CN101395949B - 在无线局域网上支持紧急呼叫的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于无线局域网的站与接入点(AP)之间传递紧急呼叫能力信息的若干种方法。所述方法包括：由AP通告其紧急呼叫能力，以及由站来宣告其紧急呼叫能力。AP可以在信标帧、探测响应帧、再关联响应帧或再验证响应帧中通告其紧急呼叫能力。所述站可以在关联请求帧、再关联请求帧、验证请求帧或再验证请求帧中宣告其紧急呼叫能力。

Description

在无线局域网上支持紧急呼叫的方法
技术领域
本发明主要涉及无线局域网(WLAN)，尤其涉及的是在WLAN中支持紧急呼叫。 
背景技术
传统上，现有的802技术(802.11WLAN、802.15无限个人局域网(WPAN)等等)不必像蜂窝技术那样支持紧急呼叫。对蜂窝技术来说，为紧急呼叫提供的支持通常由强加于该技术的监管需求产生，并且由此在大多数现今部署的无线蜂窝网络和手持机中得到了广泛实施。为紧急呼叫提供的支持涉及了跨越所有通信层的众多方面，尤其是信令支持和代管(mandated)过程，但对802.11和802.15技术来说，这些过程是不存在的。随着WLAN中网际协议上的语音传输(VoIP)的出现以及WLAN的日常使用的增多，有必要在WLAN中支持紧急呼叫。 
即便是用于住宅市场的“固定”VoIP电话服务供应，其对紧急呼叫提供的支持也是非常有限的。位于公共安全应答点(PSAP)的调度员无法始终追踪数字位置信息，回叫并非始终可行，并且在购买设备时还有可能需要地址注册。在将VoIP电话移动到某个新位置时，紧急呼叫仍旧会根据已注册的地址位置而被发送。这个已注册地址原则上是可以改变的，但在更新PSAP上的信息的过程中有可能会至少存在数天或数周的延迟。此外，如果可能的话，某些用户未必会及时更新其注册信息。 
这种情况将会随着使用WLAN的VoIP电话启用更多的移动性而恶化。基于WLAN的VoIP电话可以从任何位置工作，并且预计用户将会在这些位置之间进行无缝漫游，例如从办公室到家再到公共热点等等。 
目前存在着某些802.11特定的问题，这些问题包括无线电接入、接入点(AP)定位、呼叫方定位以及紧急呼叫许可。对无线电接入来说，当前在802.11标准中并不存在用于紧急呼叫的优先级，并且目前也没有一种手段能够区分紧急呼叫与WLAN接入网络的常规呼叫。举例来说，当前在非专有方式中，即便很容易确定AP标识，AP或STA的位置也是无法为网络所知的。此外，呼叫方的位置当前是无法在非专有方式中映射的。 
在许可方面，如果没有授权呼叫方进入网络，那么受到严密管理的WLAN有可能会阻止紧急呼叫方建立紧急呼叫。STA与AP之间的正常连接过程需要STA发送关联请求，其后跟随的是在将STA关联于AP之前与AP进行协商。如果STA无法表明其正在进行紧急呼叫，那么它必须通过整个关联过程，以便确定其是否得到许可。作为此类难题的一个实例，如果STA不具有用于接入系统的正确密码或验证证书(如果AP被配置成需要密码或是需要验证证书，其中举例来说，这种情况对私有热点或企业/办公室WLAN来说是有可能的)，那么AP将会直截了当地拒绝STA的关联请求。但是，即使STA具有正确的密码或验证证书，AP仍旧会根据为其配置的语音用户的最大容量而拒绝网络准入。在这种情况下，对AP来说，正确的决定应该是准许这个新的紧急呼叫(以最高优先级)，并且中断别的现有语音呼叫。由于AP当前首先缺少用于进行这种区分的手段，因此这种特征是无法借助现有技术中的WLAN技术来实施的。与蜂窝系统操作相比，在蜂窝系统操作中，任何一个设备、即便没有SIM卡的设备也可以执行紧急呼叫。 
发明内容
本发明提出了各种用于借助802.11和802.15技术来启用紧急呼叫处理支持的系统操作特性。这其中的某些提议涉及的是用于向AP指示紧急呼叫的新的L2信令消息或信息元素。并且在这里提出了用于紧急状况的新的过 程和控制机制。此外，用于双模(WLAN和第二代(2G)或第三代(3G)蜂窝技术)实施的过程同样也被解决。由于紧急呼叫需求通常与紧急呼叫方位置的位置报告的监管需求相结合，因此，在这里提出了用于允许在WLAN网络中请求和报告地理位置的装置和信令过程。该位置信息既可以与紧急呼叫相结合，也可以独立执行。 
对能够识别紧急呼叫的STA来说，它的一个益处是可以在AP上安装简单的逻辑，其中无论网络如何配置，该逻辑都允许AP区分出应该正常对待的STA(也就是应该遵循常规的关联过程)以及在所有环境下都应许可的STA(也就是绕过所有安全性需求来许可紧急呼叫)。 
在这里提供了若干种用于在无线局域网中的站与接入点(AP)之间传递紧急呼叫能力信息的方法。这些方法包括：由AP来通告其紧急呼叫能力，以及由站来宣告其紧急呼叫能力。AP可以在信标帧、探测响应帧、再关联响应帧或是再验证响应帧中通告其紧急呼叫能力。所述站则可以在关联请求帧、再关联请求帧、验证请求帧或再验证请求帧中宣告其紧急呼叫能力。 
一种用于在WLAN中支持紧急呼叫的方法是以STA在WLAN上发起紧急呼叫为开始的。该紧急呼叫被WLAN上的AP接收，并且在不需要STA执行验证过程的情况下被许可。该STA被提供有与紧急呼叫相关的设置，以便允许该STA接入WLAN。 
一种用于在WLAN中支持紧急呼叫的方法是以某个站在WLAN上发起紧急呼叫为开始的。该紧急呼叫被WLAN上的AP接收，并且在不需要STA执行验证过程的情况下被许可。此外，该紧急呼叫将被路由到紧急呼叫中心。 
一种用于在WLAN中支持紧急呼叫的方法是向STA提供紧急BSS ID为开始的，其中该紧急BSS ID仅仅用于紧急呼叫。由STA发起的任何紧急呼叫都会使用这个紧急BSS标识符。 
一种用于在WLAN中支持紧急呼叫的方法是以STA在WLAN上发起 紧急呼叫为开始的。该紧急呼叫被WLAN上的AP接收。该STA将被确定是否具有足够的能力来完整这个紧急呼叫。如果STA不具有足够能力来完成紧急呼叫，那么基础架构网络的部件将会充当STA的代理，以便完成紧急呼叫。 
