CN103501488A - 通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信系统。提供了一种蜂窝通信系统，其中，用户设备基于候选小区是否能够提供紧急呼叫服务来选择要登记的小区。优选地，参考与候选小区相关联的无线电接入技术来作出此一判断，并且在小区是E-UTRA小区的情况下，参考在由小区输出的系统信息中提供的信息来作出此一判断。

Description

通信系统
本申请是国际申请号为PCT/JP2009/064078、国际申请日为2009年8月4日、国家申请号为200980133835.1、题为“通信系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及根据UTRAN的长期演进(LTE)(称为演进的通用地面无线电接入网络(E-UTRAN))操作的蜂窝通信设备以及通信节点在E-UTRAN内的操作。本发明特别涉及当这样的蜂窝设备在受限服务操作状态中操作时向其供应紧急呼叫服务。
背景技术
在移动电信网络中，需要在无线电覆盖下的用户设备(UE)总是能够进行紧急呼叫，即使是在UE不具有(U)SIM卡时或者是在UE向网络的登记失败了时。因此，在移动通信网络内必须进行准备以允许UE进行这样的紧急呼叫。
3GPP规定了E-UTRA网络将仅是分组交换(PS)网络，因此电路交换(CS)服务将不被实现。这意味着必须使用IP上的语音(VoIP)来实现语音流量。然而，由于实现VoIP所涉及的成本，3GPP考虑了在版本8中E-UTRAN可以不支持VoIP，并且设想使其在后续版本中可选。因此，为了向驻扎(camp on)在LTE小区上的UE提供语音呼叫服务，3GPP定义了将语音呼叫请求重新定向到支持CS呼叫的小区的机制。该机制被称作CS回退(CS Fallback)并且在3GPP标准文献TS23.272中给出了描述。实质上，该机制允许UE请求将小区改变到支持语音服务的小区-通常改变到支持CS域的GSM小区或者UTRA小区。
因为紧急呼叫是语音呼叫，所以设想该CS回退机制将用于建立紧急呼叫。然而，发明人已经认识到这将引起多个问题。首先，目前的CS回退过程需要UE在其可被使用之前以正常服务(NORMAL SERVICE)被登记。这是因为它需要UE向E-UTRA网络发送"服务请求"，并且当UE以受限服务(LIMITED SERVICE)被登记到小区时，网络被配置为拒绝这样的请求。因此，通过目前的CS回退过程，当UE处于受限服务模式中时，紧急呼叫无法进行。此外，即使CS回退过程被修改以允许小区接受请求，其他技术问题也仍存在。具体地，CS回退需要实现RAT间移动性过程，这些过程需要在UE和网络间交换额外的消息并且在某些情况下需要进行一些UE测量。这些额外的过程需要额外的信令开销，可能增大紧急呼叫失败的可能性，并且对于紧急呼叫建立引入严重的延迟。
发明内容
本发明致力于提供确保当UE在E-UTRA覆盖下并且在其受限服务模式中操作时能够从其做出紧急呼叫的替代方式。
在一个实施例中，通过当UE在其受限服务模式中时向小区进行登记时，确保UE向能够提供语音呼叫服务的小区进行登记，实现了这一点。UE可以从由小区广播的系统信息中的现有信息来对此进行推断，或者小区可以被配置为在其广播信息中包括指定该小区是否能够提供紧急呼叫服务的新参数。
根据一个方面，本发明提供了一种通信设备，包括:用于识别可接受的小区的装置;用于确定由所述小区支持的无线电接入技术RAT的装置;用于在所确定的RAT指示出所述小区能够提供电路交换(CS)紧急呼叫服务的情况下选择所述小区的装置;以及用于在所确定的RAT指示出所述小区不能够提供CS或分组交换(PS)紧急呼叫服务的情况下拒绝所述小区的装置。
根据另一方面，本发明提供了一种移动通信设备，包括:用于识别可接受的小区的装置;用于判断所述可接受的小区是否能够在不将所述设备重新定问到另一小区的情况下提供紧急呼叫服务的装置;用于在所述小区不能够不进行重新定向就提供紧急呼叫服务的情况下拒绝所述可接受的小区的装置;以及用于在所述小区能够不进行重新定向就提供紧急呼叫服务的情况下选择所述小区的装置。
对可接受的小区的识别可以包括扫描可用频率或者可以包括使用在先扫描信息。
