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CN1701620B - 用于在具有各种重叠接入网络的移动通信系统中提供语音和数据业务的方法和装置 - Google Patents

用于在具有各种重叠接入网络的移动通信系统中提供语音和数据业务的方法和装置 Download PDF

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CN1701620B CN2004800011867A CN200480001186A CN1701620B CN 1701620 B CN1701620 B CN 1701620B CN 2004800011867 A CN2004800011867 A CN 2004800011867A CN 200480001186 A CN200480001186 A CN 200480001186A CN 1701620 B CN1701620 B CN 1701620B
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Abstract

本发明公开了一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间和相互重叠的各种接入网络之间的互通业务的异构业务和移动网关(HSMG)的移动通信系统中通过接入终端向用户无缝地提供语音和数据业务的装置和方法。如果已接入分组网络的所述接入终端接收到语音呼叫，那么所述接入终端通知所述HSMG已接收到语音呼叫。当接收到指示已接收到语音呼叫的通知时，所述HSMG向电路网络发送定向请求。当接收到所述定向请求时，所述接入终端定向到所述电路网络并且注册新位置；在注册新位置后，所述HSMG向所述接入终端建立来话语音呼叫。

Description

用于在具有各种重叠接入网络的移动通信系统中提供语音和数据业务的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及一种用于在移动通信系统中提供语音和数据业务的方法和装置，特别涉及一种在各种接入网络互相重叠的网络环境中提供综合的(integrated)语音/数据业务的方法和装置。
背景技术
移动通信系统已经从使用电路网络主要提供语音业务的第一代(1G)和第二代(2G)发展成作为第三代(3G)数字移动通信系统的国际移动通信-2000(IMT-2000)系统。与1G和2G移动通信系统不同，IMT-2000系统提供分组数据业务以允许用户在广布的移动通信环境中接入移动因特网。在有关IMT-2000系统的码分多址1X(CDMA20001X)系统的情况下，通过无线接入网络接入互联网协议(IP)网络的用户能够以最大速率为153.6Kbps的速率接收数据业务，并且在演进单载波增强型(1x EV-DO)的情况下，用户能够以最大速率为2.4Mbps的速率接收数据业务。然而，移动通信网络在提供高速分组数据业务中具有局限性。
近来，随着移动通信环境的演进，已经提出了各种无线接入技术，诸如基于802.11x和蓝牙的无线局域网(LAN)或者高性能局域网第二版(HiperLAN/2)。这样的技术尽管不能保证移动性达到蜂窝移动通信系统的水平，还是被提出作为用于在包括公共场合的热闹区域中或者在家庭网络环境中提供高速数据业务的选择，而取代诸如基于电缆调制解调器或者数字用户线(xDSL)的网络的固定网络。例如，基于IEEE 802.11b的无线LAN提供2.4GHz ISM频带上的约11bps的数据率，并且基于IEEE 802.11a的无线局域网提供5GHz ISM频带上的约54bps的数据率，从而实现了具有低成本的高速无线数据业务。
尽管这些无线接入技术提供高数据率，但是由于当以无线LAN提供高速数据业务时引起的极度有限的移动性，狭窄的覆盖范围和干扰，这些无线接入技术在提供基于网络的公共业务中具有局限性。为了处理这些局限性，正在对通过获益于蜂窝移动通信系统和无线LAN的优点并且补偿它们的缺点而发展起来的无线城域网(MAN)技术进行研究。2.3GHz频带的高速便携式因特网(HPi)系统是无线MAN技术的典型例子，其在固定的户内/户外环境和步行速度和中/低速度(约60Km/h)的移动环境中提供使用各种类型接入终端的每小区50Mbps的吞吐率。此外，HPi系统根据无线信道的条件支持宽范围数据率。
然而，随着用于在无线环境中提供各种数据率和移动性的无线接入技术的标准化，需要通过获益于不同技术的优点并且补偿它们的缺点来提供能够满足各种用户需要的业务。而且，为了提供这样的业务，需要给通过最佳接入网络接入服务网络的用户无缝地提供语音和数据业务。
最近，随着通信技术的快速发展和用户需求的迅速增加，正在努力以将基于电路网络的语音业务和基于分组网络的数据业务综合为通过因特网的多媒体业务。多媒体业务的一个例子是用于经因特网传送语音的经互联网协议的语音(VoIP)技术。最近，ITU-T和IETF委员会领导了关于VoIP技术的标准化并且引入了各种技术。沿着这样的趋势，包括第三代合伙项目(3GPP)和3GPP2委员会的下一代移动通信标准化组织正在对能够定义基于IP的综合网络的结构进行标准化并且为移动用户提供多媒体业务的技术。然而，到目前为止这些技术还不能为在IP网络中提供的语音业务保证服务质量(QoS)，并且不能达到比在现有公共交换电话网(PTSN)中提供的语音业务更高的QoS。具体地讲，当在无线环境中提供VoIP业务时，在向用户提供宽范围移动性的同时需要大量人力和费用以保证稳定的QoS。因此，尽管VoIP技术非常发达，但是根据现有的基于PTSN的语音业务可预期VoIP的业务只能逐步地发展。即使在全部IP网络的标准化完成之后，因为将继续使用基于PTSN的语音业务，所以需要电路网络和分组网络间的互通。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于向经各种接入网络执行通信的接入终端无缝地提供语音和数据业务的装置和方法。
