CN1611084A - 电路交换通信和分组交换通信 - Google Patents

Abstract

通信系统包括：网络，具有第一网络接入点和第二网络接入点，并且能够通过例如分组交换承载和电路交换承载在第一网络接入点与第二网络接入点之间传送数据；以及第一终端，可以连接到第一网络接入点；第二终端，可以连接到第二网络接入点，每个终端能够作为单个逻辑通信装置同时支持通过网络与另一个终端的分组交换连接和电路交换连接。

Description

电路交换通信和分组交换通信

技术领域

本发明涉及在诸如移动电话系统的通信系统内建立连接。

背景技术

图1是一种形式的通信系统的简化示意图。图1所示的结构基于第三代(3G)UMTS移动通信系统体系结构。图3所示的结构包括可以通过网络3进行通信的用户设备或终端(UE)1、2。利用无线电，每个终端分别与网络进行通信，并通过无线电接入网(RAN)4、5，接入网络3。网络3在各终端之间提供两种形式的通信。通过移动交换中心(MSC)6、7，在无线电接入网4、5之间实现例如用于进行话音通信的电路交换连接。通过服务GPRS支持节点(SGSN)8、9和网关GPRS支持节点(GGSN)10、11，在无线电接入网之间实现例如用于进行数据连接的分组交换连接。

按照惯例，在在两个终端之间建立连接时，根据建议连接的性质，例如要求的数据速率和可以容许的延迟量，终端决定是建立分组交换连接，还是建立电路交换连接。两种连接中的任何一种连接可以满足某些应用。例如，在许多情况下，可以通过电路交换连接或分组交换连接(例如，利用SIP或H.323协议)，令人满意地承载话音业务。特别是利用分组交换连接，通过该链路可以承载一种形式以上的数据，因此可以同时承载(例如)话音数据和图像数据。这样提供了实现诸如点击通话(click-to-talk)、白板以及聊天的高级业务的方便方式。

然而，分组交换话音较新。在大多数现有网络中，几乎仅通过电路交换链路承载话音业务，因为例如由于对于话音业务可能存在过大的延迟，在这些网络中，不能确保分组交换链路提供足够高质量的业务。可以预期，在未来的网络中，可以以允许上述所列类型的高级业务的业务水平，承载分组交换业务，以通过分组交换链路可靠支持它们。然而，与此同时，随着对这种高级业务的需要的增长，需要在更高容量的分组交换网普遍可用之前，弥补该缺陷，并容许通过更传统的网络提供这种高级业务。

此外，即使在可以采用更高容量的网络时，仍可以预料，在许多情况下，可以采用电路交换信道和分组交换信道。本发明的发明人已经注意到，为了使通过网络的两个部分使用的带宽平衡，在对可用形式的信道分配连接过程中具有附加灵活性是很有助益的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种通信系统，该通信系统包括：网络，具有一个第一网络接入点和一个第二网络接入点，并且能够通过一个第一承载和一个第二承载在第一网络接入点与第二网络接入点之间传送数据；以及能够连接到第一网络接入点的第一终端和能够连接到第二网络接入点的第二终端，每个终端能够作为单个逻辑通信装置同时支持通过网络与另一个终端的第一类型连接和第二类型连接。

根据本发明的第二方面，提供了一种通过一个通信系统在一个第一终端与一个第二终端之间进行通信的方法，所述通信系统包括一个网络，该网络具有一个第一网络接入点和一个第二网络接入点，并且能够通过分组交换承载和一个电路交换承载在第一网络接入点与第二网络接入点之间传送数据，该方法包括：第一终端连接到第一网络接入点；第二终端连接到第二网络接入点；以及每个终端作为单个逻辑通信装置同时支持通过网络与另一个终端的分组交换连接和电路交换连接。

第一承载优先是分组交换承载，而第一连接的类型是分组交换。第二承载优先是电路交换承载，并且第二连接的类型是电路交换。

各终端最好被配置为利用如下步骤执行同时建立分组交换连接和电路交换连接的操作：建立电路交换连接；以及利用电路交换连接，每个终端将其分组交换地址发送到另一个终端。然后，优先配置各终端以利用通过电路交换连接发送的分组交换地址，建立分组交换连接。

作为一种选择，配置各终端以执行利用如下步骤同时建立分组交换连接和电路交换连接的操作：建立电路交换连接；以及每个终端与网络的代理服务器进行通信，以从代理服务器获得另一个终端的分组交换地址。然后，设置每个终端以将另一个终端的网络地址提供给各代理服务器，并配置代理服务器以响应该地址提供该另一个终端的分组交换地址。网络地址可以是E.164号。适当配置该终端以利用该代理获得的分组交换地址，建立分组交换连接。代理可以是SIP代理。

