增强多媒体呼叫控制的方法及其基站和用户设备与流程

setup)，ue应移至合适的接入系统或核心系统。
7.当ngs/5gs中的服务小区(serving cell)不能支持多媒体呼叫时，可以寻求在ngs/5gs中建立ims呼叫的解决方案。


技术实现要素：

8.本发明提出一种在下一代移动通信系统(5gs)中支持ims呼叫建立的基于网络的解决方案。在附加(attach)进程或注册区域更新进程中，服务基站向ue发送是否支持基于分组交换会话的ims语音(ims voice over ps session，ims vops)的指令。一旦收到支持ims vops的指令，ue触发ims注册进程。然而，当移动台发起(mobile originated，mo)/移动台终止(mobile terminated，mt)呼叫发生时，网络确定ue可能处于不支持语音服务的状况，因为网络不能够在连接到5g核心网络(5g core network，5gc)的当前服务小区上成功提供ims vops。然后网络触发无线接入技术(radio access technology，rat)变换或eps回退进程，因此ue切换(handover)到支持ims vops的目标小区。
9.在一个实施例中，基站向连接到5g核心网的ng服务小区中的ue发送与ims有关的信息。所述信息指示5gs支持基于分组交换会话的ims语音。基站通过5gc从ims服务器接收ims呼叫指令(call indication)。基站确定在具有预定义服务质量(quality of service,qos)需求的ng服务小区中是否支持基于分组交换会话的ims语音。如果当前ng服务小区不支持ims vops，则基站向ue发送切换命令(handover command)。ue从当前ng服务小区切换到支持ims vops的目标小区。
10.在另一实施例中，ue在5gs中收到指示支持基于分组交换会话的ims语音的指令。ue通过ims服务器执行ims注册，然后ue发起或终止ims语音呼叫。当在具有预定义qos需求的ng服务小区不支持基于分组交换会话的ims语音时，ue收到切换命令，然后ue从当前ng服务小区切换到支持ims vops的目标小区。ue在目标小区中通过ims服务器执行ims语音呼叫建立。
11.下面将详细描述其他实施例和有益效果。发明内容不用于限定本发明。本发明由权利要求书限定。
12.本发明提出的增强多媒体呼叫控制的方法及其基站和用户设备，可在ue处于不支持ims vops的ng小区情况下，通过切换命令，切换到支持ims vops的目标小区，进而提供ims vops语音服务。
附图说明
13.附图用于描述本发明的实施例，图中相同数字表示相似组件。
14.图1是根据本发明一个新颖方面的支持ims呼叫建立的包含多个无线接入和核心网络以及ue下一代系统的示意图。
15.图2是根据本发明实施例的ue和bs的简化方块示意图。
16.图3是根据本发明实施例描述的5gs所支持的ims呼叫建立的互通和迁移的示意图。
17.图4是根据本发明实施例的5gs中ims注册进程的示意图。
18.图5是根据本发明实施例的下一代系统中支持ims呼叫建立的基于网络的解决方
案的第一实施例。
19.图6是根据本发明实施例的下一代系统中支持ims呼叫建立的基于网络的解决方案的第二实施例。
20.图7是根据本发明的一个新颖方面的支持ims语音呼叫建立的顺序流程图。
21.图8是根据本发明的一个新颖方面的从基站角度的执行ims呼叫建立的方法的流程图。
22.图9是根据本发明的一个新颖方面的从用户设备角度的执行ims呼叫建立的方法的流程图。
具体实施方式
23.下文将详细对本发明的一些实施例给出参考，所述实施例如附图所示。
24.图1是根据本发明一个新颖方面所描述的支持ims呼叫建立的下一代系统100的示意图，其中下一代系统100包括多个无线接入网(radio access network，ran)、核心网络(core network，cn)和ue。下一代系统100包括ran 111，cn 112以及包括ims服务器106的应用服务器。ran 111通过各种无线接入技术(为ue 101提供无线接入。例如，ran 111可以包括具有基站102的e
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utran 107和具有基站103的ng ran 108。cn 112通过lte/4g演进型分组核心网(evolved packet core，epc)104或经由下一代5gc 105向ue 101提供服务。为了通过不同rat/cn提供服务，ue 101可以配备单个射频模块或射频收发器(radio frequency transceiver)或是多个射频模块或射频收发器。ue 101可以是智能手机、可穿戴设备、物联网(internet of things，iot)设备、平板电脑等等。