判断可接受的小区是否能够在不将设备重新定向到另一小区的情况下提供紧急呼叫服务可以包括确定由可接受的小区支持的无线电接入技术。如果小区的无线电接入技术是E-UTRA，则用于判断的装置可以获得由小区输出的小区系统信息，并且可以处理该小区系统信息来判断小区是否能够在不进行重新定向的情况下执行紧急呼叫服务。该处理可以包括识别小区的指示出在不进行重新定向的情况下紧急呼叫服务是否可用的参数的值。如果小区的无线电接入技术不是E-UTRA，则用于判断的装置可以推断出小区能够提供紧急呼叫服务。
如果小区被多个公共陆地移动网络(PLMN)使用，则小区系统信息可以包括针对每个PLMN的指示出该PLMN是否提供紧急呼叫服务的参数，并且用于选择的装置可以向在不进行重新定向的情况下提供紧急呼叫服务的PLMN登记移动电话。
小区系统信息中的信息可以直接标识该小区是否能够在不进行重新定向的情况下执行紧急呼叫服务。例如，参数可以标识小区是否能够支持VoIP服务，并且如果能够支持则用于判断的装置可以推断出小区能够在不将设备重新定向到另一小区的情况下提供紧急呼叫服务。可替代地，参数可以标识小区是否能够支持CS回退。如果能够，则用于判断的装置可以推断出小区不能够在不将设备重新定向到另一小区的情况下提供紧急呼叫服务。如果不能够支持CS回退，则用于判断的装置可以推断出紧急呼叫服务可能被支持(虽然可能需要系统信息中的进一步信息来对此进行确认)。
当移动通信设备进入受限服务操作模式时，移动通信设备的以上操作可以被执行。当设备开启时、在SIM不可用的情况下、当设备向网络的登记被拒绝了时、或者当任何适当小区都未被找到时，可能出现这样的受限服务操作模式。
本发明的这一方面还提供了一种由移动通信设备执行的方法，该方法包括:识别可接受的小区;判断所述可接受的小区是否能够在不将所述设备重新定向到另一小区的情况下提供紧急呼叫服务;在所述判断步骤判断出所述小区不能够不进行重新定向就提供紧急呼叫服务的情况下拒绝所述可接受的小区;以及在所述判断步骤判断出所述小区能够不进行重新定向就提供紧急呼叫服务的情况下选择所述小区。
在优选实施例中，E-UTRA通信节点适于支持上述的小区选择过程。它通过(例如在小区的广播信道上)输出标识出通信节点的小区是否在不将已登记的移动通信设备重新定向到另一小区的情况下向该移动通信设备提供紧急服务的至少一个参数，来完成这一点。该信息使得移动通信设备能够更容易地作出上述的判断。在一个实施例中，在多个公共陆地移动网络(PLMN)共享小区的情况下，通信节点可以输出与每个PLMN相关联的、标识出该PLMN是否能够在不进行重新定向的情况下提供紧急呼叫服务的参数。
本发明还提供了一种包括计算机可实现指令的计算机可实现指令产品，该计算机可实现指令致使可编程计算机设备变得被配置为上述的移动设备或者变得被配置为上述的E-UTRA通信节点。该产品可以包括计算机可读介质或者承载指令的信号。
附图说明
根据仅作为示例参考附图描述的如下对实施例的详细描述，本发明的这些和各种其它方面将变得明了，在附图中:
图1示意性地图示出实施例适用的类型的移动电信系统;
图2是图示出图1所示的系统中的E-UTRA无线电接入网络和核心网络构成部分的组件的框图;
图3是图示出图1所示的系统中的移动通信设备构成部分的组件的框图;
图4是图示出图3所示的移动通信设备的多个不同状态以及在这些状态之间如何可以实现跳变的状态跳变图;并且
图5是图示出当图3所示的移动通信设备选择要登记的小区时由其执行的步骤的流程图。
具体实施方式
概述
图1示意性地图示出移动(蜂窝)电信系统1的一部分，该移动电信系统1具有移动电话3、三个无线电接入网络5-1、5-2和5-3、和相应的核心网络7-1、7-2和7-3。无线电接入网络5中的每个进行操作来在各自的小区内与移动电话3通信，这些小区在图1中分别用标记了C1、C2和C3的虚线圈来示出。在所示出的图中，移动电话3处于所有小区中并因此能够向三个无线电接入网络5中的任一个进行登记以能够经由所选无线电接入网络5、其相关联的核心网络7和电话网络9来与其他用户(未示出)通信。在此实施例中，无线电接入网络5-1和5-2是E-UTRA接入网络，并且无线电接入网络5-3是GSM接入网络。如果移动电话3是遵照LTE的，则它通常将向E-UTRA无线电接入网络5-1或5-2进行登记。然而，如将在下文中更详细描述的，在此实施例中，这将取决于移动电话3的服务状态以及E-UTRA核心网络7-1和7-2的语音呼叫能力。
