СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ IP-КАНАЛА В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
METHOD TO ESTABLISH IP-CHANNEL IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к области мобильной связи, более конкретно - к способу установления IP-канала в системе мобильной связи.
Уровень техники
В существующих на сегодняшний день решениях, применяемых в глобальной системе мобильной связи (Global System for Mobile Communications, GSM), канал интерфейса A между центром коммутации мобильной связи (Mobile Switching Center, MSC) и контроллером базовых станций (Base Station Controller, BSC) основан на мультиплексировании с разделением по времени (Time Division Multiplex, TDM). Канал TDM интерфейса A устанавливается достаточно просто, путем назначения кода идентификации канала (Circuit Identity Code, CIC) в сообщении назначения, использующемся в сигнализации интерфейса А.
В IP-канале IP-соединение должно устанавливаться между MSC и BSC. При установлении IP-канала должен быть известен IP-адрес и номер порта удаленной стороны; следовательно, если нужно установить IP-канал, MSC и BSC необходимо обменяться своими IP-адресами и номерами портов.
Техническое решение, реализованное в существующих сетях мобильной связи, обеспечивает сигнализацию плоскости управления на основе IP-канала интерфейса A; при этом, однако, отсутствует решение, позволяющее использовать IP-канал для данных плоскости пользователя.
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагается способ установления IP-канала в системе мобильной связи с целью реализации IP-канала для данных плоскости пользователя интерфейса A в системе GSM.
Для решения указанной технической задачи в настоящем изобретении предлагается способ установления IP-канала в системе мобильной связи, при этом способ применяется в системе GSM, включающей мобильный терминал, центр коммутации мобильной связи и контроллер базовых станций, при этом упомянутый MSC соединен с BSC посредством интерфейса A, а интерфейс A устанавливает канал между упомянутыми MSC и BSC, соответственно, с помощью CIC, при этом способ включает: создание, соответственно, в упомянутых MSC и BSC таблиц соответствий между кодами идентификации канала, IP-адресами и номерами портов MSC и BSC;
информирование одним из упомянутых MSC и BSC путем передачи соответствующего CIC в сообщении обмена данными, другого из упомянутых MSC и BSC - о своем IP-адресе и номере порта, выбранном для канала плоскости пользователя,
установление тем самым IP-канала плоскости пользователя для мобильного терминала. Также указанный способ может иметь следующую особенность: в случае, когда мобильный терминал является стороной, совершающей вызов, упомянутое информирование включает:
a) инициирование упомянутым мобильным терминалом запроса вызова, при этом упомянутый MSC принимает сообщение запроса службы управления вызовами;
b) выбор упомянутым MSC, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса, соответствующего кодирования, локального IP-адреса и номера порта MSC, преобразование, путем поиска в таблице соответствий по IP-адресу и номеру порта, в соответствующий CIC и информирование упомянутого BSC посредством сообщения запроса назначения;
c) получение упомянутым BSC, путем поиска в своей таблице соответствий по CIC из сообщения запроса назначения, IP-адреса и номера порта упомянутого MSC, а также локального IP-адреса и номера порта упомянутого BSC, обеспечивающих установление его канала, отправку сообщения завершения назначения упомянутому MSC, и прием сообщения упомянутым MSC, обеспечивающего установление его канала.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: в случае, когда мобильный терминал является стороной, принимающей вызов, упомянутое информирование включает:
a) инициирование упомянутым MSC запроса поискового вызова упомянутого мобильного терминала;
b) прием упомянутым мобильным терминалом упомянутого запроса поискового вызова и передачу сообщения запроса службы управления вызовами упомянутому MSC;
c) выбор упомянутым MSC, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса, соответствующего кодирования, локального IP-адреса и номера порта MSC, преобразование, путем поиска в таблице соответствий по IP-адресу и номеру порта, в соответствующий CIC и информирование упомянутого BSC посредством сообщения запроса назначения;
d) получение упомянутым BSC, путем поиска в своей таблице соответствий по CIC из сообщения запроса назначения, IP-адреса и номера порта упомянутого MSC, а также локального IP-адреса и номера порта BSC, обеспечивающих установление его канала, отправку сообщения завершения назначения упомянутому MSC, и прием сообщения упомянутым MSC, обеспечивающего установление его канала.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: при выполнении хэндовера упомянутое информирование включает;
