CN109417554B - 控制移动装置对语音服务的接入的方法和设备、存储器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制移动装置对语音服务的接入的方法和设备、存储器。一种无线接入点被配置为定期监测WLAN、WAN以及ePDG数据链路的状态，以确定当前连接是否足以支持VoWiFi服务。在装置（9）连接到枢纽器的WLAN且尝试经由枢纽器（17）从其VoLTE服务切换到VoWiFi时，枢纽器（17）被配置为确定当前状况是否可以满足VoWiFi连接。如果VoWiFi服务可以支持连接，则将请求路由到与移动装置的用户LTE网络关联的ePDG（25）。然而，如果当前状况无法满意地支持VoWiFi连接而导致可能错过来电或有效呼叫的质量将不清楚，那么枢纽器（17）被配置为阻止请求，使得客户端装置（9）将超时并保持连接到VoLTE。

Description

控制移动装置对语音服务的接入的方法和设备、存储器
技术领域
本发明涉及管理无线通信服务，具体涉及用于控制到Wi-Fi语音(VoWiFi)服务的装置连接的方法和设备和存储器。
背景技术
蜂窝数据网络向具有蜂窝网络接口的移动装置提供数据连接。网络由网络核心和宏小区基站的无线接入网(RAN)形成，该网络核心用于处理控制平面功能和数据分组路由，宏小区基站遍及移动网络的覆盖区域来设置以与用户移动装置进行无线通信。蜂窝网络架构的示例是长期演进(LTE)。和在电路交换语音平台上提供分组交换数据服务的之前世代第二代(2G)和第三代(3G)蜂窝网络不同，LTE是不支持传统语音呼叫平台的全分组交换数据网络架构。
根据IEEE 802.11标准族工作的无线局域网(WLAN)(常被称为Wi-Fi)在许多用户位置中常见，并且提供短地理范围内的数据连接。通常，无线局域网由无线接入点(AP)来生成并维持，该AP充当在连接到WLAN的装置(例如，智能电话、平板电脑)与经由有线接口连接的本地装置(电视、网络附加存储)之间的分组路由接口。无线接入点服务本地装置，并且通常将与外部网络接口共置或集成，外部网络接口诸如用于经由因特网服务提供商的核心网络向诸如因特网的外部网络提供回程链路的调制解调器。示例回程技术包括基于电缆数据服务接口规范(DOCSIS)架构的数字用户线路(xDSL)铜/光纤和电缆。
这种组合AP、分组路由以及调制解调器装置贯穿说明书将被称为“枢纽器”。
VoLTE/VoWiFi
LTE语音(VoLTE)是在LTE上运行的语音服务，使用优化的报头和优先级标记来使用分组交换网络提供语音服务，其目的在于减少/代替传统语音网络。
由于WLAN在许多区域中的流行，很多网络运营商还部署了Wi-Fi语音(VoWiFi)或Wi-Fi呼叫服务。在VoWiFi中，WLAN被作为到LTE网络的非3GPP(第3代合作伙伴项目)接入网络基站来对待，使得使用标准电话软件来拨出语音呼叫以及接收语音呼叫，并且分组数据被隧道传输到蜂窝网络核心和从蜂窝网络核心隧道传输。因此，VoWiFi看起来是将蜂窝网络覆盖扩展到室内位置，并且在移动装置移动至室外位置时允许切换到正常VoLTE服务。
因此，诸如智能电话的移动装置将具有用于数据连接的蜂窝网络接口和WLAN接口这两者。WLAN提供未计量的服务，因此移动装置被配置为在WLAN和蜂窝接入这两者可用时对于全部数据连接偏好WLAN接口。
凭借传统处理，移动装置仅关心到枢纽器的WLAN信号的质量。只要WLAN信号强度在信号强度阈值以上，移动装置就将连接到WLAN并向包括VoWiFi在内的在WLAN上承载的服务注册，即使是没有到诸如因特网的外部网络的向前连接的情况下。这对于用户可能造成混淆，因为电话显示强的WLAN连接(通常经由具有指示信号强度的各种条的图标来显示)，但移动装置上的数据服务不连接到它们的主机服务器。
本发明解决了上述问题。
发明内容
在一个方面中，本发明的实施方式提供了一种操作无线网络接入点的方法，该无线网络接入点控制至少一个移动装置对语音服务的接入，该语音服务由蜂窝网络提供且可经由无线接入点接入，该无线接入点具有：无线网络接口，该无线网络接口用于经由无线链路与至少一个移动装置通信；和广域网接口，该广域网接口用于经由广域网链路与广域网通信，并且至少一个移动装置具有非蜂窝无线网络接口，该非蜂窝无线网络接口用于经由蜂窝网关与无线网络接入点以及语音服务通信，该蜂窝网关位于蜂窝网络的逻辑边缘，而且该至少一个移动装置具有蜂窝网络接口，该蜂窝网络接口用于经由蜂窝网络与语音服务通信，该方法包括以下步骤：通过以下处理确定至少无线链路和广域网接口上的当前网络状况是否可以支持语音服务要求：确定非蜂窝无线网络的性能度量和到广域网的链路的性能度量；并且将所确定的性能度量的子集与语音服务所需的一组阈值进行比较；接收移动装置对蜂窝网关的关于语音服务的请求；以及如果确定了语音服务可以由当前网络状况支持，则允许由移动装置建立对语音服务的连接；如果确定了当前网络状况不能够支持语音服务，则阻止语音服务请求。
