CN1558696A - 利用移动核心网接入固定电话和综合网络终端的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用移动核心网接入固定电话和综合网络终端的方法，在固定电话网PSTN(2)和综合网络NGN(3)与移动核心网(1)之间建立虚拟基站控制中心VBSC(4)；该虚拟基站控制中心VBSC(4)的上行通过移动核心网(1)的无线通信接口(11)接入到移动交换中心MSC上；其下行至少连接在虚拟基站控制中心VBSC(4)注册成为VBSC注册用户的固定电话网PSTN(2)和综合网络NGN(3)终端；实现了利用移动核心网络提供固定网络业务，该方法能使移动运营商能充分利用现有的移动核心网络资源，使得拥有大量移动网络基础设施的运营商在政策允许的情况下，能迅速利用现有资源提供固定终端业务以及NGN业务，为用户提供固定和移动综合业务。

Description

利用移动核心网接入固定电话和综合网络终端的方法

技术领域  本发明涉及电通信技术，特别涉及固定电话和综合网络与移动核心网接入的方法。

背景技术  目前通信网络技术主要有传统的PSTN网络(如图1所示)、移动网络/3G网络(如图2所示)以及NGN网络(如图3所示)，每种网络均有自己独特的接入网技术。固定接入网采用V5接口，使得固定电话终端接入到PSTN本地交换机上。移动接入网络，例如GSM，则通过A接口，使得移动终端接入到移动核心网络中。NGN网络，通过综合接入设备IAD接入传统的PSTN电话业务。随着网络的发展，各种网络的融合也显得非常重要，但目前还没有利用A接口接入NGN终端到移动核心网的方法，也没有利用A接口接入PSTN终端到移动核心网络的方法。

发明内容  本发明为了填补这方面的技术空白，提出了建立虚拟基站控制中心VBSC来实现非移动终端到移动核心网的接入，提供一种新型的通信终端的接入方法，该方法仿真基站控制中心BSC，通过A接口，把PSTN网络的终端设备以及NGN网络的终端设备的通信业务接入到移动交换中心MSC。

实现本发明目的的技术方案如下：一种利用移动核心网接入固定电话和综合网络终端的方法，在固定电话网PSTN和综合网络NGN与移动核心网之间建立虚拟基站控制中心VBSC；该虚拟基站控制中心VBSC的上行通过移动核心网的无线通信接口接入到移动交换中心MSC上；其下行至少连接在虚拟基站控制中心VBSC注册成为VBSC注册用户的固定电话网PSTN和综合网络NGN终端；VBSC注册用户连接移动核心网时包括以下步骤：

①VBSC注册用户向虚拟基站控制中心VBSC发出业务请求信息；

②虚拟基站控制中心VBSC向移动交换中心MSC发出网络接入请求信息；

③移动交换中心MSC向虚拟基站控制中心VBSC请求用户鉴权；

④虚拟基站控制中心VBSC将鉴权结果发至移动交换中心MSC；

⑤移动交换中心MSC接受虚拟基站控制中心VBSC网络接入的业务请求，并且指配信道提供给该VBSC注册用户使用。

所述移动核心网可以是全球通GSM网络或CDMA移动通信网络，虚拟基站控制中心VBSC的上行所连接的无线通信接口为A接口。也可以是WCDMA移动通信网络或者是分组无线网络GPRS，虚拟基站控制中心VBSC的上行所连接的无线通信接口对应为Iu接口或Gb接口。

相对于MSC而言，虚拟基站控制中心VBSC仿真了A接口，和普通的BSC是一样的，主要的区别是，BSC接入的是移动用户，而VBSC接入的是固定电话用户或者是NGN用户。VBSC的下行接入的是传统的固定电话终端或者NGN终端，我们称之为VBSC用户；上行通过A接口，接入到MSC上。这些不同的VBSC用户终端通过不同的协议接口接入到不同的移动核心网络上。

本发明所公开的利用移动核心网络接入PSTN和NGN网络终端的办法，实现了利用移动核心网络提供固定网络业务，该方法能使移动运营商能充分利用现有的移动核心网络资源，使得拥有大量移动网络基础设施的运营商在政策允许的情况下，能迅速利用现有资源提供固定终端业务以及NGN业务，为用户提供固定和移动综合业务。

