起附着请求和PDN连接请求;
(2)专网EPC设备向公网归属位置寄存器HSS设备请求该用户的鉴权信息AIR;
(3)公网HSS设备返回该用户的鉴权4元组AIA;
(4)专网EPC设备根据返回的鉴权4元组AIA对该用户进行鉴权请求;
(5)终端根据鉴权请求对网络侧进行鉴权,如网络侧鉴权通过则返回鉴权响应;
(6)专网EPC设备根据鉴权响应对终端鉴权,如鉴权通过则发起安全模式启动;
(7)终端进入非接入层NAS层和接入层AS层的安全模式,并返回安全模式完成;
(8)专网EPC设备向公网HSS设备发起位置更新请求ULR;
(9)公网HSS设备返回位置更新响应ULA,该位置更新响应ULA携带该用户的用户签约信息;
(10)专网EPC设备根据用户签约信息向终端发起附着接受和激活默认承载信息;
(11)终端默认承载激活后,返回附着完成和默认承载接受信息;
(12)专网EPC设备在收到默认承载接受成功后,向专网eMSC发起终端4G入网通知,携带从步骤(9)中获得的用户签约信息以及该终端在专网内分配的IP承载信息;
(13)专网eMSC设备通过刚刚建立的到终端的IP承载向终端发送终端注册指示,该终端注册指示携带有用户签约信息;
(14)终端收到注册指示后,根据用户签约信息,构造SIP的REGISTER消息(注册消息)并发送至专网eMSC设备;
(15)专网eMSC设备在收到终端的REGISTER消息后,与之前记录的用户签约信息进行核对,从而完成终端专网内IMS域的注册,并构造MAP的注册通知消息REGNOT,将其发送至向公网电路域归属位置寄存器HLR设备;
(16)公网HLR设备向专网eMSC设备返回REGNOT的响应;
(17)当公网HLR设备返回REGNOT的响应成功后,专网eMSC设备对更新该用户的电路域签约信息,并向终端返回200 OK消息。
通过在漫游至4G专网的用户完成4G网络无线承载建立后,由专网EPC设备通知专网eMSC用户已经完成4G入网,然后由专网eMSC设备代理该用户向公网HLR设备发起位置更新的联合入网登记方式,这是用户漫游到4G专网后仍能与运营商网络下其他用户电路域业务互通的基础,可以使运营商电路域HLR记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备。
步骤S2,公网HLR设备接收公网始呼MSC设备的位置请求,其中,位置请求包括公网用户呼叫的已位于专网的被叫用户,由公网HLR设备向专网eMSC设备请求临时本地号码,专网eMSC设备将可用的临时本地号码与被叫用户绑定后,返回该临时本地号码至公网HLR设备,并进一步发送至公网始呼MSC设备,由公网始呼MSC设备采用临时本地号码呼叫专网eMSC设备,专网eMSC设备根据临时本地号码对被叫用户发起呼叫。
用户在漫游到纯4G专网后在语音方面已经成为专网IMS用户,专网内部呼叫和专网呼叫运营商网络均采用标准的IMS流程。在运营商网络呼叫漫游至专网的用户时,由于用户在运营商侧依然登记为一般的电路域用户,没有特殊标记,所以被叫路由方式依然遵循电路域的方式,如图3所示。
(1)公网用户发起呼叫;
(2)公网用户服务的MSC设备根据被叫号码向公网被叫归属HLR设备发起位置请求LOCREQ;
(3)公网HLR设备根据被叫记录的服务MSC地址向专网的eMSC设备发起路由请求ROUTEREQ,请求临时本地号码;
(4)专网eMSC设备收到被叫的路由请求后,检查被叫号码对应用户在专网的状态,如果被叫用户已注册专网下且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码(TLDN)与该被叫用户绑定,并通过路由请求响应消息routreq(TLDN)返回该临时本地号码;
(5)公网HLR设备将收到临时本地号码通过位置请求响应消息locreq(TLDN)返回公网始呼的MSC设备;
(6)公网始呼MSC设备使用收到的临时本地号码向专网eMSC设备呼叫;
(7)专网eMSC设备收到呼叫后通过临时本地号码与专网内用户的对应关系找到真实的被叫用户,通过SIP消息向该用户发起呼叫。
具体地,专网eMSC设备将被叫号码转换为之前绑定的用户号码后对专网内的IMS被叫用户进行呼叫。
步骤S3,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,以将处于4G专网中的终端可同时满足与4G专网及2G/3G核心网运营商电路域网络进行通信。
4G网络层面:用户在漫游至4G专网后成为专网的IMS用户,由专网EPC设备通过S6a接口与运营商HSS设备对接,采用SIP进行信令交互;
2G/3G电路域层面:在运营商网络上依然将该用户视为电路域用户,专网eMSC设备作为电路域端局与运营商对接使用SS7进行信令交互,需要专网的eMSC设备对相互之间的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配、呼叫信令的适配和短信信令的适配。
