CN1297124C - Ip多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在IMS中利用CS承载业务的系统及方法。本发明主要是将支持在IMS业务中利用CS承载的终端划分为IMS终端模块和CS终端模块两部分并定义了其间的接口交互，以及CS终端模块在IMS终端模块的控制下与CS域呼叫控制实体及CS域和IMS域互通网关交互完成CS承载的建立，进而通过IMS终端模块对其与互通网关及对端用户间的两段IMS会话的关联控制将上述CS承载用于IMS业务的具体过程，这样便可以利用所建立的CS承载传输IMS业务中实时性要求较高的媒体流。因此，本发明提供了一种在IMS中利用CS承载业务的可行的技术方案。同时还提供了防止CS域路由迂回、计费关联非标终端接入以及异常处理等问题的解决方案。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统及方法。
背景技术
随着移动通讯技术的发展，人们不再满足于单一的语音通信方式，而需要全新的多媒体通信方式，这种多媒体通信不仅仅是简单的视音频通信，还包括即时消息、同址浏览、协同工作、流媒体等业务通信，特别是新通信方式和传统语音融合的业务。基于Internet和电信网络融合的趋势，各标准化组织提出了下一代网络的概念，在分组承载网基础上引入了全IP业务网络架构的IMS(IP多媒体子系统)，IMS的目标是按照个性化用户数据，屏蔽用户接入方式，控制业务能力的开放程度，提供多媒体的通信体验。
IMS中主要的功能实体包括CSCF(呼叫控制功能)实体和HSS(归属用户服务器)实体以及用于实现与电路交换网互通的MGCF/IM-MGW(媒体网关控制功能/IMS媒体网关功能)实体。所述CSCF有三种类型：S-CSCF、P-CSCF、I-CSCF，其中，P-CSCF是IMS终端在IMS网络的第一个接触点，完成代理功能，与终端进行IMS信令交互，进行内部处理然后将其转发给I-CSCF或S-CSCF；I-CSCF是不同运营商间IMS网络的统一入口点，提供本域用户服务节点(S-CSCF)分配、被叫路由查询以及IMS域间拓扑隐藏功能；S-CSCF是IMS最核心的业务控制实体，保存用户签约信息，记录用户呼叫状态，完成呼叫控制功能。不同S-CSCF可连接不同AS(应用服务器)，完成不同业务功能。归属用户服务器HSS是IMS集中用户数据库，保存用户签约信息和用户状态信息，用于支持各网络实体对呼叫和会话的处理，具体包括用户标识(私有标识和公有标识)、用户业务信息、用户安全相关信息、路由信息、位置信息等。IMS采用SIP协议作为应用层交互信令，终端和CSCF之间、CSCF之间、CSCF与AS之间接口协议均为SIP协议。
IMS是通过MGCF/IM-MGW完成与电路交换网PSTN(传统电话网)或PLMN CS(公众陆地移动网电路交换)的互通，其中，MGCF实现IMS核心控制面与的交互，支持ISUP/BICC(ISDN用户部分/承载无关的呼叫控制协议)与SIP(初始会话协议)间的协议交互及呼叫互通，通过H.248控制IM-MGW完成与电路交换网TDM(Time Division Multiplex，时分复用)承载与IMS域用户面宽窄带承载互通及必要的Codec编解码变换。
传统通讯网络分为CS(电路交换)域和PS(分组交换)域，分别完成电路交换业务(包括语音业务、电路型数据业务、传真等)和分组数据业务。IMS业务由控制部分和媒体内容部分组成，控制部分即IMS终端和IMS域实体之间的IMS信令交互，对IMS业务进行控制，媒体内容部分即图像、语音、数据、声音等各种内容媒体流。IMS信令和媒体流都通过PS域承载，媒体流不需要经过IMS域。
由于CS和PS对于网络资源的处理不同，CS是独占资源型，PS则是共享资源型，所以对于实时性要求高的业务，如语音业务，如果用PS承载传输则相比采用CS承载传输的业务质量将有所下降，也就可能无法满足运营商和用户的业务需求。
为此，国际标准化组织3GPP提出了综合业务的概念，将多媒体业务通过PS承载和CS承载相结合的方式进行，将实时性要求高的语音业务，仍通过CS承载，其它实时性要求不高的业务，如图片、消息业务等，则通过PS承载，IMS完成统一控制。如图1所示，就用户业务体验而言，在用户操作上综合业务和IMS提供的多媒体业务是基本一致的，但在传递时延等方面则因为综合业务中实时性要求较高的媒体流部分采用了CS承载而有了较大的提高。
3GPP TS 23.899是3GPP中关于在IMS业务中利用CS承载的技术标准，该标准中给出了实现方案必需满足的一系列要求以及一种备选方案的逻辑功能框架；如图2所示，在3GPP TS 23.899所提出的备选方案的逻辑功能框架中包括CBCF(电路承载控制功能)和CBOF(电路承载始发功能)、CBTF(电路承载终结功能)三个逻辑功能实体，由CBCF在IMS业务中判断并控制CBOF和CBTF间CS承载的建立。三个功能实体可在原有IMS实体中实现，如UE(用户设备)、AS(应用服务器)，具体分布则在会话建立过程中协商。
在3GPP TS 23.899所提出的备选方案中提出终端到终端以及终端到网关两种不同模式，在终端到网关模式下，CS承载建立方向可以是终端到网络或是相反，与会话方向无关。
3GPP TS 23.899中同时列举了方案应该遵循的原则以及需要解决的问题，如要求方案的实现应仅限于影响IMS及支持CSB for IMS的终端，其他网元、终端以及IMS与他网的互通信令都应该不受影响，应提供CS/PS/IMS的计费关联，并确保对终端用户的计费一致性，等等。
然而，目前对于在IMS业务中利用CS承载，3GPP TS 23.899并未提供具体的实现方案。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统及方法，从而实现了在IMS中可以将实时业务通过CS承载传输。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统，包括：
