CN107925863A - 通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于IP多媒体子系统(IMS)集中式服务(ICS)的网络节点，包括：存储指令的存储器；以及至少一个处理器，被配置为执行所述指令以：从MSC(移动交换中心)服务器接收具有IMSI(国际移动订户标识)和MSRN(移动站路由号码)的更新位置请求；从HSS(归属订户服务器)取回订阅简档和服务设置；将订阅简档和服务设置映射为CS(电路交换)简档和CS设置；以及向MSC服务器发送包括映射的CS简档和CS设置在内的插入订户数据消息。

Description

通信系统
技术领域
本发明涉及移动通信设备和网络，具体而非排他性地涉及根据第三代合作伙伴计划(3GPP)标准或其等同物或衍生物(比如，演进分组核心(EPC)网的长期演进(LTE))操作的通信设备和网络。本发明具体而非排他性地涉及向不支持漫游订户的归属网络所支持的互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)和/或IMS集中式服务(ICS)的访问网络提供出境漫游用户支持。
背景技术
在移动(蜂窝)通信网络中，(用户)通信设备(也被称为用户设备(UE)，例如移动电话)经由基站与远程服务器或与其它通信设备进行通信。这种用户设备与网络可能具有的连接类型包括：电路交换(CS)连接，主要用于语音呼叫等；以及分组交换(PS)连接，用于传送数据分组(例如，IP分组)。每个基站连接到核心网(例如，IMS或EPC网络)，该核心网又连接到其它网络，以为用户提供端到端连接。
3GPP指定了IP多媒体核心网子系统(通常被称为IP多媒体子系统(IMS))来使得用户设备实现基于IP的多媒体服务。IMS的所谓的代理呼叫会话协议功能(P-CSCF)负责与连接到IMS的UE交换会话发起协议(SIP)信令。P-CSCF为每个连接的UE存储相对应的UE安全性和IP会话参数，以便促进在特定UE与P-CSCF之间交换的SIP信令的适当加密。P-CSCF还负责为每个UE授权IP会话所需的资源，并且转发去往和来自适用于特定UE的下一跳CSCF(在针对该UE执行注册处理期间确定)的消息。
在3GPP技术规范(TS)23.228V13.4.0中规定了IMS，并且由互联网工程任务组(IETF)在RFC 3261中规定了会话发起协议(V2.0)，该文献的内容通过引用并入本文中。
3GPP从版本8开始的几个规范中规定了IMS集中式服务(ICS)。存在两种基本方法，以便在IMS中为用户设备(UE)执行补充服务，所述UE仍在使用面向其移动交换中心(MSC)的传统电路交换(CS)接入。一种方法是基于MSC的增强，即，使MSC能够用作代表UE的SIP用户代理。另一个次优选的方法需要增强UE的操作，以便使UE能够直接与应用服务器(AS)交互(即，无需来自MSC和/或IMS的支持)。
当前的解决方案包括对网络中IMS和ICS特征的不同级别的支持(如果合适的话，与其它网络结合)的变型。最受欢迎的选择之一是所谓的MSC服务器(或“MSC-S”)，其允许运营商从传统CS网络移向IMS，从而甚至能够向传统UE用户提供IMS服务。实际上，MSC-S是控制在基站网络中漫游的移动电话的呼叫交换和移动管理功能的核心网元件。MSC-S也可以被称为“MSC服务器”、“MSS”或“MTS-U”。
当UE连接到使用传统CS协议的MSC-S(具有ICS能力)时，MSC-S连接到适当的IMS实体(例如，应用服务器(AS)和CSCF)，用于处理UE的SIP信令。MSC-S还连接到媒体网关，用于将UE使用的CS编解码器转码成适当的IMS编解码器。如果UE是漫游UE，则访问网络中的MSC-S也联系归属网络的归属位置寄存器(HLR)，以便将订阅简档下载到访问位置寄存器(VLR)中。关于ICS的更多详细信息，请参阅：3GPP TS 23.060 V13.4.0；3GPP TS 23.228V13.4.0；3GPP TS 23.292V13.2.0；以及GSMA IR.64 V12.0，这些文献的内容通过引用并入本文中。
[引用列表]
[非专利文献]
[非专利文献1]
3GPP TS 23.060，General Packet Radio Service(GPRS)；Servicedescription；Stage 2，v13.4.0，2015-09-22
[非专利文献2]
3GPP TS 23.228，IP Multimedia Subsystem(IMS)；Stage 2，v13.4.0，2015-09-22
[非专利文献3]
3GPP TS 23.292，IP Multimedia Subsystem(IMS)centralized services；Stage2，v13.2.0，2015-06-21
[非专利文献4]
GSMA IR.64，IMS Service Centralization and Continuity Guidelines，V12.0，2015-09-15
[非专利文献5]
3GPP Tdoc：S2-143750，New Work Item Description on Service DomainCentralization，October 2014
[非专利文献6]
3GPP Tdoc：S2-153652，New Work Item Description on Service DomainCentralization，October 2015
发明内容
[技术问题]
然而，一些运营商希望完全从其核心网中去除CS组件，和/或将对传统CS交互的支持移至其网络边缘。尽管36PP标准中尚未解决该需求，但是这种需求却在例如3GPP Tdocsno.S2-143750和S2-153652(二者标题均为“关于服务域集中的新工作项目描述”)中被提及。
发明人已经认识到，在没有CS组件和/或不支持传统CS交互的情况下，网络运营商可能不能经由没有IMS和/或不支持ICS的其它网络来为其订户提供出境漫游服务。换句话说，问题在于：如何在访问网络不支持任何ICS/IMS(既没有IMS订阅也没有关于IMS与归属网络的任何服务级别协定)、而归属网络仅支持ICS/IMS情况下提供出境漫游服务。