分组交换地址适于是因特网协议地址。

利用用户对用户信令(UUS)，可以将分组交换地址发送到各终端。利用会话描述协议(SDP)，可以将分组交换地址发送到各终端。利用SDP协议，可以方便地对利用UUS发送的消息进行编码。

可以配置各终端以执行利用如下步骤同时建立分组交换连接和电路交换连接的操作：建立分组交换连接；以及利用分组交换连接，每个终端将其电路交换地址发送到另一个终端。然后，可以配置各终端以利用通过分组交换连接发送的电路交换地址，建立电路交换连接。

电路交换地址优先是移动用户综合业务数字网身份(MSISDN)，即E.164号。

适当地，利用会话启动协议(SIP)，发送电路交换地址。

网络优先是移动通信网。各终端优先是移动终端。各终端最好能够通过无线电接口与网络进行通信。网络和/或终端可以根据GSM、GPRS或UMTS系统或其变形工作。网络可以包括一个或者多个核心网。

附图说明

现在，将参考附图，利用例子，说明本发明，附图包括：

图1是通信网的原理图；

图2示出用户设备终端的简化功能体系结构；

图3示出建立白板通信会话期间的消息流；

图4示出持续进行通信会话期间的消息流；

图5示出用户设备终端的另一个简化功能体系结构；

图6示出在持续进行分组交换通信会话期间电路交换连接执行的消息流。

具体实施方式

以下将参考3G网络体系结构，利用例子说明本发明。然而，显然，本发明可以应用于其他任何适当形式的网络。

通信业务的用户开始要求的许多增强型业务采用对延迟要求高的数据(例如话音信息)和相关联的对延迟要求不那么高的数据。这种对延迟要求不那么高的数据的例子包括支持点击通话业务的图像、可以在白板业务中共享的图画以及用于支持聊天业务的关于参与者的动作的支持数据。在所有这些情况下，应当按正常情况以最小延迟承载话音数据，但是该支持数据可以容许更大的延迟。如下所述，利用公共端点或终端之间的同时电路交换链路和分组交换链路可以方便地支持这些业务。在图1所示的图解形式的网络内可以实现这种配置，但是该网络具有下述体系结构和能力的终端/用户设备和网络端部件。

图2示出适于用作图1所示体系结构中的UE 1、2，并且有助于在公共端点之间实现同时电路交换链路和分组交换链路的终端的功能体系结构。体系结构的上层20是用户界面，它用于处理下层部件与用户之间的交互。用户界面20的下面是运行在终端上的应用程序21。在该例子中，应用程序是可以支持增强型或“增强式呼叫(rich call)”业务的应用程序。应用程序的下面是根据分组交换需求或电路交换需求格式化呼出数据或处理呼入数据的各层。在该例中，分组交换(PS)层包括上方的因特网协议(IP)层22和网关通用分组无线电业务(G-GPRS)层23。利用CS协议层24处理电路交换(CS)处理过程。PS层和CS层实际上是并行的。PS层和CS层的下面是到3G宽带CDMA(W-CDMA)的无线电接口。

在提供增强式呼叫的过程中，增强式呼叫应用程序(RCA)21既可以与PS专用功能块22、23通信，又可以与CS专用功能块24通信。RCA协调使用CS连接和PS连接，并且在业务使用时，它通过用户界面提供一致的用户经历。

在图2所示类型的一个终端利用增强式呼叫业务与另一个这种终端通信时，每个终端的用户分别激活相应终端上的应用程序21，以支持该业务。通过网络3，该应用程序互相进行协商，以确定如何提供该业务。一种可能配置是各终端同意，通过各终端之间的电路交换连接发送诸如话音数据的对延迟要求高的数据，并通过同样的各终端之间的分组交换连接发送诸如相关的可视数据或描述数据的对延迟要求不那么高的数据。一旦各终端确定它们二者均支持这种配置并同意开始进行通信，则该终端通过网络建立同时的电路交换连接和分组交换连接，然后，开始进行通信以提供该业务。

一种通过其可以实现PS连接的优选方法是因特网协议(IP)。在这种情况下，各终端应该知道对方使用的IP地址和端口号，以建立组合CS和PS连接。例如，可以在使用用户对用户信令(UUS)的终端之间通信该信息。一种特定方法是使用RFC-2327定义的会话描述协议(SDP)。

例如，如果用户决定在传统呼叫过程中激活增强型业务，则可以在呼叫建立过程中，或者在之后的呼叫过程中，发送关于终端的IP地址等的信息。在正常情况下，优先采用前者方法。

