CN1998215A - 用于交换基于ip业务的数据的连接的建立 - Google Patents

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CN1998215A CNA2005800208282A CN200580020828A CN1998215A CN 1998215 A CN1998215 A CN 1998215A CN A2005800208282 A CNA2005800208282 A CN A2005800208282A CN 200580020828 A CN200580020828 A CN 200580020828A CN 1998215 A CN1998215 A CN 1998215A
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Abstract

本发明描述了用于建立通信网络的终端设备(MS)与IP网络的网络元件(AS、IPU)的连接的一种方法和一种装置，该连接用于交换基于IP业务的数据。根据本发明在通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)和通信网络的终端设备(MS)之间利用至少一个信令消息建立用于交换基于IP业务的数据的连接。此外通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)根据终端设备(MS)的至少一个信令消息的内容利用至少一个特定于接收方的信令与IP网络的网络元件(AS、IPU)建立用于交换基于IP业务的数据的连接，并且在建立两个连接之后通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)把接收的、基于IP业务的数据从网络单元(AS、IPU)传送给终端设备(MS)并且从终端设备(MS)传送给网络元件(AS、IPU)。

Description

用于交换基于IP业务的数据的连接的建立
本发明涉及用于在通信网络的终端设备和IP网络的网络元件之间建立连接的一种方法和一种装置，该连接用于交换基于IP的业务的数据。
因特网或者IP网络基本上改变了与信息的交往和信息获取。移动技术或者蜂窝移动无线网络显著影响了通信的形式。为了将因特网的潜能整合到移动通信中，嵌入了所谓的IP多媒体子系统。这在技术规范3GPP TS23.228中定义。IP多媒体子系统(IMS)采用了用于连接不同网络的新技术并且使针对移动业务的新概念成为可能，诸如数据、文本、语音和/或视频业务。所谓的会话初始协仪(SIP)大多数用于通信。会话初始协议(连接初始化协议)SIP是一种基于文本的信令协议，其用于因特网会议、电话、传送用户出席信息、事件通报、即时信息传输(消息业务)和许多其他应用领域。ITU协议H.323是用于网络电话(通过因特网协议传送语音的协议-VoIP)的信令和控制的两个标准之一。通过IESG、IETF内部的因特网工程指导小组引导SIP的开发。SIP在IP多媒体子系统中具有重要意义。它到处被使用，在那里定位终端设备的用户并且必须在系统中建立、控制、修改与结束会话(连接)。在此，它与会话描述协议(连接描述协议)SDP密切工作，所述会话描述协议用于描述多媒体连接。它在1999年在RFC2543中第一次被提出并且在2002年在RFC3261中重新制定了当前实际的技术规范。该协议伴随着从1999年以来具有SIP应用特征和扩展的许多RFC由IETF公开，IETF致力于这方面的主题，诸如带宽保证(服务质量-QoS)、媒体授权、专用领域、DHCP等。
本发明的任务在于，建议一种节省成本并高效的、与基于IP的业务进行连接的可能性。
根据本发明分别通过独立权利要求的主题解决该任务。本发明的改进在从属权利要求中给出。
本发明的核心在于，通信网络的终端设备在应用至少一个信令消息的情况下与通信网络的至少一个网络单元建立连接。在此，终端设备可以是诸如蜂窝式移动无线网络、固定网络(PSTN、ISDN、企业网)、面向分组的通信网络(xDSL、GPRS、WLAN、WiMax等)等通信网络的移动无线终端设备、移动计算机、移动组织者(Organizer)、固网终端设备等。在此，通信网络的至少一个网络单元表现为代理服务器。代理服务器(全权代理服务器)一般根据另外服务器的委托工作。与因特网相关联地，将由浏览器(客户或者终端设备)委托把业务数据从服务器提取到IP网络(因特网)中的服务器称为代理服务器。代理服务器把业务数据移交给客户端、好像代理服务器是真正的网络服务器。代理服务器根据客户端的询问判断，在哪一个服务器上可以找到想要的数据，从该服务器取走数据，并把数据移交给客户端。理想情况下在终端设备和至少一个网络单元之间利用SIP信令建立连接。为此终端设备必须具有所谓的SIP用户代理或者IMS客户端，由此能够支持SIP并接入IP多媒体子系统。当然也可以设想以下信令，例如H.323信令、特定于MNO(Mobile Network Oparator＝移动无线运营商或者通信网络运营商)的信令、或用于本发明方法的其他信令。根据终端设备的至少一个信令消息的内容，至少一个网络单元利用至少一个特定于接收方的信令建立到IP网络的网络元件的连接，所述IP网络提供终端设备所需的基于IP的业务。