在漫游期间的紧急呼叫支持

摘要

本发明涉及在通信网络中用于处理与来自在第一和第二基站BS之间漫游的用户设备UE的优先化呼叫相关的信令的方法和布置。呼叫从所述UE发送并且由所述第二BS接收。该方法包括下列步骤：接收包含优先级的指示的漫游请求消息，由所述第二BS发送漫游的接受信号，所述接受信号包含用于所述优先级呼叫附连的数据，并且接收包含漫游完成消息的确认信号。

说明书

技术领域

本发明涉及用于在通信网络中处理(一般来说)优先化呼叫以及 (具体来说)紧急呼叫的方法和布置。

背景技术

PDP(分组数据协议，例如IP、X.25、FrameRelay)上下文是存在 于SGSN(在服务GPRS支持节点)和GGSN(网关GPRS支持节点)上的 数据结构，它在订户具有活动会话时包含该订户的会话信息。当移动 台想要使用GPRS时，它必须首先附连、然后激活PDP上下文。这 在订户当前访问的SGSN中以及服务于订户接入点的GGSN中分配 PDP上下文数据结构。所记录的数据包括：

●订户的IP地址

●订户的IMSI

●订户的

○在GGSN的隧道端点ID(TEID)

○在SGSN的隧道端点ID(TEID)

TEID是由NW节点分配的编号，它标识各节点、MME、SGSN 等等中与特定PDP上下文相关的数据传输的端点。

存在两种PDP上下文。

●主要PDP上下文

○具有与其关联的唯一IP地址

●辅助PDP上下文

○与另一个主要PDP上下文共享IP地址

○基于现有主要PDP上下文来创建(以便共享IP地址)

○辅助PDP上下文可具有不同的服务质量设定

○对于EPS承载是相似的

为了充分利用宽带接入网以及通过有效的全分组架构来实现多 种技术的共存，3GPP^TM正在开发新的核心网、即演进分组核心(EPC)。 EPC被计划用于3GPP Release 8，并且预计供诸如LTE、HSPA/HSPA+ 和非3GPP网络之类的各种接入网使用。演进分组系统(EPS)包括EPC 和一组接入系统，诸如eUTRAN(演进通用陆地无线电接入网)或 UTRAN。EPS表示从传统分级系统架构到使跳数最少化并且将处理 负荷分布于网络的平坦架构的迁移。

在EPS中，称作EPS承载的QoS流在UE与P-GW之间建立。 各EPS承载与QoS简档关联，并且由无线电承载和移动性隧道组成。 因此，各QoS IP流(例如VoIP)将与不同的EPS承载关联，并且网络 能够相应地将分组优先化。

EPC的子组件是：

●MME(移动性管理实体)：MME是LTE接入网的关键控制节点。 它负责包括重传在内的空闲模式UE跟踪和寻呼过程。它涉及承载激 活/去激活过程，并且还负责在初始附连中以及在涉及核心网(CN)节 点再定位的LTE内切换时为UE选择SGW。它负责认证用户(通过与 HSS交互)。非接入层(NAS)信令端接在MME，并且它还负责生成临 时身份和对UE分配。它检查UE预占服务提供商的公共陆地移动网 络(PLMN)的授权，并且增强UE漫游限制。MME是网络中用于NAS 信令的加密/完整性保护的端接点，并且处理安全性密钥管理。信令 的合法截收也由MME来支持。MME还采用从SGSN端接于MME 的S3接口为LTE与2G/3G接入网之间的移动性提供控制平面功能。 MME还端接到归属HSS的S6a接口以用于漫游UE。

●S-GW(在服务网关)：SGW路由和转发用户数据分组，同时还 在eNB间切换期间充当用户平面的移动性锚，并且充当LTE与其它 3GPP技术之间的移动性的锚(端接S4接口并且在2G/3G系统与PDN GW之间中继业务)。对于空闲状态UE，SGW端接DL数据通路，并 且当对于该UE的DL数据到达时触发寻呼。它管理和存储UE上下 文，例如IP承载服务的参数、网络内部路由选择信息。它在合法截 收的情况下还执行用户业务的复制。

●P-GW(PDN网关)：PDN GW通过作为UE的业务的出口和入 口点，对UE提供到外部分组数据网络的连通性。UE可具有与不止 一个PDN GW的同时连通性，用于接入多个PDN。PDN GW执行策 略执行、各用户的分组过滤、计费支持、合法截收和分组筛选。PDN GW的另一个关键作用是充当3GPP与非3GPP技术、如WiMAX和 3GPP2(CDMA 1X和EvDO)之间的移动性的锚。