将参考图3说明建立过程的例子。图3所示的例子示出在被称为Ann(A)的用户与被称为Bob(B)的用户之间建立白板会话(whiteboard session)的过程。图3示出A的终端30和B的终端31。每个终端分别包括：增强式呼叫应用程序32、33；IP堆栈34、35，用于处理PS通信；以及CS协议处理配置36、37，用于处理CS通信。通过网络的移动交换中心38，连接各终端以进行CS通信。为了简单起见，未示出网络的PS单元。

在该例中，假定两个终端初始具有带有分配的IP地址的活动PDP上下文。否则，可以在进行后面的建立过程之前，配置该活动PDP上下文。

在图3所示的过程中，Ann的终端显示Ann在其上进行点击以启动呼叫的图标。RCA32翻译该请求并确定优先利用CS连接满足呼叫请求。因此，终端30与终端31以步骤41至50所示的正常方式进行通信，从而在各终端之间建立CS呼叫，并打开使用CS承载信道的话音通路。

在建立呼叫期间，通过UUS，各终端互相适当交换SDP信息。

然后，Bob决定打开白板会话(在51)。RCA33确定应该优先采用并行CS连接和PS连接以满足话音和白板数据的需要。因此，应用程序33对IP堆栈35发送信号以启动白板会话(在52)。在知道终端30的IP地址的情况下，终端31对终端30发送信号以邀请它通过并行PS链路启动白板会话(在53)。IP堆栈34向RCA32表明将请求进行白板会话(在54)。通过终端30的用户界面，Ann指出她接受白板会话(在55)。RCA32向IP堆栈表明将接受请求(在56)，然后，IP堆栈34将200OK消息返回IP堆栈35(在57)，IP堆栈35(在58)对RCA指出建立了白板会话。然后，可以利用分组交换承载信道，继续进行白板会话，如59所示。

如图4所示，通过Ann请求与Bob预定会议，可以继续进行会话。为此，如60通常示出的那样，通过使用进一步的PS交换来交换会议信息。该交换过程不产生59所示形式的正在进行的通信会话/信道。

在要结束该呼叫时，Ann对RCA32发送要结束呼叫的信号(在61)。RCA对IP堆栈34发送要结束正在进行的白板会话的信号(在62)，并对CS协议36发送要结束CS呼叫的信号(在62、63)。以常规方式发送断开消息64、65。CS协议37通知未启动终止的一方的RCA35：呼叫将要断开(在66)。RCA35将结束白板会话通知IP堆栈36，并对CS协议确认断开呼叫(在67和68)。然后，以常规方式发送确认69、70、71。将CS连接和PS连接作为一个逻辑通信配置进行处理。连接的这种联动性意味着，该终端容易在一个连接终止时，终止另一个连接。

最终用户应用程序从用户的观点出发透明管理连接的数量和性质，因此对于用户，尽管这些连接的类型不同，仍可以容易地实现或断开连接。

图5和6示出另一种配置。在图5和6所示的实施例中，A和B的终端包括适配层80(请参考图5)。适配层允许对运行在该终端上的应用程序81透明地建立CS呼叫或PS呼叫。可以独立于其上运行的任何应用程序，在终端上设置适配层。适配层位于应用程序与CS通信层和PS通信层之间。在应用程序发出连接请求时，该适配层翻译该请求，并在适当时，将它发送到CS层或PS层。

图6示出具有图5所示体系结构的终端支持的操作的例子。在图6所示的例子中，假定两个终端90和91已经在利用分组交换连接(参考92)进行通信。各终端具有：应用程序层93、94；适配层95、96；IP堆栈97、98以及电路交换协议堆栈99、100。各终端可以通过MSC101对CS呼叫进行通信。

用户A决定启动与用户B的话音呼叫。用户A对她的终端的应用程序层93发送信号以指出应该启动话音呼叫(在102)。由于各终端已经在进行PS呼叫，所以，在该例中，假定应用程序层根据对PS连接适当的对方终端的地址(例如以SIP(会话启动协议)格式)，通过一个请求(例如，如图6所示格式化的)启动话音呼叫。适配层可以尝试通过PS链路启动话音呼叫。然而，在该例中，假定适配层决定应该采用CS承载。可以根据适配单元对网络能力的知识，进行该决定。如图6所示，通过IP堆栈97，适配层将SIPINVITE消息发送到B的终端。INVITE消息含有SIP参数，SIP参数指出应该使用CS承载，并且INVITE消息指出A终端的MSISDN(请参考103)。在呼叫的建立请求到达B的终端时，知道该MSISDN使B的终端能够识别呼叫。