因此，本发明的优选实施例旨在提供克服或至少部分地减轻上述问题的方法和装置。
[问题的解决方案]
本发明的各方案延伸到对应的系统、方法和计算机程序产品，该计算机程序产品例如是其上存储有指令的计算机可读存储介质，该指令可用于对可编程处理器编程执行如以上阐述的或权利要求书中记载的方面和可能性中所述的方法，和/或对适合地适配的计算机进行编程来提供任何权利要求中记载的装置。
在本说明书(包括权利要求)中所公开的和/或在附图中所示出的每个特征可以被独立地(或与任意其他公开的和/或示出的特征组合)并入本发明。具体地但非限制地，可以以任意组合或单独地将从属于特定独立权利要求的权利要求中任意一个的特征引入该独立权利要求中。
附图说明
图1示出了可应用本发明的示例实施例的类型的移动(蜂窝)电信系统；
图2是示出图1中所示的系统的MSC-S的主要功能的示例性框图；
图3是示出图1中所示的系统的ICS IWF的主要功能的示例性框图；
图4是示出图1中所示的系统的HSS的主要功能的示例性框图；
图5是示出图1中所示的系统的CSCF的主要功能的示例性框图；
图6是示出了在执行本发明的示例实施例时的由图1的移动电信系统的组件执行的方法的示例性时序图；
图7是示出了在执行本发明的示例实施例时的由图1的移动电信系统的组件执行的方法的另一示例性时序图；
图8是示出了在执行本发明的示例实施例时的由图1的移动电信系统的组件执行的方法的又一示例性时序图；
图9是图8中所示的时序图的修改；以及
图10示出了用于(针对漫游移动设备)建立面向访问网络的终止呼叫的呼叫流程。
具体实施方式
<概览>
图1示意性地示出了移动(蜂窝)电信网络1，其中移动设备的用户(比如，UE 3)可以使用适当的无线电接入技术(RAT)(例如，E-UTRA等)经由基站和核心网彼此通信并且与其它用户通信。如本领域技术人员应理解，尽管出于说明目的而在图1中示出了一个移动设备3，但是在实现时，系统通常将包括其它移动设备。
可以看出，网络1包括：访问公共陆地移动网络(VPLMN)10部分，移动设备3正在该网络中漫游；以及归属公共陆地移动网络(HPLMN)20部分，移动设备3是该网络的订户。在下文中，将HPLMN部分简称为归属网络20，将VPLMN部分称为(移动设备3的)访问网络10。
在该示例中，归属网络20仅支持ICS和/或IMS(并且因此，预期移动设备3使用ICS和/或IMS技术(例如，使用电路交换(CS)连接)与其归属网络20通信)。然而，还应理解的是，移动设备3可以包括IMS(LTE)UE，IMS(LTE)UE能够采用不同于ICS和/或IMS的技术，并且由于其归属网络20的能力而采用CS连接。
本示例中的访问网络10不支持归属网络20所支持的ICS和/或IMS。例如，访问网络10可以支持LTE核心网(也可以称为增强分组核心(EPC)网)。然而，应理解，如果适当的话，访问网络10可以包括任何非ICS或非IMS网络。
实际上，本文仅从CS核心网的角度(具有MGW、MSC的MSC服务器)来考虑VPLMN。VPLMN可以具有GPRS/LTE核心网，但是对于本发明来说这不是必需的。从这个角度来看，VPLMN中的核心网类型是开放性的。当请求来自MME时，仅在联合附着/位置更新的情况下提及MME。
因此，访问网络10包括一个或多个基站(在LTE中称为“eNB”，在图1中未示出)、移动交换中心服务器(MSC-S)12、归属位置寄存器(HLR)/归属订户服务器(HSS)14、移动管理实体(MME)16和媒体网关(MGW)18等。如图所示，访问网络10的节点使用适当的(标准)接口彼此耦接。移动设备3和其服务基站经由适当的空中接口(例如，LTE空中接口，比如“Uu”接口)连接，并且因此移动设备3(经由服务基站)使用电路交换(CS)连接来连接到MSC-S 12。因此，移动设备3能够经由其服务基站和MSC-S 12连接到访问网络10的其它节点。
归属网络20包括ICS互通功能(ICS IWF)22、HSS 24、应用服务器(AS)26和CSCF 28等。如图所示，归属网络节点也使用适当的(标准)接口彼此连接。
MSC-S 12负责管理由连接到该MSC-S 12的基站服务的移动设备的呼叫建立和移动性(在访问网络10中)。MSC-S 12与AS 26和CSCF28接口连接，用于在移动设备3与AS 26和/或CSCF 28之间传送SIP信令。由于访问网络10不支持ICS/IMS，因此图1中所示的MSC-S12被标记为“非ICS”节点。
HLR/HSS 14负责存储和管理订户数据(例如，访问网络10的订户的订阅信息/订阅简档)。类似地，HSS 24负责存储和管理归属网络20的订户(在该示例中为移动设备3)的订户数据。有利地，由于归属网络20包括ICS IWF 22(将在后面详细描述)，因此不需要实现归属网络20的归属位置寄存器功能。
众所周知，当移动设备3在电信系统1覆盖的地理区域中四处移动时，移动设备3可以进入和离开由各种基站服务的区域(即，无线电小区)。MME 16负责跟踪移动设备3，并且促进移动设备3在不同基站之间的移动。
MGW 18负责在由移动设备3使用的编解码器(如果不同)和与移动设备3通信的远程端点之间进行转码。
ICS IFW 22负责与其它网络的节点(例如，MSC-S 12)互通，以促进归属网络20的订户(在该示例中为移动设备3)漫游到其它网络(在该示例中为访问网络10)。有利地，ICSIFW 22作为面向访问网络10的归属网络20的HLR，并且以独立于协议的方式处理CS授权和/或第三方注册相关消息，以向移动设备3授予接入访问网络10的权限。
AS 26负责移动设备3(其中的合适的应用)与由AS 26(和/或与其连接的节点)托管的对应应用之间的端对端通信。CSCF 28是为移动设备3实现IMS呼叫会话控制功能的SIP服务器。CSCF 28可以被配置为以下至少一项：代理CSCF(P-CSCF)；询问CSCF(I-CSCF)；以及服务CSCF(S-CSCF)。CSCF 28还支持DIAMETER协议(在图1中表示为“Cx”)，用于与HSS 24通信。本领域技术人员应理解：尽管为了说明的目的在图1中示出了一个AS 26以及一个CSCF28，但是当实现时，系统通常将包括其它应用服务器和CSCF。
