CN1505413A - 双模移动台在cdma系统和gsm系统之间切换的方法 - Google Patents

双模移动台在cdma系统和gsm系统之间切换的方法 Download PDF

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CN1505413A CNA021524777A CN02152477A CN1505413A CN 1505413 A CN1505413 A CN 1505413A CN A021524777 A CNA021524777 A CN A021524777A CN 02152477 A CN02152477 A CN 02152477A CN 1505413 A CN1505413 A CN 1505413A
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Abstract

一种支持CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在CDMA系统与GSM系统之间切换的方法，在CDMA系统核心网和GSM系统的核心网间引入互联互通功能实体(IIF)，将两个基本不同协议规范的核心网屏蔽开，对于各自系统的MSC均将互联互通功能实体IIF看作为与自身属于同类系统的MSC，通过将目标核心网MSC所需的切换相关的测量和业务特定的参数以及服务核心网所需的目标网络所分配的无线链路资源信息加入服务核心网E接口相应的切换信令消息中，通过透明传输的方式由服务MSC经互联互通功能实体IIF传送到相应的目标MSC，实现CDMA系统核心网信令与GSM系统的核心网信令间的E接口信令链路和信令消息的翻译转换功能，同时提供在CDMA服务MSC与GSM目标MSC之间话音业务链路间的中继功能。

Description

双模移动台在CDMA系统和GSM系统之间切换的方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统中移动终端从当前小区的通信状态转换到与相邻小区的通信状态的方法，特别是一种支持CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在码分多址(以下简称CDMA)系统和全球移动通信(以下简称GSM)系统之间切换的方法。
背景技术
移动通信的一个很重要的特点就在于终端在移动的状态下能够保持与网络系统通信的连续性。这种连续性是通过蜂窝移动通信系统中特有的切换技术来实现的，为无线资源管理的重要组成部分。即，为保持业务的连续性，当无线链路质量下降到某个域值或由于无线网络管理需要等原因，移动终端在网络的引导下从与当前的小区的通信状态转换到与相邻其他小区的通信状态，并保持业务的连续性。在CDMA和GSM系统中均包含相应的切换技术。如图1所示为CDMA系统中移动交换中心(以下简称MSC)间切换的一般信令流程，图2所示为GSM系统中移动交换中心间切换的一般信令流程。
图1—成功的CDMA系统MSC间硬切换
101 CDMA移动终端处于通话状态，通过当前CDMA服务(源)MSC与固定或其他移动用户进行业务连接；
102 当移动台报告的其接收的信号强度低于网络指定的某个阈值或基于其他网络管理的原因，源CDMA基站建议一次硬切换到目标基站的某个或多个小区中。源基站发送切换需求A接口消息到源MSC，并携带目标小区列表，同时启动计时器T7。
103 服务MSC确定移动台应当切换到相邻的MSC(此时相邻的MSC称作为目标MSC)。它发送设备指令消息(FACDIR2)给目标MSC，命令目标MSC开始前向切换过程。
104 目标MSC发送切换请求消息到目标基站，由于硬切换比特设置为“1”或切换需求消息指示本次切换为硬切换，则该消息中携带IS-95信道标识信息单元或IS-2000信道标识信息单元。同时目标MSC启动计时器T11。
105 当从目标MSC接收到切换请求消息后，目标基站根据该消息中的参数分配相应的无线资源并连接本次呼叫。由于切换请求消息中可以指定多个备选目标小区，因此目标基站可以选择为本次切换请求建立多个小区。此时，目标基站发送前向业务信道空帧。
106 如果无线资源分配成功，则目标基站回送切换请求证实消息到目标MSC。目标基站启动计时器T9并等待移动台接入其分配的无线信道。切换请求消息中的小区列表信息单元中的第一个小区被目标移动MSC解释为指定的目标小区。当目标MSC接收到切换完成消息时指定的小区可以改变。如果目标基站不支持切换请求消息中指定的业务选项，同时目标基站为本次切换选择一个不同的业务选项，则目标基站应将该业务选项包含在业务配置记录信息单元中。
107 收到切换请求证实消息后，目标MSC停止计时器T11。如果在预定的目标小区里有空闲的业务信道，目标MSC将计费ID参数中的段计数器加1，在以后的呼叫处理过程中使用新的计费ID。发送设备指令消息返回结果(facdir2)给服务(源)MSC，开始前向切换过程。
108 服务(源)MSC为移动台从源基站切换到目标基站做好准备并发送切换命令消息到源基站。消息中包含从目标基站接收到的切换请求确认消息中包含的目标系统支持的业务选项参数。源基站停止计时器T7。
109 源基站通过空中接口发送切换指令消息到移动台。如果移动台允许切换不成功时返回源系统，则源基站启动计时器Twaitho。
110 移动台回送证实指令消息确认正确收到切换指令消息。如果切换指令消息采用快速重复发送机制，则源基站可以不要求移动台回送证实消息。
111 如果计时器Twaitho已启动，则源基站等待该计时器到时，然后发送切换执行消息到源MSC以告知源系统，移动台已经被引导到目标基站的空闲信道。源基站启动计时器T306等待服务(源)MSC发送清除命令消息。
112 移动台发送反向业务信道帧或业务信道前缀到目标小区。
113 移动台发送切换完成消息到目标基站。
114 目标基站回送证实消息到移动台。
115 目标基站发送切换完成消息到目标MSC通知系统移动台已经成功切换到目标系统。目标基站停止计时器T306。
116 目标MSC完成业务信道和MSC间中继电路的连接。目标MSC发送移动台进入信道消息(MSONCH)给服务MSC，通知它目标MSC成功完成了前向切换过程。
117 服务MSC发送清除命令消息到源基站并启动计时器T315。源基站停止计时器T306。
118 源基站发送清除完成消息，通知服务(源)MSC A接口链路清除完成。服务MSC停止计时器T315。
图2—成功的GSM系统MSC间硬切换
201 GSM移动终端处于通话状态，通过当前GSM服务MSC与固定或其他移动用户进行业务连接。
202 基于移动台报告的其接收的信号强度低于网络指定的某个阈值或其他网络管理的原因，源GSM基站建议一次硬切换到目标基站的某个或多个小区中。源基站发送切换需求A接口消息到源MSC，并携带目标小区列表。
203 服务(源)MSC确定移动台应当切换到相邻的MSC中(此时相邻MSC称作为目标MSC)。它发送切换准备消息(MAP-PREPARE-HANDOVER)给目标MSC，命令目标MSC开始前向切换过程。
204 目标MSC发送切换号码分配请求消息到其对应的VLR(待访位置寄存器)中，请求目标系统为GSM移动台的本次切换分配一个临时的切换号码。
205 目标MSC发送切换请求到目标BSC，请求目标小区分配相应的无线资源。
206 当从目标MSC接收到切换请求消息后，目标基站根据该消息中的参数分配相应的无线资源并连接本次呼叫。由于切换请求消息中可以指定多个备选目标小区，因此目标基站可以选择为本次切换请求建立多个小区。此时，目标基站发送前向业务信道空帧。
207 如果无线资源分配成功，则目标基站回送切换请求证实消息到目标MSC。
208 目标系统VLR(待访位置寄存器)发送切换报告消息到对应的目标MSC中，其中携带可用的切换号码资源。
209 目标MSC通过切换准备响应消息将切换号码和目标系统相应的切换参数发送到当前服务MSC中，用于源系统引导移动台正确切换到目标系统和服务(源)MSC建立到目标MSC的中继链路。
210 服务(源)MSC发送ISUP(ISDN用户部分协议)初始地址消息(IAM)，建立与目标MSC间的中继链路链接。
211 目标MSC发送切换报告响应消息到目标BSC。
212 目标MSC回送ISUP(1SDN用户部分协议)地址完成消息，通知服务(源)MSC，用于切换的中继链路已经建立完成无需更多的地址信息。
213 核心网中继链路建立成功后，服务(源)MSC发送切换命令消息到源BSC(以下简称基站控制器)启动切换执行过程。
214 源BSC随即发送切换指令空中接口消息引导GSM移动台向目标系统切换。
215 GSM移动台在切换指令分配的反向业务信道中连续发送4个业务信道帧或业务信道前缀。
216 目标BSC捕获到反向信道连续帧后向基站发送切换检测到消息。
217 目标MSC向服务(源)MSC发送切换接入信号处理消息。
218 发送完连续的接入前缀帧后，GSM移动台发送切换完成消息到目标基站。
219 目标基站使用基站证实消息，确认收到移动台发送的切换完成消息。
220 目标基站发送切换完成消息到目标MSC。
221 目标MSC发送信号发送结束消息通知服务(源)MSC切换过程完成。