图4至图6分别示出了移动性管理信令适配、呼叫信令适配和短信信令适配的流程图。
如图4所示,移动性管理信令的适配,包括如下步骤:
除了用户漫游至专网后的联合入网登记外,专网eMSC设备根据接收到的来自终端的注册消息,触发公网HLR设备的周期性位置更新;专网eMSC设备根据接收到的来自终端的注销消息,触发公网HLR设备的去活。
如图5所示,呼叫信令适配,包括如下步骤:
专网eMSC设备根据接收到的终端的请求信息,与公网网关移动交换中心GMSC进行一连串初始地址消息IAI->地址收回消息ACM->应答ANM->成功OK->响应ACK,进行呼叫信令适配,建立通话。
如图6所示,短信信令适配,包括如下步骤:
公网短信中心MC向公网HLR设备发送短信请求SMSREQ消息,并接收公网HLR设备返回的SMSREQ响应。由公网MC设备向专网eMSC设备发送SMDPP请求消息,专网eMSC设备向专网内终端发送信息,在收到终端返回的OK响应后,向公网MC设备发送SMDPP响应。
根据本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,采用联合入网登记、漫游至4G专网下用户的被叫路由机制、专网内IMS域与运营商电路域业务信令适配等技术,实现运营商用户漫游4G LTE专网覆盖,在不改变用户号码的情况下,可以与运营商其他用户的进行话音和短信互通功能。本发明具有以下有益效果:
(1)专网建设成本低
通过将企业专网内语音、短信等传统电路域业务完全承载在4G的IP网络上,无需同时建立2G/3G和4G两套无线网络的方式,使得专网的建设和维护成本大大降低。
(2)不改变现有运营商网络
采用成熟的端局模式与现有运营商电路域核心网对接,专网内部VoLTE到传统电路域的模拟、转换通过专网内eMSC设备实现,不需要对运营商现有设备进行改造。
(3)用户在专网和运营商网络使用统一手机卡和同一号码
通过联合入网登记的技术使得用户在进入专网后由专网eMSC设备代理向公网电路域HLR设备发起入网通知,在该用户做电路域业务被叫时能够被正确路由到专网eMSC设备上,使该用户无论在专网还是运营商网络都是用同一号码,从而可以在其他用户呼叫该用户时不用区分该用户的是在专网还是在运营商网络,最大程度的保障的用户的使用习惯。
本发明可以广泛适用于煤矿、油井等企业自建移动专网的场景,也可应用于运营商对无2G/3G无线覆盖区域新建无线覆盖的场景。
如图7所示,本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,包括:专网演进型分组核心网EPC设备1、专网增强型移动交换中心eMSC设备2、公网归属位置寄存器HLR设备3、公网网关移动交换中心GMSC设备4和公网短信中心MC设备5。其中,专网EPC设备1和专网eMSC设备2位于4G专网,公网HLR设备3、GMSC设备4和MC设备5位于公网。
具体地,终端在由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网时,发起附着请求和PDN连接请求。
专网EPC设备1向专网eMSC设备2发送终端对应的用户已完成4G入网的入网通知。
具体地,专网EPC设备1还用于在接收到附着请求和PDN连接请求后,对用户和终端进行鉴权,鉴权成功后,专网EPC设备1向公网归属用户签约服务器HSS发起位置更新请求,并接收HSS服务器返回的携带有用户签约信息的位置更新响应。其中,由专网EPC设备1向专网eMSC设备2发送的入网通知,包括用户签约信息和专网内分配的IP承载信息。
专网eMSC设备2代理该用户向公网HLR设备3发起位置更新的联合入网登记通知。
具体地,用户在2G/3G/4G全覆盖网络下发生漫游后,需要在电路域和分组域同时进行位置更新,记录当前服务网元,以便在网络侧向终端发起业务时能够寻址到终端。但当用户从2G/3G/4G全覆盖的运营商无线网络漫游至纯4G专网(以下简称专网)下时,由于没有2G/3G网络覆盖,终端只能对分组域进行位置更新。
此时,为了使漫游后的用户依然能够与在运营商网络覆盖下的用于进行正常的电路域业务,采用以下流程进行处理:
(1)终端进入专网后发起附着请求和PDN连接请求;
(2)专网EPC设备1向公网归属位置寄存器HSS设备请求该用户的鉴权信息AIR;
(3)公网HSS设备返回该用户的鉴权4元组AIA;
(4)专网EPC设备1根据返回的鉴权4元组AIA对该用户进行鉴权请求;
(5)终端根据鉴权请求对网络侧进行鉴权,如网络侧鉴权通过则返回鉴权响应;
(6)专网EPC设备1根据鉴权响应对终端鉴权,如鉴权通过则发起安全模式启动;
(7)终端进入非接入层NAS层和接入层AS层的安全模式,并返回安全模式完成;
(8)专网EPC设备1向公网HSS设备发起位置更新请求ULR;
(9)公网HSS设备返回位置更新响应ULA,该位置更新响应ULA携带该用户的用户签约信息;
