TW521530B - Call control network, access control server and call control method - Google Patents

Description

[發明範疇] 本發明係有關一種呼叫控制網路，用以對來去於行動通 Λ、罔路間的通訊提供呼叫相關功能且包含多個存取網路。 本發明亦係關於此種呼叫控制網路的一種存取控制伺服器 以及關於一種呼叫控制方法。 [發明背景] 圖2顯示互連至通訊網路3〇及4〇之系統之示意結構。互連 係藉連接層10以及控制層2〇處理。連接層1〇具有所謂的媒 體閘道器（MG) 11及13，其處理介於通訊網路3〇與4〇間的呼 叫的呼叫内容或有效負載的傳輸。連接層1〇的媒體閘道器 Π及13基於適當傳輸架構處理資料，適當傳輸架構可爲以 STM(同步傳輸模式）爲基礎、以ΑΤΜ(異步傳輸模式）爲基礎 或以IP(網際網路協定）爲基礎，僅舉出其中少數例。控^ 20提供呼叫相關功能例如實際呼叫控制功能（例如階段作^ 官理、屺帳等）以及網路服務功能（亦即智慧型網路服務）及 其它網路應用功能。 傳統上電話網路的通訊係採電路交換方式。兩 、 电路X換是 一種技術，其中介於兩個終端設備間的呼叫連結對鹿於一 組規定實體設施的佈署，該佈署提供某種頻貧人 - ^ ，、見或傳輸能力 的傳輸路徑。此等設施於該次呼叫的持績時 ' · /、f間係由使用 者（終端設備）所專用。電路交換構想爲業界眾 1厂吓Η知在此 無需進一步詳細説明。 傳統行動通訊系統（例如GSM)也採用電路夺说 人換。但近年 來的發展引進所謂的封包交換用於通訊網路姓 吩符Μ用於行動 -4-

本紙裱尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 521530 五、發明説明（ 通訊網路。封包交換表示 k Λ系統在各使用者間傳遞資^ ，係經由傳輸各自包含的部 ^ Λ a、、本山人入口口 ^ ^ 刀貝詋的封包順序。若該資訊 热去肷合入單一封包，目|丨双… d發迗終端設備將該資訊劃分 一系列多個封包，該系列路徊 … 夕個封包重新組裝成爲訊息。 和 透過電路交換進行封包交換的優點爲對該次通訊 時間實體設施無需專屬於某個通訊的使用者，因而讓網: 使用上更有政率。換q於電路交換，實體設施（例如幹 上的預定量頻寬）保留料特定電路交換連結，即使相關通 訊之使用者並未交換資訊時亦如此。於封包交換通訊，傳 輸設施僅於需要時使用，換言之若有資訊欲轉送時才選用 。由於頻寬係行動通訊系統的極爲重要資源，因此使用封 包交換來更有效率利用頻寬重要性極高。 結果未來行動通訊系統將採用封包交換。其中一例爲、雨 用封包無線服務（GPRS) 1 、 •行動通訊系統新發展的問題是與電路交換技術的相容性 問題。換言之，希望某個行動通訊系統可支援電路交換通 訊以及封包交換通訊二者。如此有效表示行動通訊系統= 含多個所謂的存取網路，此處部分存取網路係以封包交換 爲基礎，而巧它存取網路係以電路交換爲基礎。但如此導 致呼叫控制層結構複雜，原因在於必須妥善管理於各存取 網路操作的來去於行動站台間的呼叫。 [發明目的] 本發明目的係提供一種於行動通訊網路控制令叫的有咬 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 裝 訂 521530 A7 —___ B7 五、發明説明（3 ) 乎叫控制網路，此處該行動通訊網路包含至少一個電路交 換存取網路以及至少一個封包交換存取網路。 [發明概要] 此項目的可經由獨立項第1，6及1 〇項所述主旨予以解 决。有利的具體實施例説明於第2至5以及第7至9各項附 屬項。 根據本發明提供一種電路交換通訊用存取控制系統以及 存取控制伺服器，提供介於一方面爲電路交換存取網路以 及它方面爲呼叫控制系統或呼叫控制功能間的交互工作功 能，此處該呼叫控制系統係設置成對封包交換通訊提供呼 叫相關功能。