CN1864419A - 用于共享网络的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种装置和方法，支持具有共享网络的用户设备(109－113)和多个核心网(125、126)。用于用户设备的规则集与核心网(125、126)相关联。使用规则集将与共享网络相关联的接入信息转换为核心网行为。网络元件(400)可以用来使用规则集将共享网络信息映射到核心网信息以便网络使用。

Description

用于共享网络的装置和方法
相关申请交叉引用
本申请与同日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FORROUTING MESSAGES IN A NETWORK”(摩托罗拉代理人案卷号CS23238RL)的申请相关，一同转让给本申请的受让人，并且在此通过引用接合进来。
本申请还与同日提交的题为“METHOD FOR SELECTING ACORE A NETWORK”(摩托罗拉代理人案卷号CS23737RL)的申请相关，一同转让给本申请的受让人，并且在此通过引用接合进来。
本申请还与同日提交的题为“WIRELESS ACCESS NETWORKSHARING AMONG CORE NETWORKS AND METHODS”(摩托罗拉代理人案卷号CS23738RL)的申请相关，一同转让给本申请的受让人，并且在此通过引用接合进来。
技术领域
本公开涉及用于支持共享网络中操作的装置和方法。
背景技术
当前，通信系统通常包括通过专用接入网服务用户设备的网络运营商。例如，无线通信系统一般包括无线接入网(RAN)和核心网(CN)。RAN包括基站和相关联的无线网络控制器，提供与用户设备(UD)或称为用户装置(UE)的无线通信链路。核心网从公共交换电话网(PSTN)、其他移动站、因特网、其他核心网和其他网络实体接收消息。无线通信系统连接到其他无线通信系统，但每个系统通常分别由一个运营商或承载商来运营。这样的系统现在用于陆线，诸如线缆和绞合线对系统，以及用于无线系统，诸如全球移动通信系统(GSM)、其他时分多址(TDMA)系统以及码分多址(CDMA)网络。
在无线系统的例子中，尽管每一系统运营商通常使用一种类型的系统，诸如CDMA、宽带CDMA(WCDMA)或TDMA，运营商在努力使用传统系统以确保全覆盖的过程中可以在地理区域内运营多个系统。例如，运营商可以具有模拟系统和CDMA系统，或者模拟系统和TDMA系统，或者TDMA系统和第三代系统。此外，多个运营商可以覆盖相同的地理区域，每一运营商使用其自己的网络。每一无线通信系统工作在分配的频段内，频段也称为频谱，因为只有有限数目的可用频段。但是，通过当前系统，系统运营商将RAN链接到单独的核心网。RAN广播的消息中包括用于连接到RAN的诸如PLMN的核心网的标识符，核心网的位置区域和路由区域等。通过这样的专用系统，RAN可以只服务一个核心网。
通信系统希望允许网络运营商共享资源。共享网络资源的一个例子是连接到住处和办公室的绞合线连接以及线缆。该基础设施已经安装，置换较为昂贵，如果网络拥有者希望资源共享的话，对多个运营商来说是可用的。可以共享的网络的另一个例子是无线接入网，其中可能希望通过允许例如有不同运营商所运营的多个核心网通过共享的无线网络控制器(RNC)及其相关联基站连接到用户而共享资源。这允许多个网络运营商使用相同频谱并通过相同无线接入网接入订户。例如，特定频谱的执照持有者可能希望将经由其无线接入网的接入出售给其他网络运营商以便弥补系统花销，而不具有地理区域内频谱执照的运营商可能希望从执照持有者那里买到对该频谱的接入。
无线系统中额外的挑战，例如新兴通用移动电话系统(UMTS)，是适应电话交换和分组交换数据。到许多核心网之一的消息的路由基于核心网域类型即分组交换或电路交换而受到限制，不是受到系统运营商的限制，因为只有一个系统运营商使用用于电路交换和分组交换通信二者的无线网络和核心网。
因此，需要一种使用通过单一共享接入网接入的不同核心网唯一地支持多个用户设备的方法。
附图说明
将结合下面的附图来描述本发明的示例实施例，其中，不同图中类似的参考标号指示类似的元件，提供这些实施例来图示所附权利要求所限定的本发明各种原理和优点，在附图中：
