專利名稱：移動ip網絡中的電話服務的制作方法
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交叉參考的相關專利申請此申請專利是2000年4月10日申請的美國專利申請號09/546,207與美國專利申請號09/546,208的部分繼續申請，在此將它們的申請說明作為本專利的參考內容。
本發明一般的涉及通過分組交換通信網提供電話通信的方法與系統。具體涉及下列領域基于Internet協議(IP)的分組交換移動通信網中基于位置的服務；在這樣的通信網之間或之內漫游時使網絡用戶可以使用基于位置服務的方法；以及在這樣的通信網中對緊急呼叫的支持與路由。
過去通過電路交換網提供通信服務，如通過公共交換電話網(PSTN)，但是現在也可以通過分組交換網提供通信服務，如Internet。這些分組交換網通常稱為IP網絡，這是因為Internet協議是最常用的主要協議。很多現代的無線網既使用電話設備(如傳統的蜂窩電話)又使用分組交換設備(通常為網絡信息路由設備)，它們都遵從一個或多個IP電話標準，例如，國際電信聯盟(ITU)H.323標準或Internet工程任務組(IETF)的會話發起協議(SIP)規范，RFC 2543。
現在已經有幾種新的基于IP的第三代移動網絡的提議，其中用戶設備(UE)與網絡設備(NE)遵從一個或多個分組交換網絡的IP標準。但是，在提供語音呼叫業務方面，這樣的移動IP電話(MIPT)網存在傳統的第二代蜂窩網絡中沒有出現過的幾個問題。例如，蜂窩用戶經常在第二代蜂窩網絡之間漫游，而MIPT網絡的IP電話(IPT)用戶在其他網絡中拜訪時，卻很難輕易訪問到與他們的母網中可用的服務相同的服務。
例如，移動IP協議可以提供移動性。例如，使用通用分組無線業務(GPRS)接入客網的IPT用戶可能會使用他們的母網中的語音呼叫業務，因此用戶在母網的呼叫控制實體(如母網中的呼叫狀態控制功能(CSCF))中進行登記。但是，對一些特定服務，如緊急911呼叫，需要使用客網中的語音呼叫業務，并需要提供成功執行所必須的基于位置的服務。因此，需要有一種技術，使漫游的IPT用戶在MIPT網中能夠輕易訪問并使用基于位置的服務，并產生緊急呼叫。
尤其是，在第二代蜂窩網中，緊急呼叫建立請求被呼叫控制實體接收到時，它選擇一個公共安全應答點(PSAP)，根據呼叫建立中提供的小區ID或位置信息對呼叫進行路由。但是，在基于UMTS標準的第三代無線IP網中此方法卻無法一直奏效，這是由于呼叫建立方式的差異，呼叫控制實體無法保證總能獲取小區ID或位置信息。因此，在基于UMTS標準的第三代移動IP網中，需要一種支持PSAP選擇的方式。
本發明致力于解決上述MIPT網絡的缺點。它廣泛涉及第三代移動IP電話網中初始化、接入、使用或管理基于位置服務與/或緊急呼叫的領域。本發明的一部分內容涉及訪問非母網網絡的用戶使用他們的移動終端產生緊急呼叫的服務。該緊急呼叫連接到CSCF，然后CSCF無須認證與計費而將緊急呼叫提交給PSAP，并且在緊急呼叫被連接的同時，所估計的用戶地理位置被傳送給CSCF或PSAP。
本發明的優選實施例提供了一種選擇機制，提供對局域網的CSCF的控制接入，從而較容易地建立緊急呼叫。在緊急呼叫初始化之后，網關GPRS支持節點(GGSN)提供呼叫狀態控制功能(CSCF)的地址。然后緊急呼叫建立請求發送給呼叫狀態控制功能(CSCF)。緊急呼叫建立請求包括GPRS的服務區域標識。CSCF至少部分根據服務區域標識選擇一個公共安全應答點(PSAP)對呼叫進行路由，并無須認證與計費而將緊急呼叫提交給選定的PSAP。用戶的估計地理位置最好在緊急呼叫建立的同時就發送給CSCF或PSAP。這樣就不需要用戶標識模塊(SIM)也不需要作任何改動而可以建立緊急呼叫。此優選實施例中的接入網能夠控制用于緊急呼叫的PDP上下文，這樣就不會誤用或被盜用。
圖2是第三代IP網及其到其他網絡連接的擴展框圖。
圖3是依據本發明的優選實施例，描述一個位置服務實體示例及第三代移動IP電話網的組成部件的簡化框圖。
圖4是本發明一個優選實施例的通用信令框圖，其中緊急呼叫由擁有用戶標識模塊(SIM)的用戶產生。
圖5是本發明一個優選實施例的通用信令框圖，其中緊急呼叫由沒有用戶標識模塊(SIM)的用戶產生。
圖6是本發明一個優選實施例的通用信令框圖，其中緊急呼叫的位置信息在呼叫中獲得。
圖7是本發明另一個優選實施例的通用信令框圖，其中緊急呼叫的位置信息在呼叫中獲得。
