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Vorrichtung
und Verfahren zur Unterstützung
des Leistungsmerkmals „Hand
Off Call" in FMC
Netzen.
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Neuere
Kommunikationsarchitekturen sehen die Trennung vermittlungstechnischer
Netzwerke in verbindungsdienstbezogene Einheiten und den Transport
der Nutzinformationen (Bearer Control) vor. Hieraus resultiert eine
Dekomposition/Trennung von Verbindungsaufbau und Medium- bzw. Beareraufbau.
Die Übertragung
der Nutzinformationen (Durchschaltung des Nutzkanals) kann dabei über unterschiedliche
hochbitratige Transporttechnologien wie z.B. ATM, IP oder Frame
Relay vorgenommen werden.
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Mit
einer derartigen Trennung sind die gegenwärtig in Schmalbandnetzen geführten Telekommunikationsdienste
auch in Breitbandnetzen zu realisieren. Dabei werden die Teilnehmer
entweder direkt (z.B. über ein
DSS1-Protokoll) oder über
als Media Gateway Controller (MGC) ausgebildete Vermittlungsstellen
(z. B. über
das ISUP-Protokoll) angeschlossen. Die Nutzinformationen selbst
werden über
von Media Gateways (MG) in die jeweils benutzte Transporttechnologie
umgewandelt.
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Die
Steuerung der Media Gateways werden von jeweils zugeordneten Media
Gateway Controllern (MGC) durchgeführt. Zur Steuerung der Media
Gateways verwenden die Media Gateway Controller normierte Protokolle,
wie z. B. das MGCP Protokoll oder das H.248 Protokoll. Zur Kommunikation
untereinander verwenden die Media Gateway Controller ein durch die
ITU standardisiertes BICC (Bearer Independent Call Control) Protokoll,
das aus einer Mehrzahl von standardisierten Protokollen gebildet
ist und somit eine Protokollfamilie umfasst.
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Ein
dem BICC Protokoll adäquates
Protokoll ist bei dem IETF Standardisierungsgremium mit dem SIP Protokoll
(RFC3261) bzw. dem Zusatz SIP-T (RFC3204)/SIP-I entstanden. Mit
letzteren können
ISUP-Nachrichten – im
Gegensatz zum SIP Protokoll – übertragen
werden. Die Übertragung
der ISUP-Nachrichten erfolgt im allgemeinen durch Tunneln, d. h.
durch transparentes Durchreichen.
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Der
Verbindungsaufbau zwischen 2 oder mehreren SIP-Teilnehmern erfolgt
unter Zuhilfenahme von SIP-Protokollelementen. Hierbei werden unter
anderem SDP (Session Description Protocol) Daten ausgetauscht. SDP-Daten
sind (Bearer-) endpunktbezogene Daten, die Informationen über die
Endgeräte
oder Codecs, IP-Port, IP-Adresse usw. enthalten. Soll eine Verbindung
zwischen einem SIP-Teilnehmer und einem H.323 oder TDM/ISDN Teilnehmer
erstellt werden, müssen
diese SIP-Protokollelemente in den beteiligten Media Gateway Controllern
entsprechend in H.323-, TDM- oder ISDN Protokollelemente umgesetzt
werden.
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Erste
grundsätzliche
Betrachtungen haben innerhalb der ITU-T zur Draft Recommendation
Q.1912.5 „Interworking
SIP and BICC/ISUP" geführt. Hierbei
wurden auch schon erste Überlegungen
bezüglich
der aus der ISDN Welt bekannten Supplementary Services vorgenommen.
Gleiches gilt für
das Standardisierungsgremium 3GPP für mobile Teilnehmer, wo SIP
basierte Dienste spezifiziert sind (TS 24.229). Insbesondere ist
hier in der IMS (IP multimedia Subsystem) eine Architektur vorgegeben
und standardisiert, wie sie in 2 aufgezeigt
ist.
