CN101621777A - 移动通信系统中支持紧急呼叫的方法 - Google Patents

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Abstract

一种移动通信系统中支持紧急呼叫的方法，包括步骤：无线资源管理实体收到UE的消息，指示是紧急呼叫；用户设备和无线资源管理实体完成无线连接建立过程；无线资源管理实体发送消息给无线资源管理实体的上层节点，消息中包含紧急业务的指示；无线资源管理实体的上层节点为UE建立紧急呼叫。通过本发明给出的移动通信系统中支持紧急业务的方法，减少紧急业务接入的失败，加快紧急业务接入的速度。

Description

移动通信系统中支持紧急呼叫的方法
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种移动通信系统中支持紧急呼叫的方法。
背景技术
现有的第三代伙伴计划(以下简称3GPP)结构如图1所示。下面是对图13GPP系统结构的描述。
101用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。102NodeB是无线网络子系统中(简称RNS)负责无线收/发的节点。103控制无线网络控制器(以下简称CRNC)是直接控制Node B的无线网络控制器。无线网络控制器(以下简称RNC)和UE之间的接口称为空中接口。104服务无线网络控制器(以下简称SRNC)是控制承载信息的RNC，如无线资源控制(以下简称RRC)状态。SRNC和CRNC的接口为Iur接口。105网关通用分组无线业务(以下简称通用分组无线业务为GPRS)支持节点(以下简称网关GPRS支持节点为GGSN)和106服务GPRS支持节点(以下简称SGSN)为数据的传输提供路由。SGSN和RNC之间的接口为Iu接口。107E-PDN是外部的公共数据网，提供数据源。
SAE的系统结构如图2所示。下面是对图2SAE系统结构的描述。
201用户设备(以下简称UE)是用来接收数据的终端设备。202EUTRAN是演进系统SAE中的无线接入网络，也可以叫eNB，负责给LTE(长期演进)手机提供接入无线网络的接口，并且与手机的移动管理实体203MME和用户平面实体204 Serving Gateway通过S1接口连接。203MME负责管理用户设备的移动上下文、会话上下文，保存用户与安全有关的信息。204 Serving Gateway(Serving GW)主要提供用户平面的功能。S1-MME接口负责给UE提供无线接入承载建立，将UE发送给MME的消息从无线接入网的转发。203MME和204 Serving Gateway结合起来的功能与原来的206SGSN(通用分组无线业务(以下简称GPRS)支持节点)有些类似，MME与Serving Gateway有可能处于同一个物理实体。205PDN Gateway负责计费、合法监听等功能。Serving Gateway和PDN Gateway有可能处于同一个物理实体。206SGSN是现在UMTS中为数据的传输提供路由的。现有的SGSN是根据接入点名字(以下简称APN)来找到对应的网关GPRS支持节点(以下简称GGSN)。207HSS是用户设备的家乡归属子系统，它负责保存用户的信息，包括用户设备的当前位置，服务节点的地址，用户的安全有关的信息，用户设备激活的分组数据协议(以下简称PDP)上下文等等。208PCRF通过S7接口提供Qos政策和计费准则。
通常，用户数据流是经过205PDN Gateway到204Serving Gateway，Serving Gateway通过GPRS隧道协议(以下简称GTP)通道把数据发送给UE所在的eNB，eNB把数据发送给相应的用户设备。
图3是SAE中S1接口的结构，EPC是演进的核心网络。其中每一个eNB都与MME池(Pool)中的多个MME相连。每一个eNB都与S-GW Pool中的多个S-GW相连。
HNB(包括3G HNB，LTE HNB和其它接入系统下的HNB)是用在家庭的基站，还可以应用于大学，公司等场所。HNB是即插即用的。HNB包括开放型的和闭合用户组型的。闭合用户组型的HNB与普通宏基站的区别在于：通常不是所有的用户设备都可以接入HNB。比如只有用户家庭的用户设备可以接入家里的HNB，或者此家人同意其它可以接入的用户设备。在一个公司只有公司的员工和其公司允许的合作伙伴可以接入。有相同接入用户群的一组HNB(如用在同一公司的HNB)称为闭合用户组(以下简称CSG，Closed Subscriber Group)。
