CN1304272A

CN1304272A - 无线通信的动态路由确定

Info

Publication number: CN1304272A
Application number: CN01101315A
Authority: CN
Inventors: 姆拉里·阿瓦穆丹; 沙米·A·纳奎
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2000-01-12
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2001-07-18
Also published as: BR0100012A; AU1108201A; EP1117270A2; EP1117270A3; KR20010070523A; CA2327160A1; JP2001251357A

Abstract

一种用于动态确定无线通信路由的方法和装置。通过由一个软交换器对参与呼叫的每一个端点作出标志,并当一个已标志之端点的输入项更新时,产生出一个消息传输至软交换器上,由之动态地确定无线通信的路由。接收到一个此种消息后,软交换器再计算出用于维持该呼叫所必需的新资源,并且,(i)指令此类新资源对媒体传输进行协商,(ii)从新资源上接收到一个确认后,向此类资源传输出合适的呼叫始发消息,以及(iii)将呼叫释放消息传输至支持该呼叫的、先前的也即原来的资源上。

Description

无线通信的动态路由确定

本发明涉及无线通信系统，更具体地，涉及无线通信网中的动态确定呼叫路由。

在提供出例如公共交换电话网(PSTN)、中心局(C0)、专用小交换机(PBX)和因特网电话服务器等电话业务的常规通信系统中有一种周知的特点，即此类系统在功能上是一个个孤立岛，每一个这样的岛具有其本身特定的句法和语义。由于应用不同的句法、语义和协议，使得很难做到方便地将各个岛互联起来，而且实际上不可能在各个岛之间提供出无缝地共同工作的特性。

此外，无线通信中话音通信和数据通信两方面业务的愈益增长又加大了上述的网络复杂性。例如，图1示明一个常规的无线通信系统结构100，对于现时的无线通信业务提供商来说它是很通行的。更具体地，无线通信系统结构100中包括有无线终端100-1至100-N、无线基站120-1至120-N、移动交换中心(MSC)130和140、以及公共网150(例如是周知的PSTN)。

容易理解到，用户使用例如是无线终端110-1的一个无线端点，可向一个无线端点或有线端点发出呼叫，而它是连接至例如为基站120-2的一个基站上的。接着，基站120-2通过MSC130和公共网150使该呼叫的路由指向预想的端点。对于现有的、象公共网150那样的PSTN，它可使一个与有线端点发生通信的、例如是无线终端110-1的无线端点，在网络内移动也即进行漫游时，割断开它与一个特定基站例如是基站120-2的连接而使之连接至另一个基站例如是基站120-1上。由于每个基站都连接于一个MSC上，而该MSC连接至PSTN内的一个电路交换机上，所以容许漫游的无线端点有效地在该MSC的最密接的网络内漫游。

然而，于通话持续期间在PSTN与特定的MSC之间的连接是保持固定的，使得当该无线端点在网络内漫游时，通话的路由不能够动态地(这里应用的名词“动态”或“动态地”意味着实时性)改变到一个不同的PSTN电路交换机上。因此，这就会导致发生诸如称为“断线”的问题。也就是，当无线端点在网络内漫游时，它于不同的时间会连接至不同的基站上。若干个此种基站是与一个特定的MSC保持着连接的。漫游期间，无线端点可发现它所连接的基站已经不是与原来的MSC相关联的。因此，该无线端点不再与原来的MSC相关联，从而失去了它与PSTN的连接。

情况之复杂还在于，向下一代网络的推进目前集中力量于话音网络与数据网络的融合。也就是，十分明显地表明，下一代通信网将会是今天的PSTN与因特网协议(IP)网的革新。今天的通信业务提供商在发展此类下一代的网络中受到多方面因素的驱动，诸如：(1)对于话音和数据的分配，周知的因特网愈益成为主要的网络选择方案；(2)IP的应用在以惊人的速率增长，这使现有的PSTN网在携载重大的数据业务量上带来了带宽问题；(3)PSTN网和分组网(例如IP网)的融合上要求能做到通信业务的端到端传输；(4)建立起与用途在增长的分组网相连接的新业务；以及(5)市场上增长的、违规的事件对于话音业务量和数据业务量两方面已建的、新的和专门的业务提供商来说，产生了新的和竞争的通信环境。