25.ims是通过ip网络向ue提供ip多媒体服务的核心网络。ngmn委员会已决定将未来ngmn的活动重点放在定义5g端到端的需求上。语音服务将成为诸如ngs和5gs等下一代系统的重要特征。建议ngs/5gs系统应该支持ims ps语音服务，ims ps语音服务与4g eps具有连续性，ims ps语音服务可以回退到eps。但是，当触发语音呼叫时，ue可能处于不支持语音服务的状态。在这种情况下，为了继续进行语音呼叫建立，ue应移至合适的接入网络或核心网络。
26.根据本发明一个新颖方面，提出一种在下一代ng/5g系统中支持ims呼叫建立的基于网络的解决方案。如图1所示，ue 101最初由与5gc 105连接的ng ran 108中的基站103提供服务。在附件进程或注册区更新进程中，服务基站103将向ue 101发送指令，通知ue 101是否支持基于分组交换会话的ims语音。当执行语音域选择时，具有“基于分组交换会话的ims语音”的语音能力的ue将考虑到该指令。一旦接收“支持ims vops”的指令，如果ue101未注册ims，则ue101触发ims注册进程。在图1中，ue 101已经注册ims，并且通过ng ran 108和5gc 105与应用服务器建立ip连接#1。然而，虽然ue101已经注册ims，但是ue 101也可能处于不支持语音服务的状态，因为网络不能基于分组交换会话为连接到5gc 105的ng ran 108成功提供ims服务。在第一实施例中，连接到5gc 105的e
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utran107支持ims语音服务，并且ng ran 108能够触发ue 101切换到与5gc 105连接的e
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utran 107上，并且为语音服务建立ip连接#2。在第二实施例中，ue 101支持切换到eps并且eps支持语音服务，以及ng ran 108能够触发ue 101切换到与epc 104连接的e
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utran 107上，并为语音服务建立ip连接#3。
27.图2是根据本发明实施例的ue 201和bs 202的简化方块示意图。bs 202包含可以
发送和接收无线信号的天线226。与天线226耦接的rf收发器223(包括rf发送器和rf接收器)，可以从天线226接收rf信号，然后将rf信号转换成基带信号并发送到处理器222。rf收发器223还可以从处理器222接收基带信号，然后将基带信号转换成rf信号并发送到天线226。处理器222可以处理接收到的基带信号并且调用不同功能模块来执行bs 202中的特征。存储器221可以存储程序指令和数据224以控制bs 202的操作。bs 202还可以包含一组功能模块和控制电路，例如用于控制和配置ims相关特征的控制和配置电路211，其中ims相关特征包括向ue发送两种指令—“支持ims vops”和“支持rat vops”，qos和连接电路212，其用于确定在具有预定义qos需求的ng服务小区是否支持基于分组交换会话的ims语音，以及用于向ue发送切换命令的切换电路213。
28.类似地，ue 201包含可以发送和接收无线信号的天线235。与天线235耦接的rf收发器234，可以从天线235接收rf信号，然后将rf信号转换成基带信号并发送到处理器232。rf收发器234还可以从处理器232接收基带信号，然后将基带信号转换成rf信号并发送到天线235。处理器232可以处理接收到的基带信号并调用不同功能模块来执行ue 201中的特征。存储器231可以存储程序指令和数据236以控制ue 201的操作。ue 201还可以包括一组可以执行本发明功能任务的功能模块和控制电路290。附加和连接电路291可以连接到网络并建立与服务基站的连接，ims注册电路292可以通过ims服务器执行ims注册，语音呼叫和编解码器(codec)控制电路293可以发起或终止语音呼叫以及协商编解码器参数，测量和切换电路294可以在网络中进行测量和处理切换功能。
29.各种功能模块和控制电路可以通过软件、固件、硬件及其组合来实施和配置。当功能模块和电路经由存储器中的程序指令由处理器执行时，这些功能模块和电路彼此互通，以允许bs和ue在网络中执行实施例、功能任务和特征。在一个示例中，每个模块或电路包括处理器(例如222或232)以及对应的程序指令。