附图说明
从以下关于优选实施例的描述中可以更详细地了解本发明，这些优选实施例是作为实例给出的，并且是结合附图而被理解的，其中： 
图1是标准的媒介接入控制(MAC)帧的图示； 
图2A是具有用于指示紧急呼叫的比特标记的MAC帧的图示； 
图2B是具有用于指示紧急呼叫的信息元素(IE)的MAC帧的图示； 
图3是标准的发送就绪(RTS)帧的图示； 
图4A是具有用于指示紧急呼叫的比特标记的RTS帧的图示； 
图4B是具有用于指示紧急呼叫的IE的RTS帧的图示； 
图5是使用了如图4A或4B所示的RTS帧的方法的流程图； 
图6是通过切换无线电技术来完成紧急呼叫的方法的流程图； 
图7是用于指示紧急呼叫的SOS信标帧的图示； 
图8是用于传送和使用如图7所示的SOS帧的方法的流程图；以及 
图9是用于确定是否应用代理功能的方法的流程图。 
具体实施方式
在下文中，术语“站”(STA)包括但不局限于无线发射/接收单元(WTRU)、用户设备、固定或移动订户单元、寻呼机或是其他任何能在无线环境中工作的设备。下文引用的术语“接入点”(AP)包括但不局限于基站、节点B、站点控制器或是其他任何能在无线环境中工作的接口设备。
本发明适用于所有的WLAN、个人局域网(PAN)以及城域网(MAN)，而且尤其适用于基于802.11的WLAN、基于802.15的无线PAN、基于802.16/20的无线MAN及其等价物。在一种实现方式中，本发明适用于执行包括WLAN、PAN、MAN在内的这些接入技术组合的WTRU，以及蜂窝多模WTRU。 
在下文中是将用于处理紧急支持的本发明分为几个部分来进行描述的。但是，这么做仅仅是为了便于说明，而不是对本发明进行限制。 
I.与信令/支持相关的空中接口和过程 
A.MAC帧和MAC信令消息中的紧急呼叫指示 
在图1中显示了标准的MAC帧100。该MAC帧100包括帧控制字段102、持续时间/ID字段104、一个或多个地址字段106a～106d、序列控制字段108、服务质量(QoS)控制字段110、帧主体112以及帧校验序列(FCS)字段114。如所示，QoS控制字段110被分成了多个子字段。 
在MAC帧中可以通过比特标记、紧急呼叫消息类型IE、现有或新IE上的紧急呼叫消息字段部分或是紧急呼叫码来指示紧急呼叫的优先级，其中该紧急呼叫码是使用在现有IE或MAC帧字段中的保留(当前未使用)值来实施的。该指示符能使AP知道其必须许可该紧急呼叫。出于相似目的，QoS优先级或需求是借助QoS分类(例如DiiffServ(区别服务))来指示的。任何现有的MAC帧类型(控制，管理或数据)都可以修改，以便包含紧急呼叫指示符。该紧急呼叫指示符可以使用所描述的任何机制添加到MAC帧、报头或主体中的任何位置。 
如图2A所示，MAC帧200包括字段202～214，这些字段与上文中结合图1描述的字段102～114是相同的。在一个实施例中，其中使用了简单的比特标记220来向接收机指示这是紧急呼叫。如图2A所示，比特标记220的 一个可能的位置处于QoS控制字段210的保留比特(比特7)中。本领域普通技术人员将会注意到，该比特标记220可以放置在MAC帧的任何现有报头或帧主体字段中的任何当前保留位置。 
如图2B所示，MAC帧250包括帧控制字段252、长度字段254以及用于指示紧急呼叫的紧急呼叫IE256。该紧急呼叫IE256可以包括但不局限于紧急呼叫标记260、原因码字段262、能力信息字段264、位置信息字段266、语音编解码应用字段268以及附加字段270。该紧急呼叫IE256可以添加在任何MAC帧中。此外，包含在紧急呼叫IE256中中的信息可以被添加给现有的IE类型。 
紧急呼叫标记260可以是一个用于标识该呼叫是紧急呼叫的简单指示符(例如比特标记)。原因码字段262指示的是紧急呼叫的原因(例如着火、医疗紧急情况等等)。能力信息字段264包括发起紧急呼叫的STA的能力，并且被用于帮助尽可能快地完成紧急呼叫。位置信息字段266包含的是发起紧急呼叫的STA的位置。语音编解码应用字段268标识的是STA使用的语音编解码器，并且该字段会在STA与尝试处理紧急呼叫的AP之间存在不兼容性的情况下使用。可以包含在紧急呼叫IE(作为字段270)中的附加信息是时间戳以及WTRU和/或运营商服务能力信息。 
依照802.11e的现有MAC帧具有呼叫优先级。在传输规范信息字段中，传输规范(TSPEC)IE包含了三个比特优先级子字段。如果定义用于紧急呼叫的值，本发明的原理同样也可以在TSPEC IE中实施。在蜂窝系统中，其中使用了相似的机制(信令帧)来向网络发送呼叫参数，并且包含了用于标识紧急呼叫的保留字段。正如本领域中已知的那样，TSPEC IE是在ADDTS(添加业务量流)帧中使用的。由此，这里描述的经过修改的TSPEC IE可以在ADDTS帧中使用。同样，在ADDTS帧中还可以使用包含相同信息的新IE，以便指示紧急呼叫。
虽然上文的描述具有特别描述的基于802.11的MAC帧，但是扩展MAC帧这一概念还可以应用于任何类型的MAC帧。举例来说，以太类型(Ethertype)的MAC帧也可以进行类似的修改。举例来说，此类MAC帧是在EAPOL(LAN上的可扩展验证协议)帧中使用，其中该EAPOL帧是出于安全性原因在启用WPA(WiFi安全存取)的网络中交换的。此外，由于Ethertype是由报头中的比特指示的，因此可以通过扩展这个概念来定义新的以太类型。 
B.用于紧急呼叫的虚拟BSS ID 
在虚拟BSS设置中，单个的物理AP被配置成作为一个以上的BSS(也就是虚拟BSS)来执行操作，其中每一个BSS都具有自己的ID。在这里可以保留一个BSS ID，以便将其仅仅用于紧急呼叫。由于在WLAN中传送的每一个MAC帧都包含了BSS ID，因此，在尝试传送紧急呼叫时，紧急呼叫将会使用紧急BSS ID。 
