CN1956455A - 在多媒体子系统上提供网际协议的语音服务的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于IMS(网际协议多媒体子系统)提供VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的装置和方法。当MS(多媒体子系统)位于室内，MS通过VOIP网关接入IMS。当MS位于室外，MS通过IEEE 802.16系统接入IMS。因此，可以在只分配了一个电话号码的MS上提供VOIP服务。

Description

在多媒体子系统上提供网际协议的语音服务的装置和方法
优先权
本申请根据35 U.S.C.§119要求2005年7月14日在韩国知识产权局提交的标题为“在IMS(网际协议多媒体子系统)上提供VOIP服务的装置和方法”申请号为2005-63605申请的优先权，全文内容在此援引作为参考。
技术领域
本发明一般涉及基于IMS(IP(网际协议)MS(多媒体子系统))提供VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的装置和方法，特别地，涉及在电气与电子工程学会(IEEE)802.16系统和无绳电话或数字欧洲无绳电信(DECT)的综合环境中基于基于IMS(网际协议多媒体子系统)提供VOIP服务的装置和方法。电气与电子工程学会(IEEE)802.16系统是一种宽带无线通信系统。
背景技术
现有技术使用无绳电话/蜂窝电话结构和蓝牙/蜂窝电话结构在复杂的网络间提供会聚语音服务(叫做电话服务)。
在无绳电话可以使用的区域中这些结构提供基于语音服务的公共交换电话网络(PSTN)的终端和蜂窝电话网络中基于语音服务的移动交换中心(MSC)。现有的在不同的网络间的会聚语音服务是基于电路交换的服务和以两个电话号码提供呼叫发起/结束服务，这两个电话号码分别分配在PSTN和蜂窝电话网络。因为在不同的网络上提供服务，不同服务提供商之间在计费和服务交付方面存在许多问题。
发明内容
本发明的目的是基本解决至少上述问题和/或缺点并且至少提供在此描述的优点。相应地，本发明的一个目的是提供一种装置及方法，用于通过单一电话号码基于IMS(网际协议多媒体子系统)提供VOIP服务。
本发明的另一目的是提供一种装置及方法，用于在宽带无线接入系统和无绳电话的棕合环境中基于IMS(网际协议多媒体子系统)提供VOIP服务。
根据本发明的另一方面，提供一种MS(多媒体子系统)，其配置当MS位于室内时通过与VOIP网关连接和当MS位于室外时通过与电气与电子工程学会(IEEE)802.16系统连接接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)(IMS)的VOIP服务。MS包括当MS位于室内时用于与VOIP网关交换无绳电话信号的无绳电话信号处理器；用于处理通过IEEE 802.16系统与IMS交换SIP消息的会话初始化协议(SIP)消息处理器；当MS位于室外时用于与IEEE 802.16系统通信的IEEE 802.16系统处理器。
根据本发明的另一方面，提供一种VOIP网关，用于当MS位于室内时通过与MS的无绳电话信号接口接入IMS。
根据本发明的再一方面，提供一种MS通信方法，其配置当MS位于室内时通过与VOIP网关连接和当MS位于室外时通过与电气与电子工程学会(IEEE)802.16系统连接接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的V0IP服务。该通信方法包括当MS位于室内时通过VOIP网关和无绳电话信号接收基于IMS的VOIP服务，当MS位于室外时通过IEEE 802.16系统接收基于IMS的VOIP服务。
根据本发明的又一方面，提供一种MS通信方法，其配置当MS位于室内时通过与VOIP网关连接和当MS位于室外时，通过与电气与电子工程学会(IEEE)802.16系统连接接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP服务。该通信方法包括检查是否从VOIP网关收到无绳电话信号；收到无绳电话信号时，以无绳电话信号与VOIP网关通信和接收基于IMS的VOIP服务；并且，没有收到无绳电话信号时，与IEEE 802.16系统通信和接收基于IMS的VOIP服务。