图1是图示说明示例无线通信系统的图；
图2是图示说明示例用户设备通信链路的电路示意框图；
图3是图示说明用户设备的示例操作的图；
图4是图示说明网络元件的示例实施例的电路示意框图；
图5是图示说明网络元件的示例操作的流程图；
图6是图示说明示例无线通信系统的图；
图7是图示说明用户设备中的位置识别的流程图；和
图8是图示说明用户设备的示例消息路由操作的流程图。
具体实施方式
现有共享网络不能够适应多个核心网，其中用户设备需要唯一地进行控制来用于各个核心网运营商。以共享网络适应不同运营商的不同所需行为是个挑战。例如，现有无线接入网专用于一个运营商，从而从连接在系统中的用户设备建立该运营商所需的行为。运营商具有不同所需行为时，现有系统不能够针对特定运营商的每一用户设备适应不同的消息传递协议。另外一个问题是通过一个接入网提供不同的位置标识符。
核心网和接入网可以是无线的(广域网和局域网)或者硬连线的(绞合线或同轴电缆)。无线可以是UMTS、GSM和CDMA，有线可以是电路交换和分组交换、电话和线缆。感兴趣的通信系统是便利于在一个或多个网络上进行语音或数据或消息传递服务的系统。双向系统的例子包括线缆、陆线、无线蜂窝系统，其使用模拟、CDMA和TDMA技术，并且被称为GSM和通用移动电信服务(UMTS)、1G、2G、2.5G、3G、4G和更超越的系统(其中G表示代)及其变形或演进。而且，系统可以是广域网、局域网或者二者的组合，并且，关注的用户设备可以支持短程通信、远程通信或者长短程通信二者。短程通信的例子包括无绳通信系统、微小网络(pico-networks)、诸如支持IEEE 802.11标准、蓝牙连接等的有线或无线LAN系统。这样的系统优选利用CDMA、跳频、或TDMA接入技术以及各种网络协议中的一个或多个，诸如TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)、IPX/SPX(分组间交换/连续分组交换)、Net BIOS(网络基本输入输出系统)或者集成数字增强网络(iDENTM)协议。这样的系统可以支持中继或调度功能，指引单个或群呼叫，并且支持电路交换、因特网或其他连接。
这样的系统中的用户设备可包括有线电话、蜂窝电话、无绳电话、所谓的因特网或因特网协议电话、调制解调器、路由器、接入点、计算机、个人数字助理、掌上设备及其变形和演进。
这里的即时公开包括示例的设备、系统和方法，其公开了各种实施例。但是，公开的结构和功能并不想要限制本发明，而是增强对本发明原理和优点的理解和认识。本发明仅由权利要求限定。
本领域技术人员可能将说明书和权利要求书中所使用的术语与出现在特定标准中的术语相关联，例如CDMA、GSM或802.11标准，或者这样的术语可能不出现在特定标准中。与标准的关联不想把本发明限定为特定的标准，标准中语言上的差异并不排除本发明应用于这样的标准。事实上，所使用的术语只是提供解释所说明的例子，而不过度地加重说明书中多种解释的负担，以适应与所有可能标准、系统和网络的语言差别。进一步应该理解，关系术语的使用，诸如第一和第二，顶和底等，如果有的话，只是用来区分一个与另一个实体、项目或动作，而不必要求或暗示这样的实体、项目或动作之间的任何实际这样的关系或次序。
本领域技术人员将认识到，本发明功能和许多发明原理可利用软件程序、硬件指令，诸如集成电路(IC)、可编程逻辑器件，或其组合来实现。期望本领域的技术人员，尽管可能经过大量努力和设计选择，其由诸如可用时间、当前技术和经济考虑驱动，但当由此处公开的概念与原理指导时，将能通过最少的实验容易地生成这些软件程序和/或IC。为了简单化和最小化使根据本发明的原理与概念模糊不清的任何风险，对于这些软件和IC的进一步讨论，如果有的话，将限制于关于优选实施例所使用的原理和概念的重点。
