CN1377559A - 域选择系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种包括网络设备(102,104)和用户设备(106)的蜂窝系统(100)。该网络设备用于检查来自用户设备的输入消息以识别服务应用,并且使用由用户设备指定的域来引导输入消息。用户设备用于建立传送给基站的消息,该消息指定了用于服务的电路交换服务域(206)和分组交换服务域(204)中的一个,并且将所建立的消息发射到基站。根据该系统的一个方面,网络设备可以将应用和服务信息发射到用户设备,用户设备响应于此而为消息或通话选择优选的域。

Description

域选择系统和方法
发明领域
本发明涉及服务域选择的方法和系统，特别涉及无线蜂窝系统的方法和系统。
背景技术
在由不同的标准化组织所定义的第三代移动电话通信系统中，为服务于用户设备(UE)的网络确定了两个不同的交换域。这些域是电路交换(CS)服务域和分组交换(PS)服务域。在电路交换域中，物理上通过唯一的连接将信号路由到适当的收信方，然而，在分组交换域中，依据分组中的地址将消息分组路由到适当的收信方。这些域是不同的，并且使用不同的设备来实现。
设计第三代(3G)蜂窝网络时遇到的一个问题是适应在电路交换和分组交换域中实现的用户设备服务。第三代标准的第一个版本指定了在两个域中实现的服务。此外，在3G系统中由接入网络向所有的核心网络域提供的服务都是相同的。既然在有线线路通信中实时服务从电路交换网络转移到分组交换网络，则在蜂窝系统中必须支持相似的转移。例如，希望开始在电路交换域中提供如传统的蜂窝话音之类的某个服务，然后在分组交换域中提供该服务。
另外，第三代移动通信伙伴项目(3GPP)建议的结构在接入层(AS)和非接入层(NAS)之间具有明确的隔离。接入层的移动和网络部分不检查或操作非接入层消息的内容。在移动到网络方向的消息的非接入层部分使用核心网络(CN)域标识符。然而，移动(或用户设备)不知道核心网络的结构，因此也不知道是有一个还是两个域，或者可提供什么服务，特别是在每个域可提供什么服务。结果，移动不得不支持预定的对域的服务映射；例如，将所有的话音消息映射到电路交换域。这样限制了整个系统以最优化和容易升级的方式处理呼叫和支持服务的能力。
第三代移动通信伙伴项目(3GPP)的1999年版本(R99)为指定的域提供了用于移动到地址消息的钩键(hook)。另外，该版本确认可能有某些服务从电路交换域转移到分组交换域，并且其应该支持这种与先前系统兼容的转移。然而，并没有指明域之间的服务和应用的透明转移处理。
已经提议增加一个新的信息元素，其是核心网络域指示符，将其增加到无线资源控制(RPC)消息的接入层部分，以显示消息属于那一个核心网络。在下行链路中，服务无线网络控制器(SRNC)将这个信息元素插入到无线资源控制引导转移消息的接入层部分。在上行链路中，用户设备将这个信息元素插入到无线资源控制的接入层部分，以使服务无线网络控制器能够决定应该将非接入层引导转移消息路由到那一个域中。然而，这种安排不具有灵活性。
因此，需要一种更加灵活地适应电路交换和分组交换域之间的转移的系统。
附图说明
图1是以方框图形式说明蜂窝系统的电路示意图；
图2是以方框图形式说明图1所示系统设备的电路示意图；
图3是说明图1和图2中的UMTS陆地无线接入网络操作的流程图；
图4是说明图1和图2中的用户设备操作的流程图；
图5是说明图1和图2中的UMTS陆地无线接入网络的进一步操作的流程图；
图6是以方框图的形式说明可以实现本发明一个实施例的系统的电路示意图。
优选实施例说明
蜂窝系统包括网络设备以及用户设备。网络设备可以检查来自用户设备的输入消息，以识别服务应用，并使用由用户设备指定的域来引导输入消息。用户设备可以建立用于传送给网络设备的消息，该消息为所述服务指定电路交换域和分组交换域中的一个，并且将所建立的消息发射到基站。根据该系统的一个方面，网络设备可以将应用和服务信息发射到用户设备，用户设备响应于此而为消息或通话选择优选的域。