IP多媒体子系统IMS终端模块：用于实现电路交换承载控制功能，在IP多媒体子系统业务中判断并控制CS终端模块发起CS承载的建立过程，并在后续收到CS域与IMS域互通网关转发的回呼后完成与CS域与IMS域互通网关及与对端用户间两段IP多媒体子系统会话间的关联控制；
电路交换CS终端模块：作为电路交换承载建立的发起端，用于根据IMS终端模块的指令发起CS承载的建立请求，并与CS域呼叫控制实体进行相应的交互完成CS承载的建立过程；
CS域呼叫控制实体：与CS终端模块交互建立CS承载，并将由IMS终端模块控制CS终端模块发起建立的CS承载建立的呼叫路由到CS域与IMS域互通网关上；
CS域与IMS域互通网关：作为电路交换承载建立的终结端，完成CS域呼叫控制实体控制路由到本端的CS承载建立的呼叫到IP多媒体子系统会话的互通，并将会话控制信令经接续到控制发起该过程的IMS终端模块。
所述的IMS终端模块和CS终端模块集成于同一终端中，或各自独立设置。
当所述的IMS终端模块和CS终端模块各自分离设置时，采用短距离无线通信的方式连接互通，且所述的IMS终端采用的方式包括：主机PC或个人数字助理PDA。
所述的IMS终端模块和CS终端模块还对应设置有号码存储模块，用于存储分别为IMS终端模块和CS终端模块分配的电话号码；并且，当IMS终端模块和CS终端模块集成于同一终端中时，各自对应的号码存储模块设置为用于被对方直接访问。
本发明还提供了一种基于所述系统的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，包括：
A、在IMS业务中采用CS承载的用户终端的IMS终端模块向CS终端模块发起CS承载建立请求；
B、CS终端模块收到IMS终端模块的请求后，与CS域呼叫控制实体交互建立CS承载；
C、CS域呼叫控制实体将建立CS承载的呼叫路由到CS域与IMS域互通网关处；
D、CS域与IMS域互通网关将建立CS承载的CS域呼叫转化为IMS域会话并接续到控制发起CS承载建立的IMS终端模块。
E、IMS终端模块收到CS域与IMS域互通网关转发的CS承载建立的IMS回呼后完成与CS域与IMS域互通网关及与对端用户间两段IP多媒体子系统会话间的关联控制，令对端用户将其与本端用户间IP多媒体子系统会话中交互的媒体流传递到CS域与IMS域互通网关上，利用CS域与IMS域互通网关与CS终端模块间建立的CS承载传送到本端用户。
本发明所述的方法还包括：
分别为IMS终端模块和CS终端模块分配电话号码并保存，所述的为IMS终端模块分配的号码为属于其签约的网络，所述的为CS终端模块分配的电话号码为其在CS签约的国际移动台ISDN号码MSISDN。
所述的为IMS终端模块分配的电话号码包括：
区域识别前缀和/或业务类型前缀。
本发明中，在执行所述的步骤A之前还包括：
IMS终端模块判断IMS业务中需要交互的是否包含有需要通过CS承载传输的媒体流，如果有，则执行步骤A，否则，不执行步骤A。
所述的IMS终端模块在准备发起IMS会话、接到IMS会话请求或者在已经建立的IMS会话中准备发起重协商或接到对端的重协商请求时，进行是否包含有需要通过CS承载传输的媒体流的判断。
本发明中，当IMS终端模块与CS终端模块各自独立设置时，则执行所述的步骤A之前还包括：
IMS终端模块获取CS终端模块的MSISDN号码信息，所述的获取过程在IMS终端模块每次发起CS承载建立请求之前完成，或在IMS终端模块和CS终端模块启动时一次性完成。
本发明中，步骤A所述的CS承载建立请求中包括：
所述IMS终端模块的承载能力指示信息；
并且当CS终端模块不能直接访问IMS终端模块的号码存储模块时，所述的CS承载建立请求中还包括为该IMS终端模块分配的电话号码；
所述的CS承载建立请求中还可选地包括：所述IMS终端的初始会话协议统一资源定位符地址信息。
所述的步骤B包括：
CS终端模块向CS域呼叫控制实体发起CS承载建立请求，所述的请求中包括被叫号码信息和承载能力指示，并可选地包括通过用户到用户信令携带IMS初始会话协议统一资源定位符地址；其中，所述的被叫号码信息为为所述IMS终端模块分配的电话号码，所述的承载能力指示为该IMS终端模块要求的承载能力。
所述的步骤C包括：
CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息确定将建立的CS承载配置为路由到CS域与IMS域互通网关处。
所述的步骤C包括：
CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息中区域识别前缀或业务类型前缀确定将建立的CS承载配置为路由到用户归属区域或最近的CS域与IMS域互通网关处。
所述的步骤C包括：
CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息中业务类型前缀进行配置，禁止在CS域签约的主叫用户侧的补充业务对建立用于IMS业务中部分媒体流传递的CS承载的呼叫产生影响。
所述的步骤D包括：
CS域与IMS域互通网关获得控制发起CS承载建立的IMS终端模块的IMS域公有标识，并根据所述IMS域公有标识将建立CS承载的CS域呼叫转化为IMS域会话并按照IMS域会话处理流程接续到控制发起CS承载建立的IMS终端模块；并按照承载能力指示为接收被叫侧IMS域交互媒体流预留端口资源。
所述的步骤D还包括：
CS域与IMS域互通网关发往发起建立CS承载的IMS终端模块的IMS会话建立请求消息中携带有对应的CS终端模块MSISDN号码以及对会话中交互媒体流的会话描述协议指示，该会话描述协议指示中包含了CS域与IMS域互通网关上为接收被叫侧IMS域交互媒体流预留的IP地址和UDP端口信息。
所述的步骤D还包括：
CS域与IMS域互通网关通过根据呼叫建立请求中被叫号码填写的IMS终端模块电话号码查询电话号码映射服务器得到IMS终端模块的IMS域公有标识；
或者，CS域与IMS域互通网关通过CS域呼叫建立请求中用户到用户信令中传递的内容直接得到IMS终端模块的IMS域公有标识。
本发明中，在执行所述的步骤D之前还包括：