虚拟基站控制中心VBSC的主要应用是为移动运营商或者以移动为主的运营商在可能的情况下，利用现有移动核心网络的资源，利用现有的OSS网络，迅速提供固定电话业务或者提供固定移动综合业务，主要的应用范围有：

1)为集团用户/个人提供固话基本业务和各类补充业务。

2)为集团用户提供移动和固定业务在一起的综合业务，而这个综合业务由现有统一的移动核心网络提供，例如固定和移动统一的Centrex业务。

3)通过移动核心网提供IP超市业务，或者公用电话业务。

4)在热点地区或者办公室环境为WLAN手机，IP智能终端，通过移动核心网络提供通信服务。

对愿意提供综合业务的移动运营商而言，该方案主要有以下优点：

1)不改变现有GSM网络业务能力，核心网提供用户与手机相同的业务。

2)不改变现有GSM网络的运营方式，所有话单，用户维护功能都由核心网完成。

3)支持WLAN等新无线技术的接入。

4)支持向3G多媒体域互通演进，利用统一的移动核心网络，运营商可以兼顾固定终端的高速，应用丰富，移动终端灵活的特点，方便移动运营商为用户提供更加丰富的业务。

附图说明

图1是现有技术中PSTN网络的示意图。

图2是现有技术中移动接入网络GSM的示意图。

图3是现有技术中NGN网络的示意图。

图4是本发明所公开的网络接入方法的示意图。

图5是综合接入设备IAD终端的主叫流程图。

图6是无线局域网WLAN终端的主叫流程图。

图7是综合接入设备IAD终端的被叫流程图。

图8是SIP电话会议终端的被叫流程图。

具体实施方式  下面结合附图阐述本发明的具体实施方案。

由图4中可知，一种利用移动核心网接入固定电话和综合网络终端的方法，在固定电话网PSTN 2和综合网络NGN 3与移动核心网1之间建立虚拟基站控制中心VBSC 4；该虚拟基站控制中心VBSC 4的上行通过移动核心网1的无线通信接口11接入到移动交换中心MSC上；其下行至少连接在虚拟基站控制中心VBSC 4注册成为VBSC注册用户的固定电话网PSTN 2和综合网络NGN 3终端；VBSC注册用户连接移动核心网1时包括以下步骤：

①VBSC注册用户向虚拟基站控制中心VBSC 4发出业务请求信息；

②虚拟基站控制中心VBSC4向移动交换中心MSC发出网络接入请求信息；

③移动交换中心MSC向虚拟基站控制中心VBSC 4请求用户鉴权；

④虚拟基站控制中心VBSC 4将鉴权结果发至移动交换中心MSC；

⑤移动交换中心MSC接受虚拟基站控制中心VBSC 4网络接入的业务请求，并且指配信道提供给该VBSC注册用户使用。

相对于MSC而言，虚拟基站控制中心VBSC 4仿真了A接口，和普通的BSC是一样的，主要的区别是，BSC接入的是移动用户，而虚拟基站控制中心VBSC 4接入的是固定电话用户或者是NGN用户。VBSC的下行接入的是传统的固定电话终端或者NGN终端，我们称之为VBSC用户；上行通过A接口接入到MSC上。这些不同的VBSC用户终端通过不同的协议接口接入到不同的移动核心网络1上。

根据地区以及制式的不同，移动核心网1可以选择的不同网络，相对于不同制式的移动网络，虚拟基站控制中心VBSC 4的上行所连接的无线通信接口11也存在着不同的类型，例如：所述移动核心网1选择是全球通GSM网络或CDMA移动通信网络，虚拟基站控制中心VBSC 4的上行所连接的无线通信接口11为A接口。或者所述移动核心网1是WCDMA移动通信网络或者是分组无线网络GPRS，虚拟基站控制中心VBSC 4的上行所连接的无线通信接口11对应为Iu接口或Gb接口。

所述综合网络NGN(3)终端的哑终端包括含有综合接入设备IAD的终端、媒体网关控制协议终端以及媒体网关控制\H.248系统终端；所述综合网络NGN(3)终端的智能终端包括无线局域网WLAN终端、H.323电话会议终端以及SIP电话会议终端。由上述内容中可以总结出，VBSC注册用户的主要终端类型包括但不仅限于：