附图说明
当结合附图从下面详细的描述中本发明上述和其它目的、特征和优点将变得更清楚：
图1是通用的IMS(网际协议多媒体子系统)示意性表示网络实体的方框图；
图2是表示通用的IEEE 802.16的示意图；
图3是表示根据本发明的基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP网络的示意图；
图4是表示根据本发明的VOIP网关的示意性方框图；
图5是表示根据本发明的VOIP网关操作的流程图；
图6是表示根据本发明的MS的示意性方框图；
图7是表示根据本发明的MS操作的流程图；
图8是表示根据本发明的当MS位于室内时注册MS的过程的梯形示意图；
图9是表示根据本发明的当MS位于室外时通过IEEE 802.16系统注册MS的过程的梯形示意图；
图10是表示根据本发明的当MS位于室内时MS的呼叫发起过程的梯形示意图；
图11是表示根据本发明的当MS位于室内时通过IEEE802.16系统MS的呼叫发起过程的梯形示意图；
图12是表示根据本发明的当MS位于室内时MS的呼叫结束过程的梯形示意图；
图13是表示根据本发明的当MS在非空闲模式时通过IEEE 802.16系统MS的呼叫结束过程的梯形示意图；以及
图14是表示根据本发明的当MS在空闲模式时通过IEEE 802.16系统MS的呼叫结束过程的梯形示意图。
具体实施方式
以下参考附图在此说明本发明的优选实施例。在下面的描述中，已知的功能和构造不再详细描述，因为不必要的细节将会使本发明模糊不清。
在此描述IMS(网际协议多媒体子系统)(IMS)解释根据本发明的装置和方法。在第三代移动通信合作项目(3GPP)版本5中规定IMS是提供基于多媒体服务的会话初始化协议(SIP)的网络结构。
图1是通用的IMS示意性表示网络实体的方框图。参考图1，引入呼叫状态控制功能部件(CSCF)为支持呼叫状态。不像通用的有线SIP服务器，该CSCF管理呼叫状态功能、服务质量(QoS)、计费功能和安全功能。
为了IMS中能够进行分组交换(PS)连接和通信，用户设备(UE)120通过利用服务GPRS支持节点(SGSN)118和网关GPRS支持节点(GGSN)114激活分组数据协议(PDP)上下文116，并且从GGSN114分配了IP地址。SGSN118发送由UE120发送或接收的分组。
GGSN114将输出或到达的分组转换为PDP格式并且分配PDP地址(IP地址)。只有在从GGSN114分配了IP地址之后UE120才能提供分组通信。
为了启动会话或接收会话请求，UE120要在包括在IMS的核心网络130中的本地网络100注册。假设UE120正在漫游到外部网络110，当UE120通过当前询问-CSCF(P-CSCF)112请求注册时，P-CSCF112发现查询-CSCF(I-CSCF)106并且发送SIP注册消息到本地网络100的服务-CSCF(S-CSCF)104。S-CSCF104从本地用户服务器(HSS)102获得UE120的信息。HSS102是提供它自己信息和UE120信息的网络实体。媒体网关控制功能部件(MGCF)是请求PSTN接口的网络实体。假定UE120位于本地网络100内，UE120发送SIP注册消息到本地网络100的服务S-CSCF104。
在此描述IEEE 802.16系统以解释本申请的装置和方法。
图2是通用的IEEE 802.16示意图。IEEE 802.16系统是宽带无线接入接入系统。参考图2，IEEE 802.16系统包括接入网络202和MS212。
接入网络202提供基于IEEE 802.16的无线接入。接入网络202包括多个无线接入站(RAS)206至210和接入控制路由器(ACR)204。ACR匹配在IP网络上的无线接入站(RAS)206至210并且做为路由器在外部网络和MS212之间发送/接收数据。