现在参看图1，示例通信系统是无线通信系统100(图1)。系统100包括无线网络控制器(RNC)102和RNC 103，基站104-108，移动交换中心(MSC)A 114和MSC B 115，服务GPRS支持节点(SGSN)A 117和SGSN B 118，用户设备(UD)109-111。RNC 102和103以及基站104-108是系统100中的无线接入网(RAN)。核心网A 125包括连接到RAN以及连接到其他实体(诸如公共交换电话网140和因特网142)的MSC A和SGSN A。核心网B 126包括连接到RAN以及连接到其他实体(诸如公共交换电话网140和因特网142)的MSC B和SGSN B。
核心网125、126中的每个例如都与不同的网络运营商相关联，并且支持该网络运营商的连接性，包括计费、监管、特征支持，并且代表物理电路、软件和系统功能。本领域技术人员将认识到，核心网可以包括其他网络实体，可以是软件、硬件和/或实际上的功能。在示例系统中，到公共交换电话网的电路交换接口经由MSC 114、115，到因特网的分组交换接口经由SGSN 116、117。其他连接性路径也可以得到支持。特定用户设备和核心网之间的信息交换适当地经由无线接入网进行路由。此外，尽管图1中所示的示例实施例只包括两个核心网，本领域技术人员将理解，可以有多个核心网连接到一个共享的RAN。本领域技术人员将认识到，核心网可以与网络运营商相关联，并且共享网络是用于通过多个核心网接入订户或用户设备的接入网。例如，共享的无线接入网可以具有诸如基站和无线网络控制器的元件，分别提供连接性给多于一个的网络运营商，进一步地，共享的无线接入网可以通过一个基站和无线网络控制器支持对于每一网络运营商唯一的多个用户设备行为。
基站104-108发送接受消息和广播消息。接受消息指的是包括用于用户设备的规则集在内的初始消息，并且例如可以是注册接受消息，诸如在GSM系统中使用的位置更新接受消息。广播消息是由基站发送到用户设备，并作为响应而期望用户设备展示所需行为的消息。这样的行为可包括执行操作或抑制执行操作。
系统100包括示例局域网(LAN)。LAN A被图示为有线LAN，服务于用户设备112。LAN B被图示为无线LAN，服务于用户设备113。预见到，LAN可以在基站之一的覆盖区域内，并且可以预见到用户设备113从无线LAN到蜂窝网络的切换。
示例用户设备109包括无线收发机200(图2)，用于与基站通过通信链路209通信。收发机可以用于有线或无线通信链路，单一的收发机，诸如蜂窝电话接收器或数据调制器/解调器，或者其可以包括多个收发机，诸如多蜂窝收发机，或802.11收发机和蜂窝无线收发机、以太网收发机和蜂窝收发机，或者有线和无线收发机的任何其他组合。控制器202包括处理和存储器203，用于控制用户设备操作。控制器可包括微控制器和存储器，存储器可以是易失性和/或非易失性存储器。如这里所使用的，微控制器可以使用任何微处理器、数字信号处理器、可编程逻辑、离散逻辑单元、软件处理及其组合等来实现。用户设备将通常包括用户接口204，诸如小键盘、触摸屏、扬声器和麦克风。
本领域技术人员将认识到，在所图示例子中包括基站的接入网将类似地包括收发机210和控制器212，以及存储器213，用于与用户设备通信。基站将包括额外的电路(未示出)，用于与RNC通信。
用户装置(这里也称为用户设备，109-110)的操作在图3中示出。在步骤302，用户设备109经由收发机200接收接受消息。该消息可以例如在用户设备在系统100上注册时接收。接受消息包括表示用于用户设备的所需行为的规则集，该规则集储存在控制器202的存储器203中。可以预见，该规则集将取决于服务设备的核心网，且该规则集将暂时储存在设备中。此后，用户设备将通过收发机200接收广播消息，如步骤304所示。广播消息将包括接入信息，还可包括更新的规则集。在接收广播消息之后，控制器202将比较接入信息与储存的规则，如步骤306所示。控制器202将确定广播消息中的接入信息是否指示特定行为，或者规则集是否已经更新。控制器202将控制用户设备以根据接收的接入信息进行操作，如步骤308所示。如果接收到更新规则集，控制器202将通过编辑规则集以包括变化来储存更新规则信息，或者在存储器中用新规则集替换旧规则集进行储存。用户设备响应接入信息的行为将根据当前规则集，如果没有发生更新其将是预先储存的规则集，或如果接入信息传送以更新，其将是更新规则集。