222 服务(源)MSC发起A接口链路资源释放过程，发送清除命令到源基站。
223 A接口链路资源释放完成后，源基站回送清除完成消息到服务(源)MSC，至此，GSM系统MSC间的应切换过程成功完成。
以上所示的切换信令流程均为单个系统内部MSC间的切换。目前在市场上已经出现CDMA/GSM双模移动终端，同时CDMA和GSM无线蜂窝移动通信系统在同一个地理范围内同时共存并处于重叠覆盖的状态。其中，尤以中国联通最为典型，其CDMA和GSM数字无线蜂窝网络均为全国性覆盖。但是各系统的覆盖范围和覆盖质量存在一定差异会出现某个系统无线覆盖出现空洞而另一个系统覆盖正常的情况。这样如果当前话音业务处于某系统的覆盖空洞而系统间能够互通支持系统间切换，则可以将话音业务切换到覆盖较好的另一个网络中，从而保持业务的连续性，如图3所示。同时，出于网络管理的原因，如果某个网络过于拥塞网络可以主动将某些用户引导到另一个网络系统中，从而保证网络的负载均衡。并且在移动用户通话过程中跨越不同的系统网络边界时，系统间切换也可以保证业务的连续性，如图4所示。因此，系统间切换可以降低掉话率为用户提供更好的服务，同时不同系统间的互通提高网络利用率。
但是，在现有的CDMA和GSM系统技术规范中均没有相关的信令协议机制以支持CDMA和GSM系统间切换。
当前的3GPP2相应的CDMA技术规范中无论从空中接口，A接口还是基于IS-41(北美TIA-EIA标准)的电路域核心网E接口均没有相应的技术规范以支持CDMA/GSM双模移动终端在CDMA业务通话状态下从CDMA系统自动切换至GSM系统。并且目前，由于CDMA系统和GSM系统采用不同的电路域核心网信令规范，分别为IS-41(北美TIA-EIA标准)和GSM-MAP，致使两种核心网间支持移动性管理和无线资源管理的信令无法互联互通，因此无法支持CDMA和GSM系统间切换。
当前的3GPP2 TSG-N的N.S0028规范通过引入核心网信令互通功能实体(以下简称IIF)，支持当用户在CDMA或GSM系统中的任意一个申请了相应的移动通信业务，无需在另一个系统中重复注册相同的业务即可实现自动的系统间漫游，但其中不包括支持系统间切换的相关信今。
当前3GPP2 TSG-C C.S0008 MC-MAP技术规范虽然支持CDMA无线传输技术接入基于GSM-MAP信令规范的GSM电路域核心网系统，同时在空中接口上支持从CDMA无线接入方式切换到GSM无线接入方式相关的信令消息，包括：备选频率搜寻请求消息(Candidate FrequencySearch Request Message)，备选频率搜寻响应消息(CandidateFrequency Search Response Message)，备选频率搜寻控制消息(Candidate Frequency Search Control Message)，备选频率搜寻报告消息(Candidate Frequency Search Report Message)，系统间切换指令消息(Intersystem Handoff Direction Message)。但是，没有相关的信令协议机制能实现CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在CDMA系统和GSM系统之间切换。
发明内容
鉴于目前CDMA和GSM技术规范中不存在对CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在CDMA和GSM系统间切换的支持，本申请提出了通过对CDMA数字无线通信系统切换相关的空中接口信令、无线接入网A接口信令和IS-41(北美TIA-EIA标准)电路域核心网E接口信令进行修改并增强，同时通过对3GPP2 TSG-N的N.S0028规范中所定义的IIF核心网信令互通实体的功能进行增强并引入在CDMA数字蜂窝移动通信系统和GSM数字移动通信系统的电路域核心网间，从而支持CDMA/GSM双模终端在话音业务状态下从CDMA系统向GSM系统的切换，保持话音业务的连续性。
此外，双模终端在话音业务状态下，从CDMA系统向GSM系统切换的解决方案中CDMA空中接口部分消息将直接采用上述3GPP2 TSG-CC.S0008中所规定的备选频率搜寻和系统间切换指令消息的格式和内容，并对3GPP2 TSG-C C.S0005中空中接口其他相关消息做必要的增强。
根据本发明的一个方面，提供了一种支持CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在CDMA系统与GSM系统之间切换的方法，在CDMA系统核心网和GSM系统的核心网间引入互联互通功能实体(以下简称IIF)，将两个基本不同协议规范的核心网屏蔽开，从CDMA服务MSC的角度看，互联互通功能实体IIF被看作是CDMA网络中的切换目标MSC；从GSM目标MSC角度看，互联互通功能实体(IIF)被看作是GSM服务MSC，从CDMA目标MSC的角度看，互联互通功能实体IIF被看作是CDMA网络中的服务MSC；从GSM服务MSC角度看，互联互通功能实体(IIF)被看作是GSM目标MSC，对于各自系统的MSC均将互联互通功能实体IIF看作为与自身属于同类系统的MSC，通过将目标核心网MSC所需的切换相关的测量和业务特定的参数以及服务核心网所需的目标网络所分配的无线链路资源信息加入服务核心网E接口相应的切换信令消息中，通过透明传输的方式由CDMA服务MSC经互联互通功能实体IIF传送到相应的GSM目标MSC或者由GSM服务MSC经互联互通功能实体IIF传送到相应的CDMA目标MSC，实现CDMA系统核心网信令与GSM系统的核心网信令间的E接口信令链路和信令消息的翻译转换功能，同时提供在CDMA服务MSC与GSM目标MSC之间或者GSM服务MSC与CDMA目标MSC之间的话音业务链路间的中继功能。
CDMA系统核心网是基于IS-41(北美TIA-EIA标准)的CDMA系统核心网，GSM系统的核心网是基于GSM-MAP的GSM系统的核心网。
此外，当移动台支持CDMA/GSM双模操作时，在CDMA空中接口注册消息，始呼消息，寻呼响应消息和CDMA反向空中接口消息中加入双模移动终端GSM模式能力指示参数消息，以通知CDMA系统该移动台具有双模操作能力并支持向GSM系统切换的能力。
另外，当基站子系统收到上述的空中接口注册消息、始呼消息和寻呼响应消息后，构造增加了GSM模式指示参数的A接口位置更新请求消息、连接管理服务请求消息和寻呼响应消息，将终端是否支持GSM模式信息传递到CDMA服务MSC中，用于CDMA系统确定是否请求终端提供更详细的终端类型信息以支持CDMA到GSM的系统间切换。当CDMA服务MSC接收到A接口连接管理服务请求消息、位置更新请求消息和寻呼响应消息中带有GSM模式指示参数的信息单元，并且当前系统支持从CDMA系统到GSM系统的切换，则CDMA服务MSC发送A接口状态请求消息到CDMA服务BSC，以请求移动终端发送详细的GSM模式信息，所述状态请求消息包括请求的信息记录信息单元，并在该信息单元中增加相应的记录类型值，以指示请求移动终端GSM模式信息；CDMA服务BSC通过A接口向CDMA服务MSC发送状态响应消息，所述状态响应消息包含移动台信息记录信息单元，并在所述移动台信息记录信息单元中增加GSM移动台相应的记录参数，从而将双模终端回送的GSM模式信息传送到CDMA服务MSC。
而且，当CDMA基站子系统收到空中接口注册消息、始呼消息和寻呼响应消息中的GSM终端模式能力GSM_CAP参数域设置为“1”时，如果CDMA系统支持CDMA/GSM系统间切换操作，则通过状态请求消息请求终端发送GSM模式参数，终端通过状态响应消息或扩展状态响应消息返回当前支持的GSM模式参数。
另外，当CDMA服务BSC收到CDMA服务MSC发送的A接口状态请求消息中的请求的信息记录信息单元中包含GSM移动台类型标识值时，则CDMA服务BSC发送空中接口状态请求消息，所述状态请求消息中的RECORD_TYPE参数域增加了的纪录类型值，以示请求双模终端GSM模式的等级标识信息。
此外，移动台收到CDMA服务BSC发送的状态请求(Status RequestMessage)后，回送状态响应消息或扩展状态响应消息到CDMA服务BSC，如果空中接口状态请求消息中请求的纪录类型包含GSM移动台类型请求，则移动台返回的状态响应消息或扩展状态响应消息包含移动台当前支持的GSM移动台类型等级信息。
根据本发明的第二方面，提供了一种CDMA/GSM双模终端在通话状态下从CDMA系统切换到GSM系统的方法，在CDMA系统核心网和GSM系统的核心网核心网间引入互联互通功能实体IIF，包括如下步骤：
(1)当CDMA服务BSC探测到双模终端需要进行从CDMA网络到GSM网络的系统间切换时，向CDMA的服务MSC发送切换需求消息，以指示对于已经分配了业务信道无线资源的移动台需要执行业务信道的切换，并由该消息中的原因信息单元指示切换原因；
(2)在CDMA服务MSC接收到切换需求消息之后，确定该话音业务需要切换至备选的GSM目标MSC，向互联互通功能实体IIF发送设备指令消息，所述设备指令消息包括GSM目的MSC标识列表、GSM切换相关的无线资源和业务特定的参数，并在所述设备指令消息增加目标GSM系统所需的切换参数；