图3是表示根据本发明的用于提供基于IMS的VOIP服务的VOIP网络示意图。参考图3，VOIP网络支持无绳电话技术和IEEE 802.16系统技术。VOIP网络包括VOIP网关302，接入网络202，IMS核心网络130。当具有SIP功能的MS306做为无绳电话使用时，VOIP网关302接入提供VOIP服务的IMS。接入网络202使具有SIP功能的MS308能接入IEEE 802.16系统。当MS306位于室内时，VOIP网关302是直接接入IMS的网络实体并且作为IMS的SIP客户端进行操作。VOIP网关302执行图1中UE120同样的功能。在此，IEEE 802.16系统是宽带无线通信系统。
图4是表示根据本发明的VOIP网关的示意方框图，参考图4，无绳电话信号处理器400处理当VOIP网关与MS通信时使用的无绳电话信号。
互通单元404将双音多频(DTMF)信号和MS发送的语音信号转换为相应的SIP消息，并且将收到的SIP消息转换为相应的无绳电话信号。SIP消息处理器402作为IMS的SIP客户端进行操作。
声码器处理器406执行编解码器转换。
当从MS收到无绳电话信号时，无绳电话信号处理器400驱动互通单元404并且通过SIP消息处理器402在IMS的S-CSCF104注册MS。
图5是表示根据本发明的VOIP网关操作的流程图。参考图5，在步骤510VOIP网关检测从MS发送的无绳电话信号。在步骤520和530，驱动互通单元404和SIP消息处理器402以便在S-CSCF104注册MS，这样MS做好了通信的准备。
图6是表示根据本发明的MS的示意性方框图。参考图6，无绳电话信号处理器600处理当VOIP网关与MS通信时使用的无绳电话信号。
当MS在室外与IEEE 802.16系统通信时，SIP消息处理器602作为IMS的SIP客户端进行操作。
IEEE 802.16系统处理器604与外部的IEEE 802.16系统连接。
声码器处理器606执行编解码器转换。位置注册、呼叫发起、呼叫结束都基于IMS标准规范。当MS向VOIP网关发送或者从VOIP网关接收无绳电话信号时，IEEE 802.16系统处理器604和SIP消息处理器602不进行操作。当MS不利用无绳电话信号与VOIP网关通信时，无绳电话信号处理器600驱动IEEE 802.16系统处理器604。IEEE 802.16系统处理器604通过SIP消息处理器602在S-CSCF服务器中注册MS。
图7是表示根据本发明的MS操作的流程图。参考图7，当接通MS时，在步骤710，MS搜索无绳电话信号。在步骤720，当MS检测到无绳电话信号时，MS驱动无绳电话信号处理器600以便转换成无绳电话模式。在步骤730，当MS在步骤710没有检测到无绳电话信号时，认为MS位于室外，从而驱动IEEE 802.16系统处理器。在步骤740，驱动SIP消息处理器以便在S-CSCF104注册MS。
图8是表示根据本发明的当MS位于室内时MS的注册过程的梯形示意图。参考图8，在步骤810，当MS306位于室内时，无绳电话信号处理器400检测无绳电话信号并且驱动SIP客户端功能部件。在步骤820，VOIP网关302的SIP消息处理器402向IMS302的S-CSCF104发送SIP注册消息，这样注册了MS的当前位置。在步骤830，S-CSCF104检查收到的SIP注册消息，如果成功，S-CSCF104向VOIP网关302发送成功消息(SIP 200 OK)。在步骤840，VOIP网关302向MS306发送确认消息(ACK)。
图9是表示根据本发明的当MS位于室外时通过IEEE 802.16系统MS的注册过程的梯形示意图。参考图9，当MS再位于室外时，因为MS308不能再收到无绳电话信号，MS308的无绳电话信号处理器600不进行操作。在步骤902，MS308执行接入IEEE 802.16系统的连接处理。
下面描述接入IEEE 802.16系统的连接过程。对进入网络的MS308上执行广泛搜索(RNG)过程。RNG是纠正上行链路数据传输时间、调整MS308的功率和频率的过程。
SS基本性能部分(SBC)与RAS交换物理参数和认证策略信息。
私有密钥管理部分(PKM)交换在MS308和基站(BS)之间进行MAC消息认证和流量加密需要的密钥信息。此外，PKM执行MS认证和用户认证。
注册部分(REG)与ACR204交换注册信息。注册信息包括MS308的服务流(SF)和IP会聚子层(CS)相关的能力信息、移动信息、和自动请求(ARQ)参数。
动态服务附加部分(DSA)执行连接ID(CID)以在MS308和RAS206至210之间设置新的连接并且交换相应连接的SF和IF CS。
