CN101731016A - 电路交换回退机制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电路交换回退机制。提供了一种供无线电接入网络中的分组交换小区所附接的终端处理电路交换回退机制的方法和装置。在无线电接入网络中的节点处接收与终端建立电路交换会话的请求，同时该终端具有正在进行的分组交换会话。在该节点处，能够处理电路交换会话的目标小区是从终端可以附接的多个目标小区中选择出来。对所选择的小区执行分组交换切换，并且电路交换会话也在所选择的小区中处理。

Description

电路交换回退机制
技术领域
本发明涉及附接在无线电接入网络中的分组交换载体上的终端对电路交换回退机制的处理。
背景技术
基于全球移动通信***(GSM)和宽带码分多址(WCDMA)无线电接入的移动电路交换(CS)服务在全世界范围内得到使用。移动CS服务使得用户能够在全世界的大多数国家中借助于单用户订阅而获得远程通信服务。由于在人口众多的国家(诸如印度和中国)移动CS服务的转出(roll-out)的推动，CS订户的数量正在快速地增长。订户的数量仍然快速地增长的一个原因是因为移动交换中心(MSC)架构演进为软交换解决方案，该软交换解决方案使得移动CS服务能够使用分组交换(PS)传输基础设施。
3GPP工作项目“演进的UTRA和UTRAN”定义了长期演进(LTE)，LTE被设计成针对基于3GPP的接入技术来提高效率、降低成本和改善服务。LTE将在下行链路中使用正交频分多路复用(OFDM)无线电技术，并且对于上行链路使用单载波频分多址(SC-FDMA)，从而对于下行链路数据速率允许至少100Mbps峰值数据速率，并且对于上行链路数据速率允许50Mbps峰值数据速率。LTE无线电可以在不同的频带中工作，并且因此对于在全世界可能被许可了不同频带的不同地区中进行部署是非常灵活的。
除了无线电接入网络(RAN)标准化之外，3GPP***架构演进(SAE)工作项目正在开发一种用于LTE网络的演进核心网络(CN)。在图1中示意性地例示了SAE网络和LTE网络的节点和接口。该SAE核心网络由核心节点组成，核心节点可以进一步分成控制面(移动管理实体，MME)节点1和用户面网关(服务网关和PDN网关)节点2。在本申请中，术语AGW用于描绘服务网关和PDN网关节点及功能。在当前使用的术语中，AGW包含用户面实体(UPE)和接入间锚定(IASA)功能。MME 1经由S1-MME接口连接到E-UTRAN NodeB(eNodeB)3，并且AGW 2(即，服务网关)经由S1-U接口连接到eNodeB 3。
LTE和SAE仅仅支持PS数据传输，从而所有服务必须经由PS域支持。然而，现有的GSM(GPRS)和WCDMA都是针对PS和CS接入及服务而提供，因此对于要在LTE无线电接入上部署的电话服务，需要基于IMS的服务引擎。通常将经由GSM和WCDMA无线电接入而使得对CS域服务的LTE/SAE接入正常可用的解决方案称为“LTE/SAE上CS”，或者仅简称为“LTE上CS”(CSoLTE)的解决方案。在图2中示意性例示了这些解决方案的基础架构。
该分组移动通信交换中心(PMSC)4可以服务于常规的2G和3GRAN 5以及基于解决方案6的新的LTE上CS。PMSC 4包含在图3中进一步例示的被称为分组CS控制器(PCSC)7和协作单元(IWU)8的两个逻辑功能。
在访问网络终端的用户终端与PMSC 4之间的通信是基于标准Gi接口，在SAE术语中也称为SGi接口。这意味着终端与在PMSC 4中的PCSC7以及IWU 8之间的所有直接通信均基于IP协议。该终端是可见的并使用IP地址经由接入网关(AGW)2可以到达。在该终端与PMSC之间的该通信是经由两个不同的接口，即用于控制面的U8c以及用于用户面的U8u。PCSC 4还具有用于LTE/SAE载体分配的策略和收费规则功能(PCRF)的Rx接口。