在另外方面中，本发明的实施方式提供了一种用于控制至少一个移动装置对语音服务的接入的设备，该语音服务位于蜂窝网络中且可经由无线接入点接入，该至少一个移动装置具有无线网络接口，该无线网络接口用于经由蜂窝网关装置与无线网络接入点和语音服务通信，该蜂窝网关装置位于蜂窝网络的逻辑边缘，至少一个移动装置而且具有蜂窝网络接口，该蜂窝网络接口用于经由蜂窝网络与语音服务通信，该设备包括：无线网络接口，该无线网络接口用于经由无线链路与至少一个移动装置通信；广域网接口，该广域网接口用于与广域网通信；用于通过以下处理来确定至少无线链路和广域网接口的当前网络状况是否可以支持语音服务要求的单元：确定非蜂窝无线网络的性能度量和到广域网的链路的性能度量；并且将所确定的性能度量的子集与语音服务所需的一组阈值进行比较；用于接收移动装置对蜂窝网关的关于语音服务的请求的单元；以及处理单元，该处理单元可在所述确定单元之后进行工作以：如果确定了语音服务可以由当前网络状况支持，则允许由移动装置建立对语音服务的连接；并且如果确定了当前网络状况不能够支持语音服务，则阻止语音服务请求。
在另外方面中，本发明的实施方式提供了一种包含处理器可执行指令的计算机程序，这些指令用于使得处理器进行根据本发明的方法。
附图说明
现在将在附图的帮助下描述本发明的实施方式，在附图中：
图1示意性示出了第一实施方式的通信网络的概览；
图2示意性示出了根据第一实施方式的枢纽器装置的功能部件；
图3示意性示出了根据第一实施方式的移动装置的部件；
图4示意性示出了根据第一实施方式的移动装置、枢纽器以及演进型分组数据网关(ePDG)之间的交互的概览；
图5是示出了第一实施方式中的确定VoWiFi可用性的VoWiFi服务监测器的工作的流程图；
图6是更详细地示出了确定编解码器和MNO要求的VoWiFi服务监测器的工作的流程图；以及
图7是示出了在枢纽器接收对VoWiFi连接的请求时的枢纽器的工作的流程图。
具体实施方式
系统概览
图1示出了根据第一实施方式的通信通信系统1中的主要部件的概览。系统1具有多个功能子系统：
长期演进(LTE)蜂窝网络3基础设施；
包括本地网和因特网服务提供商(ISP)架构的非蜂窝网络基础设施5；以及
IP多媒体子系统(IMS)7。
LTE蜂窝网络3向蜂窝网络客户端装置提供数据和语音服务，这些蜂窝网络客户端装置为该网络3的用户，被称为用户实体(UE)，诸如移动电话9。LTE蜂窝网络3包括网络核心11和由eNodeB 13形成的无线接入网，该无线接入网用于将网络核心11中的服务和资源连接到UE 9。网络核心11包含标准控制功能，诸如多媒体移动性实体(MME)(未示出)、归属用户服务器(HSS)(未示出)以及策略构造规则功能(PCRF)(未示出)。为了将数据分组路由到远程资源，存在多个服务网关(SGW)(未示出)和分组网关(PGW)(未示出)。
IMS 7是为所有网络提供统一服务架构的IP数据网络。多个服务可以设置在单个控制/服务层上，即使接入网可以不同。因此，IMS 7降低了对数据服务/应用中的复制的需要。VoLTE和VoWiFi语音呼叫服务被容纳在IMS 7内的应用服务器15中，该IMS在该实施方式中由被称为多媒体电话服务(MMTel)的服务来提供。
非蜂窝网络基础设施5包括下文中被称为枢纽器的无线接入点/调制解调器路由器装置17，该无线接入点/调制解调器路由器装置设置在用户驻地(诸如他们的家)中，根据IEEE 802.11标准族生成无线局域网(WLAN)19，以允许与UE以及仅WLAN的装置(诸如计算机10)通信。对于外部网络接入，枢纽器17与因特网服务提供商(ISP)21通信，该ISP经由诸如因特网23的广域网向外部服务器和用户路由数据。
由于LTE蜂窝网络3将非蜂窝接入用于诸如Wi-Fi分流的应用的能力，LTE蜂窝网络3还包括演进型分组数据网关(ePDG)25，该ePDG充当用于在非授信3GPP IP系统上的与UE的安全数据隧道(IPSec)隧道的端点。这允许来自位于非蜂窝接入网5上的UE 9的数据进入到EPC网络核心11中以在LTE蜂窝网络3和IMS 7网络内处理。
为了便于说明，将关于单个UE 9描述第一实施方式，该单个UE被配置作为LTE网络3的用户。在UE经由WLAN 19连接到枢纽器17时，与LTE网络有关的任意数据流量被配置为经由ePDG 25路由。
UE 9具有用于分别接入非蜂窝网络基础设施和LTE蜂窝网络的WLAN无线接口和LTE无线接口这两者，并且UE 9支持VoLTE、VoWiFi以及电路交换回落(CSFB)语音呼叫。为了强调UE 9与其他所连接WLAN装置10之间的差异，计算机10仅具有WLAN接口，因此仅可以接入枢纽器17的WLAN 19，但无法接入蜂窝网络3，因为它不具有能够发送和接收LTE或其他蜂窝网络信号的接口。