本发明的一个目的在于提供一种用于为接入各种接入网络的接入终端无缝地提供语音和数据业务的装置和方法以对接入终端执行位置管理和业务传递。
本发明的一个目的在于提供一种用于通过电路网络和分组网络的互通为接入各种接入网络的接入终端无缝地提供语音和数据业务的装置和方法。
根据本发明的一方面，提供一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间和相互重叠的各种接入网络之间的互通业务的异构业务和移动网关(HSMG)的移动通信系统中经接入终端无缝地提供语音和数据业务的方法。所述方法包括以下步骤：当已接入特定网络的所述接入终端接收到业务请求和/或移出所述已接入的网络时，为接收所述语音和数据业务选择最佳接入网络并且将业务定向到所述已选择的接入网络；向所述已定向的接入网络发送注册请求；并且在注册到所述已定向的接入网络后接收分组数据。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间和相互重叠的各种接入网络之间的互通业务的异构业务和移动网关(HSMG)的移动通信系统中经接入终端无缝地提供语音和数据业务的方法。所述方法包括以下步骤：如果已接入分组网络的所述接入终端接收到语音呼叫，那么由所述接入终端通知所述HSMG已接收到语音呼叫；当接收到指示已接收到所述语音呼叫的通知时，通过所述HSMG向电路网络发送定向请求；当接收到所述定向请求时经所述接入终端将业务定向到所述电路网络并且注册新位置；并且在注册新位置后经所述HSMG向所述接入终端建立来话语音呼叫。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间和相互重叠的各种接入网络之间的互通业务的异构业务和移动网关(HSMG)的移动通信系统中经接入终端无缝地提供语音和数据业务的方法。所述方法包括以下步骤：当接收到所述分组呼叫时，由所述接入终端只监视所述电路网络的寻呼信道并且通知所述HSMG已接收到分组呼叫；当接收到指示已接收到所述分组呼叫的通知时，由所述HSMG向分组网络发送定向请求；当接收到所述定向请求时由所述接入终端转换到分组网络并且注册新位置；并且在注册新位置后由所述HSMG向所述接入终端建立来话分组呼叫。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间和相互重叠的各种接入网络之间的互通业务的异构业务和移动网关(HSMG)的移动通信系统中经接入终端无缝地提供语音和数据业务的方法。所述方法包括以下步骤：当保持所述分组网络的休眠会话的所述接入终端只监视所述电路网络的寻呼信道时，由所述HSMG接收互联网协议分组数据业务请求并且向所述分组网络发送重定向请求；当接到到所述分组网络的重定向请求时，由所述接入终端确定将业务重定向到所述分组网络；并且由所述接入终端转换到激活状态并且向所述HSMG发送注册消息。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在具有多个相互重叠的接入网络的移动通信系统中通过电路网络和分组网络的互通由接入终端无缝地提供语音和数据业务的装置。所述装置包括：异构业务和移动网关(HSMG)，用于通过由所述接入终端请求的位置注册来管理所述接入终端的接入状态；并且为了互通业务在所述电路网络和所述分组网络之间改变协议；和连接到所述HSMG的归属位置寄存器，用于存储有关已接入所述电路网络的所述接入终端的语音和数据呼叫的接收的业务简档，并且确定所述接入终端是否能和多个所述接入网络互通。
附图说明
通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特性、优点将变得更加清楚，附图中：
图1是示出根据本发明实施例的异构网络结构的图解；
图2是示出根据本发明实施例的混合操作中的状态转换的图解；
图3是示出根据本发明的实施例的位于异构网络中的码分多址20001X(CDMA 20001X)区域中的混合接入终端(HAT)的电路网络注册操作的图解；
图4是示出根据本发明的实施例的当从CDMA20001X网络被定向(directed)到演进单载波增强型(1x EV-DO)或无线局域网/城域网(LAN/MAN)网络时所执行的分组网络注册操作的图解；
图5是示出根据本发明的实施例的向处于1X空闲状态的仅监视1X寻呼信道的HAT发送电路语音呼叫的操作的图解；
图6是示出根据本发明的实施例的向仅监视1x EV-DO寻呼信道或无线LAN/MAN网的HAT发送电路语音呼叫的操作的图解；和
图7是示出根据本发明的实施例的当保持1x EV-DO休眠会话(dormantsession)的HAT仅监视CDMA 1X寻呼信道时向所述HAT发送网际(IP)分组的操作的图解。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。即使在不同的附图中描述相同或者相似的部件，它们也由相同的标号表示。为了简洁起见，在下面的描述中省略了对这里所包括的公知功能和结构的描述。