B终端的适配层检测呼入的INVITE消息。由于INVITE消息的形式指出对呼入CS呼叫的请求，所以它利用包括终端B的MSISDN的200OK消息进行响应(请参考104)。知道终端B的MSISDN使终端A能够呼叫该MSISDN以建立即将发生的CS呼叫。

在具有终端B的MSISDN的OK消息到达终端A时，终端A的适配层95开始对该MSISDN建立呼叫(请参考105)。接收终端的适配层98将呼入呼叫的MSISDN与在步骤103接收的MSISDN进行比较。由于它们匹配，所以将呼入呼叫通知终端B的应用程序层100(在106)。应用程序层100以接受消息107进行响应，并且适配层98的应用层接受该CS呼叫以作为响应(在108)。然后，同时并且是在作为原始IP连接92的相同端点之间建立CS呼叫(在109)。

如果包括SIP代理(或CSCF)，可以采用同样的过程。

可以采用其他方法建立PS连接。

如果在电路交换呼叫中采用两个传统GPRS(通用分组无线电业务)终端，则它们分别知道对方的E.164号，但是不必知道GGSN分配的、对方的IP地址。在这种情况下，如果之后要与现有CS连接并行建立PS连接，则需要一种使各终端互相访问IP地址以及任何必要防火墙和/或代理遍历信息的装置。

在这种情况下，可以在进行CS呼叫的同时，使用最初对通过IP的话音呼叫(voice-over-IP call)设计的SIP协议(RFC-2543)。为了确定CS用户的SIP URL，最好有从E.164身份到SIPURL的预定映射。该映射可以采用预定逻辑，也可以将该映射存储为查找表。可以由网络内的SIP代理执行这种地址映射(图1中的120)。它可以实现简单映射表，它也可以采用必须通过搜索确定映射的更复杂数据库。在前者解决方案中，查找表可以列出对应于每个E.164号的SIP代理，例如：

E.164号        SIP代理                   操作员

+358 40        sip.soneragprs.fi         SONERA

+358 41        sipgw.teliagprs.com       TELIA

+130           mcigprs.com               MCI

在后者解决方案中，SIP代理可以利用DNS SRV记录实质上提供DNS(域命名服务)查询业务。

在CS呼叫期间，用户知道远程方的E.164地址。在起始终端上要启动对另一端的PS承载连接的应用程序利用E.164地址建立SIPINVITE(或SIP INFO)消息，并将它发送到本地SIP代理。目的地是另一方的E.164号(发送时带有标记，以指出该地址是电话号码，而不是用户名)，并且该本地代理利用其映射表(或更复杂解决方案)确定相应目的地SIP代理。将目的地SIP代理的身份返回起始终端。起始终端将INVITE(或INFO)消息发送到指出另一个终端的E.164身份的目的地代理。利用E.164身份，目的地代理确定对终端分配的SIP URL地址。然后，目的地代理可以利用其IP地址将该请求转发到所述另一个终端，并且通常可以象正常情况那样继续建立PS连接。请注意，目的地代理可以根据INVITE(或INFO)消息的有效负荷内不存在会话信息的事实，确定该消息未指出呼叫建立。

例如，根据剖析的有效负荷类型或要传输的数据的大小，可以应用适当的记帐过程。例如，可以使传送未压缩的大图像文件的费用比传送压缩的小图像文件的费用高。SIP代理还可以保持寄存业务，该业务可以根据一天中的时间、有效负荷类型等应用不同的功能。例如，用户可以定义如果他接收到GIF图像并且时间是在16:00之后，则将该图像转发到分配的电子邮件地址。

作为一种选择，SIP INVITE或INFO消息本身可被用于传送用户数据。

通过具体参考UMTS和GPRS系统，对本发明进行了说明。然而，本发明并不局限于这些系统。

本申请人提请注意，本发明可以包括在此明确公开的或未明确公开的特征中的任何特征或它们的组合或其概括，而不对本发明的任何一项权利要求的范围构成限制。显然，在本发明范围内，根据以上描述，本技术领域内的熟练技术人员可以对其进行各种修改。

Claims (29)

1.一种通信系统，该通信系统包括：

网络，具有一个第一网络接入点和一个第二网络接入点，并且能够通过一个第一承载和一个第二承载在第一网络接入点与第二网络接入点之间传送数据；以及

能够连接到第一网络接入点的第一终端和能够连接到第二网络接入点的第二终端，每个终端能够作为单个逻辑通信装置同时支持通过网络与另一个终端的第一类型连接和第二类型连接。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其中：