(3)互联互通功能实体IIF通过分析设备指令消息中小区标识列表参数获知为系统间切换之后，向GSM目标MSC发送切换准备消息以触发GSM系统前向切换，所述切换准备消息中包含GSM目标MSC用于分配GSM无线信道所需的必要信息；
(4)GSM目标MSC接收到切换准备消息后发送切换号码分配消息到其相应的VLR(待访位置寄存器)，请求动态分配一个切换号码用于互联互通功能实体IIF将话路路由到GSM目标MSC；
(5)GSM目标MSC发送切换请求消息到小区标识列表中指定的BSC以请求GSM无线信道资源的分配；
(6)如果目标GSM系统的无线资源可用，GSM目标BSC返回切换请求证实消息，其中包含将被发送到服务CDMA系统的GSM无线资源定义；
(7)如果切换号码分配成功，则目标GSM VLR(待访位置寄存器)返回发送切换报告消息到GSM目标MSC，切换报告消息包括临时的切换号码；
(8)GSM目标MSC发送切换准备返回消息到互联互通功能实体IIF，切换准备返回消息包括切换号码和完整的切换请求证实A接口消息；
(9)互联互通功能实体IIF根据收到的切换号码，发送初始地址ISUP(ISDN用户部分协议)消息IAM到GSM目标MSC，从而发起话音中继链路连接过程；
(10)接收到初始地址消息IAM后，GSM目标MSC发送切换报告响应消息到对应的目标VLR(待访位置寄存器)；
(11)如果话音业务连接成功，则目标MSC回送地址完成ISUP(ISDN用户部分协议)消息ACM至IIF；
(12)收到地址完成ISUP(ISDN用户部分协议)消息ACM消息后，互联互通功能实体IIF将GSM切换相关的参数映射到设备指令返回消息中，并回送至服务CDMA的MSC中；设备指令返回消息包括切换到目标GSM系统服务CDMA系统所需的切换引导参数；
(13)收到设备指令返回消息后，CDMA服务MSC将其中的GSM切换参数映射到A接口切换命令消息中，并将所述切换命令消息发送至CDMA服务BSC中，以触发小区切换开始过程；所述切换命令消息增加了服务CDMA系统切换到目标GSM系统所需的切换引导参数；
(14)CDMA服务BSC收到所述切换命令消息后，构造系统间切换指令消息，并通过空中接口发送至双模移动终端，引导其从CDMA系统向GSM系统切换；
(15)当CDMA服务BSC收到回送的证明双模终端已经正确收到系统间切换指令消息的层二确认消息后，CDMA服务BSC发送切换执行A接口消息到服务MSC，指示双模终端已经从服务CDMA系统切换到目标GSM系统；
(16)双模移动终端调谐到系统间切换指令消息所指示的GSM频点上并尝试捕获接入GSM系统，当GSM目标BSC在反向FACCH信道上收到连续4个接入消息，发送A接口切换检测到消息到GSM目标MSC，指示已捕获到移动台；
(17)GSM目标MSC发送接入信号处理消息到IIF并承载A接口相应的PDU(协议数据单元)；同时GSM目标BSC发送切换响应消息到双模移动终端，此时终端发送切换完成消息以证实切换过程完成。
而且，在终端发送切换完成消息以证实切换过程完成之后，还可以包括步骤：
(18)目标MSC收到切换完成空中接口消息后，目标MSC发送结束信号消息到IIF并承载相应的A接口PDU(协议数据单元)证实切换过程已完成；
(19)收到发送结束信号消息后，IIF发送移动台进入信道消息到CDMA服务MSC，指示双模终端已经切换到GSM系统并请求服务CDMA系统释放A接口链路资源；
(20)CDMA服务MSC发送清除命令消息到CDMA服务基站，请求清除A接口链路资源；
(21)CDMA服务基站发送清除完成消息，通知服务MSC A接口链路清除完成。
此外，所述切换需求消息为A接口BSMAP消息，A接口BSMAP消息包含了切换类型和通过空中接口信令交互所获得的目标GSM系统无线资源特定的参数，并在切换需求消息中增加了目标GSM系统所需的切换参数，切换类型包括CDMA系统和GSM系统之间的切换。如果CDMA的服务MSC接收到的切换需求消息指示一个未知的目标BSC，则CDMA的服务MSC回送切换需求拒绝消息到CDMA的服务BSC并指示原因值为“无效小区”；如果CDMA的服务MSC或目标系统不能够为本次切换请求分配所需的无线链路资源，则CDMA的服务MSC发送切换需求拒绝消息到CDMA的服务BSC并携带恰当的原因信息单元。另外，在所述切换需求消息中增加GSM模式移动台等级类型标示参数域和具有GSM测量的信道标识和下行链路环境的信息单元；在所述切换需求消息的小区标识列表信息单元中增加目标GSM小区标识。
此外，设备指令消息为CDMA核心网IS-41信令集的设备指令消息，并在设备指令消息中增加GSM切换参数信息单元，用于承载由服务CDMA系统产生的目标GSM系统切换所需的切换参数。当移动用户的共享加密数据与CDMA服务MSC共享时设备指令消息中增加共享加密数据信息单元，共享加密数据信息单元被发送到IIF功能实体作为Ki(GSM加密密钥)用于计算Kc(用于证验的结果)实现在目标GSM系统的语音和数据的加密。
另外，设备指令返回消息中增加GSM切换参数信息单元，所述GSM切换参数信息单元与设备指令消息对应的信息单元具有相同的格式，用于承载由目标GSM系统产生的被服务CDMA系统用于引导双模移动台从CDMA系统向GSM系统切换所必须的切换参数。
而且，所述切换命令消息增加小区标识列表信息单元，用于标识指定的切换目标GSM小区，所述切换命令消息还增加切换到GSM系统层3信息的信息单元，用于透明地将设备指令返回消息中GSM切换参数信息单元传输到CDMA基站子系统并映射到空中接口系统间切换指令消息相应的参数域中，引导双模移动台向目标GSM系统切换。
由于本发明的提供了一种支持CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在CDMA系统与GSM系统之间切换的方法，这样如果当前话音业务处于某系统的覆盖空洞而系统间能够互通支持系统间切换，则可以将话音业务切换到覆盖较好的另一个网络中，从而保持业务的连续性。同时，出于网络管理的原因，如果某个网络过于拥塞网络可以主动将某些用户引导到另一个网络系统中，从而保证网络的负载均衡。并且在移动用户通话过程中跨越不同的系统网络边界时，系统间切换也可以保证业务的连续性。因此，系统间切换可以降低掉话率为用户提供更好的服务，同时不同系统间的互通提高网络利用率。
附图说明
图1成功的CDMA系统MSC间硬切换信令流程
图2成功的GSM系统MSC间硬切换信令流程
图3双模移动台通话状态下穿越CDMA网络的覆盖空洞
图4双模移动台通话状态下跨越CDMA/GSM系统边界
图5CDMA/GSM双模移动台在CDMA系统中的始呼过程
图6CDMA/GSM双模移动台在CDMA系统中的注册过程
图7CDMA/GSM双模移动台在CDMA系统中的寻呼响应过程
图8CDMA/GSM双模移动台在系统请求下状态报告
图9成功的CDMA/GSM系统间切换信令流程
图10CDMA/GSM系统间互通IIF功能实体E接口模型
具体实施方式
本发明在已有的CDMA系统和GSM系统MSC间切换信令流程和消息的基础上，通过对CDMA部分空中接口信令消息，A接口信令消息和IS-41(北美TIA-EIA标准)核心网信令消息的修改和增强，从而实现CDMA/GSM双模移动台从CDMA系统向GSM系统的业务连续性切换。以下所列为本发明涉及的对CDMA现有切换信令增强的具体技术设计细节。
(1)对空中接口注册，始呼和寻呼响应消息的增强
当移动台支持CDMA/GSM双模操作时，在注册消息(RegistrationMessage)，始呼消息(Origination Message)，寻呼响应消息(Page ResponseMessage)和CDMA反向空中接口消息中应加入双模移动终端GSM模式能力指示参数，以通知CDMA系统该移动台具有双模操作能力并支持向GSM系统切换的能力。CDMA源BSC因此可以根据网络配置的状况通过状态请求消息，请求双模移动台提供更详细的终端能力参数。
如图5所示，
501 当用户发起一次CDMA话音呼叫时，CDMA/GSM双模移动台发送空中接口始呼消息(Origination Message到CDMA服务BSC，本发明在该始呼消息中增加GSM模式能力指示参数；
如图6所示，
601 当CDMA/GSM双模移动台向CDMA服务BSC发起注册消息(Registration Message)时，本发明在该消息中增加GSM模式能力指示参数；
如图7所示
701 当CDMA/GSM双模移动台收到CDMA系统发来的入呼叫寻呼消息时，回送寻呼响应消息(Page Response Message)到CDMA服务BSC，本发明在该寻呼响应消息中增加GSM模式能力指示参数；
在这三个消息中均增加下表中所示的标识GSM终端模式能力指示参数域：
Field  Length(bits)
GSM_CAP  1
表中GSM_CAP为GSM模式能力指示参数，如果移动终端能够支持GSM工作模式，则设置GSM_CAP为“1”(在终端侧可为手动设置或自动设置)。如果移动终端不支持GSM工作模式则设置GSM_CAP为“0”。
(2)对A接口位置更新消息，连接管理服务请求和寻呼响应消息的增强
