CN1318266A - 移动电信网中对具有局域服务区的用户的计费 - Google Patents

移动电信网中对具有局域服务区的用户的计费 Download PDF

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Abstract

支持进/出移动台(MS)的电路交换和分组交换连接的蜂窝无线网的一种移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN)。对于每个移动台(MS),都有一组(LSA1,LSA2)提供特殊服务的特殊小区(C1-C3,C9,C10)。无线控制单元(BSC1,BSC2)判断移动台(MS)是否在特殊小区中。计费单元(CG,BC)接收计费信息,该计费信息包括一些指示影响计费的事件的详细条目。该移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN)当它开始为移动台服务时接收该移动台的特殊小区的目录(LSA1,LSA2),并将该目录发送给服务无线控制单元(BSC1,BSC2)。该移动性支持单元还可根据当移动台在特殊小区中时是否有相应的事件发生来支持或执行将详细条目分成两级。

Description

移动电信网中对具有局域服务区的用户的计费
本发明涉及用于支持在包括分组无线网的移动电信网中对具有局域服务区的用户的计费的设备和方法。这种网络的一个例子是组合式GSM/GPRS网。
图1是说明一种支持电路交换(CS)连接(如全球移动通信系统,GSM)和分组交换(PS)连接(如通用分组无线业务GPRS)的蜂窝电信网的框图,电路交换连接如实线所示,而分组交换连接如虚线所示。GSM系统的基本结构包括两个部分:基站系统BSS和网络子系统NSS。BSS和移动台MS通过无线链路互相通信。在基站系统BSS中,各小区均由基站BTS来服务。若干个基站连接到一个基站控制器BSC,它控制BTS所用的无线频率和信道。基站控制器BSC连接到移动业务交换中心MSC。关于GSM系统的详细描述,参见ETSI/GSM建议和“M.Mouly & M.Pautet,‘The GSM Systemfor Mobile Communications’,Palaiseau,France,1992,ISBN:2-957190-07-7”。
GPRS基础结构包括一些支持节点,如GPRS网关支持节点(GGSN)和GPRS服务支持节点(SGSN)。GGSN节点的主要功能涉及与外部数据网的交互作用。GGSN利用SGSN所提供的关于MS的通路的路由信息更新位置目录,并将所压缩的外部数据网协议分组经GPRS干线发送到当前服务于MS的SGSN。它还将外部数据网分组解压缩后再转发到合适的数据网,并处理数据业务的计费。
SGSN的主要功能是检测其服务区中的新GPRS移动台,管理寄存新MS的过程以及GPRS寄存器,向/从GPRS MS发送/接收数据分组,和记录其服务区内的MS的位置。预订信息寄存在GPRS寄存器(HLR)中,其中寄存有移动台的身份(如MS-ISDN或IMSI)与PSPDN地址之间的变换。GPRS寄存器作为一种数据库,SGSN可从中询问是否允许其区域中的新MS加入GPRS网。
GPRS网关支持节点GGSN将运营者的GPRS网连接到外部系统如其他运营者的GPRS系统,数据网11如IP网(因特网)或X.25网,和业务中心。边界网关BG提供对运营者间GPRS干线网12的接入。GGSN还可以直接连接到专用公司网或主机。GGSN包括GPRS用户的PDP地址和路由信息,即SGSN地址。路由信息用于将协议数据单元PDU从数据网11隧穿到MS的当前交换点,即隧穿到服务SGSN。SGSN和GGSN的功能性可以连接到同一物理节点。
GSM网的归属位置寄存器HLR包括GPRS用户数据和路由信息,并且它将用户的IMSI变换为一对或多对PDP类型和PDP地址。HLR还将每一PDP类型和PDP地址对变换为一个GGSN节点。SGSN具有一个到HLR的Gr接口(直接信令连接或经内部干线网13)。漫游MS的HLR及其服务SGSN可以在不同的移动通信网中。