係經由讓存取控制系統或伺服器與呼叫控制 系統通訊’該呼叫—制系統係基於控制封包交換通訊的呼 叫控制協定，此處存取控制伺服器結束該協定。它方面， 存取控制系統或存取控制伺服器與電路交換存取網路通訊 ’該網路係以第二呼叫拴制協定用以控制電路交換通訊。 藉此方式，可應用由呼叫控制系統提供的呼叫相關功能 ’呼叫控制系統設置成提供此等功能給封包交換通訊以及 電路交換通訊二者。因此無需設置二並聯控制系統，其中 一個系統用於電路交換通訊，而另一系統用於封包交換通 訊’此處二並聯呼叫控制系統將產生重疊功能。反而根據 本發明可最適當使用一個（集中式）呼叫控制系統 幸父佳’用於處理電路交換通訊關聯的呼叫控制相關發訊 用的存取控制系統或存取控制伺服器本身可對此種電路交 換通訊產生以及提供預定呼叫相關功能。換言之，某些呼 -6- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公董） 521530 A7

叫能係由呼叫控制系統提供，而其它呼叫相關功能 換存取控制系統提供。較佳經由電路交換存取 控制系統提供的呼叫相關功能爲關聯電路交換通訊存取特 異性功能。 于 圖式之簡單説明 由後讀佳具體實施例之詳細説明將更容易瞭解本發明

’後又死明僅供舉例說明之用而非意圖囿限本發明之範圍 ，此處説明係參照附圖，附圖中 圖1顯示根據本發明設置之呼叫控制網路之示音 圖， 〜…見 圖2顯示連接層以及控制層的示意結構， 裝 圖3顯示本發明之詳細具體實施例，以及 圖4顯示協定層疊實例。 [發明之詳細說明] β 圖1心根據本發明之呼叫控制網路之示意综覽圖。顯示 行動通讯網路30與通用交換電話網路GSTN 40利用連接層 10連接。較佳連接層ίο係以ip爲基礎。 θ 行動通訊網路30包含多個存取網路31，32及33，此處存 取網路31爲封包交換網路，存取網路33爲電路交換網路了 以及存取網$32支援封包交_以及電路交換二者。當然如 此僅爲其中—例’可設置更多或更少的存取網路。呼叫抑 制層包含電路交換(CS)存取线22以及封包交換（ps)存取： 統21，此處封包交換存取控制系統21處理關聯封包交換存 取網路的呼叫控制相關發訊，以及電路交換存取控制系統

521530 A7 __— B7 五、發明説明（5 ) 22處理關聯電路交換通訊的呼叫控制相關發訊。須注意圖1 虛線表示發訊，而實現表示内容或有效負載。 此外’呼叫控制網路包含呼叫控制系統23用以提供封包 父換通訊的呼叫相關功能。圖1額外顯示GSTN存取控制系 統24，其處理關聯屬於GS丁N40的多個GSTN存取網路4Ί-43 之呼叫控制相關發訊。 根據本發明，電路交換存取控制系統22與呼叫控制系統（ 偶爾也稱作呼叫控制領域）23基於呼叫控制協定通訊用以控 制封包X換通訊，此處該協定係由電路交換存取控制系統 22結束。呼叫控制系統23使用該協定來與封包交換存取控 制系統2 1互動。因此，經由藉此方式配置c s存取控制系統 22與呼叫控制系統23間的通訊，cs存取控制系統22對呼叫 控制系統23的「表現」類似PS存取控制系統。換言之，由 呼叫控制系統23的觀點視之，僅處理封包交換通訊，故啤 叫控制系統無需任彳可電路交換特定控制功能。全部需要的 電路交換特定功能係於C S存取控制系統22執行，它方面， CS存取控制系統22較佳未重複任何呼叫控制系統23提供的 任何功能。換言之，呈現高度有效且簡化的結構。 CS存取控制系統22與電路交換存取網路33借助於設計用 以控制電路g換通訊的第二，呼叫控制協定而通訊，此處此 種第二呼叫控制協定也被CS存取控制系統22結束。CS存取 控制系統介於電路交換存取網路33與呼叫控制系統23間交 互工作，因此至少部分由呼叫控制系統23提供的呼叫相關 功能也可應用至與電路交換存取網路3 3間從事的電路交換 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 521530 A7 B7 6 ) 五、發明説明（ 通訊。 