a) выбор упомянутым MSC, в соответствии с типом сервиса запроса хэндовера, соответствующего кодирования, локального IP-адреса и номера порта MSC, преобразование, путем поиска в таблице соответствий, в соответствующий CIC и информирование упомянутого BSC посредством сообщения запроса хэндовера;
b) получение упомянутым BSC, путем поиска в своей таблице соответствий по CIC из сообщения запроса назначения, своего локального IP-адреса и номера порта упомянутого локального IP-адреса и номера порта упомянутого MSC, а также локального IP-адреса и номера порта BSC, обеспечивающих установление его канала, отправку сообщения запроса хэндовера упомянутому MSC и прием сообщения запроса хэндовера упомянутым MSC, обеспечивающего установление его канала.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: после установления IP-канала упомянутый способ включает также следующие шаги: освобождение упомянутыми MSC и BSC, соответственно, канала, относящегося к данному вызову, после завершения этого вызова.
Настоящее изобретение предлагает также способ установления IP-канала в системе мобильной связи, при этом способ применяется в системе, включающей мобильный терминал, MSC и BSC, при этом упомянутый MSC соединен с упомянутым BSC посредством интерфейса A, причем способ включает: включение блока релевантной информации, включающей IP-адрес и номер порта плоскости пользователя, в сообщение плоскости управления, информирование одним из упомянутых MSC и BSC путем обмена данными посредством упомянутого сообщения плоскости управления, другого из упомянутых MSC и BSC - о своем IP-адресе и номере порта, выбранном для канала плоскости пользователя, и установление IP-канала плоскости пользователя для упомянутого мобильного терминала.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: упомянутое сообщение плоскости управления включает: сообщение запроса назначения, сообщение завершения назначения, сообщение запроса хэндовера, сообщение подтверждения запроса хэндовера.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: в случае, когда упомянутый мобильный терминал является стороной, совершающей вызов, информирование включает:
a) инициирование упомянутым мобильным терминалом запроса вызова и прием упомянутым MSC сообщения запроса службы управления вызовами;
b) выбор упомянутым MSC, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса службы управления вызовами, соответствующего кодирования, IP-адреса и номера порта MSC и сообщение упомянутому BSC этой информации посредством сообщения запроса назначения;
c) получение упомянутым BSC, в соответствии с упомянутым сообщением запроса назначения, соответствующего кодирования, IP-адреса и номера порта MSC, выбор локального IP-адреса и номера порта BSC для установления его канала, информирование упомянутого MSC об IP-адресе и номере порта данного BSC посредством упомянутого сообщения завершения назначения, установление MSC его канала в соответствии с IP-адресом и номером порта упомянутого BSC из принятого сообщения завершения назначения.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: в случае, когда упомянутый мобильный терминал является стороной, принимающей вызов, информирование включает:
a) инициирование упомянутым MSC запроса поискового вызова упомянутого мобильного терминала;
b) прием упомянутым мобильным терминалом упомянутого запроса поискового вызова и передачу сообщения запроса службы управления вызовами упомянутому MSC;
c) выбор упомянутым MSC, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса службы управления вызовами, соответствующего кодирования, IP-адреса и номера порта MSC и информирование упомянутого BSC посредством сообщения запроса назначения;
d) получение упомянутым BSC, в соответствии с упомянутым сообщением запроса назначения, соответствующего кодирования, IP-адреса и номера порта MSC, выбор локального IP-адреса и номера порта BSC для установления его канала и информирование упомянутого MSC об IP-адресе и номере порта данного контроллера базовых станций посредством упомянутого сообщения завершения назначения, установление MSC его канала в соответствии с IP-адресом и номером порта упомянутого BSC из принятого сообщения завершения назначения.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: при выполнении хэндовера информирование включает:
a) выбор упомянутым MSC, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса хэндовера, соответствующего кодирования, IP-адреса и номера порта MSC и сообщение упомянутому BSC этой информации посредством сообщения запроса хэндовера;
b) получение упомянутым BSC, в соответствии с упомянутым сообщением запроса хэндовера, соответствующего кодирования, IP-адреса и номера порта MSC, выбор локального IP-адреса и номера порта BSC для установления его канала и информирование упомянутого MSC об IP-адресе и номере порта данного BSC посредством упомянутого сообщения завершения назначения, установление MSC его канала в соответствии с IP-адресом и номером порта упомянутого BSC из принятого сообщения подтверждения запроса хэндовера.