在该系统中，有利地，ICS IWF 22被配置为促进归属网络20的节点与访问网络10的节点之间的通信，使得移动设备3能够在访问网络10中漫游的同时仍然使用传统CS协议。具体地，ICS IWF 22被配置为向境外漫游用户授予接入访问网络10的权限，而不管访问网络是否支持ICS。
这通过经由适当的接口(在图1中表示为参考点“Ics1”至“Ics6”)将ICS IWF 22耦接到归属网络和访问网络节点中的某一个而成为可能。应理解，参考点Ics1至Ics6可以包括取决于选择的协议和ICS IWF 22的并置功能的现有参考点(例如，I3、ISC、Cx、Mw、Sh、I2参考点的更新版本等)。还应理解，可能并不需要参考点Ics1至Ics6中的全部参考点(因此它们在图1中以虚线示出)。
因此，在该系统中，属于具有ICS能力的归属网络20的移动设备3能够漫游到不具有ICS能力的访问网络10中。在该示例中，通过移动设备3向MSC-S 12发送位置更新请求消息，并且在该位置更新请求消息中包括与移动设备3相关联的国际移动订户标识符(IMSI)和与移动设备3当前所在的区域(小区)相关联的位置区域标识符(LAI)来发起向访问网络的注册。基于IMSI，MSC-S 12确定移动设备3属于归属网络20(即，移动设备3是漫游UE)。因此，MSC-S 12联系ICS IWF22(用作归属网络20的HLR)，指示移动设备3需要CS认证。MSC-S12还请求针对移动设备3的适当的认证参数。
由于归属网络20中不存在HLR功能，因此ICS IWF 22被配置为(使用例如DIAMETER或SIP信令)从HSS 24取回必要的CS认证数据，并且向MSC-S 12返回适当的认证参数。使用返回的认证参数，MSC-S 12能够触发针对移动设备3的CS认证过程。该过程通常包括：MSC-S12向移动设备3发送“RAND”值(经由ICS IWF 22从HSS 24接收的随机数)，并且移动设备3计算对应的签署响应(SRES)并将向MSC-S 12返回所计算出的SRES。
一旦CS认证过程成功(即，当MSC-S 12确定移动设备3针对RAND质询返回了正确SRES值时)，MSC-S 12向ICS IWF 22(用作归属网络20的HLR)发送具有移动设备3的IMSI和移动站路由号码(MSRN)的更新位置请求。
ICS IWF 22从HSS取回订阅简档和服务设置，并且将订阅简档和服务设置映射为CS简档和CS设置。ICS IWF 22根据正常的VLR-HLR过程利用插入订户数据消息进行答复。MSC-S 12根据正常过程开始加密。
MSC-S 12根据正常的VLR-HLR过程交换订户数据插入确认和位置更新确认。
如果有必要，ICS IWF 22还对归属网络20执行所谓的第三方注册，以便实现移动设备3到访问网络10的终止会话重定向。
有利地，在该示例中，在访问网络中提供传统(非ICS)MSC就足够了，而不需要对访问网络中使用的协议和/或过程进行任何改变。此外，也不需要在(ICS)归属网络中设置传统的HLR。
<移动交换中心服务器>
图2是示出了图1所示的MSC-S 12的主要组件的框图。如图所示，MSC-S 12具有收发器电路31以及网络接口33，网络接口33用于向其它网络节点(比如，UE 3和ICS IWF 22)发送信号和从其它网络节点接收信号。MSC-S 12具有用于控制MSC-S 12的操作的控制器35。控制器35与存储器37相关联。
软件可以预安装在存储器37中，和/或例如可以经由电信网络1或从可移除数据存储设备(RMD)下载。控制器35被配置为：利用在本示例中存储在存储器37中的程序指令或软件指令来控制MSC-S 12的整体操作。如图所示，这些软件指令包括操作系统39、通信控制模块41、认证模块43、漫游支持模块45和网络互通模块47等。
通信控制模块41控制MSC-S 12与连接到MSC-S 12的其它网络实体(例如，UE 3、HLR/HSS 14、MME 16、MGW 18和ICS IWF 22)之间的通信。
认证模块43负责通过产生、发送和接收适当格式化的认证质询和响应来认证连接到该MSC-S 12的移动设备。例如，为了CS认证的目的，认证模块43被配置为：向移动设备3发送适当的RAND值，并且从移动设备3接收SRES(并且将接收到的SRES与从移动设备3的HSS获得的SRES进行比较)。
漫游支持模块45负责确定连接到该MSC-S 12的特定移动设备3是否属于与访问网络10不同的网络。
网络互通模块47负责处理(产生、发送和接收)根据与其它网络(例如，归属网络20)的接口(比如，“Ics3”接口)上使用的协议而被格式化的信令消息。这样的信令消息可以包括例如用于当移动设备3在访问网络10中漫游时对移动设备3进行注册和认证的消息和相关联的响应。
<ICS互通功能>
图3是示出了图1所示的ICS IWF 22的主要组件的框图。如图所示，ICS IWF 22具有收发器电路51以及网络接口53，网络接口53用于向其它网络节点(比如，MSC-S 12和HSS24)发送信号和从其它网络节点接收信号。ICS IWF 22具有用于控制ICS IWF 22的操作的控制器55。控制器55与存储器57相关联。
软件可以预安装在存储器57中，和/或例如可以经由电信网络1或从可移除数据存储设备(RMD)下载。控制器55被配置为：利用在本示例中存储在存储器57中的程序指令或软件指令来控制ICS IWF 22的整体操作。如图所示，这些软件指令包括：操作系统59、通信控制模块61、SIP/DIAMETER模块64和网络互通模块67等。
通信控制模块61控制ICS IWF 22与连接到ICS IWF 22的其它网络实体(例如，MSC-S 12、HSS 24、应用服务器26和CSCF 28)之间的通信。
SIP/DIAMETER模块64负责处理(产生、发送和接收)根据会话发起和/或DIAMETER协议(如果适用)而被格式化的信令消息。这样的SIP/DIAMETER消息可以涉及从HSS 24取回与移动设备3相关联的CS认证参数/订户简档，并且在归属网络20中对移动设备3执行第三方注册。