用于启动Wi-Fi和LTE接口的UE的行为
如以上提及的，UE 9具有WLAN接口和LTE接口这两者，并且能够进行VoLTE和VoWiFi呼叫处理这两者。因为LTE网络的eNodeB 13具有比WLAN 19大的地理覆盖范围，所以通常UE将连接到LTE网络3，并且将使用VoLTE。
然而，当UE诸如图1所示的在WLAN 19的范围内时，存在了连接范围的交叠，并且UE9可以使用其蜂窝接口或WLAN接口连接到远程数据服务。通常，默认策略是WLAN连接优先。因此，在UE连接到LTE网络3且它检测到已知WLAN 19时，UE 9将尝试使用WLAN 19。
因此，在检测到已知WLAN 19时，UE 9将启用其WLAN接口并停用其蜂窝接口，这使得还断开任意现有服务。该变化对于UE的用户通常是透明的，因为它对诸如文件传输和网页浏览的服务的操作具有较小影响。然而，相比于蜂窝数据接口而言WLAN接口优先的一般UE策略会对使用VoWiFi而不是VoLTE的语音服务的用户的体验质量有影响。
具体地，一旦UE 9已经连接(使用标准关联和认证例程)到WLAN，则UE 9中的语音客户端将尝试连接到VoWiFi服务。
然而，如果WLAN或到ePDG 25的连接的当前服务状况不能够支持VoWiFi连接的具体服务要求，那么即使UE已经连接到VoWiFi，连接也将不能支持成功有效会话/呼叫，因此，用户将不能使用VoWiFi拨出并接收语音呼叫。
在实施方式中，枢纽器17知道一些所连接装置可以使用VoWiFi，因此，使用与WLAN容量的状态和到ePDG的连接的状态有关的信息、以及因此与VoWiFi服务的可用性有关的信息，来控制所连接的装置到VoWiFi的接入。具体地，如果确定不能够支持VoWiFi，则枢纽器将拒绝到VoWiFi服务的接入，使得装置保持连接到VoLTE。
枢纽器
现在将参照图2描述枢纽器的部件。
图2更详细地示出了枢纽器17的内部部件。枢纽器17包含多个网络接口，这些网络接口用于与各种类型的网络装置通信。对于本地装置，存在用于使用被称为Wi-Fi的无线协议(诸如无线LAN标准的IEEE 802.11族)与无线装置通信的无线局域网(WLAN)接口31。在该实施方式中，WLAN接口31符合用于WLAN操作的802.11ac标准。对于有线LAN装置，存在根据IEEE 802.3标准的以太网接口33。
对于到因特网服务提供商(ISP)的连接，枢纽器17具有广域网(WAN)接口35，该接口在该实施方式中是符合数字用户线路(xDSL)标准族的调制解调器，诸如超高速DSL(VDSL)调制解调器。
枢纽器17还包含中央处理器和存储器(未示出)。存储器包含计算机程序代码，在由处理器执行时，该计算机程序代码定义以下描述的多个软件功能单元。
枢纽器17包含分组路由功能37，该分组路由功能负责管理数据分组在三个接口31、33、35之间的流动。分组路由功能37处理在三个接口31、33、35上接收的进入分组的报头，并且确定为了向前递送到预期包目的地而将包发送到哪里。分组路由功能37还将包括诸如网络地址转换(NAT)的功能，NAT用于在本地接口31、33与WAN接口35之间引导分组。
枢纽器17包含VoWiFi监测功能39，该VoWiFi监测功能负责监测枢纽器的本地侧WLAN和WAN连接的状态、以及到ePDG 25的逻辑链路的状态。这些统计和度量用于确定当前状况是否适于支持VoWiFi服务。VoWiFi监测功能39还被配置为处理来自UE 9的对VoWiFi服务的请求，并且根据关于当前状况进行的VoWiFi网络要求的评定而允许或拒绝注册请求。
这样，枢纽器17充当对请求VoWiFi的装置的接入控制器，并且根据是否可以支持VoWiFi会话而选择性地允许到VoWiFi的接入。
VoWiFi监测功能39包含三个主要部：监测部、状态确定部以及请求处理器部。
VoWiFi监测
监测部具有WLAN状态监测器41、WAN状态监测器43以及VoWiFi服务监测器45。
WLAN状态监测器41涉及监测到具备VoWiFi能力的装置9的无线链路的性能。其链接到WLAN接口，并且定期测量作为可能影响VoWiFi服务的质量的拥塞的指示的、对WLAN的使用。在该实施方式中，定期测量所连接的装置的数量、到全部所连接的装置的总吞吐量、以及时延。
WAN状态监测器43涉及物理DSL连接的状态，该状态影响全部去往WAN的网络流量的性能，WAN状态监测器43链接到WAN接口，并且定期测量到ISP 21的DSL的一组线路统计。
以下示出了所收集的DSL统计的示例。
VPI/VCI：0/38
类型：PPPoA
调制：G.992.1附录A
时延类型：交织
噪声容限(下/上)：11.6dB/19.0dB