在步骤904，在MS连接到ACR/RAS 204和206至210时，MS308的SIP消息处理器602向IMS的S-CSCF104发送SIP注册消息并且注册了MS308。
在步骤906，S-CSCF104检查收到的SIP注册消息，如果成功，S-CSCF104向MS308发送成功消息(SIP 200 OK)。
图10是表示根据本发明的当MS位于室内时MS的呼叫发起过程的梯形示意图。参考图10，在步骤1002，当室内MS通过无绳电话信号发起呼叫时，VOIP网关302检测无绳电话信号以驱动SIP消息处理器402。在步骤1004，VOIP网关302的SIP消息处理器402发送SIPI NVITE消息到IMS的S-CSCF104。SIP INVITE消息是用于发起呼叫的SIP消息。
在步骤1006，S-CSCF104检查收到的SIP注册消息，如果成功，S-CSCF104向VOIP网关302发送成功消息(SIP 200 OK)。在步骤1008，收到成功消息的VOIP网关302向MS306发送确认消息。在步骤1010，VOIP网关302向S-CSCF104发送SIP ACK消息。
图11是表示根据本发明的当MS位于室内时通过IEEE802.16系统MS的呼叫发起过程的梯形示意图。参考图11，在步骤1102，MS308的SIP消息处理器602向IMS的S-CSCF104发送SIP INVITE消息。
在步骤1104，S-CSCF104检查收到的SIP INVITE消息，并且如果成功，向MS308发送成功消息(SIP 200 OK)。在步骤1108，MS308向S-CSCF104发送SIP ACK消息。
图12是表示根据本发明的当MS位于室内时MS的呼叫结束过程的梯形示意图。参考图12，在步骤1202，当VOIP网关302收到SIP INVITE消息时，互通单元404将SIP消息转换成无绳电话信号。在步骤1204，VOIP网关302通过无绳电话信号处理器400向MS306发送结束呼叫消息。在步骤1206，收到结束呼叫消息的MS306发送相应的ACK信号。在步骤1208，VOIP网关302将ACK信号转换成SIP成功消息(SIP 200 OK)并且发送转换后的SIP成功消息到S-CSCF104。在步骤1210，S-CSCF104发送SIP ACK消息到VOIP网关302。
图13是表示根据本发明的当MS在非空闲模式时通过IEEE 802.16系统MS的呼叫结束过程的梯形示意图。
参考图13，在步骤1302和1304，MS308从IMS130的S-CSCF104接收SIPINVITE消息并且发送SIP成功消息(SIP 200 OK)到S-CSCF104。在步骤1306，S-CSCF104发送SIP ACK消息到MS308。
图14是表示根据本发明的当MS在空闲模式时通过IEEE 802.16系统MS的呼叫结束过程的梯形示意图。
参考图14，在步骤1402，ACR/RAS204和206至210接收处于空闲模式的MS308的SIP INVITE消息。在步骤1404，ACR/RAS204和206至210发送播叫广告(PAG-ADV)消息到MS308，这样激活了MS308。在步骤1406，MS308连接到IEEE 802.16系统。在步骤1408，ACR/RAS204和206至210将收到的SIP INVITE消息发送到MS308。在步骤1410，MS308发送SIP成功消息(SIP200 OK)到S-CSCF104。在步骤1412，S-CSCF104发送SIP ACK消息到MS308。
根据本发明，当MS位于室内，MS通过利用VOIP网关的无绳电话信号的接口接入IMS。另一方面，当MS位于室外，MS通过IEEE 802.16系统接入IMS。因此，与一个需要两个电话号码的电话服务不同，本发明可通过一个电话号码提供VOIP服务。
尽管本发明对某几个优选实施例进行了说明和描述，然而可以理解，本领域技术人员做出的在形式和细节上的不同变化不脱离由本发明所提出的权利要求所定义的精神和范围。

Claims (23)

1、一种移动台，用于当该移动台位于室内时通过与VOIP(基于网际协议的语音传输)网关连接和当该移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接，接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP服务，该移动台包括：