圖8是本發明一個優選實施例的信令框圖，其中位置估計在接受PDP上下文激活之前獲得。
圖9是本發明一個優選實施例的信令框圖，其中位置估計被提供給移動終端。
圖10是本發明一個優選實施例的信令框圖，其中SGSN在接收到激活的PDP上下文請求時獲知當前的服務區域標識。
圖11是本發明一個優選實施例的信令框圖，其中移動終端產生定位方法。
本發明最佳實施方式結合相應的附圖，閱讀本發明下面優選實施例的詳細描述與權利要求可以對本發明有進一步的更好理解。附圖、優選實施例的詳細描述及權利要求都是本專利文本的一部分。上述及下面所寫并描述的內容主要是闡述本發明的優選實施例，并且只是描述與示例，本發明并不僅限于此。本發明的要點與范圍由本專利申請的權利要求提供。
圖1是典型的基于UMTS標準的第三代移動IP電話網的框圖。UMTS網詳細的技術規范已由第三代協作項目組織在Release 1999中發布(www.3gpp.org)。圖1中的方框表對應不同的功能，并不一定完全對應于不同的離散網絡元素或設備。
位置服務由網絡中的元素支持。一些服務被嵌入到傳統的網絡元素中，如無線網絡(控制器(RNC))、移動服務交換中心(MSSC)及GPRS服務支持節點(SGSN)。此外，一些新的網絡元素與接口也用來支持位置服務。
此網絡中的一項新功能是位置測量單元(LMU)，至少在使用空閑時隙前向鏈路-到達時間差(IDFL-TDOA)定位方式或可觀察的到達時間差-空閑階段下行鏈路(OTDOA-IPDL)定位方式時，LMU(LMU在圖1中沒有標出，在圖3中作為其元素被標出)可以整合到也可以不整合到節點B 101-1到節點B 101-n中的各個基站子系統(BSS)中，并沒有技術上的限制。LMU 301主要測量實時時間差(RTD)、絕對時間差(ATD)或其他的基站發送信號的無線接口定時類型。LMU 301獲取的這些輔助測量是通用的狀態信息，可以被多個定位方法使用。這些測量可以包括一個移動臺特有的用于計算該移動臺位置的位置測量或在一特定地理區域內所有移動臺特有的輔助測量。
LMU 301獲取的所有位置、定時差與輔助測量都將提供給與具有LMU 301功能的基站相關聯的特定服務RNC 102(SRNC)。關于那些定時、測量內容及測量周期性的指令由SRNC 102提供或在基站中進行預管理。
在GSM位置服務中，LMU是從GSM網絡中分離出的元素。GSM網絡與LMU之間的通信通過GSM空中接口完成。在UMTS位置服務中，LMU功能被集成到基站中，但是至少在使用空閑時隙前向鏈路-到達時間差(IDFL-TDOA)定位方式或可觀察的到達時間差-空閑階段下行鏈路(OTDOA-IPDL)定位方式時，最好沒有技術上的限制。
移動終端(MT)100可能處于定位過程的不同級別中，這取決于所采用的定位方式。此外，MT 100的功能與系統中采用的定位途徑緊密相關。例如，MT 100的功能可能、也可能不包含位置計算。它可以通過向網絡請求定位(網絡輔助定位)初始化位置服務。如果它支持使用空閑時隙下行鏈路(IS-DL)，那么它也可以執行下列功能在空閑時間段內測量并存儲信號；在空閑時間段之間與不同的BCH碼相關；確定它所檢測到的服務基站子系統(BSS)與其他BSS的第一個可檢測路徑的到達時間；確定空閑時間段出現的時刻；及向網絡報告返回的結果。
每個節點B在空閑時段能夠停止傳輸。此功能可以在節點B中預先設定，或者由相應的RNC 102控制。每個節點B也可以處理LMU 301的功能，包括定位信號測量功能(PSMF)與位置系統操作功能(LSOF)。因此，它負責為移動臺的位置計算收集上行/下行鏈路無線信號測量。它也參與網絡中位置服務的所有操作。
通用陸地無線接入網(UTRAN)103中的SRNC 102包括支持公共陸地移動網(PLMN)中的位置服務實體與LMU 301之間的位置服務與過程的所需功能。它可以周期性地控制TDOA IS-DL過程或根據預先設定的參數處理各個節點B停止作用的時段并執行位置系統操作功能(LSOF)、定位無線協調功能(PRCF)、位置計算功能(PCF)及定位無線資源管理(PRRM)實體。這包括數據提供、定位能力、位置服務操作、位置計算、為移動位置及計算收集上行/下行無線信號測量、在整個協調中管理移動臺的定位、執行移動終端100定位測量所需的資源保存與規劃(包括前向接入信號/隨機接入信道(FACH/RACH)或專用信道(DCH))、以及位置服務無線接入的控制。SRNC 102也計算最終的位置估計與正確度。