30.图3是根据本发明实施例的5gs所支持的ims呼叫建立的互通和迁移的示意图。基于不同3gpp架构(即，基于epc或基于5gc)的部署和具有不同能力(epc非接入层(non
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access stratum，nas)和5gc nas)的ue可以同时在一个公共陆地移动网络(public land mobile network，plmn)中共存。ue依照所服务的核心网络执行epc nas进程或5gc nas进程。为了与epc互通，支持5gc nas和epc nas的ue可以在单注册模式或双注册模式下操作。为了保证ue在单注册或双注册模式下可以进行移动，pdn会话可以从5gc转移到epc或从epc转移到5gc。在一个示例中，在双注册模式下，ue可以用于ims语音。
31.在图3所示示例中，为了支持平滑迁移，假设epc 311和5gc312可以访问公共用户数据库301，也就是epc中的归属用户服务器(home subscriber server，hss)或5gc中的统一数据管理(unified data management，udm)，将其作为给定ue的主数据库。e
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utran321可以通过s1接口连接到epc 311；e
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utran 322可以通过s1接口连接到epc 311，并且可以通过n2/n3接口连接到5gc 312；ng ran 323通过n2/n3接口连接到5gc 312。e
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utran 322和ng ran 323可以相互连接。从ue的角度来看，epc ue 331仅支持e
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utran；epc ue 332支持e
‑
utran和ng ran双连接；n1 ue333支持e
‑
utran，或支持e
‑
utran和ng ran双连接；n1 ue334支持ng ran，或支持ng ran和e
‑
utran双连接。
32.请注意在所述网络架构中，5gc 312可以与ng ran 323和e
‑
utran 322连接，e
‑
utran 322可以与epc 311和5gc 312连接。在一个示例中，当用户设备支持通过5gc nas接
入5g系统，可以通过e
‑
utran连接到5gc或通过ng ran连接到5gc来执行初始接入。如果支持并且必要，ue还可以通过e
‑
utran连接到epc来执行初始接入。另外，如果ue还可以支持epc nas，为了便于移动管理和会话管理，ue可以根据nas层中指示的能力通过e
‑
utran或ng ran分别执行epc nas或5gc nas进程。在所述网络架构中，不管ue所驻留的rat实际上是否支持语音，为了发起语音呼叫，ue最好停留在5gs中并且选择ims域。这是因为ue可以经由ims注册进程得到“支持基于分组交换会话的ims语音”的指令。该指令指示网络能够通过连接到5gc的ng ran成功提供基于分组交换会话的ims语音服务，或者是当网络不能通过连接到5gc的ng ran成功提供基于分组交换会话的ims语音服务时，ng ran可以触发ue切换到与5gc连接的e
‑
utran上或是触发ue切换到eps。
33.图4是根据本发明实施例的5gs中ims注册进程的示意图。引入两个指令促进多媒体呼叫建立。第一个指令是“支持ims vops”指令，它指示ng核心网(例如5gc)是否支持基于分组交换会话的ims语音。如果支持，则ue注册ims，以确保多媒体呼叫的可达性。第二个指令是“支持rat vops”指令，它指示在服务ng rat中或ng服务小区中是否支持基于分组交换会话的ims语音。在“支持ims vops”指令的值为“真”的情况下，该指示有效。通过ng ran广播“支持rat vops”指令作为小区系统信息的一部分。或者，在注册区域级别保留该指令，并且经由附加进程或注册区更新进程通过5gc中的信令进行传输。