STA可以在下行链路上接收来自AP的紧急BSS ID。例如，紧急BSS ID可以由AP在响应帧(例如探测响应、关联响应或再关联响应)中发送。应该指出的是，在各种其他方法中，紧急BSS ID可以被提供给STA。 
C.AP或STA通告其紧急呼叫能力 
AP将会通告其支持紧急呼叫的能力和意愿。例如，AP可以通告其启用了紧急呼叫，并且可以向STA提供参数，以便通过与AP进行关联来完成紧急呼叫。此外，该通告还可以包括AP中的紧急呼叫能力当前是否有效的指示。这种通告有可能在公共热点使用，在所述公共热点，可以合理预期的是存在很多不同类型的用户。 
在可供AP指示其紧急呼叫能力的信标帧或探测帧中可以使用AP能力 IE。在当前的信标帧中存在一个两字节的能力字段，而且这个字段中的所有比特都会被使用。在所述帧的末端添加了一个可扩展能力IE，以便指示所有的新的AP能力。上述比特标记可以添加给可扩展能力IE，以便指示AP的紧急呼叫能力。此外，AP的紧急呼叫能力指示还可以添加给再关联或再验证帧。 
作为替换，STA也可以宣告其支持紧急呼叫的能力。举例来说，该信息可以包括STA实施的是哪种类型的语音编码。该STA可以将其紧急呼叫能力信息添加到关联请求帧、再关联请求帧、验证请求帧或再验证请求帧中。该信息既可以使用新IE来传送，也可以通过在现有IE中添加一个或多个比特标记来传送。对STA来说，由其宣告其紧急呼叫能力的一个益处是：如果STA必须发起紧急呼叫，那么AP可以保存这个信息，以便更快速地处理紧急呼叫。 
如果STA向AP提供其紧急呼叫能力，那么AP还可以知道其归属的WLAN是否可以支持紧急呼叫。并不是每一个WLAN都具有与紧急呼叫中心相连的能力。举例来说，WLAN可以被配置成一个数据收集网络(例如工厂遥测网络)，并且未必具有允许STA与紧急呼叫中心相连的因特网连接。在这种情况下，AP应该向STA告知WLAN无法支持紧急呼叫，由此STA可以尝试定位别的WLAN。在WLAN的因特网连接因为某些原因而临时无法使用的情况下，相似的机制也是可以使用的。 
D.位置信息 
除了传递紧急呼叫建立原因之外，在这些新的MAC帧200、250中还可以附着位置信息(例如在位置信息字段266中)。举例来说，AP或STA可以使用基本服务集(BSS)ID、AP或STAMAC地址、静态或动态指定的IP地址、或是来自用于实施这种功能的AP或STA的全球定位系统(GPS) 系统，并且将该信息转发到紧急呼叫中心。应该指出的是，位置信息也可以与紧急呼叫信息分开传送。 
用于定位紧急STA的其他手段包括但不局限于：借助呼叫方ID来标识发起紧急呼叫的STA，使用回叫号码，以及由紧急呼叫中心使用已知的地址来帮助定位STA(如使用STA的当前附着点的MAC地址，例如AP或网络ID，或是AP的地理坐标)。 
举个例子，WLAN可以使用MAC信令机制，在该机制中，AP可以从STA请求定位。STA则会将其位置反向报告给AP。一种可能的实施方式包括使用当前在蜂窝手持机中广泛运用的辅助GPS(A-GPS)坐标。用于不同接入网络多种定位方法都是可以支持的，这其中包括但不局限于上行链路到达时间差(U-TDOA)、增强型观察时间差(E-OTD)、空闲周期下行链路观察到达时间差(IPDL-OTDOA)、A-GPS、通用地理坐标(如在IEEE标准802.11k或IETF RFC3825中定义的坐标)以及使用了WLAN AP位置、小区站点或扇区信息以及定时提前或往返行程时间测量的方法。虽然在这里特别提到了以上这些用于传送位置信息的实例，但是本领域技术人员应该注意到，任何用于传递地理坐标的格式都是可以使用的。 
紧急呼叫功能可以在与位置报告功能相独立的情况下执行(与之互补)。作为例证，在这里可以：(1)在STA实际发布紧急呼叫时，将位置信息附着于紧急呼叫信令帧，以及(2)在没有紧急呼叫的情况下，作为独立功能来用信号通告位置更新。关于后者的一个实例是向AP持续通告或更新的STA位置，其中所述通告或更新或者作为AP后台操作的一部分而被周期性(例如每隔数秒)轮询，或者通过STA来向AP报告的未被请求的常规位置。由于在STA发布紧急呼叫时，AP已经具有关于STA位置的合理的新的估计，因此，较为优选的是在AP上保持位置信息，由此将不需要STA来显性地在紧急呼叫请求中捎带其位置。
举个例子，通过使用这种独立的STA位置信息报告，可以允许在WLAN中实施依赖于位置的服务，并且同时解决监管需求。 
同样，位置信息还可以提供给在互通的WLAN(I-WLAN)、公共陆地移动网络(PLMN)或STA内部存在的位置服务(LCS)应用。此外，发起方的服务小区标识或服务AP标识同样可以被提供给LCS客户机。 
E.扩展现有的RTS/CTS帧交换机制和过程 
在图3中显示了标准的RTS帧300。RTS帧300包括帧控制字段302、持续时间字段304、接收机地址(RA)字段306、发射机地址(TA)字段308以及FCS字段310。 
希望传送紧急呼叫的STA传送包含了如图4A所示的特殊信令标记的扩展RTS帧400，或是包含了如图4B所示的新IE的扩展RTS帧450。 
图4A显示了一个RTS帧400。该RTS帧400的字段402～410与上文中结合图3描述的RTS帧300的字段302～310是相同的。帧控制字段402具有若干个子字段，这其中包括协议版本子字段412、类型子字段414、子类型子字段416、到达分发系统(DS)子字段418、来源DS子字段420、更多分段子字段422、重试子字段424、功率管理子字段426、更多数据子字段428、有线等价保密(WEP)子字段430以及顺序子字段432。 
信令标记可以添加在RTS帧400的任何保留比特中。该保留比特的可能位置包括协议版本子字段412、类型子字段414以及子类型字段416。应该指出的是，本领域技术人员可以将信令标记放置在RTS帧400的任何保留比特中。 