已经发现了用于提供CSoLTE服务的不同的解决方案。一种解决方案被称为“CS回退”。在CS回退中，当使用LTE接入时，该终端对移动管理实体(MME)1执行SAE移动管理(MM)过程。MME 1在移动交换中心服务器(MSC-S)9中为该终端登记基于CS的服务。当在MSC-S9中接收到导致呼叫CS服务的移动终止呼叫或其它业务请求时，其被经由MME 1而转发到该终端，然后该终端执行到2G或者3G RAN的回退，并且响应该CS寻呼请求。这意味着该终端基于例如作为SAE MM过程的一部分而接收的信息在2G RAN(GERAN)或者在3G RAN(UTRAN)中选择小区。类似的过程用于移动始发的CS服务，并且当这些CS服务被触发并且终端正在使用LTE接入时，该终端将回退到2G或者3G RAN，并且在那里触发CS服务的启动。
在图4中示意性例示了终端与PMSC 4(即，U8c接口)之间的控制面协议架构，在本例中是基于GAN隧道协议，在图5中例示了终端与PMSC4(即，U8u接口)之间的用户面协议。
参考如上所述的“CS回退”解决方案，图6例示了回退机制的当前工作假设的例子。该终端(UE)11基于在定位区/跟踪区更新期间接收的信息而执行回退。与终端10的任何正在进行的PS会话可以通过在GSM/WCDMA中执行路由区更新&服务请求来维持。该路由区更新&服务请求可以在以下任一情况下执行：
a)在发送寻呼响应之前执行；
b)与呼叫建立并行地执行；或者
c)在呼叫建立之后执行。
图6还例示了在终端10与移动交换中心(MSC)/访问者位置寄存器(VLR)11之间的信令，以及与订户的归属订户服务器(HSS)/归属位置寄存器(HLR)12的验证过程。
图6中所例示的信令的问题是，当该终端接收到CS寻呼请求时并且在其选择属于“适当的定位区标识(LAI)”的GSM/WCDMA小区来驻留(camp on)期间，所有正在进行的LTE/SAE PS会话被中断。CS寻呼请求用于在终端与网络之间建立信令连接。然后，该信令连接可以用于不同的目的，例如，移动终接呼叫(mobile terminated call)的建立，或者移动终接SMS从网络到终端的传送。在GSM网络中，该终端的位置被保持在定位区(LA)水平上，并且当前定位区标识符(LAI)是从移动交换中心(MSC)/访问者位置寄存器(VLR)而获得，然后该终端在该定位区被寻呼。即使正在进行的会话中断了几秒，该中断也会对用户的感受具有不利影响。
发明内容
为了减少正在进行的LTE/SAE会话的中断问题，触发对属于“适当的LAI”的小区的分组交换(PS)切换(HO)。在切换完成之后，该终端向PS切换时所选择的新的目标小区发送CS寻呼响应。
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于无线电接入网络中的分组交换(PS)小区所附接的终端的电路交换(CS)回退机制处理方法。在这种情况下，该终端具有正在进行的PS会话。在无线电接入网络中的节点处接收到与该终端建立CS会话的请求。该节点可以是LTE网络中的eNodeB。在该节点处，要切换的目标小区是从终端可以附接的多个候选小区中选择出来。该目标小区必须能够处理CS会话。执行到所选择的小区的PS切换，该操作将正在进行的PS会话从当前的小区转移到目标小区。然后在目标小区中处理CS会话。按照这种方式，对正在进行的PS会话的中断最小，因为该中断仅由定期的PS切换而引起，并且在必要时能够在目标小区中建立CS会话。
典型地，该分组交换会话是长期演进分组交换会话。
可以使用以下参数中的任意一种来选择所述目标小区：由所述终端提供的测量报告、目标小区对同时的电路交换和分组交换会话进行处理的能力、小区容量和服务质量。
该终端可以在所选择的目标小区中发送寻呼响应消息，该寻呼响应消息是响应于CS会话建立请求而发送。
可以由全球移动通信***网络中或者宽带码分多址网络中发送了与所述终端建立电路交换会话的请求的移动交换中心来处理所述目标小区，并且该节点可以是长期演进网络中的eNodeB。
