CN101690284B - 通信网络中的免授权移动接入(uma)终端位置 - Google Patents

Abstract

一种管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法。在通用接入网控制器，接收终端的IP地址。通用接入网控制器然后向连接性会话位置和储存库功能发送查询，所述连接性会话位置和储存库功能与UMA终端为附连到移动交换中心或服务通用分组无线电系统服务节点的目的通过其已获取IP连接性的IP网络或IP子网相关联。连接性会话位置和储存库功能将位置信息发送到通用接入网控制器，通用接入网控制器然后将该位置信息发送到移动交换中心或服务通用分组无线电系统服务节点。

Description

通信网络中的免授权移动接入(UMA)终端位置

技术领域

本发明涉及通信网络中的终端位置的领域，特别是在全球移动通信系统网络中。 

背景技术

全球移动通信系统(GSM)是一种移动电话的通用标准。GSM订户可以使用其终端经由移动交换中心服务器(MSC)连接到GSM网络，MSC向用户终端提供电路交换呼叫、分组交换服务、移动性管理和其他GSM服务。 

当GSM订户附连到MSC时，无线电接入网中的基站控制器(BSC)向MSC报告订户驻留于其中的小区。当例如订户的移动台执行定期位置更新过程时、当订户启动GSM服务时以及当订户将位置更改到另一个位置区域时，BSC也将当前小区报告给MSC。MSC可使用内部映射以将位置标识符(或位置编号)与订户的当前小区关联。位置编号指示订户的物理或地理位置，并且可被MSC和增值服务(VAS)使用。将订户的位置用于服务逻辑处理的VAS的示例包括：基于家庭区、办公区以及位置的计费。通常，公共陆地移动网络(PLMN)运营商使用E.164编号作为位置编号。当这样做时，运营商为其无线电接入网定义编号规划，并且此无线电接入网内的每个位置区域具有与之关联的位置编号。位置区域可以是运营商定义的单个GSM小区或一组小区。位置编号与固定网络编号相似。例如，可以使用公共交换电话网络(PSTN)号码在一定程度上标识订户的位置。 

通用接入网(GAN)允许GSM订户使用免授权的频谱(如无线LAN和蓝牙)来获取对GSM网络的接入。GAN是3GPP使用的正式 术语；但是此技术以名称免授权的移动接入(UMA)更普遍地为人所知。在本文献的余下部分中使用术语UMA，并且可以用于指免授权的移动接入或通用接入网。通常使用支持常规GSM接入和UMA接入的终端来实现使用UMA对GSM网络的接入。这种终端在本文中称为UMA终端。UMA允许具有UMA终端的订户在呼叫期间和呼叫之外执行GSM接入与WLAN接入之间的切换。 

当GSM订户使用UMA终端附连到GSM网络时，目前则没有用于MSC将位置编号关联到订户的当前位置的已定义机制。这是因为充当BSC的通用接入网控制器(GANC)未向MSC报告与订户的当前接入相关的“小区”，所以MSC无法使用其常规方法来推导位置编号。 

UMA订户可通过连接到数字订户线路(DSL)的家庭WLAN接入点来接入GSM网络。DSL连接提供IP连接性。UMA终端又使用IP连接性以注册到GANC，其然后将订户注册到MCS。在订户使用UMA通过DSL接入GSM网络的情况中，所期望的是能够将DSL线路编号指派为该订户的位置编号。例如，当订户使用UMA经DSL接入GSM网络时，其位置可由DSL线路标识(line identity)来确定。类似地，当订户在家中通过无线局域网(WLAN)接入来使用UMA、并且该订户家里的PSTN号码是+46 26 157000，则用于UMA接入目的的其位置编号将是+46 26 157000。 

当如虚拟专用网(VPN)的服务正在控制来往于该订户的呼叫时，VPN服务可接收该订户的当前位置编号。如果报告的位置编号是例如，+46 26 157000，则VPN将获知订户使用其家庭WLAN/DSL连接到网络(假设VPN可从报告的位置编号(+46 26 157000)推断出订户的当前位置由GANC服务)。下文将描述如何将位置编号与GANC关联。 