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Grundsätzlich werden
in der ITU-T Q.1912.5 Empfehlung die Verhältnisse spezifiziert, wie sie
sich zwischen SIP- und PSTN-Teilnehmern ergeben. Dabei wird kein
Unterschied zwischen leitungsgebundenen und mobilen Teilnehmern
gemacht. Für
FMC Netze (fixed mobile conversion, d. h. gemischte mobile Festnetze) jedoch
kommen auch nicht mobile Teilnehmer zur Anwendung. Damit wird es
in derartigen FMC Netzen mit unterschiedlichen Einheiten wie Clients
und Netzübergangseinheiten
(MGCF, MGC etc.) zu einem Interworking aller miteinander vernetzter
Einheiten kommen.
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Dies
ist insbesondere beim Leistungsmerkmal „Hand Off" der Fall. Dieses Leistungsmerkmal kann
beispielsweise zwischen dem SIP Protokoll/WLAN Protokoll und dem
GSM Protokoll zur Anwendung kommen. „Hand Off" bedeutet hierbei, dass zwei Teilnehmer – also ein
SIP/WLAN Teilnehmer und ein beliebiger Teilnehmer – miteinander über ein
SIP Protokoll kommunizieren, und sich der SIP/WLAN Teilnehmer während des
Gespräches
entschliesst, seine Kommunikation statt über SIP/WLAN über das
GSM Protokoll zu führen.
Die Endgeräte
müssen
hierzu entsprechend ausgebildet sein, d. h. sie müssen beide
Protokolle unterstützen
(DMH, Dual Mode Handys, GSM/SIP). Die Verbindung wird während des
Umschaltevorganges nicht abgebaut. „Hand Off" Call bedingt das Signalisieren an eine
zentrale Einrichtung im Netz (MCF, Mobility Control Function), die das
Umschalten vom IMS-System von SIP/WLAN zum GSM Endgerät oder vice
versa für
das beteiligte Endgerät
DMH steuert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie
das Leistungsmerkmal „Hand Off" in FMC-Netzen realisiert
werden kann.
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Die
Erfindung wird ausgehend von den im Oberbegriff von Patentanspruch
1 angegebenen Merkmale durch die im kennzeichnenden Teil beanspruchten
Merkmale gelöst.
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Der
Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass mit der vorgeschlagenen
Lösung
ein rein durch Signalisierung gesteuertes Umschalten („Hand Off") zwischen zwei Übertragungsprotokollen
flexibel gesteuert wird. Die Verbindung (Call) bleibt dabei während des
Umschaltevorganges zwischen den beiden Endgeräten bestehen, ein Ab- oder
Aufbau der gesamten Verbindung ist nicht notwendig.
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Die
Steuerung erfolgt durch Vorsehen eines neuen Identifier im Übertragungsprotokoll.
Als Signalisierungsübertragungsprotokolle
kommen das SIP, ISUP, ISDN, oder GSM Protokoll in Betracht. Damit
steht den Endgeräten
dieser neue Identifier zur Verfügung,
und kann dann beim eigentlichen Hand Off Call (wie z. B. der IAM,
SETUP und INVITE) wieder zur übergeordneten
Steuereinrichtung oder Application Server zurückgesendet werden. Damit kann
letztere diese Nahtstelle bzw. den Abschnitt zwischen der Steuereinrichtung
und dem Teilnehmer, der durch den Identifier bezeichnet ist, eindeutig
wiederfinden und das Umsteuern vom alten Übertragungsabschnitt hin zum
neuen Übertragungsabschnitt
z. B. gemäß RFC3725
(3pcc) bewerkstelligen. Weiterhin ist das Mapping dieses neuen Identifier
bzw. die Übergabe
dieses neuen Identifier von einem zu den anderen Protokollen vorgesehen.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 die
grundsätzlichen
Verhältnisse
zwischen PSTN- und/oder
mobilen Teilnehmern, zwischen denen ein Internetnetz angeordnet
ist,
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2 das
IM Subsystem gemäss
Standard TS24.229,
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3 die
konkrete Ausgestaltung eines FMC Netzes,
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1 zeigt
die grundsätzlichen
Verhältnisse
zwischen PSTN- und/oder
mobilen Teilnehmern, zwischen denen ein Internetnetz angeordnet
ist. Hier sind beispielhaft 2 PSTN-Netze offenbart, in denen jeweils eine
Mehrzahl von PSTN-Teilnehmern in bekannter Weise angeschlossen sind.