线路衰减(下/上)：61.2dB/31.5dB
输出功率(下/上)：16.5dBm/12.3dBm
FEC事件(下/上)：38051/65
CRC事件(下/上)：526/97
分帧损失(本地/远程)：0/0
信号损失(本地/远程)：0/0
功率损失(本地/远程)：0/0
HEC事件(下/上)：1529/69
误码秒(本地/远程)：8689/256
ePDG监测器
ePDG监测器45涉及到eDPG 25的逻辑链路的健康。在该实施方式中，它定期测量吞吐量、时延以及往返延迟。
上述监测器中的分别向VoWiFi服务状态处理器47发送任意所测量的状态信息。
链路状态确定
监测部涉及收集在具备VoWiFi能力的UE 9与提供UE订购的LTE蜂窝网络3的ePDG25之间所涉及的各种链路的当前统计。
线路状态部负责处理所收集的状态数据，以进行VoWiFi服务的健康的确定。线路状态部包含VoWiFi服务状态处理器47、移动网络运营商(MNO)存储部49以及编解码器存储部51。
编解码器存储部51包含与可以用于VoWiFi会话中的编解码器的数量有关的信息。这种“编解码器”的示例包括DolbyTM、AMR-WB以及SilkTM。各编解码器将在在最小带宽最大丢包率、最大丢包率以及最大抖动方面具有不同准则。
以下示出了编解码器存储部51的内容的示例。
Figure GDA0003039052200000081
表1
编解码器存储部中的每行条目与可以用于VoWiFi的不同编解码器有关。如以上所述，各条目定义为了支持最少VoWiFi功能而需要的阈值带宽、丢包率、时延以及抖动。
MNO存储部49包含与提供VoWiFi服务的LTE蜂窝网络有关的信息，该信息包括LTE蜂窝网络3的名称、关联ePDG 25的地址以及与LTE网络提供VoWiFi服务的能力有关的任意具体要求。例如，对于要在LTE网络3上允许的VoWiFi连接，数据链路在带宽、时延以及延迟方面的最低质量必须存在。该组准则可以在每天不同时间变化。
在该实施方式中，MNO特定信息由ISP 21从LTE网络3取得，然后经由诸如TR-069或用于ISP 21到枢纽器17通信的类似方法的管理服务引导到枢纽器17。
以下示出在MNO存储部中存储的内容的示例。
Figure GDA0003039052200000082
表2
如表2所示，虽然已经关于单个MNO/LTE网络描述了实施方式，但MNO存储部49可以存储用于由不同MNO管理的多于一个LTE网络的数据，以满足为到多个不同LTE网络3的用户的多个VoWiFi UE 9。
各MNO条目具有关联的容差因子。其为针对可以由LTE网络用于进行VoWiFi的各编解码器定义的阈值的修正因子，从而即使当前状况不满足最低要求，也仍然可以允许VoWiFi连接。这将允许建立VoWiFi连接，以期望当前状况将在将来时间点将改善至满足拨出/接收VoWiFi呼叫时的编解码器要求。例如，如果编解码器指定最小带宽是50kbps且用于VoWiFi的MNO条目指定10％容差，则在当前链路吞吐量状况在45kbps与49kbps之间时，应仍然允许VoWiFi连接。然而，如果线路状况低于45kbps，那么认为VoWiFi服务在测试时段内不可用。
MNO条目还包括用于在不同的当日时间定义不同的容差，例如在期望的安静时间，容差可以更大，而在繁忙时间，容差更低。
VoWiFi服务状态处理器47从WLAN监测器41、WAN监测器43以及ePDG监测器45中分别定期获取当前线路状态。来自这些监测器的数据与UE 9与ePDG 25之间的连接的不同区段(即，UE 9与枢纽器17之间的WLAN子系统、枢纽器17与ISP 21之间的DSL系统、以及枢纽器到ePDG 25)(包括DSL链路，还经由广域网考虑ISP与ePDG之间的链路)的状态有关。最慢执行区段将为是否可以支持VoWiFi的速率限制决定因素。因此，VoWiFi服务状态监测器47被配置为从所收集的一组数据识别最低性能值，以稍后与在编解码器存储部51和MNO存储部49中记载的对VoWiFi的编解码器和MNO要求进行比较。
以下陈述了不同区段可以变成性能限制区段的多个场景：
WLAN拥塞
在该场景中，大量装置连接到WLAN，或者干扰源(相邻的WLAN或微波)使得WLAN的性能劣化。在这种情况下DSL链路和ePDG链路可以指示良好的链路性能，然后由于干扰，WLAN监测值很低。在这种情况下WLAN可以为性能限制区段。
DSL链路故障或拥塞
在该场景中，WLAN指示良好性能，然而，WAN监测统计指示DSL不工作或以比WLAN低的性能工作。ePDG监测器受WLAN链路的性能直接影响，因此这些值中的最低值将用于稍后的计算中。
到ePDG的逻辑链路拥塞