对于紧急呼叫，当使用UMA接入时有位置编号可用是必不可少的。法律强制要求运营商在订户建立紧急呼叫时提供主叫订户的位置。而且，合法侦听(LI)系统常常需要能够确定主叫人或被叫人的位置。WO 2007/048028提供了对于此问题的一种解决方案，但是这涉及与服务移动位置中心通信。SMLC必须向数据库发送定位请求，并使用接收的信息来计算位置。这对于每个位置请求都要求带宽和处理器的使用。IP多媒体子系统(IMS)网络上下文中的另一个解决方案是使用接入点的媒体访问控制(MAC)地址来查询连接性会话位置和储存库功能(CLF)。但是，MAC地址能轻易地被更改，所以无法确定地将MAC地址与位置信息相关联。 

发明内容

本发明提供一种当订户通过UMA附连到GSM网络时使位置编号(例如PSTN DSL线路编号)对于GSM网络可用的机制。 

根据本发明的第一方面，提供有一种管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法。通用接入网控制器接收终端的IP地址，然后向连接性会话位置和储存库功能发送查询，所述连接性会话位置和储存库功能与UMA终端为附连到移动交换中心的目的通过其已获取IP连接性的IP网络或IP子网相关联。连接性会话位置和储存库功能响应该查询向通用接入网控制器返回位置信息。通用接入网控制器然后将位置信息从通用接入网控制器传送到通信服务节点，通信服务节点从移动交换中心MSC和服务通用分组无线电系统服务节点SGSN之一来选择。 

可以使用增强的GSM附连过程将位置信息从通用接入网控制器传送到通信服务节点。 

备选地，在将位置信息从通用接入网控制器传送到通信服务节点之前可接收来自通信服务节点对位置信息的请求。响应该请求，将位置信息从通用接入网控制器传送到通信服务节点。以此方式，如果需要的话，通信服务节点可以特别地请求位置信息。 

在做出请求之前，通信服务节点可根据从通用接入网控制器报告 的小区全局标识符来确定位置区域码和小区标识符。位置区域码或位置区域码与小区标识符的组合指示终端是否是经由通用接入网控制器连接的。作为该确定的结果，从通信服务节点将对位置信息的请求发送到通用接入网控制器。 

备选地，在使用UMA接入来替代W-CDMA无线电接入的情况中，以及在做出请求之前，通信服务节点可根据从通用接入网控制器报告的小区全局标识符来确定位置区域码和服务区域码。位置区域码或位置区域码与服务区域码的组合指示终端是否是经由通用接入网控制器连接的。作为该确定的结果，从通信服务节点将对位置信息的请求发送到通用接入网控制器。 

位置信息可包括E.164公共交换电话网号码。备选地，位置信息可以是从虚拟线路标识、邮政编码、地理信息、测地信息和标识无线局域网接入点的位置信息中的任何一个来选择的。 

根据本发明的第二方面，提供有一种用于在全球移动通信系统网络中使用的通用接入网控制器。该通用接入网控制器包括用于接收免授权移动接入终端的IP地址的接收器、用于生成查询消息的处理器、以及用于将查询消息传送到与该终端关联的连接性会话位置和储存库功能的传送器。接收器适合于接收响应查询的响应消息，该响应消息包含位置信息。而且，传送器适合于将包含位置信息的消息发送到从移动交换中心和服务通用分组无线电系统服务节点中选择的节点。 

通用接入网控制器可包括用于存储位置信息的存储器，从而维护位置信息的记录。 

要发送到移动交换中心或服务通用分组无线电系统服务节点的包含位置信息的消息可以是从直接传输应用部分消息、基站系统应用部分(BSSAP)消息、无线电接入网应用部分(RANAP)消息、SOAP/XML消息和LDAP消息中选择的。 