当基站子系统收到(1)中所述增强的空中接口注册，始呼消息和寻呼响应消息后，通过增强后的A接口位置更新请求消息(Location UpdatingRequest Message)，连接管理服务请求(CM Service Request Message)和寻呼响应消息(Paging Response Message)将终端是否支持GSM模式信息传递到CDMA移动交换中心MSC中，用于CDMA系统确定是否请求终端提供更详细的终端类型信息以支持CDMA到GSM的系统间切换。
如图5所示
502 当CDMA服务基站子系统收到注册消息(Registration Message)后，构造相应的A接口位置更新消息(Location Update Message)，本发明在该消息中增加GSM模式指示参数。
如图6所示
602 当CDMA服务基站子系统收到始呼消息(Origination Message)后，构造相应的A接口连接管理服务请求消息(CM Service RequestMessage)，本发明在该消息中增加GSM模式指示参数。
如图7所示
702 当CDMA服务基站子系统收到寻呼响应消息(Page ResponseMessage)后，构造相应的A接口连接管理服务请求消息(PagingResponse Message)，本发明在该消息中增加GSM模式指示参数。本发明在这三个消息中均增加下表中所示的标识GSM终端模式指示参数域：
信息单元 信元方向 信元类型
GSM模式指示 BSC-＞MSC  O  C
O-表示可选项(optional)，C-表示条件可选(Conditional)
注：当移动终端支持GSM模式时，并在(1)中所述的空中接口消息中指示支持GSM工作模式，则(2)中所述A接口消息中增加该信息单元。
GSM模式指示信息单元格式定义：
7  6  5  4  3  2  1  0 字节t
 A1接口信息单元标识 1
A1接口信息单元标识-定义为“3BH”；
当MSC接收到这个信息单元后，根据自身的配置状况，即是否支持从CDMA系统向GSM系统切换，决定是否发送增强的状态请求消息(Status Request Message)。如果支持系统间切换，则发送增强的状态请求消息以请求终端回送GSM终端模式类型参数，如(3)中所述。
(3)对A接口状态请求消息(Status Request Message)，状态响应消息(StatusResponse Message)的增强
当CDMA服务MSC接收到A接口连接管理服务请求消息(CM ServiceRequest Message)，位置更新请求消息(Location Update Message)和寻呼响应消息(Paging Response Message)中带有GSM模式指示信息单元，即标识该移动终端支持GSM工作模式，并且当前系统支持从CDMA系统到GSM系统的切换，则CDMA服务MSC发送A接口状态请求消息(Status RequestMessage)到CDMA服务BSC请求移动终端发送详细的GSM模式信息，CDMA服务BSC通过A接口状态响应消息(Status Response Message)返回CDMA服务MSC，以下描述为对这两个消息的增强设计。
如图8中801所示，CDMA服务MSC发送状态请求消息(Status RequestMessage)到CDMA服务BSC，其中包括请求的信息记录(Information RecordRequested)信息单元，并在该信息单元中增加相应的记录类型值，以指示请求移动终端GSM模式信息，如下表所示：
请求的信息记录类型 记录类型值(二进制) QUAL_INFO_TYPE(二进制)
GSM移动台类型标识 00100100  00000000
如图8中804所示，CDMA服务BSC发送状态响应消息(Status ResponseMessage)到CDMA服务MSC，其中包含移动台信息记录(MS InformationRecord)信息单元，本发明对其增加GSM移动台相应的记录参数，如下表所示，从而将双模终端回送的GSM模式信息传送到CDMA服务MSC。
7  6  5  4  3  2  1  0 字节
信息记录类型 1
信息记录长度 2
信息记录类型参数域 4-n
-其中信息记录类型见下表所示：
信息记录类型 记录类型值(二进制)  QUAL_INFO_TYPE(二进制)
GSM移动台等级类型1  00100101  00000000
GSM移动台等级类型2  00100110  00000000
-其中信息记录长度由记录类型所决定的参数域所占字节数确定信息记录类型参数域
-√GSM移动台等级类型(Classmark)17              6      5                       4                3                2    1   0
 0spare  REV_LEV  ES_IND  A5_1_ALG  RF_POW_CAP
Spare-空置
REV_LEV-版本等级，该域按下表设置：
00  为GSM phase(阶段)1保留01  GSM phase(阶段)2移动台10  为支持该协议版本移动台使用11  保留为将来使用
ES_IND-受控的先期发送等级类型，
支持GSM工作模式的移动台必须支持该参数域并按下表设置：
0  移动台不支持″受控的先期发送等级类型″选项1  移动台支持″受控的先期发送等级类型″选项
A5_1_ALG-移动台A5/1算法，支持GSM工作模式的移动台必须支持该参数域并按下表设置：
0  支持A5/1加密算法1  不支持A5/1加密算法
RF_POW_CAP_RF功率等级，
支持GSM工作模式的移动台必须支持该参数域并按下表设置：
 0 0 0 class10 0 1 class20 1 0 class30 1 1 class41 0 0 class5其它值保留
 当使用DCS1800或PCS1900频段0 0 0 class10 0 1 class20 1 0 class3其它值保留
 √GSM移动台等级类型27            6     5                    4          3              2         1                 0
 0spare  REV_LEV  ES_IND  A5_1_ALG  RF_POW_CAP
 0spare  PS_CAP  SS_SRNIND  SM_CAP  VBS  VGCS  FREQ_CAP
 0spare  LCSVA_CAP  UCS2  SOLSA  CMSP  A5_3_ALG  A5_2_ALG
其中REV_LEV，ES IND，A5_1_ALG
和RF_POW_CAP域的定义与移动台等级类型1中的定义相同。其余各域如下定义：
PS_CAP-伪同步能力该域按下表设置：
0  移动台支持伪同步能力1  移动台不支持伪同步能力
SS_SRN_IND-补充业务屏蔽指示
该域按下表设置：
0011 0101 phase(阶段)1缺省值支持省略符号处理和phase(阶段)2差错处理(见注1)保留(见注2)保留(见注2)
注1：省略符号的描述见ETSI TS 24.01 0和ETSI TS29.002。SS差错处理的描述见ETSI TS 24.010。注2：网络将这些值解释为“01”
SM_CAP-移动台被叫的点对点短消息业务能力
该域按下表设置：
0  不支持移动台被叫的点对点短消息业务1  支持移动台被叫的点对点短消息业务
VBS-VBS通知接收
该域按下表设置：
0  不支持VBS功能或无需通知1  支持VBS功能且需要通知
VGCS-VGCS通知接收
该域按下表设置：
0  不支持VGCS功能或无需通知1  支持VGCS功能且需要通知
FREQ_CAP-频率能力
该域按下表设置：
当使用GSM400频带时(对例外情况见规范GSM04.18)：Bit10   保留(GSM频带定义见规范GSM05.05)注：当在GSM400信道上传输的时候，该比特不用于指示是否支持E-GSM或R-GSM频带当使用GSM850频带时(对例外情况见规范GSM04.18)：Bit10   保留(GSM频带定义见规范GSM05.05)注：当在GSM850信道上传输的时候，该比特不用于指示是否支持E-GSM或R-GSM频带
当使用GSM900频带时(对例外情况见规范GSM04.18)：Bit10   移动台不支持E-GSM或R-GSM频带(GSM频带定义见规范GSM05.05)1   移动台支持E-GSM或R-GSM频带(GSM频带定义见规范GSM05.05)注：对支持R-GSM频带的移动台的进一步信息见移动台Classmark3.当使用GSM1800频带时(对例外情况见规范GSM04.18)：Bit10   保留(GSM频带定义见规范GSM05.05)注：当在GSM1800信道上传输的时候，该比特不用于指示是否支持E-GSM或R-GSM频带当使用GSM1900频带时(对例外情况见规范GSM04.18)：Bit10   保留(GSM频带定义见规范GSM05.05)注：当在GSM1900信道上传输的时候，该比特不用于指示是否支持E-GSM或R-GSM频带
LCS_VA_CAP-定位增值业务请求通知能力
该域按下表设置：
0  不支持定位增值业务请求通知1  支持定位增值业务请求通知
SOLSA-
该域按下表设置：
0  移动终端不支持SoLSA.1  移动终端支持SoLSA.