将参照异构网络通信环境描述本发明的实施例，在这样的环境中接入终端能够在诸如码分多址20001X(CDMA 20001X)系统、演进单载波增强型(1xEV-DO)系统和通用移动通信系统/通用无线分组业务(UMTS/GPRS)系统的蜂窝移动通信系统与诸如无线局域网/城域网(LAN/WAN)系统和高性能局域网第二版(HiperLAN/2)系统的各种无线接入网重叠的区域中接入特定的接入网。根据本发明实施例的网络结构通过将异构(或分组)业务和移动网关(HSMG)加入到传统移动通信系统和无线LAN/WAN系统中定义的诸如移动交换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、分组数据业务节点(PDSN)和接入点(AP)的网络部件中，使电路网络和分组网络互通。
图1是示出根据本发明实施例的异构网络结构的图解。这里应该注意，尽管分组数据业务节点(PDSN)与CDMA20001X(1X RAN)网络和1x EV-DO网络中的基站互通，并且接入路由器(AR)和无线LAN/MAN网络中的基站互通，它们却执行相同的功能，从而这里由‘PDSN/AR’表示PDSN和接入路由器。尽管为了解释方便这里由相同的参考标记表示PDSN和接入路由器，但是将根据PDSN和接入路由器互通的网络对它们分开进行描述。
异构网络包括各种现有接入网络，诸如CDMA20001X(1X无线接入网(RAN))网络140、1x EV-DO网络150和无线LAN/MAN网络160和向经以上各种接入网络接入服务网络的用户提供电路网络和分组网络间互通业务的异构(或分组)业务和移动网关(HSMG)110。
HSMG 110连接在用户的IP网络和7号信令系统(SS7)网络之间。就是说，使用IS-41协议将HSMG 110连接到归属(home)位置寄存器(HLR)131，并且使用会话(session)初始化协议(SIP)将HSMG 110连接到分组数据业务节点/接入路由器(PDSN/AR)120和SIP服务器(未示出)。参照图1，SS7网络对应于基于IS-41协议的网络，包括HLR 131和网关MSC(GMSC)132，IP网络对应于基于IP的网络，包括PDSN/AR 120，认证、授权和计费(AAA)服务器180和归属代理(HA)170。HSMG 110执行IS-41协议和SIP协议的之间的协议转换，通过来自接入终端(未示出)的位置注册过程和来自PDSN/AR 120的SIP注册过程管理用户和接入终端的接入状态。由HSMG 110管理的接入终端的接入状态分成‘分组’状态和‘电路’状态。HSMG 110执行SIP寄存器功能以执行关于经各种接入网络接入IP网络的用户的位置管理，并且基于通过接入终端的位置注册过程接收的用户(subscriber)的信息管理MS识别号(MIN)、IP地址和网络接入标识符(NAI)信息的相互连接关系。这里，尽管接入终端可以与电路网络和分组网络通信，但是接入网络监视CDMA20001X网络140、1xEV-DO网络150和无线LAN/MAN网络160中的任何一个。
连接到HSMG 110的HLR 131在其内部为接入服务网的用户存储业务简档(PROFILE)，并且基于业务简档执行关于接入终端和用户的位置管理、状态管理和授权，从而向具有移动性的用户提供自动漫游业务。除了这样的产生(generation)功能之外，为了电路网络和分组网络间的互通业务，HLR 131存储有关接入终端的混合操作和已接入电路网络的用户的语音和数据呼叫的接收的业务简档。当处理由接入终端或PSTN发出的来话时，HLR 131识别应用于异构网络的混合接入终端(HAT)的接入终端类型。所述接入终端的类型包括在存储在HLR 131中的用户信息中。
以SIP协议连接到HSMG 110的PDSN/AR 120通过点到点协议(PPP)连接建立第二层(Layer-2)到HAT的连接。PDSN/AR 120执行有关IP地址分配、IP分组路由、用于移动IP业务的频率分配、与用于计费和认证的认证、授权和计费(AAA)服务器180互通、和支持QoS的功能。除了这些功能之外，PDSN/AR 120执行下面的功能以支持电路网络和分组网络之间的互通业务。
如果订购(subscribed)了简单IP业务的用户的HAT执行SIP注册过程，PDSN/AR 120向HSMG 110发送SIP注册消息，并且如果订购了移动IP业务的用户的HAT执行移动IP注册过程，PDSN/AR 120向HSMG 110发送SIP注册消息。每当HAT在保持与PDSN/AR 120的PPP连接的同时在接入网之间移动时，PDSN/AR 120向HSMG 110发送SIP注册消息。
如果接收到以“电路”状态被发送到HAT的IP分组时，PDSN/AR 120缓存所述IP分组直到所述HAT经分组接入网络(AN)接入，并且通过来自HAT的SIP或移动IP注册过程和来自HLR 131的通知(notification)过程来管理用户和HAT的接入状态。如果由PDSN/AR 120管理的HAT的接入状态指示所述HAT与分组网络通信，那么所述接入状态称为“分组”状态，并且如果所述HAT的接入状态指示所述HAT与电路网络通信，那么所述接入状态称为“电路”状态。