一无绳电话信号处理器，用于当移动台位于室内时与VOIP网关交换无绳电话信号；
一会话初始化协议(SIP)消息处理器，用于处理通过宽带无线通信系统与IMS交换的SIP消息；以及
一宽带无线接入系统处理器，用于当移动台位于室外时与宽带无线接入系统通信。
2、如权利要求1所述的移动台，进一步包括用于对语音数据编码和解码的声码器处理器。
3、如权利要求1所述的移动台，其中当无绳电话信号处理器从VOIP网关接收无绳电话信号时，不驱动SIP消息处理器和宽带无线接入系统处理器。
4、如权利要求1所述的移动台，其中当无绳电话信号处理器从VOIP网关没有接收到无绳电话信号时，驱动SIP消息处理器和宽带无线接入系统处理器。
5、一种安装在室内的通过与IMS(网际协议多媒体子系统)之间的接口向移动台提供VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的VOIP网关，VOIP网关包括：
使用无绳电话信号与移动台连接的无绳电话信号处理器；
使无绳电话信号处理器和SIP消息处理器能互相连接的互通单元；以及
用于接入IMS的SIP消息处理器。
6、如权利要求5所述的VOIP网关，进一步包括对语音数据编码和解码的声码器处理器。
7、如权利要求5所述的VOIP网关，其中互通单元将双音多频(DTMF)信号和语音信号转换为相应的SIP消息，DTMF信号和语音信号是移动台通过无绳电话信号发送的，并且将收到的SIP消息转换为相应的无绳电话信号。
8、如权利要求5所述的VOIP网关，其中SIP消息处理器作为SIP客户端进行操作。
9、一种移动台的通信方法，其配置当移动台位于室内时通过与VOIP(基于网际协议的语音传输)网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接，接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP服务，该通信方法包括步骤：
当移动台位于室内时，通过VOIP网关和无绳电话信号接收基于IMS的VOIP服务；以及
当移动台位于室外时，通过宽带无线接入系统接收基于IMS的VOIP服务。
10、一种移动台的通信方法，其配置当移动台位于室内时通过与VOIP(基于网际协议的语音传输)网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接，接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP服务，该通信方法包括步骤：
检查是否从VOIP网关接收到无绳电话信号；
当收到无绳电话信号时，以无绳电话信号与VOIP网关通信并且接收基于IMS的VOIP服务；以及
当没有收到无绳电话信号时，与宽带无线接入系统通信并且接收基于IMS的VOIP服务；
11、一种在VOIP(基于网际协议的语音传输)网关中注册移动台的方法，在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP服务的移动台中，当移动台位于室内时使移动台能接收基于IMS的VOIP服务，该方法包括步骤：
当检测到移动台的无绳电话信号时，向IMS的呼叫控制服务器发送注册消息；
等待接收来自呼叫控制服务器的与注册消息相关的成功消息；以及
当收到成功消息时，设置会话和向移动台发送无绳电话信号的确认信号。
12、如权利要求11所述的方法，其中注册消息是SIP注册消息。
13、如权利要求11所述的方法，其中呼叫控制服务器是IMS的服务-呼叫状态控制功能部件(S-CSCF)。
14、如权利要求11所述的方法，其中成功消息是SIP成功消息(SIP 200OK)。
15、一种在VOIP(基于网际协议的语音传输)网关中注册移动台的方法，在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP服务的移动台中，当移动台位于室外时使移动台能接收基于IMS的VOIP服务，该方法包括步骤：
连接移动台到宽带无线接入系统以接入IMS；
向IMS的呼叫控制服务器发送注册消息；