1)MGCP终端；

2)MEGACO/H.248终端；

3)H.323终端；

4)SIP终端；

5)WLAN终端；

6)PSTN终端通过V5接入；

7)PSTN终端通过远端交换模块的方式接入。

上行通过A接口、Iu接口或Gb接口接入到MSC上；在上行方向上，VBSC的接入协议包括但不限于：

1)GSM网络的A接口；

2)WCDMA网络的Iu接口；

3)CDMA/CDMA2000网络的A接口；

4)分组无线网络GPRS的Gb接口。

如果VBSC注册用户是固定电话网PSTN 2终端以及综合网络NGN3终端的哑终端，所述步骤④中的鉴权过程还包括虚拟基站控制中心VBSC 4根据移动交换中心MSC的用户鉴权请求，进行用户的鉴权计算，并将鉴权计算结果发至移动交换中心MSC。而所述固定电话网PSTN 2终端可以采用V5接口或者采用远端交换模块的方式接入虚拟基站控制中心VBSC 4中。

当所述VBSC注册用户是综合网络NGN 3终端的智能终端，所述步骤④中的鉴权过程还包括虚拟基站控制中心VBSC 4根据移动交换中心MSC的用户鉴权请求，虚拟基站控制中心VBSC 4向VBSC注册用户发送身份验证鉴权信息，VBSC注册用户返回鉴权结果，虚拟基站控制中心VBSC 4再向移动交换中心MSC发送鉴权结果。由于上述一类VBSC注册用户属于智能终端，用户的操作维护管理和移动用户是一样的，需要这些种类的终端支持SIM卡接口，利用SIM卡来标识用户，并执行相应的鉴权操作，在这种情况下，不需要VBSC支持用户的操作维护管理。

所述固定电话网PSTN 2的终端以及综合网络NGN 3终端的哑终端，在注册为VBSC注册用户时将用户线路标识与国际移动应用标识号IMSI的对应关系、用户鉴权密匙Ki、与用户线路标识相对应的位置信息等相关的鉴权数据记录于虚拟基站控制中心VBSC 4上。固定终端主要是通过用户线路来进行标识，而移动用户主要通过IMSI来标识，为了仿真移动用户进行呼叫，有必要为用户线路以及IMSI进行相应的映射。因此针对固定电话网PSTN 2的终端注册开户VBSC注册用户的时候，必须把用户线路标识和IMSI的对应关心记录在VBSC上，同时，也必须把该IMSI相关的鉴权数据，用户鉴权密钥Ki记录到VBSC上，为了支持位置业务，也需要将用户线路标识相对应的位置信息记录到VBSC上。开户的过程如下：

1)安装VBSC系统

2)设置线路相关的数据

3)把IMSI纪录对应到相关的线路数据上

4)用户开户的时候，选择线路终端和MSISDN号码

5)运营商在HLR纪录IMSI/MSISDN的对应关系

由上述的技术方案可以看出，关于虚拟基站控制中心VBSC 4的主要功能包括：1固定终端的维护和管理，固定终端业务的操作，维护，控制；2：固定终端的迁移和鉴权；固定电话终端的呼叫控制。

建立虚拟基站控制中心VBSC 4后，VBSC注册用户的基本呼叫过程如下：

VBSC基本呼叫流程：

位置更新以后，MSC/VLR通过位置更新流程获取了移动用户数据，VBSC注册用户就可以进行普通的呼叫过程了。

IAD用户的主叫流程：

由图5中可看出，因为移动的呼叫是属于整体拨号的方式，而IAD用户的拨号方式属于重叠发送的方式，VBSC应该对IAD送过来的号码进行分析，判断是否有足够的号码数。可以采取的方法是：根据编号计划，规划号码长度，可以获得大多数拨号的长度，其次，可以让VBSC用户在拨号完成以后，拨“#”键，满足特殊编号计划的情况。

