CN102415152B - 在无线通信***中处理控制消息的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请描述了一种处理由无线通信网络从无线通信设备接收到的控制消息的方法。该方法包括：监控接收到的由所述无线通信设备发送的控制消息，以便识别传达表示该无线通信设备是否具有切换能力的信息的控制消息，所述切换能力与执行在分组交换域与电路交换域之间的切换相关联；对于任何这样识别的表示相应无线通信设备不具有所述切换能力的控制消息，将所述控制消息修改为表示所述相应无线通信设备具有所述切换能力，并且将修改的控制消息转送到所述核心网络；以及存储表示所述无线通信设备是否具有所述切换能力的数据。
Description
技术领域
本发明涉及在无线通信***中处理控制消息的方法以及实现该方法的装置。本发明具体地、但非排外性地涉及处理经由IMS使能家庭节点B(HomeNode B，HNB)在诸如蜂窝电话这样的移动站与核心网络之间来回(travel)的控制消息。
背景技术
HNB(也称作femto-cell，蜂窝网接入点)是将放置在用户家中、工作地点或者其它位置的小型收发器，以便提高网络覆盖以及从网络宏小区(macrocell)卸载(offload)信令通信和用户平面通信量。为了进行客户感兴趣的HNB的安装，期望HNB配备优先呼叫等级，还期望HNB提供遗留CS宏小区未提供的附加服务。预期越来越多的客户将从在家里或在工作地点使用固定的陆上通讯线路转换到使用移动电话，从而导致移动通信网络上的经电路交换的(circuit-switched，CS)语音通信量显著增长。为了避免应此需求的增长而需要更新遗留移动交换中心(mobile switching centre，MSC)以及CS核心网络，利用在TR 23.832“IMS Aspects of Architecture for Home NodeB(家庭节点B的体系结构的IMS方面)”中详述的各种体系结构替换，正由3GPP讨论卸载经由HNB到IP多媒体子***(IMS)的附加CS语音通信量的可能性。
在部署家庭节点B的时间，期待具有IMS客户端并且支持使用单一无线语音呼叫连续性(Single Radio Voice Call Continuity，通常称作SRVCC)的IMS与CS域之间的切换的用户设备(UE)也将是可用的。期望具有IMS客户端的UE被配置为当在HNB的覆盖范围内时优选IMS VoIP，因为期望HNB向一个或者少量UE提供足够好的QoS来提供经由IMS的语音服务。
同时，还期待HNB为不具备IMS客户端的UE(例如，预释放的9种遗留UE)——它们使用正常的CS过程来建立语音呼叫——提供服务。期望家庭节点B中的内部工作功能(Inter-Working Function，IWF)将来自这些UE的CS信令(CS 24.008呼叫控制以及相关的用户平面媒体)翻译为IMS信令通信和VoIP通信量。该方法的结果是：从核心网络的观点来看，呼叫被处理为IMS PS呼叫，而不管UE是否支持PS语音呼叫功能(也即，它是否是IMS能力)。
如上所讨论的，HNB IMS子***将用作在CS和PS用户平面与呼叫控制功能之间的适配器。期望整个IMS HNB子***对核心网络是透明的。对于实际部署来说，围绕HNB IMS子***的(多个)宏小区将不能够支持具有HNB提供的相同QoS的PS语音通信量。因此，优选的是：如果UE具有单一无线语音呼叫连续性(Single Radio Voice Call Continuity，SRVCC)能力，那么从HNB覆盖范围到外界宏小区的移出(handout)基于3GPP TS 23.216的“Single Radio VCC；Stage 2(单一无线VCC；第2阶段)”中定义的SRVCC过程。此刻，不存在这样的机制：其允许与不具有SRVCC能力的遗留UE的一次呼叫(a call leg)的切换，同时在同一个网络中还允许对于具有SRVCC能力的UE发生SRVCC切换。在没有这样的机制条件下，要么是：
-具有IMS能力的UE在位于IMS HNB覆盖范围内时将必须使用CS(也即，即使UE能够使用VoIP/SRVCC，它们也不能这样做)，除非相邻宏小区被更新为支持VoIP；要么是
-CN必须基于UE的能力实现不同的移出过程。
本发明处理上面的问题。在随后的权利要求中将阐述本发明的方面。
发明内容