根据本发明的第三方面，提供有一种用于在全球移动通信系统网络中使用的移动交换中心。该移动交换中心包括用于从接入网中的节点接收包含附连到移动交换中心的被服务的订户的位置信息的消息的接收器，该位置信息与免授权移动接入终端相关。 

该移动交换中心可以包括用于在接收包含位置信息的消息之前从报告的小区全局标识符来确定位置区域码和小区标识符的部件。位置区域码或位置区域码与小区标识符的组合指示终端是经由通用接入网控制器连接的。还提供传送器，用于作为该确定的结果向通用接 入网控制器传送对位置信息的请求。 

根据本发明的第四方面，提供有一种用于在全球移动通信系统网络中使用的服务通用分组无线电系统服务节点。该服务通用分组无线电系统服务节点包括接收器，用于从接入网中的节点接收包含附连到该服务通用分组无线电系统服务节点的被服务的订户的位置信息的消息，该位置信息与免授权移动接入终端相关。 

优选地，该服务通用分组无线电系统服务节点包括，用于在接收包含位置信息的消息之前从报告的小区全局标识符来确定位置区域码和小区标识符的部件。位置区域码或位置区域码与小区标识符的组合指示终端是经由通用接入网控制器来连接的。还提供传送器，用于作为该确定的结果向通用接入网控制器传送对位置信息的请求。 

附图说明

图1示意示出本发明所必需的架构； 

图2是示出本发明的一个实施例的步骤的流程图； 

图3示意示出根据本发明的一个实施例的通用接入网控制器；以及 

图4示意示出根据本发明的一个实施例的移动交换中心。 

具体实施方式

参考图1，其中示出连接到DSL接入网2的UMA终端1。使用通常位于IP接入提供商的网络中的网络接入配置功能(NACF)3，对UMA终端1分配IP地址。还示出通常也位于IP接入提供商的网络中的连接性会话位置和储存库功能(CLF)4，其可以与NACF 3通信以及与通用接入网控制器(GANC)5通信。GANC 5又可以与GSM网络7中的移动交换中心(MSC)6通信或与GSM网络7中的服务通用分组无线电系统服务节点(未示出)通信。 

当具有UMA终端1的订户希望经由DSL网络2接入GSM网络 时，步骤如下。图2中出示这些步骤中的一些。 

1.UMA订户家中的ADSL调制解调器获取IP连接性。它广播DHCP请求来获取IP地址。由订户的DSL线路所连接的IP子网的DHCP服务器接收DHCP请求。DSL线路到公共因特网的连接经由DSL接入复用器(DSLAM)(图1中未示出)。 

2.DHCP服务器使用来自集成的或附近的NACF 3的服务以获取IP地址，并将其指派该DSL线路。 

3.从DSL运营商向NACF 3提供DSL线路的位置相关信息。此位置相关信息可以是例如，DSL线路的PSTN号码。备选地，如下文描述的，可以向CLF提供此信息。 

4.NACF 3将分配给DSL线路的IP地址与位置相关信息(PSTN号码或虚拟线路标识)配对。NACF 3将线路标识报告给CLF 4。根据运营商需求，向CLF 4提供该线路标识的对应位置编号。 

5.NACF 3将IP地址和位置信息报告给CLF 4。这可以使用适合的基于IP的协议来报告。在CLF 4从NACF 3仅接收DSL线路标识的情况中，CLF使用内部存储的位置信息以将位置编号与接收的IP地址关联。通过管理部件，在CLF中提供存储在CLF中并与DSL线路标识关联的位置编号。还可能已经向CLF 4提供了此DSL线路标识的地理位置信息。CLF然后维护IP地址与位置信息之间的关联。 

6.UMA终端1使用来自其家中的WLAN接入点的IP连接性，作为UMA订户附连到GSM网络7中的MSC 6。UMA终端1与GANC5建立IP隧道。IP隧道的建立是根据UMA规范来完成的。 