3G HNB的结构如图4所示。其中UTRAN部分包括3G HNB和3G HNB GW。HNB和HNB GW组成HNB RAN。3G HNB包括原来NodeB的功能和部分RNC的功能，例如RRC，RLC，MAC等。3G HNB GW是连接核心网的节点设备，包括NNSF的功能。HNB和HNB GW之间的接口是Iuh。3G HNB GW通过Iu接口接入核心网。
HNB或者HNB GW可以对UE进行接入控制。HNB或者HNB GW保存HNB可以接入的UE列表。当HNB RAN收到从UE来的消息的时候，根据UE的IMSI判断UE是否可以接入。如果收到的消息中没有IMSI，HNB RAN可以发送标识请求消息给UE，收到从UE来的响应消息后得到UE的IMSI。是HNB还是HNB GW对UE进行接入控制还没有最终的结论。目前大部分公司都支持HNB GW对UE进行接入控制的决定，例如允许接入还是不允许接入。
在现有的通信系统中，无线资源管理实体(如HNB，RNC或者eNB)收到从UE来的无线连接建立请求消息后，根据消息中的信息元素建立原因可以知道是紧急业务，但是无线资源管理实体的上层节点(如SGSN和HNB GW)不知道要接入的业务是紧急业务。无线资源管理实体的上层节点还需要对UE进行接入控制，结果可能会导致紧急业务不能接入或者延缓紧急业务的接入时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种移动通信系统中支持紧急业务的方法，通过在无线资源管理实体发送给其上层节点的第一条消息中包含紧急业务的指示让其上层节点知道要接入的业务是紧急业务，从而无线资源管理实体的上层节点按照紧急业务的方式进行处理，如不需要接入控制，优先分配资源。
为实现上述目的，一种移动通信系统中支持紧急呼叫的方法，包括步骤：
无线资源管理实体收到UE的消息，指示是紧急呼叫；
用户设备和无线资源管理实体完成无线连接建立过程；
无线资源管理实体发送消息给无线资源管理实体的上层节点，消息中包含紧急业务的指示；
无线资源管理实体的上层节点为UE建立紧急呼叫。
通过本发明给出的移动通信系统中支持紧急业务的方法，减少紧急业务接入的失败，加快紧急业务接入的速度。
附图说明
图1是现有的3GPP系统结构；
图2是SAE系统网络结构；
图3是S1接口的结构；
图4是3G HNB的结构；
图5是3G系统中通知SGSN紧急业务的方法；
图6是3G系统中通知HNB GW紧急业务的方法程；
图7是图7SAE系统中通知MME紧急业务的方法；
图8是SGSN、MME、HNB GW的动作流程；
图9是IMS紧急业务的接入流程。
具体实施方式
图5是该方法用在3G系统中的一种实施例。下面是对该实施例的详细描述。这里忽略了与本发明无关的详细的技术说明。
UE处于空闲模式，UE需要发起紧急业务，UE发起RRC连接建立过程。
501 UE发送RRC连接建立请求消息给RNC。所述消息中信息元素建立原因设置为紧急呼叫。RNC收到所述的消息后，如果建立的原因是紧急呼叫，RNC保存建立的原因。在其它情况下，RNC是否需要保存建立的原因与本发明无关。RNC不需要根据UE是否有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断当前小区是否允许该UE接入)。根据无线资源的情况对业务的接入进行接入控制不是本发明要强调的。503RNC发送RRC连接建立消息给UE。504UE发送RRC连接建立完成消息给RNC。505UE发送初始直接转移消息给RNC，所述消息中包含NAS消息，例如业务请求，或者路由区域更新(简称RAU)请求，或者附着请求等非接入层(简称NAS)消息。
506RNC发送初始UE消息给SGSN。所述消息中包含信息元素紧急业务指示。该信息元素是可选的。当RRC连接的建立原因是紧急业务的时候需要存在。所述消息中还包含505中的NAS消息。
SGSN收到初始UE消息。如果消息中有紧急业务的指示，SGSN不需要根据UE是否可以有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断UE是否可以接入当前服务区，服务区包含路由区域(简称RA)和位置区域(简称LA))。