1)用户摘机；

2)VBSC请求IAD建立连接关联；

3)VBSC请求IAD送拨号音，收号码；

4)VBSC接受被叫号码，并判断已经完全；

5)VBSC向MSC发送CM业务请求；

6)MSC向VBSC请求用户鉴权；

7)VBSC根据用户数据计算鉴权结果并返回给MSC；

8)MSC向VBSC回接受业务；

9)VBSC向手机发送SETUP消息；

10)MSC向VBSC发Call proceeding；

11)MSC向VBSC指配信道；

12)VBSC修改IAD的连接参数；

13)VBSC回指配成功；

14)被叫振铃，MSC发送Alerting消息；

15)被叫摘机，MSC发送Connect消息；

16)VBSC回摘机响应。

由图6中可看出：

WLAN用户的主叫流程：

1)WLAN手机发起INVITE消息到VBSC；

2)VBSC发起CM业务请求到MSC；

3)MSC发起鉴权请求；

4)VBSC发送407请求WLAN手机鉴权；

5)WLAN手机返回证实ACK；

6)WLAN手机返回鉴权结果；

7)VBSC传递鉴权结果给MSC；

8)鉴权成功，MSC回CM业务接受；

9)VBSC发送SETUP消息给MSC；

10)VBSC回100 Trying，表明正在处理呼叫；

11)MSC回Call proceeding；

12)MSC指配信道；

13)VBSC分配资源，回指配完成；

14)被叫振铃，MSC发送Alerting消息；

15)VBSC发送180 Ringing给WLAN手机；

16)被叫摘机，MSC回connect；

17)VBSC向WLAN手机发送200 OK；

18)VBSC向MSC回connect ack；

19)WLAN手机返回证实ACK。

由图7中可看出：

IAD用户被叫流程：

1)MSC发送寻呼给VBSC；

2)VBSC回寻呼响应；

3)MSC发起鉴权；

4)VBSC回鉴权响应；

5)MSC发送SETUP；

6)VBSC回呼叫证实Call confirmed；

7)MSC发起指配；

8)VBSC分配资源，回指配完成；

9)VBSC发起CRCX到IAD；

10)VBSC请求IAD振铃，同时监听摘机事件；

11)VBSC发送Alerting给MSC；

12)用户摘机，IAD通知VBSC摘机事件；

13)VBSC发送Connect消息到MSC；

14)MSC回Connect ack。

由图8中可看出：

SIP被叫流程：

1)MSC发送寻呼给VBSC；

2)VBSC回寻呼响应；

3)MSC发起鉴权；

4)VBSC参照3gpp r5规范，对WLAN手机进行鉴权；

5)VBSC回鉴权响应；

6)MSC发送SETUP；

7)VBSC回Call confirmed；

8)MSC发起指配；

9)VBSC分配资源，回指配完成；

10)VBSC发起INVITE消息给WLAN手机；

11)WLAN手机回100 trying；

12)WLAN手机振铃，回180 Ringing；

13)VBSC向MSC发起Alerting消息；

14)WLAN用户摘机，回200 OK；

15)VBSC向MSC发起Connect消息；

16)MSC向VBSC回Connect ack消息。

所述VBSC注册用户在与虚拟基站控制中心VBSC 4的联络过程中还含有位置更新程序，VBSC注册用户在用户数据设置、用户长时间没有呼叫活动、用户数据更改或用户摘机没有进行位置更新时启动该位置更新程序。进行位置更新程序的条件是VBSC注册用户提供用户自身的用户线路标识或国际移动应用标识号IMSI。VBSC注册用户只有在相关的IMSI和用户线路数据齐全的情况下，才能进行位置更新，这样，VBSC用户在位置更新完成以后，就可以支持基本的电话业务。

而针对具体的VBSC注册用户，其位置更新程序也不完全相同，例如对于IAD用户的位置更新，其执行步骤如下：

1)IAD终端向VBSC进行注册

2)VBSC响应，请求IAD上报某个终端的摘机，收号事件

3)如果有IMSI数据，VBSC启动位置更新流程，发送位置更新Location update到MSC

4)MSC对该用户进行鉴权

5)VBSC根据Ki，计算出鉴权结果，回鉴权响应

6)鉴权成功，MSC对用户进行加密，发起加密请求

7)VBSC回加密响应

8)MSC回位置更新接受，并释放相关通道，以后MSC就可以

为该VBSC用户提供业务了。

其它的位置更新情况：

1)当IAD注册时，还没有用户IMSI数据，不发起位置更新流程，当进行用户数据设置时，触发位置更新流程

2)当用户长时间没有呼叫等活动，VBSC启动周期性位置更新流程

3)检测到用户摘机，如果还没有位置更新，进行位置更新流程

4)当用户数据发生更改的时候，触发位置更新流程

而对于WLAN用户的位置更新流程，由于WLAN用户携带SIM卡，用户漫游到VBSC环境中，通过DHCP获得VBSC的IP地址，WLAN手机首先广播DHCP发现消息，DHCP服务器分配IP地址给WLAN手机，同时通知WLAN手机VBSC的IP地址，WLAN手机向DHCP服务器请求DHCP REQUEST，DHCP服务器确认IP地址，其执行步骤是：