根据3GPP标准，紧急呼叫是在网络内优先建立的语音呼叫并且应当在如下的任何时刻可用:
1)当UE(例如移动电话3)成功附接到公共陆地移动网络(PLMN)上时。在此情况下，UE将被驻扎在"适当"小区上并且以正常服务被登记到网络。
2)当UE尚未附接到PLMN上时，当附接过程被拒绝了时，或者当(U)SIM不可用时。在此情况下，UE将被驻扎在"可接受的"小区上并且以受限服务被登记。在此状态中，仅紧急呼叫被批准。
在以上讨论的第二种情形中考虑本实施例，并且本实施例提议修改由移动电话3在选择要登记的小区时执行的小区选择过程，以使得移动电话3仅向能够提供语音呼叫服务的小区进行登记。
无线电接入网络&核心网络
虽然每个无线电接入网络5可以运转多个不同小区，每个小区向移动电话3提供不同的服务，但是在此实施例中，假设每个无线电接入网络5运转单个小区。还假设E-UTRA核心网络7-1不提供语音呼叫服务而E-UTRA核心网络7-2和GSM核心网络7-3提供语音呼叫服务。图2是图示出在此实施例中使用的无线电接入网络5-2和核心网络7-2的主要组件的框图。如图所示，无线电接入网络5-2包括收发器电路21，该收发器电路21可操作来经由一个或多个天线22向移动电话3发送信号和从移动电话3接收信号，并且可操作来经由核心网络接口23向核心网络7-2发送信号和从核心网络7-2接收信号。尽管为了简便起见未示出一些组件，但是无线电接入网络5-2还将包括控制器，该控制器根据存储在存储器中的软件来控制无线电接入网络5-2的操作。
核心网络7-2包括控制器25，该控制器25控制核心网络7-2的操作并且可操作来经由RAN接口27向无线电接入网络5-2发送数据和从无线电接入网络5-2接收数据;并且其可操作来经由电话网络接口28向电话网络9发送数据和从电话网络9接收数据。如图所示，控制器25根据存储在存储器29中的软件来控制核心网络7-2的操作。软件例如包括操作系统31、登记模块33和VoIP模块34。登记模块33维护移动电话3的服务状态(例如，正常服务或受限服务)以及移动电话3的向无线电接入网络5-2登记了的记录，并且VoIP模块34向所登记的移动电话3提供语音呼叫服务。除了不具有VoIP模块34之外，核心网络7-1将类似于核心网络7-2，因此核心网络7-1无法提供语音呼叫服务。
移动电话
图3示意性地图示出图1中示出的移动电话3的主要组件。如图所示，移动电话3包括收发器电路71，该收发器电路71可操作来经由一个或多个天线73向所选无线电接入网络5发送信号和从所选无线电接入网络5接收信号。如图所示，移动电话3还包括控制器75，该控制器75控制移动电话3的操作并且连接到收发器电路71以及扬声器77、麦克风79、显示器81和键区83。控制器75根据存储在存储器85中的软件模块来操作。如图所示，这些软件模块例如包括操作系统87、小区选择模块89和紧急呼叫模块91。小区选择模块89进行操作来控制当移动电话3在选择要登记的无线电接入网络5时的小区选择处理(在下文中更详细地描述)，并且紧急呼叫模块91进行操作来允许移动电话3的用户能够请求并进行紧急语音呼叫。
在以上描述中，为了便于理解，核心网络7和移动电话3二者被描述为具有各种离散的软件模块。虽然可以这种方式提供这些软件模块用于某些应用(例如，现有系统被修改为实现本发明的应用)，但是在其它应用中，例如在从一开始就想到用发明特征来设计的系统中，这些模块可被置于整个操作系统或代码中，从而这些模块可以不被辨别为离散实体。
小区选择
根据目前的3GPP标准文献，当移动电话3开启时;在(U)SIM不可用的情况下;当登记被拒绝了时;以及当尚未找到任何"适当"小区时，移动电话3必须执行"任一小区选择"。该任一小区选择过程涉及:移动电话3根据移动电话的能力来扫描E-UTRAN、UTRAN和GSM频带中的所有RF信道以识别并驻扎在"可接受的"小区上，而不考虑小区的PLMN身份。此实施例提议这样的修改:其中，小区选择处理需要移动电话3判断所找到的可接受的小区是否能够(在不进行重新定向的情况下)提供紧急呼叫服务以使得移动电话3不驻扎在不提供紧急呼叫服务的小区上。该处理在图4和5中被示出并且受小区选择模块89控制。