CM_SRV_PRMP-连接管理业务提示
该域按下表设置：
0  不支持“网络发起的移动台始呼连接管理连接请求”1  支持至少一个“网络发起的移动台始呼连接管理连接请求”协议
A5_3_ALG-支持A5/3算法
该域按下表设置：
0  不支持A5/3加密算法1  支持A5/3加密算法
A5_2_ALG-支持A5/2算法
该域按下表设置：
0  不支持A5/2加密算法1  支持A5/2加密算法
(4)空中接口状态请求消息(Status Request Message)，状态响应消息(StatusResponse Message)和扩展状态响应消息(Extended Status ResponseMessage)的增强
当CDMA基站子系统收到空中接口注册(Registration)，始呼消息(Origination)和寻呼响应(Page Response)消息中的GSM终端模式能力GSM_CAP参数域设置为“1”时，表明该终端同时支持GSM工作模式，此时如果CDMA系统支持CDMA/GSM系统间切换操作，则通过状态请求消息(Status Request Message)请求终端发送GSM模式参数，终端通过状态响应消息(Status Response Message)或扩展状态响应消息(ExtendedStatus Response Message)返回当前支持的GSM模式参数。
如图8中802所示，当CDMA服务BSC收到CDMA服务MSC发送的A接口状态请求消息(Status Request Message)中的请求的信息记录(Information Record Requested)信息单元中包含GSM移动台类型标识值时，则CDMA服务BSC发送空中接口状态请求消息(Status RequestMessage)。该消息中的RECORD_TYPE参数域增加下表中所列的纪录类型值(Record Type)，以示请求双模终端GSM模式的等级标识信息。
状态信息记录类型
请求的信息记录类型 记录类型值(二进制) QUAL_INFO_TYPE(二进制)
GSM移动台类型标识 00100100  00000000
上表中所列为对3GPP2 TSG-C C.S0005规范中状态信息记录表3.7.2.3.2.15-2增加的新的请求记录类型。
如图8中803所示，移动台收到CDMA服务BSC发送的状态请求(StatusRequest Message)后，回送状态响应消息(Status Response Message)或扩展状态响应消息(Extended Status Response Message)到CDMA服务BSC。如果空中接口状态请求消息中请求的纪录类型包含GSM移动台类型请求，则移动台返回的(扩展)状态响应消息中应该包含移动台当前支持的GSM移动台类型等级信息，详细参数值如下表所示：
Field  Length(bits)
RECORD_TYPE  8
RECORD_LEN  8
Type-specific fields  8×RECORD_LEN
纪录类型(RECORD_TYPE)如下表定义：
纪录类型(RECORD_TYPE) 纪录类型值(二进制)  MessageType r-csch r-dsch
 GSM移动台等级类型1  00100101  Status  Y  Y
 GSM移动台等级类型2  00100110  Status  Y  Y
记录长度(RECORD_LEN)由特定的记录类型决定
类型特定的参数域(Type-specific field)
●当纪录类型为GSM移动台等级类型1时，其意义在于给网络侧提供必要的移动台设备的优先级信息。该信息影响IIF对于CDMA/GSM系统间切换的处理方式。GSM移动台等级类型1信息记录指示出移动台的一般性特征，因此，除了信息记录域中明确指出外，该记录应该独立于移动台所使用的频带。
    类型特定参数域     长度(bits)
    REV_LEV     2
    ES_IND     1
    A5_1_ALG     1
    RF_POW_CAP     3
对于表中各参数域的定义参见(3)中GSM移动台类型1中对应参数域的定义。
●当纪录类型为GSM移动台等级类型2时，其意义在于给网络侧提供必要的移动台设备的优先级信息。该信息影响IIF对于CDMA/GSM系统间切换的处理方式。GSM移动台等级类型2信息记录指示出移动台的一般性特征，因此，除了信息记录域中明确指出外，该记录应该独立于移动台所使用的频带。
    类型特定参数域     长度(bits)
    REV_LEV     2
    ES_IND     1
    A5_1_ALG     1
    RF_POW_CAP     3
    PS_CAP     1
    SS_CRN_IND     2
    SM_CAP     1
    VBS     1
    VGCS     1
    FREQ_CAP     1
    LCS_VA_CAP     1
    SOLSA     1
    CM_SRV_PRMP     1
    A5_3_ALG     1
    A5_2_ALG     1
对于表中各参数域的定义参见(3)中GSM移动台类型2中对应参数域的定义。
(5)成功的CDMA与GSM系统间切换信令流程
图9描述了CDMA/GSM双模手机在通话状态下从CDMA系统成功切换到GSM系统的具体信令流程和相关的消息。
901 双模移动终端当前正处于通话状态，通过CDMA服务(源)MSC与固定或其他移动用户进行业务连接，并使用CDMA无线接入传输技术；
902 由于当前服务系统的无线传输质量或网络管理的原因，CDMA服务BSC探测到为保持话音业务的连续性，双模终端需要进行从CDMA网络到GSM网络的系统间切换，同时向CDMA服务MSC发送切换需求A接口消息(Handoff Required)，其中包含了切换类型(系统间切换)和通过空中接口信令交互所获得的目标GSM系统无线资源特定的参数；本发明对CDMA A接口切换需求消息(Handoff Required)增加目标GSM系统所需的切换参数。如下所示：
切换需求消息(Handoff Required)为A接口BSMAP消息，由CDMA服务BSC发送到CDMA服务MSC，以指示对于已经分配了业务信道无线资源的移动台需要执行业务信道的切换，并由该消息中的原因信息单元指示切换原因。IOS4.2 CDMA A接口协议规范中A1接口技术规范是为单纯CDMA系统而设计的，因此不包含从CDMA系统到GSM系统间切换的A接口消息和相应的参数。为了区分CDMA切换和CDMA/GSM系统间切换，并传递无线子系统通过状态请求和响应消息获得的双模移动台GSM模式能力参数，切换需求消息(Handoff Required)需要作相应的补充和增强以支持CDMA/GSM双模终端向目标GSM系统切换所需的相关的参数。
当系统间切换消息由于无线信道质量下降或网络管理原因触发了系统间切换，则CDMA当前服务BSC根据与系统间切换相关的GSM相关的参数，如：GSM_FREQ_BAND，ARFCN，BSIC，GSM_RXLEV，GSM_FN_MOD_51和GSM_FRAME_FRACT信息单元(这些参数通过备选频率搜寻报告消息(Candidate Frequency Search Report Message)由双模移动终端发送到BSC)和内部GSM邻小区列表数据库，产生增强后的切换需求A1接口消息(Handoff Required)。
如果CDMA服务MSC接收到切换需求消息(Handoff Required)，指示一个未知的目标BSC，则MSC回送切换需求拒绝消息(Handoff RequiredReject)到源BSC并指示原因值为“无效小区”；如果CDMA服务MSC或目标系统不能够为本次切换请求分配所需的无线链路资源，则CDMA服务MSC应该发送切换需求拒绝消息(Handoff Required Reject)到源BSC并携带恰当的原因信息单元。
◆对消息中小区标识列表信息单元(Cell Identifier List IE)的增强：
小区标识列表信息单元(Cell Identifier List IE)用于标识n个备选的目标小区。其中小区标识按优选顺序排列。优选顺序排列算法由运营商根据网络状况自行确定，本规范中不作强制规定。并且，备选小区数量“n”的值由网络管理人员通过网管设备设定，其值可以从1到16。小区标识列表信息单元(Cell Identifier List IE)包含GSM BSC标识以及根据网络配置决定的位置区编码LAC或 位置区编码LAC和PLMN_ID。
BSC必须能够产生GSM BSC标识。为正确确定路由，MSC必须能够接收和解释该信息单元。
    7     6     5     4     3     2     1     0   Octet
    A1 Element Identifier     1
    Length     2
    Cell Identification Discriminator     3
    Cell Identification 1     4
    …     …
    Cell Identification n     k
MSC通过分析表中所示的小区标识描述符域Cell IdentificationDiscriminator可以确定该切换请求为从CDMA系统到GSM系统间的切换。