简言之，在本发明的一个实施例中，家庭节点B子***的功能组件通过核心网络相信UE确实具有SRVCC能力这样的方式来修改来自不具有SRVCC能力的UE的控制消息，并且以好像支持SRVCC能力的方式来存储UE的切换能力。每当网络发送带SRVCC扩展的切换命令时，家庭节点B子***就使用由家庭节点B子***存储的数据来检查关联UE是否具有SRVCC能力，并且如果它不具有SRVCC能力就从切换命令中去除所述SRVCC扩展。
附图说明
现在参考附图讨论本发明的实施例，其中：
图1示意性地示出根据本发明的实施例的移动通信***的主要组件；
图2A示意性地示出在图1的移动通信***中对具有SRVCC能力的用户设备(UE)的语音呼叫从IMS家庭节点B到CS宏小区的切换；
图2B示意性地示出在图1的移动通信***中对遗留UE的语音呼叫从IMS家庭节点B到CS宏小区的切换；
图3是示意性地示出在图1所示的移动通信***中通过家庭节点B的交互功能(IWF)组成部分处理控制消息的功能框图；
图4是示出当UE启动GPRS连接或者路由区域更新时执行的主要步骤的流程图；
图5A示出在图1所示的移动通信***中当执行GPRS连接时遗留UE、IMS HNB IWF和GPRS服务支持节点(SGSN)之间的交互；
图5B示出在图1所示的移动通信***中当执行GPRS连接时具有SRVCC能力的UE、IMS HNB IWF和SGSN之间的交互；
图6是示意性地示出在图1所示的移动通信***中通过家庭节点B的IWF组成部分处理切换请求消息的功能框图；
图7是示出当网络启动与UE的通信链接从家庭节点B到CS宏小区的切换时执行的主要步骤的流程图；以及
图8示出当执行与UE的通信链接从家庭节点B到CS宏小区的切换时图1所示的移动通信***的各种组件之间的交互。
具体实施方式
如图1中所示，在本发明的实施例中，移动通信***使得用户设备(UE)1能够经由家庭节点B(HNB)子***3与经电路交换的(CS)核心网络5、经分组交换的(PS)核心网络7和IP多媒体子***(IMS)核心网络9中的一个或多个进行通信。CS核心网络5包括传统的移动交换中心(MSC)11，PS核心网络7包括传统的SGSN 13以及传统的网关GPRS支持节点(GGSN)15。UE 1与HNB子***3之间的通信是经由无线通信链接的。
HNB子***3包括家庭节点B(HNB)17、HNB网关(HNB GW)19和内部工作功能(IWF)21。在该实施例中，HNB 17、HNB GW 19和IWF 21全部组成安装在移动通信***的客户的家里或工作地点的用户房屋设备(customer premises equipment，CPE)的一部分。
HNB子***3提供与较小数目的、在受限覆盖区域内具有高质量服务(QoS)的UE 1的无线链接。
在该实施例中，HNB子***3经由IMS核心网络9来路由语音呼叫。对于具有IMS客户端的UE 1来说，以提供访问节点的HNB子***3来设置在UE 1与IMS核心网络9之间的IMS VoIP通信链接。然而，对于没有IMS客户端的UE 1来说，CS语音呼叫链接建立在UE与HNB子***3之间，HNB子***3用作将CS 24.008CC信令翻译为IMS信令的适配器，以使得IMSVoIP通信链接存在于HNB子***3与IMS核心网络9之间。
本发明使用3GPP TS 23.216“Single Radio VCC；Stage 2”中定义的SRVCC过程，方便了将语音呼叫从HNB子***到CS宏小区的切换(有时称作移出)。已经针对经由IMS域路由CS语音呼叫定义了这些过程。将与具有IMS客户端和SRVCC能力的UE la的一次语音呼叫(a voice call leg)从HNB子***3到CS网络31的CS宏小区组成部分的切换，如图2A中所示，能够利用SRVCC过程。然而，对于不具有IMS客户端和SRVCC能力的UE lb(下文中称作遗留UE)，将与遗留UE lb的一次语音呼叫从HNB子***3到CS宏小区的切换需要HNB子***3内的新功能。在该实施例中，在HNB子***3的IWF 21中实现这个新功能。
在IWF 21中实现的新功能具有两个方面。第一方面是修改来自遗留UE的、将被解释为表示遗留UE不具有执行SRVCC切换的能力的任意控制消息，以使得控制消息将被解释为意思指该UE确实具有所述能力。通过这样的方式，网络在执行切换时将应用SRVCC过程。第二方面是：当网络依照SRVCC过程启动与遗留UE的一次语音呼叫的切换时，在将切换命令转送给遗留UE之前切换命令被修改以去除SRVCC相关的内容。通过这样的方式，UE执行传统的切换操作。