所述的CS域与IMS域互通网关根据是否配置该IMS终端模块的电话号码转换数据确定该用户是否有权使用在IMS会话中使用CS承载业务，如果配置所述转换数据，则有权使用。
所述的步骤D包括：
CS域与IMS域互通网关发往发起CS承载建立的IMS终端模块的IMS会话建立请求消息中携带的会话描述协议指示中包含了专用指示信息，IMS域代理呼叫与会话控制功能实体根据所述的专用指示信息识别经由CS承载的媒体流并在资源预留上进行相应处理；所述的专用指示信息采用的实现方式包括：对会话描述协议SDP进行扩展定义。
所述的步骤E包括IMS终端模块判断确定所接到的IMS会话建立请求消息为其先前的CS承载建立请求过程的IMS回呼，以背靠背用户代理B2BUA模式关联处理与对端用户及与CS域与IMS域互通网关间的两段IMS域会话建立过程：
IMS终端模块利用CS承载建立IMS回呼的会话建立请求消息中提供的会话描述协议指示作为其对应的IMS会话中申请采用CS承载的媒体流的本侧描述指示，处理与对端用户间的IMS域会话建立过程；
IMS终端模块利用与对端用户间IMS会话建立过程中得到的关于其申请采用CS承载的媒体流的对端的会话描述协议指示，作为本侧描述指示，处理与CS域与IMS域互通网关间的IMS域会话建立过程。
所述的步骤E还包括：
IMS终端模块接到CS域与IMS域互通网关的IMS会话建立请求后，根据消息中携带的对应的CS终端模块的MSISDN号码确定该IMS会话建立请求是其先前的CS承载建立请求过程对应的IMS回呼。
本发明所述的方法还包括：
CS域的计费系统根据CS终端模块发起的CS域呼叫中主被叫号码的关联关系确定该次呼叫为IP多媒体子系统会话中使用的CS承载建立导致的呼叫，并进行与IMS会话关联的计费批价处理。
本发明所述的方法还包括：
当控制发起CS承载建立的IMS终端模块不支持3GPP要求的部分初始会话协议扩展时，所述的CS域与IMS域互通网关还需要支持通过与该IMS终端模块间端到端流程协商过程完成IMS域回呼的建立。
本发明所述的方法还包括：
当控制发起CS承载建立的IMS终端模块不支持3GPP要求的部分初始会话协议扩展时，所述的CS域与IMS域互通网关与该IMS终端模块间端到端流程过程采用预先查询对端能力方式实现，或者，采用收到不支持所要求的扩展的失败指示后重新发起不要求该扩展的会话建立请求方式实现。
本发明所述的方法还包括：
在与对端IMS终端间的呼叫过程结束时，则由控制发起CS承载建立的IMS终端模块指示CS终端模块发起释放CS终端模块和CS域与IMS域互通网关间的CS承载，以及CS域与IMS域互通网关与控制发起CS承载建立的IMS终端模块间的IMS连接。
本发明所述的方法还包括：
当CS域呼叫控制实体和CS域与IMS域互通网关为同一实体时，执行所述的步骤B后，直接执行所述的步骤D。
本发明还提供了一种CS终端模块与互通网关间CS承载异常时的处理方法，包括：
F、CS终端模块和CS域呼叫控制实体间互通释放出现异常的CS承载；
G、CS域呼叫控制实体和CS域与IMS域互通网关间互通释放转接呼叫；
H、CS域与IMS域互通网关释放与控制发起CS承载建立的IMS终端模块间的IMS会话连接；
I、在控制发起CS承载建立的IMS终端模块上利用重协商过程重新建立分组交换PS承载进行原来利用CS承载的那部分媒体流的传输。
所述的步骤I包括：
通知对端IMS用户停止相应部分媒体流的发送；
在会话内发起更改交互媒体流的请求，完成相应的PS承载资源的申请和建立，并通过通知对端将媒体流改向将原来利用CS承载传递的媒体流改由PS承载传递；
在所述PS承载建立完成后，通知对端用户恢复相应部分媒体流的发送。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一个终端到网关，终端控制模式下在IMS会话中利用CS承载IMS业务的具体的实现方案，包括CBCF在用户终端中的具体实现形式，以及在终端和相关CS/IMS域网元(CS域呼叫控制实体或IMS域呼叫控制实体)配合下综合CS承载与IMS的具体实现过程；同时，本发明还对于用户漫游情况下可能出现的CS路由迂回问题、CS/IMS计费关联实现问题、非标准终端接入以及CS承载异常情况下相应处理等问题均提供了具体的解决方法。因此，本发明为通过CS承载传输IMS业务提供了一种实际应用处理过程中的可行的技术方案。
附图说明
图1为综合业务的示意图；
图2为3GPP TS 23.899中综合业务逻辑功能示意图；
图3为本发明所述的系统的结构示意图；
图4为本发明中建立CS承载的过程示意图；
图5为本发明中CS承载异常情况下的处理过程示意图；
图6为本发明中发起端IMS TM不支持SIP协议扩展时的处理过程。
具体实施方式
本发明核心是提供一种在IMS中利用CS承载业务的系统及方法，即提供了一种满足3GPP TS 23.899相关要求的具体实现方案，其中对于利用CS承载实时业务的过程中涉及的用户漫游情况下路由迂回、CS域和IMS域计费关联、非标准终端接入以及CS承载异常情况下的相应处理方式均给出具体的解决方法。
本发明所述的系统如图3所示，主要包括：实现CBCF功能的IMS TM(IMS终端模块)、实现CBOF功能的CS TM(CS终端模块)、CS域呼叫控制实体及实现CBTF功能的CS域与IMS域互通网关；其中，所述的CS域呼叫控制实体(如图3中的MSC)和CS域与IMS域互通网关(MGCF/IM-MGW)为网络中现有的结构实体，但在本发明中需要所述的CS域呼叫控制实体和所述互通网关与本发明中各自独立设置的IMS TM和CS TM配合实现本发明，图3中，粗实线表示CS承载和信号路径，细实线表示PS承载路径，虚线表示SIP消息路径，当IMS业务中出现需要通过CS承载在两端用户间交互的媒体流时，则可以通过图3中粗实线所表示的CS承载进行承载传输；
其中，所述系统中的CS域呼叫控制实体可与CS终端模块交互并建立CS承载，并将由IMS终端模块控制CS终端模块发起建立的CS承载路由到CS域与IMS域互通网关上，即在网络中从CS终端经CS呼叫控制实体到CS域与IMS域互通网关间建立一条CS承载路径；所述CS域与IMS域互通网关可将CS域呼叫控制实体控制路由到本端的CS呼叫转换到IP多媒体子系统会话，并将会话控制信令经IP多媒体子系统会话控制实体接续到控制发起该过程的IMS终端模块，所述的将会话接续到所述IMS终端的过程可以通过图3中标示为2的细实线和虚线路径完成；