Diese sind an Ortsvermittlungsstellen LE herangeführt, die
ihrerseits mit Transit-Vermittlungsstellen TX verbunden sind.
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In
den Transit-Vermittlungsstellen TX wird nun die Trennung zwischen
Signalisierungsinformationen und Nutzinformationen durchgeführt. Die
Signalisierungsinformationen werden von der Transit-Vermittlungsstelle
TX unmittelbar über
ein ISUP- Protokoll einem jeweils zugeordneten Media Gateway Controller
MGC (MGC A oder MGC B) zugeführt.
Die Nutzinformationen wer den zu einem (eingangsseitig angeordneten)
Media Gateway MG (MG A oder MG B) übertragen, das als Schnittstelle
zwischen TDM-Netz und einem ATM- bzw. IP-Übertragungsnetz fungiert und
werden über
das betreffende Übertragungsnetz
paketorientiert übertragen.
Das Media Gateway MG A wird von dem Media Gateway Controller MGC
A ebenso gesteuert, wie das Media Gateway MG B vom Media Gateway
Controller MGC B. Im Falle einer Übertragung der Nutzinformationen
vom Media Gateway MG A zum Media Gateway MG B werden die Nutzinformationen
wieder unter Steuerung des dem Media Gateway MG B zugeordneten Media
Gateway Controllers MGC B in einen TDM Datenstrom umgewandelt und
dem in Frage kommenden PSTN-Teilnehmer zugeführt werden. Die zwischen dem Media
Gateway Controller MGC und dem jeweils zugeordneten Media Gateway übertragenen
Daten werden von einem standardisierten Protokoll unterstützt. Dieses
kann beispielsweise das MGCP oder das H.248 Protokoll sein. Zwischen
den beiden Media Gateway Controllern MGC A, MGC B wird vorzugsweise
gemäss
vorliegendem Ausführungsbeispiel
das SIP Protokoll verwendet. Schliesslich ist am Media Gateway Controller MGC
B ein Subsystem IMS mit Einrichtungen P-CSCF, PDF herangeführt, über das
mobile Teilnehmer mit z. B. den PSTN Teilnehmern verbindbar sind.
Im Grunde handelt es sich bei der in 1 aufgezeigten
Konfiguration bereits um ein FMC Netz in seiner einfachsten Ausprägung.
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2 zeigt
die Definition und Aufgaben des IMS Systems gemäss 3GPP TS 23.002 V6.5.0 (2004-06) Standard.
Hierbei ist eine BGCF (Breakout gateway control function) Funktionalität, beschrieben.
Ferner sind Einrichtungen CSCF, P-CSCF sowie weitere Einrichtungen
aufgezeigt, deren Zusammenwirken ebenfalls in obigem Standard erläutert ist.
Beispielsweise wird von der BGCF Funktion (Breakout Gateway Control
Funktion) das Netz (Domäne,
z. B. PSTN) ausgewählt,
in das der von einem SIP Endgerät
UE ausgehende Ruf geleitet werden soll. Wenn die BGCF Funktion festlegt,
dass das Ziel im eigenen Netz liegt, d. h. in dem Netz, in dem die
BGCF Funktion angeordnet ist, wählt
die BGCF Funktion eine MGCF Funktionalität aus, die für das Interworking
mit dem PSTN Netz verantwortlich ist. Wenn das Ziel in einem anderen
Netz liegt, reicht die BGCF Funktion die Signalisierung in das andere
Netz weiter. Schliesslich kann 2 die Einrichtung
P-CSCF entommen werden, die als Steuerung der Schnittstelle Gq fungiert.