Также указанный способ может иметь следующую особенность: после установления IP-канала, упомянутый способ включает также следующие шаги: освобождение упомянутыми MSC и BSC, соответственно, канала, относящегося к данному вызову, после завершения этого вызова.
С применением такой технологии IP-канал данных плоскости пользователя может быть реализован без внесения изменений в сигнализацию интерфейса А плоскости управления, используемую в настоящее время.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала при условии, что мобильный терминал (mobile terminal, MT) является стороной, совершающей вызов, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала при условии, что MT является стороной, принимающей вызов, в соответствии с первом вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала при выполнении хэндовера в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала при условии, что MT является стороной, совершающей вызов, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала при условии, что MT является стороной, принимающей вызов, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала при выполнении хэндовера в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения
Технический замысел настоящего изобретения будет описан более подробно в комбинации с прилагающимися чертежами и вариантами осуществления изобретения.
В системе связи GSM функция блока транскодирования/адаптации скорости (Transcoder/Rate Adaptor Unit, TRAU) между упомянутыми BSC и MSC имеет три следующие режима размещения:
1. TRAU и BSC размещены совместно, при этом TRAU является составной частью BSC, для связи между TRAU и BSC применяется внутренний интерфейс, а BSC и MSC связаны посредством интерфейса A.
2. TRAU и MSC размещены совместно, но TRAU является частью BSC, а не MSC, TRAU и MSC связаны посредством интерфейса A, а TRAU и BSC связаны друг с другом посредством интерфейса Ater.
3. TRAU и MSC размещены совместно, TRAU является составной частью MSC, для связи между TRAU и MSC применяется внутренний интерфейс, при этом MSC и BSC связаны посредством интерфейса A.
Для каждого из режимов канал данных плоскости пользователя интерфейса A/интерфейса Ater реализуется с применением протокола реального времени (Real Time Protocol, RTP)/протокола пользовательских датаграмм (User Datagram Protocol, UDP).
Каким образом происходит обмен IP-адресами и номерами портов, будет рассмотрено подробно для следующих двух вариантов осуществления изобретения.
Первый вариант осуществления изобретения
В данном варианте осуществления изобретения создаются таблицы 1 и 2 соответствий между CIC, IP-адресами и номерами портов MSC и BSC, такие таблицы показаны на фиг.1 и 2 соответственно.