在传输此种下一代通信网信息中的一项主要的基础特性是网络的互操作性。也就是，业务提供商在电路网和分组网上提供增值通信业务的能力直接地关联及在多个异机种网络间提供互操作性的能力，而异机种网络能支持范围广泛的信令协议(例如，SS7、IP、媒体网关控制协议(MGCP)、H.323、对话控制协议(SIP)，等等)。一种新兴的交换平台称为“软件交换”，它在解决此种网络互操作性问题上十分有用。软件交换(本技术领域内也叫做“软交换”)是一种多协议软件解决方案，应用于信令和传输，由之在例如是电路网与分组网的异机种网络间可提供出互操作性。一种目前可购得的软交换器是由朗讯技术公司供应的LucentTechnologies Softswitch，朗讯公司地址为600 Mountain Ave.,Murray Hill,NJ07974。配合以LT Softswitch,PSTN和因特网电话业务提供商可以在PSTN与IP网领域之间提供出无缝的互操作性。

在这些将来的通信网络中，携载通信业务量的电路交换机将被所谓的分组话音网关(PVG)取代，它们利用了分组技术来实现通信。实质上，PVG是一种用于将TDM业务量转换为IP分组和进行反转换的装置。分组话音网关可分成两大类：(1)中继网关(TG)；以及(2)接入网关(AG)。可以知道，TG与AG之间的主要差别是各个的业务量能力和它们各别的信令支持。通常，TG不终接PSTN信令，而AG通常提供出综合业务数字网的基本速率(ISDN PRI)和其它的信道关联信令(CAS)支持。在软交换控制的网络中，TG和AG都是通过周知的控制协议受控制的。在这些网络中，呼叫的建立由软交换器控制，它通知网络中的PVG有进入的呼叫，并使这类呼叫的路由去往其它PVG和端点。因此，软交换器主要处理数据而不是话音的控制信令，也即媒体业务量，这具体由PVG进行处理。软交换器通知PVG如何互相协商，高效地处理媒体业务量。

这里，本发明的一个方面是涉及在此类网络内有效地作出路由判决，具体地，是在此类网络内促进无线通信的动态路由确定。

本发明的一个方面是涉及一种方法和装置，用于对无线通信的路由作出动态也即实时的确定。更具体地，按照本发明的一个方面，由一个软交换器通过对每一个参与通话的端点作出标志来动态地确定无线通信的路由，当对于一个已标志之端点的输入项更新时，产生出一个例如是消息的触发信号，传送至软交换器上。此种消息的产生会在各种环境下发生，例如，当一个无线端点漫游至网络内的不同地点时。接收到此种消息之后，软交换器对必需的网络资源再计算一个更新的数据集用于维持该通话，并且，(ⅰ)指令此种更新的网络资源对媒体传输进行协商，也就是，对于该媒体业务量亦即话音业务量发生再协商，使得软交换器确定出一个新的PVG集来处理该媒体，并指令此种PVG再协商该媒体业务量；(ⅱ)从更新的资源集上接收到一个确认后，软交换器向此种资源传输出合适的呼叫始发消息；以及(ⅲ)向支持该呼叫的、先前的也即原来的资源传输出呼叫释放消息。