在该场景中，与WLAN或DSL链路没有问题，然而，由于到ePDG的链路中的问题，例如ePDG本身或因特网上的中间路由节点的故障，ePDG测量结果低于WLAN和WAN监测值。因此，由ePDG监测器收集的值用于稍后的计算中。此外，因为未减少DSL链路统计，所以枢纽器可以区分该场景与早前的场景。
如果已经根据从监测器41、43、45收集的该组数据确定带宽、抖动、丢包率、延迟等的最低当前度量值，则VoWiFi服务状态监测器47将所观察到的状况与如由可适用的MNO容差值修正后的各个编解码器要求进行比较，以确定可支持哪些VoWiFi服务到客户端。在该实施方式中，测试每5分钟进行一次，以提供VoWiFi状况的最新状态。
如表1和表2所示，MNO存储部49和编解码器存储部51各自的最后一列用于存储各比较的结果。在评价之后，更新用于各MNO和编解码器条目的数据字段，以指示编解码器和/或MNO是否可用于VoWiFi服务。
在监测部和状态部的处理之后，枢纽器17基于用于MNO/LTE蜂窝网络3的当前链路状况知道是否可支持VoWiFi连接。此外，枢纽器还具有与对于VoWiFi支持哪些编解码器和多个LTE网络在哪里可用、各LTE网络关于VoWiFi的状态有关的信息。
请求处理部
请求处理器部包含VoWiFi请求接收器53和与已经请求VoWiFi的任意装置有关的一组客户端配置55。这些部件链接到VoWiFi服务状态处理器47。
在该实施方式中，枢纽器被配置为通过寻找被定址到ePDG 25的IP地址的IP分组流来识别来自具备VoWiFi能力的装置9的VoWiFi请求。VoWiFi请求处理器53创建利用分组路由功能37的规则，使得在首次从已经加入WLAN的UE 9发出的数据分组被检测到时，该数据分组被VoWiFi请求处理器53截取，使得在该数据分组被转发到ePDG 25以建立VoWiFi连接之前可以确定VoWiFi服务可用性。这样，如果VoWiFi服务可用，那么在链路建立中仅存在轻微延迟，然而，如果枢纽器17知道VoWiFi服务不可用，那么阻止该请求，并且UE 9将超时并保持在VoLTE上。
在已经截取了指示VoWiFi请求的数据分组的情况下，VoWiFi请求处理器53通知VoWiFi服务状态处理器47，并且VoWiFi服务状态处理器47创建包含UE的地址(来自数据分组的源地址)和ePDG的地址(分组目的地地址)在内的新配置条目55。VoWiFi服务状态处理器47从MNO存储部49识别与该ePDG地址对应的MNO记录以及由该LTE蜂窝网络3使用的任意编解码器记录。检查用于与UE 9对应的MNO条目和来自编解码器存储部51的编解码器条目的就绪状态字段，并且如果MNO和至少一个编解码器的状态是“就绪”，那么VoWiFi服务状态处理器将更新客户端配置55，以示出客户端9连接到VoWiFi，并且使VoWiFi请求处理器53指示分组路由功能将VoWiFi请求转发到ePDG 25。为了避免不必要的开销，VoWiFi请求处理器53还向一般分组路由功能规则添加例外，使得在UE仍然连接到WLAN的同时不需要截取从UE9到ePDG的任何另外分组。这样，不阻碍正常VoWiFi数据会话分组流。
然而，如果MNO存储部49中的记录指示由于当前线路状况不充足而VoWiFi服务不可用，那么VoWiFi服务状态处理器47将客户端记录55更新为指示VoWiFi已经被请求但不可用。VoWiFi请求处理器53然后指示分组路由功能37放弃分组。在UE 9未接收到来自ePDG 25的响应时，它将假定VoWiFi服务不可用并保持连接到VoLTE。
UE
现在将参照图3描述UE 9的部件。
UE 9包含蜂窝网络接口61和WLAN接口63。蜂窝接口61与蜂窝网络3的eNodeB 13可兼容，并且WLAN接口63与枢纽器17的WLAN接口31可兼容。
因为接口61或63可以由UE 9使用，所以数据链路接口65负责按需启用和停用各接口61、63，并且将用户数据和控制分组路由到接口61、63。
操作系统67负责由UE 9执行的整体操作任务，并且将多个应用和服务69链接到数据层接口65。应用和服务69内的应用中的一个是与VoLTE和VoWiFi可兼容的电话应用71。
在正常操作中，电话应用61被配置为连接到在IMS 7中设置的MMTel服务15，以经由VoLTE和VoWiFi提供语音服务。UE 9在它连接到WLAN 19时向VoWiFi注册，并且UE 9在它连接到LTE蜂窝网络3时向VoLTE注册。
如果来自枢纽器17的响应是允许VoWiFi注册，则具备VoWiFi能力的UE 9将尝试以标准方式从VoLTE切换至VoWiFi。如上所述，枢纽器17处理将确定当前连接状况是否可以以对UE 9透明的方式支持从UE 9到所订购的LTE蜂窝网络3的这种VoWiFi连接。如果上述枢纽器17处理因为当前线路状况不足以支持VoWiFi而拒绝VoWiFi接入，则UE 9将推断请求超时，放弃VoWiFi注册请求，并且保持连接到VoLTE以进行语音通信。然而，在该实施方式中，UE 9将维持WLAN连接而使得其他数据服务继续经由WLAN接口行进，并且仅VoLTE服务使用LTE蜂窝连接。