系统将包括网络元件400，其可以实现为存储器402和控制器404。控制器包括微控制器并通过通信接口406连接。通信接口可以是需要核心网信息和接入网信息间的转译的便利控制器和网络实体间通信的任何合适的接口，因此便利了与系统100的任何部分的通信。存储器402可以使用任何合适的存储器来实现，可以与微控制器404集成或分立，并且可以是易失性或非易失性的。网络元件400可以位于核心网125、126，无线网络控制器102、103，基站104-108，或其他网络实体(未示出，例如图6的OMB)。网络元件400例如负责建立到用户设备的新连接，并且建立要由通信设备及其相关联的网络所使用的规则集。网络元件建立连接到每一核心网的用户设备的各自的规则集，因此可以有利地实现为移动交换中心和SGSN。可替换地，当用户设备注册在用于特定核心网的系统上时，用于特定用户设备的规则集可以在无线网络控制器处构建。
现在将参看图5，一般地描述网络元件400的操作。网络元件将出于不同原因而建立与一个或多个目标用户设备通信的需要，如本领域所知。可以预见，当用户设备109-111(图1)在系统100上注册时，其将分配给核心网125、126中的一个。此时，用于连接用户设备的核心网125、126的规则集将从网络元件400传送到用户设备。通信接口406将接收输入，如框500所示，表示特定用户设备需要规则集，例如建立在系统100上的注册，或者网络实体需要规则集，例如联系用户设备。网络元件控制器404因此提供(如果规则集在创建时对于所有相关设备是统一的，诸如网络元件驻留在例如核心网)，或构造并传送(如果规则集在创建时对于相关设备不同，诸如网络元件驻留在RNC并且根据设备是否将关联用于例如网络A或网络B而不同地构造)来自存储器402的规则集，如步骤502所示。如果规则集发生变化，例如运营商更改核心网行为，如步骤504所示，用户控制器将提供更新规则集，如框506所示。
作为对网络元件映射规则集的另一选择，可以预见规则集可以连接到寻呼请求，从核心网125、126传送到接入网。接入网随后可以将规则集应用以确定接入核心网信息将怎样转换到接入网信息。
现在将通过图6-8描述更具体的例子。共享的无线接入网600、接入网130、132、核心网602(不包括接入网130、132)以及用户设备位置识别604在图6中进行说明。每一基站广播预先分配的位置区域标识(LAI)和路由区域标识(RAI)。它们可以在这里被分别称为位置区域和路由区域。它们是共享的接入网位置区域和路由区域，不同于所图示的例子，但是基站可以替换地广播相同的路由区域和位置区域。在所说明的图中，基站1-3广播位置区域1。基站4-6广播位置区域2。基站7-10广播位置区域3，基站11-12广播位置区域4。每一基站广播各自不同的路由区域。尽管这些位置区域是预先确定的，核心网125、126可能希望为与各自核心相关联的用户设备提供不同的位置区域和路由区域。这出现了一个问题，因为在GSM系统中，对于与用户设备通信中的所有设备，位置区域是在广播消息中识别的。
现在将结合图5描述用户设备109(图1)接收动态位置分配的操作。用户设备109(图1)在步骤702从基站105经由收发机200(图2)接收注册接受信号。注册接受信号或者消息可以包括映射信息，或者最初由用户设备109使用的规则集。这个规则集和接入位置标识(如果存在)储存在存储器203中，如步骤704所示。此后，用户设备109将经由收发机200接收广播消息，如步骤706所示。如果接收到的接入网位置标识不同于储存的接入网位置标识的话，如步骤708所确定的，控制器202将把接入网位置标识映射到核心网位置标识，如步骤710所示。控制器202随后将比较储存在存储器203中的核心网位置标识与最新映射的或转换的核心网位置标识，以确定其是否发生了变化，如步骤712所示。只有在核心网接入标识发生了变化时，用户设备才会检测小区变化。用户设备随后将在位置标识更新信号或消息中把映射的核心位置标识发送到核心网，如步骤714所示。用户设备将在步骤716接收位置更新接受消息。这个更新可以包括或者不包括规则集更新。如果不包括的话，用户设备将等待在步骤706接收下一广播消息而不在步骤704更新规则集。如果用于接入网的位置标识没有变化，如步骤708所确定的，或者核心网位置标识没有变化，如步骤712所确定的，用户设备将返回等待在步骤706的下一广播消息。