等待接收来自呼叫控制服务器的与注册消息相关的成功消息；以及
当收到成功消息时，设置会话。
16、一种当移动台位于室内时接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的呼叫发起方法，其应用在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS的VOIP服务的移动台中，该呼叫发起方法包括：
从移动台向VOIP网关发送发起呼叫的无绳电话信号；
当VOIP网关收到发起呼叫的无绳电话信号时，向IMS的呼叫控制服务器发送会话设置请求消息；
在呼叫控制服务器发送与会话设置请求消息相关的成功消息到VOIP网关；
在VOIP网关发送与成功消息相关的应答消息到呼叫控制服务器，以此设置会话；以及
在VOIP网关发送与发起呼叫的无绳电话信号相关的确认信号到移动台。
17、如权利要求16所述的呼叫发起方法，其中会话设置请求消息是SIPINVITE消息。
18、如权利要求16所述的呼叫发起方法，其中应答消息是SIP ACK消息。
19、一种当移动台位于室外时接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的呼叫发起方法，其应用在在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS的VOIP服务的移动台中，该呼叫发起方法包括步骤：
从移动台向VOIP网关发送会话设置请求消息；
等待接收来自呼叫控制服务器的与注册消息相关的成功消息；以及
当收到成功消息时，设置会话和向呼叫控制服务器发送应答消息。
20、一种当移动台位于室内时接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的呼叫结束方法，其应用在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS的VOIP服务的移动台中，该呼叫结束方法包括步骤：
从IMS的呼叫控制服务器向VOIP网关发送会话设置请求消息；
当VOIP网关收到会话设置请求消息，向移动台发送结束呼叫的无绳电话信号；
当移动台收到结束呼叫的无绳电话信号时，向VOIP网关发送无绳电话确认信号；
当VOIP网关收到无绳电话确认信号时，向呼叫控制服务器发送与会话设置请求消息相关的成功消息；以及
当呼叫控制服务器收到成功消息时，设置会话并且向VOIP网关发送与成功消息相关的应答消息。
21、一种当移动台位于室外并且处于非空闲模式时接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的呼叫结束方法，其应用在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS的VOIP服务的移动台中，该呼叫结束方法包括步骤：
从IMS的呼叫控制服务器向移动台发送会话设置请求消息；
当移动台收到会话设置请求消息时，向呼叫控制服务器发送成功消息；
当呼叫控制服务器收到成功消息时，设置会话并且向发送移动台应答消息。
22、一种当移动台位于室外并且处于空闲模式时接收基于IMS(网际协议多媒体子系统)的VOIP(基于网际协议的语音传输)服务的呼叫结束方法，其应用于在当移动台位于室内时通过与VOIP网关连接和当移动台位于室外时通过与宽带无线接入系统连接配置接收基于IMS的VOIP服务的移动台中，该呼叫结束方法包括步骤：
从IMS的呼叫控制服务器向无线接入站/接入控制路由器(RAS/ACR)发送会话设置请求消息；
当无线接入站/接入控制路由器(RAS/ACR)收到会话设置请求消息时，发送播叫广告(PAG-ADV)消息到移动台；
当移动台收到PAG-ADV消息时，连接移动台到宽带无线接入系统；
从RAS/ACR向移动台发送会话设置请求消息；
当移动台收到会话设置请求消息时，向呼叫控制服务器发送成功消息；以及
当呼叫控制服务器收到成功消息时，设置会话并且向移动台发送应答消息。
23、如权利要求22所述的呼叫结束方法，其中PAG-ADV消息是宽带无线接入系统的PAG-ADV消息。
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