按照本发明的优选实施例，从一个网络(例如是周知的PSTN的SS7信令网络)上始发出一个呼叫建立请求，它到达一个由软交换器控制的分组交换网中。按照此优选实施例，软交换器选择出一对分组话音网关(分别为PVG1和PVG2)，使得媒体传输通过分组交换网起作用，并且，软交换器指令始发出请求的网络将例如是该呼叫的媒体引导至PVG1上。另外，软交换器指令PVG1和VPG2协商它们相互间的媒体传输，例如，在IP网中，这种协商涉及周知的RTP/UDP/IP地址和端口协商。进而，指令PVG2将该呼叫终结于某个其它的网络元素上，例如是一个PSTN电路交换机、一个MSC或者一个端点上。在完成上述的PVG协商之后，媒体传输便启动，从始发的交换机到PVG1，并从PVG1到PVG2。按照此优选实施例，PVG2根据端点的位置连接至一个MSC上，端点位置由周知的原籍位置寄存器(HLR)和/或访问位置寄存器(VLR)(此后，在组合中称为“HLR/VLR综合体(complex)”)中的一个数据库输入项来规定。可以知道，HLR和VLR配合MSC起重要的作用，当端点在网络中漫游时可对无线呼叫在整个无线网内确定路由。

按照优选实施例，当端点漫游时，相应的HLR/VLR综合体输入项更新。此种更新发生时，由HLR/VLR综合体将消息传送至软交换器上，由它再计算必需的新资源也即更新的资源(例如是一个或多个PVG)用于维持该呼叫；并且(ⅰ)指令此类新资源协商媒体传输；(ⅱ)从新资源上接收到一个确认后向此类资源传输出合适的呼叫始发消息；以及(ⅲ)向支持该呼叫的、先前的也即原来的资源传输出呼叫释放消息。

按照本发明之一个方面的优点在于，选择必要的资源以参与一个特定呼叫时，是由对于通信网拓扑学的知识进行驱动的。因此，资源的选择中它们在拓扑上是紧靠端点的，从而增高了其网络资源在一个网络范围基础上的效率。

图1示明一种常规的无线通信系统结构；

图2示明按照本发明一个实施例的示例性结构，用于确定无线通信的路由；以及

图3是一个按照本发明之原理的示例性运行的流程图，用于确定无线通信的路由。

在整个公开的说明书中，除非另有注释，各图中类同的单元、方框、部件或部分由相同的参考标号指明。

本发明的一个方面是涉及一种方法和装置用于动态确定无线通信的路由。更具体地，按照本发明的一个方面，由一个软交换器通过对每一个参与通话的端点作出标志来动态地确定无线通信的路由，当对于一个已标志之端点的输入项更新时，产生出一个消息并传送至软交换器上。接收到此种消息后，软交换器再计算出用于维持该呼叫必需的新资源。并对此类新资源产生出必要的指令以协商和实施媒体传输。按照本发明之一个方面的优点在于，选择必要的资源以参与一个特定的呼叫时，是由对于通信网拓扑学的知识进行驱动的。因此，资源的选择中它们在拓扑上是紧靠端点的，从而增高了其网络资源在一个网络范围基础上的效率。

更具体地，将注意力转向图2和图3。图2示明一个按照本发明优选实施例的示例性结构200，用于确定无线通信的路由，图3是一个按照本发明之原理的示例性运行300的流程图，用于确定无线通信的路由。特别地，按照示例的结构200和优选实施例，由呼叫方从POTS电话205上向无线终端250的被呼叫方发出一个呼叫。于是，始发出一个呼叫建立请求(图3中的框310)，它通过PSTN210转接到例如是IP网220的一个分组交换网上。IP网由软交换器225控制，按照优选实施例，它是前述的、从朗讯技术公司处可得到的Lucent Technologies软交换器(此后也称为“LT软交换器”)。LT软交换器结构及其运行方面更详细的说明包含在1998年6月5日提出的、名称为“Distributed Call System(分布式呼叫系统)”、通常指配而尚未审批的美国专利申请串编号No.09/092,495中，以及与之在同一日期提出的、通常指配而尚未审批的美国专利申请系列号No._____(代理卷号：M.Aravamudan19-3)中，这两者因而都结合于此作为参考应用。