(10)专网EPC设备1根据用户签约信息向终端发起附着接受和激活默认承载信息;
(11)终端默认承载激活后,返回附着完成和默认承载接受信息;
(12)专网EPC设备1在收到默认承载接受成功后,向专网eMSC发起终端4G入网通知,携带从步骤(9)中获得的用户签约信息以及该终端在专网内分配的IP承载信息;
(13)专网eMSC设备2通过刚刚建立的到终端的IP承载向终端发送终端注册指示,该终端注册指示携带有用户签约信息;
(14)终端收到注册指示后,根据用户签约信息,构造SIP的REGISTER消息(注册消息)并发送至专网eMSC设备2;
(15)专网eMSC设备2在收到终端的REGISTER消息后,与之前记录的用户签约信息进行核对,从而完成终端专网内IMS域的注册,并构造MAP的注册通知消息REGNOT,将其发送至向公网电路域归属位置寄存器HLR设备3;
(16)公网HLR设备3向专网eMSC设备2返回REGNOT的响应;
(17)当公网HLR设备3返回REGNOT的响应成功后,专网eMSC设备2对更新该用户的电路域签约信息,并向终端返回200 OK消息。
通过在漫游至4G专网的用户完成4G网络无线承载建立后,由专网EPC设备1通知专网eMSC用户已经完成4G入网,然后由专网eMSC设备2代理该用户向公网HLR设备3发起位置更新的联合入网登记方式,这是用户漫游到4G专网后仍能与运营商网络下其他用户电路域业务互通的基础,可以使运营商电路域HLR记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备2。
公网HLR设备3根据联合入网登记通知记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备2,并接收公网始呼MSC设备的位置请求。
其中,位置请求包括公网用户呼叫的已位于专网的被叫,由公网HLR设备3向专网eMSC设备2请求临时本地号码。
具体地,专网eMSC设备2在接收到临时本地号码的请求之后,检查被叫用户在专网的状态,如果被叫号码已注册在专网内且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码与被叫用户绑定。
专网eMSC设备2将可用的临时本地号码与被叫用户绑定后,返回该临时本地号码至公网HLR设备3,并进一步发送至公网始呼MSC设备。由公网始呼MSC设备采用临时本地号码呼叫专网eMSC设备2,专网eMSC设备2根据临时本地号码对被叫用户发起呼叫。
用户在漫游到纯4G专网后在语音方面已经成为专网IMS用户,专网内部呼叫和专网呼叫运营商网络均采用标准的IMS流程。在运营商网络呼叫漫游至专网的用户时,由于用户在运营商侧依然登记为一般的电路域用户,没有特殊标记,所以被叫路由方式依然遵循电路域的方式。
(1)公网用户发起呼叫;
(2)公网用户服务的MSC设备根据被叫号码向公网被叫归属HLR设备3发起位置请求LOCREQ;
(3)公网HLR设备3根据被叫记录的服务MSC地址向专网的eMSC设备2发起路由请求ROUTEREQ,请求临时本地号码;
(4)专网eMSC设备2收到被叫的路由请求后,检查被叫号码对应用户在专网的状态,如果被叫用户已注册专网下且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码(TLDN)与该被叫用户绑定,并通过路由请求响应消息routreq(TLDN)返回该临时本地号码;
(5)公网HLR设备3将收到临时本地号码通过位置请求响应消息locreq(TLDN)返回公网始呼的MSC设备;
(6)公网始呼MSC设备使用收到的临时本地号码向专网eMSC设备2呼叫;
(7)专网eMSC设备2收到呼叫后通过临时本地号码与专网内用户的对应关系找到真实的被叫用户,通过SIP消息向该用户发起呼叫。
具体地,专网eMSC设备2将被叫号码转换为之前绑定的用户号码后对专网内的IMS被叫用户进行呼叫。
专网eMSC设备2、公网HLR设备3、公网GMSC设备4和公网MC设备5协同工作,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,以将处于4G专网中的终端可同时满足与4G专网及2G/3G核心网运营商电路域网络进行通信。
4G网络层面:用户在漫游至4G专网后成为专网的IMS用户,由专网EPC设备1通过S6a接口与运营商HSS设备对接,采用SIP进行信令交互;
2G/3G电路域层面:在运营商网络上依然将该用户视为电路域用户,专网eMSC设备2作为电路域端局与运营商对接使用SS7进行信令交互,需要专网的eMSC设备2对相互之间的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配、呼叫信令的适配和短信信令的适配。
在本发明的一个实施例中,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配、呼叫信令的适配和短信信令的适配。