移动台或蜂窝电话经常用于进行紧急呼叫。在建立紧急呼叫之 后，甚至对于漫游情况也保持连接是至关重要的，并且例如在拥塞情 况下，紧急呼叫应具有高于其它类型的呼叫的优先级。为了使之成为 可能，将在附连时包含紧急指示，并且PDP上下文/EPS承载激活将 向着特别专用的Em-APN(紧急接入点名称)。

因此，MME和PDP/EPS承载上下文都具有指示紧急呼叫的参数。

在正进行紧急呼叫期间并且当通过使用RAU/TAU(路由选择区 域更新/跟踪区域更新)过程来进入新的SGSN/MME(移动性管理实体) 时的漫游情况下，新的SGSN/MME需要知道这是紧急呼叫，以便正 确地进行优先化。当前，在RAU/TAU过程中不存在紧急呼叫的指示。

此外，只有在新的SGSN/MME能够从旧的SGSN/MME取得用 户设备(UE)上下文时，新的SGSN/MME才可能确定这是紧急呼叫。 如果不可能取得上下文，则将拒绝RAU/TAU过程，并且UE将必须 重新附连。为了能够检索所需数据，在运营商之间需要漫游协定，对 于许多PLMN间漫游情况，情况不是这样。

发明内容

本发明的一个目的是提供通过保持连接来增强漫游时来自用户 设备的紧急呼叫处理的方法和布置。

本发明的其它优点包括：

●通过在RAN和NAS级使用紧急指示符，将有可能让新的RAN 节点和新的SGSN/MME在获得来自旧的SGSN/MME的紧急指示之 前，(例如，在RAN或CN中的拥塞情况下)使紧急呼叫优先化。

●在无法从旧的SGSN/MME取得MM和PDP/EPS承载上下文 的情况下，在SGSN/MME间漫游时更快的紧急呼叫附连。

这个目的通过一种在通信网络中用于处理与来自在第一和第二 基站BS之间漫游的用户设备UE的优先化呼叫相关的信令的方法来 实现，所述呼叫从所述UE发送并且由所述第二BS接收。该方法包 括下列步骤：a.接收包含优先级呼叫的指示的漫游请求消息，b.由 所述第二BS传送漫游的接受信号，所述接受信号包含用于所述优先 级呼叫附连的数据，以及c.接收包含漫游完成消息的确认信号。按 照一个实施例，优先化呼叫是紧急呼叫。按照本发明的一个方面，第 一BS包括第一在服务GPRS支持节点SGSN，从这里，所述UE漫 游到包括第二SGSN的第二BS。按照本发明的第二方面，第一BS 包括第一移动性管理实体MME，从这里，所述UE漫游到包括第二 MME的第二BS。因此，按照本发明的第一方面，请求消息是路由选 择区域更新(RAU)请求，并且按照本发明的第二方面，请求消息是跟 踪区域更新(TAU)请求。

在步骤b中，所述第二SGSN/MME采用路由选择区域更新接受 来响应所述UE，所述路由选择区域更新接受包括设置成包含用于紧 急附连的数据的新值的更新结果。

在一个实施例中，请求消息是附连请求。

按照一个实施例，第一SGSN/MME采用上下文响应进行响应， 所述上下文响应具有包含用于紧急指示的数据的MM和PDP上下文 /EPS承载。

按照另一个实施例，在步骤b中，所述第二SGSN/MME采用附 连接受来响应所述UE。

在一个实施例中，附连接受包括设置成用于紧急RAU/TAU的新 值的附连结果。

本发明还涉及一种在通信网络中用于处理与从在第一和第二基 站BS之间漫游的移动台MS传送的紧急呼叫相关的信令的方法。该 方法包括下列步骤：从MS传送包含紧急指示的请求消息，由MS接 收包含与紧急呼叫相关的数据的、从第一BS到第二BS的变更的接 受，以及由MS传送指示完成漫游的确认消息。

本发明还涉及包括收发器部分以及用于通过通信网络进行紧急 呼叫的部件的移动台MS。MS配置成生成和传送用于从第一基站BS 漫游到第二BS的请求消息，该请求消息包含紧急情况的指示，收发 器配置成接收从第一BS到第二BS的变更的接受信号，该接受信号 包含与紧急呼叫相关的数据，并且MS还配置成传送指示完成漫游的 确认消息。