SRNC 102需要控制各個LMU 301來獲取無線接口測量，從而在其服務區域內定位或幫助定位MT100。SRNC 102由各個LMU產生的測量能力與測量類型管理。而LMU301返回到SRNC 102的位置測量的狀態是通用的，可以用于多個定位方法中(包括到達時刻(TOA))。
SRNC 102與各LMU 301之間的信令通過Iub接口傳送，在某些特定時間段內，通過Iur接口傳送。該Iur接口支持RNC內部的軟切換，例如位置服務。在發生RNC內部的軟切換時，Iur支持RNC中的定位實體功能，如PCF、PRRM、定位信號測量功能(PSMF)及LSOF。在SRNC重定位時，Iur支持重定位機制從SRNC中將PCF、PRRM、PSMF傳送給漂移RNC(DRNC)，從而使DRNC可以在位置服務過程中處理SRNC的任務。
UTRAN 103在位置服務的控制中參與對不同的定位過程與RAN級別的處理。它控制空閑時隙下行(IS-DL)方法并管理執行移動臺定位所需的所有資源協作與規劃。在基于網絡的定位方法中，為了在服務區域中獲取無線接口測量來定位或幫助定位移動終端100，UTRAN 103計算最終的位置估計與正確度，并控制幾個LMU/節點B 101-1到101-n。
一般來說，UTRAN 103為3G-MSC 104提供小區ID及與定時有關的數據。依據下面描述的本發明優選實施例，也可以給3G-MSC104提供服務區域標識碼(SAI)。3G-MSC 104與GSM網絡中的MSC類似，但是服務移動位置中心(SMLC)(圖3中的元素302)的功能可以集成到SRNC 102中。3G-MSC的功能是計費、協調、位置請求、移動終端授權及為位置服務管理有關呼叫與無呼叫的定位需求與操作。
因為3G-SGSN有獨立的移動管理功能，因此UTRAN 103通常給SGSN105提供小區ID。在下面描述的本發明優選實施例中，UTRAN 103卻可能將SAI提供給SGSN 105。位置服務參數包含在RNC 102與3G-MSC104及3G-SGSN 105之間的Iu接口中。3G-SGSN 105與MSC 104類似。只要涉及分組交換接入，SGSN 105的功能就是計費、協調、移動終端授權及管理定位需求以及位置服務的操作。如果移動終端100支持基于網絡與基于移動臺的定位，在基于移動臺的定位被用于收集上行/下行(UL/DL)無線信號測量時，各個RNC 102將計算各個移動終端100的位置。然后RNC 102將位置信息發送給UE或SGSN。如果SGSN 105接收到位置信息，它將位置信息發送給CSCF(圖3中的元素304)、PSAP(圖3中的元素305)或GMLC 106。
Iu接口通過無線接入網應用部分(RANAP)協議將各個RNC 102中的移動終端100的坐標估計轉換到有關3G-MSC 104與SGSN 105及移動終端100定位的NAS消息，如尋呼、鑒定等RANAP協議上的消息。此接口也對位置服務的服務質量(QoS)屬性進行匹配并處理UTRAN 103與3G-MSC 104之間的狀態信息。
在移動終端100通過IP連接到外部服務器的情況下，服務器可能希望定位移動終端100。如果移動終端100使用動態IP地址，該地址必須翻譯為可理解的地址否則定位請求也必須被處理。
外部服務器可以請求GGSN(圖3中的元素303)提供給出的動態IP地址后面的標識。GGSN 303可以將動態IP地址映射為MS-ISDN編號，它可以用在外部服務器用普通的定位方式對移動終端100的定位中。或者，在移動終端100中將IP端口號保存起來用于分配請求。外部應用程序可以使用動態IP地址與已知的(標準)端口號將一個定位請求發送給移動終端100。然后移動終端100通過普通的定位過程請求它自己的位置，并將結果傳遞給外部終端。
另一個全新的功能框是網關移動位置中心(GMLC)106，它作為位置服務(LCS)客戶端(如PSAP 305)與網絡其他部分之間的網關。GMLC 106接收并處理來自外部LCS客戶端的移動終端100的位置信息服務請求，并在需要的時候激活定位系統并將結果返回給LCS客尸端。GMLC 106可能從HLR 107或SGSN 104中請求路由信息。在進行登記授權后，它將定位請求發送給3G-MSC 105與SGSN 104，并從3G-MSC105與SGSN 104中接收最終的位置估計。