网络互通模块67负责处理(产生、发送和接收)根据与其它网络(例如，访问网络10)的接口(比如，“Ics3”接口)上使用的协议而被格式化的信令消息。这样的信令消息可以包括例如用于当移动设备3在访问网络10中漫游时对移动设备3进行注册和认证的消息和相关联的响应。
<归属订户服务器>
图4是示出了图1所示的HSS 24的主要组件的框图。如图所示，HSS 24具有收发器电路71以及网络接口73，网络接口73用于向其它网络节点(比如，ICS IWF 22)发送信号和从其它网络节点接收信号。HSS 24具有用于控制HSS 24的操作的控制器75。控制器75与存储器77相关联。
软件可以预安装在存储器77中，和/或例如可以经由电信网络1或从可移除数据存储设备(RMD)下载。控制器75被配置为：利用在本示例中存储在存储器77中的程序指令或软件指令来控制HSS 24的整体操作。如图所示，这些软件指令包括操作系统79、通信控制模块81、SIP/DIAMETER模块84、CS认证数据模块86和订户简档模块88等。
通信控制模块81控制HSS 24与连接到HSS 24的其它网络实体(例如，ICS IWF 22、AS 26和CSCF 28)之间的通信。
SIP/DIAMETER模块84负责处理(产生、发送和接收)根据会话发起和/或DIAMETER协议(如果适用)而被格式化的信令消息。这样的SIP/DIAMETER消息可以涉及通过ICS IWF22取回与移动设备3相关联的CS认证参数/订户简档，并且在归属网络20中对移动设备3执行第三方注册。
CS认证数据模块86负责处理(产生、存储和向其它节点提供)与CS认证过程相关的数据(比如，RAND和对应的SRES值)。
订户简档模块88存储与归属网络20的订户(例如，移动设备3的订户)相关联的订户简档(以及适当的订阅参数)。对于每个订户，订阅简档包括相关联的IMSI和可以用于认证订户的认证密钥(例如，Kc等)等。
<CSCF>
图5是示出了图1所示的CSCF 28的主要组件的框图。如图所示，CSCF 28具有收发器电路91以及网络接口93，网络接口93用于向其它网络节点(比如，ICS IWF 22)发送信号和从其它网络节点接收信号。CSCF 28具有用于控制CSCF 28的操作的控制器95。控制器95与存储器97相关联。
软件可以预安装在存储器97中，和/或例如可以经由电信网络1或从可移除数据存储设备(RMD)下载。控制器95被配置为：利用在本示例中存储在存储器97中的程序指令或软件指令来控制CSCF 28的整体操作。如图所示，这些软件指令包括：操作系统99、通信控制模块101、以及SIP/DIAMETER模块104等。
通信控制模块101控制CSCF 28与连接到CSCF 28的其它网络实体(例如，ICS IWF22、HSS 24、AS 26、和CSCF 28)之间的通信。
SIP/DIAMETER模块104负责处理(产生、发送和接收)根据会话发起和/或DIAMETER协议(如果适用)而被格式化的信令消息。这样的SIP/DIAMETER消息可以涉及取回与移动设备3相关联的CS认证参数/订户简档，并且在归属网络20中对移动设备3执行第三方注册。
在上面的描述中，为了便于理解，将MSC-S 12、ICS IWF 22、HSS24和CSCF 28描述为具有多个分立的模块(比如，通信控制模块、网络互通模块、SIP/DIAMETER模块)。尽管可以以这种方式为某些应用提供这些模块(例如，在修改现有系统来实现本发明的示例中)，但是在其它应用(例如，在一开始就想要设计有该创造性特征的系统)中，可以将这些模块内置在整个操作系统或代码中，因此可能无法将这些模块识别为分立的实体。这些模块也可以以软件、硬件、固件或它们的混合的形式实现。
<操作>
图6是示出了当移动设备3漫游到不具有ICS能力的访问网络10中时由图1的移动电信系统1的组件执行的方法的示例性时序图。
如上所述，移动设备3属于具有ICS(IMS)能力的归属网络20，并且移动设备3当前正在非ICS/非IMS访问网络10中漫游。因此，如图6总体所示，访问网络10的节点被配置为使用传统CS协议彼此通信，而归属网络20的节点被配置为使用SIP和/或DIAMETER协议彼此通信。
在该示例中，在步骤S601中，移动设备3通过产生适当格式化的请求(例如，“位置更新请求”)并且向MSC-S 12发送该请求来发起与访问网络10的注册过程。移动设备3在该消息中包括与移动设备3相关联的国际移动订户标识符(IMSI)和与移动设备3当前所在的区域(小区)相关联的位置区域标识符(LAI)。
基于IMSI，MSC-S 12(使用其漫游支持模块45)确定移动设备3是漫游UE并且移动设备3属于归属网络20。因此，MSC-S 12需要联系归属网络20的HLR以获得用于认证移动设备3的参数(CS认证数据)。但是，由于归属网络20是ICS(IMS)网络，因此未设置HLR。
因此，在步骤S602中，使用MSC-S 12的网络互通模块47，MSC-S12产生适当格式化的信令消息并且向ICS IWF 22(用作归属网络20的HLR)发送该信令消息，请求ICS IWF 22提供必要的CS认证参数。MSC-S 12在其消息(例如，“认证参数请求”等)中包括与移动设备3相关联的IMSI。
响应于来自MSC-S 12的请求，ICS IWF 22直接或间接地从HSS 24取回必要的CS认证数据(如在步骤S603中大体上所示)。应理解，ICS IWF 22可以使用例如DIAMETER信令(当直接从HSS 24取回CS认证数据时)或SIP信令(当例如经由CSCF 28间接地从HSS 24取回CS认证数据时)。下面将参考图7至图9来描述用于取回CS认证数据的各种选项的进一步细节。
在该示例中，HSS 24向ICS IWF 22返回所请求的CS认证数据，包括：与移动设备3相关联的IMSI；与移动设备3相关联的认证密钥(例如，Kc)；以及随机数(RAND)和对应的响应(SRES)。因此，在步骤S604中，ICS IWF 22(使用其网络互通模块67)产生适当格式化的信令消息(例如，“认证信息”消息)，并且向MSC-S 12发送该信令消息，并且在该消息中包括来自HSS 24的CS认证数据。