AAA服务器180使用RADIUS或直径协议接入PDSN/AR 120，并且向PDSN/AR 120发送/接收用于HAT和用户的认证和计费信息和用户信息。而且AAA服务器180存储与所述HAT的混合操作相关的用户规范。因为CDMA20001X网络140、1x EV-DO网络150和无线LAN/MAN网络160的网络部件在本领域中是公知的，所以为简便起见这里省略了对它们的详细描述。而且，因为连接到CDMA20001X网络140的移动交换中心/拜访位置寄存器(MSC/VLR)133和网关MSC(GMSC)132和连接到无线LAN/MAN网络160的本地代理(HA)170在本领域中是公知的，所以为简便起见这里省略了对它们的详细描述。
下面参照图1描述上述异构网络中使用的接口和协议。
接口A1在MSC/VLR 133和CDMA20001X网络140中的电路基站控制器(BSCC)141之间发送包括信令信息的消息。接口A2在MSC/VLR 133、BSCC 141的SDU功能部件和分组控制功能/分组基站控制器(PCF/BSCP)142之间发送64/56Kbps脉冲编码调制(PCM)或者64Kbps语音信息。
接口A10在分组数据业务节点120和1x EV-DO网络150中的分组控制功能(PCF)151之间发送用户业务。并且接口A11在分组控制151和分组数据业务节点120之间发送信令信息。
HSMG 110和HLR 131之间的IS-41表示用于支持CDMA20001X网络140中的蜂窝系统之间的互通的信令协议，并且根据预定的程序激活应用于MSC/VLR 133和HLR 131之间或者MSCS之间的接口。IS-41协议的主要功能包括用于用户和HAT位置和状态管理功能、自动漫游支持功能、系统间切换功能、和操作和管理(O&M)功能。
SIP表示用于在IP网络中提供呼叫建立和控制功能的信令协议，并且SIP的主要功能包括端到端多媒体会话建立功能和用户存在和私人移动性功能。
PDSN/AR 120和HA 170之间的移动IP表示在保持IP地址的同时即使HAT穿过IP网络的边界也能够为上层保证会话连续性的协议，并且提供二步寻址系统。
将AAA服务器180连接到PDSN/AR 120和HA 170的RADIUS表示应用于网络接入服务器(NAS)和AAA服务器之间或AAA服务器之间的协议，并且为用户和HAT提供认证/授权/计费功能。
现在描述一种用于经异构网络中的各种接入网接入服务网的用户无缝地提供语音和数据业务的方法。为此，需要用于接入网的HAT的混合操作和有关移动性管理和业务传递的操作。这些操作不仅用于除了CDMA20001X系统和1x EV-DO系统之外的蜂窝移动通信系统，而且用于诸如包括HPi系统的无线MAN系统的下一代高速移动通信系统。首先，参照附图描述混合操作。
图2是示出根据本发明实施例的混合操作中的状态转换的图解。表1给出在图2所示的混合操作中的状态转换期间发生的事件的描述。
表1
  事件   描述
  ORG_1XPKT   在用户或业务的请求下产生1X分组数据呼叫。
  ORG_DO   在用户或业务的请求下产生1x EV-DO高速分组数据呼叫。
  ORG_WLAN   在用户或业务的请求下经无线LAN发送分组。
  ORG_CV   在用户或业务的请求下接入1X接入网并且产生电路语音呼叫。
  OUT_1X   HAT移出1X接入网区域并且根据其在无线环境中的移动和变化搜索新网络。HAT可以接入1x EV-DO或无线LAN接入网络。
  OUT_DO   HAT移出1x EV-DO接入网区域并且根据其在无线环境中的移动和变化搜索新网络。HAT可以接入1X或无线LAN接入网络。
  OUT_WLAN   HAT移出无线LAN接入网区域并且根据其在无线环境中的移动和变化搜索新网络。HAT可以接入1X或1x EV-DO接入网络。
  DIR_1X   当网络请求重定向(redirection)时，HAT重定向到1X接入网。这甚至可以发生在当向已经接入1x EV-DO或无线LAN接入网中的HAT发送包括语音呼叫的电路网络业务或包括VoIP的1X分组数据业务时。
  DIR_DO   当网络请求重定向时，HAT重定向到1x EV-DO接入网。
  DIR_WLAN   当网络请求重定向时，HAT重定向到无线LAN接入网。
  REL   在语音呼叫或分组呼叫结束后，HAT释放已分配的来自接入网
  的包括业务信道的无线资源。
  TMR   定时器溢出。
1X空闲状态510表示一状态，在该状态中没有向HAT分配来自CDMA1X接入网的无线资源。在这种状态中，因为HAT仅监视CDMA 1X寻呼信道，所以其通过CDMA 1X寻呼信道接收CDMA 1X语音或分组数据的寻呼消息。在步骤511中，HAT在接入CDMA 1X接入网之后产生电路语音呼叫，并且在用户的业务请求之下产生CDMA 1X分组数据请求。
在这种状态中，如果HAT移出CDMA 1X接入网(OUT_1X)覆盖范围或经CDMA 1X寻呼信道接收到到分组网络的重定向请求时，在步骤512中，HAT在从1x EV-DO接入网和WLAN网选择最佳网络之后转换成1x EV-DO激活状态530或WLAN状态550(DIR_DO，DIR_WLAN)，并且建立高速分组数据呼叫(ORG_DO，ORG_WLAN)。
当HAT在步骤512中转换成1x EV-DO激活状态530的情况下，向HAT分配来自1x EV-DO接入网的无线资源。在这种状态中，如果HAT经1x EV-DO信道发送和接收高速数据业务和信令消息，那么HAT仅监视1x EV-DO信道。在这种状态中，如果HAT移出1x EV-DO接入网(OUT_DO)的覆盖范围或接收到重定向请求，那么在步骤531中HAT在从CDMA 1X网和无线LAN/MAN网选择最佳网络之后转换成1X空闲状态510或WLAN状态550(OUT_DO，DIR_WLAN)。