7.如图2所示，作为建立IP隧道的部分，GANC 5接收UMA终端1的IP地址(8)。GANC 5使用此IP地址来查询CLF 4(9)。如果由不同的运营商来操作对GSM网络7的运营商的DSL接入，包括GANC 5，则使用UMA终端1的IP地址来推导CLF 4的地址。DSL提供商与GSM运营商之间达成协定，允许GANC 5查询各个DSL运营商的CLF 4。响应该查询，GANC 5获取与此IP地址关联的位置信 息(10)。本发明引入GANC 5与CLF 4之间的接口。此接口具有和会话边界网关(SBG)与CLF之间的接口相似的特性，并且被普遍使用。 

从此点起，GANC 5保留UMA终端1的位置信息。UMA终端1使用建立的IP隧道来与MSC 6交换直接传输应用部分(DTAP)消息，并往/从媒体网关传输媒体，从而通过GANC 5发送媒体。 

MSC 6则可以从GANC 5获取位置信息(10)。这可以通过多种方式来完成，并且下文步骤8a和8b中描述了两个示例： 

8a.在本发明的一个实施例中，GANC 5增强从UMA终端1向MSC 6发送的附连消息。GANC 5将位置信息包含在附连消息中。以此方式，MSC 6在附连过程期间直接接收位置信息(例如位置编号)。此方法允许高效地传输位置信息。在从BSC(未示出)到MSC 6的信息流中增强无线电信息是已知的，例如当GSM订户与MSC 6建立通信信道时，在BSC中能实现某个特征以将“无线电报告”包含在到MSC 6的DTAP信令中。可以将位置编号(或从CLF 4获取的其他位置信息)包含在此信息流中。 

8b.在本发明的一个备选实施例中，GANC 5不增强附连消息。相反，MSC 6的行为表现如下：MSC当前包括一种软件过程以从附连过程期间或位置更新过程期间移动台(MS)先前报告给MSC的小区全局标识符(CGI)推导出位置编号。根据此实施例，增强了该软件过程。CGI包含移动国家码(MCC)、移动网络码(MNC)、位置区域码(LAC)和小区标识符(CI)。将LAC与位置区域关联；位置区域由一定数量的(通常为一个)BSC服务的无线电接入网的部分来定义。GANC充当对MSC的BSC，并且因此具有指派到其的LAC。当UMA订户附连到MSC时，将MS报告给MSC的CGI中包含的LAC值与GANC 5关联。因此LAC的值可以指示订户是经由BSC还是经由GANC附连到MSC。在使用组合的GANC-BSC的情况中，则该组合的控制节点使用有区别的LAC值来指示接入的模式。备选地， 组合的GANC-BSC具有指派到它的单个LAC值。在此情况中，需要将CI值与LAC值结合起来考虑以在UMA接入和常规的GSM接入之间进行区分。MSC中的上述软件过程从LAC推论出订户是经由GANC 5附连的，这触发MSC 6执行对GANC 5的查询以获取订户的位置信息。在MSC 6中提供查询应发送到的GANC 5的地址(MSC 6和GANC 5属于同一个运营商)。如果该运营商的网络包含多个GANC，则根据从此GANC 5报告的LAC推导出查询应发送到的GANC 5的地址。在查询中由订户的国际移动订户标识(IMSI)来标识订户，因为GANC 5具有订户的IMSI可用。MSC 6能判定它是否应该检索订户的位置信息。MSC 6可以使用LDAP、SOAP/XML或任何其他适合的协议来从GANC 5检索位置信息。 

参考图3，示出GANC 5。GANC 5包括用于接收UMA终端1的IP地址的接收器12。提供处理器13，以用于生成查询消息以发送到CLF 4以便获取位置信息。还提供传送器14以用于发送查询消息。接收器12还可以接收对查询消息的响应，该响应包含所请求的位置信息。可以将此信息存储在位于GANC 5处的存储器15中。 

参考图4，示出根据上面步骤8b中的实施例的MSC 6。MSC 6包括接收器16以用于包含UMA终端1的位置信息的消息。还提供处理器17、存储器18和传送器19。对于上文步骤8b中描述的实施例，使用处理器17和传送器19来生成和发送前往GANC请求位置信息的消息。 