本发明所述系统中分别建立的IMS TM和CS TM也就是将支持在IMS会话中利用CS承载的用户终端在逻辑上划分的两部分；其中，IMS TM用于实现CS承载控制功能，在IP多媒体子系统业务中判断并控制CS终端发起CS承载的建立过程，并在后续收到CS域与IMS域互通网关转发的回呼后完成与CS域与IMS域互通网关及与对端用户间两段IP多媒体子系统会话间的关联控制，令对端用户将其与本端用户间IP多媒体子系统会话中交互的媒体流首先传递到CS域与IMS域互通网关上，利用CS域与IMS域互通网关与CS TM间建立的CS承载传送到本端用户(即发起CS承载建立过程的IMS TM)；CS TM作为电路交换承载建立的发起端，用于根据IMS终端模块的指令发起CS承载的建立请求，并与CS域呼叫控制实体进行相应的交互完成CS承载的建立过程；
IMS TM和CS TM既可以集成在同一终端中，也可分离；分离方式下IMSTM可以采用但不限于以下方式实现：PC(主机)或PDA(个人数字助理)，即采用内置于PC或PDA中的软件实现所述的IMS TM，且所述IMS TM与3G终端(即CS TM)间可以采用但不限于蓝牙等短距离无线连接；
IMS TM实现CBCF(电路承载控制功能)，在IMS会话处理过程中判断并指示CS TM发起CS承载建立/释放，并由IMS TM、CS TM、CS域呼叫控制实体以及CS域与IMS域互通网关MGCF/IM-MGW共同完成相关过程，建立作为CBOF(电路承载发起功能)的CS TM到作为CBTF的MGCF/IM-MGW间的CS承载，并将在MGW上为IMS域交互媒体流预留的地址和端口信息传递到IMS TM，IMS TM作为CBCF在后续处理中采用B2BUA(背靠背用户代理)方式控制两个IMS会话使得对端用户将媒体流传递到MGW对应地址端口；
同时，还需要为用户终端中的CS TM和IMS TM分别分配相应的E.164号码(即电话号码)，其中为CS TM分配的E.164号码为该用户在CS域签约的MSISDN(移动台国际ISDN号码)，为IMS TM分配的E.164号码属于该用户签约的网络，并在CS域相关呼叫处理节点配置被叫分析数据使得该节点能将对该号码的呼叫路由到CS/IMS互通的网络节点；
为CS TM和IMS TM分配的E.164号码可以分别存储在各自对应存储模块中；当然，在IMS TM和CS TM集成在同一终端的情况下，也可以将所述号码均存储在CS TM和IMS TM共享的数据区域中；
由于本发明中采用终端控制模式，即由IMS TM控制CS承载的建立和释放过程，因此，可以将网络为IMS TM分配的电话号码并在ENUM(电话号码映射)服务器中配置相关数据(即配置IMS TM模块的电话号码与其IMS域公有标识对应关系的转换数据)的过程作为运营端对用户终端使用CSI(综合CS承载和IMS)业务的授权，即当在ENUM服务中查询到所述的IMS TM的电话号码的转换数据时，则确定允许该IMS TM开展CSI业务。
本发明中，将支持在IMS业务中利用CS承载的终端划分为IMS终端模块和CS终端模块两部分并定义了两部分间的接口交互，以及CS终端模块在IMS终端模块的控制下与CS域呼叫控制实体以及CS域和IMS域互通网关交互过完成CS承载的建立进而用于IMS业务的具体过程，因此，本发明便可以在IMS中利用CS承载实时业务，以满足实时业务的可靠性要求。
下面将结合附图对本发明所述的方法进行详细说明，本发明中，利用CS承载实时业务的具体处理过程如图4所示，包括以下步骤：
步骤41：作为CS承载控制功能实体的IMS TM判断是否需要发起CS承载建立过程，如果需要，则执行步骤42；
所述的IMS TM在准备发起IMS域会话、接收到IMS域会话建立请求或者在IMS会话中准备发起重协商或收到对端重协商请求新增交互媒体流时，根据准备交互的媒体流或对方要求交互的媒体流是否需要通过CS承载传输确定是否发起CS承载建立过程，也就是根据所述媒体流中是否带有实时多媒体业务流通讯成分决定是否发起CS承载建立过程，当确定需要发起CS承载建立过程时，执行步骤42，否则，不执行步骤42；
具体可以根据所述的媒体流中的业务类型确定其是否为实时多媒体业务流，例如，如果媒体流中包含语音信息，则可以确定为媒体流中包含实时多媒体业务流。
步骤42：IMS TM与CS TM交互获得并存储所述CS TM的MSISDN；
所述交互过程可在每次CS承载建立请求之前完成，也可在用户终端(包含IMS TM与CS TM)启动后一次性完成，并在此后一直将获取的所述CSTM的MSISDN缓存在IMS TM内，以便于后续的业务开展应用；
如果IMS TM和CS TM集成在同一终端中，且采用共享数据区域存储IMSTM和CS TM各自的E.164号码时，则可以省略该步骤涉及的交互过程。
步骤43：IMS TM向CS TM发起CS承载建立请求，在请求中携带分配给该IMS TM的E.164号码以及相应的承载能力指示信息；
当CS终端模块不能直接访问IMS终端模块的号码存储模块时，则所述的IMS TM发送的CS承载建立请求中还包括为该IMS终端模块分配的电话号码；
在IMS TM向CS TM发起的CS承载建立请求中，还可以根据需要携带IMS TM的SIP URL(初始会话协议统一资源定位符)地址，以方便CS域与IMS域互通网关的处理。
步骤44：CS TM接收到IMS TM的请求后，按照标准的CS域流程发起呼叫，其中，被叫号码和承载能力指示根据IMS TM发来的请求进行填写，所述的被叫号码为所述的IMS TM的电话号码，所述的承载能力指示为IMS TM要求的承载能力；
在CS TM向CS域呼叫控制实体发起的呼叫建立请求中，可以通过UUS(用户到用户信令)携带IMS TM的初始会话协议统一资源定位符SIP URL地址，以方便CS域与IMS域互通网关的处理；