图3示意性地示出用于实现新功能的第一方面的IWF 21的主要功能组件。如图所示，IWF 21包括：消息监控器41，用于确定接收到的控制消息43是否表示缺少SRVCC能力；消息修改器45，用于修改控制消息以使得它表示SRVCC能力；和UE能力数据库47，其存储识别不具有SRVCC能力的UE的数据。
可以表示UE具有执行SRVCC切换的能力的控制消息的示例包括GPRS连接消息和路由区域更新消息。如图4中所示，跟在发送GPRS连接消息或者路由区域更新消息之后，如S1所示，在S3处消息监控器41确定UE是否具有SRVCC能力。如果UE不具有SRVCC能力，则消息43被转送到消息修改器45，消息修改器45在S5处添加SRVCC能力指示符并且随后将修改后的消息41’转送给SGSN。如果UE具有SRVCC能力，则消息监控器41在S7处将该消息透明地转送给SGSN。消息监控器41还在S9处将UE的国际移动用户识别码(International Mobile Subscriber Identity，IMSI)连同表示它是否具有SRVCC能力的信息一同附注在UE能力数据库47中。然后，过程在S11处完成。
图5A示出当遗留UE 1通过IMS使能HNB子***3执行GPRS连接时发送的消息。具体来说：
1.遗留UE 1发送在“MS网络能力”中不包括“SRVCC能力”的GPRS连接消息；
2.HNB子***3的IWF将没有对于SRVCC的支持附注在“MS网络能力”中，***SRVCC支持并且将表示对SRVCC能力的支持的GPRS连接消息发送到SGSN；
3.SGSN通过发送连接接受消息到HNB子***3进行应答；以及
4.HNB子***3将连接接受消息转送到遗留UE 1。
图5B示出当具有SRVCC能力的UE 1通过IMS使能HNB子***3执行GPRS连接时发送的消息。具体来说：
1.具有SRVCC能力的UE 1发送在“MS网络能力”中包括“SRVCC能力”的GPRS连接消息；
2.HNB子***3的IWF附注该UE 1具有SRVCC能力，并且将未修改的GPRS连接消息转送给SGSN；
3.SGSN通过发送连接接受消息到HNB子***3进行应答；以及
4.HNB子***3将连接接受消息转送到具有SRVCC能力的UE 1。
图6示意性地示出用于实现新功能的第二方面的IWF 21的主要功能组件。如图所示，切换命令消息51被输入到监控切换命令消息的消息监控器53，并且连接到UE能力数据库47和消息修改器55。如图7中所示，跟在S21处的由网络启动的切换(HO)过程之后，由网络在S23处发送切换命令51。HNB子***3的IWF 21中的消息监控器53在S25处通过使用UE 1的IMSI来检查UE 1的SRVCC能力，以便查找UE能力数据库47中的SRVCC能力。
如果消息监控器53在S27中确定UE不具有SRVCC能力，则切换命令消息51被发送到消息修改器55，消息修改器55将与SRVCC相关的内容从切换命令消息51中去除，以形成将转送给UE 1的修改后的切换命令消息51’。如果消息监控器53在S27中确定UE 1具有SRVCC能力，则IWF 21在S31中将切换命令消息51无改变地转送给UE 1。然后切换操作在S33完成。
图8示出在移动通信***的各种组件之间交换消息以影响PS到CS的切换。消息1至10是传统消息，并且因此在这里将不详细描述。类似地，遵循UE 1接收自UTRAN切换命令(Handover from UTRAN Command)的过程是传统过程，并且在这里将不详细描述。
如果UE不具有SRVCC能力，则从发送切换命令消息开始的消息流如下：
11.SGSN发送带有SRVCC扩展的切换命令消息到UE；
11a.IWF 21截取切换命令消息，在确定了UE不具有SRVCC能力的条件下将SRVCC扩展去除并且将修改后的切换命令消息转送给HNB-GW 19；
12a.HNB-GW 19将修改后的切换命令消息转送给HNB 17；以及
13a.HNB 17将自UTRAN切换命令(Handover from UTRAN Command)消息的发送到UE 1。
另一方面，如果UE具有SRVCC能力，则从发送切换命令消息开始的消息流如下：
11.SGSN发送带有SRVCC扩展的切换命令消息到UE；