使用所接收的CS认证数据，MSC-S 12继续执行关于移动设备3的CS认证过程。为此，在步骤S605中，MSC-S 12(使用其认证模块43)产生包括接收到的RAND值在内的适当格式化的认证请求，并且向移动设备3发送该认证请求。在步骤S606中，移动设备3根据接收到的RAND来计算SRES，并且以适当格式化的认证响应的形式向MSC-S 12返回RAND。
如果CS认证过程成功(即，MSC-S 12确定移动设备3针对被发送的RAND发送了正确的SRES值)，则MSC-S 12进行到步骤S607，在该步骤中，MSC-S 12产生适当格式化的消息，并且向ICS IWF 22(用作归属网络20的HLR)发送该消息，向归属网络20通知关于移动设备3的当前位置。如图6所示，该消息(例如，“更新位置请求”)包括移动设备3的IMSI和MSRN。
响应于位置更新请求，ICS IWF 22进行到步骤S608，在该步骤中，ICS IWF 22从HSS 24(使用它们的相关联的SIP/DIAMETER模块64和84)取回移动设备3的订阅简档和服务设置，将订阅简档和服务设置映射为对应的CS简档和CS设置(适用于非ICS访问网络10)。下面将参考图7至图9来描述用于取回订阅简档/服务设置的各种选项的进一步的细节。
当ICS IWF 22已经将移动设备3的订阅简档/服务设置映射为对应的CS简档和CS设置时，在步骤S609中，ICS IWF 22(使用其网络互通模块67)产生并发送适当格式化的消息，用于向MSC-S 12提供与移动设备3相关联的订户数据(具有CS设置的CS简档)。这个消息(例如，“插入订户数据”消息)通过其IMSI来识别移动设备3，并且符合常规的VLR-HLR过程(尽管在本示例中，ICS IWF 22被配置为归属网络20的HLR)。因此，有利地，即使没有HLR并且也不支持传统CS协议，归属网络20也能够向访问网络10提供必要的订户数据。更不用说访问网络10支持这种传统的CS协议的情况。
如在步骤S610中概略示出的，根据正常(CS)过程，MSC-S 12开始对其与移动设备3的通信进行加密。在步骤S611中，根据正常过程，MSC-S 12还产生“位置更新接受”消息，并且向移动设备3发送该“位置更新接受”消息。实际上，该消息是对在步骤S610处接收到的消息的响应，向移动设备3通知位置更新请求已被接受。
接下来，MSC-S 12产生“订户数据插入确认”消息，并且向ICS IWF 22发送该消息(以确认在步骤S609处接收到的消息)，并且根据正常的VLR-HLR过程(ICS IWF 22被配置为用作归属网络20的HLR)，从ICS IWF 22接收“位置更新确认”。
如果有必要，ICS IWF 22还对归属网络20执行所谓的第三方IMS注册(如步骤S613中概略示出的)，以便实现移动设备3到访问网络10的终止会话重定向。
<操作-使用DIAMETER协议>
图7是示出了当移动设备3漫游到不具有ICS能力的访问网络10中时由图1的移动电信系统1的组件执行的方法的另一示例性时序图。在该示例中，ICS IWF 22和HSS 24被配置为使用DIAMETER协议直接彼此通信。
图7中的步骤编号与图6中使用的编号类似。因此，除非另有规定，否则图7中所示的步骤与上面参考图6描述的它们各个类似编号的步骤相对应(例如，步骤S702对应于步骤S602等)。为简洁起见，这些步骤的描述在此省略。
该过程开始于步骤S702(可以通过从移动设备3接收例如位置更新请求来触发该步骤)，在该步骤中，MSC-S 12向ICS IWF22请求提供用于认证移动设备3的必要的CS认证参数。响应于来自MSC-S 12的请求，ICS IWF 22进行到步骤S703a。
在该示例中，ICS IWF 22用作应用服务器。因此，ICS IWF 22(使用其SIP/DIAMETER模块64)产生适当格式化的DIAMETER消息(例如，Cx多媒体认证请求(MAR)命令)，并且向HSS 24发送该消息，以请求与移动设备3相关联的认证参数。响应于此，在步骤S703b中，HSS 24(使用其SIP/DIAMETER模块84)产生适当格式化的DIAMETER响应(例如，Cx多媒体认证应答(MAA)命令)，并且向ICS IWF 22发送该响应，并且在该响应中包括所请求的与移动设备3相关联的CS认证参数(比如，IMSI、认证密钥(例如Kc)和RAND-SRES对)。
步骤S704和步骤S707分别与步骤S604和步骤S607相对应。
响应于位置更新请求(S707)，ICS IWF 22进行到步骤S708a，在该步骤中，ICS IWF22(使用其SIP/DIAMETER模块64)产生适当格式化的DIAMETER消息(例如，Cx多媒体认证请求(MAR)、用户数据请求(UDR)、服务器指派请求(SAR)命令等)，并且向HSS 24发送该消息，请求与移动设备3相关联的订阅简档和服务设置。
在步骤S708b中，HSS 24通过(使用其SIP/DIAMETER模块84)产生适当格式化的DIAMETER消息(例如，Cx多媒体认证应答(MAA)、用户数据应答(UDA)、服务器指派应答(SAA)命令等)，并且向ICS IWF22发送该消息，该消息包括所请求的订阅简档/服务设置。
在步骤S708c中，ICS IWF 22存储移动设备3的订阅简档和服务设置，并且将订阅简档和服务设置映射到对应的CS简档和CS设置(适用于非ICS访问网络10)。然后，ICS IWF22进行到步骤S709(一般对应于步骤S609)，并且在进入步骤S713之前从MSC-S 12接收适当的订户数据插入确认(在步骤S712中)。
在该示例中，如在步骤S713中概略示出的，ICS IWF 22和归属网络节点(例如，HSS24和CSCF 28)(使用例如SIP协议)执行适当的IMS地址发现来注册移动设备3。作为该步骤的一部分，ICS IWF 22还可以对归属网络20执行所谓的第三方IMS注册，以便实现移动设备3到访问网络10的终止会话重定向。
接下来，根据正常的VLR-HLR过程(ICS IWF 22被配置为用作归属网络20的HLR)，在步骤S714中，ICS IWF 22产生“位置更新确认”并且向MSC-S 12发送该“位置更新确认”。
<操作-使用SIP和DIAMETER协议>