步骤45：CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息确定将建立的CS承载配置为路由到CS域与IMS域互通网关处；
也就是CS域呼叫控制实体(如MSC等)分析CS TM发起的呼叫中的被叫号码，即发起CS承载建立过程的IMS TM的电话号码，根据对被叫号码的分析数据，配置将该呼叫路由到CS域与IMS域互通网关MGCF/IM-MGW上，从而使得CS承载与所述CS域与IMS域互通网关连通；
在该步骤中，CS域呼叫控制实体可以根据对IMS TM号码特殊前缀(如业务类型前缀等)的分析将呼叫转接到较近的MGCF/IM-MGW，即在对被叫号码进行分析的数据中，将相应的业务类型前缀配置为路由到最近的MGCF/IM-MGW，从而避免CS承载的路由迂回；
在该步骤中，CS域呼叫控制实体还可以根据对IMS TM号码特殊前缀(如区域识别前缀等)的分析将相应的CS承载配置为路由到IMS TM归属区域的MGCF/IM-MGW；
当然，如果所述的CS域呼叫控制实体与MGCF/IM-MGW为同一实体时，本发明中，还可以省略步骤45，即执行完成所述的步骤44后，直接执行后续的步骤46；
步骤46：所述的互通网关MGCF/IM-MGW根据被叫号码进行ENUM(电话号码映射)服务器查询，得到用户IMS域公有标识，按IMS域标准互通流程指示IM-MGW为被叫侧(发起CS承载建立过程侧)媒体流预留端口资源，并将IMS会话接续到控制发起CS承载建立的IMS TM，即所述的互通网关向发起CS承载建立过程的IMS TM发送IMS会话建立请求消息；
所述的IMS会话建立请求消息中SDP(会话描述协议)指示了在IM-MGW上为接收被叫侧IMS域交互媒体流预留的IP地址和UDP(用户数据报协议)端口信息，以便于被叫侧发来的媒体流可以利用相应的端口资源向对端发送；
所述的IMS域公有标识是SIP URL形式，在IMS域中采用的是SIP URL寻址；因此，如果CS TM在发起CS域呼叫时通过UUS携带IMS TM的SIP URL地址，且网关配置处理此信息，则所述互通网关中的MGCF也可直接从UUS中获得IMS TM的IMS域公有标识，从而省略查询ENUM服务器的过程；但是，同时通过查询ENUM服务器实现业务授权检查的功能便无法实现，即系统中无法通过查询ENUM服务器的过程对IMS TM进行鉴权处理；
步骤47：控制发起CS承载建立的IMS TM收到CS承载建立的回呼(即所述的IMS会话建立请求消息)时与原来与对端用户间的IMS会话关联，并进行后续相关处理，具体的处理过程如下：
控制发起CS承载建立的IMS TM通过会话建立请求消息From(源)头域中的MSISDN号码识别IMS会话建立请求为本端请求的CS承载建立过程对应的IMS回呼；
控制发起CS承载建立的IMS TM利用CS承载建立IMS回呼INVITE(会话建立请求)消息中CS与IMS互通网关提供的SDP作为其对应的与对端用户间的IMS会话中申请采用CS承载的媒体流的本端会话描述协议指示提供给对端用户，继续处理与对端用户间的IMS域的会话建立过程；
IMS TM得到对端的会话描述协议指示后将对应于采用CS承载部分的SDP作为与互通网关间CS承载建立IMS回呼的本端会话描述协议指示提供给网关，作为B2BUA(背靠背用户代理)分别完成与互通网关间CS承载建立IMS回呼和与对端的IMS会话建立过程；
通过上述步骤，完成了CS TM和互通网关MGCF/IM-MGW间CS承载的建立，控制发起CS承载建立的IMS TM作为B2BUA分别完成了与互通网关MGCF/IM-MGW和对端用户间的IMS域会话建立，并在此过程中通过在网关和对端用户间透明传递关于本端决定采用CS承载的媒体流部分的会话描述协议指示(即将网关和对端用户的相应指示分别作为本端指示传递给对端用户和网关)，使得对端用户与网关间互为目的地传递该部分媒体流，继而从网关通过与CS TM的CS承载与用户终端间传递。
这时便可以在IMS业务中利用所建立的CS承载进行IMS业务的传输了；
由于采用CS承载的媒体流实际上不再需要进行本端接入侧的资源预留，对应的SDP中应给出相关指示使得IMS域的P-CSCF(代理呼叫与会话控制功能实体)可以识别经由CS承载的媒体流并在资源预留上做特殊处理；所述指示可以但不限于采用对SDP进行扩展定义的方式实现，例如，利用SDP中已定义的某个描述或多个描述组合，并由P-CSCF根据配置策略进行判断识别需要经CS承载传输的媒体流。
本发明中还包括：控制发起CS承载建立的IMS TM在IMS会话结束时通知CS TM完成CS承载的释放；CS TM接收到IMS TM的请求后，按照标准的电路域流程发起呼叫释放，以释放建立的CS承载，同时，由相应的互通网关MGCF完成到IMS TM的IMS域回呼的释放，这样便完成了整个呼叫过程的释放处理。
为便于进行计费处理，本发明中CS域及IMS域还根据CS呼叫中主、被叫号码的关联判断该次呼叫为IMS会话使用的CS承载，例如，其中主叫号码为一个签约用户的MSISDN号码，被叫号码为该签约用户在IMS域签约“在IMS业务中使用CS承载”业务而分配的IMS终端模块的电话号码等，依据上述信息可以进行相应的计费处理，例如，可以将对本次呼叫应用的CS承载的计费免除或附加在IMS业务中进行计费。
本发明中，为了在用户终端(CS TM和IMS TM)漫游情况下避免出现CS路由迂回的情况，还采用为IMS TM分配的号码使用特殊前缀的方式，如业务类型前缀等，根据所述的前缀即可以识别出所建立的CS承载是为IMS业务中实时性媒体交互所使用，并在CS域呼叫控制实体中配置针对所述特殊前缀的数据分析方式，使得CS域呼叫控制实体可以将相应的呼叫路由到最近的CS域与IMS域互通网关，从而实现就近入网互通。
另外，本发明中由于CS TM采用在CS域签约的MSISDN发起CS承载建立呼叫请求，还需要考虑CS域主叫侧补充业务的影响，其中对CSI业务有影响的主要有呼出闭锁{包括BO(呼出闭锁补充业务)和ODB(运营商决定的呼出闭锁)}、CUG(闭合用户群)和CAMEL(GSM的移动智能业务)，因为上述业务将可能限制该次呼叫的建立或者在该次呼叫中触发智能业务从而引入智能业务的控制和影响(如改号等)，为此，同样可采用网络为IMS TM分配号码使用特殊前缀，如代表业务类型的前缀，并在CS域呼叫控制实体中配置针对该前缀的数据分析的方式避免CS主叫侧补充业务对CSI业务CS承载建立过程产生影响；即当确定在CS域签约的MSISDN发起的呼叫中被叫号码中包含该前缀时，则禁止补充业务对其产生影响。