Hier ist eine Funktion PDF (Policy Decision Function) abgelegt,
die die Regeln im Netz vorgibt.
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3 zeigt
ein FMC Netz mit einer Mehrzahl von Strukturen. Demgemäss ist eine
Mehrzahl von vermaschten Netzen entnehmbar. Hierzu zählen mobile
(GRPS, UMTS) und feste (xDSL, LAN) Teilnehmerzugangsnetze ebenso,
wie drahtlose Teilnehmerzugangsnetze (WLAN) und die konventionellen
GSM-Netze und PSTN/ISDN Netze. Als Übergangspunkt sind jeweils
Netze Subsysteme IMS oder Domänen
angeordnet. Ferner ist 3 eine Einrichtung MCF entnehmbar,
die die Verhältnisse
im Netz für
das Leistungsmerkmal „Hand Off" steuert.
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Es
wird nun davon ausgegangen, dass ein Teilnehmer A mit einem Teilnehmer
B beispielsweise über das
SIP Protokoll kommunizieren möchte.
Hierbei muss beim Verbindungsaufbau bereits bekannt sein, dass Teilnehmer
A eine Verbindung zu einem Endgerät DMH wünscht. Alle Aufbauwünsche von
Calls zu oder von Endgeräten
DMH werden über
die Einrichtung MCF geführt.
Diese hat aufgrund der Administrierung Kenntniss darüber, dass
beispielsweise das Endgerät
des Teilnehmers B als Dual Mode Endgerät DMH ausgebildet ist und somit
das SIP/WLAN Protokoll wie auch das GSM Protokoll unterstützt. Da
das Endgerät
von Teilnehmer B gemäss
vorliegendem Ausführungsbeispiel
als mobiles Endgerät
ausgebildet sein soll, ist es mit der Einrichtung MCF über das
WLAN (oder DSL) Protokoll verbunden. Beide Endgeräte kommunizieren
mittelbar oder unmittelbar über
das SIP Protokoll miteinander, was bedeutet, dass die SIP Signalisierung
von der Einrichtung MCF zum Endgerät von Teilnehmer B geführt werden.
Der SIP Bearer (RTP) wird über
WLAN/DSL gegebenenfalls über
den Media Proxy an den Teilnehmer B herangeführt (Gi/Mb). Dies bedeutet,
dass es sich hier um einen SIP über
WLAN/DSL Teilnehmer handelt.
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Erfindungsgemäß wird nun
vorgeschlagen in der Einrichtung MCF beim Verbindungsaufbau einen neuen
Identifier ID zu vergeben. Dieser wird im Zuge des Verbindungsaufbaus
zu Teilnehmer B übergeben. Die
im Verbindungspfad befindliche Einrichtung MCF erzeugt somit zusätzlich zu
den SIP Basisinformationselementen diesen neuen Identifier ID, der
im folgenden in der INVITE Nachricht für Calls in Richtung des Endgerätes von
Teilnehmer B übertragen
wird. Der Identifier ID wird ebenso in der auf die INVITE Nachricht
folgenden Antwort (18x, 200 OK) von der Einrichtung MCF an Teilnehmer
A geführt,
falls Teilnehmer A ein Endgerät
DMH ist. Nach erfolgreichem Abschluss des Verbindungsaufbaus steht
die Verbindung und beide Teilnehmer kommunizieren miteinander mit
Hilfe des SIP Protokolls.
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Teilnehmer
B möchte
nun im folgenden die Kommunikation mit Teilnehmer A über das
SIP/WLAN Protokoll beenden und mit einem neuen Protokoll wie beispielsweise
dem GSM Protokoll weiterführen.