当HAT在步骤512中转换成WLAN状态550的情况下，HAT接入无线LAN/MAN网。在这种状态中，HAT在经过预定时间之后转换成1X空闲状态510。在这种情况下，HAT不检测除无线LAN网之外的其它网络。在这种状态中，如果HAT移出无线LAN网(OUT_WLAN)的覆盖范围或接收到重定向请求，那么在步骤511中HAT在从CDMA 1X网和1x EV-DO网选择最佳网络之后转换成1X空闲状态510或1x EV-DO激活状态530(DIR_1X，DIR_DO)。
如果HAT处于1X激活状态520，那么HAT被分配来自CDMA 1X系统的无线资源。在这种状态中，HAT经1X业务信道不仅发送和接收语音和数据业务而且发送和接收信令消息。在这种状态中，如果HAT移出1X接入网(OUT_1X)的覆盖范围，那么在步骤521中HAT转换成1x EV-DO激活状态530或WLAN状态550。在步骤522中，随着语音呼叫或分组数据呼叫结束，HAT释放已分配的来自CDMA 1X网络的包括业务信道的无线资源(REL)。
如果HAT处在1x EV-DO空闲状态540，那么HAT没有已分配的来自1x EV-DO接入网的无线资源。在这种状态中，因为HAT仅监视1x EV-DO寻呼信道，所以HAT通过1x EV-DO寻呼信道接收高速分组数据的寻呼消息。在这种状态中，如果有一个来自用户的业务请求，那么在步骤541中HAT产生1x EV-DO分组数据呼叫(ORG_DO)。
在这种状态中，如果在步骤551中HAT移出1x EV-DO接入网的覆盖范围，那么在步骤542中HAT在经过预定时间之后转换成1X空闲状态510。就是说，HAT在从1X接入网和无线LAN网选择了最佳网络之后转换成1X空闲状态510或WLAN状态550。在步骤543中，随着语音呼叫或分组呼叫结束，HAT释放已分配的来自1x EV-DO网的包括业务信道的无线资源(REL)。如果HAT处于1x EV-DO空闲状态540，那么在步骤544中HAT转换成1X激活状态520并且产生CDMA 1X语音呼叫。
在这种状态转换操作中，当执行了用于发送基于电路网络业务的重定向过程时，HAT转换成1X空闲状态510并且以非时隙(non-slotted)模式工作，从而减少当HAT在再次接入CDMA 1X网之后接收业务时所需的时间，即减少用于1X寻呼消息的处理时间。如果HAT在预定时间内没有接收到来自1X接入网的寻呼消息，那么HAT以时隙(slotted)模式工作。
接下来，下面将描述用于管理移动性的操作。
在目前使用的蜂窝移动通信系统中，HLR和VLR为订购基于电路网络业务的用户管理业务简档和位置信息。在用户订购了分组业务的情况下，AAA服务器为用户管理业务简档，并且根据是否支持IP移动性将分组业务分成简单SIP业务和移动IP业务。
如果用户订购了简单IP业务，因为基于逐网络仅提供链路层的移动性，所以每次当HAT在PDSN之间移动时必须给其分配新IP地址。然而，如果订购了移动IP业务的用户，因为HA和PDSN在IP层提供移动性，所以即使HAT在PDSN之间移动HAT也可以保持其旧IP地址。
尽管本发明实施例中公开的网络配置具有与现有网络部件提供的用于用户和HAT的相同的移动性管理功能，但是所建议的网络配置执行用于通过HLR和PDSN/AR与HSMG合作来提供电路网络/分组网络的互通业务所需的附加功能。附加移动性管理功能如表2所示。
表2
  功能   描述
  接入状态管理   当HAT接入电路网络时，HSMG和PDSN将HAT接入状态管理为“电路”状态，当HAT接入分组网络时，将HAT接入状态管理为“分组”状态。
  位置信息管理   当HAT接入电路网络时，HLR存储用户和HAT的位置信息。当HAT接入分组网络时，HSMG存储用户和HAT的位置信息。
  电路网络注册   当接入到电路网络中的HAT经MSC/VLR执行位置注册过程时，HLR提供对应于HSMG的信息。
  分组网络注册   当HAT接入分组网络时，PDSN/AR向HSMG发送SIP注册消息从而通知HAT位于分组网络中。
在表2中，附加移动性管理功能对应接入状态管理、位置信息管理、电路网络注册、和分组网络注册功能。在接入状态管理功能中，当HAT接入电路网络时，HSMG和PDSN将HAT接入状态作为“电路”状态管理，当HAT接入分组网络时，将HAT接入状态作为“分组”状态管理。在位置信息管理功能中，当HAT接入电路网络时，HLR存储用户和HAT的位置信息，当HAT接入分组网络时，HSMG存储用户和HAT的位置信息。在电路网络注册过程中，当接入到电路网络中的HAT经MSC/VLR执行位置注册过程时，HLR提供对应于HSMG的信息。在分组网络注册过程中，当HAT接入分组网络时，PDSN/AR向HSMG发送SIP注册消息从而通知HAT位于分组网络中。
下面将参照附图描述移动性管理功能中的电路网络注册操作。
图3是根据本发明的实施例示出的位于异构网络中的CDMA 20001X区域中的HAT的电路网络注册操作的图解。参照图3，在步骤610中，HAT向电路
基站控制器(BSCC)141发送注册消息以接收接入许可。在步骤620中，HAT 1经BSCC141向MSC/VLR 133和HLR 131发送其位置信息。HAT 1将位置注册类型定义为‘接通’(‘power-on’)位置注册。通过HLR 131的应用于HAT 1的呼叫处理过程与一般呼叫处理过程相同。