本领域技术人员将认识到，控制器202可以使用多种方法将接收到的共享位置标识映射到核心网位置标识。一种可能的实施例是使用规则集转换共享位置标识。将认识到，位置标识可以是用于有线系统的网络标识，以及更具体地用于LAN的服务集标识符(SSID)。
用于无线网络的位置标识包括MSC所使用的位置区域以及SGSN所使用的路由区域。因此，来自基站BS1-BS6的位置区域1和2的广播将被映射到用于与MSC A相关联的用户设备的位置区域1，而与MSC B相关联的用户设备将把广播区域1映射到位置区域1，将位置区域2映射到位置区域2。类似地，与核心网A相关联的用户设备将把基站BS7-BS12位置区域传输映射到位置区域2。与MSC A相关联的用户设备将把基站BS7-BS10位置区域映射到位置区域3，把基站BS11和BS12位置区域映射到位置区域4。将认识到，SGSN A和SGSNB所用的路由区域可以与位置区域相同或不同。在说明的图6的例子中，与SGSN A相关联的用户设备将把所有来自基站BS1-BS12的路由区域分别映射到用于SGSN A的路由区域1，而与SGSN B相关联的用户设备将把来自基站BS1-BS6的路由区域映射到路由区域1，把来自基站BS7-BS12的路由区域映射到路由区域2。
总之，控制器202将确定核心网位置标识是否变化。换言之，当用户设备在图6中从BS3移动到BS4时，如果MSC A服务用户设备，用户设备将视其为没有位置变化。但是，如果MSC B服务用户设备，用户设备将视其为位置区域从位置区域1变化为位置区域2。在用户设备由MSC B服务的例子中，核心位置标识将更新并储存在存储器203中，收发机200将用于通过BS4发送新核心位置标识到网络。作为缺省，可以预见到当映射信息不存在(没有提供给用户设备)时，用户设备将使用接入网位置区域作为对于核心网位置标识的广播。用户设备将因此周期性地对每一核心网唯一地进行小区重选。规则集通知用户设备如何将无线接入网的位置区域与所需的用于各自网络运营商的唯一位置区域相关联。
网络将周期性地确定是否有必要建立与注册设备的连接。例如，可能有必要寻呼用户设备以完成呼入呼叫。这个过程参考图8进行描述。当有必要寻呼用户设备时，如步骤802所示，核心网将通知网络元件400。网络元件的控制器404(图4)储存目标用户设备的最后位置并且将该位置传送到无线网络控制器构建寻呼消息。用户设备的位置区域将映射到用于无线网络控制器基站的位置区域，如步骤806所示。无线接入网将得到通知，以将寻呼消息广播到与用户设备位置标识相关联的所有基站。从而，对于位置区域1且与MSC A相关联的用户设备，基站BS1-BS6将寻呼用户设备。对于在位置区域1且与MSCB相关联的用户设备，寻呼将仅仅通过基站BS1-BS3进行传送。这样，可以使用位置标识规则集。网络元件确定用户设备的最后的位置区域标识，以及在步骤806中储存的目标用户设备的规则集。规则集用于确定哪些接入网基站与用于试图建立连接的特定核心网的核心网位置区域相关联。这样，规则集将在步骤808中建立被请求来发射寻呼的接入网基站。寻呼将只是在为网络运营商所映射的区域上发送，该映射的区域可以是对于每一网络运营商唯一的，即使使用共享接入网。这允许共享网络被多于一个的网络运营商所使用，提供为每一网络运营商定义的唯一配置，而不加重网络资源的负担。
因此，可以看出，这里公开了改进的方法和装置。尽管本发明是通过其特定实施例来描述的，但很明显，本领域技术人员将显然地得到许多替换、修改和变化。例如，实施例之间的各种组件可以互换、增加、替换。可能做出各种改变，而不背离本发明的精神和范围。

Claims (30)

1.一种操作共享网络中的用户设备的方法，包括：
接收信令消息，该信令消息包括与核心网相关联的规则集；
接收广播信息，该广播信息包括与共享网络相关联的接入信息；以及
将接收到的共享网络信息应用到核心网规则集，以确定用户设备的行为。
2.权利要求1的方法，其中所述的信令消息是注册接受消息。
3.权利要求1的方法，其中所述的信令消息是位置更新接受消息。
4.权利要求1的方法，其中所述的信令消息是位置更新拒绝消息。
5.权利要求1的方法，其中所述的信令消息是注册拒绝消息。