Dies kann dann erforderlich sein, wenn Teilnehmer B die SIP Daten über einen
WLAN Bearer erhalten hat und er nun den WLAN Bereich verlassen möchte. Hierzu
ist vorgesehen, dass Teilnehmer B einen an seinem Endgerät angeordneten
Knopf betätigt.
Die entsprechende Information hierzu wird durch das Senden des Identifier
ID angezeigt/signalisiert, der im Zuge eines von Teilnehmer B ausgehenden
GSM Verbindungswunsches wieder an die Einrichtung MCF übertragen
wird. Dies ist möglich,
weil das Endgerät
DMH ja gleichzeitig über
beide Möglichkeiten
(GSM und SIP/WLAN) verfügt,
und den über
das eine Protokoll empfangenen Identifier ID innerhalb des Endgerätes zur
Verfügung
steht und intern an das andere Protokoll übergeben kann.
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Die
Einrichtung MCF erhält
somit eine INVITE Nachricht, in der der Identifier ID eingefügt ist.
Insbesondere ist hiermit spezifiziert, welcher Teil/Abschnitt des
gesamten Verbindungsweges nun mit dem GSM Protokoll gefahren werden
soll, also hier durch das GSM Übertragungsprotokoll
ersetzt werden soll. Gemäss vorliegendem
Ausführungsbeispiel
wird davon aus gegangen, dass lediglich der Verbindungsabschnitt
zwischen der Einrichtung MCF und Teilnehmer B mit dem GSM Protokoll
gefahren wird. Zwischen Teilnehmer A und der Einrichtung MCF soll
weiterhin die Informationen mithilfe des SIP Protokolls übertragen
werden (weil z. B. das Endgerät
von Teilnehmer A nur SIP unterstützt).
Natürlich
ist es unbenommen, dass beide beteiligten Teilnehmer mit Endgeräten DMH
ausgerüstet
sein können,
womit dann beide DMH's
ihren eigenen Abschnitt zwischen sich selbst und der Einrichtung
MCF bezeichneten Identifier ID1 und ID2 erhalten.
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Im
Zuge der Änderung
des Übertragungsprotokolls
sind ferner die physikalischen Verbindungswege zu ändern, über die
die Nutzinformationen übertragen
werden. Die entsprechenden Steuervorgänge werden ebenfalls von der
Einrichtung MCF vorgenommen (z. B. mit Hilfe von RFC3725).
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Als
Kriterium für
das Umschalten ist hier das Betätigen
eines am Endgerät
angeordneten Knopfes angesprochen worden. Als weiteres Kriterium
käme beispielsweise
die Funkstärke
oder ähnliche
Parameter in Frage.
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Der
Identifier ID wird von der Einrichtung MCF erzeugt. Im vorliegenden
Fall wird der bestehende alte Abschnitt, der durch das Protokoll
WLAN repräsentiert
wird durch einen neuen Abschnitt, der durch das GSM Protokoll repräsentiert
wird, ersetzt. Grundsätzlich
erfolgt nach Betätigen
der Taste am Endgerät
DMH des Teilnehmers B ein Verbindungsaufbau zur Einrichtung MCF.
Ist dieser Verbindungsaufbau erfolgreich (wobei gegebenenfalls dann
zwischenzeitlich zwei Verbindungen (drei Verbindungsabschnitte)
bestehen) wird erst dann die bestehende WLAN Verbindung ausgelöst.
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Zur
Realisierung ist zunächst
im SIP Protokoll ein neuer SIP Header zu definieren. Dieser weist
folgende Form auf (Tab 1):
MCFCall-legIdentifier = ("MCFCall-legIdentifier") HCOLON: legident
legident
= 1*DIGIT
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Tab 1
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Hierbei
ist mit MCFCall-legIdentifier der Headername bezeichnet, und mit
1*DIGIT der Inhalt des Headers. Dieser SIP Header wird nun in der
INVITE Nachricht und den auf diese folgenden Quittungsnachrichten 200
OK, 18x transportiert.