与运营者的SGSN和GGSN设备互连的运营者内部干线网13可以例如利用本地网如IP网来实现。应当注意,如果没有运营者内部干线网,那么运营者的GPRS网也可以例如通过在一台计算机上提供所有的特性来实现。
在蜂窝移动通信系统中,移动台可以在移动通信网的区域内随意漫游,并可以在某一时刻连接到信号接收最佳的基站收发信机。通常,所有的基站收发信机实际上都为网络中的移动台提供类似的业务。然而,可以规定某些基站收发信机为网络的所有移动台提供某种特殊业务,例如低于正常费率的呼叫计费。基站收发信机以其分组广播控制信道(PBCCH)广播涉及这种特殊业务的消息,从而,该区域中的移动用户知道他们在网络的特殊服务区内并可以利用这种业务。
在这种应用的范畴内,这些特殊服务区称为局域服务区(LSA),而LSA的支持称为SoLSA。具有SoLSA业务的用户称为SoLSA用户。当前具有对SoLSA的支持的移动台被认为处于LSA方式。这可以例如意味着,移动台向其用户指示某一特性(如较低速率或附加业务)有效,并在有效时它可以利用这些特性。局域服务区(LSA)的概念是参考文献1-3中的主题。
图1还示出了两个LSA区:LSA1和LSA2。LSA1包括小区C1-C3,而LSA2包括小区C9和C10。假定,移动台MS在呼叫期间在沿通路10从小区C1移动到小区C10。呼叫在LSA小区(C1)建立。在小区C1与C2之间,在可从不是LSA小区的小区C7获得更好覆盖的意义上,MS稍稍移出LSA1。然而,切换算法支持LSA小区,因此,MS不被切换到C7的基站。当MS穿过小区C4时,无法将呼叫保持为LSA呼叫。当MS接近小区C9时,它被切换到C9的基站,因此又将该呼叫作为LSA呼叫来处理。
本发明主要涉及SoLSA用户的与计费有关的一些方面。GPRS系统中的计费如参考文献4中所规定。为了计费,电信网一般包括一个记帐系统,比如如图1中所示的可与MSC连接的记帐中心BC。该网络还可以包括如运营者内部干线网13与记帐中心BC之间所示的专用计费网关CG。(或者,专用计费网关可以用驻留在SGSN和GGSN节点中的分布式功能性来取代)。
根据参考文献4,收集GPRS系统中的计费信息可简要概括如下。诸如GPRS支持节点(SGSN和GGSN)的网络单元监视与计费有关的事件(发送数据分组、连接到网络、移动性管理等)。网络单元将计费数据记录即CDR(可能通过计费网关CG)发送给记帐中心BC。SGSN或GGSN节点所形成的CDR分别称为S-CDR或G-CDR。此外,M-CDR传送有关与移动性管理有关的计费事件的信息。还有SMO-CDR和SMT-CDR用作发自MS的和终结于MS的短消息。对于每一与计费有关的事件,在CDR中都有相应的条目或表目。在参考文献4的术语中,与计费有关的条目通称为“业务量的目录”。参考文献4规定了一组用于打开和关闭每种CDR的规则及其内容。
现有技术的计费系统的问题在于,它们完全忽略了SoLSA方面。
本发明的目的在于,提供用于支持在包括分组无线网的移动电信网中对具有局域服务区的用户的计费的机理。利用其特征如附属的独立权利要求中所公开的设备和方法可以达到这一目的。本发明的优选实施方式如附属的从属权利要求中所公开。
本发明基于这样的思想:根据当移动台在LSA小区中时是否有相应的事件发生,分组无线网可用来将与计费有关的CDR详细条目分成多级。也就是说,根据当移动台在LSA小区中时是否有相应的事件发生,移动性支持单元实际上可将详细条目分成两级。如果就计费来说这些LSA小区类似,那么将详细条目分成两级就足够了。如果有两种以上的计费,例如两种以上不同的费率,那么详细条目应分成相应数量的级。
根据本发明的一种优选实施方式,诸如SGSN节点和GGSN节点的移动性支持单元执行或至少支持这一分级。如果不执行实际分级,那么移动性支持单元以后当相应的事件发生时可以通过发送计费详细记录来支持分级,这些详细记录至少间接地指示移动台是否在LSA小区中(以及哪种LSA小区,如果它们是不同计费方式的话)。这种间接指示意味着:根据移动台的LSA小区目录,可以将CDR中的详细条目分成两级,这取决于MS是否在特殊小区中。