软交换器225选择出必需的网络资源(图3中的框320)。例如，特别地选择出一对分组话音网关PVG1 215和PVG2 235来实现通过IP网220的媒体传输。进而，软交换器225指令PSTN 210将例如是话音业务量的媒体引导至PVG1 215上，并指令例如分别为PVG1 215和PVG2 235的网络资源在它们之间协商媒体传输(图3中的框330)。例如，在IP网中，这种协商通常将涉及周知的RTP/UDP/IP地址和端口协商。软交换器225进而指令PVG2 235将该呼叫转接至某个此外的网络元素上。按照本实施例，PVG2 235将呼叫转接至MSC 240上，通常情况下，MSC 240随后通过基站245完成向无线终端250的呼叫转接。于是，该呼叫从始发的网络出发转接至该终端网络上(图3中的框340)。

按照图2的实施例，PVG2 235连接至MSC 240上，如HLR/VLR综合体230中其常规的输入项指明，将成为无线终端250也即一个端点之位置的函数。可以知道，这也就是HLR/VLR综合体230中至少包含一个存储无线终端集方面预订信息的数据库，用于促进无线通信网中的通信。例如HLR/VLR综合体230中可包括当前在一个特定的无线服务区内各个终端方面的信息，或者包含一个具体终端之当前位置和状态方面的信息。所以，当用户也即端点改变位置时，HLR/VLR综合体230中的信息将经常变化，并当无线网络内发生漫游时起必要部分的作用。

如前面所述，本发明的一个方面在这里是涉及高效地作出网络中路由的判定，并特别地有助于此类网络中无线通信动态路由的确定。也就是，本发明的一个方面是指导一种方法和装置，用于动态地也即实时地确定无线通信的路由。更具体地，按照本发明的一个方面，通过一个软交换器对参与通话的每一个端点作出标志来动态确定无线通信的路由，当已标志之端点的输入项更新时，产生出一个消息传送至软交换器上。接收到此种消息之后，软交换器再计算出用于维持该呼叫必需的新资源。并对此类新资源产生出必要的指令以协商和实施媒体传输。

因此，按照优选实施例，所有参与一个通话的端点都在软交换器上作出标志(图3中的框350)。例如，在图2的示例性实施例中，针对POTS电话205和无线终端250在软交换器225上作出一个标志。作为示例，标志是数据库中的一项输入，标识和描述了一个特定的端点。将会知道，数据库可以是在软交换器内部的，或是位于软交换器的外部。现在，假设呼叫方应用无线终端250开始漫游。如上面的叙述，此种漫游将影响到HLR/VLR综合体230中存储的输入项发生变化。因此，按照本发明的一个方面，当一个已标志之端点的输入项在HLR/VLR综合体230中被更新时，由HLR/VLR综合体230产生出一个消息，传输至软交换器225上(图3中的框360)。接收到此种消息之后，软交换器225再计算出维持或再建立特定的呼叫所必需的网络资源(图3中的框360)。作为示例，当此类对于更新的网络资源之指令被接收到时，软交换器接收到来自更新的网络资源的确认信息，软交换器便向更新的网络资源集合传输出合适的呼叫启动消息(图3中的框370)。此外，软交换器225将产生呼叫释放消息馈给原来的网络资源，也即不再要求它们维持该呼叫(图3中的框380)。

因此，拓扑上紧靠端点的网络资源被选择出来，从而增高了在网络范围基础上的网络资源之效率。例如，在图2的示例性实施例中，当无线终端250在网络中漫游时(例如，参见漫游路径275)，按照本发明的一个方面，软交换器225被启动来选择那些网络资源，它们在拓扑上是紧靠该端点的，以便继续维持该呼叫。因此，原来经由PVG2 235、MSC 240和基站245携载的呼叫动态地改变路由到PVG3 255、MSC 260和基站265上。于是，该呼叫改变路由和转接至无线终端270上，在呼叫持续期间PSTN与特定MSC之间的连接将不保持恒定，当无线终端在网络中漫游时呼叫会动态地改变路由到一个不同的电路交换机上。按照本发明之一个方面的优点在于，选择必要的资源以参与一个特定呼叫时，是由对于通信网拓扑学的知识进行驱动的，从而提高了总体的网络效率和利用度。