歸屬位置寄存器107包括位置服務用戶數據及有關用戶呼叫的路由信息。HLR 107可以通過移動應用部分(MAP)接口從GMLC 106中訪問。
PSAP 305最好是傳統的PSAP并且可以通過PSTN連接到GMLC106。外部LCS客戶端108可以是服務提供者或內容提供者提供的任何服務應用程序。LCS客戶108與各種可用業務緊密關聯。有時，移動終端100或移動終端100中的服務應用程序是客戶端。除了網絡主要接口(如Uu、lub、lur及Iu)的改動之外，也定義了一些接口，支持位置服務。Le接口對GMLC 106與PSAP 305及其他外部LCS客戶端108之間傳送的信息進行轉換。此信息包括定位請求及定位過程的最終結果。
Lh接口從HLR 107中將路由信息傳送給GMLC 106并支持HLR 107中有關移動管理的數據庫。GMLC 106也可以使用Lh接口，為位置已被請求的特定移動終端100請求拜訪MSC或SGSN的地址。它也可以是一種MAP接口并可以通過SS7信令網或通過IP協議(MAP over IP)執行。Lg接口允許3G-MSC 105訪問GMLC 106(母PLMN或客PLMN)。此接口可以對如授權與定位接入路由等所需的用戶信息進行轉換。它可以用于GMLC 106中，將位置請求傳送給目前正在為特定移動終端服務的、位置已被請求的MSC或SGSN；或者用于MSC或SGSN，將位置結果返回給GMLC 106。它可以是一種MAP接口并可以通過SS7信令網或可能通過IP協議(MAP over IP)執行。
Lg`接口使SGSN 104可以接入GMLC 106(母PLMN或客PLMN)。它可以與Lg接口完全相同，但是在圖1中有不同的標識，表示它也可以與Lg不同。該接口對如授權與定位接入路由等所需的用戶信息進行轉換。它可以是一種MAP接口并可以通過SS7信令網或通過IP協議(MAP over IP)實現。而MAP接口與GSM網中定義的位置服務的MAP接口應盡可能相似。因為在UMTS中沒有服務MLC(SMLC)，因此不需要SMLC與VMSC之間的MAP接口。GSM的位置服務也不包括GPRS，因此UMTS網的GPRS部分被添加到MAP信令中。在GMLC 106與3G-SGSN 105之間以及在GMLC 106與3G-MSC 104之間使用相同的MAP接口是可行的。
圖2是一個顯示到其他網絡連接的附加框圖，具體是網關GPRS支持節點(GGSN)108與呼叫狀態控制功能(CSCF)109。
圖3是顯示網絡元素功能之間連接的簡化框圖，具體是網關GPRS支持節點(GGSN)303與呼叫狀態控制功能(CSCF)304。圖3中還包括公共安全應答點(PSAP)305，依據下面描述的優選實施例中的方法，緊急呼叫通過CSCF 304與它進行連接。
GGSN 303與CSCF 304有助于完成圖4-11中描述的將緊急呼叫沒有錯誤或誤用、可靠地傳給合適的PSAP的機制示例。在本發明優選實施例下面的描述中，GGSN 303與CSCF 304是位于用戶訪問網絡中的元素。它們使用第三代MIPT網中支持的信令PDP上下文。盡管為清楚起見，圖1-3中并沒有標出，但是應該知道，可能存在幾個不同的CSCF及連接的PSAP。每個CSCF 304可以保留連接PSAP的一個數據庫(或其他等價功能)，該數據庫包括為緊急呼叫時CSCF可能接收的各個服務區域標識(SAI)代碼所建立的PSAP之間的通信，如下面一個優選實施例中的方法所述。當CSCF在緊急呼叫建立請求中接收到一個SAI代碼時，它至少部分根據數據庫中存儲的SAI代碼與PSAP之間的通信上將緊急呼叫連接到PSAP。除SAI代碼之外，CSCF對合適PSAP的選擇可能最終也受其他因素影響。例如，負載平衡或其他過程為了盡量保證在它所連接的PSAP處能夠正確地應答緊急呼叫，可能會影響PSAP的選擇。
UMTS網絡的規范由第三代協作項目組織(www.3gpp.org)發布。Release 1999允許網絡用戶可以有一個或多個分組數據協議(PDP)地址。此處引用“通用分組無線業務(GPRS)業務說明”(Stage 2，#GTS23.060，3.0版本)作為參考。各個PDP地址由移動終端100、SGSN 105及GGSN 303中的一個或多個PDP上下文進行描述。各個PDP上下文可以具有提交與映射信息(從而可以引導數據傳送到它所對應PDP地址中或傳送來自所對應PDP地址的數據)以及過濾傳送數據的業務流模板(TFT)。