以上说明描述UMA终端1使用其家中的WLAN接入点附连到MSC 6的情况。WLAN接入点连接到DSL，从而DSL与PSTN线路组合。使用MSC和VAS将位置编号与订户在无线电接入网中的位置关联。以此方式，当用户通过其家中的WLAN接入点连接到GSM网络7时，将用户的UMA终端1与其家庭位置编号关联。 

当UMA终端使用订户的家庭WLAN接入点以外的UMA接入附连到MSC时，将与该UMA终端相关的位置信息提供到MSC是有可 能的。在该情况中，将向MSC报告不同的位置编号，并且因此基于位置的服务(VAS)将检测到订户不在其家中。 

假设可以向MSC提供另一种类型的位置信息，本发明还可以应用于订户使用IP连接性的情况，其中没有与IP连接关联的PSTN线路。其他类型的接入的示例包括公共WLAN热点和独立的DSL预订，即不具有PSTN预订的DSL预订。 

在这些情况中，没有位置编号与订户关联。在公共WLAN的情况中，UMA终端1通过其接入GSM网络7的WLAN接入点仍将使用DHCP查询来获取IP地址。WLAN接入点的运营商然后可以向NACF或CLF提供该WLAN接入点的足够位置信息。在此情况中，可以在NACF/CLF中提供地理信息，或可以在NACF/CLF中提供例如邮政编码的信息。随后当GANC 5查询CLF时，此信息将报告到GANC 5，并且接着将报告到MSC 6。目前的MSC具有在订户的位置信息中包含例如CGI、位置编号和地理信息的信息元素的能力。如果MSC从GANC接收到其他类型的位置信息(例如邮政编码)，则需要增强MSC的内部结构。 

本发明允许UMA终端1附连到MSC 6，并将订户的例如家庭PSTN号码的位置信息报告到MSC 6。此家庭PSTN号码替代位置编号。以此方式，基于位置的服务和VAS可确定UMA订户正处于其家庭位置中还是处在另一个位置中。 

当UMA终端1接收呼叫时，可以将包含位置编号的位置信息报告到VAS功能。如VPN的服务可使用此位置编号，指示订户位于其家中，使用UMA，以便对该呼叫应用特殊的费率(例如，在应用终接呼叫计费的国家中)。 

本发明提供一种通过UMA的紧急呼叫的解决方案。当订户通过UMA终端发出紧急呼叫(例如“112”、“911”)时，则订户的位置编号和地理信息将在MSC中可用，并可用于紧急呼叫处理，例如将此呼叫路由到最近的公共安全应答点(PSAP)。 

本发明允许GNAC 5获取与UMA终端1相关的位置信息。GANC在GSM附连期间从CLF 4获取此信息。CLF 4包含UMA终端的位置信息，根据运营商的需求和配置，该位置信息可以是E.164位置编号、地理信息(“地理坐标”)、邮政编码或能定位终端的任何其他信息。 

位置信息包含在从GANC 5到MSC 6的GSM附连过程中。备选地，MSC 6查询GANC 5以获取位置信息。以此方式接收的UMA终端1的位置信息可用于基于MSC的位置服务、增值服务、紧急呼叫和合法侦听。 

本领域技术人员将认识到在不背离本发明范围的前提下可以对上述的实施例进行多种修改。例如，虽然以上说明将本发明描述为应用于MSC，但其可备选地在使用UMA接入替代W-CDMA无线电接入网的情况中，使用服务通用分组无线电系统服务节点(SGSN)来实现。 

Claims (10)

1.一种管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法，所述方法包括：

在通用接入网控制器，接收向所述终端的安全隧道的IP地址；

从所述通用接入网控制器向连接性会话位置和储存库功能发送查询，所述连接性会话位置和储存库功能与所述终端为附连到通信服务节点的目的通过其已获取IP连接性的IP网络或IP子网相关联，所述查询包括所述安全隧道的所述IP地址；