当然，虽然这里讨论的示例性实施例包括单一个软交换器，但可以明白，本发明之原理可进而应用于包含多个软交换器的实施例，从而提供出可缩放性。例如，较大规模的网络中，需要配置多个软交换器以便高效地处理较大量的呼叫容量。通过配置多个软交换器，它们经过软交换器至软交换器的控制协议便可实现此种缩放性。因此，网络中较大量的呼叫业务量可分布在若干个软交换器上。按照本发明此种进一步的实施例，多个软交换器可共享同一个HLR/VLR综合体。因此，来自HLR/VLR综合体的激发消息被引导路由至一个特定的软交换器上，此后引导路由至另外的软交换器上。因此，例如按照本发明此种进一步的实施例，一个无线端点可以在由多个软交换器控制的若干个网络(由不同的业务提供商运营)内漫游，从而容许该无线端点在漫游历经不同的业务提供商的网络时保持住呼叫。

如上面的详细说明，本发明能以各种方法和装置的形式具体实施，以实践那些方法。本发明也能以程序码的形式具体实施，程序码可在实质的媒体(诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其它的机器可读存储介质)中实施；这里，当程序码由一台诸如计算机之类的机器加以装载和执行时，该机器便成为实践本发明的一个装置。本发明也能以程序码的形式具体实施，例如，在一种存储介质中由一台机器加以装载和/或执行，或者通过某种传输介质进行传输，诸如通过导线或电缆，通过光纤，或者经过电磁辐射；这里，当程序码由一台诸如计算机之类的机器加以装载和执行时，该机器便成为实践本发明的一个装置。当在一个通用处理器上予以实施时，各个程序码片段与处理器组合一起提供出一种独特的器件，它在工作上类似于专用逻辑电路。

此外，这里列举的所有例子和有条件语言主要用意显然地只在于示范目的，以帮助读者理解本发明的原理以及本申请人在推动本技术领域的进展上奉献的概念，但不应认为本发明限制于此类特别列举的例子和条件。而且，这里表叙原理的所有论述、特性和本发明实施例，以及所关联的特定例子，都意在包罗下关于本发明之结构和功能两方面的等效应用。此外，这里的用意在于，此类等效应用包括了当前已知的等效件以及将来会开发的等效件，将来会开发的等效件也即开发的任何单元，它们能实现相同的功能而与其结构无关。

因此，本技术领域内的熟练人员例如将理解到，这里的方框图代表了实施本发明之原理的示例性电路概念图。类似地可理解到，任何流程图、状态转移图、伪码和程序码等代表了各种处理，它们实质上可由计算机可读介质代表，并可由计算机、机器或处理器执行，而不论此种计算机、机器或处理器是否显然示明。