本发明还涉及通信网络中的基础设施单元，节点单元包括发射器 和接收器部分。该单元配置成从移动台MS接收用于从第一基站BS 漫游到第二BS的请求消息，该请求消息包含紧急情况的指示，该单 元包括用于生成和传送从第一BS到第二BS的变更的接受信号的处 理部件，该接受信号包含与紧急呼叫相关的数据，并且该单元还配置 成接收指示MS完成漫游的确认消息。

附图说明

下面通过非限制性示例参照附图进一步说明本发明，其中：

图1示出按照本发明的示意通信网络，

图2是按照本发明的第一实施例的信号流程图，

图3是按照本发明的第二实施例的信号流程图，

图4是示出本发明的一般方法步骤的流程图，

图5是本发明的用户设备的框图，

图6是本发明的基站的框图，以及

图7示出按照本发明的另一个示意通信网络。

应当注意，附图没有按比例绘制，并且某些特征的尺寸为了清晰 起见而经过放大。

具体实施方式

下面参照作为示例的紧急呼叫来描述本发明。但是，本发明同样 可适用于处理在无线通信网络中漫游期间的任何优先化呼叫。

一般来说，本发明涉及特别是在RAU/TAU过程中通过下列步骤 处理紧急呼叫：为新的SGSN/MME提供足够信息，使它有可能认识 到这是紧急呼叫，并且保持UE，因而对于无法从旧的SGSN/MME 取得上下文的情况，仅要求重新激活PDP上下文/EPS承载。

作为一种备选方案提出，在紧急呼叫期间，UE不是执行 RAU/TAU，而是始终执行附连(但是仍然保持MS中的PDP上下文)， 并且对于能够从旧的SGSN/MME取得上下文的情况，SGSN/MME 能够将附连变换为RAU/TAU过程。

图1示出按照本发明的一个一般实施例的移动通信系统100的简 化的一般框图。在系统100中，有时称作移动台(MS)的用户设备 (UE)10通过空中与有时称作基站收发信台(BTS)的至少两个基站 (BS)20a和20b进行通信。UE 10预占BS 20a，如信号15所示。可存 在不同程度接近UE 10的其它基站。有时称作基站控制器(BSC)的无 线电网络控制器(RNC)30a、30b管理一个或多个基站。在这个简化图 中，RNC 30a管理BS 20a，而RNC 30b管理BS 20b。无线电网络控 制器及其关联基站组成无线电接入网(RAN)。11a和11b分别表示BS 天线21a和21b的覆盖区域。

RAN通过控制节点连接到至少一个电信核心网。存在不同的控 制节点，取决于通信连接是电路交换的还是分组交换的。移动交换中 心(MSC)40连接到电路交换网络、如公共交换电话网(PSTN)45和综 合服务数字网络(ISDN)46。在服务GPRS支持节点(SGSN)50a和50b 连接到诸如因特网55之类的分组交换网络。SGSN连接到包含预订 信息和路由选择信息的归属位置寄存器(HLR)60。

在概念级，BS 20a和BS 20b(包括未示出的其它BS)的覆盖区域 11a和11b被编组而形成分组交换连接的路由选择区域(RA)。服务运 营商可确定路由选择区域，并且一般来说，单个路由选择区域具有多 个小区；但是，我们已经简化了这个简图，结果，路由选择区域非常 小。一般来说，服务运营商可将多个小区编组为单个位置区域；但是， 所示简图经过简化，结果，位置区域非常小。通常，位置区域大于路 由选择区域。在本说明书中，术语“路由选择区域”或“位置区域” 一般称作“转向区”。

如果UE 10的在服务小区改变，则可能需要更新其路由选择区域 及其位置区域。

正常的非紧急呼叫以拨打电话开始。如果呼叫不是紧急呼叫，则 UE 10向其在服务BS 20a发送具有作为建立原因的“始发对话呼叫” 的无线电资源控制(RRC)连接请求。如果确定UE 10接收到网络确认、 如RRC连接建立消息，则UE能够完成RRC连接建立，这包括向网 络发送RRC连接建立完成消息。记住该呼叫不是紧急呼叫，UE 10 发送具有作为CM服务类型的“移动台始发呼叫建立”的连接管理 (CM)服务请求。在这时，拨打电话过程结束，并且电路交换连接完 成。仍然在非紧急呼叫情况下，网络可以不发送RRC连接建立消息。 而是，网络可发送RRC连接拒绝。拒绝消息可包含将UE重定向到 不同载波频率或另一种无线电接入技术的指令。