須注意f’交互工作’，一詞包含將根據一種協定發送的資訊 單純重新封包或重新加訊框而成爲多個其它協定的協定資 料單位（PDU)。交互工作也可更複雜，包含於由存取網路33 發送此等資訊給呼叫控制系統23之前操縱此等資訊，或反 之亦然。須注意此種操縱的精確細節係屬本發明範圍之外 ，原因在於此等操縱須仰賴存取網路33以及呼叫控制系統 23使用的標準。藉此方式，此種操縱可如特定應用所需而 視需要實施。 由於前述配置結果，存取網路33具有電路交換連結的完 整呼叫控制功能，即使實際上至少部分功能係由呼叫控制 系統23提供亦如此。呼叫控制系統23設置用於對封包交換 通訊提供呼叫相關功能。呼叫控制系統23未查覺其正在提 供此種功能給電路交換通訊，原因在於cs存取控制系統22 的通訊類似封包交換存取控制系統般。 除了提供電路交換存取網路33與呼叫控制系統幻間的交 互工作功能之外，CS存取控制系統22較佳本身也產生且提 供電路叉換通訊的特異性預定呼叫相關功能。換言之，任 何需要的或期望的呼叫相關功能但未由用於以存取控制系 統22與呼叫今制系統23間使用的呼叫控制協定支援的該等 呼叫相關功能將由CS存取控制系統22本身提供。此種額外 功旎典型馬存取特異性功能，特別無線資源管理以及行動 能力處理功能。可由CS存取控制系統22實施的無線資源特 色例如有官理高速賓路交換資料（HCSD)或提升多階優先以

521530 A7 B7 五、發明説明（7 ) 及先買服務。行動管理特色例如有區域服務或支援侷限的 服務區。 現在將藉圖3説明更進一步實例。圖1及2之相同參考編號 表不圖3的相同或相當結構。貫線表不内容或有效負載’而 虛線表示發訊。 參考編.號300表示例如UMTS系統的無線網路控制器 (RNC)或GSM系統的基地台控制器（BSC)。設置媒體閘道器 11及13用於介於RNC 3 00與通用交換電話網路（GSTN) 400間 傳遞使用者資訊。 圖3實例中，假說封包交換通訊係符合GPRS(通用封包無 線服務），GPRS爲眾所周知因此無需詳細説明。電路交換通 訊之假設符合標準GSM。 用於處理封包交換通訊關聯的呼叫控制相關發訊之存取 控制系統（或存取控制領域）包含SGSN伺服器（服務GPRS支 援節點伺服器）、位在家庭的暫存器（HLR) 212以及GGSN(閘 • 道器GPRS支援節點）213。須注意本例中，SGSN被劃分成 爲執行全部呼叫控制功能的SGSN伺服器、以及進行有效負 載傳輸用的媒體閘道器。當然本發明非僅限於此種配置， 任何適當或期望的配置皆可選用。SGSN伺服器2 11控制媒 體閘道器11吟封包交換通訊，此處SGSN伺服器211係根據 例如ITU-T標準H.248透過連結而與MG 11通訊。HLR 212儲 存用户相關資料，.讓SGSN伺服器可執行GPRS用户行動管 理等。 處理電路交換通訊關聯的呼叫控制相關發訊用之存取控 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 521530 A7 B7 五、發明説明（8 ) 制系統22包含存取控制伺服器22 1，該伺服器也稱作爲無線 存取網路閘道器或無線存取網路媒體閘道器控制器（RAN MGC)。RAN MGC 221包含訪客位置所在暫存器（VLR)，CS 存取控制系統22也包含HLR 223。VLR 222以及HLR 223相 當於眾所周知的GSM具有同等名稱的暫存器。RAN MGC透 過媒體閘道器11控制通訊，例如也借助於H.248發訊給MG 11控制通訊。 裝 呼叫控制系統或呼叫控制領域23包含呼叫狀態控制功能 (€3€卩）232及235，媒體資源功能（1^1^) 233及234，使用者 行動性系統/家庭用户系統（UMS/HSS) 231以及236，此等功 能包含確認、授權 > 會計資料庫.。