每個PDP上下文可以有進行選擇性地獨立激活、修改及解除激活。PDP上下文的激活狀態將指出對相應的PDP地址與TFT是否可以進行數據傳送。如果對應相同PDP地址的所有PDP上下文是非激活的或處于解除激活狀態，那么所有的該PDP地址的數據傳送都無法進行。用戶的所有PDP上下文對應于該用戶的國際移動用戶標識(IMSI)的相同移動管理(MM)上下文。
盡管上面對位置服務的網絡支持進行了描述，但是本發明并不依賴于任何特定的定位方式，而是可以普遍用于任何標準或專利的定位方式。本發明優選實施例中用來支持并路由對PSAP的緊急呼叫的定位方法與網絡位置服務能力最好與用于其他位置服務客戶端的定位方法及網絡位置服務能力相同。下面將參考圖1到圖3的網絡結構描述幾種不同方法的優選實施例，它們之間的不同主要是定位過程的不同。這些方法的優選實施例只是示例，而網絡也只是這些方法的優選實施例可以應用的網絡示例，均不僅限于此示例。這些方法也可以用其他方法的優選實施例及其他網絡實施。
圖4描述的是本發明的一個優選實施例中UMTS網絡的PDP上下文激活過程的應用，其中用戶有一個用戶標識模塊(SIM)。首先，移動終端100初始化PDP上下文激活狀態。例如，用戶可能撥打9-1-1。在第1步中發送給SGSN 105的激活PDP上下文請求包含一些參數。這些參數包括PDP地址及接入點名稱(APN)。PDP地址用來指示需要的是靜態PDP還是動態PDP地址。APN通常是指示所用GGSN的邏輯名稱。GGSN是到連接外部網絡的網關。在本發明的優選實施例中，APN用于指示所需的服務是一個緊急呼叫。
在第2步中，SGSN105依據APN選定合適的GGSN 303，并向選定的GGSN 303發送一個創建PDP上下文請求消息。GGSN 303確定接受還是拒絕該請求。如果它接受該請求，GGSN 303將設置一個業務量模板(TFT)，只允許關于緊急呼叫的業務在PDP上下文上傳送。例如，普通呼叫與緊急呼叫使用不同的IP地址或端口號，GGSN 303可以根據IP地址上的信息或端口號設置TFT。
如果GGSN 303接受請求，在第3步中，它將修改它的PDP上下文表并返回一個創建PDP上下文響應消息給SGSN 105。它在創建PDP上下文響應中包含一個合適的CSCF 304的地址。CSCF 304的地址在協議配置選項參數中攜帶，不過它可以在另一個參數中攜帶或作為一個新的參數設定。
如果CSCF 304的地址在創建PDP上下文響應中存在，在第4步中，SGSN 105將它復制到激活PDP上下文接受消息從而傳遞到MT 100中。MT 100必須與第4步中指定的CSCF 304聯系。MT 100在第5步中可以將位置信息發送給CSCF 304。如果由于某些原因，CSCF 304的地址沒有發送給MT 100，那么GGSN 303為了將本地CSCF用于緊急呼叫，可能需要在呼叫建立消息中修改目標IP地址。它在圖4中的第5步中進行。對于實際的語音業務，可能需要輔助的PDP上下文及對應地不同服務質量(QoS)。如果需要，MT 100初始化一個輔助PDP上下文激活狀態。
圖4中的第5步中發送的呼叫建立請求可以包括MT 100的服務區域標識(SAI)。服務區域標識用于唯一地標識包含屬于相同位置區域的一個或多個小區的區域，并指示MT 100的位置。服務區域代碼(SAC)與PLMN標識及LAC一起組成服務區域標識SAI＝MCC+MNC+LAC+SAC。參閱“通用分組無線業務(GPRS)業務說明”(Stage 2，Release 1999，3GTS 23.060，3.3.0版本，14.10.節)，CSCF 304至少使用一部分的SAI代碼，選擇緊急呼叫所連接的合適PSAP。
圖5中的優選實施例與上述圖4中的基本相同，不同之處在于其對應的用戶是沒有用戶標識模塊(SIM)的。在這種情況下，UE發送一個激活匿名接入(AA)PDP上下文請求。此過程的其他部分均在圖4中已經描述。
圖6中描述的是另外一個優選實施例，其中位置計算由緊急呼叫觸發。跟其他的優選實施例類似，圖6中的優選實施例也使用UMTS網絡中可用的PDP上下文。尤其是，它可以使用激活PDP上下文請求中的APN參數按照第2步所示，指示該呼叫將作為緊急呼叫被服務。但是與其他的優選實施例不同，MT 100按照第1步所示，在發送激活PDP上下文請求之前發送SM服務請求消息，此SM服務請求消息的發送是為了建立一個安全信令連接。