第一承载是分组交换承载，且第一连接的类型是分组交换；以及

第二承载是电路交换承载，且第二连接的类型是电路交换。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其中终端被配置为通过如下步骤执行建立同时分组交换连接和电路交换连接的操作：

建立电路交换连接；以及

每个终端通过电路交换连接将其分组交换地址发送到另一个终端。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其中终端被配置为通过经由电路交换连接发送的分组交换地址建立分组交换连接。

5.根据权利要求2所述的通信系统，其中终端被配置为通过如下步骤执行建立同时分组交换连接和电路交换连接的操作：

建立电路交换连接；以及

每个终端与网络的代理服务器进行通信，以从代理服务器获得另一个终端的分组交换地址。

6.根据权利要求5所述的通信系统，其中每个终端被配置为将另一个终端的网络地址提供给相应的代理服务器，并且代理服务器被配置为响应于该地址提供该另一个终端的分组交换地址。

7.根据权利要求5或6所述的通信系统，其中终端被配置为通过由该代理获得的分组交换地址，建立分组交换连接。

8.根据权利要求3至7之任一所述的通信系统，其中分组交换地址是因特网协议地址。

9.根据权利要求3至8之任一所述的通信系统，其中通过用户对用户信令，将分组交换地址发送到终端。

10.根据权利要求3至9之任一所述的通信系统，其中通过会话描述协议，将分组交换地址发送到终端。

11.根据权利要求2所述的通信系统，其中终端被配置为通过如下步骤执行建立同时分组交换连接和电路交换连接的操作：

建立分组交换连接；以及

每个终端通过分组交换连接将其电路交换地址发送到另一个终端。

12.根据权利要求11所述的通信系统，其中终端被配置为通过经由分组交换连接发送的电路交换地址，建立电路交换连接。

13.根据权利要求11或12所述的通信系统，其中电路交换地址是移动用户综合业务数字网身份。

14.根据权利要求11至13之任一所述的通信系统，其中通过会话启动协议发送电路交换地址。

15.一种通过一个通信系统在一个第一终端与一个第二终端之间进行通信的方法，所述通信系统包括一个网络，该网络具有一个第一网络接入点和一个第二网络接入点，并且能够通过一个分组交换承载和一个电路交换承载在第一网络接入点与第二网络接入点之间传送数据，该方法包括：

第一终端连接到第一网络接入点；

第二终端连接到第二网络接入点；以及

每个终端作为单个逻辑通信装置同时支持通过网络与另一个终端的分组交换连接和电路交换连接。

16.根据权利要求15所述的方法，其中终端被配置为通过如下步骤执行建立同时分组交换连接和电路交换连接的操作：

建立电路交换连接；以及

每个终端通过电路交换连接将其分组交换地址发送到另一个终端。

17.根据权利要求16所述的方法，其中终端被配置为通过经由电路交换连接发送的分组交换地址，建立分组交换连接。

18.根据权利要求16所述的方法，其中终端被配置为通过如下步骤执行建立同时分组交换连接和电路交换连接的操作：

建立电路交换连接；以及

每个终端与网络的代理服务器进行通信，以从代理服务器获得另一个终端的分组交换地址。

19.根据权利要求18所述的方法，其中每个终端被配置为将另一个终端的网络地址提供给相应的代理服务器，并且代理服务器被配置为响应于该地址提供该另一个终端的分组交换地址。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中终端被配置为通过由该代理获得的分组交换地址，建立分组交换连接。

21.根据权利要求15至20之任一所述的方法，其中分组交换地址是因特网协议地址。

22.根据权利要求15至21之任一所述的方法，其中通过用户对用户信令，将分组交换地址发送到终端。

23.根据权利要求15至22之任一所述的方法，其中通过会话描述协议，将分组交换地址发送到终端。

24.根据权利要求15至23之任一所述的方法，其中终端被配置为通过如下步骤执行建立同时分组交换连接和电路交换连接的操作：

建立分组交换连接；以及

每个终端通过分组交换连接将其电路交换地址发送到另一个终端。

25.根据权利要求24所述的方法，其中终端被配置为通过经由分组交换连接发送的电路交换地址，建立电路交换连接。

26.根据权利要求23或24所述的方法，其中电路交换地址是移动用户综合业务数字网身份。

27.根据权利要求23至25之任一所述的方法，其中通过会话启动协议发送电路交换地址。

28.一种在此参考附图大致描述的通信系统。

29.一种在此参考附图大致描述的、在第一终端与第二终端之间进行通信的方法。

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