須注意圖3實例中，呼叫 控制系統23爲多媒體呼叫控制領域，表示媒體資源功能233 ，234可處理媒體呼叫流俾對用户提供會議呼叫。 GSTN存取控制系統24包含控制媒體閘道器13的GSTN媒 體閘道器控制器241，244，以及通訊發訊給GSTN 400的發 •訊閘道器（SG) 242，243。 濟 可知公用呼叫控制系統或呼叫控制領域提供給以封包交 換爲基礎的多媒體（GPRS)終端裝置以及電路交換終端裝置 二者，此等終端裝置係透過無線網路控制器300而與呼叫控 制網路通訊。須注意所述呼叫控制架構當然不僅適用於完 全電路交換的或完全封包交換的終端裝置，同時也可應用 至可採用電路交換以及封包交換二者的終端裝置。例如也 包括採用電路交換進行語音通訊以及封包交換進行多媒體 通訊的終端裝置。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 521530 A7 B7 五、發明説明（9 ) 多媒體終端裝置透過GPRS存取控制系統2 1連結至呼叫控 制領域23，此處GPRS存取控制系統2 1以透明作業方式由終 端裝置前傳呼叫控制發訊给呼叫控制領域23。使用者裝備 與CSCF 235間的通訊係基於對談初始化協定（sip)及例如述 於IETF RfC第2543號、或基於任何其它適當以;^爲基礎的 通訊協定。CSCF 235可被視爲SIP伺服器或SIP代理快取伺 月艮器。 電路交換終端裝置透過CS存取控制系統22而連結至呼叫 控制領域23。RAN MGC結束CS呼叫控制發訊協定，且將該 協定轉成以IP爲基礎的呼叫控制通訊協定（例如SIP)。舉例 言之，RNC 300與RAN MGC 221間的通訊可根據 BSSMAP/RANAP(基地台系統應用部分/無線存取網路應用 部分）進行。 圖4顯示可用於本發明之通訊協定結構範例。如已知，行 動管理層以及無線資源層係結束於使用者裝備（UE)及無線 •存取網路閘道器（RAN GW)或RAN MGC，此處BSC/RNC(基 地台控制器/無線網路控制器）可傳譯此等行動管理協定以及 無線資源協定。又使用者裝備使用的高於MM/RR層的協定（ 例如直接傳輸應用協定DTAP)係結束於RAN GW。RAN GW 將DTAP呼叫控制傳譯成SIP呼叫控制裝置。 如圖3可知，CSC5F 232與GSTN MGC 241間的呼叫控制協 定亦屬SIP，如圖4所示，以及最終例如GSTN閘道器將SIP 呼叫控制傳譯成ISUP呼叫控制（ISDN使用者部分）。 由於前述配置，RAN MGC係以BSSMAP/RANAP通訊至 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 521530 A7 B7 五、發明説明（10 ) RNC/BSC，RAN MGC係以DTAP通訊至UE，以及以SIP通訊 至CSCF。因此顯然類似MSC(行動交換中心）前傳RNC/BSC 以及UE。它方面又類似GGSN/UE前傳CSCF。 RAN MGC功能的執行較佳爲RR/MM層相依性特色係於 RAN MGC實施，而RR/MM層非相依性特色（係由SIP支援） 係於CSCF實施。RR/MM相依性特色換言之無線資源管理以 及行動處理的特異性特色已經説明如前；而RR/MM非相依 性特色例如對談/連結監控、記帳、智慧型網路服務（例如呼 叫等待、呼叫前傳、呼叫截取等）以及一般網路應用功能。 經由此種配置，電路交換終端或UE可被視爲行動交換中 心（MSC)，MSC爲目前GSM系統眾所周知，以及多媒體呼叫 控制領域23可被視爲GGSN以及UE，彷彿電路交換使用者 裝備爲封包交換多媒體終端而透過封包交換存取控制系統 來存取呼叫控制領域。 