图8是示出了当移动设备3漫游到不具有ICS能力的访问网络10中时由图1的移动电信系统1的组件执行的方法的又一示例性时序图。在该示例中，ICS IWF 22和HSS 24被配置为(使用ICS IWF 22和CSCF28之间的SIP协议，以及使用CSCF 28和HSS 24之间的DIAMETER协议)经由CSCF 28彼此间接地通信。
图8中的步骤的编号与图6中使用的编号类似(除非另外规定)。因此为了简洁起见，在此省略类似步骤的描述。
可以看出，该过程开始于步骤S802(可以通过从移动设备3接收例如位置更新请求来触发该步骤)，在该步骤中，MSC-S 12向ICS IWF22请求提供用于认证移动设备3的必要的CS认证参数。响应于来自MSC-S 12的请求，ICS IWF 22进行到步骤S803a，在该步骤中，ICSIWF22对MSC-S 12执行IMS地址发现。在该IMS地址发现期间，ICS IWF22针对移动设备3确定适当的CSCF 28的地址。
因此，在该示例中，在步骤S803b中，ICS IWF 22(使用其SIP/DIAMETER模块64)产生适当格式化的SIP消息(例如，注册消息)，并且向CSCF 28发送该消息，用于将移动设备3注册到归属网络20。应理解，尽管未示出，但是SIP消息可以包括标识移动设备3的信息(例如，IMSI等)。响应于该SIP消息，在步骤S803c中，CSCF 28(使用其SIP/DIAMETER模块104)产生适当格式化的DIAMETER请求(例如，诸如MAR命令之类的Cx-Put请求)，并且向HSS 24发送该请求，以便从HSS 24获得与移动设备3相关联的CS认证参数。
在步骤S803d中，HSS 24查找所请求的CS认证参数，并且(使用其SIP/DIAMETER模块84)产生适当格式化的DIAMETER响应(例如，诸如MAA命令之类的Cx-Pull/CX-Response)，并且向CSCF 28发送该响应，并且在该响应中包括所请求的与移动设备3相关联的CS认证参数(比如，IMSI、认证密钥(例如Kc)和RAND-SRES对)。
然而，在完成所请求的注册之前，在步骤S803e中，CSCF 28产生适当格式化的SIP消息(例如，“401未授权”消息)，并且向ICS IWF22发送该消息，指示移动设备3需要认证自身以便能够注册到归属网络20。CSCF 28在该消息中还包括与移动设备3相关联的CS认证参数(CSCF 28已经从HSS 24接收到的)。
因此，在该示例中，步骤S803a至步骤S803e与图6的步骤S603相对应。步骤S804和步骤S807分别与步骤S604和步骤S607相对应。
在MSC-S 12(通过在S807处发送消息)已经指示了移动设备3已经成功认证自身(例如，如上面参考步骤S605和步骤S606所述的)之后，在步骤S808a中，ICS IWF 22(使用其SIP/DIAMETER模块64)产生适当格式化的SIP消息(例如，另一个或更新的注册消息)，并且向CSCF 28发送该消息，用于将移动设备3注册到归属网络20。然而，这次，ICS IWF 22被配置为(例如，通过将所谓的认证完成标志设置为“真”)向CSCF 28指示移动设备3已经成功认证自身。
响应于该SIP消息，在步骤S808b中，CSCF 28(使用其SIP/DIAMETER模块104)产生适当格式化的DIAMETER请求(例如，Cx-Put请求，比如具有被设置为“真”的认证完成标志的SAR命令)，并且向HSS 24发送该请求，以便向HSS 24指示移动设备3已经成功认证自身。在步骤S808c中，HSS 24通过产生适当格式化的DIAMETER响应(例如，SAA命令)并且向CSCF 28发送该响应，来确认接收到所述消息。
在步骤S808d中，CSCF 28也通过产生SIP注册消息并且向AS发送该注册消息，来将移动设备3注册到AS 26。响应于此，AS 26继续使用适当的DIAMETER消息(通过在AS 26和HSS 24之间提供的Sh接口)从HSS 24获得与移动设备3相关联的订户简档和服务设置。在该示例中，如在步骤S808e中概略示出的，AS 26通过向HSS 24发送用户数据请求(UDR)命令来请求订户简档和服务设置，并且HSS 24以用户数据应答(UDA)命令的形式返回所请求的订户简档和服务设置。
在步骤S808f中，AS 26使用适当格式化的SIP信令(例如，“2000K”消息)，(经由CSCF 28)向ICS IWF 22转发与移动设备3相关联的订户简档和服务设置。
在步骤S808g中，ICS IWF 22存储移动设备3的订阅简档和服务设置，并且将订阅简档和服务设置映射到对应的CS简档和CS设置(适用于非ICS访问网络10)。
实际上，步骤S808a到步骤S808g与图6的步骤S608相对应。然后，ICS IWF 22进行到步骤S809(一般对应于图6的步骤S609)，并且在进入步骤S813之前从MSC-S 12接收适当的订户数据插入确认(在步骤S812中)。
在该示例中，如在步骤S813中概略示出的，ICS IWF 22确定IMS注册已经完成，因此，在步骤S814中，根据正常的VLR-HLR过程(ICS IWF 22被配置为用作归属网络20的HLR)，ICS IWF 22向MSC-S 12发送“位置更新确认”。
图9是图8中所示的时序图的修改。图9中的步骤的编号与图8中使用的编号类似(除非另外规定)。因此为了简洁起见，在此省略类似步骤的描述。
步骤S902至步骤S903d分别与图8的步骤S802至步骤S803d相对应。然而，在该示例中，在响应来自ICS IWF 22的SIP注册请求(在步骤S903b中接收到的)之前，CSCF 28被配置为获得以下两者：用于认证移动设备3的必要的CS认证参数；以及移动设备3的订阅简档/服务设置。
步骤903c和步骤903d分别与图8的步骤803c和步骤803d相对应，并且步骤S903e至步骤903g分别与图8的步骤808d至步骤808f相对应。然而，在这种情况下，移动设备3向AS26(而不是CSCF 28)注册，并且从AS 26到ICS IWF 22的SIP“200OK”消息包括CS认证参数(而不是移动设备3的订阅简档/服务设置)。因此，在该示例中，步骤S903a至步骤S903g与图6的步骤S603相对应。