这样的信令用作特定于接收方的信令，其被用于交换基于IP业务的数据的网络元件支持。如此的基于IP的应用信令协议(特定于接收方的信令)例如可以是http(超文本传输协议)、ftp(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)等。当然也可以设想特定于接收方的信令，例如SIP信令、H.323信令、特定于MNO(Mobile Network Operator＝移动无线运营商或者通信网络运营商)的信令、或用于本发明方法的其他信令。网络元件例如可以是应用服务器(AS)(在所述服务器上可以调用终端设备想要的基于IP的业务)、IP电话(IPU)、计算机、或IP网络的提供基于IP业务的其他各种网络元件。信令消息的内容例如可以是网络元件的IP地址，该网络元件提供基于IP的业务。另一种根据本发明的替代方案是，在终端设备与通信网络的至少一个网络单元成功建立连接之后，终端设备利用特定于接收方的、用于在至少一个网络单元和IP网络的网络元件之间建立连接的信令给至少一个网络单元发送连接建立询问。在此，终端设备当然也必须具有相应的功能，以便可以加工或者处理特定于接收方的信令。如果已经建立两个连接，则至少一个网络单元把基于IP业务的数据从网络元件传送给终端设备并且从终端设备传送给网络元件。
本发明的优点在于，使得用于通过IMS的所有基于IP的业务(非本地IMS业务和本地IMS业务)的统一的方法成为可能。
根据在附图中描述的实施例详细阐述本发明。在此：
图1示出在网络元件支持具有SIP的信令的情况下与网络元件的用于交换基于IP业务的数据的连接建立，
图2示出在网络元件不支持具有SIP的信令的情况下与网络元件的用于交换基于IP业务的数据的连接建立，
图3示出根据图1的实例的信息流，
图4示出根据图2的实例的信息流，
图5示出根据本发明的装置。
图1示出了一个简化的网络结构，其用于在通信网络的终端设备MS和IP网络的网络元件AS、IPU之间在应用至少一个SIP信令消息的情况下建立连接，该连接用于交换基于IP业务的数据。在此，在终端设备MS和网络元件AS、IPU之间通过接入网UTRAN、服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node)SGSN、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node)GGSN、经过IP多媒体子系统IMS、并且经过SIP代理SIP-P交换信令消息，所述IP多媒体子系统IMS具有代理连接状态控制功能(Proxy Call State Control Function)P-CSCF和服务连接状态控制功能S-CSCF(Serving Call StateControl Function)、通信网络的网络单元OSUS代理。在此，网络单元OSUS代理(Operator Specific User Service-特定于运营商的用户业务)表现为代理服务器。在此，网络单元OSUS代理支持SIP-用户-代理(SIP-User-Agent)的功能，由此可以借助于SIP信令在终端设备MS和网络单元OSUS代理之间建立连接。如果借助于SIP信令建立连接，则对于由终端设备MS询问的基于IP业务的数据的交换可以利用特定于接收方的信令(诸如http、ftp等)实现该信令。如果已经建立两个连接，则网络单元OSUS代理把基于IP业务的数据从终端设备MS传送网络元件AS、IPU并且从网络元件AS、IPU传送给终端设备MS。
图2以简化的网络结构示出，在网络元件AS、IPU不支持SIP信令的情况下在通信网络的终端设备MS和IP网络的网络元件AS、IPU之间的连接建立，该连接用于交换基于IP业务的数据。在这种情况下，经过接入网UTRAN、服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Node)SGSN、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node)GGSN、经过具有代理连接状态控制功能(Proxy Call State ControlFunction)P-CSCF和服务连接状态控制功能S-CSCF(Serving CallState Control Function)的IP多媒体子系统IMS在终端设备MS和网络单元OSUS代理之间交换SIP信令消息，并由此建立连接。为了简便起见，在该实例中仅仅一个网络单元OSUS代理用于实施根据本发明的方法。当然也可以多个网络单元OSUS代理实施根据本发明的方法。然后网络单元OSUS借助于特定于接收方的信令建立到IP网络的网络元件的连接，该连接用于交换基于IP业务的数据。网络单元OSUS代理一般可以是通信网络的固有网络单元OSUS代理或者集成在通信网络的其他网络单元中。