在步骤630中，如果HLR 131从MSC/VLR 133接收已订购电路网络和分组网络之间的互通业务的HAT 1的位置注册信息，那么在步骤640中HLR131向HSMG 110发送通知消息以通知HAT 1已接入电路网络。然后，HSMG110将HAT 1的状态信息设置成“电路”状态。当用户主要使用分组业务时，在电路业务结束之后HAT 1能够转换成1x EV-DO状态或WLAN状态，并且执行分组网络注册过程。相反，当用户主要使用电路业务时，在电路业务结束之后HAT 1保持1X空闲状态直到出现来话/去话的分组呼叫或对分组网络的定向(direction)请求。
图4是根据本发明的实施例示出当从CDMA20001X网络被定向(directed)到1x EV-DO或无线LAN网络时所执行的分组网络注册操作的图解。参照图4，当位于1x EV-DO或无线LAN网络范围中的HAT 1产生分组呼叫或从CDMA 1X网络转向1x EV-DO或无线LAN网络时，HAT 1在步骤710和720中对PDSN/AR 120执行SIP或移动IP注册过程。在步骤730中，PDSN/AR 120向HSMG 110发送SIP注册消息。接收SIP注册消息的HSMG 110将HAT 1的接入状态设置成“分组”状态，并且将用户或HAT 1的位置信息存储在位置数据库中。如果用户给基于电路网络的业务以优先权，那么在分组业务结束之后，在经过预定时间之后从1x EV-DO空闲状态或WLAN状态向1X空闲状态转换，并且执行电路网络注册过程。相反，如果用户给分组业务以优先权，那么在分组业务结束之后，HAT 1保持1x EV-DO空闲状态或WLAN状态直到出现来话/去话分组请求或到电路网络的定向请求。
现在描述业务传递操作，其用于通过应用移动性管理操作来允许HAT定向到最适合每种业务的接入网络并且然后接收电路语音呼叫或分组呼叫。
当向接入特定接入网的用户提供语音和数据业务时，在相应的业务被传递之前HAT被定向到最适合每种业务的接入网。就是说，根据诸如业务简档和服务质量(QoS)的服务需要，当诸如移动电话业务和短消息业务(SMS)的基于电路网络的业务被传递时，HAT被定向到1X接入网，并且当诸如IP推送(Push)业务和运动图像业务被传递时，HAT被定向到1x EV-DO网或无线LAN/MAN网。然而，根据业务需要可以经CDMA 1X网提供分组数据业务。具体地讲，经CDMA 1X网提供VoIP业务。
为了将业务以最好的方法传递到接入各种接入网的用户，需要表3所示的功能。
表3
  功能   描述
  接入状态管理   该功能包括在移动性管理功能中。当业务被传递到HAT时，根据所述HAT的接入状态以不同的方式执行呼叫处理过程。
  接入网选择   应当能够根据要被传递给用户的业务类型、用户的业务简档、QoS需要、和无线环境来选择接入网。
  重定向   当由服务网选择的最好的接入网不同于HAT所接入的接入网时，所述HAT被要求定向到所选择的接入网。
表3所述的功能包括接入状态管理、接入网选择、和重定向功能。接入状态管理功能包括在移动性管理功能中，并且当业务被传递到HAT时，根据所述HAT的接入状态以不同的方式执行呼叫处理过程。接入网络选择功能应当能够根据要被传递给用户的业务类型、用户的业务简档、QoS需要、和无线环境来选择接入网。在重定向功能中，当由服务网选择的最好的接入网不同于HAT所接入的接入网时，所述HAT被要求定向到所选择的接入网。
关于接入网选择功能，如果HAT接收到至由服务网选择的最好的接入网的定向请求，那么所述HAT根据无线环境、其位置、和用户或业务的请求最终选择接入网。
参照附图，按照对接收电路语音呼叫的过程和接收IP分组的过程分别描述表3所示的功能的详细操作。
接收电路语音呼叫的过程
将来话呼叫经网关移动服务交换中心(GMSC)从PSTN传递到移动基站(MBS)和BSCC的过程基于IS-41和ISUP，并且来自MSC经HAT的呼叫接收过程基于A1接口和IS-2000标准。必须在HLR和HSMG之间建立用于检测HAT的接入状态的请求消息和响应消息。现有的在IS-41中定义的消息和新定义的消息被用作请求和响应消息。这里没有对所述消息的详细格式进行描述。
图5是根据本发明的实施例示出向处于1X空闲状态的仅监视1X寻呼信道的HAT发送电路语音呼叫的操作的图解。参照图5，在步骤801中，如果来自PSTN 190的呼叫到达，那么在步骤802中GMSC 132向HLR 131发送位置请求消息。在步骤803中，HLR 131通过搜索业务简档确定接收到呼叫的接入终端是位于异构网络中的HAT 1，并且向HSMG 110发送包括MIN和呼叫者身份(ID)信息的通知消息以指示电路语音呼叫的接收。
在步骤804中，因为HAT 1的接入状态是‘电路’状态，所以HSMG 110确定重定向过程不是必需的，并且向HLR 131发送连接消息以请求处理来话呼叫的过程。因为在HLR 131、GMSC 132、MSC 133、和HAT 1中执行的步骤805到810的程序与处理来话呼叫的一般过程相同，所以为了简便起见这里省略对其的详细描述。