圖6中的優選實施例的一個主要特征是SGSN 303響應緊急呼叫，將位置報告控制消息發送給RNC 102。尤其是，在第3步中SGSN 303在接收到SM服務請求消息后可以立刻初始化位置報告過程，其中參數“服務類型”表示一個緊急呼叫、或一個激活PDP上下文的請求(激活PDP上下文請求、激活輔助PDP上下文請求或激活AA PDP上下文請求)，其中參數“APN”表示緊急呼叫。此特征的優點是可以為緊急呼叫快速執行位置服務，但是對其他類型的呼叫執行該服務也并不是不必要的。
在第4步中，RNC 102負責計算MT 100的位置信息。MT 100的位置將在第5步中報告給SGSN 303，并在第6步中傳送給GMLC 106。在第7步中將位置報告的應答發送回SGSN 105，然后在第8步中根據請求或獨立地將位置信息發送給CSCF選定的PSAP。
圖7中優選實施例中的方法與圖6的相似，不同之處在于移動終端100(在圖7-11中稱為“UE”)在第1步中發送激活PDP上下文請求之前不發送SM服務請求。SGSN 303在接收到PDP上下文激活過程(第1步)后立刻發送位置報告控制消息(第2步)，向無線接入網(在圖1與圖2的網絡示例中是UTRAN)請求服務區域ID，并啟動定位過程(第4`步)。這可以通過發送兩個獨立的位置報告控制消息請求服務區域并根據當前的RANAN規范(3G TS 25.413)啟動定位來完成，但是這并不是必須的。對于緊急呼叫，可以分配一個臨時的PS域標識符(PSDI)。這樣的標識符可以是MS IP地址、PTMSI或MSISDN。SGSN 303也將一個PS域標識符分配給緊急呼叫，用于標識(例如路由)目前為緊急呼叫者服務的VPLNINM中的緊急呼叫提供者及切換，在呼叫持續時間中也可能標識緊急呼叫者。
在進行定位時，RAN 103將服務區域ID返回給SGSN 303(第3步)。SGSN 105參考上述的圖3(第4步)，將創建PDP上下文請求發送給GGSN 203。GGSN 303接受請求，修改其PDP上下文表并將創建PDP上下文響應消息(包含合適的CSCF地址)返回給SGSN(第5步)。SGSN在激活PDP上下文接受消息中復制CSCF地址，連同服務區域ID及分配給緊急呼叫的PSDI電話號碼一起發送給MT 100。
在定位完成之后，RAN 103返回位置報告消息中的位置估計給SGSN105(第6`步)。SGSN 105將用戶位置報告(包括位置估計、標識符(IMSI或IP地址)及PSDI)提交給GMLC(第7`步)。位置估計最好與一個時間戳對應，標識MT 100的“初始位置”。在激活PDP上下文之后，MT100將一個邀請消息(包括服務區域ID、標識符及PSSDI)發送給CSCF304(第7步)。CSCF 304至少根據一部分的服務區域ID選擇合適的PSAP(最好使用PSAP的數據庫給它們到服務區域ID的通信)并將一個建立消息(包括PSDI)發送給PSAP 305(圖7-11將PSAP稱為EC(緊急中心))(第8步與第9步)。
只要緊急呼叫已經連接，選定的PSAP將發送一個LCS服務請求，獲取GMLC 106的初始位置，而GMLC 106發送包括初始位置的LCS服務響應(第10步與第11步)。緊急呼叫用其PSDI在請求與響應中標識。類似地，在緊急呼叫地全過程中，選定的PSAP可以使用3G TS23.171 v3.0.0(Release 1999)中定義的普通移動終端位置請求(MT-LR)，請求并接收移動終端100當前的位置更新。圖8中的方法與圖7的類似，不同之處在于在PDP上下文激活接受之前已經結束了定位過程并獲取了位置估計。步驟1-4和圖7的方法相同。但是，在GGSN 303向SGSN 105返回創建PDP上下文響應消息(第6步)之前，SGSN 105從RAN 103中接收到包含位置估計的位置報告(第5`步)。
SGSN 105在用戶位置報告中并不向GMLC 106提交位置估計(圖6中的步驟7`)，而是在激活PDP上下文接受消息中包含位置估計，并與服務區域ID、PSDI及CSCF地址一起傳送給MT 100(第7步)。而MT100則在發送給CSCF 304的邀請消息中(第8步)包含位置估計(以及服務區域ID、標識符及PSDI)。在選定PSAP(第9步)之后，CSCF 304在發送給PSAP 305(而不是PSDI)的建立消息中包含位置估計。這就去除了在建立緊急呼叫時，PSAP 305從GMLC 106中請求與接收初始位置的兩個步驟(圖7中的步驟10與步驟11)。當然，選定的PSAP可以繼續以圖7中優選實施例中的方法請求并接受MT 100當前位置的更新(第11-13步)。