可以从所述节点向所述终端发送分组交换切换命令消息。该消息包括使得所述终端能够执行分组交换切换的信息、关于与所述终端建立电路交换会话的请求的信息、以及在完成所述分组交换切换之后所述终端应当在所述目标小区中对所述电路交换会话建立请求进行响应的指示。或者，可以从对所述目标小区进行控制的节点发送命令所述终端执行分组交换切换的消息以及在完成所述分组交换切换之后所述终端应当在所述目标小区中对寻呼请求进行响应的指示。
可以由所述终端和移动管理实体节点中的任意一个对所述无线电接入网络中的所述节点提供所述终端可以附接的所述多个候选小区。
根据本发明的第二个方面，提供了一种供长期演进网络中使用的节点。该节点包括用于接收与终端建立电路交换会话的请求的接收机，该终端附接至所述节点并具有正在进行的分组交换会话。该节点还具有用于从所述终端可以附接的多个候选小区中选择目标小区的处理器以及用于启动到所选择的小区的分组交换切换的装置，该目标小区能够处理电路交换会话。
为了使信令最小化，该节点可以在单个消息中向终端发送启动分组交换切换的命令以及关于建立电路交换会话的请求的信息。
根据本发明的第三个方面，提供了一种无线电接入技术控制器，其包括接收机，该接收机用于接收分组交换切换请求消息，该分组交换切换请求消息供终端切换到由无线电接入技术控制器所控制的小区。一旦接收到该消息，就使用处理器来产生分组交换切换命令消息。该分组交换切换命令包括关于与终端建立电路交换会话的请求的信息。该无线电接入技术控制器进一步包括发射机，该发射机用于将所述分组交换切换命令消息发送到节点以转发给所述终端。取决于该终端将切换到的接入网络，该无线电接入技术控制器可以是基站控制器和无线电网络控制器。
根据本发明的第四个方面，提供了一种在无线电接入网络中使用的移动终端。该移动终端包括用于接收分组交换切换命令消息的接收机，该分组交换切换命令消息指令终端从当前附接小区转移到目标附接小区。在该终端中使用处理器来启动该分组交换切换。该终端还包括发射机，该发射机用于一完成所述分组交换切换就向所述目标附接小区对已接收的电路交换请求进行响应。该分组交换切换命令消息可以进一步包括关于与终端建立电路交换会话的请求的信息。
附图说明
图1示意性地例示了SAE网络和LTE网络的节点和接口；
图2示意性地例示了LTE架构上CS；
图3示意性地例示了分组移动交换中心；
图4示意性地例示了LTE控制面协议架构上CS；
图5示意性地例示了LTE用户面协议架构上CS；
图6是例示CS回退机制的信令图；
图7是例示根据本发明一个实施方式的CS回退机制的信令图；
图8是示出本发明的一个实施方式的步骤的流程图；以及
图9示意性地例示了根据本发明一个实施方式的LTE网络中使用的节点。
具体实施方式
参照图7，其中例示了信令图。假设终端10(或者称为用户设备(UE))附接于无线电接入网络(RAN)的小区。RAN是包括eNodeB 3的LTERAN。eNodeB进一步连接到SAE核心网络中的移动管理实体(MME)1。该终端处于LTE ACTIVE状态之中，并且具有正在进行的PS会话。
当MSC/VLR 11希望启动针对终端10的新CS呼叫或者其它CS业务时，其对终端10提出CS寻呼请求。该请求经由MME 1被发送给eNodeB 3。当eNodeB 3接收到终端10的CS寻呼请求时(13)，该eNodeB3对接收到的由该终端提供的关于邻近GSM/WCDMA小区的“适当的LAI”信息进行分析(14)。该“适当的LAI”信息可以不是作为未接收的CS寻呼请求的一部分。在这种情况下，该“适当的LAI”信息保存在MME中的终端上下文(terminal context)中，并且作为执行SAE MM过程(跟踪区更新)的终端以及在MSC-S(定位区更新)中登记该终端的MME的一部分而维持。该“适当的LAI”或者从CS寻呼请求接收，或者从由包括在CS寻呼请求消息中的移动/终端标识符而标识出的终端上下文中检索出来。