CS承载建立后并通过所述的CS承载传输IMS业务的过程中，由于网络环境的千变万化，因此，所述的建立的CS承载也就可能出现异常而无法进行正常的业务传输。
在CS承载异常释放情况下，在CS TM和CS域网元间按CS域标准流程完成呼叫释放，互通网关MGCF释放到IMS TM的IMS域回呼，IMS TM完成该IMS回呼的会话释放，并在与对端用户的会话中通过重协商过程与对端协商业务回落或媒体流改向；
下面将对CS承载异常释放情况下，IMS TM的相关处理过程进行描述，如图5所示，具体包括以下步骤：
步骤51：CS TM和CS域呼叫控制实体间按CS域标准流程完成呼叫释放，具体包括CS TM与CS呼叫控制实体间的电路域呼叫释放过程步骤51a，以及CS呼叫控制实体与MGCF/IM-MGW间的CS域转接呼叫释放过程步骤51b；
步骤52：MGCF释放到IMS TM的IMS域回呼的处理；
步骤53：发起端的IMS TM通知对端用户暂停在本端原来通过CS承载传递的媒体流的发送；
步骤54：通过重协商过程建立相应的PS承载用于传输相应的媒体流，并通知对端将媒体流改向传递到新建立的PS承载端口(原来传递到互通网关再由网关经CS承载传递到用户)；
步骤55：IMS TM通知对端用户恢复媒体流的发送。
在实际应用中，特别是在IMS TM和CS TM分离情况下，存在IMS TM不支持3GPP要求的相关SIP扩展的情况，此时，MGCF采用E2E(端到端)方式完成3GPP SIP和non-3GPP SIP的流程协商；MGCF也可在IMS会话发起前通过SIP相关操作与相应的IMS终端间进行能力查询协商，并根据协商结果发起到IMS TM的会话建立过程；
因此，本发明所述的方法还包括：当发起端IMS TM不支持3GPP要求的SIP协议扩展{如IETF RFC 3312所定义的Precondition(预置条件，综合资源管理和SIP)，IETF RFC 3311所定义的UPDATE(更新)方法以及IETFRFC 3262所定义的100Rel(SIP临时响应的可靠传递)}时的处理过程，具体的处理过程如图6所示，包括以下步骤：
步骤61：MGCF向控制发起CS承载建立的IMS TM发起IMS会话建立请求，请求中要求所述IMS TM支持SIP协议扩展(如Precondition等)；
步骤62：所述的IMS TM向MGCF返回会话建立失败消息，失败原因是被叫IMS TM不支持SIP协议扩展；
步骤63：MGCF重新向所述的IMS TM发起IMS会话建立请求，请求中不再要求其支持SIP协议扩展；
步骤64：所述IMS TM向MGCF返回会话建立成功的消息；
由于MGCF了解IMS TM不支持Precondition，无法在与MGCF的IMS会话建立过程中正确通知MGCF其本侧(实际上为对端用户侧)是否已经为媒体流的传递准备好了相关的承载资源，因此在步骤63和64中建立的会话将交互的媒体流描述为未激活状态，以避免任何一方提前发送无效媒体流；
IMS TM在实际的与对端用户间的IMS会话中同样无法支持Precondition，因此：
步骤65：对端用户在自己完成所需承载资源的准备后将通知IMS TM，IMS TM直接发起或将对端用户的通知转发给MGCF后由MGCF发起重协商过程，将媒体流描述修改为激活，从而正式开始传递。
上述步骤61到步骤65的处理过程也可以采用如下过程实现：
(1)MGCF向被叫IMS TM发起IMS能力查询请求，以获知被IMS TM是否支持SIP协议扩展；
(2)所述的被叫IMS TM向MGCF返回能力查询结果，结果是被叫IMSTM不支持SIP协议扩展(如Precondition)；
(3)MGCF向被叫IMS TM发起IMS会话建立请求，请求中不要求被叫IMS TM支持SIP协议扩展；
(4)被叫IMS TM向MGCF返回会话建立成功的消息；步骤(3)、(4)所建立的会话将交互的媒体流描述为未激活状态，以避免任何一方提前发送无效媒体流；
(5)对端用户在自己完成所需承载资源的准备后将通知IMS TM，IMSTM直接发起或将对端用户的通知转发给MGCF后由MGCF发起重协商过程，将媒体流描述修改为激活，从而正式开始传递。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (29)
1、一种IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统，其特征在于，包括：
IP多媒体子系统IMS终端模块：用于实现电路交换承载控制功能，在IP多媒体子系统业务中判断并控制CS终端模块发起CS承载的建立过程，并在后续收到CS域与IMS域互通网关转发的回呼后完成与CS域与IMS域互通网关及与对端用户间两段IP多媒体子系统会话间的关联控制；
电路交换CS终端模块：作为电路交换承载建立的发起端，用于根据IMS终端模块的指令发起CS承载的建立请求，并与CS域呼叫控制实体进行相应的交互完成CS承载的建立过程；
CS域呼叫控制实体：与CS终端模块交互建立CS承载，并将由IMS终端模块控制CS终端模块发起建立的CS承载建立的呼叫路由到CS域与IMS域互通网关上；
CS域与IMS域互通网关：作为电路交换承载建立的终结端，完成CS域呼叫控制实体控制路由到本端的CS承载建立的呼叫到IP多媒体子系统会话的互通，并将会话控制信令经接续到控制发起该过程的IMS终端模块。
2、根据权利要求1所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统，其特征在于，所述的IMS终端模块和CS终端模块集成于同一终端中，或，各自独立设置。