Таблица 1
Таблица соответствий в MSC
CIC
IP-АДРЕС MSC
НОМЕР IP-ПОРТА MSC
IP-АДРЕС BSC
НОМЕР IP-ПОРТА BSC
…
Таблица 2
Таблица соответствий в BSC
CIC
IP-АДРЕС BSC
НОМЕР IP-ПОРТА BSC
IP-АДРЕС MSC
НОМЕР IP-ПОРТА MSC
…
Таким образом, благодаря такой конфигурации таблицы, устанавливается однозначное соответствие между CIC, IP-адресом и номером порта MSC или между CIC, IP-адресом и номером порта BSC. CIC можно рассматривать как номер соединения при связи между MSC и BSC. Путем определения CIC определяются отношения, касающиеся установления IP-канала. MSC осуществляет установление IP-канала путем назначения CIC. MSC с помощью CIC однозначно определяет IP-адрес и номер порта как MSC, так и BSC, таким образом IP-канал плоскости пользователя устанавливается с помощью обмена сообщениями между MSC и BSC, в ходе которого осуществляется обмен IP-адресами и номерами портов между MSC и BSC. Такая технология позволяет реализовать IP-канал данных плоскости пользователя без изменения сигнализации плоскости управления в интерфейсе А.
Конкретные шаги указанного обмена сообщениями показаны на фиг.1, 2 и 3, при этом фиг.1 является блок-схемой алгоритма установления IP-канала в случае, когда МТ является стороной, совершающей вызов, при этом данный алгоритм включает следующие шаги:
a) MT инициирует запрос вызова, и упомянутый MSC принимает сообщение запроса службы управления вызовами (call management, CM);
MT инициирует сообщение запроса вызова, a BSC инкапсулирует одно за другим поступающие к нему сообщения через интерфейс Um и интерфейс Abis, при этом инкапсулированное сообщение называют сообщением запроса службы CM.
b) упомянутый MSC выбирает соответствующее кодирование, свой локальный IP-адрес и номер порта, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса, преобразует их в соответствующий CIC путем поиска в таблице соответствий по IP-адресу и номеру порта и сообщает упомянутому BSC эту информацию посредством сообщения запроса назначения;
c) упомянутый BSC осуществляет поиск в таблице соответствий с целью получения своего локального IP-адреса и номера порта, а также IP-адреса и номера порта упомянутого MSC для установления его канала, в соответствии с CIC из упомянутого сообщения назначения, и посылает сообщение завершения назначения упомянутому MSC, который, после приема сообщения, устанавливает его канал.
Фиг.2 является блок-схемой сигнализации установления IP-канала в случае, когда МТ является стороной, принимающей вызов, она включает следующие шаги:
a) упомянутый MSC инициирует запрос поискового вызова МТ.
b) упомянутый MT посылает сообщение запроса службы CM упомянутому MSC после приема упомянутого запроса поискового вызова.
c) упомянутый MSC выбирает соответствующее кодирование, свой локальный IP-адрес и номер порта в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса, преобразует их в соответствующий CIC путем поиска в таблице соответствий и сообщает упомянутому BSC эту информацию посредством сообщения запроса назначения;
d) упомянутый BSC осуществляет поиск в таблице соответствий с целью получения своего локального IP-адреса и номера порта, а также IP-адреса и номера порта упомянутого MSC для установления его канала, в соответствии с CIC из упомянутого сообщения назначения, и посылает сообщение завершения назначения упомянутому MSC, который, после приема сообщения, устанавливает его канал.
Фиг.3 является блок-схемой сигнализации установления IP-канала при выполнении хэндовера, при этом оно включает следующие шаги:
a) упомянутый MSC выбирает соответствующее кодирование, свой локальный IP-адрес и номер порта, в соответствии с типом сервиса упомянутого запроса хэндовера, преобразует их в соответствующий CIC путем поиска в таблице соответствий и сообщает упомянутому BSC эту информацию посредством сообщения запроса хэндовера;
b) упомянутый BSC осуществляет поиск в таблице соответствий с целью получения своего локального IP-адреса и номера порта, а также IP-адреса и номера порта упомянутого MSC для установления его канала, в соответствии с CIC из упомянутого сообщения назначения, и посылает сообщение завершения назначения упомянутому MSC, который, после приема сообщения, устанавливает его канал.
Такой обмен информацией в трех указанных режимах позволяет осуществить гладкий обмен IP-адресами и номерами портов путем создания таблиц соответствий, реализуя таким образом IP-канал данных плоскости пользователя.