虽然同时启用两个无线数据连接可能对电池存在不利，但益处是仅VoLTE服务在使用LTE，因此没有由于网络适配器到可以在UE上有效的其他数据服务的切换引起的扰乱。此外，到MNO的大部分蜂窝用户在LTE服务的数据使用上有限制，因此在用户相信他们处于WLAN(通常为未计量的)上时将全部数据服务透明地切换到LTE将是不利的用户体验。
在该实施方式中，如果UE被枢纽器拒绝VoWiFi接入，则其被配置为在稍后的时间(例如，在5分钟后)重新尝试注册。
现在将参照图4至图7所示的流程图描述UE 9和枢纽器17中的各种部件的工作。
整体流程图
图4示出了在UE、枢纽器以及ePDG之间进行的处理步骤的交互流程图。
在步骤s1中，VoWiFi服务状态处理器的监测部记录针对WLAN连接、WAN统计以及到ePDG的逻辑链路的性能的状态信息。
在步骤s3中，通过将准则与实际观察状况进行比较来更新用于MNO和编解码器各自的可用性值。
一旦该步骤已经完成，则上述MNO存储部和编解码器存储部将包含与枢纽器连接支持多个类型的VoWiFi连接的能力有关的有效状态信息。
在步骤s5中，从用户生成对VoWiFi的请求并将其定址到ePDG 25。
在步骤s7中，枢纽器截取请求数据分组，并且在步骤s9中，确定网络连接支持VoWiFi请求的能力。
在s9中的处理之后，如果VoWiFi连接是可能的，则在步骤s11中，将来自UE 9的VoWiFi请求转发到ePDG，并且在步骤s13中，建立VoWiFi会话。
另选地，如果在步骤s9之后，枢纽器确定不支持VoWiFi(这可以降至策略)，那么在步骤s15中，枢纽器阻止向ePDG 25转发分组，并且在步骤s17中，UE 9确定其请求已经超时，因此丢弃VoWiFi请求并保持在VoLTE上。
图5示出了在监测部期间由VoWiFi服务状态处理器47执行的处理。
如以上提及的，存在三个接口由枢纽器17的监测部件测量。
WLAN接口监测器41被配置为监测WLAN接口31，并且确定WLAN链路19的当前可用吞吐量/容量。
WAN接口监测器43被配置为监测WAN接口35，并且获得与枢纽器17与ISP 21之间的连接的抖动、丢包率等有关的线路统计。
ePDG监测器45被配置为确定与枢纽器17与ePDG 25之间的链路有关的度量。
这些监测器41、43、45各自被配置为连续监测度量，以能够提供与枢纽器连接的当前状态有关的最新信息。
在步骤s21中，VoWiFi服务状态监测器47将从枢纽器17中的监测器41、43、45各自取得最新值和度量。
在步骤s23中，从所收集的三组度量信息确定所收集的度量的最低值的子集。该步骤确定UE与ePDG之间的网络链路用于VoWiFi的最大性能，其如由例如吞吐量、丢包率、抖动、延迟等的最差执行度量限制。
在步骤s25中，将所确定的度量的子集与对各编解码器和MNO的已存储编解码器和MNO要求进行比较，以确定基于当前环境支持哪些编解码器和哪些MNO可以支持VoWiFi连接。
在步骤s27中，使用比较结果来更新各编解码器和MNO的可用性字段。然后对于该监测周期，处理结束。定期重复监测处理，以维持监测数据的有效性。在该实施方式中，监测处理每5分钟重复一次，以提供数据有效性与处理开销之间的平衡。
图6对于单个编解码器更详细地示出了比较步骤s25的细节。
在步骤s31中，从编解码器存储部51取得编解码器要求。编解码器属性指示允许语音流根据编解码器操作必须满足的最小阈值。
还从MNO数据存储部49取得MNO要求。MNO要求涉及关于MNO的配置和它们优先使用的编解码器有关的已知信息。还存储容差得分，该容差得分指示即使当前线路状况不满足正常阈值是否应允许VoWiFi连接。因此，容差是质量准则的修正因子，并且容差可以根据期望网络负载等全天变化。
在步骤s33中，将在步骤s23中生成的当前链路状况的子集与修正后的各个编解码器要求进行比较。
在步骤s35中，执行测试，以确定当前线路状况是否可以支持编解码器要求。
如果当前状况可以支持编解码器要求，那么在步骤s37中，将用于该编解码器和MNO的条目更新为指示MNO将接受来自装置的对VoWiFi的请求。另选地，如果当前状况被确定为不能够支持VoWiFi，那么在步骤s39中，将MNO存储部中的记录更新为指示当前不支持该编解码器。
对于可以用于VoWiFi的各已知编解码器重复上述处理。在比较编解码器的处理完成之后，然后处理返回到图5中的步骤s27。
定期执行VoWiFi服务状态处理器47的监测部确定何时可以进行VoWiFi连接的处理，使得在UE请求到它们的ePDG的连接时VoWiFi连接的当前状态总是可得。
图7是示出了在UE 9希望连接到ePDG 25时由VoWiFi服务状态处理器进行的处理的流程图。