3、根据权利要求2所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统，其特征在于，当所述的IMS终端模块和CS终端模块各自分离设置时，采用短距离无线通信的方式连接互通，且所述的IMS终端采用的方式包括：主机PC或个人数字助理PDA。
4、根据权利要求1、2或3所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的系统，其特征在于，所述的IMS终端模块和CS终端模块还对应设置有号码存储模块，用于存储分别为IMS终端模块和CS终端模块分配的电话号码；并且，当IMS终端模块和CS终端模块集成于同一终端中时，各自对应的号码存储模块设置为用于被对方直接访问。
5、一种基于所述系统的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，包括：
A、在IMS业务中采用CS承载的用户终端的IMS终端模块向CS终端模块发起CS承载建立请求；
B、CS终端模块收到IMS终端模块的请求后，与CS域呼叫控制实体交互建立CS承载；
C、CS域呼叫控制实体将建立CS承载的呼叫路由到CS域与IMS域互通网关处；
D、CS域与IMS域互通网关将建立CS承载的CS域呼叫转化为IMS域会话并接续到控制发起CS承载建立的IMS终端模块；
E、IMS终端模块收到CS域与IMS域互通网关转发的CS承载建立的IMS回呼后，完成与CS域与IMS域互通网关及与对端用户间两段IP多媒体子系统会话间的关联控制，令对端用户将其与本端用户间IP多媒体子系统会话中交互的媒体流传递到CS域与IMS域互通网关上，利用CS域与IMS域互通网关与CS终端模块间建立的CS承载传送到本端用户。
6、根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，该方法还包括：
分别为IMS终端模块和CS终端模块分配电话号码并保存，所述的为IMS终端模块分配的号码为属于其签约的网络，所述的为CS终端模块分配的电话号码为其在CS签约的国际移动台ISDN号码MSISDN。
7、根据权利要求6所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的为IMS终端模块分配的电话号码包括：
区域识别前缀和/或业务类型前缀。
8、根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，执行所述的步骤A之前还包括：
IMS终端模块判断IMS业务中需要交互的是否包含有需要通过CS承载传输的媒体流，如果有，则执行步骤A，否则，不执行步骤A。
9、根据权利要求8所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的IMS终端模块在准备发起IMS会话、接到IMS会话请求或者在已经建立的IMS会话中准备发起重协商或接到对端的重协商请求时，进行是否包含有需要通过CS承载传输的媒体流的判断。
10、根据权利要求6所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，当IMS终端模块与CS终端模块各自独立设置时，则执行所述的步骤A之前还包括：
IMS终端模块获取CS终端模块的MSISDN号码信息，所述的获取过程是在IMS终端模块每次发起CS承载建立请求之前完成，或在IMS终端模块和CS终端模块启动时一次性完成。
11、根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，步骤A所述的CS承载建立请求中包括：
所述IMS终端模块的承载能力指示信息；
并且当CS终端模块不能直接访问IMS终端模块的号码存储模块时，所述的CS承载建立请求中还包括为该IMS终端模块分配的电话号码；
所述的CS承载建立请求中还可选地包括：所述IMS终端的初始会话协议统一资源定位符地址信息。
12、根据权利要求5、6或11所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：
CS终端模块向CS域呼叫控制实体发起CS承载建立请求，所述的请求中包括被叫号码信息和承载能力指示，并可选地包括通过用户到用户信令携带IMS初始会话协议统一资源定位符地址；其中，所述的被叫号码信息为为所述IMS终端模块分配的电话号码，所述的承载能力指示为该IMS终端模块要求的承载能力。
13、根据权利要求12所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤C包括：
CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息确定将建立的CS承载配置为路由到CS域与IMS域互通网关处。
14、根据权利要求13所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤C包括：
CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息中区域识别前缀或业务类型前缀确定将建立的CS承载配置为路由到用户归属区域或最近的CS域与IMS域互通网关处。
15、根据权利要求13所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤C包括：
CS域呼叫控制实体根据所述CS承载建立请求中的被叫号码信息中业务类型前缀进行配置，禁止在CS域签约的主叫用户侧的补充业务对建立用于IMS业务中部分媒体流传递的CS承载的呼叫产生影响。
16、根据权利要求12所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤D包括：
CS域与IMS域互通网关获得控制发起CS承载建立的IMS终端模块的IMS域公有标识，并根据所述IMS域公有标识将建立CS承载的CS域呼叫转化为IMS域会话并按照IMS域会话处理流程接续到控制发起CS承载建立的IMS终端模块；并按照承载能力指示为接收被叫侧IMS域交互媒体流预留端口资源。
17、根据权利要求16所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤D还包括：