Второй вариант осуществления изобретения
В данном варианте осуществления изобретения расширяется содержание следующих сообщений плоскости управления: запроса назначения, завершения назначения, запроса хэндовера и подтверждения запроса хэндовера путем включения в указанные сообщения блока релевантной информации с IP-адресом и номером порта плоскости пользователя, тем самым позволяя совершить обмен IP-адресами и номерами портов путем обмена сообщениями и установить IP-канал плоскости пользователя, не изменяя при этом существующего процесса обмена сигналами. В частности, способ включает:
Как показано на фиг.4, установление IP-канала, в случае, когда MT является стороной, совершающей вызов, включает следующие шаги:
a) упомянутый MT инициирует запрос вызова, и упомянутый MSC принимает сообщение запроса службы CM;
b) упомянутый MSC выбирает соответствующее кодирование, свой локальный IP-адрес и номер порта, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса службы СМ, и сообщает упомянутому BSC эту информацию посредством сообщения запроса назначения;
c) упомянутый BSC получает соответствующее кодирование, IP-адрес и номер порта упомянутого MSC, в соответствии с упомянутым сообщением запроса назначения, выбирает свой локальный IP-адрес и номер порта для установления его канала и информирует упомянутый MSC о своем локальном IP-адресе и номере порта посредством упомянутого сообщения завершения назначения, упомянутый MSC устанавливает его канал на основании IP-адреса и номера порта упомянутого BSC из принятого сообщения завершения назначения.
После завершения вызова MSC и BSC, соответственно, освобождают связанный с данным вызовом канал.
Как показано на фиг.5, установление IP-канала, в случае, когда МТ является стороной, принимающей вызов, включает следующие шаги:
a) упомянутый MSC инициирует запрос поискового вызова упомянутого мобильного терминала.
b) упомянутый мобильный терминал посылает сообщение запроса службы CM упомянутому MSC после приема упомянутого запроса поискового вызова.
c) упомянутый MSC выбирает соответствующее кодирование, свой локальный IP-адрес и номер порта, в соответствии с типом сервиса упомянутого сообщения запроса, и сообщает упомянутому BSC эту информацию посредством сообщения запроса назначения;
d) упомянутый BSC получает соответствующее кодирование, IP-адрес и номер порта упомянутого MSC, в соответствии с упомянутым сообщением запроса назначения, выбирает свой локальный IP-адрес и номер порта для установления его канала и информирует упомянутый MSC о своем локальном IP адресе и номере порта посредством упомянутого сообщения завершения назначения, упомянутый MSC устанавливает его канал на основании IP-адреса и номера порта упомянутого BSC из принятого сообщения завершения назначения.
После завершения вызова MSC и BSC, соответственно, освобождают связанный с данным вызовом канал.
Фиг.6 иллюстрирует шаги установления IP-канала при выполнении хэндовера:
a) упомянутый MSC выбирает соответствующее кодирование, свой локальный IP-адрес и номер порта, в соответствии с типом сервиса упомянутого запроса хэндовера, и сообщает упомянутому BSC эту информацию посредством сообщения запроса хэндовера;
b) упомянутый BSC получает соответствующее кодирование, IP-адрес и номер порта упомянутого MSC, в соответствии с упомянутым сообщением запроса хэндовера, выбирает свой локальный IP-адрес и номер порта для установления его канала и информирует упомянутый MSC о своем локальном IP адресе и номере порта посредством упомянутого сообщения подтверждения запроса хэндовера, упомянутый MSC устанавливает его канал на основании IP-адреса и номера порта упомянутого BSC из принятого сообщения подтверждения запроса хэндовера;
Промышленное применение
Согласно настоящему изобретению обмен IP-адресами и номерами портов BSC и MSC может осуществляться путем обмена сообщениями, тем самым обеспечивая установление IP-канала плоскости пользователя. Данная технология проста в реализации.