507SGSN根据506收到的NAS消息执行现有的流程。例如如果在506步骤收到的是业务请求消息。SGSN根据现有技术决定是否发送业务接受消息(NAS消息)给UE。SGSN发起无线接入承载(简称RAB)建立过程。如果在506收到的路由区域更新请求消息，SGSN发送RAU接受消息(NAS消息)给UE。这些过程与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。SGSN发送NAS消息给UE是通过Iu接口的直接转移消息和空口的下行直接转移消息发送给UE的。
如果需要接入的紧急呼叫是IMS紧急业务，还需要在UE和IMS实体之间交换IMS信令，这一部分在图9进行说明。
图6是该方法用在3G HNB系统中的一种实施例。下面是对该实施例的详细描述。这里忽略了与本发明无关的详细的技术说明。
UE处于空闲模式，UE需要发起紧急业务，UE发起RRC连接建立过程。601UE发送RRC连接建立请求消息给HNB。所述消息中信息元素建立原因设置为紧急呼叫。HNB收到所述的消息后，如果建立的原因是紧急呼叫，HNB保存建立的原因。在其它情况下，HNB是否需要保存建立的原因与本发明无关。HNB不需要根据UE是否有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断当前HNB小区是否允许该UE接入)。根据无线资源的情况对业务的接入进行接入控制不是本发明要强调的。603HNB发送RRC连接建立消息给UE。604UE发送RRC连接建立完成消息给HNB。605UE发送初始直接转移消息给HNB，所述消息中包含NAS消息，例如业务请求，或者RAU请求，或者附着请求等非接入层(简称NAS)消息。
606HNB发送初始直接转移消息给HNB GW。所述消息是HNB和HNB GW之间的接入层消息如HNBAP(家用基站应用协议)消息。所述消息中包含信息元素紧急业务指示。该信息元素是可选的。当RRC连接的建立原因是紧急业务的时候需要存在。所述消息中还包含605中的NAS消息。HNB GW收到初始直接转移消息。如果消息中有紧急业务的指示，HNB GW不需要对UE执行接入控制(如不需要HNB GW判断UE是否有权限接入当前HNB)，如果收到的消息中不包含UE的IMSI，可选的，HNB GW也不需要执行标识请求过程来向UE要UE的IMSI。
可选的，在HNB向HNB GW发送初始直接转移消息之前，HNB可以执行UE注册过程。HNB发送UE注册请求消息给HNB GW。所述消息中包含注册类型，HNB标识。如果注册类型是UE，消息中还包含UE标识。可选的，HNB可以通过UE注册请求发送紧急业务指示给HNB GW。HNB GW不需要对UE执行接入控制(如不需要HNB GW判断UE是否有权限接入当前HNB)。HNB GW接受UE的接入，发送注册接受消息给HNB。然后开始执行606步骤。如果HNB在UE注册请求消息中包含了紧急业务的指示，则606步骤地初始直接转移消息中就不需要包含紧急业务的指示。
607HNB GW发送RANAP消息初始UE消息给SGSN。所述消息中包含NAS消息。可选的，消息中包含紧急业务的指示。SGSN收到消息后，如果消息中包含紧急业务的指示，SGSN不需要根据UE是否可以有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断UE是否可以接入当前服务区，服务区包含路由区域(简称RA)和位置区域(简称LA))。如果消息中有紧急业务的指示，SGSN可以按照紧急业务优先分配资源。
608SGSN根据607收到的NAS消息发送下行的NAS消息给UE。SGSN发送NAS消息给UE是通过Iu接口的直接转移消息，Iuh接口的直接转移消息和空口的下行直接转移消息发送给UE的。
608SGSN根据607收到的NAS消息执行现有的流程。例如如果在607步骤收到的是业务请求消息。SGSN根据现有技术决定是否发送业务接受消息(NAS消息)给UE。SGSN发起无线接入承载(简称RAB)建立过程。如果在607收到的路由区域更新请求消息，SGSN发送RAU接受消息(NAS消息)给UE。这些过程与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。SGSN发送NAS消息给UE是通过Iu接口的直接转移消息，Iuh接口的直接转移消息和空口的下行直接转移消息发送给UE的。