二进制值 含义
0000 1001 从CDMA到GSM的系统间切换。PLMN标识PLMN_ID，位置区编码LAC和小区标识Cell Identification用于标识目标GSM小区
0000 1010 从CDMA到GSM的系统间切换。位置区编码LAC和小区标识Cell Identification用于标识目标GSM小区
0000 1011 从CDMA到GSM的系统间切换。小区标识CellIdentification用于标识目标GSM小区
如上表所示的小区标识符选择由PLMN网络运营商根据网络的配置状况确定。
当小区标识符设置为“00001001”时小区标识域的定义如下所示：
-GSM900和DCS1800系统
7  6  5  4  3  2  1  0  Octets
移动国家码MCC数字2 移动国家码MCC数字1  4
1     1      1     1 移动国家码MCC数字3  5
移动网络码MNC数字2 移动网络码MNC数字1  6
位置区编码LAC  7
位置区编码LAC(继续)  8
小区标识值CI value  9
小区标识值CI value(继续) 10
字节4到字节8按照3GPP TS24.008表“位置区标识信息单元(LocationArea Identification Information Element)”方式编码。字节9到字节10按照3GPP TS24.008表“小区标识信息单元”方式编码。-北美PCS1900系统
7  6  5  4  3  2  1  0  Octets
移动国家码MCC数字2 移动国家码MCC数字1  4
移动网络码MNC数字3 移动国家码MCC数字3  5
移动网络码MNC数字2 移动网络码MNC数字1  6
位置区编码LAC  7
位置区编码LAC(继续)  8
小区标识值CI value  9
小区标识值CI value(继续)  10
字节4到字节8按照3GPP TS24.008表“位置区标识信息单元(LocationArea Identification Information Element)”方式编码。
字节9到字节10按照3GPP TS24.008表“小区标识信息单元(Cell IdentityIE)”方式编码。
当小区标识符设置为“00001010”时小区标识域的定义如下所示：
7  6  5  4  3  2  1  0  Octets
位置区编码LAC  4
位置区编码LAC(继续)  5
小区标识值CI value  6
小区标识值CI value(继续)  7
字节4到字节5按照3GPP TS24.008表“位置区标识信息单元(LocationArea Identification Information Element)”方式编码。字节6到字节7按照3GPP TS24.008表“小区标识信息单元(Cell IdentityIE)”方式编码。
当小区标识符设置为“00001011”时小区标识域的定义如下所示：
7  6  5  4  3  2  1  0  Octets
小区标识值CI value  4
小区标识值CI value(继续)  5
字节4到字节5按照3GPP TS24.008表“小区标识信息单元(Cell IdentityIE)”方式编码。
◆增加新的信息单元-GSM测量的信道标识和下行链路环境(GSMmeasured channel Identity and downlink environment)该信息单元包括GSM测量的信道标识和信号强度测量信息，这些参数为CDMA/GSM双模移动台对备选小区测量的结果。
该信息单元基于移动台测量的结果对从CDMA系统向GSM系统切换指定目标GSM无线信道。
信息单元 信元发送方向 信元类型
测量到的GSM信道标识和下行链路环境 BSC-＞MSC  O  C
注示：如果需要切换到GSM目标系统，应该包括该信息单元。新增的GSM测量的信道标识和下行链路环境
7  6  5  4  3  2  1  0  Octet
 A1接口信息单元标识 1
长度 2
小区数 3
小区标识区分符 4
小区标识1 5-k
频带类型 绝对频点号 K+1
绝对频点号 下行链路信号强度 K+2
下行链路信号强度 保留域 K+3
… …
小区标识n m--n
频带类型 绝对频点号(ARFCN) N+1
绝对频点号 下行链路信号强度 N+2
下行链路信号强度 保留域 N+3
A1信息单元标识-定义为“3CH”
长度-指示长度域后字节数
小区数-IE中所包含的小区数
频带类型-GSM频带类型(如下表示)
频带类型 GSM频带
 000  P-GSM900
 001  E-GSM900
 010  R-GSM900
 011  DCS1800
 100  PCS1900
 101-111  Reserved
绝对频点号-绝对无线频率信道号。BSC应根据GSM05.05设置绝对频点号。
下行链路信号强度-BSC应将该域设置为备选频率搜寻报告消息中的GSM_RXLEV。
测量的下行链路信号强度等级应设置为接收信号等级0--63：
接收信号等级0＝小于-110dBm+SCALE.
接收信号等级1＝-110dBm+SCALE到-109dBm+SCALE.
接收信号等级2＝-109dBm+SCALE到-108dBm+SCALE.
                   ∶
                   ∶
接收信号等级62＝-49dBm+SCALE到-48dBm+SCALE.
接收信号等级63＝大于-48dBm+SCALE.
其中SCALE为偏置值仅用于增强测量报告消息中，否则设置为“0”。对于详细的接收信号等级定义参考GSM05.08规范8.1.4节所述。
903 服务(源)CDMA MSC确定该话音业务需要切换至备选的GSM目标MSC(由A接口切换需求消息Handoff Required中小区标识列表确定)。源CDMA MSC向互通互联功能单元IIF发送设备指令消息(FacilitiesDirective2)，其中包括GSM目的MSC标识列表和GSM切换相关的无线资源和业务特定的参数；本发明对CDMA核心网设备指令消息增加目标GSM系统所需的切换参数。
◆增加新的信息单元-GSM切换参数(Handoff to GSM Parameter)
信息单元 类型
GSM切换参数 O
注：如果切换的目标为GSM系统则该信息单元应该包含。
GSM切换参数信息单元定义
参数域 值 类型 参考
标识 GSM切换参数 必选 6.5.1.2
长度 根据实际字节数 必选 6.5.1.1
 H  G  F  E  D  C  B  A 字节
GSM切换参数信息 1--n
注：所有源CDMA系统产生的与GSM切换相关的参数均可透明的映射到GSM切换参数信息域(Handoff to GSM Parameters Info)中并被透明的传送到IIF中。
GSM切换参数信息域应该被IIF映射到GSM MAP信令消息MAP_PREPARE_HANDOVER中的BSS_APDU信息单元中。
◆增加共享加密数据(SharedSecretData)信息单元
信息单元 类型 Reference
共享加密数据SharedSecretData 可选 6.5.2.119
详细的编码格式参见N.S0005《Cellular Radio TelecommunicationIntersystem Operation》6.5.2.119节所述。
注s：仅当移动用户的共享加密数据(SharedSecretData)与服务(源)CDMA MSC共享时增加该信息单元。该信息单元被发送到IIF功能实体作为Ki(GSM加密密钥)用于计算Kc(用于证验的结果)实现在目标GSM系统的语音和数据的加密。
904 IIF通过分析设备指令消息(FACDIR2)中小区标识列表参数获知为系统间切换，向GSM目标MSC发送切换准备消息(MAP-PREPARE-HANDOVER)触发GSM系统前向切换，该消息中包含GSM目标MSC用于分配GSM无线信道所需的必要信息；
905 GSM目标MSC发送切换号码分配消息(MAP-ALLOCATE-HANDOVER-NUMBER)到其相应的VLR(待访位置寄存器)，请求动态分配一个切换号码用于IIF将话路路由到GSM目标MSC；
906 GSM目标MSC发送切换请求(Handover Request)A接口消息到小区标识列表中指定的BSC以请求GSM无线信道资源的分配；
907 如果目标GSM系统的无线资源可用，GSM目标BSC返回切换请求证实(Handover Request Ack)A接口消息，其中包含将被发送到源CDMA系统的GSM无线资源定义；
908 如果切换号码分配成功，则目标GSM VLR(待访位置寄存器)返回发送切换报告(MAP-SEND-HANDOVER-REPORT)消息到GSM目标MSC，其中包括临时的切换号码；
909 此时，GSM目标MSC发送切换准备返回消息(MAP-PREPARE-HANDOVER rsp)到IIF，其中包括切换号码和完整的切换请求证实(Handover Request Ack)A接口消息；
910 IIF根据收到的切换号码，发送初始地址ISUP(ISDN用户部分协议)消息IAM(Initial Address Message)到GSM目标MSC，从而发起话音中继链路连接过程；