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In
vorliegendem Fall wurde davon ausgegangen, dass der zweite Verbindungsabschnitt
durch das SIP/WLAN Protokoll geprägt ist. Die SIP Signalisierungsnachrichten
werden damit von der Einrichtung MCF vom Endgerät des Teilnehmers A entgegengenommen,
und zum Endgerät
des Teilnehmers B übertragen.
Das WLAN Protokoll fungiert dabei als Träger der SIP Signalisierungsnachrichten.
Spezielle Vorkehrungen sind beim WLAN Protokoll nicht zu treffen.
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Das
Endgerät
von Teilnehmer B soll gemäss
vorliegendem Ausführungsbeispiel
nach Betätigen
des Knopfes über
das GSM Protokoll an die Einrichtung MCF angebunden werden und mit
dem A-TLN kommunizieren können.
Hierzu sind im ISUP und GSM Protokoll ebenfalls ein neuer Identifier
ID vorzusehen.
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Zunächst wird
ein neuer ISUP Parameter (MCF call leg Identifier Parameter) gemäss ITU-T:Q763 Empfehlung
definiert (Tab 2):
signal:
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Filler
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- In case of an odd number of address signals, the filler
code 0000 is inserted after the last address signal.
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Tab 2
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Hierbei
erlaubt die Q.763 Empfehlung die nationale Verwendung von Werten
zwischen 1111 1111 und 1100 0001 für den Wert des Parameters.
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In
der Einrichtung MGCF (siehe 2) wird
nun das SIP Protokoll in das ISUP Protokoll umgesetzt. Dabei wird
der Identi fier des SIP Protokolls in den Identifier des ISUP Protokolls überführt. Der
Identifier des ISUP Protokolls soll ebenfalls in den Protokollelementen
IAM, ACM, ANM, CON, CPG vorgesehen werden.
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Die
Umsetzung (mapping) zwischen SIP und ISUP Protokoll und umgekehrt
kann beispielhaft folgendermassen erfolgen:
Der Parameter „MCFCall-legIdentifier:1234" gemäss SIP Protokoll
wird zu:
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Ein
derart definierter ISUP Parameter ist dann noch über die Luftschnittstelle an
des UE Mobilfunk Interface (GSM Protokoll) zu übergeben. Dies erfolgt gemäss der Empfehlung
TS 04.08 3GPP TS 04.08 V5.20.0 (2003-07) in bekannter Weise. Der
Identifier ID wird gemäss
Definition im ISUP Protokoll (Q.763) auf einfache Weise wiederverwendet
und übernommen.
Der Identifier des GSM Protokolls soll nun ebenfalls in den Protokollelementen
SETUP, Alerting, connect, progress vorgesehen werden.
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Die
Umsetzung/Überführung (mapping)
zwischen ISUP und UE Interface und umgekehrt kann gemäss TS 04.08
3GPP TS 04.08 V5.20.0 (2003-07) Empfehlung erfolgen. Hierbei wird
der Parameter einfach in den bestehenden Nachrichten auf TCAP und
umgekehrt weitergereicht.
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Schliesslich
kann noch der Fall eintreten, dass auf dem Abschnitt zwischen der
Einrichtung MCF und dem Endgerät
des Teilnehmers B ein ISDN Protokoll (Q.931) Anwendung findet. Auch
hier erfolgt – wie
im Falle des GSM Protokolls – eine
einfache Wiederverwendung und Übernahme
der Parameter des ISUP Protokolls (Q.763). Der Identifier des ISDN
Protokolls soll nun ebenfalls in den Protokollelementen SETUP, Alerting,
connect, call proceeeding vorgesehen werden.
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Die
Umsetzung (mapping) zwischen ISDN und ISUP und umgekehrt kann durch
einfaches Weiterreichen der Parameter in den bestehenden Nachrichten
erfolgen.