响应所述查询，从所述连接性会话位置和储存库功能接收位置信息；以及

在对于从通信服务节点接收的对位置信息的请求的响应和增强的全球移动通信系统附连消息之一中，将所述位置信息从所述通用接入网控制器传送到所述通信服务节点。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述通信服务节点是从移动交换中心MSC和服务通用分组无线电系统服务节点SGSN之一来选择的。

3.如权利要求1或2所述的管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法，所述方法包括，在将位置信息传送到所述通信服务节点以响应从所述通信服务节点接收的对位置信息的请求的情况中：

在所述通信服务节点，从报告的小区全局标识符来确定位置区域码和小区标识符，所述位置区域码或所述位置区域码与小区标识符的组合指示所述终端是经由所述通用接入网控制器连接的；以及

作为所述确定的结果，将来自所述通信服务节点的对位置信息的请求发送到所述通用接入网控制器。

4.如权利要求1或2所述的管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法，所述方法包括，在将位置信息传送到所述通信服务节点以响应从所述通信服务节点接收的对位置信息的请求的情况中：

在所述通信服务节点，从报告的小区全局标识符来确定位置区域码和服务区域码，所述位置区域码或所述位置区域码与服务区域码的组合指示所述终端是经由所述通用接入网控制器连接的；以及

作为所述确定的结果，将来自所述通信服务节点的对位置信息的请求发送到所述通用接入网控制器。

5.如权利要求1或2所述的管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法，其中所述位置信息包括E.164公共交换电话网号码。

6.如权利要求1或2所述的管理全球移动通信系统网络中的免授权移动接入终端的位置信息的方法，其中所述位置信息是从虚拟线路标识、邮政编码、地理信息、测地信息和标识无线局域网接入点的位置信息中的任何一个来选择的。

7.一种用于在全球移动通信系统网络中使用的通用接入网控制器，所述通用接入网控制器包括：

接收器，用于接收到免授权移动接入终端的安全隧道的IP地址；

处理器，用于生成查询消息，所述查询消息包括所述安全隧道的所述IP地址；

传送器，用于将所述查询消息传送到与所述终端相关联的连接性会话位置和储存库功能；

所述接收器适合于接收响应所述查询的响应消息，所述响应消息包含位置信息；以及

所述传送器适合于在对位置信息的请求的响应和增强的全球移动通信系统附连消息之一中，将包含位置信息的消息发送到从移动交换中心和服务通用分组无线电系统服务节点中选择的节点。

8.如权利要求7所述的通用接入网控制器，其中要发送到所述移动交换中心或服务通用分组无线电系统服务节点之一的包含位置信息的所述消息是从直接传输应用部分DTAP消息、基站系统应用部分BSSAP消息、无线电接入网应用部分RANAP消息、SOAP/XML消息和LDAP消息中选择的。

9.一种用于在全球移动通信系统网络中使用的移动交换中心，所述移动交换中心包括：

用于从报告的小区全局标识符来确定位置区域码和小区标识符与服务区域码之一的部件，所述位置区域码和小区标识符与服务区域码之一指示免授权移动接入终端是经由通用接入网控制器连接的；

传送器，用于将对位置信息的请求传送到所述通用接入网控制器；

接收器，用于从所述通用接入网控制器接收包含附连到所述移动交换中心的被服务的订户的位置信息的消息，所述位置信息与所述免授权移动接入终端相关。

10.一种用于在全球移动通信系统网络中使用的服务通用分组无线电系统服务节点，所述服务通用分组无线电系统服务节点包括：

用于从报告的小区全局标识符来确定位置区域码和小区标识符与服务区域码之一的部件，所述位置区域码和小区标识符与服务区域码之一指示免授权移动接入终端是经由通用接入网控制器连接的；

传送器，用于将对位置信息的请求传送到所述通用接入网控制器；

接收器，用于从所述通用接入网控制器接收包含附连到所述服务通用分组无线电系统服务节点的被服务的订户的位置信息的消息，所述位置信息与所述免授权移动接入终端相关。

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