如果确定建立紧急呼叫，则如上所述，在RAU过程中，将向新 的SGSN 50b提供充分的信息，以使它有可能认识到建立紧急呼叫， 并且UE 10将保持，因而对于无法从旧的SGSN取得上下文的情况， 仅要求重新激活PDP上下文。

图7示出EPS的示范对应网络架构700。在系统700中，用户设 备(UE)10通过空中与至少两个基站(eNB)720a和720b进行通信。又 在这种情况下，UE 10预占eNB 20a，如信号15所示。可存在不同程 度接近UE 10的其它基站。

在RNC 30a、30b中实现的典型协议中的大多数可被迁移到eNB 20a和20b。eNB也与演进HSPA架构中的节点B功能性相似。在控 制平面上，诸如许可控制和无线电资源管理之类的功能也结合到eNB 中。

在接入网与分组数据网络(PDN)755之间，网关支持接口、移动 性需要和QoS流的区分。网络还包括两个逻辑网关实体，即，在服 务网关(S-GW)740和分组数据网关(PDN-GW)765。S-GW充当逻辑移 动性锚，向/从服务于UE的eNB转发/接收分组。PDN-GW又与诸如 因特网和IMS之类的外部PDN 755进行接口。它还负责诸如地址分 配、策略执行、分组分类和路由选择之类的若干IP功能，并且它提 供非3GPP接入网的移动性锚入。实际上，两种网关能够实现为一个 物理网络单元，取决于部署情况和厂商支持。

移动性管理实体(MME)750a/750b是仅信令实体，因而用户IP分 组没有经过MME。它的主要功能是管理UE的移动性。另外，MME 还执行认证和授权(通过归属订户服务器(HSS)780)、空闲模式UE跟 踪和可达性、安全性协商以及网络架构特定信令。

对于任何全分组网络的一个重要方面是基于其QoS要求来保证 分组流的区分的机制。诸如视频流播、HTTP或可视电话之类的应用 具有特殊QoS需要，并且应当通过网络接收经过区分的服务。对于 EPS，称作EPS承载的QoS流在UE与P-GW之间建立。各EPS承 载与QoS简档关联，并且由无线电承载和移动性隧道组成。因此， 各QoS IP流(例如VoIP)将与不同的EPS承载关联，并且网络能够相 应地使分组优先化。

如果网络确定建立紧急呼叫，则如上所述，在TAU过程中，将 为新的MME 750b提供充分的信息，以使它有可能认识到建立紧急呼 叫，并且UE 10将保持，因而对于无法从旧的MME 750a取得上下文 的情况，仅要求重新激活EPS承载。

图2示出按照本发明的第一实施例的SGSN间路由选择区域过程 (结合图1和图7来描述)。段落编号涉及编码的箭头：

1.UE 10发送包含紧急指示的路由选择区域更新请求。这个指示 还包含在RAN级信令中。

2.SGSN/MME 50b/750b经由更新位置过程来通知HLR/HSS 60/760关于SGSN/MME的变更，并且HLR/HSS向旧的SGSN/MME 50a/750a执行取消位置过程。

3.新的SGSN 50b/750b采用包含例如设置成新值“紧急附连”的 更新结果的路由选择区域更新接受来响应UE 10。

4.UE通过返回路由选择区域更新完成消息来确认新的P-TMSI。

用于SGSN/MME的备选附连请求过程如图3所示：

1.UE 10发送包含紧急指示以及可能还有PDP上下文/EPS承载 状态和MBMS上下文状态的附连请求。紧急指示还包含在RAN级信 令中。

2.新的SGSN/MME向旧的SGSN/MME发送上下文请求。

3.旧的SGSN/MME 50a/750a采用具有包含紧急指示的MM和 PDP上下文/EPS承载的上下文响应进行响应。

4.新的SGSN/MME 50b/750b通过向旧的SGSN/MME 50a/750a 发送上下文确认消息来确认上下文响应。

5.SGSN/MME 50b/750b经由更新位置过程来通知HLR/HSS 60/760关于SGSN/MME的变更，并且HLR/HSS向旧的SGSN/MME 执行取消位置过程。

6.新的SGSN/MME 50b/750b采用包含例如设置成新值“紧急 RAU”的附连结果以及可能还有PDP上下文状态、接收N-PDU编号 的列表和MBMS上下文状态的附连接受来响应UE。