在步骤s41中，VoWiFi请求接收器53接收来自连接到WLAN的UE 9中的一个的、对VoWiFi的请求。在该实施方式中，VoWiFi请求接收器被配置为从由UE 9发送并定址到已知ePDG的IP地址的数据分组截取这种请求。
一旦已经接收到请求，则对于UE 9生成新客户端配置55。
在步骤s45中，进行测试，以确定是否允许所请求的VoWiFi连接。凭借监测VoWiFi连接的状态的较早处理，该处理相当简单，因为它仅涉及识别UE的MNO然后读取MNO存储部49中的MNO状态信息。
如果状态指示VoWiFi服务将不可用于该客户端，那么在步骤s47中，阻止该请求，使得客户端将超时并保持在VoLTE上。
如果测试成功且所请求VoWiFi服务可用，那么在步骤s49中，将VoWiFi请求转发到ePDG。
在步骤s51中，用客户端的细节及其VoWiFi请求的状态来更新客户端配置55，并且处理结束。
在第一实施方式中，枢纽器被修改为定期监测WLAN、WAN以及ePDG数据链路的状态，以确定当前连接是否足以支持VoWiFi服务。在装置9连接到枢纽器的WLAN且尝试经由枢纽器17从其VoLTE服务切换到VoWiFi时，枢纽器17被配置为确定当前状况是否可以满足VoWiFi连接。如果VoWiFi服务可以支持连接，则将请求路由到与移动装置的MNO关联的ePDG25。然而，如果当前状况无法满意地支持VoWiFi连接而导致可能错过来电或有效呼叫的质量将不清楚，那么枢纽器17被配置为阻止请求，使得UE 9将超时并保持连接到VoLTE。
在实施方式中，枢纽器被配置为除了监测本地WLAN和WAN连接的状态之外，还监测到单个ePDG的链路的状态。技术人员将理解，属于多个不同LTE网络3的用户的UE 9可以连接到WLAN，因此必须对于各个可能LTE网络进行ePDG链路状态监测。为了效率，家庭网络的管理员可以定义所需LTE网络的列表，使得枢纽器不对于未用的网络执行处理。
另选和修改例
在实施方式中，枢纽器与ISP之间的连接由DSL链路来提供。在ISP硬件基于电缆数据服务接口规范(DOCSIS)的另选方案中，WAN接口35是符合DOCSIS电缆标准的电缆调制解调器。
在实施方式中，枢纽器的管理员定义应被监测的一组ePDG。在另选方案中，枢纽器可以被配置为“按需”执行ePDG监测，借此，其设置有可用ePDG IP地址的列表，并且ePDG监测器将仅在UE 9尝试连接到该ePDG时开始监测任意特定ePDG。
在另外的另选方案中，在给定了大量可能ePDG的情况下，外部ePDG监测器对ePDG的可用性执行检查，并且枢纽器仅需要以所请求ePDG的身份来联系外部ePDG监测器。
在较简单的另选方案中，枢纽器仅监测WLAN和WAN接口状态，并且不获得用于ePDG连接的状态信息。
在实施方式中，由LTE网络提供的VoWiFi服务的可用性被恒定确定，使得枢纽器响应于所检测的对VoWiFi的请求而进行的操作是迅速的。然而，在使用VoWiFi服务的装置不存在时，这可能导致浪费的处理。
在另选方案中，枢纽器被配置为在不存在连接到WLAN的装置时或在没有对VoWiFi的任何请求的预定时段之后停用监测和VoWiFi服务状态确定。
在另外的另选方案中，枢纽器不在VoWiFi请求之前执行任何监测，而是仅响应于VoWiFi服务请求来检查WLAN、WAN以及ePDG链路。这以接收VoWiFi请求时的较长延迟的代价节省了枢纽器的空闲处理。
在实施方式中，枢纽器被配置为截取来自UE的VoWiFi切换请求。这样，枢纽器的工作对UE和ePDG是透明的。如果状况充足，则将UE的VoWiFi请求传送到ePDG，并且如果状况不充足，那么由枢纽器阻止VoWiFi请求，并且UE将超时并假定服务不可用。在另选方案中，UE的操作被修改为使得其对VoWiFi的请求实际上被定址到枢纽器，并且枢纽器有效地执行对到各ePDG的VoWiFi连接的管理。该另选方案需要对VoWiFi客户端的修改来将它们的请求定址到枢纽器，而不是直接定址到ePDG，但简化了枢纽器，因为枢纽器不需要执行分组检查以截取来自UE的VoWiFi请求分组。
在实施方式中，如果当前链路状况无法满足VoWiFi会话，则枢纽器将阻止UE对VoWiFi的请求。UE不知道枢纽器在阻止请求中的作用，因此假定VoWiFi服务不可用并且因而保持连接到VoLTE以进行语音服务。在修改例中，在枢纽器确定VoWiFi服务现在将可用的稍后时间点，枢纽器向从客户端配置中的记录识别的先前被阻止的UE通知其可以向VoWiFi注册。

Claims (11)