如果需要接入的紧急呼叫是IMS紧急业务，还需要在UE和IMS实体之间交换IMS信令，这一部分如图9所述。
对应LTE HNB的结构中有HNB GW的情况，LTE HNB中对紧急业务的支持与图6相同。对应LTE HNB的结构中有HNB GW的情况，图6中SGSN的功能位于MME。其中608步骤对应LTE中现有的过程(如LTE中的初始上下文建立过程，无线承载建立过程和TAU接受过程)。如果LTE HNB的系统结构中没有HNB GW，那么LTE HNB中对紧急业务的支持与图7相同。
图7是该方法用在SAE系统中的一种实施例。下面是对该实施例的详细描述。这里忽略了与本发明无关的详细的技术说明。
UE处于空闲模式，UE需要发起紧急业务，UE发起RRC连接建立过程。701UE发送RRC连接建立请求消息给eNB。所述消息中信息元素建立原因设置为紧急呼叫。eNB收到所述的消息后，如果建立的原因是紧急呼叫，eNB保存建立的原因。在其它情况下，eNB是否需要保存建立的原因与本发明无关。eNB不需要根据UE是否有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断当前小区是否允许该UE接入)。根据无线资源的情况对业务的接入进行接入控制不是本发明要强调的。703eNB发送RRC连接建立消息给UE。704UE发送RRC连接建立完成消息给eNB。705UE发送上行信息转移消息给eNB，所述消息中包含NAS消息，例如业务请求，或者跟踪区域更新(简称TAU)请求，或者附着请求等NAS消息。
706eNB发送初始UE消息给MME。所述消息中包含信息元素紧急业务指示。该信息元素是可选的。当RRC连接的建立原因是紧急业务的时候需要存在。所述消息中还包含705中的NAS消息。
MME收到初始UE消息。如果消息中有紧急业务的指示，MME不需要根据UE是否可以有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断UE是否可以接入当前服务区，服务区包含TA和地址位置等。
707MME根据706收到的NAS消息执行现有的流程。例如如果在706步骤收到的是业务请求消息。MME发起初始上下文建立过程，包括无线承载建立过程。如果在706收到的TAU请求消息，MME发送TAU接受消息(NAS消息)给UE。这些过程与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。MME发送NAS消息给UE是通过S1接口的下行NAS传输消息和空口的下行信息转移消息发送给UE的。
如果需要接入的紧急呼叫是IMS紧急业务，还需要在UE和IMS实体之间交换IMS信令，这一部分与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。
其中收到紧急业务指示的节点(例如图5中的SGSN，图6中的HNB GW或者SGSN，图7中MME的动作流程如图8所示。下面是对该图的详细描述。对于与该发明无关的现有技术，这里忽略了详细的技术说明。
801无线网络节点设备(如SGSN，MME，HNB GW)接收消息，802如果收到从无线网络资源管理实体(如RNC，eNB，HNB，HNB GW)来的“初始直接转移”606，或者“初始UE消息”506或706，803所述消息中包含紧急业务的指示，如果相应的无线网络节点设备是HNB GW，执行804步骤。如果相应的无线网络节点设备是SGSN或者MME，执行806步骤。
804如果收到的消息中包含紧急业务的指示，HNB GW不需要对该UE进行接入控制(如检查UE是否在该HNB的注册列表中)。HNB GW转发收到的NAS消息给核心网络节点设备(如SGSN或者MME)。
可选的，805步骤，HNB GW保存紧急业务的信息。如果HNB GW与分配资源有关，HNB GW需要对要接入的UE优先分配资源。其它的流程与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。