图4B显示了一个扩展RTS帧450，并且其中包括帧控制字段452、持续时间字段454、RA字段456、TA字段458、用途IE460以及FCS字段462。用途IE460在内容方面可以与如上所述的紧急呼叫IE256相类似。然后， 接收到扩展RTS紧急呼叫IE256的所有STA都必需停止预定时间量的传输尝试，以使无线介质空闲，以及为处于紧急状况的STA提供传送机会。 
在一个实施方式中，一旦接收到扩展RTS帧，那么执行接收的STA将会进入经过修改的回退处理，以便为发起紧急呼叫的STA提供更高的介质接入成功概率。在这里可以实施两种修改回退处理的实施方式：(1)相比于其他STA，缩短发起紧急呼叫的STA的回退时间，或者(2)延长非紧急STA的回退时间。无论哪一种实施方式，最终结果都是紧急STA与非紧急STA相比具有较短的回退时间。 
在图5中显示了一种使用RTS帧400或450的方法500。方法500的用途是使传输介质处于空闲状态，以便允许STA传送紧急呼叫。该方法是以STA通过发送RTS帧400或450来发起紧急呼叫为开始的(步骤502)。AP接收该RTS帧(步骤504)，并且使用标准的CTS帧来对STA做出响应(步骤506)。该AP所要使用的回退类型将被确定(步骤508)。在这里存在两种回退类型，并且这两种回退类型全都允许发起紧急呼叫的STA在所有其他STA等待传送之前接入介质。 
如果回退类型是处于紧急情况的STA(也就是发起紧急呼叫的STA)具有较短的回退时间，那么处于紧急情况的STA将会等待相对缩短的回退时间(步骤510)，然后则传送紧急呼叫(步骤512)。尝试接入介质的所有其他STA则会等待标准的回退时间(步骤514)，然后则能够执行传送(步骤516)。然后，该方法将会终止(步骤518)。 
如果回退类型是所有其他STA具有较长的回退时间(步骤508)，那么处于紧急状况的STA将会等待标准的回退时间(步骤520)，然后则会传送该紧急呼叫(步骤522)。而所有其他STA则会等待较长的回退时间(步骤524)，然后才能够进行传送(步骤516)。随后，该方法将会终止(步骤518)。 
通常，当STA进入回退过程时，STA将会尝试在数量为N的一系列时 隙之一中进行传送。如果存在传输冲突，那么STA将会再次回退，并且会将N值提升到N的预定最大值。在STA可以尝试传送之前，该STA必须等待M个时隙。这个基本过程为任何STA都提供了均等机会来赢得介质接入。在802.11e中，为了实施QoS，其中存在两种用于确保特定站具有更大机会赢得介质接入的方法。第一种方法是减小M的值，由此为STA提供较短的等待时间。第二种方法则是使用较小的N值，这样做将会增大STA能够在特定时隙中进行传送的机会。 
在方法500中有若干种可能的手段来让STA了解所要使用的回退值。第一种手段是将M和N的硬编码值与紧急呼叫结合使用，以使这些关于M和N的硬编码值可以被处于紧急情况的STA所使用。第二种手段是显式地将M和N的值从AP用信号通知给处于紧急情况的STA。通常，AP是通过在正常系统操作中使用广播或专用管理帧来向STA发送这些参数的。STA则会读取与紧急呼叫相关的参数，其中该参数将会在这些STA需要建立紧急呼叫的时候得到使用。这其中的一个实例是：作为信标或探测响应管理帧的一部分，SAP向其BSS中的所有STA发送其他BSS配置值。添加与紧急呼叫相关的M和N参数的处理则是针对这些处理的一个很自然的扩展。举个例子，现今，将要供BSS中的所有STA使用的每一个接入类别(回退值，窗口等等)所具有的与802.11e QoS相关的配置参数是由AP使用相似的机制来用信号通告的。 
第三种手段是将第一和第二种手段结合在一起，由此，STA具有M和N的硬编码默认值，并且该STA通常会使用该默认值，如果STA处于紧急情况，那么AP将会用信号通告M和N的新值，以便覆盖硬编码的默认值。此外，本领域技术人员还可以想到用于向处于紧急情况的STA以及所有其他尝试接入介质的STA传递恰当回退时间的附加手段。
F.可供双模WLAN STA(例如3G和WLAN)托管转接(mandatedswich-over)到另一种无线电技术 
在处于紧急情况时，双模WLAN STA将会首先在蜂窝网络而不是WLAN上尝试进行紧急呼叫。原则上，这是一个唯有在STA中执行的“硬编码”过程。在图6中显示了用于实施这个过程的方法600。 
该方法600是以用户在STA上发起紧急呼叫为开始的(步骤602)。在这里将会确定STA是否能够工作在蜂窝网络或WLAN上(步骤604)。如果STA工作在蜂窝网络上(也就是当前与蜂窝网络相连)，那么STA将会保持在蜂窝网络上，以便进行紧急呼叫(步骤606)。如果STA能够工作在蜂窝网络上，但是当前并未与蜂窝网络相连，那么STA将会与蜂窝网络建立连接(步骤608)，并且将会在蜂窝网络上进行紧急呼叫(步骤606)。如果STA工作在WLAN上，那么STA将会切换到蜂窝网络，以便进行紧急呼叫(步骤610)。 
在发起紧急呼叫之后，这时将会确定该紧急呼叫是否通过了蜂窝网络(步骤612)。如果该紧急呼叫通过了蜂窝网络，那么方法600将会终止(步骤614)。如果该紧急呼叫并未通过蜂窝网络，那么STA将会切换到WLAN，以便发起呼叫(步骤616)，并且该方法终止(步骤614)。 
如果需要由双模WLAN-蜂窝手持机来发布紧急呼叫，那么优选的过程是让该手持机后退到蜂窝调制解调器上(也就是在蜂窝无线电链路上建立紧急呼叫)，这是因为紧急呼叫支持在WLAN上未必可用或者其在WLAN上的可靠性有可能较低。 
对方法600来说，其替换方案包括：(1)确定优选、托管或推荐的无线电技术顺序(例如WLAN或蜂窝)，以便在尝试发送紧急呼叫的时候进行切换；(2)系统运营商在用于双模手持机的SIM卡或类似设备上配置紧急呼叫行为；(3)在紧急情况下，保持在蜂窝网络上保持VoIP呼叫，或者将该呼 叫移动到传统的电路交换语音信道上；(4)系统运营商经由无线接口用信号通告无线电技术的优选的局部顺序；或者(5)用户手动配置策略设置。 