911 接收到初始地址消息IAM后，GSM目标MSC发送切换报告响应消息(MAP-SEND-HANDOVER-REPORT rsp)到对应的目标VLR(待访位置寄存器)；
912 如果话音业务连接成功，则目标MSC回送地址完成ISUP(ISDN用户部分协议)消息ACM(Address Complete Message)至IIF；
913 收到ACM消息后，IIF将GSM切换相关的参数映射到设备指令返回消息(facdir2)中，回送至服务(源)CDMA的MSC中；本发明对该消息增加切换到目标GSM系统源CDMA系统所需的切换引导参数。
◆增加GSM切换参数信息单元(Handoff to GSM Parameters IE)
该信息单元的格式与设备指令消息(FacilitiesDirective2)消息中对应的信息单元格式相同，GSM切换相关的参数域定义如下：
详细的GSM切换参数域定义参见GSM04.18技术规范9.1.15节。这意味着用于指示CDMA/GSM双模手机进行从CDMA系统切换到GSM系统的系统间切换命令消息(Intersystem Handoff Direction Message)的内容是通过IS-41(北美TIA-EIA标准)facdir2消息中该IE透明的从IIF功能实体传输到。该GSM切换参数映射到切换命令消息(Handoff Command)中的GSM层3信息域中。
914 收到设备指令返回消息(facdir2)后，CDMA服务(源)MSC将其中的GSM切换参数映射到A接口切换命令消息(Handoff Command)中，并发送至CDMA源BSC中；本发明对切换命令消息(Handoff Command)增加切换到目标GSM系统源CDMA系统所需的切换引导参数。
该消息为BSMAP消息，由CDMA源MSC发送到CDMA源BSC触发小区切换开始过程。该消息为对切换需求消息的响应消息(HandoffRequired)。修改后的切换命令消息过程仍遵循3GPP2 A.S0014规范的3.4.4节所述。
◆对小区标识列表信息单元(Cell Identifier List)的修改与切换需求消息(Handoff Required)相同，其中小区标识区分符被用来识别本次切换为从CDMA系统到GSM系统间切换。
◆增加新的信息单元—切换到GSM系统层3信息(Handoff to GSMLayer3 Information)
信息单元 信息单元发送方向 类型
GSM切换层3消息 MSC-＞BSC 可选 条件
注示o：如果目标系统为GSM系统则包含该信息单元。
5.2.86切换到GSM系统层3信息(Handoff to GSM Layer3 Information)该信息单元为源CDMA BSC应用以引导CDMA/GSM双模移动终端从CDMA系统向GSM系统作系统间切换，其中包括目标GSM系统信道参数。
7  6  5  4  3  2  1  0  Octet
A1接口信元标识 1
长度 2
GSM切换层三信息 3-n
A1接口信元标识-定义为“3DH”
长度-指示长度域后字节长度
GSM切换层三信息-详细的GSM层3信息域参见GSM04.18技术规范9.1.15节。该信元中的GSM层3信息域被映射为空中接口系统间切换指示消息(Intersystem Handoff Direction Message)中的GSM_INFO_DATA域。
915 CDMA源BSC构造系统间切换指令(Inetrsystem Handoff Direction)消息，并通过空中接口发送至双模移动终端，引导其从CDMA系统向GSM系统切换；
916 当收到回送的层二确认消息后，证明双模终端已经正确收到系统间切换指令消息，此时CDMA源BSC发送切换执行(HandoffCommenced)A接口消息到源MSC，指示双模终端已经从源CDMA系统切换到目标GSM系统；
917 此时，双模移动终端调谐到系统间切换指令消息所指示的GSM频点上并尝试捕获接入GSM系统。当GSM目标BSC在反向FACCH信道上收到连续4个接入消息，发送A接口切换检测到(Handover Detect)消息到GSM目标MSC，指示已捕获到移动台；
918 GSM目标MSC发送接入信号处理(MAP-PROCESS-ACEESS-SIGNALING)到IIF并承载A接口相应的PDU(协议数据单元)；
919 同时GSM目标BSC发送切换响应消息到双模移动终端，此时终端发送切换完成消息(Handover Completion)以证实切换过程完成；
920 收到切换完成(Handover Completion)空中接口消息后，目标MSC发送结束信号消息(MAP-SEND-END-SIGNAL)到IIF并承载相应的A接口PDU(协议数据单元)证实切换过程已完成；
921 收到发送结束信号(MAP-SEND-END-SIGNAL)消息后，IIF发送移动台进入信道(MSONCH)消息到CDMA服务(源)MSC，指示双模终端已经切换到GSM系统并请求源CDMA系统释放A接口链路资源；
922 CDMA服务(源)MSC发送清除命令消息到CDMA服务(源)基站，请求清除A接口链路资源。
923 CDMA服务(源)基站发送清除完成消息，通知服务MSC A接口链路清除完成。至此，从CDMA系统到GSM系统的切换完成。
(6)服务(源)CDMA MSC与GSM目标MSC间E接口模型
在本模型中，核心网互通与互操作功能实体IIF实现基于IS-41(北美TIA-EIA标准)的CDMA系统核心网信令与基于GSM-MAP的GSM系统的核心网信令间的E接口信令链路和信令消息的翻译转换功能，同时提供服务(源)CDMA MSC与GSM目标MSC间话音业务链路间的中继功能。从而实现异类无线蜂窝网络的系统间业务连续性切换。如下图所示，IIF功能实体实现核心网移动应用协议(MAP)中异类系统MSC间E接口切换信令的互联互通功能。
在本发明设计方案中仅就CDMA用户从基于IS-41(北美TIA-EIA标准)的系统向基于GSM-MAP的GSM系统切换进行了详细技术描述，不涉及GSM用户从基于GSM-MAP的GSM系统向基于IS-41(北美TIA-EIA标准)的CDMA网络系统间切换功能。
从图10的模型中可以看出，在基于IS-41(北美TIA-EIA标准)的CDMA核心网和基于GSM-MAP的核心网间引入互联互通功能实体(IIF)，将两个基于不同协议规范的核心网屏蔽开。即从服务(源)CDMA MSC的角度，IIF被看作是CDMA网络中的切换目标MSC；从实际的GSM目标MSC角度看，IIF被看作是GSM服务(源)MSC。因此，对于各自系统的MSC均将IIF看作为与自身属于同类系统的MSC，IIF完成异类核心网间E接口的信令翻译互联互通功能，即无需制定新的异类核心网间E接口信令消息和流程，仅需将目标核心网MSC所需的切换相关的测量和业务特定的参数以及源端核心网所需的目标网络所分配的无线链路资源信息加入源端核心网E接口相应的切换信令消息中，通过透明传输的方式由服务(源)CDMA MSC经IIF传送到相应的GSM目标MSC，同时IIF具有在两个核心网基于七号信令处理和寻址的能力。

Claims (17)

1、一种支持CDMA/GSM双模移动台在通话状态下在CDMA系统与GSM系统之间切换的方法，其特征在于，在CDMA系统核心网和GSM系统的核心网间引入互联互通功能实体IIF，将两个基本不同协议规范的核心网屏蔽开，从CDMA服务MSC的角度看，互联互通功能实体IIF被看作是CDMA网络中的切换目标MSC；从GSM目标MSC角度看，互联互通功能实体IIF被看作是GSM服务MSC，从CDMA目标MSC的角度看，互联互通功能实体IIF被看作是CDMA网络中的服务MSC；从GSM服务MSC角度看，互联互通功能实体IIF被看作是GSM目标MSC，对于各自系统的MSC均将互联互通功能实体IIF看作为与自身属于同类系统的MSC，通过将目标核心网MSC所需的切换相关的测量和业务特定的参数以及服务核心网所需的目标网络所分配的无线链路资源信息加入服务核心网E接口相应的切换信令消息中，通过透明传输的方式由CDMA服务MSC经互联互通功能实体IIF传送到相应的GSM目标MSC或者由GSM服务MSC经互联互通功能实体IIF传送到相应的CDMA目标MSC，实现CDMA系统核心网信令与GSM系统的核心网信令间的E接口信令链路和信令消息的翻译转换功能，同时提供在CDMA服务MSC与GSM目标MSC之间或者GSM服务MSC与CDMA目标MSC之间的话音业务链路间的中继功能。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，CDMA系统核心网是基于北美TIA-EIA标准的CDMA系统核心网，GSM系统的核心网是基于GSM-MAP的GSM系统的核心网。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，当移动台支持CDMA/GSM双模操作时，在CDMA空中接口注册消息，始呼消息，寻呼响应消息和CDMA反向空中接口消息中加入双模移动终端GSM模式能力指示参数消息，以通知CDMA系统该移动台具有双模操作能力并支持向GSM系统切换的能力。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，当基站子系统收到所述的空中接口注册消息，始呼消息和寻呼响应消息后，构造增加了GSM模式指示参数的A接口位置更新请求消息、连接管理服务请求消息和寻呼响应消息，将终端是否支持GSM模式信息传递到CDMA服务MSC中，用于CDMA系统确定是否请求终端提供更详细的终端类型信息以支持CDMA到GSM的系统间切换。