11b.IWF 21截取切换命令消息，并且在确定了UE具有SRVCC能力的条件下将切换命令消息无改变地转送给HNB-GW 19；
12b.HNB-GW 19将带有SRVCC扩展的切换命令消息转送给HNB 17；以及
13b.HNB 17将带有SRVCC扩展的、自UTRAN切换命令(Handover fromUTRAN Command)消息发送到UE 1。
在所描述的实施例中，UE能力数据库与UE的IMSI相关联地存储表示UE是否具有SRVCC能力的信息。可替换地，能够使用用于UE的其它识别符信息。然而，因为IMSI包括在表示UE是否具有SRVCC连续性的全部控制消息中，所以它很方便。
UE能力数据库能够只存储具有SRVCC能力的UE的识别列表(例如，IMSI)，在此情况下，因为所存储的数据将仍然表示哪些UE具有SRVCC能力以及哪些不具有SRVCC能力，所以如果控制消息表示UE不具有SRVCC能力，那么就没有新的数据被存储。可替换地，UE能力数据库能够只存储不具有SRVCC能力的UE的识别的列表。然而，至少一开始优选存储具有SRVCC能力的UE的识别列表，因为预期在部署的时候不具有SRVCC能力的UE将会比具有SRVCC能力的UE要少。
尽管已经从使核心网络能够实现SRVCC连续性过程的角度描述了本发明，但是将认识到，相同的新技术可用于使核心网络能够实现PS域与CS域之间的其它切换过程。
本领域技术人员将认识到，UE可以是包括蜂窝电话(有时称作移动电话)、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机等的大量无线通信设备中的一种。而且，无线通信设备可以是具有无线网卡的台式计算机等等之类。
尽管在上面描述的实施例中，新功能是由用于家庭节点B子***的常规房屋装备的IWF 21实现，但是可替换地，新功能可以由家庭节点B子***的其它组件实现，例如，家庭节点B本身或者家庭节点B网关。而且，新功能可以由远离用户房屋的网络实体实现。
在上面的描述中，对家庭节点B(HNB)的所有引用都可以由对具有不同无线接入技术的能够用于PS到CS切换的任何其它蜂窝网接入点设备来替换。本发明适用于TR 23.832中概括的所有体系结构替换。而且，本发明还适用于其它无线接入网络。
参考附图描述的实施例包括处理装置并且包括在处理装置中执行的处理过程。本发明还延伸至计算机程序，具体来说，在某一载体上或其中的适用于将本发明付诸实践的计算机程序。所述程序可以是源代码、目标代码、源代码与目标代码的代码中介(诸如部分编译的形式)的形式，或者适用于在根据本发明的处理过程的实施方式中使用的所有其它形式。
载体可以是能够承载程序的任意实体或者设备。例如，载体可以包括存储介质，诸如像CD-ROM或者半导体ROM之类的ROM，或者像软盘或者硬盘的磁记录介质，或者光学记录介质。而且，载体可以是可传输载体，诸如可以经由电缆或者光缆或者通过无线电或者其它装置传播的电信号或者光信号。
载体可以是其中嵌入程序的集成电路，集成电路适用于执行相关处理过程或者用于相关处理过程的执行。
尽管本发明可以由软件实现，但是将认识到，可替换地，本发明可以由硬件设备或者硬件设备与软件设备的组合来实现。
Claims (20)
1.一种处理由无线通信网络从无线通信设备接收到的控制消息的方法，该方法包括：
监控接收到的由所述无线通信设备发送的控制消息，以便识别传达表示所述无线通信设备是否具有切换能力的信息的控制消息，所述切换能力与执行在分组交换域与电路交换域之间的切换相关联；
对于任何这样识别的表示相应无线通信设备不具有所述切换能力的控制消息，将所述控制消息修改为表示所述相应无线通信设备具有所述切换能力，并且将修改后的控制消息转送给核心网络；以及
存储表示所述无线通信设备是否具有所述切换能力的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制消息是GPRS连接消息和路由区域更新消息中的一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述存储步骤包括存储针对具有所述切换能力的无线通信设备的识别信息以及不存储针对不具有所述切换能力的无线通信设备的识别信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述存储步骤包括与所述无线通信设备是否具有所述切换能力相关联地存储识别所述无线通信设备的识别信息。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述识别信息包括国际移动用户识别码（IMSI）。