G.在尝试紧急呼叫时绕过验证和安全措施 
在这里托管了一个过程，其中AP必须允许试图在WLAN中建立紧急呼叫的任何802.xx STA。这个过程包括绕过与802.1x以及网络段的其他安全性措施相类似的验证。这个过程既可以通过使用扩展RTS/CTS方法500(如图5所示)来触发，也可以通过MAC帧中的比特标记、IE、报头、保留信息字段或比特/序列值来触发(如图2A和2B所示)。 
在当前的WLAN实施方式中，每一个STA的验证状态是借助状态机追踪的，并且将被称为1x端口过滤处理。只有在通过验证的情况下，STA才允许在WLAN上进行传送，否则将会被端口过滤器拦截。但是，由于必须准许发起紧急呼叫的STA进入WLAN，因此，从验证的角度来看出现了一个问题。为了克服这个验证问题，在这里可以对端口过滤器进行调整，以便能够很容易地确定STA何时发送紧急呼叫，并且允许该紧急呼叫继续进行。例如，该指示可以通过如上所述结合新的以太类型来提供，或是通过修改现有的以太类型来提供。 
WLAN中的接入控制固有地依赖于安全性。依照当前标准，没有一种方法能够绕过AP中的接入控制，这是因为所有STA都必须执行验证处理来与AP进行关联。对AP来说，即便STA没有恰当的证书来与AP进行关联，AP也应该准许紧急呼叫。对AP来说，其在识别紧急呼叫时可以具有两个选项；并且紧急呼叫识别应该在L2上执行。第一个选项是完全绕过AP安全性，并且在需要验证的情况下准备该呼叫。第二个选项是准许具有不同的安全性设置的呼叫。例如，紧急呼叫可以配备特定的紧急相关接入或安全密钥。
如果AP通过绕过AP安全性而准许接入紧急呼叫，那么应该注意阻止冒充紧急呼叫(例如通过欺骗性的信令信息)的呼叫滥用这种绕过安全性的处理。针对这个问题的一个解决方案包括半静态路由所有紧急呼叫，由此将紧急呼叫自动路由到紧急呼叫中心，而不提供针对WLAN的一般性接入。通过将半静态路由用于紧急呼叫，即便是被欺骗的紧急呼叫也会被路由到紧急呼叫中心。 
II.紧急情况下的WTRU行为(behavior)/过程 
A.WLAN通过发送SOS信标信号来帮助发现呼叫方 
在这里，在STA中托管或者由网络配置了一个过程，其中一旦紧急呼叫结束(乃至在紧急呼叫期间)，那么STA和/或所涉及的AP将会开始在规则间隔中发送如图7所示的SOS类型的信令帧700。 
SOS信令帧700是修改版本的探测请求帧。该SOS信令帧700包括帧控制字段702、持续时间字段704、目的地地址(DA)字段706、源地址(SA)字段708、BSSID字段710、序列控制字段712、SSID IE714、被支持的速率IE716以及紧急呼叫IE718。紧急呼叫IE718可以与上文中结合图2B所描述的紧急呼叫IE256是相同的。应该指出的是，被支持的速率IE716是可选的，该IE可以从SOS信令帧700中移除，而不会影响其功能。 
在一个实施方式中，SOS信令帧可以被定义成是以短帧间间隔(SIFS)优先级或优先级帧间间隔(PIFS)传送的探测请求帧，以便确保接入介质。该SOS信号帧在紧急呼叫IE中包含了新的紧急呼叫相关元素，例如911ID(例如呼叫方ID)、设备细节(例如国际移动设备标识(IMEI))、网络加入、用户名以及紧急原因码。该原因码可以由设备通过提示用户标识紧急呼叫原因来获取(例如“如果是火警按1”等等)。如果没有终止进行中的呼叫的方法，那么原因码将会提供某种处理紧急情况的能力。
SOS信号帧可以被调度，以便每隔大约10毫秒就进行传输，从而为位置记录和追踪提供便利。AP需要记录具有时间戳和信号细节的任何SOS信号帧接收。信号强度细节包括信号强度、信号质量、天线方位和增益，以及呼叫方细节，例如IMEI、用户名(如果可用的话)以及可以用于标识和能力用途的其他的802.11设备信息。接收SOS信号帧的AP还需要将事件报告给负责紧急响应、无线电资源协调、定位以及呼叫设备追踪的紧急网络节点。 
这种处理是一种有效探测机制，其中SOS信令帧将被发送，并且可以由紧急工作人员在到达呼叫方的时候进行接收。与之类似的一种设备是飞机黑匣子中的紧急信标。出于这个目的，新的MAC帧可以被引入，此外，新的IE(例如如紧急呼叫IE256)还可以扩展现有MAC帧，例如探测请求帧，以便满足这个目的。 
在图8中显示了一种使用SOS信令帧的方法800。用户从STA发起紧急呼叫(步骤802)。该STA开始传送SOS帧(步骤804)。根据预期实施方式，SOS帧可以作为探测信息发送，或者可以用于与紧急工作人员建立直接连接(步骤806)。 
如果将SOS帧作为探测信息来发送，那么将会设置一个传输周期，并且将会确定是否到达传输周期末端(步骤810)。如果传输周期尚未结束，那么STA将会继续传送SOS帧(步骤812)，并且该方法将会返回到步骤810。如果已经达到传输周期末端(步骤810)，那么STA将会停止传送SOS帧(步骤814)，并且该方法将会终止(步骤816)。 
如果使用SOS帧来与紧急工作人员建立直接连接(步骤806)，则确定紧急工作人员是否处于STA范围以内(步骤820)。如果紧急工作人员不在STA范围以内，那么STA将会继续传送SOS帧(步骤822)，并且该方法将会继续执行步骤820。如果紧急工作人员处于STA范围以内(步骤820)， 那么STA将会停止传送SOS帧，并且在呼叫方与紧急工作人员之间建立直接连接(步骤816)。 
在第一种替换方案中(步骤810～814)，一旦紧急呼叫结束，那么STA传送的SOS帧可以由来自AP的信令或是会话启动协议(SIP)之类的更高层协议触发。SOS帧的持续时间/频率是在这个触发信号中获取的。通过在紧急呼叫结束之后发送SOS帧，可以防止在紧急呼叫存在错误或是紧急工作人员不必响应所述呼叫到来的情况下传送不必要的SOS帧。 