圖9中的優選實施例與圖7和圖8的相似，不同之處在于RAN 103將位置估計提供給MT 100，而不是將位置報告給SGSN 105。圖9中的優選實施例的第1-6步與圖7中的優選實施例的第1-6步相同。MT 100必須以某種方式(可能，但不是必須，通過使用無線資源控制(RRC)消息)從103中接收位置估計。RAN 103報告位置估計的方法(根據圖7的優選實施例或圖9的優選實施例)可以在第2步中預先設定，或者受到控制，例如在SGSN 105發送給RAN 103的位置報告控制消息中。
在圖9的示例實施例中，在MT100在步驟6接收激活PDP上下文接受消息之前，定位程序應當被完成。如果沒有，MT100則延遲邀請消息，直到從RAN103接收位置估計。一旦位置估計被接收，MT100就發送一個邀請消息(包括服務區ID，位置估計和標識符)給CSCF304(步驟7)。圖9中實施例的剩余步驟和圖17的步驟9-13相同。
圖10中的優選實施例與圖7的類似，不同之處在于第1步中，SGSN105在接收到激活PDP上下文請求時已經知道當前的服務區域ID。在這樣的優選實施例中，SGSN 105不需要從RAN 103中請求服務區域ID，并且RAN 103不需要像圖4的第2步與第3步一樣返回服務區域ID。圖10的優選實施例中的其他步驟與圖7中其余的步驟相同。
圖11的優選實施例與其他的優選實施例差別較大，其中在激活PDP上下文請求發送給SGSN 105(第1步)之后MT 100立刻自己產生定位方法(第2`步)。它可以執行它自己的基于MT的定位計算或請求使用移動起始位置請求(MO-LR)過程執行定位方法。這樣圖10的優選實施例就不必使用來自SGSN 105的位置報告控制消息或來自RAN103的位置報告。同時由于它只需要包括CSCF的地址(第4步)，因此也簡化了SGSN 105發送的激活PDP上下文接受消息。同樣，從MT100發送給CSCF304的邀請消息只需包括位置估計和服務區域ID(步驟6)。為了保證MT 100提供的服務區域ID與SGSN 105及CSCF 304所期望的服務區域ID相一致，必須對MT 100與SGSN 105之間的服務區域進行協調，圖11中優選實施例的其他步驟(第7-11步)與圖9中的9-13步相同。
圖7-11中的優選實施例給出了幾種方法，各有其優缺點。例如，在圖7與圖10的優選實施例中，緊急呼叫的連接可以不考慮定位過程的延時，這是因為在緊急呼叫建立之后對PSAP 305所請求的初始定位由GMLC 106發送。在圖10的優選實施例MT 100為了與CSCF 304連接，必須具有用戶標識模塊(SIM)。
盡管上面對本發明的優選實施例進行了描述，但是可以對其作各種修改，并且本發明可以以不同的形式與優選實施例實現，它也適用于多種應用，這里描述的只是其中的一部分。例如，RAN可以使SAI直接用于移動終端中，而不是PDP上下文接受消息中的SGSN使SAI用于移動終端，或者RAN與SGSN共同作用使SAI可用于移動終端中。例如，RNC 102可以通過廣播與/或點對點的RRC消息，使SAI直接可用。所有的修改與變更由本發明權利要求書限定。
權利要求
1.一種為分組交換無線通信網絡的呼叫提供基于位置服務的方法，此方法包括以下步驟發送建立從第一個網絡元素到第二個網絡元素的通信信道的請求，此請求中的指示指出通信信道將用于傳送需要基于位置服務的呼叫。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述第一個網絡元素和可以處理呼叫的本地實體聯絡。
3.如權利要求2所述的方法，進一步包括以下步驟將一個接受消息從第二個網絡元素返回到第一個網絡元素中，所述接受消息是對上述請求的應答，并提供處理呼叫實體的地址。
4.如權利要求2或3所述的方法，進一步包括將所述呼叫傳送給上述實體的步驟。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述第二個網絡元素依據上述請求中的指示選擇第三個網絡元素。
6.如權利要求5所述的方法，其中在上述通信信道上的數據業務將根據第二個網絡元素或第三個網絡元素設置的過濾信息進行過濾。
7.如權利要求4所述的方法，其中第二個網絡元素在從第一個網絡元素中接收到所述請求時，第二個網絡發送請求啟動位置測量。
8.如權利要求7所述的方法，其中的請求是一個SM服務請求。