步骤S904和步骤S907分别与图6的步骤S604和步骤S607相对应。
在MSC-S 12(通过在S907处发送消息)已经指示了移动设备3已经成功认证自身(例如，如上面参考图6的步骤S605和步骤S606所述)之后，在步骤S908a中，ICS IWF22(使用其SIP/DIAMETER模块64)产生适当格式化的SIP消息(例如，邀请消息)，并且(经由CSCF 28)向AS 26发送该消息，以建立涉及AS 26的会话。ICS IWF 22在该消息中包括与要建立的会话相关的信息，例如，公共服务标识(PSI)路由信息和/或用户简档请求。
响应于此，在步骤S908b中，AS 26使用适当格式化的SIP信令(例如，“200OK”消息)，(经由CSCF28)向ICS IWF 22转发与移动设备3相关联的订户简档和服务设置。
在步骤S908c中，ICS IWF 22存储移动设备3的订阅简档和服务设置，并且将订阅简档和服务设置映射到对应的CS简档和CS设置(适用于非ICS访问网络10)。
实际上，步骤S908a到步骤S908c与图6的步骤S608相对应。然后，ICS IWF 22进行到步骤S909至步骤S914(其分别与图8的步骤S809至步骤S814相对应)。
<其它示例实施例>
图10示出了用于(针对漫游移动设备3)建立面向访问网络10的终止呼叫的呼叫流程。应理解，在这种情况下，SIP用户代理(UA)功能和移动设备3位于不同的PLMN中。具体而言，SIP UA功能或者位于ICS IWF 22中，或者位于ICS MSC服务器(在归属网络20中)中，这取决于哪个实体向归属网络20(IMS)注册了移动设备3(如以上参考图6至图9所述的)。此外，ICS IWF 22可以与用于出境漫游用户的ICS MSC服务器(在归属网络20中)并置，在这种情况下，ICS MSC服务器被配置为注册移动设备3。
在该示例中，呼叫方想要在不同的PLMN中建立面向出境漫游移动设备3的会话。根据以上参考图6至图9描述的过程之一，移动设备3已经连接到访问网络10，使得被注册到归属网络20(IMS)的ICS IWF 22(或ICS MSC服务器)代表漫游移动设备。
步骤S1000：呼叫方使用其正常的IP多媒体公共标识(IMPU)作为请求统一资源标识符(URI)，向出境漫游移动设备3发送正常的SIP邀请(SIP INVITE)。应理解，该请求可以来自不同的PLMN，并且可以穿过图10中未示出的不同IMS节点。
步骤S1001：服务CSCF 28识别出境漫游移动设备3是注册的IMS，并且将会话路由到驻留在ICS IWF 22(或ICS MSC服务器)中的用户代理。
步骤S1002：ICS IWF 22/ICS MSC服务器解析移动设备3的位置，并且向访问网络10中的非ICS MSC-S 12发送CS呼叫建立消息(例如，初始地址消息(IAM))。ICS IWF 22/ICSMSC服务器从LAU过程(例如，图6的步骤S601至步骤S611)知道访问网络10中的非ICS MSC-S12。
步骤S1003：非ICS MSC-S 12执行包括寻呼等在内的正常CS会话建立。
步骤S1004：移动设备3确认该呼叫。
步骤S1005：MSC-S 12发送CS呼叫建立确认(例如，应答消息(ANM))。
步骤S1006：ICS IWF 22/ICS MSC服务器向服务CSCF 28发送200OK消息。
步骤S1007：服务CSCF 28(例如，经由代理CSCF 28和/或另一IMS网络)向呼叫方路由200OK消息。
当接收到200OK消息时，呼叫方可以(使用归属网络20和访问网络10中的一个或多个适当的媒体网关)建立媒体平面，用于与访问网络10中的移动设备3进行通信。
在以上示例实施例中，描述了基于移动电话的电信系统。如本领域技术人员将意识到的，本申请中描述的信令技术可以用于其他通信系统。其它通信节点或设备可以包括用户设备，比如个人数字助手、膝上型/平板计算机、小型计算机(booklet computer)、无线路由器、web浏览器、电子书阅读器等。如本领域技术人员将会理解的，上述系统用于移动通信设备不是必需的。该系统可以用于改善具有一个或多个固定通信设备的网络以及/或者替代移动通信设备。
在上述示例实施例中，描述了多个软件模块。如本领域技术人员应理解的，软件模块可以以编译或未编译的形式提供，并且可以作为计算机网络或记录介质上的信号供应给节点。此外，可以使用一个或更多个专用硬件电路执行由此软件的部分或整体执行的功能。然而，使用软件模块是优选的，因为其促进更新节点，以便更新节点的功能。类似地，尽管以上示例实施例采用了收发器电路，但是可以通过软件来执行收发器电路的至少一些功能。
<修改和备选>
以上已经描述了详细的示例实施例。本领域技术人员应理解，可以针对上述示例实施例做出许多修改和备选，同时仍然从本文具体表达的本发明受益。作为说明，现在将描述许多这些备选和修改。
应理解，无线电接入技术不限于E-UTRA，并且可以包括根据以下一个或多个标准的任何合适的接入技术：LTE、UMTS、GPRS、WiFi、WiMAX等。
应理解，以上描述可以适用于使用GSM、GPRS、UMTS、HSPA、LTE、LTE-A接入等的3GPP移动网络。然而，以上描述不限于这样的网络，并且可以以相同的方式用于具有CS能力的移动设备(UE)可以连接到任何其它的蜂窝或移动网络(例如，CDM2000、蓝牙、802.11变体、ZigBee等)，即任何接入技术和核心网技术。
应理解，在一些情况下(例如，在联合附着、电路切换回退等的情况下)，可以通过访问网络的MME(或通过服务GPRS支持节点“SGSN”)向MSC-S发送位置更新请求消息(步骤S601)。在这种情况下，MSC-S向发送位置更新请求消息的MME(或SGSN)发送位置更新接受消息(步骤S611)。还应理解，在联合附着的情况下，可能不需要执行认证步骤。由于“认证步骤”，可以跳过整个过程S602至S606，因为以NAS信令经由MME而认证了UE，并且MSC仅需要执行位置更新过程，来取回用户简档和服务设置。