图6是根据本发明的实施例示出向仅监视1x EV-DO寻呼信道或无线LAN/MAN网的HAT发送电路语音呼叫的操作。参照图6，在步骤901中，如果来自PSTN 190的呼叫到达，那么在步骤902中GMSC 132向HLR 131发送IS-41位置请求消息。在步骤903中，HLR 131通过搜索业务简档确定接收到呼叫的接入终端是位于异构网络中的HAT 1，并且向HSMG 110发送包括MIN和呼叫者身份(1D)信息的通知消息以指示电路语音呼叫的接收。在步骤904和905中，因为HAT 1的接入状态是‘分组’状态，所以HSMG 110确定重定向过程不是必需的，并且从位置数据库检测HAT 1的位置信息。之后，HSMG 110经PDSN/AR 120向HAT 1发送包括MIN和呼叫者1D的信息的邀请(Invite)消息。
如果处于1X空闲状态的HAT 1接收到来自HSMG 110的SIP邀请消息，那么HAT 1考虑用户建立(setup)信息和无线环境而确定是否定向到CDMA IX网。在步骤906和907中，如果HAT 1确定要定向到CDMA IX网并且经PDSN/AR 120向HSMG 110发送200-就绪(OK)响应消息，那么在步骤908中HSMG 110向HLR 131发送重定向消息以指示HAT 1将定向到CDMA IX网，并且HLR 131等待直到HAT 1定向到1X电路节点并且注册新位置。
在步骤908-1中，如果HAT 1接入CDMA IX网并且注册新位置，那么在步骤908-2中，HLR 131接收来自MSC 133的IS-41注册通知消息并且向MSC 133发送IS-41路由请求消息，从而执行用于处理来话呼叫的程序。随后在MSC 133和HAT 1之间执行的程序与用于处理来话呼叫的一般程序相同。
如果来话电路语音呼叫发送到处于激活状态的数据业务中的HAT 1，那么HAT 1根据用户的选择确定不定向到CDMA IX网，并且向HSMG 110发送600-忙(busy)响应消息。然后HSMG 110向HLR 131发送忙消息。HLR 131在IS-41位置响应消息中给‘忙’设置一个‘拒绝接入理由’参数，并且向GMSC132发送IS-41位置响应消息，从而执行忙过程。
发送IP分组的过程
尽管这里只考虑用户订购简单IP业务的情况，但是除了包括HAT使用的移动IP请求消息代替SIP注册消息的几个有关IP移动性的不同点之外，用户订购移动IP业务的情况与用户订购简单IP业务的情况几乎相同。
当HAT经1x EV-DO网或无线LAN/MAN网接入IP网时，IP分组经现有公知的程序被发送到HAT。仅对于仅当经1x EV-DO网或无线LAN/MAN网接入IP网之后正在接收数据业务的HAT在经过预定时间之后已经转换成1X空闲状态时接收IP分组的情况，描述本发明的实施例。此外，必须在HSMG和HLR之间定义用于请求已经接入到1X接入网的HAT重定向到1x EV-DO网或无线LAN网的重定向请求消息和响应消息。现有的在IS-41中定义的消息和新定义的消息被用作这种消息。这里没有对所述消息的详细格式进行描述。
图7是根据本发明的实施例示出当保持1x EV-DO休眠会话(dormantsession)的HAT仅监视CDMA 1X寻呼信道时向所述HAT发送IP分组的操作的图解。参照图7，在步骤1001中，当PDSN 120接收到IP分组时，由于HAT 1的接入状态是‘电路’状态，所以在步骤1002中PDSN 120将所述IP分组存储在其缓冲器中并且向HSMG 110发送邀请消息。在步骤1003中，因为HAT 1的接入状态是‘电路’状态，所以HSMG 110向HLR 131发送重定向以允许HAT 1重定向到分组网络。
在步骤1004中，HLR 131向MSC 133发送IS-41信息定向(directive)消息。在步骤1005和1006中，MSC 133将寻呼请求消息的业务选择值设置为59，并且向BSCC 141发送寻呼请求消息，从而向HAT 1发送到分组网络的重定向请求。如果HAT 1确定要重定向到1x EV-DO接入网，那么在步骤1008到1011中HAT 1转换到1x EV-DO激活状态并且经PDSN 120向HSMG 110发送SIP注册消息。然后将存储在PDSN 120的缓冲器中的IP分组发送到HAT 1。由于PDSN 120向HSMG 110发送SIP注册消息，所以HSMG 110将HAT 1的状态管理为‘分组’状态。
如上所述，本发明的实施例通过在异构网络环境中加入HSMG实现了电路网络和分组网络之间的互通，并且即使根据复杂操作工作的HAT只以预定的时间监视一种网络也能向用户无缝地提供语音和分组数据业务。
尽管参照本发明的特定实施例已经示出和描述了本发明，本领域的技术人员应当理解，在不偏离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的形式和细节做各种变化。例如，尽管已经参照具有较高呼叫建立速度的推到说(push-to-talk)(PTT)的业务对本发明进行了描述，本发明可以应用于需要快速呼叫建立的所有类型的业务。

Claims (13)

1.一种用于在支持电路网络和分组网络之间的互通业务的移动通信系统中向用于同时支持电路网络和分组网络的接入终端提供语音和数据业务的方法，所述方法包括：
当已接入特定网络的所述接入终端接收到业务请求或移出所述已接入的网络时，由用于电路网络和分组网络之间的互通业务的异构业务和移动网关HSMG根据与语音和分组数据相关的业务要求而为接收所述语音和数据业务选择最佳接入网络并且向所述接入终端通知已选择的接入网络，并且定向到所述已选择的接入网络；
由所述接入终端定向到已选择的接入网络；
由所述接入终端向所述已定向的接入网络发送注册请求；并且
由所述接入终端在注册到所述已定向的接入网络后接收分组数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述定向步骤包括以下步骤：