7.UE通过返回附连完成消息来确认新的P-TMSI。

因此，如图4所示的本发明的方法包括下列步骤：

●接收(400)包含紧急情况的指示的漫游请求消息，

●由新的BS传送(410)漫游的接受信号，该接受信号包含用于紧 急呼叫附连的数据，以及

●接收(420)包含漫游完成消息的确认信号。

下表1-4示出来自3GPP TS 24.008 v8.2.0的描述附连和RAU请 求消息以及对应的接受消息的摘录。应当强调，这些摘录只作为用于 3GPP v8的示例给出，而并不限制本发明。

表1(对应于9.4.1/3GPP TS 24.008)：ATTACH REQUEST(附连请 求)消息内容

按照本发明的一个示例，增加参数“PS LCS能力”。

表2(对应于9.4.2/3GPP TS 24.008)：ATTACH ACCEPT(附连接受) 消息内容

按照本发明的一个示例，增加参数“网络特征支持”、“紧急号 码列表”、“MBMS上下文状态”、“所请求MS信息”和“T3319 值”。

表3(对应于9.4.14/3GPP TS 24.008)：ROUTING AREA UPDATE  REQUEST(路由选择区域更新请求)消息内容

按照本发明的一个示例，增加参数“PS LCS能力”和“MBMS 上下文状态”。

表4(对应于9.4.15/3GPP TS 24.008)：ROUTING AREA UPDATE  ACCEPT(路由选择区域更新接受)

按照本发明的一个示例，增加参数“网络特征支持”、“紧急号 码列表”、“MBMS上下文状态”、“所请求MS信息”和“T3319 值”。

对于MME，跟踪区域更新过程和备选附连过程将按照相似的方 式工作。

一个示范的一般UE 10在图5中非常示意地示出。UE 10包括收 发器部分101、处理单元102、存储器单元103和用户接口104。用 户接口104与装置的用户进行交互，并且可包括显示驱动器(未示出) 以及来自键盘或特殊功能键(未示出)的接收器输入。处理单元102配 置成执行存储器单元103中存储的用于控制UE的操作的指令。用户 可输入紧急号码(例如112)，或者使用特殊专用按键来拨打紧急呼叫。 使用收发器部分101的处理单元通过UE连接到的通信网络进行紧急 呼叫。如果UE在若干RA之间移动，则UE生成并且传送用于从它 所连接的第一BS漫游到第二(新)BS的请求消息。请求消息包含紧急 呼叫的指示。收发器部分101接收对于从第一BS到第二BS的变更 的接受信号。如前面所述，接受信号包括与紧急呼叫相关的数据。然 后，UE传送指示完成漫游的确认消息。

按照本发明供BS中使用的示范布置20在图6中非常示意地示 出。布置20包括发射器和接收器部分201、处理器202、存储器203 和通信接口204。通信接口204处理与其它网络装置的通信。处理单 元202配置成执行存储器单元203中存储的用于控制布置20的操作 的指令。

该布置通过接收器部分201从UE接收用于从第一BS漫游到第 二BS的请求消息。请求消息包含紧急呼叫的指示。处理器202生成 并且传送包含与从第一BS到第二BS的变更的紧急呼叫相关的数据 的接受信号。然后，布置接收指示UE完成漫游的确认消息。该布置 可在网络的SGSN部分中实现。

在权利要求的范围之内对本发明的进一步修改对于本领域技术 人员是显而易见的。UE可包括使得能够与通信网络进行通信的蜂窝 电话、PDA、计算机、调制解调器卡等等中的任一个。

本发明可实现为UE中和核心网中的计算单元中的软件，或者实 现为核心网和UE中的ASIC(专用集成电路)的一部分。

应当注意，词语“包括”并不排除除了所列出的那些之外的其它 单元或步骤的存在，并且单元前面的词语“一”或“一个”并不排除 多个这类单元的存在。还应当注意，任何参考标号并不是限制权利要 求的范围，本发明可至少部分通过硬件和软件来实现，并且若干“部 件”、“单元”或“装置”可由同一项硬件来表示。

此外，本领域的技术人员应当理解，本发明并不局限于所提及和 所描述的示范网络类型。它可在支持如前面所述的相似信令的任何无 线通信网络中实现。

以上提及和描述的实施例仅作为示例给出，而不应当是对本发明 的限制。在以下所述专利权利要求中要求保护的本发明的范围之内的 其它方案、使用、目的和功能应当对于本领域技术人员是显而易见的。