eNodeB 3借助于“适当的LAI”信息对该邻近的GSM/WCDMA小区进行过滤，然后从剩余的小区中选择出最佳候选小区。在选择最佳候选小区时可以使用关于在目标小区中支持同时的CS和PS的信息，使得具有同时的CS和PS支持的目标小区被给予高优先级。影响最佳候选小区判定的其它的因素是容量和可用的服务质量。
一旦选择了候选目标小区，eNodeB触发向该目标小区的PS切换(15)。PS切换使用任何适当的机制来执行。在图7中例示的机制示出了要求重定位消息被发送给MME 1(15)，并且被转发给服务GPRS支持节点(SGSN)16。SGSN 16准备到目标小区(例如，2G或者3G小区)的PS切换(17)，并且将重定位响应消息发送给MME 1(18)。MME 1随后将重定位命令消息发送给eNodeB 3(19)，该eNodeB 3将该重定位命令消息转发给终端10(20)。PS切换将正在进行的PS会话切换到新的目标小区。
然后终端10和SGSN 16完成PS切换(21)。在这种情况下，由于对PS切换的主触发是在MME/eNodeB中从MSC/VLR接收到的CS寻呼请求，因此通常在PS切换期间向该终端通知CS寻呼请求。这可以使用“CS寻呼请求”指示来实现并且作为PS切换命令(或者重定位命令)(20)的一部分从该eNodeB传送给该终端。该“CS寻呼请求”指示可以仅仅是有关入局CS寻呼的指示，或者其还可以意味着CS寻呼请求消息的全部或者一部分被发送给该终端，以提供更多的信息给该终端。一旦完成到目标小区的PS切换，该终端10将CS寻呼响应发送给在这个小区中的MSC/VLR 11(22)，并且使用原有的(legacy)原理在该终端与该MSC/VLR之间建立信令连接。寻呼该终端的MSC/VLR对作为基于标识出MSC/VLR的“适当的LAI”信息而选择的小区的目标小区进行处理。
向终端10指示“CS寻呼请求”的一种另选方式是从eNodeB(即，在要求重定位消息15中)发送如以上在PS切换请求中定义的“CS寻呼请求”指示，使得目标无线电接入技术(RAT)控制器(例如，基站控制器BSC，或者无线电网络控制器RNC)或者目标SGSN可以在包含于被生成并被透明地(transparently)发送给终端的PS切换命令消息中的信息元素的任何一个中包括这个指示。
向终端10指示“CS寻呼请求”的另一种另选方式是从eNodeB(即，在要求重定位消息15中)在PS切换请求中发送“CS寻呼请求”指示，使得目标RAT控制器或者目标SGSN可以存储这个信息。一旦PS切换完成，该CS寻呼请求就被发送给目标小区中的终端，即，或者从目标RAT控制器发送或者从目标SGSN发送。
参照图8，例示本发明的一个实施方式的基本步骤。eNodeB接收CS寻呼请求(23)以与终端建立CS会话。eNodeB从多个目标小区中选择目标小区(24)，然后启动到目标小区的PS切换(25)。作为PS切换执行的一部分而向该终端通知CS寻呼请求。一旦已经完成PS切换，该终端就在目标小区中发送CS寻呼响应以确保在该小区中处理CS呼叫(26)。
参照图9，例示了供在长期演进网络中使用的eNodeB 3。该eNodeB3具有用于接收请求以建立CS寻呼请求的接收机27和用于从多个候选小区中选择目标小区的处理器28。还可以设置存储器29，并且设置发射机30以将PS切换消息发送给该终端。
本发明确保PS会话没有任何中断时间地以由网络控制的透明方式移动到新的目标小区。该网络对要回退到哪个GSM/WCDMA小区进行控制。
本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述实施方式进行各种修改。

Claims (15)

1.一种终端的电路交换回退机制处理方法，该终端附接至无线电接入网络中的分组交换小区并具有正在进行的分组交换会话，该方法包括以下步骤：
在所述无线电接入网络中的节点处接收与所述终端建立电路交换会话的请求；
在所述节点处，从所述终端可以附接的多个候选小区中选择目标小区，该目标小区能够处理电路交换会话；
执行到所选择的小区的分组交换切换；以及