如果所述特定网络包括所述电路网络，那么由所述接入终端从所述电路网络接收用于语音和分组数据呼叫的寻呼消息；
当所述接入终端在接收所述语音和数据业务期间接收到来自其他网络的业务请求或移出所述当前接入的网络时，在所述各种接入网络中选择最佳接入网络；并且
重定向到所述已选择的接入网。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：
当在所述语音和数据业务期间接收到来自分组网络的重定向请求时在所述各种接入网络中选择最佳接入网络。
4.根据权利要求1所述的方法，在注册到所述已定向的接入网络后接收分组数据的步骤包括以下步骤：
在接收到来自所述已定向接入网的所述语音和所述分组数据的同时，当所述接入终端移出所述接入网络或接收到重定向请求时，根据与语音和分组数据相关的业务要求而在所述各种接入网络中选择最佳接入网络并且重定向到所述已选择的接入网络；并且
向所述已重定向的网络发送注册请求。
5.根据权利要求1所述的方法，其中向所述已定向的接入网络发送注册请求的步骤包括如果位于所述已定向的接入网络中的所述接入终端产生分组呼叫，那么向所述异构业务和移动网关发送注册消息的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据业务类型、接入终端的业务简档、所需的服务质量、和无线环境来选择所述业务要求。
7.一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间与相互重叠的各种接入网络之间互通业务的异构业务和移动网关的移动通信系统中经用于同时支持电路网络和分组网络的接入终端提供语音和数据业务的方法，所述方法包括以下步骤：
如果已接入分组网络的所述接入终端接收到语音呼叫，那么由所述接入终端通知所述异构业务和移动网关已接收到语音呼叫；
当接收到指示已接收到所述语音呼叫的通知时，通过所述异构业务和移动网关向电路网络发送定向请求；
当接收到所述定向请求时经所述接入终端重定向到所述电路网络并且注册新位置；并且
在注册新位置后经所述异构业务和移动网关向所述接入终端建立来话语音呼叫。
8.一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间和相互重叠的各种接入网络之间的互通业务的异构业务和移动网关的移动通信系统中经用于同时支持电路网络和分组网络的接入终端提供语音和数据业务的方法，所述方法包括以下步骤：
由所述接入终端只监视所述电路网络的寻呼信道并且当接收到所述分组呼叫时，则通知所述异构业务和移动网关已接收到分组呼叫；
当接收到指示已接收到所述分组呼叫的通知时，经所述异构业务和移动网关向分组网络发送定向请求；
当接收到所述定向请求时，经所述接入终端转换到分组网络并且注册新位置；并且
在注册新位置后，经所述异构业务和移动网关向所述接入终端建立来话分组呼叫。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：
由所述接入终端只监视所述分组网络的寻呼信道并且如果接收到所述语音呼叫，则通知所述异构业务和移动网关已接收到所述语音呼叫；
当接收到指示已接收到所述语音呼叫的通知时，经所述异构业务和移动网关分析所述接入终端的位置并且向电路网络发送重定向请求；
当接收到所述重定向请求时，由所述接入终端确定到所述电路网络的重定向然后注册新位置；并且
在注册新位置后，由所述异构业务和移动网关向所述接入终端建立来话语音呼叫。
10.一种用于在包括用于电路网络和分组网络之间与相互重叠的各种接入网络之间互通业务的异构业务和移动网关的移动通信系统中经用于同时支持电路网络和分组网络的接入终端无缝地提供语音和数据业务的方法，所述方法包括以下步骤：
当保持所述分组网络的休眠会话的所述接入终端只监视所述电路网络的寻呼信道时，由所述异构业务和移动网关接收互联网协议分组数据业务请求并且向所述分组网络发送重定向请求；
当接到至所述分组网络的重定向请求时，由所述接入终端确定到所述分组网络的重定向；并且
由所述接入终端转换到激活状态并且向所述异构业务和移动网关发送注册消息。
11.一种用于在具有多个相互重叠的接入网络的移动通信系统中通过将电路网络和分组网络互通，由用于同时支持电路网络和分组网络的接入终端提供语音和数据业务的装置，所述装置包括：
异构业务和移动网关，用于通过由所述接入终端请求的位置注册和来自分组数据业务节点/接入路由器的会话初始化协议来管理所述接入终端的接入状态，并且为了在所述电路网络和所述分组网络之间互通业务改变协议；和
连接到所述异构业务和移动网关的归属位置寄存器，用于存储有关所述接入终端的混合操作以及语音和数据呼叫的接收的业务简档，该接入终端已接入所述电路网络，并且确定所述接入终端是否能和多个所述接入网络互通。
12.根据权利要求11所述的装置，还包括
认证、授权和计费服务器，用于对已接入所述电路网络和所述分组网络的所述接入终端执行认证、授权和计费。
13.根据权利要求11所述的装置，还包括
所述分组数据业务节点/接入路由器，用于每次当所述接入终端在所述接入网之间移动时向所述异构业务和移动网关发送注册消息，当接收到来自归属位置寄存器的通知时管理所述接入终端的接入状态，并且在所述接入终端接入所述接入网络的同时对分组进行缓存。
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