本发明为蜂窝操作者提供了一种从电路交换到分组交换技术的平滑转移路径。为了这个目的，提供了一种在系统中(包括第三代移动系统)将服务从一个域透明地转移到另一个域的机制，并且提供操作者一种手段以将他们的网络选择性地从电路交换域和分组交换域的混合在一段时间内转移到全互联网协议的分组交换网络，以及在交错的基础上，提供操作者实验的灵活性。
用户必须有能力选择性地转移他们的网络部分以及服务和应用。例如，其应该可以配置某个基站控制器以在分组交换域中处理话音呼叫，同时网络的其它部分在电路交换域中处理话音呼叫。在另一个例子中，应该可以在分组交换域中处理短信息服务(SMS)，并在电路交换域处理话音呼叫。
具体来说，图1中公开了系统100。该系统包括用户设备106。例如该用户设备可以是全球移动通信系统(GSM)中带有用户标识模块(SIM)的移动电话。用户设备通过无线接口Uu连接到UMTS陆地无线接入网络(UTRAN)104，而且可以认识到，在任何无线接入网络中都可以使用UMTS陆地无线接入网络，这样本发明就不限定于第三代系统。例如UMTS陆地接入网络可以包括无线网络层和传输网络层。UMTS陆地接入网络104包括在互连点Iu连接到核心网络106的无线网络子系统(RNS)。UMTS陆地接入网络104的无线网络子系统可以是通用移动电话系统(UMTS)网络的整个系统网络或仅是接入部分，该通用移动电话系统网络提供某个无线电资源的分配和释放，以在用户设备和UMTS陆地接入网络之间建立连接手段。这样在例子中，该无线网络子系统包括无线电网络控制器(RNC)，并且在一组蜂窝电话小区中对资源和发射/接收负责。
核心网络102包括电路交换域202(图2)和分组交换域204。这些域连接到本地位置寄存器(HLR)208。UMTS陆地无线接入网络将消息，或选择性地将呼叫会话分配到电路交换域和分组交换域。例如，电路交换域可能是移动交换中心202，分组交换域可能是IP网络(包括一个或多个服务GPRS支持节点(SGSN)，路由器，边界网关(BG)，以及具有IP呼叫服务器的GGSN，其能够在IP域中提供类似电路的服务或凭借适当网关进入PSTN域)。这样电路交换域可以包括连接到公共交换电话网络(PSTN)/综合业务数字网络(ISDN)210的移动交换网络。而分组交换域可以包括连接到因特网206的网际协议(IP)网络。可以将UMTS陆地接入网络连接到这些域或这些域中的一个。这些域的利用率以及通过特定域的可用服务将随着位置的变化而变化。例如，在某一位置，通过IP的话音(VoIP)和通过PSTN的电路交换话音连接是可用的，然而在另外一位置上，仅可以使用PSTN话音服务。
本发明使操作者能够控制从一个域到另一个域的服务转移。其提供了几种独特的方法，由此用户设备(UE)可以被分组交换和电路交换域所容纳，这些方法将在下面详细描述。这里使用的用户设备包括能够容纳话音、数据、话音和数据等等的任何设备，例如计算机、移动电话、寻呼机、具有调度功能的双向无线电设备、个人数字助理等等。另外，可以认识到，在下面所描述的每一个方法都可以单独地使用，或互相结合起来使用，以在用户设备和网络之间增加额外的灵活性和互用性。
图3显示的是由UMTS陆地无线接入网络104实现的方法300，用于通知用户设备106在某一位置上的可用资源。如步骤302所示，该方法包括为该位置发射域、应用和/或服务可用性信息。优选地在已有信号中提供这个信息，比如在蜂窝系统中广播到已接受的用户设备的网络信息信号。以这种方式，可以将信息传送到用户设备106而不会增加系统的额外开销。然后，可以将信息通过菜单显示系统传送到用户，从而用户可以选择服务。例如，用户可以选择IP上的话音，而不是选择PSTN连接以降低呼叫的费用。