在第二种替换方案中(步骤820～824)，当紧急工作人员与呼叫方处于彼此范围以内时，这时将会在紧急工作人员与呼叫方之间建立直接的VoIP连接。侦听到SOS帧的其他STA可以对SOS帧进行处理，其中所述帧与上文中结合图4A、4B和5所描述的扩展RTS帧相类似(也就是说，其他STA不会尝试接入该介质，由此紧急呼叫能够更好地使用带宽)。 
B.网络(例如AP)通过执行回叫功能来处理紧急呼叫 
在回叫情况下，一旦建立了紧急呼叫，那么WLAN会在紧急呼叫结束之后的一定时段中与发起紧急呼叫的用户保持活动连接。对用户来说，这个功能可以是透明的。 
III.基础架构中的功能 
A.代理功能 
在图9中显示了一种用于确定AP是否需要充当STA代理的方法900。STA进行紧急呼叫(步骤902)，并且AP接收该紧急呼叫(步骤904)。在这里将会判定STA是否具有根据用以传送呼叫的网络来完成紧急呼叫的能力(步骤906)。该AP则检查STA是否具有支持呼叫所需要的所有功能(例如SIP/H.323协议终止，声码器等等)。这个信息可以作为MAC帧(例如 MAC帧200，250)的一部分来指示，或者它也可以是AP可以访问的网络中的订户信息的一部分。 
如果STA具有所需要的所有能力，那么该STA将会正常进行该呼叫(步骤908)。AP可以根据需要而将位置信息添加给呼叫，并且这其中包括STA的位置和/或AP的位置(例如网络ID、AP的MAC地址等等)(步骤910)。然后，该方法将会终止(步骤912)。 
如果STA不具有完成呼叫所需要的所有能力(步骤906)，那么AP将会充当STA的代理，由此提供任何必需的功能(步骤914)。该AP将会根据需要而在呼叫中添加位置信息(步骤910)，并且该方法将会终止(步骤912)。 
如果AP确定STA不具有在当前环境中彻底完成紧急呼叫所需要的全部能力，那么AP将会充当STA的代理(步骤914)。举个例子，如果STA不支持SIP协议，那么AP可以充当STA的SIP代理。另举一例，如果STA支持SIP，但是网络只支持H.323，那么AP可以将来自STA的SIP与针对网络中的剩余部分的H.323消息互通。在极端情况下，STA甚至不具有声码器，那么AP可以将一个瘦(thin)声码器客户机下载到STA，并且将其与网络中剩余位置的更标准的声码器进行互通。应该指出的是，AP不必为STA提供所有代理功能；这些功能可以由基础架构网络中的别的部件提供，例如专用网关节点。如果将代理功能移出AP，那么这样做将会为WLAN提供更大的灵活性，以便在WLAN因特网连接中断的情况下处理紧急呼叫。 
另一种方法是关于IP分组内容的AP欺骗(也就是读取内容和/或类型信息，即使在没有得到官方允许的情况下)，其中该IP分组被STA及其在网络中的对应物用于信令或正常业务。举个例子，现今通常会将借助IP的SIP信令协议消息用于呼叫处理。这种SIP信令包含了有用信息，例如能力信息和目的地地址，以便供AP完成其作为代理的作用。除了先前描述的方法之 外，如果AP从关于STA远端目的地的更高层(也就是L2MAC以上)消息内容的信息的欺骗中提取此类信息，那么它可以更有效地完成其作用。本领域技术人员将会了解，SIP是用于以IP为基础的呼叫的管理协议的一个实例，在工业上，其他的等价协议也是存在并得到广泛使用的。由此，这种方法并不仅限于SIP。 
B.将AP与紧急呼叫中心建立链路 
一旦AP了解到STA进行紧急呼叫，那么AP必须与紧急呼叫中心建立链路，以便恰当路由来自STA的呼叫。目前有若干种可能的传送机制来使紧急呼叫从AP到达呼叫中心。例如，AP可以与网关进行通信，由此将AP链接到呼叫中心。 
紧急网络节点的概念可以扩展，以便包含具有人在环路中能力(man-in-the-loop)的紧急响应操作中心。该紧急网络节点可以是一个扩展服务集(ESS)或是适合基础架构应用的网络。例如在大学校园中，指定的紧急网络节点可以是校园治安部门。另举一例，在制造厂中，紧急网络节点将会是安全办公室。紧急网络节点可以包括运营商，其中该运营商接收VoIP呼叫、记录呼叫信息，筛选呼叫，然后在公共交换电话网络(PSTN)上发起一个紧急呼叫，以便警告恰当机构。 
紧急网络节点的概念还可以进一步扩展，以便包含与PSTN具有直接线路的自动节点。自动节点将会充当语音电路桥接器，以便拨打电话以及将无线呼叫方连接到PSTN紧急中心。 
用于连接到紧急网络节点的方法可以扩展，以便包含在没有进行验证、授权或安全性特征的情况下路由和处理呼叫的能力。这样做将会允许在无线呼叫方与紧急网络节点之间具有直接的未加密连接或是通道化连接。 
紧急网络节点的功能可以扩展，以便包含呼叫处理、呼叫切换和漫游协 调。这个功能将会预先授权相邻AP中的资源(与服务于无线呼叫的AP相邻的AP)，由此呼叫方可以在移经AP边界时在不丢失无线连接以及不需要重新建立新的紧急呼叫的情况下进行漫游，从而消除了针对相同紧急情况的重复呼叫。在一个实施方式中，如上所述包含紧急IE的MAC帧是可以使用的，由此在完成切换之后，新的AP可以在没有中断的情况下继续紧急呼叫。 
IV.网络互通(interworking) 
网络互通涉及的是网络侧组件如何交互，它在紧急呼叫处理过程中同样是非常重要的，而在紧急呼叫必须穿越不同网络类型而被完成的情况下则更是如此。针对这个问题的一个解决方案是在新用户进入系统时指示其紧急呼叫能力。在这里将会使用这个新的用户信息来更新一个集中数据库，由此，如果用户发起紧急呼叫，那么将会很容易使用该信息，并且将会减少在其他方面因为必须在跨越网络交换该信息来完成呼叫所需要的等待时间。与位置信息一样，紧急呼叫能力信息可以在后台自动更新，以便恒定提供更新的信息。 
实施例 
1.一种用于在无线局域网中支持紧急呼叫的方法，该方法包括以下步骤：由接入点(AP)来通告AP的紧急呼叫能力。 
2.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括提供表明AP能够接收紧急呼叫的指示符；以及提供参数，以使发起紧急呼叫的站能对该站自身进行配置，以便向AP传递紧急呼叫。 