根据本发明的一种优选实施方式,集中式计费补充以在分组无线网的支持节点中最好在SGSN节点中的分布式预处理。利用SGSN来计费的原因如下所述。必须向作出切换决定的网络单元通告移动台的LSA小区。在GSM系统中,这种网络单元是基站控制器BSC。在第三代(3G)系统中,它可能称为无线网控制器RNC。(以下,在这一应用中,术语“BSC”一般是指BSC和RNC)。向BSC通告LSA小区的网络单元最好是服务于移动台MS的SGSN。因此,SGSN必须知道MS的LSA小区。与特定MS相关的LSA信息最好包含在修改的“插入用户数据”(IMSI,GPRS预订数据,SoLSA参数)消息中,当MS启动“GPRS连接”或“路由区更新”过程时,归属位置寄存器HLR将该消息发送给服务SGSN。服务SGSN可以例如在修改的“BSSGP DL单元数据请求”消息中或在新的专用“BSSGP SoLSA”消息中将与特定用户相关的SoLSA参数传送到服务BSC。当采用基于BSC的方案时,BSC在网络控制的小区重选中可考虑SoLSA参数。
由于SGSN必须知道MS的LSA小区,因此,将用SGSN作为计费的预处理器来获得一些最佳协作的好处。
下面,将参照附图利用一些优选实施方式详述本发明,其中:
图1是说明描述本发明所必须的分组无线网的一些单元的框图;
图2是说明本发明的优选实施方式的信令图;
图3示出了负责LSA管理和计费的网络单元的可行的互连;和
图4A和4B示出了计费详细记录。
与用于在网络中提供特殊服务的现有技术系统有关的局限性在于,只为电路交换连接(即GSM及其派生)规定了SoLSA。在双方式GSM/GPRS网中,GSM和GPRS业务的覆盖范围可以是不同的。因此,现有技术的SoLSA为分组交换连接(如GPRS)提供很少的支持或不提供支持。当GPRS连接中涉及SoLSA有效的双方式移动台时,会遭遇到现有技术的GSM SoLSA的特定问题。在这种情况下,由于GPRS小区重选没有考虑到SoLSA,因此SoLSA支持被中断。这一问题的解决方案如1998年5月20日所申请的共同转让的芬兰专利申请FI981130“Solunvalinta pakettiverkossa”中所公开。为方便起见,这里重复一下‘1130申请的有关主题。如图2中所示,运行的GSM/GPRS互通系统可以用一种控制移动台的操作的方法来完成,该操作包括预占线(camping)。这种方法概述如下。预占线列为一些状态(S1-S4),这些状态之间具有预定的状态转移(S12-S34),其中,每种状态对应于移动台当前支持的一组本地变化特性。这些特性包括指示移动台是处于电路交换方式还是分组交换方式的第一特性,和指示移动台是否处于局域服务区(LSA)方式的第二特性。对于第一和第二特性的所有组合,有着相应的状态(S1-S4),而对于这些状态中的每一状态,都有两个始发状态转移和两个终接状态转移,每一终接状态转移对应于各个特性中的变化。
状态转移的条件最好基于这样的事实:在两种通信方式即电路交换和分组交换的方式中,有一种方式有更好的覆盖范围。在组合式GSM/GPRS系统中,GSM通常比GPRS有更好的覆盖范围。因此,在基于GSM条件的状态转移与基于GPRS条件的状态转移之间存在可能的冲突的情况下,最好使用GPRS条件来判断移动台是否处于SoLSA方式。当移动台具有激活的GPRS内容(在备用或激活状态)时,这种冲突可能出现。在这种情况下,移动台不会执行状态转移T12,除非T34也可行。
图3中的框图表示负责LSA管理和计费的网络单元的一种可行的互连。可以在浮箱(camel)业务环境CSE中或者在归属位置寄存器HLR中存储和管理与特定用户相关的LSA信息。这两种LSA可以预见:不是真正地用户定制的用于小办公区和住宅区(“办公/住家区”)的LSA,就是预定的覆盖大的校园、城市和地区区域(“都市区”)等的LSA。这两种LSA可满足不同的要求。两者可互补并且可以同时使用。SoLSA用户可具有一个由1或2个小区构成的归属LSA,一个由1至5个小区构成的办公LSA,和一个带有几十或成百个小区的都市LSA。前两个LSA最好根据每一用户定制。真正地与特定用户相关的LSA可根据小区标识符来确定,并且它可能很小,必须的话甚至只包括一个小区。第三个LSA可能依赖于某些预定的LSA定义。LSA信息可包括:
·属于LSA的小区标识符(例如:小区全球标识符(MCC+MNC+LAC+CI)、MNC+LAC+CI、LAC+CI或CI)的目录。
·LSA_ID(LSA ID是唯一指定给一个网络中的区域的号码。LSA ID可与小区标识符目录有关)。
·LSA名称(描述区域和/或业务的文本串,例如“Etsi大楼”)。
·LSA指示(激活/去激活LSA指示的标记)。
·LSA优先级(支持交叠的LSA所需的数值,例如同一区域中的都市区和办公小区)。
·仅LSA接入(限制LSA外的业务)。
·仅LSA接入指示文本(当在LSA区以外时所要显示的文本)。
·专用接入(用户具有对LSA的专用接入)。
·有关的MSP简要特征(LSA可以与某些MSP简要特征有关)。
·空闲/有效方式支持(在LSA中可利用空闲/有效方式中的优选小区选择)。
网络运营者可利用网络管理业务NMS来确定用户的LSA区。对于某一用户,可以有LSA区的一个共同目录。在这种情况下,事实上不存在GSM/GPRS互通问题。需要时(例如在CS的呼叫建立期间,和在PS的GPRS连接和SGSN间切换期间),用户的LSA数据应通过电路交换(CS)和分组交换(PC)连接发送到BSC。LSA目录应以BCCH和PBCCH(如果已分配的话)来广播。
或者,对于CS和PS,LSA区可以是不同的。在这种情况下,HLR必须存储两个不同的LSA目录。不过,在MS的SIM卡中只存储单个的LSA目录就足够了。如果没有分配PBCCH,那么CS和PSLSA目录都应以BCCH来广播。如果BCCH和PBCCH都已分配,那么至少有两种配置方案:
1)CS LSA id只以BCCH来广播,而PS LSA id只以PBCCH来广播。在这种情况下,优先级只适合于CS和PS LSA区内。
2)CS和PS LSA id都可以以BCCH和PBCCH来广播。这种配置比前一种配置简单,这是因为在所有情况下都可遵循LSA优先级。
对于电路交换的SoLSA,BSC需要用户的LSA数据,以用于BSC中的有效方式支持。相应的分组交换的SoLSA的机理也应当实现,因为网络控制的小区重选也需要LSA数据。网络控制的小区重选参数以分组广播控制信道PBCCH来广播,并且在所讨论的小区中的就绪状态下这些参数对所有移动台都有效。小区重选命令也可以以分组接入控制信道PACCH发送给各MS,这样,这种命令就不考虑PBCCH参数。SGSN节点可以例如在修改的“插入用户数据”消息中得到这些来自HLR的参数,这些参数包括用户的IMSI、GPRS预订数据和SoLSA参数。HLR可以例如通过响应GPRS连接过程将这一消息发送给SGSN。SGSN可以例如在修改的“BSSGP_DL_单元数据请求”消息中或在新的专用的“BSSGP_SoLSA”消息中将与特定用户相关的SoLSA参数传送给服务于MS的BSC。如果采用基于BSC的方案,那么,BSC可考虑SoLSA参数,以便于网络控制的小区重选。
总之,BTS向MS发送:
在BCCH上:CS LSA_id目录、CS LSA小区重选参数和cell-id;
在PBCCH上(如果已分配的话):PS LSA_id目录、PS LSA小区重选参数、cell-id和网络控制的小区重选参数;
在PACCH上:单个小区重选命令。
在这些情况的每一情况下,可以看到,需要这些LSA参数,用于支持移动台的移动性和用于对移动台的用户进行计费。因此,也利用网络的移动性支持单元如计费用的预处理器获得某些最佳协作的好处,这将在以下详述。
根据本发明的第一实施方式,当前服务于移动台MS的基站控制器BSC将MS的当前小区标识符(cell_id)加入到它发送给服务SGSN的数据分组中。因此,SGSN知道发自移动台(MO)的分组的小区标识符。当MS处于就绪方式时,SGSN在将终结于移动台(MT)的分组发送给MS之前,它也知道MS的cell_id。否则,SGSN寻呼MS,然后它才知道MS的当前cell_id。因此,SGSN总是知道无论MO还是MT的分组的MS的cell_id。