806 SGSN或者MME保存紧急业务的信息。可选的，SGSN或者MME不需要根据UE是否有接入权限而对UE进行接入控制(如不需要判断UE是否可以接入当前服务区，服务区包含路由区域(简称RA)和位置区域(简称LA))。SGSN或者MME对需要接入的业务优先分配资源。其他的流程与现有技术相同，这里忽略详细的技术说明。
UE检测到的IMS紧急业务的主要流程如图9所示。下面是对该图的详细说明。
901UE检测到建立紧急会话的请求。
步骤902到步骤906在一定的条件下可以跳过。
902如果因为其它正在进行的会话，使得UE没有足够的资源和能力来建立紧急呼叫，UE应当终止进行的通信，释放保留的承载资源。
903如果需要承载注册而又没有被执行过，UE应该执行承载注册到IP-CAN(IP连接接入网络)，之后承载注册过程就不需要被执行了。
在此阶段，IP-CAN可以给UE分配一个IP地址。
904如果需要在IP-CAN为IMS信令的传输预留承载资源，UE应当在IP-CAN预留资源。如果在904步骤IP-CAN没有给UE分配IP地址，IP-CAN应该在承载资源请求过程为UE分配IP地址。
905UE执行P-CSCF(代理的呼叫会话控制功能，Proxy-callsession control function)发现过程，UE在本地网络发现适合于紧急会话的P-CSCF。具有的P-CSCF发现方法依赖于IP-CAN。
906如果UE有足够的信任来验证IMS网络，UE发起IMS紧急注册，UE把在903步骤或者904步骤获得的IP地址提供给905步骤选择的P-CSCF。用于信令的IP地址是在903或者904步骤同步分配的。IMS注册请求应当包含紧急公共用户标识。隐含注册的紧急公共用户标识应当包含关联的Tel URI(统一的资源标识)，Tel URI用于从PSTN(公共交换电话网络)呼叫回用户。S-CSCF(服务的CSCF)可以根据服务系统和规则的内部策略设置被提议注册的终止。随后的注册流程与其它注册相同。如果UE没有足够的信任来监权IMS网络，UE不发起IMS紧急注册请求，UE应该立即向P-CSCF建立紧急会话(如步骤907描述)。
907如果执行了IMS紧急注册，UE用IMS会话建立过程发起IMS紧急会话建立，建立过程中包含紧急会话的指示和紧急公告用户标识。否则UE应该用IMS会话建立过程发起IMS紧急会话建立，建立过程包含紧急会话的指示和任意注册的公共用户标识。
从图9的实施例可用看出，IMS紧急呼叫的建立流程主要依靠IMS信令来完成，通过图5给出的方法，可以让SGSN的接入层知道要建立的是紧急业务，从而按照紧急业务的方式进行处理。
尽管本发明按照所述的实施例进行了描述，需要指出的是，这些实施例都是用来解释，而不是用来对本发明进行限定。本领域的普通技术人员能够很容易对这些实施例进行更改、增加、删除任何步骤而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种移动通信系统中支持紧急呼叫的方法，包括步骤：
无线资源管理实体收到UE的消息，指示是紧急呼叫；
用户设备和无线资源管理实体完成无线连接建立过程；
无线资源管理实体发送消息给无线资源管理实体的上层节点，消息中包含紧急业务的指示；
无线资源管理实体的上层节点为UE建立紧急呼叫。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动通信系统中的无线资源管理实体包括家用基站、无线网络控制实体RNC、增强基站eNB、家用基站网关。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线资源管理实体的上层节点包括家用基站网关、SGSN和MME。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线资源管理实体保存设置为紧急呼叫的建立原因。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线资源管理实体发送给无线资源管理实体的上层节点的消息中可以是“初始UE消息”。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线资源管理实体发送给无线资源管理实体的上层节点的消息中可以是UE注册请求消息。
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