6.一种处理由无线接入网络从核心网络接收到的控制消息的方法，所述方法包括：
监控接收到的由核心网络发送的控制消息，以识别用于命令所述无线接入网络执行与无线通信设备的一次呼叫的切换操作的控制消息，所述切换命令控制消息包括与切换能力相关的信息，所述切换能力与执行在分组交换域与电路交换域之间的切换相关联；
对于任何这样识别的切换命令控制消息，确定用于所述相应无线通信设备的识别数据以及使用所存储的表示无线通信设备是否具有所述切换能力的数据确定所述相应无线通信设备是否具有所述切换能力；以及如果所述相应无线通信设备不具有所述切换能力，则：
修改所述切换命令控制消息以去除与所述切换能力相关的信息；以及
将修改后的切换命令控制消息转送给所述无线通信设备。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述切换能力是单一无线语音呼叫连续性。
8.一种网络实体，包括：
用于监控接收到的由无线通信设备发送的控制消息以便识别传达表示所述无线通信设备是否具有切换能力的信息的控制消息的装置，所述切换能力与执行在分组交换域与电路交换域之间的切换相关联；以及
用于通过将所述控制消息修改为表示所述相应无线通信设备具有所述切换能力来处理任何这样由所述监控装置识别的表示相应无线通信设备不具有所述切换能力的控制消息的装置；以及
用于存储表示无线通信设备是否具有所述切换能力的数据的装置。
9.如权利要求8所述的网络实体，其中，所述监控装置可操作用于识别GPRS连接消息和路由区域更新消息。
10.如权利要求8所述的网络实体，其中，所述存储装置被配置为与指示所述无线通信设备是否具有所述切换能力的切换能力信息相关联地存储识别所述无线通信设备的识别信息。
11.如权利要求10所述的网络实体，其中，所述识别信息包括国际移动用户识别码（IMSI）。
12.一种网络实体，包括：
用于监控接收到的由核心网络发送的控制消息以便识别用于命令无线接入网络执行与无线通信设备的一次呼叫的切换操作的控制消息、以及对于任何这样识别的切换命令控制消息确定相应无线通信设备的识别数据以及使用存储在数据存储中的表示无线通信设备是否具有所述切换能力的数据来确定所述相应无线通信设备是否具有所述切换能力的装置；以及
用于如果所述监控装置确定所述相应无线通信设备不具有所述切换能力则修改所述切换命令控制消息以便去除与所述切换能力相关的信息的装置。
13.如权利要求12所述的网络实体，其中，所述切换能力是单一无线语音呼叫连续性。
14.如权利要求12所述的网络实体，其中，所述网络实体是用于将无线通信设备与一个或多个核心网络互连的无线网络设备。
15.如权利要求14所述的网络实体，其中，所述无线网络设备是家庭节点B和具有IMS能力的蜂窝网接入点中的一个。
16.一种处理由无线通信网络从无线通信设备接收到的控制消息的装置，该装置包括：
消息监控器，被配置为监控接收到的由所述无线通信设备发送的控制消息以便识别传达表示所述无线通信设备是否具有切换能力的信息的控制消息，所述切换能力与执行在分组交换域与电路交换域之间的切换相关联；
消息修改器，被配置为，对于任何这样识别的表示相应无线通信设备不具有所述切换能力的控制消息，将所述控制消息修改为表示所述相应无线通信设备具有所述切换能力，并且将修改后的控制消息转送到核心网络；以及
存储器，被配置为存储表示所述无线通信设备是否具有所述切换能力的数据。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述控制消息是GPRS连接消息和路由区域更新消息中的一个。
18.如权利要求16所述的装置，其中，所述存储器被配置为存储对于具有所述切换能力的无线通信设备的识别信息并且不存储对于不具有所述切换能力的无线通信设备的识别信息。
19.如权利要求16所述的装置，其中，所述存储器被配置为与所述无线通信设备是否具有所述切换能力相关联地存储识别所述无线通信设备的识别信息。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述识别信息包括国际移动用户识别码（IMSI）。
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