3.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括使用信标帧来周期性传送AP的紧急呼叫能力。 
4.根据实施例3所述的方法，其中信标帧包括可扩展能力信息元素， 该可扩展能力信息元素包含AP的紧急呼叫能力。 
5.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括：使用探测响应帧来传送AP的紧急呼叫能力。 
6.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括：使用关联响应帧来传送AP的紧急呼叫能力。 
7.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括：使用再关联响应帧来传送AP的紧急呼叫能力。 
8.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括：使用验证响应帧来传送AP的紧急呼叫能力。 
9.根据实施例1所述的方法，其中该通告步骤包括：使用再验证响应帧来传送AP的紧急呼叫能力。 
10.一种根据前述任一实施例的用于在无线局域网(WLAN)中支持紧急呼叫的方法，该方法包括以下步骤：由站来向接入点(AP)宣告所述站的紧急呼叫能力。 
11.根据实施例10所述的方法，其中该宣告步骤包括：使用信息元素来传送站的紧急呼叫能力。 
12.根据实施例10所述的方法，其中该宣告步骤包括：通过在现有信息元素中添加比特标记来传送所述站的紧急呼叫能力。 
13.根据实施例10所述的方法，其中该宣告步骤包括：使用关联请求帧来传送站的紧急呼叫能力。 
14.根据实施例10所述的方法，其中该宣告步骤包括使用再关联请求帧来传送站的紧急呼叫能力。 
15.根据实施例10所述的方法，其中该宣告步骤包括使用验证请求帧来传送站的紧急呼叫能力。 
16.根据实施例10所述的方法，其中该宣告步骤包括使用再验证请求 帧来传送站的紧急呼叫能力。 
17.根据实施例10所述的方法，该方法还包括以下步骤：将站的紧急呼叫能力保存在所述WLAN上的能供任何设备访问的位置。 
18.根据实施例17所述的方法，其中该保存步骤允许WLAN与其他网络类型之间的网络互通，以便支持紧急呼叫。 
19.一种根据前述任一实施例的用于在无线局域网(WLAN)中支持紧急呼叫的方法，该方法包括以下步骤：由WLAN上的站发起紧急呼叫；由WLAN上的接入点(AP)接收紧急呼叫；由AP准许进行紧急呼叫，而不需要发起紧急呼叫的站执行由所述AP准许其他呼叫所需要的验证过程；以及将紧急呼叫相关设置提供给所述站，以便允许所述站接入WLAN。 
20.根据实施例19所述的方法，其中紧急呼叫相关设置包括紧急呼叫接入码。 
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中紧急呼叫相关设置包括紧急呼叫安全密钥。 
22.一种根据前述任一实施例而在无线局域网(WLAN)中支持紧急呼叫的方法，包括以下步骤：由WLAN上的站发起一个紧急呼叫；由WLAN上的接入点(AP)接收该紧急呼叫；由AP许可该紧急呼叫，而不需要发起紧急呼叫的站执行AP许可其他呼叫所需要的验证过程；以及将紧急呼叫路由到紧急呼叫中心。 
23.根据实施例22所述的方法，其中路由步骤包括执行半静态路由，以便将所有紧急呼叫都路由到紧急呼叫中心。 
24.一种根据前述任一实施例的用于在无线局域网(WLAN)中支持紧急呼叫的方法，该方法包括以下步骤：向站提供紧急基本服务集(BSS)标识符，该紧急BSS标识符仅用于紧急呼叫；以及由所述站发起紧急呼叫，其中该紧急呼叫包括紧急BSS标识符。
25.根据实施例24所述的方法，其中提供步骤包括：在探测响应帧中将紧急BSS标识符提供给所述站。 
26.根据实施例24所述的方法，其中提供步骤包括：在关联响应帧中将紧急BSS标识符提供给所述站。 
27.根据实施例24所述的方法，其中提供步骤包括：在再关联响应帧中将紧急BSS标识符提供给所述站。 
28.一种根据前述任一实施例的用于在无线局域网(WLAN)中支持紧急呼叫的方法，该方法包括以下步骤：由WLAN上的站发起紧急呼叫；由WLAN上的接入点(AP)接收该紧急呼叫；确定所述站是否具有足够的能力来完成该紧急呼叫；以及如果所述站不具有足够能力来完成紧急呼叫，则使基础架构网络中的部件充当所述站的代理。 
29.根据实施例28所述的方法，其中基础架构网络中的部件包括专用网关节点。 
30.根据实施例28或29所述的方法，该方法还包括以下步骤：基础架构网络部件将位置信息添加到紧急呼叫中。 
31.根据实施例28～30中任一实施例所述的方法，还包括以下步骤：基础架构网络中的部件监视WLAN上的业务量，以使基础架构网络中的部件了解WLAN上的站的能力信息，以便该基础架构网络中的部件能充当站的代理。 
本发明的概念可以扩展到上述具体实施例之外。例如，本发明可以扩展到网状网络和自组织(ad-hoc)网络。这里描述的紧急呼叫能力可以在网络中的任何部分中实施，而不局限于AP。例如，这些能力可以在STA中实施，经由若干个AP分发，此外还可以在接入控制器或是呼叫服务器中实施。 
作为替换，除了人类用户，本发明还可以扩展到机器之间的应用方案，以便使用WLAN来处理紧急情况。这其中的一种可能性是在家庭安全性系 统中使用802.11，也就是使用WLAN来取代硬布线电话线路(该线路可以被消减)。在这个实例中，取代用于产生WLAN紧急呼叫的人类用户的是，在有人闯入时，家庭安全性系统将会自动向安全性呼叫中心产生紧急呼叫。作为替换，如上所述，家庭安全性系统可以开始发送紧急SOS帧。 