6.权利要求1的方法，其中所述的接入信息是位置标识。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述的位置标识是位置区域，并且其中，所述用户设备使用规则来将接收到的位置区域转译为相关联核心网的映射位置区域。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述的位置标识是网络标识。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述的位置标识是SSID。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述的位置标识是路由区域标识，并且其中，所述用户设备使用规则来将接收到的路由区域转译为相关联核心网的映射路由区域。
11.权利要求10的方法，其中所述的行为是在路由区域更新请求中发送映射位置区域。
12.权利要求11的方法，其中所述的行为是在路由区域更新请求中发送映射路由区域。
13.权利要求1的方法，其中所述的行为是发送用于电路交换网的位置区域更新请求。
14.权利要求1的方法，其中所述的行为是发送用于分组交换网的路由区域更新请求。
15.权利要求1的方法，其中所述的行为是抑制发送位置标识更新请求。
16.一种操作共享网络中的用户设备的方法，包括：
通过共享网络接收与核心网相关联的注册接受消息，该注册接受消息包括规则集，该规则集与通过共享网络服务用户设备的核心网相关联；
在用户设备中储存所述规则集；
从无线接入网接收广播消息，该广播消息包括共享网络接入信息；
使用储存的规则集来转换共享网络接入信息，以确定核心网接入信息；
基于核心网接入信息确定用户设备的所需行为。
17.权利要求16的方法，其中所述的所需行为是发送位置更新请求。
18.权利要求16的方法，其中所述的所需行为是发送位置更新请求到移动站控制器。
19.权利要求16的方法，其中所述的所需行为是抑制发送位置更新请求。
20.权利要求16的方法，进一步包括接收不同于储存在用户设备中的储存的位置区域标识的位置区域标识，并且抑制发送位置更新请求。
21.一种用户设备，包括：
用以发射和接收信号的收发机，该收发机从无线接入网接收广播消息，所述广播消息包括与共享接入网相关联的广播位置标识；和
连接到所述收发机的控制器，该控制器使用储存的规则集，将广播消息中的共享网络接入信息映射到服务核心网位置标识，以确定映射位置标识，并且在映射位置标识指示检测到核心网小区重选时，检测小区重选事件。
22.一种操作网络元件以支持网络共享的方法，包括：
检测目标用户设备的呼叫建立事件；
确定目标用户设备的当前位置标识；
使用与目标用户设备和核心网相关联的规则集，将目标设备的当前位置标识映射到共享接入网位置标识；以及
根据映射接入网位置标识传送消息。
23.权利要求22的方法，其中所述的传送消息的步骤进一步包括：发送请求到无线网络控制器，以发送消息到映射位置标识。
24.权利要求22的方法，进一步包括在共享接入网中的步骤：确定位置更新接受通信是否需要被发送到用户设备。
25.权利要求24的方法，其中所述的共享接入网是公共陆地移动网。
26.权利要求22的方法，其中所述的共享接入网是局域网。
27.权利要求22的方法，其中所述的网络元件是在核心网内，并且所述方法进一步包括步骤：发送请求到局域网以在映射接入网标识区域上广播寻呼消息。
28.权利要求22的方法，其中所述的网络元件是在接入网内，并且其中所述的传送的步骤包括在接入网内的步骤：根据映射接入网位置标识发送来自共享网络的寻呼，以响应来自核心网的包括核心网位置标识的请求。
29.权利要求22的方法，其中所述的核心网信令消息是从核心网元件接收的，并且所述规则集附加到核心网信令消息上。
30.一种网络元件，包括：
控制器与包括共享接入网和核心网的系统之间的通信接口；和
连接到所述接口的控制器，该控制器使用储存的规则集将共享网络接入信息映射到服务核心网位置标识，以确定映射位置标识，并且将映射核心网位置标识传送到接入网和核心网中的至少一个。
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