34.ue的ims注册状态遵照“支持ims vops”指令。在图4的示例中，在步骤411中，ue 401处于cn空闲模式，并且初始未注册ims。在步骤412中，ue 401附加到网络或是执行非周期性注册区域更新进程，并且从5gc 403接收具有“支持ims vops＝真”这个指令的消息。一旦收到支持ims vops的指令，如果未注册ims则ue触发ims注册进程。在步骤413中，ue 401通过对应的ims服务器404执行ims注册。在步骤414中，ue 401处于cn连接模式并且已经注册ims。在以下情况之一时，5gc 403指示支持基于分组交换会话的ims语音：1)网络能够通过连接到5gc 403上的ng ran 402成功提供基于分组交换会话的ims语音，其中该网络支持语音服务预定义qos需求的5g qos流。2)网络不能通过连接到5gc 403上的ng ran 402成功提供基于分组交换会话的ims语音，但能够满足以下条件之一：2a)如果连接到5gc上的e
‑
utran支持该语音，并且在建立用于语音qos的qos流过程中，ng ran 402能够触发切换到与5gc 403连接的e
‑
utran上；或2b)如果ue支持切换到eps，eps支持语音，并且在建立用于语音qos的qos流过程中，ng ran 402能够触发切换到eps。总之，“支持ims vops”指令指示5gs是否支持基于分组交换会话的ims语音，其中5gs包括5gc和ng ran和/或5gc和e
‑
utran。
35.图5是根据本发明实施例的下一代系统中支持ims呼叫建立的基于网络的解决方案的第一实施例。下一代系统包含ue 501、包含ng ran 503和5gc 504的5gs 502、包含e
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utran 506和epc 507的eps 505、以及ims服务器508。在所述实施例中，ue 501最初处于cn连接模式，并且已经注册ims。ue 501从5gc 504接收到支持ims vops指令，指示在5gc 504中支持基于分组交换会话的语音。当mo呼叫时，ue 501在步骤511中触发mo呼叫，并且在步骤512中向ims服务器508发送会话初始协议(session initiation protocol，sip)邀请。当mt呼叫时，ims服务器508在步骤513中触发mt呼叫。在步骤521中，可选地，sip/会话描述协议(session description protocol，sdp)编解码器协商发生在ims服务器508与ue 501之间。在步骤531中，ims服务器508向5gc 504发送呼叫指令，用于检查ue 501当前是否处于具有语音能力的rat/小区中。所述呼叫指令包括诸如ip、端口和媒体类型之类的信息。在步骤
541中，5gs确定ue当前的rat或服务小区不具有语音能力。步骤541中的确定由核心网络5gc504或接入网络ng ran 503做出。基于ue/ran无线能力，5gc/ng ran可以知道支持rat vops指令的值，其中该值与ue和ran有关。在一个示例中，ran可以直接确定是否支持ims vops(即，不适合的频段)。在另一示例中，ran可以确定ue是否支持ims vops。当指令为“支持rat vops＝假”时，则触发rat变换进程。
36.为了触发rat变换进程，5gs进一步确定存在另一个ran，例如，也连接到5gc 504上的用于语音qos流建立的e
‑
utran 506，因此e
‑
utran 506可以被选为用于切换的目标小区。在一个示例中，目标小区是支持语音呼叫的4g lte小区。在另一示例中，目标小区是工作在正确频段(例如，低频段)的ng服务小区，该ng服务小区也支持为ims语音呼叫建立qos流。在步骤551中，5gc 504发出切换命令，由ng ran 503传送到ue 501。在步骤561中，ue 501移动到目标小区，例如连接到5gc 504的e
‑
utran 506。在步骤571中，ue 501通过ims服务器508执行语音呼叫建立进程。请注意在步骤521中发生的sip/sdp编解码器协商可以合并到步骤571的语音呼叫建立进程中。
37.图6是根据本发明实施例的下一代系统中支持ims呼叫建立的基于网络的解决方案的第二实施例。下一代系统包含ue 601、包含ng ran 603和5gc 604的5gs 602、包含e