虽然以特定组合在优选实施方式中描述了本发明的特征和部件，但是每一个特征或部件既可以单独使用(在没有优选实施例中的其他特征和部件的情况下)，也可以在具有或不具有本发明的其他特征和部件的情况下在不同组合中使用。

Claims (19)

1.一种在接入点(AP)中使用的方法，该方法包括：
将包括第一基本服务集标识(BSSID)的第一媒介接入控制(MAC)帧传送到无线发射/接收单元(WTRU)，其中所述第一BSSID与用于与所述第一BSSID相关联所需要的安全证书相关联；
将包括第二BSSID的第二MAC帧传送到所述WTRU，其中所述第二BSSID与用于与所述第二BSSID相关联的紧急呼叫安全证书相关联；
从所述STA接收包括BSSID的请求消息；
确定所接收的请求消息是否包括所述第二BSSID；以及
在所接收的请求消息包括所述第二BSSID的情况下授权所述WTRU接入所述AP，其中对所述AP的接入限于紧急呼叫。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
从无线发射/接收单元(WTRU)接收请求消息；
确定接收到的请求消息是否包含所述第一BSSID；
响应于接收到的请求消息包含所述第一BSSID的确定结果，确定接收到的请求消息是否包含有效安全证书；
响应于接收到的请求消息包含有效安全证书的确定结果，授权接入所述WTRU；以及
响应于接收到的请求消息包含所述第二BSSID的确定结果，授权仅限于紧急呼叫接入所述WTRU。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
传送关于所述AP的紧急呼叫能力的指示。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法还包括：
传送关于所述AP的紧急呼叫能力被激活的指示。
5.根据权利要求3所述的方法，其中关于所述AP的紧急呼叫能力的指示在扩展的AP能力信息元素(IE)中被传送。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述AP能力IE的长度大于两比特。
7.一种在接入点(AP)中使用的方法，该方法包括：
生成用于紧急呼叫的紧急基本服务集标识(BSSID)；
传送多个基本服务集标识(BSSID)，其中所述多个BSSID中的至少一个BSSID是所述紧急BSSID；
从无线发射/接收单元接收指示所述紧急BSSID的接入请求；以及
授权紧急呼叫接入所述WTRU。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个BSSID在信标帧中被传送。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个BSSID在响应帧中被传送到所述WTRU。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述响应帧是探测响应帧、关联响应帧或再关联响应帧。
11.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括：
传送关于所述AP的紧急呼叫能力的指示。
12.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括：
传送关于所述AP的紧急呼叫能力被激活的指示。
13.根据权利要求11所述的方法，其中关于所述AP的紧急呼叫能力的指示在扩展的AP能力信息元素(IE)中被传送。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述AP能力IE的长度大于两比特。
15.一种在无线发射/接收单元(WTRU)中使用的方法，该方法包括：
从接入点(AP)接收包括第一基本服务集标识(BSSID)的第一媒介接入控制(MAC)帧，其中所述第一BSSID与需要用于与所述第一BSSID相关联的安全证书相关联；
从所述AP接收包括第二BSSID的第二MAC帧，其中所述第二BSSID与用于与所述第二BSSID相关联的紧急呼叫安全证书相关联；
发射包括BSSID的请求消息；以及
接收对所述AP的接入，其中所述接入限于紧急呼叫。
16.根据权利要求15所述的方法，该方法还包括：
传送用于请求紧急BSSID的第二请求帧；以及
接收用于指示所述紧急BSSID的响应帧。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述请求帧是探测请求帧、关联请求帧或再关联请求帧。
18.一种接入点(AP)，该AP包括：
发射机，被配置为将包括第一基本服务集标识(BSSID)的第一媒介接入控制(MAC)帧发射到无线发射/接收单元(WTRU)，其中所述第一BSSID与需要用于与所述第一BSSID相关联的安全证书相关联，并将包括第二BSSID的第二MAC帧发射到所述WTRU，其中所述第二BSSID与用于与所述第二BSSID相关联的紧急呼叫安全证书相关联；
接收机，被配置为从所述WTRU接收包括BSSID的请求消息；以及
处理器，被配置为确定所接收的请求消息是否包括所述第二BSSIC，以及在所接收的请求消息包括所述第二BSSID的情况下授权所述WTRU接入所述AP，其中对所述AP的接入限于紧急呼叫。
19.一种站(STA)，该STA包括：
接收机，被配置为从接入点(AP)接收包括第一基本服务集标识(BSSID)的第一媒介接入控制(MAC)帧，其中所述第一BSSID与需要用于与所述第一BSSID相关联的安全证书相关联，以及从所述AP接收包括第二BSSID的第二MAC帧，其中所述第二BSSID与用于与所述第二BSSID相关联的紧急呼叫安全证书相关联；
发射机，被配置为发射包括BSSID的请求消息；
其中所述接收机被配置为接收对所述AP的接入，其中所述接入限于紧急呼叫。
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