图3示出了根据图1实例的信息流。首先终端设备MS的用户在其终端设备MS上启动基于IP的应用程序或者用户软件、诸如因特网浏览器、FTP客户端、P2P业务等。然后终端设备MS建立至网络单元OSUS代理的SIP连接。利用SIP邀请消息(SIP-INVITE)的SDP部分(SessionDescription Protocal-连接描述协议)，SIP询问包含特定于接收方的用于在网络元件AS、IPU上提供基于IP业务的信令询问(http、ftp等)。该连接建立询问经过具有两个网络节点P-CSCF(Proxy CallState Control Function代理呼叫状态控制功能)和S-CSCF(ServingCall State Control Function服务呼叫状态控制功能)的IP多媒体子系统IMS被发送给网络单元OSUS代理。网络单元OSUS根据对SIP邀请消息的SDP内容的分析来判断，是否可以把该连接建立询问传送给IP网络的网络元件AS、IPU。假如网络元件AS、IPU支持SIP信令，可是不支持3GPP SIP特征，则网络单元OSUS代理作为所谓的B2BUA(Back to Back User Agent背对背用户代理)。该用户代理程序(B2BUA)在技术规范3GPP TR29.962“Signalling interworkingbetween the 3GPP profile of the Session Initiation Protocol(SIP)and non-3GPP SIP usage”中定义。如果网络元件AS、IPU具有SIP用户代理程序(SIP-User-Agent)，则该SIP连接建立询问被传送给网络元件AS、IPU。在终端设备MS中和在网络元件AS、IPU中的两个SIP用户代理程序建立用于交换基于IP业务的数据的连接，如在SIP邀请消息的SDP中定义的。也就是通过连接建立过程(如对于IP多媒体子系统定义的)实现在这两个目标(终端设备MS和网络元件AS、IPU)之间的连接建立。如果建立连接，则把特定于接收方的信令询问发送给网络元件AS、IPU。如果基于IP的业务是客户端到客户端业务，则可以应用相同的连接建立过程。可替代地，网络元件AS、IPU也可以直接利用特定于接收方的信令开始通信。在此，网络单元OSUS代理作为代理服务器，也就是说该网络单元(OSUS代理)把接收的IP业务数据从网络元件AS、IPU传送给终端设备MS并且从终端设备MS传送给网络元件AS、IPU。
图4示出了根据图2实例的信息流。在这种情况下IP网络的网络元件AS、IPU不具有SIP用户代理程序，也就是网络元件不支持SIP信令。在此，网络单元OSUS代理处理来自终端设备MS的SIP邀请消息并且作为该连接的端点。借助于终端设备MS的SIP邀请消息(SIP-Invite)、网络元件OSUS的SIP200OK消息(对SIP-Invite的应答)和终端设备MS的SIP确认消息(SIP ACK)，在网络单元OSUS代理和终端设备MS之间建立SIP连接(SIP-Session)。在各个SIP消息中传送要建立的连接的说明或终端设备想要的基于IP业务的说明，所述说明通过在SIP信令中的SDP(Session DescriptionProtocol会话描述协议)来定义。具有在图2中提到的网络节点P-CSCF、S-CSCF的IP多媒体子系统IMS把SIP消息从终端设备MS传送给网络单元OSUS代理并且相反亦然，并由此承担连接控制(SessionControl会话控制)。网络单元OSUS代理因此获得所有必须的信息，以便在终端设备MS和网络单元OSUS代理之间建立连接。这例如可以借助于第二(secondary)PDP上下文(Context)来实现。根据内部的、在该申请中没有详细说明的数据，网络单元判断：终端设备MS的SIP连接建立询问不能够被传送给接收方网络元件AS、IPU。为此，网络单元在接收的、终端设备MS的SIP消息的内容的基础上产生相应的、具有特定于接收方的特殊信令的询问，并且把该询问发送给网络元件AS、IPU。网络单元OSUS代理分析终端设备MS的SIP消息的内容、例如包含的、用于与网络元件AS、IPU建立连接的应用程序或用户软件的询问(该连接用于交换所希望的基于IP业务的数据)，并且使用特定于接收方的信令、也就是网络元件AS、IPU支持的信令(诸如http、ftp等)用于与网络元件AS、IPU建立连接。网络元件AS、IPU的应答被传送给终端设备MS。对于进一步的通信或者对于基于IP业务的数据交换，网络单元OSUS代理作为代理服务器。亦即网络单元OSUS代理把接收的IP业务数据从网络元件AS、IPU传送给终端设备MS并且从终端设备MS传送给网络元件AS、IPU。可替代地，也可以由终端设备MS产生具有用于连接建立的、特定于接收方的信令的相应询问，并且将其经由网络单元OSUS代理发送给网络元件AS、IPU。在此，网络单元也作为代理服务器。
图5示出了用于实施图4中所描述的本发明方法的装置。在此，该装置把网络单元OSUS代理的发送单元S和接收单元E用于与终端设备MS和IP网络的网络元件AS、IPU的移动通信，把处理单元V用于利用至少一个信令消息在通信网络的网络单元OSUS代理和通信网络的终端设备MS之间建立用来交换基于IP业务的数据的连接，把处理单元V用于在通信网络的网络单元OSUS代理和IP网络的网络元件AS、IPU之间根据终端设备MS的至少一个信令消息的内容利用至少一个特定于接收方的信令来建立用于交换基于IP业务的数据的连接，并且把处理单元用于在建立两个连接之后将所接收的基于IP业务的数据从网络单元AS、IPU传送给终端设备MS并从终端设备MS传送给网络元件AS、IPU。