图4是图示出当移动电话3开启时;在(U)SIM不可用的情况下;当登记被拒绝了时;或者当尚未找到任何适当小区时(跳变1)，移动电话3的操作的状态跳变图。如图所示，移动电话3进入步骤s1，其中移动电话3通过针对所有RF信道进行扫描来找出任何"可接受的"小区(即移动电话3被允许驻扎以获得受限服务的那些小区)，来执行"任一小区选择"处理。如果至少一个可接受的小区被找到，则无论与该小区相关联的PLMN如何，移动电话3都跳变(跳变2)到步骤s3，其中移动电话3(直接地或间接地)判断所找到的小区是否提供紧急呼叫服务。如果它不提供(比如是图1所示小区C1的情况)，则该可接受的小区被拒绝并且移动电话3向后跳变(跳变4)到步骤s1，其中移动电话3选择另一个可接受的小区。一旦找到了提供紧急呼叫服务的可接受的小区(比如图1中的小区C2或小区C3)，移动电话3就从步骤s3跳变(跳变3)到步骤s5，其中移动电话3以受限服务向与该小区关联的公共陆地移动网络(PLMN)进行登记并且以空闲模式驻扎在该小区上。
如果用户请求紧急呼叫，则移动电话3离开其当前的空闲模式并进入步骤s7，其中移动电话3进入其连接模式，在该连接模式中，可利用紧急呼叫模块91进行紧急呼叫。一旦进行了呼叫或者如果用户撤销了该行为，移动电话3就进入"当离开连接模式时的小区选择"处理步骤s9，其中移动电话3最初尝试(从先前RF扫描结果中)找出先前的或可替代的可接受的小区。如果可接受的小区未被找到，则处理返回到步骤s1，其中完全的RF扫描被再次执行以找出可接受的小区。如果在步骤s9找到可接受的小区，则移动电话3向后跳变(跳变5)到处理步骤s3，其中它判断所找到的可接受的小区是否提供紧急呼叫服务。
当在步骤s5处于其空闲模式中时，移动电话3可以被触发以进入步骤s11中的小区重新选择处理。这可以例如周期性地被触发或者在当前小区的信号功率不足够强时被触发。小区重新选择处理可以开始从上一次"任一小区选择处理"(s1)被执行时所获得的小区数据中寻找另一可接受的小区。如果未找到任何可接受的小区，则处理返回到步骤s1，其中对可用RF信道的完全的扫描被再次执行。如果找到了可接受的小区，则移动电话3跳变(跳变6)到步骤s3，其中移动电话3判断所找到的可接受的小区是否能够提供紧急呼叫服务。
图5图示出由移动电话3在图4所示的步骤s3中执行的处理步骤。如以上所讨论的，步骤s3在可接受的小区被找到时从跳变2、5或6被发起。在步骤s15，移动电话3确定由所找到的可接受的小区支持的无线电接入技术(RAT)。如果RAT是E-UTRA，则处理前进到步骤s17，其中移动电话3读取小区的广播控制信道(BCCH)并且解码小区的所广播的系统信息。然后，在步骤s19，移动电话3检验经解码的系统信息是否包括直接或间接地指示出小区是否能够在不进行重新定向的情况下执行紧急呼叫的信息。如果该信息不存在或者如果该信息存在然而被设定为不被支持，则呼叫被拒绝并且处理返回到图4所示的步骤s1(跳变4)。如果信息存在并且被设定为被支持，则小区被选择并且处理前进到图4所示的步骤s5(跳变3)。如果在步骤s15，移动电话3确定RAT是GSM或UTRA，则因为语音服务在这些类型的小区中总是可用的，所以小区被选择并且处理前进到图4所示的步骤s5(跳变3)。
小区系统信息
本领域普通技术人员将理解，为了执行以上讨论的小区选择处理，移动电话3判断可接受的小区是否能够在不进行重新定向的情况下提供紧急呼叫。为了支持该判断，E-UTRA无线电接入网络5-1和5-2优选地被布置为包括被嵌入在其系统信息("SystemInformation-BlockTypel"消息)中的特定参数，E-UTRA无线电接入网络5-1和5-2在其广播控制信道上广播该特定参数并且该特定参数标识呼叫服务是否被支持。在小区被不止一个PLMN使用的情况下，可以针对使用小区的每个PLMN来提供相应的参数。在必须向移动电话3指示出支持紧急呼叫的网络7的PLMN身份的情况下，参数可以被包括如下:
Figure BDA0000368607540000091
移动电话3然后使用此信息来判断是否至少一个PLMN能够在不进行重新定向的情况下提供紧急呼叫服务。如果能够，则小区可被选择用于以受限服务进行登记。