上面只是图解说明了本发明。由此可知，本技术领域内的熟练人员可设计出各种布置，尽管这里没有明显地叙述和示明它们，但本发明原理之实施均包括在其精神实质和范畴之内。

Claims

1．一种用以对通信网络中一个第一端点与一个第二端点之间的呼叫确定路由的方法，该呼叫利用一种第一网络资源集合可在该第一端点与第二端点之间转接，本方法包括步骤：

对一个数据库中分别与第一端点和第二端点相关联的有关输入项作出标志；

更新该数据库中的输入项以作为第二端点位置的一个函数；以及

根据更新的输入项，确定一个第二网络资源集合，用于维持第一端点与第二端点之间转接的呼叫。

2．权利要求1的方法，还包括步骤：

产生一个呼叫始发消息集；

将该呼叫始发消息集传输至该第二网络资源集合上；以及

应用该第二网络资源集合确定该呼叫的路由。

3．权利要求2的方法，还包括步骤：

产生一个呼叫释放消息集；以及

将该呼叫释放消息集传输至第一网络资源集合上。

4．权利要求1的方法，其中，数据库可由一个软交换器进行存取。

5．权利要求4的方法，其中，确定出第二网络资源集合由软交换器予以实施。

6．权利要求5的方法，其中，根据来自一个HLR/VLR综合体的消息实现对输入项的更新，该消息标识出了第二端点的位置。

7．权利要求5的方法，其中，第一端点中包括一个POTS电话，第二端点中包括一个无线终端。

8．权利要求3的方法，其中，第二网络资源集合中包括至少一对分组话音网关(PVG)。

9．权利要求8的方法，其中，该对PVG应用来确定PSTN网与IP网之间呼叫的路由。

10．一种在通信网中维持住多个端点之间转接的呼叫的方法，该方法包括步骤：

对一个通信数据库中在转接该呼叫时利用到的一些具体端点之有关输入项作出标志；

更新该通信数据库中的输入项以作为至少一个端点之位置的函数；以及

根据更新的输入项，确定一个网络资源集合，用于维持多个端点之间转接的呼叫。

11．权利要求10的方法，进一步包括步骤：

通过该网络资源集合对该呼叫确定路由。

12．权利要求11的方法，进一步包括步骤：

从一个HLR/VLR数据库中接收一个消息，它标识出，至少一个端点的位置已经改变。

13．权利要求12的方法，其中，该通信网中包括至少一个PSTN网和至少一个IP网。

14．权利要求13的方法，其中，第二端点是一个无线终端。

15．权利要求13的方法，其中，至少一个端点之位置是一个地理区域内该无线终端漫游时的函数。

16．一种通过多个端点转接呼叫的通信系统，包括：

一个通信综合体，用于跟踪各端点中特定端点的一个位置；以及

至少一个软交换器，用于从该通信综合体中接收至少一个消息，该至少一个消息的产生作为至少一个端点之位置发生变化的函数，并用于对转接该呼叫确定一个网络资源集合。

17．权利要求16的通信系统，其中，该通信综合体中包括一个HLR数据库。

18．权利要求17的通信系统，其中，该通信综合体中包括一个VLR数据库。

19．权利要求18的通信系统，其中，软交换器从HLR数据库中接收消息，并确定该网络资源集合作为该消息的一个函数。

20．权利要求17的通信系统，其中，该通信系统中包括至少一个PSTN网和至少一个IP网。

21．权利要求20的通信系统，其中，第二端点是一个无线终端。

22．权利要求21的通信系统，其中，该无线终端在由通信系统提供服务的一个地理区域内漫游。

23．权利要求22的通信系统，其中，至少一个端点的位置的变化是该地理区域内无线终端漫游时的函数。

24．权利要求20的通信系统，其中，由软交换器控制IP网。

25．权利要求19的通信系统，其中，该网络资源集合中包括至少一个分组话音网关(PVG)。

26．一种在其上面存储有多条指令的机器可读介质，该多条指令中包括这样的指令，当由一台机器执行时它们可使机器实施一种方法来维持一个通信网络中多个端点之间的呼叫转接，方法中包括：对各端点中的特定端点标志出一个数据库中有关的输入项，更新该数据库中有关的输入项作为至少一个端点之位置的函数，以及根据更新的有关输入项确定出一个网络资源集合用于维持住多个端点之间转接的呼叫。

27．权利要求26的机器可读介质，还包括这样的指令，当由一台机器执行时它们可使机器实施该方法，步骤是：产生一个呼叫始发消息集，将该呼叫始发消息集传输至第二网络资源集合上，并应用该网络资源集合来确定呼叫的路由。

28．权利要求27的机器可读介质，还包括这样的指令，当由一台机器执行时它们可使机器实施该方法，步骤是：产生一个呼叫释放消息集，并将该呼叫释放消息集传输至该网络资源集合上。

29．权利要求28的机器可读介质，其中，根据来自一个HLR/VLR综合体的消息来实现对输入项的更新，该消息标识出了该至少一个端点的位置。

30．权利要求28的机器可读介质，其中，数据库可由一个软交换器进行存取。