可以知道，现有的蜂窝系统对所有已接受的用户设备广播表明核心网络结构的消息。步骤302表示在这样的信号中添加由核心网络的每一个域(例如分组交换域和电路交换域)支持的服务和/或应用的步骤。例如，在3GPP技术规范中，有一个系统信息消息，其包括了各种与系统相关的参数，例如小区标识、测量信息、信道结构等等。可以将服务和域的网络容量加入到这个信息中。用户设备可以使用这个信息以自动决定对特定消息或通话所要求服务的域。另外也可以根据所传送的信号中的信息而通过用户输入/输出来进行人工操作用户设备。这样，将操作者可配置的网络容量传送到用户设备，以在接入通信系统时使用。
可选择地，可在目标通讯(例如在GSM或UMTS系统中传送给用户设备的SIM工具包信号)中实现步骤302。在用户设备具有用户标识模块(SIM)的系统中使用SIM工具包。可以认识到，可以通过包括有服务和域信息的用户设备将信息加入到传送给SIM的SIM工具包信号中。本领域的技术人员知道，SIM工具包使操作者能够直接地访问他们系统中的用户设备，这样，可以传送服务、应用和域信息而不会明显地增加系统的开销。在定向服务的基础上，当有来自于用户设备的域请求时，操作者可以根据不同的用户使用SIM工具包择优地将服务引导到给定的域。
用户设备106根据方法400而操作，以对消息或通话选择核心网络域。如步骤402所示，移动用户接收域服务信息。用户设备使用该域服务信息来为特定消息或通话选择域。根据由用户或服务提供商存储(特别是存储在用户设备存储器或SIM中)的编定的用户参数，可以自动进行这种选择，或者用户可以人工选择。例如，电话可以使用互联网(如果可用的话)上的话音(所谓的IP话音)，这样当在用户位置上可用时，用户设备将自动选择这种服务，以及分组域。用户也可以通过来自UMTS陆地接入网络的消息，在用户的位置上获知话音呼叫和IP话音连接的可用速率。然后，用户手动地选择将信息传送到UMTS陆地接入网络的域。一旦选择了核心网络，如步骤406所示，采用所确定的域信息建立和发射该消息。
如方法500所示(图5)，UMTS陆地接入网络将对接收到的消息进行处理。具体来说，如步骤502所示，从用户设备接收核心网络域选择和消息。如步骤503所示，UMTS陆地接入网络可以拒绝所请求的域。如果接受了所请求的域，如步骤504所示，则可以将消息或通话路由到所选择的域。另外，如果UMTS陆地接入网络拒绝了所选择的域，则如步骤506所示，可以将该服务引导到其它的域，或者可选择的是，中断该通话或消息。可以预想到，在由用户设备所指定的域和由用户设备所指定的域之间冲突的情况下，用户接入网络可以给用户设备发送澄清消息。
根据操作者所配置的参数，可以作出由UMTS陆地接入网络104拒绝由用户设备所选择的服务域的决定。例如这些参数可能是某些服务或应用到某些域的映射，或将呼叫的某个百分比路由至一个域，或将呼叫路由至费用最低的域。接入网络有两种方法可以知道由用户设备请求的服务和应用。第一种方法是通过检查来自用户设备的非接入层消息。这样可被认为是违反了分层协议结构原理。然而，接入网络能够提供这种操作。更优选的方法是在消息的接入层部分采用应用指示符。这种新的附加指示符在已经存在于己知系统的已知消息中将是一个新的字段，或者和上述的现有字段相结合。
可用于附加指示符的信号的例子是“CN域指示符”。在终止于用户设备106的通话中，将RANAP寻呼消息中的CN域指示符复制到无线资源控制寻呼消息中。这被用户设备用来暂时替代后面的上行链路无线资源控制引导转移消息的接入层部分的核心网络域指示符。服务无线网络控制器使用这种附加的指示符以将RANAP引导转移消息路由到正确的域。
在用户设备106始发的通话中，完全地由用户设备106决定在无线资源控制引导转移消息中使用那一个核心网络域指示符。可以想象根据终端用户请求的应用和/或服务的类型来作出这种决定。例如，如果请求了一个常规的话音呼叫，则用户设备106选择电路交换域作为核心网络域指示符。然而，由于用户设备锁定到一固定的映射，这限制了系统的性能。因此，必须加强服务与核心网络域的关联，从而给定的应用或服务不必与某一个域在统计学上关联。