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utran 606和epc 607的eps 605，以及ims服务器608。在所述实施例中，ue 601最初处于cn连接模式，并且已经注册ims。ue 601从5gc 604接收到支持ims vops指令，该指令指示在5gc 604中支持基于分组交换会话的语音。对于mo呼叫，在步骤611中，ue 601触发mo呼叫，并且在步骤612中向ims服务器608发送sip邀请。对于mt呼叫，在步骤613中，ims服务器608触发mt呼叫。在步骤621中，可选地，sip/sdp编解码器协商发生在ims服务器608与ue 601之间。在步骤631中，ims服务器608向5gc 604发送呼叫指令，用于检查ue 601当前是否处于具有语音能力的rat/小区中。所述呼叫指令包括诸如ip、端口和媒体类型之类的信息。在步骤641中，5gs确定ue当前的rat或服务小区不具有语音能力。步骤641中的决议由核心网络5gc 604或接入网络ng ran 603确定。5gc/ng ran可以知道支持rat vops指令的值。也就是说，指令为“支持rat vops＝假”时，触发eps回退进程。
38.为了触发eps回退进程，5gs进一步确定因为不存在其他具有语音能力的ran可以作为目标小区连接到5gc 604，需要eps回退。因此，ue 601需要切换到支持语音的eps。在步骤651中，5gc 604发出切换命令由ng ran 603传送到ue 601。在步骤661中，ue 601移动到目标小区，例如连接到epc 607的e
‑
utran 606。在步骤671中，ue 601通过epc 607执行追踪区域更新进程或附加进程。需要这些进程建立5gs和eps之间的互通。根据ue工作在单注册模式还是双注册模式下，以及核心网络是否支持eps与5gs之间的n26接口，ue在所述两个进程中选择一个。在步骤681中，ue 601通过ims服务器608在连接到epc 607的e
‑
utran 606中执行ims语音呼叫建立进程。请注意在步骤621中发生的sip/sdp编解码器协商可以合并到步骤681的语音呼叫建立进程中。
39.图7是根据本发明的一个新颖方面的支持ims语音呼叫建立的顺序流程图。在步骤711中，ue 701向5gs 702执行附加进程或注册区域更新进程，其中5gs 702包括ng ran和5gc。5gs 702向ue 701发送“支持ims vops＝真”的指令。在步骤712中，ue 701通过ims服务器704触发注册ims进程，则ue 701注册ims。在步骤721中，ue 701初始化mo呼叫，并向ims服务器704发送sip邀请。或者，在步骤723中，ims服务器704初始化mt呼叫。在步骤724中，ims
服务器704向5gs 702发送ims呼叫指令。在步骤731中，一旦接收呼叫指令，5gs按照指令“支持rat vops”确定当前服务小区是否支持vops。如果对于ng ran中的ue 701，指令为“支持rat vops＝假”，然后在步骤732中，5gs 702确定是否触发rat变换或是eps回退进程。在步骤741中，5gs 702向ue 701发送切换命令。在步骤751中，ue 701从当前ng服务小区切换到支持ims vops的目标小区。为了触发rat变换，连接目标小区到5gc。或者，为了触发eps回退进程，目标小区连接到epc。在步骤761中，ue 701通过ims服务器704执行ims呼叫建立并完成呼叫建立进程。
40.图8是根据本发明的一个新颖方面的从基站角度得执行ims呼叫建立的方法的流程图。在步骤801中，基站向在连接到5gc的ng服务小区中的ue发送与ims有关的信息。所述信息指示5gc支持基于分组交换会话的ims语音。在步骤802中，基站通过5gc从ims服务器接收ims呼叫指令。在步骤803中，基站确定在具有预定义qos需求的ng服务小区是否支持基于分组交换会话的ims语音。在步骤804中，如果当前ng服务小区不支持ims vops，则基站向ue发送切换命令。ue从当前ng服务小区切换到支持ims vops的目标小区。在一个实施例中，目标小区与5gc相连接，则切换命令由rat变换触发。在另一个实施例中，目标小区未连接到5gc，切换命令由eps回退进程触发。
41.图9是根据本发明的一个新颖方面的从用户设备角度的执行ims呼叫建立的方法的流程图。在步骤901中，ue在连接到5gc的ng服务小区中接收支持基于分组交换会话的ims语音的指令。在步骤902中，ue通过ims服务器执行注册ims，然后ue发起或终止ims语音呼叫。在步骤903中，当在具有预定义qos需求的ng服务小区不支持基于分组交换会话的ims语音时，ue收到切换命令，然后ue从当前ng服务小区切换到支持ims vops的目标小区。在步骤904中，ue在目标小区中通过ims服务器执行ims语音呼叫建立。
42.出于说明目的，已经结合某些特定实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于此。因此，在不脱离权利要求书中所述的本发明范围的情况下，可以对所述实施例的各种特征进行各种修改、改编和组合。