网络有至少两种方式可以使与计费有关的数据传输方面与MS已发送或接收数据的小区的cell_id相互关联。例如,图4A示出了一组CDR,即CDR1-CDR3,这样每一CDR包括来自仅一个费率区(这里只有一个LSA)的信息。每一CDR都包括一个标题。(对于这一应用而言,从该词“标题”包括有关标准所需的一切而在CDR中又不到处作为详细条目列出的意义上讲,它有一个广义的解释)。只要MS仍在同一LSA中,SGSN就保持开放式S-CDR。当MS移动到不同费率区中时,原来的S-CDR将被关闭,并将形成一个新的S-CDR。包括CDR1-CDR3的这组CDR与图1中的情形相应,其中,MS沿通路10从小区C1移动到小区C10。只要MS在LSA1(即小区C1-C3)中,SGSN就保持CDR1开放并收集与计费有关的详细条目(条目11至条目13,等等)。CDR1还示出了所有条目都与其LSA_id为1的LSA(即LSA1)中的事件有关。类似地,CDR2包括与当MS处于不在LSA中(至少对这一用户言)的并且没有LSA_id的小区C4中时所发生的事件有关的条目。CDR3包括与当MS处于对这一用户言构成LSA_id为2的LSA2的小区C9和C10中时所发生的事件有关的条目。
在根据参考文献4的CDR中,可以例如在所谓的“记录扩展”字段中发送LSA_id,但最好应为此定义一个专用的字段。
图4B示出了一个不同的CDR4,其中每一详细条目具有相应的次于它的LSA_id。在这种情况下,根据参考文献4的CDR的格式肯定不够,因为“记录扩展”字段对整个CDR是通用的。
图4A和4B示出了全LSA_id都包含在CDR中的实施方式。对于计费,只包括指示当有关的事件发生时MS是否在LSA小区中的是/否信息就已经足够了。
根据本发明的第二方面,SGSN可以不知道MS的SoLSA参数,或者,在结合第一实施方式所述的方式中,生产商或运营者希望不增加SGSN的复杂性。在这种情况下,可以改变S-CDR的格式,以便其详细条目(“业务数据量”字段的目录)可记录cell_id和每个不同cell_id的数据量。根据MS的SoLSA参数将小区分类为LSA小区和非LSA小区可以在计费网关或记帐中心中进行。
还可以在不改变S-CDR的格式的情况下支持SoLSA计费。在这种情况下,在形成S-CDR的时刻确定MS的最近的cell_id,并可将这一cell_id作为计费的基础。执行“GPRS连接”或“路由区更新”过程的小区确定费率区。MS的路由区的改变记录在M-CDR中,并且它们也可用来确定费率区。如果LSA边界同样是路由区边界,那么,可无需其他相关机理。不过,基于现有CDR的SoLSA计费被认为是固定的。
以上描述只说明了本发明的一些优选实施方式。不过,本发明并不局限于这些例子或所用的术语,而可以在附属权利要求书的范围内变化。
参考文献:
1.共同转让的PCT公布WO98/30056,“Localised specialservices in a mobile communcations system”
2.ETSI草案TS 03.73 v.0.5.0(1998年4月)
3.ETSI草案TS 02.43 v.0.0.0(1998年7月)
4.ETSI建议GSM 12.15,v.2.0.0(1998年6月)
5.共同转让的芬兰专利申请FI981130,“Solunvalintapakettiverkossa”
所有参考文献在此作为参考。

Claims (10)

1.一种用于支持蜂窝无线网中的移动台(MS)的用户的计费的方法,该网络支持进/出移动台(MS)的电路交换和分组交换连接,并且包括若干个小区(C1-C10)和至少一个移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN),当该单元开始为移动台服务时可用于接收该移动台的一组(LSA1,LSA2)特殊小区(C1-C3,C9-C10),和可用于将这组特殊小区发送给某一无线控制单元(BSC1,BSC2);
该方法包括以下步骤:
针对若干个移动台(MS)中的每一个确定各自的一组(LSA1,LSA2)为移动台(MS)提供至少一种特殊服务的特殊小区;
判断移动台(MS)是否在特殊小区中;和
产生与移动台有关的计费信息(CDR),该计费信息包括一些详细条目,每一详细条目都指示一个影响计费的事件;
其特征在于:
至少根据当移动台在特殊小区中时是否有相应的事件发生,将所述详细条目分成多级。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN)执行或至少支持所述分级。
3.一种可以支持进/出移动台(MS)的电路交换和分组交换连接的蜂窝无线网,该网络包括若干个小区(C1-C10),和:
针对若干个移动台(MS)中的每一个而言的各自预定的一组(LSA1,LSA2)为移动台(MS)提供至少一种特殊服务的特殊小区;
至少一个无线控制单元(BSC1,BSC2),用于判断移动台(MS)是否在特殊小区中;
至少一个移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN),当它开始为移动台服务时可用于接收该移动台的这组(LSA1,LSA2)特殊小区,和可用于将这组特殊小区发送给某一无线控制单元(BSC1,BSC2);和
至少一个计费单元(CG,BC),用于接收与移动台有关的计费信息,该计费信息包括一些详细条目,每一详细条目都指示一个影响计费的事件;
其特征在于:
该网络可至少根据当移动台在特殊小区中时是否有相应的事件发生用来将所述详细条目分成多级。
4.如权利要求3所述的蜂窝无线网,其特征在于,移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN)可用来支持或执行所述分级。
5.如权利要求3或4所述的蜂窝无线网,其特征在于,移动性支持单元是本身已知的服务GPRS支持节点(SGSN),而服务GPRS支持节点可用来将MS的当前小区的小区标识符(cell_id)与移动台的这组(LSA1,LSA2)特殊小区相比较。
6.如权利要求3-5任一所述的蜂窝无线网,其特征在于,实际上每一详细条目都指示所讨论的小区是否是特殊小区。
7.如权利要求3-5任一所述的蜂窝无线网,其特征在于,可用来将这些详细条目组成为的连续的记录(CDR),其中,实际上每一记录都指示当移动台在特殊小区中时是否该记录的详细条目所指示的所有事件都发生。
8.如权利要求3-7任一所述的蜂窝无线网,其特征在于,移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN)可用来将当事件发生时移动台所在小区的标识符(cell_id)插入到每一详细条目中。
9.蜂窝无线网的一种移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN),该网络包括若干个小区并可用来支持进/出移动台(MS)的电路交换和分组交换连接;该网络还包括针对若干个移动台(MS)中的每一个而言的各自预定的一组(LSA1,LSA2)为移动台(MS)提供至少一种特殊服务的特殊小区;至少一个无线控制单元(BSC1,BSC2),用于判断移动台(MS)是否在特殊小区中;和至少一个计费单元(CG,BC),用于接收与移动台有关的计费信息,该计费信息包括一些详细条目,每一详细条目都指示一个影响计费的事件;
其中,移动性支持单元(MSC/VLR;SGSN,GGSN)当它开始为移动台服务时可用于接收该移动台的特殊小区目录,和可用于将特殊小区的所述目录发送给某一无线控制单元(BSC1,BSC2);
其特征在于,该移动性支持单元可根据当移动台在特殊小区中时是否有相应的事件发生用来支持或执行将所述详细条目分成多级。
10.蜂窝无线网的一种与计费有关的消息(CDR1-CDR2),该网络包括若干个小区,每一小区都具有小区标识符(cell_id),并可用来支持进/出移动台(MS)的电路交换和分组交换连接;该网络包括针对若干个移动台(MS)中的每一个而言的各自预定的一组(LSA1,LSA2)为移动台(MS)提供至少一种特殊服务的特殊小区(C1-C3,C9,C10);所述与计费有关的消息包括至少一个实际上针对每一影响移动台的用户的计费的事件的详细条目;
其特征在于,实际上针对每一详细条目,所述与计费有关的消息(CDR1-CDR2)都间接地指示当有相应的事件发生时移动台是否在特殊小区(C1-C3,C9,C10)中。
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