如果用户设备106始发了一个无需指定域的通信通话，则无线接入网络104中的服务无线网络控制器决定什么域用于服务和/或应用。为了作出这个决定，该服务无线网络控制器必须知道请求的应用的类型。将核心网络域指示符字段扩展到指示所请求的应用类型。例如，可能的应用包括特定移动呼叫模式、当前陆地线路呼叫模式、IP呼叫模式或多媒体呼叫模式等等。在UMTS陆地无线接入网络104的服务无线网络控制器中，服务提供商可配置的参数将每个应用和服务映射到域，以使服务无线网络控制器能够确定该域。这种服务无线网络控制器中的可配置参数满足从一个域到另一个域的服务透明转移的要求。这种技术具有UMTS陆地接入网络(服务无线网络控制器)决定域的优点，这样操作者可以直接地控制域的选择。但其缺点是，在无线资源控制消息的接入层部分中具有应用信息，这稍微有点违反现有标准中对消息的接入层和非接入层部分隔离的严格要求。
此外，决定的作出涉及到用户设备和服务无线网络控制器。由于服务无线网络控制器(SRNS)的潜在缺陷而与来自用户设备的请求不一致，因此需要有选择域的方法以提供服务。如果所请求的域不能满足需要，则将其引导到能满足该请求的域中。然而，如果任意一个域都能满足服务请求，则必须服从用户设备或服务无线网络控制器的服务请求，或要求另外的通信。
在上面描述的备选方案是无线接入网络104广播消息给用户设备106，该消息包含有每个域提供什么服务和应用的信息。根据终端用户在他们的设备上已经请求的服务和/或应用、以及关于域的广播系统信息、服务和应用，用户设备选择核心网络域。然后，在从用户设备106到服务无线网络控制器的所有无线资源控制引导转移消息中，可将这个选择用作核心网络域指示符。由于系统信息消息可以在每个位置或每个区域的基础上变化，操作者可以十分灵活地将服务透明地转移给用户。这个系统另外的优点是在接入层和非接入层之间有一个清楚的隔离。由于服务无线网络控制器提供所请求的路由，决定是在用户设备106上作出。操作者仅在局部化的基础上控制服务转移(例如将某些位置转移到分组交换域，同时将网络的其他部分在服务的基础上混合，或者可以将像短信息服务(SMS)之类的服务转移到分组交换域，同时话音仍然处在电路交换域)。这个系统的缺点是必须为将要支持的系统信息消息定义某些消息元素。
3GPP系统规定，在无线资源控制协议中，采用直接转移过程将来自于非接入层的消息在接入层内透明地转移。在描述的两个核心网络的情况下，用户设备和服务无线网络控制器中的分配功能处理核心网络鉴别器，以将消息引导到适当的非接入层实体(即，用户设备域中的移动性管理例子和适当的核心网络域)。在下行链路方向，信令载体地址用于识别始发核心网络域(例如，来自于核心网络节点始发地址)。由分配功能实现的处理包括将一个核心网络鉴别器加入到对应于始发核心网络域的值中，并且将非接入层消息传递到下面的协议层，以将其透明地转移到用户设备。
通过进一步指定下述的核心网络域指示符的上行链路处理，本发明能够应用到3GPP系统。广播给用户设备的系统信息消息将包括每个域提供什么服务和应用的信息。根据终端用户已经请求的服务和/或应用以及广播系统信息，用户设备将选择域。这将由所有的从用户设备到服务无线网络控制器的无线资源控制引导转移消息中的核心网络域指示符使用。
参考图6，现在描述一个可选择的实施例。图6的系统包括可在分组交换域或电路交换域中工作的用户设备106。用户设备106在分组交换域中工作在分组交换状态，以及在电路交换域中工作在电路交换状态。UMTS陆地接入网络引导消息或通话到电路交换服务域202或分组交换域204。用户设备106的本地位置寄存器600存储与电路交换位置和分组交换位置中的用户设备106相关的信息。当用户接入到网络时，无论在本地或漫游，本地位置寄存器600将与用户设备相关的信息提供给所接入的网络。以这种方式，用户设备的域信息可以位于本地位置寄存器中而不是位于用户设备中，并且接着可以为用户透明地选择域服务。
在对于给定服务的域之间存在选择的系统中，以及如果操作者允许，用户设备可以通过用户接口将这些选择展示给终端用户，以允许终端用户非透明地作出域决定。