RAN MGC的細節實務不僅與存取網路及呼叫控制系統採 '用的特定標準有關，同時也與預定支援功能有關。此種期 望功能可視所需對特定應用用途選擇及執行。後文將舉出 多個簡單實例供舉例説明之用。 第一例中，系統配置成全部多媒體通訊皆爲封包交換通 訊，而電路交换支援僅擴充至語音服務。此種情況例如有 \ 個網路操作員，他只有GPRS(封包交換）家庭用户，但希望 至少能提供語音服释來漫遊使用電路交換裝備的各用户。 用於語音服務，來自行動站的（非合規頻帶）呼叫控制發訊止 於RAN MGC。RAN MGC將DTAP控制發訊轉成SIP控制發 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 521530 A7 B7 五、發明説明（11 ) 訊前傳給CSCF。CSCF處理呼叫發訊。呼叫發訊方的編號載 於DTAP控制發訊。有效負載依據RNC所支援的格式而定， 可於RAN MGC被轉成RTP(即時協定）格式。 就服務訂購處理而言，換言之於多媒體呼叫控制領域提 供補充服務例如智慧型網路服務，有多個選項可用於特異 性處理關聯的服務查詢請求。例如當有來自行動站的查詢 時，RAN MGC查詢多媒體呼叫控制領域的UMS/HSS伺服器 。或當查詢係來自於行動站時，RAN MGC查詢HLR。HLR 查詢UMS/HSS伺服器，且將查詢結果送返RAN MGC(注意 圖3的HLR 223與UMS/HSS 231間的發訊連結）。當管理新服 務時，UMS/HSS伺服器二者皆被更新。 用於行動管理，RAN MGC配置適當封包交換位址，例如 電路交換用户的IP位址，此處CSCF借助於使用者行動系統 (UMS)資料庫而跟蹤此IP位址，因此電路交換用户可被視同 封包交換用户般處理。當用户IP位址變更時，CSCF才需更 • 新。它方面，RAN MGC追蹤用户的所在位置區域，換言之 用户於存取網路的實際所在位置。 雖然已經基於多個特定實例説明本發明，但此等實例僅 供更明確説明本發明之用而非意圖囿限其範圍。申請專利 範圍的參考編號也係爲了獲得更明確瞭解本發明之用而絕 V · 非意圖囿限其範圍。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1. ^1530 C8 ---___ —__D8 、申請專㈣n ' ~^ 1. -種於-個行動通訊網路（3_制呼叫之呼叫控制網路 ’該行動通訊網路包含至少一種支援電路交換通訊的電 路交換存取網路（33)、以；^ $ ,j、 ^ ^ α 一 ν ^ 以及至少一種支挺封包交換通訊 的封包交換存取網路（31，32)，其包含 -一個呼叫控制系統（23)，其係用於提供封包交換通訊 的呼叫相關功能，配置成可根據封包交換通訊的第一呼 叫控制協定（SIP)發送與接收呼叫控制資訊.， ——個第一存取控制系、统（21)，其係、用以處理於該行動 通訊網路（30)與行動站台間關聯封包交換通訊的呼叫控 制相關發訊，以及 -一個第二存取控制系统（22)，其係用以處理於該行動 通訊網路（30)與行動站台間關聯封包交換通訊的呼叫控 制相關發訊，其中該第二存取控制系統（22)係配置成經 由使用第一呼叫控制協定（Sip)而與呼叫控制系統（23)交 換呼叫控制資訊，此處第二存取控制系統（22)結束第一 呼叫控制協足（SIP)，以及其中第二存取控制系統（22)係 設置成經由使用電路交換通訊的第二呼叫控制協定 (RANAP/BSSAP)而與電路交換存取網路（33)交換呼叫控 制資訊，此處第二存取控制系統（22)結束第二呼叫控制 協定（RANAP/BSSAP)，以及第二存取控制系統（22)具有 交互工作^力能，因此至少部分由呼叫控制系統（23)提供 的呼叫相關功能也應用至電路交換通訊。 2. 如申請專利範圍第1項之呼叫控制網路，其特徵在於該呼 叫相關功能包含呼叫控制功能、網路服務功能以及網路 -15- I紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公愛y (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂 - -------- I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣

   A8 B8 C8 D8 ^、申請專利範圍 ~^ "~ 應用功能中之一或多者。 3 .如申明專利範圍第1或2項之呼叫控制網路，其特徵在於 該第二存取控制系統（22)本身對電路交換通訊產生以及 提供預定呼叫相關功能。 4. 如申請專利範圍第3項之呼叫控制網路，其特徵在於該預 土呼叫相關功说爲電路父換通訊之存取特異性功能。 5. 一種存取控制伺服器（22 1 )，該存取控制伺服器係用於行 動通訊網路（30)處理，與行動站台進行電路交換通訊相 關的呼叫控制相關發訊，其中該行動通訊網路（3〇)包含 至少個支援電路父換通說之電路交換存取網路（3 3)， 其中。亥存取控制伺服备（2 2 1·)係設置成連結至呼叫控制系 統（2 3)’用以對封包父換通訊挺供呼叫相關功能，該呼 叫控制系統（2 3)係設置成可根據封包交換通訊的第一呼 叫控制協定（SIP)發送以及接收呼叫控制資訊，以及該存 取控制伺服器（22 1)係設置成經由使用第一呼叫控制協定 (SIP)而與呼叫控制系統（2 3)交換呼叫控制資訊，此處該 存取控制伺服器（22 1)結束第一呼叫控制協定（sip)，以及 其中該存取控制词服器（22 1)進一步設置成連結至電路交 換存取網路（3 3)，以及設置成對電路交換通訊使用第二 呼叫控制協定（RANAP/BSSAP)而與電路交換存取網路 (3 3)交換呼叫控制資訊，此處該存取控制伺服器（22 1)結 束第二呼叫^制協定（RANAP/BSSAP)以及具有交互工作 功能，因此至少部分由呼叫控制系統（23)提供的呼叫相 關功能也被應用至電路交換通訊。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521530 A8 B8 C8 — __ _ D8 • ---------—--- —---------- 六、申請專利範圍 6·如申請專利範圍第5項之存取控制伺服器，其特徵在於該 呼叫相關功能包含呼叫控制功能、網路服務功能以及網 路應用功能中之一或多者。 7 ·如申請專利範圍第5或6項之存取控制伺服器，其特徵 在於其本身對電路交換通訊產生及提供預定呼叫相關 功能。 8. 如申請專利範圍第7項之存取控制伺服器_，·其特徵在於該-預定相關功能爲電路交換通訊之存取特異性功能。 9. 一種行動通訊網路（30)之呼叫控制方法，該行動通訊網 路（3 0)包含至少一個支援電路交換通訊之電路交換存取 網路（33)，該方法包含 -於一個呼叫控制系統（23)提供封包交換通訊之呼叫相 關功能，該呼叫控制系統係配置成對封包交換通訊可根 據第一呼叫控制協定（SIP)發送與接收呼叫控制資訊， -於存取控制系統（22)處理於電路交換存取網路（33)與行 動站台通訊的電路交換通訊關聯的呼叫控制相關發訊， -經由使用第一呼叫控制協定（SIP)而介於存取控制系統 (22)與呼叫控制系統（23)間交換呼叫控制資訊，此處該存 取控制系統（22)結束第一呼叫控制協定（SIP)， - 經由對電路交換通訊使用第二呼叫控制協定 (RANAP/B|SSAP)，介於存·取控制系統（22)與電路交換存 取網路（33)間交換呼叫控制資訊，此處第二存取控制系 統（22)結束第二呼叫控制協定（RANAP/BSSAP) ’以及 -於該存取控制系統（2 2)提供交互工作功能’因此至少 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- -----線 ------------