CS域与IMS域互通网关发往发起建立CS承载的IMS终端模块的IMS会话建立请求消息中携带有对应的CS终端模块MSISDN号码以及对会话中交互媒体流的会话描述协议指示，该会话描述协议指示中包含了CS域与IMS域互通网关上为接收被叫侧IMS域交互媒体流预留的IP地址和UDP端口信息。
18、根据权利要求16所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤D还包括：
CS域与IMS域互通网关通过根据呼叫建立请求中被叫号码填写的IMS终端模块电话号码查询电话号码映射服务器得到IMS终端模块的IMS域公有标识；
或者，CS域与IMS域互通网关通过CS域呼叫建立请求中用户到用户信令中传递的内容直接得到IMS终端模块的IMS域公有标识。
19、根据权利要求16所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，执行所述的步骤D之前还包括：
所述的CS域与IMS域互通网关根据是否配置该IMS终端模块的电话号码转换数据确定该用户是否有权在IMS会话中使用CS承载业务，如果配置所述转换数据，则有权使用。
20、根据权利要求16所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤D包括：
CS域与IMS域互通网关发往发起CS承载建立的IMS终端模块的IMS会话建立请求消息中携带的会话描述协议指示中包含了专用指示信息，IMS域代理呼叫与会话控制功能实体根据所述的专用指示信息识别经由CS承载的媒体流并在资源预留上进行相应处理；所述的专用指示信息采用的实现方式包括：对会话描述协议SDP进行扩展定义。
21、根据权利要求5或6所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤E包括IMS终端模块判断确定所接到的IMS会话建立请求消息为其先前的CS承载建立请求过程的IMS回呼，以背靠背用户代理B2BUA模式关联处理与对端用户及与CS域与IMS域互通网关间的两段IMS域会话建立过程：
IMS终端模块利用CS承载建立IMS回呼的会话建立请求消息中提供的会话描述协议指示作为其对应的IMS会话中申请采用CS承载的媒体流的本侧描述指示，处理与对端用户间的IMS域会话建立过程；
IMS终端模块利用与对端用户间IMS会话建立过程中得到的关于其申请采用CS承载的媒体流的对端的会话描述协议指示，作为本侧描述指示，处理与CS域与IMS域互通网关间的IMS域会话建立过程。
22、根据权利要求21所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，所述的步骤E还包括：
IMS终端模块接到CS域与IMS域互通网关的IMS会话建立请求后，根据消息中携带的对应的CS终端模块的MSISDN号码确定该IMS会话建立请求是其先前的CS承载建立请求过程对应的IMS回呼。
23、根据权利要求5或6所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，该方法还包括：
CS域的计费系统根据CS终端模块发起的CS域呼叫中主被叫号码的关联关系确定该次呼叫为IP多媒体子系统会话中使用的CS承载建立导致的呼叫，并进行与IMS会话关联的计费批价处理。
24、根据权利要求5或6所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，该方法还包括：
当控制发起CS承载建立的IMS终端模块不支持3GPP要求的部分初始会话协议扩展时，所述的CS域与IMS域互通网关还需要支持通过与该IMS终端模块间端到端流程协商过程完成IMS域回呼的建立。
25、根据权利要求24所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，该方法还包括：
当控制发起CS承载建立的IMS终端模块不支持3GPP要求的部分初始会话协议扩展时，所述的CS域与IMS域互通网关与该IMS终端模块间端到端流程过程采用预先查询对端能力方式实现，或者，采用收到不支持所要求的扩展的失败指示后重新发起不要求该扩展的会话建立请求方式实现。
26、根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，该方法还包括：
在与对端IMS终端间的呼叫过程结束时，则由控制发起CS承载建立的IMS终端模块指示CS终端模块发起释放CS终端模块和CS域与IMS域互通网关间的CS承载，以及CS域与IMS域互通网关与控制发起CS承载建立的IMS终端模块间的IMS连接。
27、根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中利用电路交换承载业务的方法，其特征在于，该方法还包括：
当CS域呼叫控制实体和CS域与IMS域互通网关为同一实体时，执行所述的步骤B后，直接执行所述的步骤D。
28、一种CS终端模块与互通网关间CS承载异常时的处理方法，其特征在于，包括：
F、CS终端模块和CS域呼叫控制实体间互通释放出现异常的CS承载；
G、CS域呼叫控制实体和CS域与IMS域互通网关间互通释放转接呼叫；
H、CS域与IMS域互通网关释放与控制发起CS承载建立的IMS终端模块间的IMS会话连接；
I、在控制发起CS承载建立的IMS终端模块上利用重协商过程重新建立分组交换PS承载进行原来利用CS承载的那部分媒体流的传输。
29、根据权利要求28所述的CS终端模块与互通网关间CS承载异常时的处理方法，其特征在于，所述的步骤I包括：
通知对端IMS用户停止相应部分媒体流的发送；
在会话内发起更改交互媒体流的请求，完成相应的PS承载资源的申请和建立，并通过通知对端将媒体流改向将原来利用CS承载传递的媒体流改由PS承载传递；
在所述PS承载建立完成后，通知对端用户恢复相应部分媒体流的发送。
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