1)WLAN手机向VBSC发起注册；

2)VBSC向MSC发起位置更新流程；

3)MSC请求鉴权；

4)VBSC发送401/407请求WLAN手机鉴权；

5)WLAN手机返回鉴权结果；

6)VBSC传递鉴权结果给MSC；

7)鉴权成功，MSC发起加密过程；

8)VBSC回加密完成；

9)MSC回位置更新接受；

10)VBSC向WLAN手机返回注册成功；

11)MSC释放通道。

Claims (10)

1.一种利用移动核心网接入固定电话和综合网络终端的方法，其特征在于：在固定电话网PSTN(2)和综合网络NGN(3)与移动核心网(1)之间建立虚拟基站控制中心VBSC(4)；该虚拟基站控制中心VBSC(4)的上行通过移动核心网(1)的无线通信接口(11)接入到移动交换中心MSC上；其下行至少连接在虚拟基站控制中心VBSC(4)注册成为VBSC注册用户的固定电话网PSTN(2)和综合网络NGN(3)终端；VBSC注册用户连接移动核心网(1)时包括以下步骤：

①VBSC注册用户向虚拟基站控制中心VBSC(4)发出业务请求信息；

②虚拟基站控制中心VBSC(4)向移动交换中心MSC发出网络接入请求信息；

③移动交换中心MSC向虚拟基站控制中心VBSC(4)请求用户鉴权；

④虚拟基站控制中心VBSC(4)将鉴权结果发至移动交换中心MSC；

⑤移动交换中心MSC接受虚拟基站控制中心VBSC(4)网络接入的业务请求，并且指配信道提供给该VBSC注册用户使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述移动核心网(1)是全球通GSM网络、CDMA移动通信网络、WCDMA移动通信网络或者是分组无线网络GPRS，其中移动核心网(1)是全球通GSM网络或CDMA移动通信网络，虚拟基站控制中心VBSC(4)的上行所连接的无线通信接口(11)为A接口；移动核心网(1)是WCDMA移动通信网络或者是分组无线网络GPRS，虚拟基站控制中心VBSC(4)的上行所连接的无线通信接口(11)对应为Iu接口或Gb接口。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述综合网络NGN(3)终端包括有哑终端，该哑终端包括含有综合接入设备IAD的终端、媒体网关控制协议终端、媒体网关控制\H.248系统终端。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述综合网络NGN(3)终端包括有智能终端，该智能终端包括无线局域网WLAN终端、H.323电话会议终端以及SIP电话会议终端。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：所述VBSC注册用户是固定电话网PSTN(2)终端以及综合网络NGN(3)的哑终端，所述步骤④中的鉴权过程还包括虚拟基站控制中心VBSC(4)根据移动交换中心MSC的用户鉴权请求，进行用户的鉴权计算，并将鉴权计算结果发至移动交换中心MSC。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述固定电话网PSTN(2)终端采用V5接口或远端交换模块的方式接入虚拟基站控制中心VBSC(4)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述固定电话网PSTN(2)的终端以及综合网络NGN3终端的哑终端，在注册为VBSC注册用户时将用户线路标识与国际移动应用标识号IMSI的对应关系、用户鉴权密匙Ki、与用户线路标识相对应的位置信息记录于虚拟基站控制中心VBSC(4)上。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述VBSC注册用户是综合网络NGN(3)的智能终端，所述步骤④中的鉴权过程还包括虚拟基站控制中心VBSC(4)根据移动交换中心MSC的用户鉴权请求，向VBSC注册用户发送身份验证鉴权信息，VBSC注册用户返回鉴权结果，虚拟基站控制中心VBSC(4)再向移动交换中心MSC发送鉴权结果。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述VBSC注册用户在与虚拟基站控制中心VBSC(4)的联络过程中还含有位置更新程序，VBSC注册用户在用户数据设置、用户长时间没有呼叫活动、用户数据更改或用户摘机没有进行位置更新时启动该位置更新程序。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：进行位置更新程序的条件是VBSC注册用户提供用户自身的用户线路标识或国际移动应用标识号IMSI。

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