因此，公开了一种用于接入服务于多个域的网络的改进系统。本领域的技术人员将可认识到，虽然描述的系统涉及特定的系统和标准，但其仍然可以应用在其它系统中。此外，即使UMTS陆地接入网络不发射域、应用或服务信息给用户设备，在用户设备通信中也可以采用域选择信息的插入。用户设备可以发射域请求信息，UMTS陆地接入网络可以根据可用的域、应用、或服务来接收或拒绝请求。这将导致更少的智能请求，但是在一定程度上减少了信令开销。因此，虽然上面描述了特定的单元和功能，本领域的技术人员在本发明的范围内可以实现更少的或附加的功能，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

Claims (20)

1.一种在服务于用户设备的蜂窝系统中控制路由的方法，该方法包括如下步骤：
检查来自于用户设备的输入消息，以识别指定的域；以及
使用由用户设备所指定的域来路由输入消息。
2.如权利要求1所述的方法，还包括将网络服务、应用和域信息发射给用户设备的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括由用户设备使用SIM工具包来控制域的说明的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中已接入的网络检查非接入层消息。
5.如权利要求1所述的方法，其中接入网络根据操作者所配置的参数拒绝用户设备所指定的域。
6.如权利要求1所述的方法，其中由网络设备所指定的域比用户设备指定的接入网络域优先。
7.如权利要求1所述的方法，其中在由用户设备指定的域和由用户设备指定的域之间有冲突的情况下，用户接入网络将澄清消息发送给用户设备。
8.一种无线通信系统控制用户设备的方法，该方法包括如下步骤：
在用户设备中建立消息以传送到基站，该消息指定了用于服务的电路交换和分组交换中的一个；
将所建立的消息发射给基站。
9.如权利要求8所述的方法，其中用户设备在所发射的消息中插入应用指示符。
10.如权利要求8所述的方法，还包括如下的步骤：
在选择服务中将服务选项信息展现给用户，以及
用户设备响应于此而为消息选择域。
11.如权利要求8所述的方法，还包括为每个服务选项而在用户设备的存储器中检索所请求的域的步骤。
12.如权利要求8所述的方法，还包括为每个服务选项而在SIM中检索所请求的域的步骤。
13.如权利要求8所述的方法，还包括在每一个服务选项请求的开始插入所请求的域的步骤。
14.如权利要求8所述的方法，还包括如下步骤：
接收确定与基站相关的网络的服务域信息的消息，并且使用所接收的消息来选择域。
15.如权利要求14所述的方法，还包括如下的步骤：
响应于接收的标识服务域信息的消息，以及响应于用来选择域的用户输入，向用户显示服务域信息。
16.用于蜂窝系统的用户设备，其包括用于在用户设备中建立传送给基站的消息的电路系统，该消息指定了用于服务的电路交换域和分组交换域中的一个，并且将所建立的消息发射到网络。
17.网络设备，其包括：
无线接入网络；
核心网络，该核心网络包括电路交换域和分组交换域中的至少一个；并且
其可操作以检查来自用户设备的输入消息，以识别服务应用，并且使用由用户设备指定的域将输入消息引导到所述域中的一个。
18.如权利要求17所述的网络设备，其中所述分组交换域包括IP网络。
19.如权利要求17所述的网络设备，还包括为用户设备存储分组交换信息和电路交换信息的本地位置寄存器。
20.一种蜂窝电话通信系统，其包括：
网络设备，其用于发射域服务信息，并检查来自用户设备的输入消息，以确认所选择的服务应用域，并且使用由用户设备指定的域引导输入消息；以及
用户设备，其用于建立传送给网络设备的消息，该消息指定电路交换域和分组交换域中的一个，并且将所建立的消息发射到所述网络设备。
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