(1)移动性管理信令的适配
除了用户漫游至专网后的联合入网登记外,专网eMSC设备2根据接收到的来自终端的注册消息,触发公网HLR设备3的周期性位置更新;专网eMSC设备2根据接收到的来自终端的注销消息,触发公网HLR设备3的去活。
(2)呼叫信令的适配
专网eMSC设备2根据接收到的终端的请求信息,与公网网关移动交换中心GMSC进行一连串初始地址消息IAI->地址收回消息ACM->应答ANM->成功OK->响应ACK,进行呼叫信令适配,建立通话。
(3)短信信令的适配
公网短信中心MC向公网HLR设备3发送短信请求SMSREQ消息,并接收公网HLR设备3返回的SMSREQ响应。由公网MC设备5向专网eMSC设备2发送SMDPP请求消息,专网eMSC设备2向专网内终端发送信息,在收到终端返回的OK响应后,向公网MC设备5发送SMDPP响应。
根据本发明实施例的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,采用联合入网登记、漫游至4G专网下用户的被叫路由机制、专网内IMS域与运营商电路域业务信令适配等技术,实现运营商用户漫游4G LTE专网覆盖,在不改变用户号码的情况下,可以与运营商其他用户的进行话音和短信互通功能。本发明具有以下有益效果:
(1)专网建设成本低
通过将企业专网内语音、短信等传统电路域业务完全承载在4G的IP网络上,无需同时建立2G/3G和4G两套无线网络的方式,使得专网的建设和维护成本大大降低。
(2)不改变现有运营商网络
采用成熟的端局模式与现有运营商电路域核心网对接,专网内部VoLTE到传统电路域的模拟、转换通过专网内eMSC设备实现,不需要对运营商现有设备进行改造。
(3)用户在专网和运营商网络使用同一手机卡和同一号码
通过联合入网登记的技术使得用户在进入专网后由专网eMSC设备代理向公网电路域HLR设备发起入网通知,在该用户做电路域业务被叫时能够被正确路由到专网eMSC设备上,使该用户无论在专网还是运营商网络都是用同一号码,从而可以在其他用户呼叫该用户时不用区分该用户的是在专网还是在运营商网络,最大程度的保障的用户的使用习惯。
本发明可以广泛适用于煤矿、油井等企业自建移动专网的场景,也可应用于运营商对无2G/3G无线覆盖区域新建无线覆盖的场景。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (8)
1.一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1,当终端由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网时,发起附着请求和PDN连接请求,由专网演进型分组核心网EPC设备向专网增强型移动交换中心eMSC设备发送所述终端对应的用户已完成4G入网的入网通知,由所述专网eMSC设备代理该用户向公网归属位置寄存器HLR设备发起位置更新的联合入网登记通知,以由所述HLR设备记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备;
步骤S2,所述公网HLR设备接收公网始呼MSC设备的位置请求,其中,所述位置请求包括公网用户呼叫的已位于专网的被叫用户,由所述公网HLR设备向所述专网eMSC设备请求临时本地号码,所述专网eMSC设备将可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定后,返回该临时本地号码至所述公网HLR设备,并进一步发送至公网始呼MSC设备,由所述公网始呼MSC设备采用所述临时本地号码呼叫所述专网eMSC设备,所述专网eMSC设备根据所述临时本地号码对所述被叫用户发起呼叫;
步骤S3,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,以将处于4G专网中的终端可同时满足与4G专网及2G/3G核心网运营商电路域网络进行通信,其中,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配,其中所述移动性管理信令的适配包括如下步骤:
所述专网eMSC设备根据接收到的来自所述终端的注册消息,触发所述公网HLR设备的周期性位置更新;
所述专网eMSC设备根据接收到的来自所述终端的注销消息,触发所述公网HLR设备的去活。
2.如权利要求1所述的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,其特征在于,在所述步骤S1中,所述专网EPC设备通知所述专网eMSC设备用户4G入网之前,还包括如下步骤:
所述专网EPC设备在接收到所述附着请求和PDN连接请求后,所述专网EPC设备从公网归属用户签约服务器HSS获取用户鉴权信息,并对所述用户和所述终端进行鉴权;