上述协议选项被认为是DIAMETER、MAP、SIP，但是应理解，可以使用任何其它合适的协议(例如，HTTP、XCAP、RADIUS等)。上面的描述讨论了ICS和MSC-S，但该描述也可以适用于任何种类的具有媒体网关的软交换(不仅是MSC-S)。功能元件ICS互通功能可以作为单独的实体来提供，或者可以与另一个实体(例如，MSC服务器、HSS、互连边界控制功能(IBCF)、CSCF、AS、分组数据网络网关(PGW)等)并置。
上述示例中的CS认证数据被描述为包括参数SRES、Kc和RAND。然而，应理解，还可以使用其它参数(例如，除了或替代参数SRES、Kc和RAND)。
应理解，ICS IWF用来与其它节点连接的参考点(即，Ics1至Ics6)可以基于Rx、Cx、Sh、B(MSC-VLR)、Mw、I2、ISC参考点等。ICS IWF可以被实现为增强型HLR，支持类似的功能，但是对于MSC-S和/或其它IMS核心网节点来说还支持不同的协议(例如，DIAMETER、HTTP和SIP等)
各种其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在此不再进一步详述。
<缩略语列表>
AS 应用服务器
AVP 属性值对
CCA 信用控制应答
eNB 演进节点B
GPRS 通用分组无线业务
HLR 归属位置寄存器
HPLMN 归属公共陆地移动网络
HSS 归属订户服务器
IBCF 互连边界控制功能
ICS IMS集中式服务
iFC 初始过滤准则
IMS IP多媒体子系统
IMSI 国际移动订户标识符
IP 网际协议
IWF 互通功能
LAI 位置区域标识符
LAU 位置区域更新
LTE 长期演进
MAA 多媒体认证应答
MAP 移动应用部分
MAR 多媒体认证请求
MCC 移动国家码
MGW 媒体网关
MME 移动性管理实体
MSC 移动交换中心
MSC-S MSC服务器
MSRN 移动站路由号码
NW 网络
P-CSCF 代理呼叫会话控制功能
PDN 分组数据网络
PGW PDN网关
QoS 服务质量
RAND 随机数(用于认证)
RAR 重新认证请求
SAA 服务器指派应答
SAR 服务器指派请求
S-CSCF 服务呼叫会话控制功能
SGSN 服务GPRS支持节点
SIP 会话发起协议
SRES 签署响应(SIM卡或在2G AKA中的USIM返回的验证值)
TAS 电话应用服务器
UDA 用户数据应答
UDR 用户数据请求
UE 用户设备
URI 统一资源标识符
URN 统一资源名称
VLR 访问位置寄存器
VPLMN 访问公共陆地移动网络
本申请基于并要求于2015年11月10日提交的欧洲专利申请No.EP15193970.9的优先权，其全部公开通过引用并入本文。

Claims (10)

1.一种用于IP多媒体子系统“IMS”集中式服务“ICS”的网络节点，包括：
存储器，存储指令；以及
至少一个处理器，被配置为执行所述指令以：
从移动交换中心“MSC”服务器接收更新位置请求，所述更新位置请求具有国际移动订户标识“IMSI”和移动站路由号码“MSRN”，
从归属订户服务器“HSS”取回订阅简档和服务设置，
将所述订阅简档和服务设置映射为电路交换“CS”简档和CS设置，以及
向所述MSC服务器发送包括映射的CS简档和CS设置在内的插入订户数据消息。
2.根据权利要求1所述的网络节点，其中
所述至少一个处理器还被配置为处理所述指令以：
接收指示需要CS认证的认证参数请求，
从所述HSS取回CS认证数据，以及
向所述MSC服务器提供包括所述CS认证数据在内的认证信息消息。
3.一种用于出境漫游支持的网络节点，包括：
存储器，存储指令；以及
至少一个处理器，被配置为执行所述指令以：
接收UE的位置更新请求消息，所述位置更新请求消息包括国际移动订户标识“IMSI”和LAI，
基于所述IMSI检测到UE不属于自己的网络，而是入境漫游用户，
向IP多媒体子系统“IMS”集中式服务“ICS”互通功能“ICS-IWF”发送更新位置请求，所述更新位置请求具有所述IMSI和移动站路由号码“MSRN”，以及
从所述ICS-IWF接收包括映射的电路交换“CS”简档和CS设置在内的插入订户数据消息。
4.根据权利要求3所述的网络节点，其中
所述至少一个处理器还被配置为处理所述指令以：
利用认证参数请求向所述ICS-IWF发送指示需要CS认证的信息，
接收包括CS认证参数在内的认证信息消息，
向所述UE发送具有随机“RAND”值的认证请求，以及
接收包括签署响应“SRES”在内的认证响应。
5.一种系统，包括：
根据权利要求1或2所述的网络节点；以及
根据权利要求3或4所述的网络节点。
6.一种通信方法，包括：
从移动交换中心“MSC”服务器接收更新位置请求，所述更新位置请求具有国际移动订户标识“IMSI”和移动站路由号码“MSRN”；
从归属订户服务器“HSS”取回订阅简档和服务设置；
将所述订阅简档和服务设置映射为电路交换“CS”简档和CS设置；以及
向所述MSC服务器发送包括映射的CS简档和CS设置在内的插入订户数据消息。
7.根据权利要求6所述的通信方法，还包括：
接收指示需要CS认证的认证参数请求，
从所述HSS取回CS认证数据，以及
向所述MSC服务器提供包括所述CS认证数据在内的认证信息消息。
8.一种通信方法，包括：
接收UE的位置更新请求消息，所述位置更新请求消息包括国际移动订户标识“IMSI”和LAI；
基于所述IMSI检测到UE不属于自己的网络，而是入境漫游用户；
向IP多媒体子系统“IMS”集中式服务“ICS”互通功能“ICS-IWF”发送更新位置请求，所述更新位置请求具有所述IMSI和移动站路由号码“MSRN”；以及
从所述ICS-IWF接收包括映射的电路交换“CS”简档和CS设置在内的插入订户数据消息。
9.根据权利要求8所述的通信方法，还包括：
利用认证参数请求向所述ICS-IWF发送指示需要CS认证的信息；
接收包括CS认证参数在内的认证信息消息；
向所述UE发送具有随机“RAND”值的认证请求；以及
接收包括签署响应“SRES”在内的认证响应。
10.一种计算机程序，包括用于使可编程通信设备执行根据权利要求6至9中任一项所述的方法的计算机可实现指令。
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