Claims (15)

1.建立用于交换基于IP业务的数据的、通信网络的终端设备(MS)与IP网络的网络元件(AS、IPU)的连接的方法，
其特征在于，
在通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)和通信网络的终端设备(MS)之间利用至少一个信令消息建立用于交换基于IP业务的数据的连接，
通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)根据终端设备(MS)的至少一个信令消息的内容利用至少一个特定于接收方的信令与IP网络的网络元件(AS、IPU)建立用于交换基于IP业务的数据的连接，以及
在建立两个连接之后，通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)把所接收的基于IP业务的数据从网络单元(AS、IPU)传送给终端设备(MS)，并且把所接收的基于IP业务的数据从终端设备(MS)传送给网络元件(AS、IPU)。
2.按照权利要求1的方法，
其特征在于，
当在终端设备(MS)和至少一个网络单元(OSUS代理)之间并且在至少一个网络单元(OSUS代理)和网络元件(AS、IPU)之间建立两个连接之后，特定于接收方的协议被用于在终端设备(MS)和网络元件(AS、IPU)之间交换IP业务的数据。
3.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述通信网络的终端设备(MS)在与至少一个网络单元(OSUS代理)建立连接之后利用至少一个特定于接收方的信令给所述网络单元(OSUS代理)提供用于与IP网络的网络元件(AS、IPU)建立连接的连接建立询问。
4.按照上述权利要求的方法，
其特征在于，
在通信网络的终端设备(MS)和至少一个网络单元(OSUS代理)之间，SIP信令消息、H.323信令消息和/或特定于通信网络运营商(MNO)的信令消息被用作信令消息。
5.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)是代理服务器。
6.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述通信网络是蜂窝式移动无线网络、面向分组的通信网络和/或固定网络。
7.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述终端设备(MS)是移动无线终端设备、固定网络终端设备、移动计算机和/或移动组织者。
8.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述IP网络中的至少一个网络元件(OSUS代理)是IP电话终端设备、计算机和/或应用服务器。
9.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述的特定于接收方的信令是基于IP的应用信令协议。
10.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
http协议、ftp协议、SMTP协议、H.323信令、SIP信令和/或特定于通信网络运营商的信令被用作特定于接收方的信令。
11.按照上述权利要求之一的方法，
其特征在于，
所述通信网络的网络单元根据SIP邀请的SDP内容确定要用于将连接建立用信令通知IP网络的网络元件(AS、IPU)的、特定于接收方的信令。
12.建立用于交换基于IP业务的数据的、通信网络的终端设备(MS)与IP网络的网络元件(AS、IPU)的连接的装置，
-具有至少一个网络单元的发送单元(S)和接收单元(E)，用于与终端设备(MS)和IP网络的网络元件(AS、IPU)进行移动通信，
-具有处理单元(V)，用于在通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)和通信网络的终端设备(MS)之间利用至少一个信令消息建立用于交换基于IP业务的数据的连接，
-具有处理单元(V)，用于在通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)和IP网络的网络元件(AS、IPU)之间根据终端设备(MS)的至少一个信令消息的内容利用至少一个特定于接收方的信令建立用于交换基于IP业务的数据的连接，
-具有处理单元(V)，用于在建立两个连接之后把所接收的基于IP业务的数据从网络元件(AS、IPU)传送给终端设备(MS)并且把所接收的基于IP业务的数据从终端设备(MS)传送给网络元件(AS、IPU)。
13.按照权利要求12的装置，
其特征在于，
所述通信网络的至少一个网络单元(OSUS代理)是代理服务器。
14.按照权利要求12和13的装置，
其特征在于，
所述终端设备(MS)是移动无线终端设备、固定网络终端设备、移动计算机和/或移动组织者。
15.按照权利要求12至14之一的装置，
其特征在于，
所述IP网络的网络元件(AS、IPU)是IP电话终端设备、计算机和/或应用服务器。
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