可替代地，参数可以直接被链接到小区而不考虑PLMN身份，比如：
Figure BDA0000368607540000092
Figure BDA0000368607540000101
如果特定参数不被包括在由小区广播的系统信息中，则UE可以根据其他的广播信息来作出判断。例如，如果所广播的系统信息指示出小区能够或不能够支持VoIP服务，则移动电话3能够使用该信息来判断是否能够通过该小区来建立紧急呼叫。具体地，如果VoIP被支持，则UE能够推断出在不进行重新定向的情况下紧急呼叫被支持，并且如果VoIP不被支持，则移动电话3能够推断出紧急呼叫将必须通过另一小区(比如GERAN或UTRAN小区)被重新定向。类似地，如果所广播的系统信息指示出小区能够或不能够支持CS回退，则移动电话3能够使用该信息来判断是否能够通过该小区来建立紧急呼叫。具体地，如果CS回退被支持，则移动电话3能够推断出在不进行重新定向的情况下紧急呼叫不被支持，并且如果CS回退不被支持，则移动电话3能够推断出紧急呼叫服务被支持。
修改和替代
以上已经描述了具体实施例。本领域技术人员将理解，可对以上实施例作出许多修改和替代，同时仍然从其中包含的本发明受益。作为例示，现在将描述这些替代和修改中的仅仅数个。
在以上实施例中，描述了数个软件模块。本领域技术人员将理解，这些软件模块可以以汇编的或者非汇编的形式提供，并且可经由计算机网络或者在记录介质上以信号的形式提供给核心网络、无线电接入网络或移动电话。此外，由该软件的一部分或者全部执行的功能性可使用一个或多个专用硬件电路来执行。但是，使用软件模块是优选的，因为这便于更新无线电接入网络5和移动电话3以更新它们的功能性。
在以上实施例中，移动电话被提供来与数个无线电接入网络通信。本领域技术人员将理解，本发明可适用于其它类型的用户设备(UE)，例如膝上型计算机、个人数字助理或其它手持便携式计算机设备。
在以上实施例中，每个无线电接入网络被连接到其自己的核心网络7。本领域技术人员将理解，小区可以是共享其中可能存在使用同一小区的若干个核心网络7的体系结构的网络的一部分，并且仅这些网络中的一些可以在不进行重新定向情况下支持紧急呼叫服务。
图4图示出在考虑小区是否能够执行紧急呼叫服务的情况下执行小区选择处理的特定方式。本领域技术人员将理解，小区选择处理不必完全遵循图4所示的小区选择处理。例如，当移动电话被触发以执行小区重新选择时，处理可以直接跳至步骤s1，从而执行完全的RE扫描。
本申请基于2008年8月28日提交的英国专利申请No.0815679.6并要求其优先权，该申请的公开通过引用全部结合于此。

Claims (2)

1.一种通信设备，包括:
用于尝试寻找使得所述通信设备能够驻留于正常状态中的合适小区的装置;
用于在没能找到合适小区时并且作为任何小区选择过程的一部分，识别所述通信设备能够驻扎的可接受小区的装置;
用于当可接受小区被识别时驻扎到所识别的可接受小区上，作为所驻扎的任何小区状态的一部分的装置;以及
用于读取由E-UTRA网络的所识别的可接受小区输出的系统信息的装置，该系统信息包含关于所述E-UTRA网络的所述小区是否能够提供紧急呼叫服务的指示符，以使得基于所述系统信息所述通信设备能够判断:所述E-UTRA网络的所识别小区是否能够提供紧急呼叫服务;以及是否相应地执行对所述E-UTRA网络的该小区的选择/重选。
2.一种由通信设备执行的通信方法，包括:
尝试寻找使得所述通信设备能够驻留于正常状态中的合适小区;
在没能找到合适小区时并且作为任何小区选择过程的一部分，识别所述通信设备能够驻扎的可接受小区;
当可接受小区被识别时驻扎到所识别的可接受小区上，作为所驻扎的任何小区状态的一部分;以及
读取由E-UTRA网络的所识别的可接受小区输出的系统信息，该系统信息包含关于所述E-UTRA网络的所述小区是否能够提供紧急呼叫服务的指示符，以使得基于所述系统信息所述通信设备能够判断:所述E-UTRA网络的所识别小区是否能够提供紧急呼叫服务;以及是否相应地执行对所述E-UTRA网络的该小区的选择/重选。
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