在所选择的小区中处理所述电路交换会话。
2.根据权利要求1所述的电路交换回退机制处理方法，其中，所述正在进行的分组交换会话是长期演进分组交换会话。
3.根据权利要求1或2所述的电路交换回退机制处理方法，其中，使用以下参数中的任意一种来选择所述目标小区：由所述终端提供的测量报告、对同时的电路交换会话和分组交换会话进行处理的能力、小区容量和服务质量。
4.根据权利要求1、2或3所述的电路交换回退机制处理方法，其中，响应于在所选择的目标小区从所述终端接收到寻呼响应消息而在所选择的目标小区中处理所述电路交换会话。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的电路交换回退机制处理方法，其中，由全球移动通信***网络中或者宽带码分多址网络中发送了所述与所述终端建立电路交换会话的请求的移动交换中心来处理所述目标小区。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的电路交换回退机制处理方法，其中，所述节点包括长期演进网络中的eNodeB。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的电路交换回退机制处理方法，该方法进一步包括以下步骤：从所述节点向所述终端发送分组交换切换命令消息，该分组交换切换命令消息包括使得所述终端能够执行分组交换切换的信息、关于所述与所述终端建立电路交换会话的请求的信息、以及在完成所述分组交换切换之后所述终端应当在所述目标小区中对所述建立电路交换会话的请求进行响应的指示。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的电路交换回退机制处理方法，该方法进一步包括以下步骤：从对所述目标小区进行控制的节点发送命令所述终端执行分组交换切换的消息以及在完成所述分组交换切换之后所述终端应当在所述目标小区中对所述寻呼请求进行响应的指示。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的电路交换回退机制处理方法，其中，由所述终端和移动管理实体节点之一向所述无线电接入网络中的所述节点提供所述终端可以附接的所述多个候选小区。
10.一种在长期演进网络中使用的节点，该节点包括：
用于接收与终端建立电路交换会话的请求的接收机，该终端附接至所述节点并具有正在进行的分组交换会话；
用于从所述终端可以附接的多个候选小区中选择目标小区的处理器，该目标小区能够处理电路交换会话；
用于启动到所选择的小区的分组交换切换的装置。
11.根据权利要求10所述的节点，该节点进一步包括用于向所述终端发送消息的发射机，该消息包括分组交换切换命令消息以及关于所述建立电路交换会话的请求的信息。
12.一种无线电接入技术控制器，其包括：
接收机，其用于接收分组交换切换请求消息，所述分组交换切换请求消息供终端切换到由无线电接入技术控制器所控制的小区；
处理器，其用于产生分组交换切换命令消息，该分组交换切换命令包括关于与所述终端建立电路交换会话的请求的信息；以及
发射机，其用于将所述分组交换切换命令消息发送到节点以转发给所述终端。
13.根据权利要求12所述的无线电接入技术控制器，所述无线电接入技术控制器是从基站控制器和无线电网络控制器中的一种选择出来。
14.一种在无线电接入网络中使用的移动终端，该移动终端包括：
接收机，其用于接收分组交换切换命令消息，该分组交换切换命令消息指令所述终端从当前附接小区转移到目标附接小区；
处理器，其用于启动分组交换切换；以及
发射机，其用于一完成所述分组交换切换就向所述目标附接小区对已接收的电路交换请求进行响应。
15.根据权利要求14所述的移动终端，其中，该分组交换切换命令消息进一步包括关于与所述终端建立电路交换会话的请求的信息。
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