1.一种操作WLAN接入点以控制至少一个移动装置对语音服务的接入的方法，该WLAN接入点位于用户驻地处，该语音服务由蜂窝网络提供且能够经由蜂窝网络网关接入，该蜂窝网络网关位于所述蜂窝网络的逻辑边缘且连接到广域网，所述WLAN接入点具有：WLAN接口，该WLAN接口用于经由WLAN无线链路与所述至少一个移动装置通信；和广域网接口，该广域网接口用于经由广域网链路与所述蜂窝网络网关以及所述广域网通信，并且所述至少一个移动装置具有非蜂窝WLAN接口，该非蜂窝WLAN接口用于与所述WLAN接入点以及蜂窝网络接口通信，该方法由所述WLAN接入点执行并且包括以下步骤：
通过以下处理确定至少所述WLAN无线链路、所述广域网链路以及到所述蜂窝网络网关的数据路径上的当前网络状况是否能够支持预定的一组语音服务要求：
确定所述WLAN无线链路的性能度量和所述广域网链路的性能度量；
建立到所述蜂窝网络网关的通信链路并确定所建立的通信链路的性能度量；
将所确定的性能度量的子集与所述语音服务所需的一组阈值进行比较；
接收所述至少一个移动装置对所述蜂窝网络网关的关于所述语音服务的请求；以及
如果确定了所述语音服务能够由到所述蜂窝网络网关的所述当前网络状况支持，则允许由所述至少一个移动装置建立到所述语音服务的连接；
如果确定了所述当前网络状况不能够支持所述语音服务，则阻止所述语音服务请求，使得响应于该阻止，所述至少一个移动装置将经由所述蜂窝网络接口和蜂窝网络来连接到所述语音服务。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该一组阈值对应于对由所述语音服务使用的至少一个语音编解码器的最低性能要求。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：访问包括所述最低性能要求的修正值在内的蜂窝网络信息；并且根据该修正值来修正所述一组阈值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所确定的性能度量的所述子集是最低性能度量的选择。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个移动装置被配置为经由所述WLAN接入点和所述蜂窝网络网关来接入Wi-Fi语音VoWiFi语音服务，并且还被配置为经由所述蜂窝网络接入LTE语音的语音服务。
6.一种用于控制至少一个移动装置对语音服务的接入的设备，该语音服务由蜂窝网络来提供且能够经由蜂窝网络网关接入，该蜂窝网络网关位于所述蜂窝网络的逻辑边缘且连接到广域网，所述至少一个移动装置具有非蜂窝WLAN接口，该非蜂窝WLAN接口用于与WLAN接入点以及蜂窝网络接口通信，所述设备包括：
WLAN接口，该WLAN接口用于经由WLAN无线链路与所述至少一个移动装置通信；
广域网接口，该广域网接口用于经由广域网链路与所述蜂窝网络网关以及广域网通信；
确定单元，该确定单元用于通过以下处理确定至少所述WLAN无线链路、所述广域网链路以及到所述蜂窝网络网关的数据路径上的当前网络状况是否能够支持预定的一组语音服务要求：
确定所述WLAN无线链路的性能度量和所述广域网链路的性能度量；
建立到所述蜂窝网络网关的通信链路并确定所建立的通信链路的性能度量；并且
将所确定的性能度量的子集与所述语音服务所需的一组阈值进行比较；
用于接收所述至少一个移动装置对所述蜂窝网络网关的关于所述语音服务的请求的单元；以及
处理单元，该处理单元能够在所述确定单元之后进行工作以：
如果确定了所述当前网络状况能够支持所述语音服务，则允许由所述至少一个移动装置建立到所述语音服务的连接；并且
如果确定了所述当前网络状况不能够支持所述语音服务，则阻止所述语音服务请求，使得响应于该阻止，所述至少一个移动装置将经由所述蜂窝网络接口和蜂窝网络来连接到所述语音服务。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，该一组阈值对应于对由所述语音服务使用的至少一个语音编解码器的最低性能要求。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述确定单元被配置为访问包括所述最低性能要求的修正值在内的蜂窝网络信息，并且根据所述修正值来修正所述一组阈值。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其中，所确定的性能度量的所述子集是最低性能度量的选择。
10.根据权利要求6所述的设备，其中，所述至少一个移动装置被配置为经由所述WLAN接入点和所述蜂窝网络网关来接入Wi-Fi语音VoWiFi语音服务，并且还被配置为经由所述蜂窝网络接入LTE语音的语音服务。
11.一种存储器，所述存储器存储计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时使得所述处理器进行根据权利要求1至5所述的方法。
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