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，当CDMA服务MSC接收到A接口连接管理服务请求消息、位置更新请求消息和寻呼响应消息中带有GSM模式指示参数的信息单元，并且当前系统支持从CDMA系统到GSM系统的切换，则CDMA服务MSC发送A接口状态请求消息到CDMA服务BSC，以请求移动终端发送详细的GSM模式信息，所述状态请求消息包括请求的信息记录信息单元，并在该信息单元中增加相应的记录类型值，以指示请求移动终端GSM模式信息；CDMA服务BSC通过A接口向CDMA服务MSC发送状态响应消息，所述状态响应消息包含移动台信息记录信息单元，并在所述移动台信息记录信息单元中增加GSM移动台相应的记录参数，从而将双模终端回送的GSM模式信息传送到CDMA服务MSC。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，当CDMA基站子系统收到空中接口注册消息，始呼消息和寻呼响应消息中的GSM终端模式能力GSM_CAP参数域设置为“1”时，如果CDMA系统支持CDMA/GSM系统间切换操作，则通过状态请求消息请求终端发送GSM模式参数，终端通过状态响应消息或扩展状态响应消息返回当前支持的GSM模式参数。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，当CDMA服务BSC收到CDMA服务MSC发送的A接口状态请求消息中的请求的信息记录信息单元中包含GSM移动台类型标识值时，则CDMA服务BSC发送空中接口状态请求消息，所述状态请求消息中的RECORD_TYPE参数域增加了的纪录类型值，以示请求双模终端GSM模式的等级标识信息。
8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，移动台收到CDMA服务BSC发送的状态请求后，回送状态响应消息或扩展状态响应消息到CDMA服务BSC，如果空中接口状态请求消息中请求的纪录类型包含GSM移动台类型请求，则移动台返回的状态响应消息或扩展状态响应消息包含移动台当前支持的GSM移动台类型等级信息。
9、一种CDMA/GSM双模终端在通话状态下从CDMA系统切换到GSM系统的方法，包括如下步骤：
(1)当CDMA服务BSC探测到双模终端需要进行从CDMA网络到GSM网络的系统间切换时，向CDMA的服务MSC发送切换需求消息，以指示对于已经分配了业务信道无线资源的移动台需要执行业务信道的切换，并由该消息中的原因信息单元指示切换原因；
(2)在CDMA服务MSC接收到切换需求消息之后，确定该话音业务需要切换至备选的GSM目标MSC，向引入互联互通功能实体(IIF)发送设备指令消息，所述设备指令消息包括GSM目的MSC标识列表、GSM切换相关的无线资源和业务特定的参数，并在所述设备指令消息增加目标GSM系统所需的切换参数；
(3)互联互通功能实体IIF通过分析设备指令消息中小区标识列表参数获知为系统间切换之后，向GSM目标MSC发送切换准备消息以触发GSM系统前向切换，所述切换准备消息中包含GSM目标MSC用于分配GSM无线信道所需的必要信息；
(4)GSM目标MSC接收到切换准备消息后发送切换号码分配消息到其相应的待访位置寄存器，请求动态分配一个切换号码用于互联互通功能实体IIF将话路路由到GSM目标MSC；
(5)GSM目标MSC发送切换请求消息到小区标识列表中指定的BSC以请求GSM无线信道资源的分配；
(6)如果目标GSM系统的无线资源可用，GSM目标BSC返回切换请求证实消息，其中包含将被发送到服务CDMA系统的GSM无线资源定义；
(7)如果切换号码分配成功，则目标GSM待访位置寄存器返回发送切换报告消息到GSM目标MSC，其中包括临时的切换号码；
(8)GSM目标MSC发送切换准备返回消息到互联互通功能实体IIF，其中包括切换号码和完整的切换请求证实A接口消息；
(9)互联互通功能实体IIF根据收到的切换号码，发送初始地址ISUP消息IAM到GSM目标MSC，从而发起话音中继链路连接过程；
(10)接收到初始地址ISUP消息IAM后，GSM目标MSC发送切换报告响应消息到对应的目标待访位置寄存器；
(11)如果话音业务连接成功，则目标MSC回送地址完成ISUP消息ACM至IIF；
(12)收到地址完成ISUP消息ACM消息后，互联互通功能实体IIF将GSM切换相关的参数映射到设备指令返回消息中，并回送至CDMA服务MSC中；设备指令返回消息包括切换到目标GSM系统服务CDMA系统所需的切换引导参数；
(13)收到设备指令返回消息后，CDMA服务MSC将其中的GSM切换参数映射到A接口切换命令消息中，并将所述切换命令消息发送至CDMA服务BSC中，以触发小区切换开始过程；所述切换命令消息增加了服务CDMA系统切换到目标GSM系统所需的切换引导参数；
(14)CDMA服务BSC收到所述切换命令消息后，构造系统间切换指令消息，并通过空中接口发送至双模移动终端，引导其从CDMA系统向GSM系统切换；
(15)当CDMA服务BSC收到回送的证明双模终端已经正确收到系统间切换指令消息的层二确认消息后，CDMA服务BSC发送切换执行A接口消息到服务MSC，指示双模终端已经从服务CDMA系统切换到目标GSM系统；
(16)双模移动终端调谐到系统间切换指令消息所指示的GSM频点上并尝试捕获接入GSM系统，当GSM目标BSC在反向FACCH信道上收到连续4个接入消息，发送A接口切换检测到消息到GSM目标MSC，指示已捕获到移动台；
(17)GSM目标MSC发送接入信号处理消息到IIF并承载A接口相应的协议数据单元；同时GSM目标BSC发送切换响应消息到双模移动终端，此时终端发送切换完成消息以证实切换过程完成。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：
(18)目标MSC收到切换完成空中接口消息后，目标MSC发送结束信号消息到IIF并承载相应的A接口协议数据单元证实切换过程已完成；
(19)收到发送结束信号消息后，IIF发送移动台进入信道消息到CDMA服务MSC，指示双模终端已经切换到GSM系统并请求服务CDMA系统释放A接口链路资源；
(20)CDMA服务MSC发送清除命令消息到CDMA服务基站，请求清除A接口链路资源；
(21)CDMA服务基站发送清除完成消息，通知服务MSC A接口链路清除完成。
11、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述切换需求消息为A接口BSMAP消息，A接口BSMAP消息包含了切换类型和通过空中接口信令交互所获得的目标GSM系统无线资源特定的参数，并在切换需求消息中增加了目标GSM系统所需的切换参数，切换类型包括CDMA系统和GSM系统之间的切换。
12、如权利要求9所述的方法，其特征在于，如果CDMA的服务MSC接收到的切换需求消息指示一个未知的目标BSC，则CDMA的服务MSC回送切换需求拒绝消息到CDMA的服务BSC并指示原因值为“无效小区”；如果CDMA的服务MSC或目标系统不能够为本次切换请求分配所需的无线链路资源，则CDMA的服务MSC发送切换需求拒绝消息到CDMA的服务BSC并携带恰当的原因信息单元。
13、如权利要求9所述的方法，在所述切换需求消息中增加GSM模式移动台等级类型标示参数域和具有GSM测量的信道标识和下行链路环境的信息单元；在所述切换需求消息的小区标识列表信息单元中增加目标GSM小区标识。
14、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述设备指令消息为CDMA核心网IS-41信令集的设备指令消息，并在所述设备指令消息中增加GSM切换参数信息单元，用于承载由服务CDMA系统产生的目标GSM系统切换所需的切换参数。
15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，当移动用户的共享加密数据与CDMA服务MSC共享时所述设备指令消息中增加共享加密数据信息单元，共享加密数据信息单元被发送到IIF功能实体作为GSM加密密钥用于计算用于证验的结果，以实现在目标GSM系统的语音和数据的加密。
16、如权利要求9所述的方法，其特征在于，设备指令返回消息中增加GSM切换参数信息单元，所述GSM切换参数信息单元与设备指令消息对应的信息单元具有相同的格式，用于承载由目标GSM系统产生的被服务CDMA系统用于引导双模移动台从CDMA系统向GSM系统切换所必须的切换参数。
17、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述切换命令消息增加小区标识列表信息单元，用于标识指定的切换目标GSM小区，所述切换命令消息还增加切换到GSM系统层3信息的信息单元，用于透明地将设备指令返回消息中GSM切换参数信息单元传输到CDMA基站子系统并映射到空中接口系统间切换指令消息相应的参数域中，引导双模移动台向目标GSM系统切换。
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