鉴权成功后,所述专网EPC设备向公网归属用户签约服务器HSS发起位置更新请求,并接收所述HSS服务器返回的携带有用户签约信息的位置更新响应;
其中,由所述专网EPC设备向所述专网eMSC设备发送的入网通知,包括所述用户签约信息和专网内分配的IP承载信息。
3.如权利要求1所述的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,其特征在于,在所述步骤S2中,所述专网eMSC设备在接收到临时本地号码的请求之后,检查所述被叫用户在专网的状态,如果所述被叫号码已注册在专网内且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定。
4.如权利要求1所述的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的方法,其特征在于,在所述步骤S3中,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:呼叫信令的适配和短信信令的适配。
5.一种终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,其特征在于,包括:专网演进型分组核心网EPC设备、专网增强型移动交换中心eMSC设备、公网归属位置寄存器HLR设备、公网网关移动交换中心GMSC设备和公网短信中心MC设备,其中,所述专网EPC设备和所述专网eMSC设备位于4G专网,所述公网HLR设备、所述GMSC设备和所述MC设备位于公网,
所述终端在由2G/3G/4G全网覆盖区域漫游至仅4G覆盖区域的专网时,发起附着请求和PDN连接请求,
所述专网EPC设备用于向所述专网eMSC设备发送所述终端对应的用户已完成4G入网的入网通知;
所述专网eMSC设备用于代理该用户向所述公网HLR设备发起位置更新的联合入网登记通知;
所述公网HLR设备用于根据所述联合入网登记通知记录该用户当前的服务MSC为专网eMSC设备,并接收公网始呼MSC设备的位置请求,其中,所述位置请求包括公网用户呼叫的已位于专网的被叫用户,由所述公网HLR设备向所述专网eMSC设备请求临时本地号码;
所述专网eMSC设备还用于将可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定后,返回该临时本地号码至所述公网HLR设备,并进一步发送至公网始呼MSC设备,由所述公网始呼MSC设备采用所述临时本地号码呼叫所述专网eMSC设备,所述专网eMSC设备根据所述临时本地号码对所述被叫用户发起呼叫;
所述专网eMSC设备、所述公网HLR设备、所述公网GMSC设备和所述公网MC设备协同工作,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,以将处于4G专网中的终端可同时满足与4G专网及2G/3G核心网运营商电路域网络进行通信,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:移动性管理信令的适配,其中,移动性管理信令的适配包括:所述专网eMSC设备根据接收到的来自所述终端的注册消息,触发所述HLR设备的周期性位置更新,以及根据接收到的来自所述终端的注销消息,触发所述HLR设备的去活。
6.如权利要求5所述的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,其特征在于,所述专网EPC设备还用于在接收到所述附着请求和PDN连接请求后,专网EPC设备从公网归属用户签约服务器HSS获取用户鉴权信息,并对所述用户和所述终端进行鉴权,鉴权成功后,所述专网EPC设备向公网归属用户签约服务器HSS发起位置更新请求,并接收所述HSS服务器返回的携带有用户签约信息的位置更新响应;
其中,由所述专网EPC设备向所述专网eMSC设备发送的入网通知,包括所述用户签约信息和专网内分配的IP承载信息。
7.如权利要求5所述的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,其特征在于,所述专网eMSC设备用于在接收到临时本地号码的请求之后,检查所述被叫用户在专网的状态,如果所述被叫号码已注册在专网内且处于空闲状态,则将一个可用的临时本地号码与所述被叫用户绑定。
8.如权利要求5所述的终端漫游至4G专网下与2G/3G核心网电路域互通的系统,其特征在于,对专网内IMS域与2G/3G核心网运营商电路域业务的信令进行适配,包括:呼叫信令的适配和短信信令的适配。
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Legal Events
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