9.如權利要求4所述的方法，其中所述第二個網絡元素發送請求建立到第三個網絡元素的通信信道。
10.如權利要求9所述的方法，其中第三個網絡客戶響應建立所述通信信道的請求，得到一個業務流模板(TFT)作為過濾信息。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述第三個網絡元素是網關GPRS支持節點(GGSN)。
12.如上述任一權利要求所述的方法，其中第二個網絡元素是GPRS服務支持節點(SGSN)。
13.如權利要求4所述的方法，其中第二個網絡元素是InternetGPRS服務節點(IGSN)，它響應建立所述通信信道的請求，設置一個業務流模板(TFT)作為過濾信息。
14.如權利要求4所述的方法，其中上述請求中的一個參數用來指示該通信信道將用來傳送緊急呼叫。
15.如權利要求13所述的方法，其中上述請求中的上述參數是接入點名稱(APN)。
16.如權利要求7所述的方法，其中的請求是激活PDP上下文請求。
17.如權利要求7所述的方法，其中的請求是激活輔助PDP上下文請求。
18.如權利要求7所述的方法，其中的請求是激活AA PDP上下文請求。
19.如權利要求7所述的方法，其中的請求是激活緊急PDP上下文請求。
20.如權利要求4所述的方法，其中第一個網絡元素將位置信息發送給處理所述呼叫的實體。
21.如權利要求20所述的方法，其中所述位置信息是服務區域標識(SAI)、路由區域標識(RAI)、小區ID、坐標信息或它們的組合。
22.如權利要求4所述的方法，其中所述第二個網絡元素將位置信息發送給處理所述呼叫的實體。
23.如權利要求4所述的方法，其中處理所述呼叫的所述實體可以從位置計算實體中請求位置信息。
24.如權利要求4所述的方法，其中位置計算實體是一個無線網絡控制器(RNC)。
25.如權利要求13所述的方法，其中第一個網絡元素產生所述請求消息并在請求消息中包含上述參數。
26.如權利要求3所述的方法，其中處理呼叫的實體包括呼叫狀態控制功能(CSCF)或公共安全應答點(PSAP)。
27.如權利要求3所述的方法，其中所述第一個網絡元素在請求建立指明該呼叫屬于需要基于位置服務的呼叫的通信信道之前，發送一個建立信令安全通信信道的請求。
28.如權利要求25所述的方法，其中建立信令安全通信信道的上述請求是一個SM服務請求。
29.如權利要求26所述的方法，其中第二個網絡元素響應建立信令安全通信信道的請求，發送一個初始化位置測量的請求。
30.一個分組交換無線通信網絡由以下部分組成第一個網絡元素；第二個網絡元素，上述第一個網絡元素產生并發送建立到上述第二個網絡元素的通信信道的請求，該請求的一個指令指示通信信道將用于發送關于呼叫的控制消息到/從第一個網絡元素中。
31.如權利要求28所述的分組交換無線通信網絡，其中第二個網絡元素是GPRS服務支持節點(SGSN)。
32.如權利要求29所述的分組交換無線通信網絡，其中第二個網絡元素是Internet GPRS支持節點(IGSN)。
33.在分組交換無線通信網絡中為來自第一個網絡元素(UE)的呼叫選擇路由的方法包括以下步驟從第二個網絡元素中為第一個網絡元素(UE)提供位置信息；建立從第一個網絡元素(UE)到第三個網絡元素(CSCF)的呼叫請求，該請求包括第一個網絡元素(UE)的位置信息。
34.如權利要求33所述的方法，其中所述位置信息從無線接入網絡中的網絡元素(RNC)提供給第一個網絡元素(UE)。
35.如權利要求34所述的方法，其中位置信息在RRC消息中提供。
36.如權利要求34所述的方法，其中位置信息廣播到第一網絡元素(UE)中。
37.如權利要求33所述的方法，其中位置信息從無線接入網絡(RNC)的網絡元素轉送給第二個網絡元素(SGSN)。
38.如權利要求37所述的方法，其中第二個網絡元素(SGSN)在建立呼叫請求之前，將接受消息中的位置信息發送給為第一個網絡元素(UE)建立通信連接(PDP上下文)的請求中。
39.如權利要求38所述的方法，其中通信連接是一個PDP上下文，而接受消息是接受PDP上下文激活消息。
40.如權利要求33所述的方法，其中位置信息作為定位方式的一部分提供給第一個網絡元素。
41.如權利要求33所述的方法，進一步包括至少部分根據所述請求中包含的位置信息，在第二個網絡中選擇一個實體(PSAP)。
42.如權利要求33所述的方法，其中呼叫是緊急呼叫。
43.如權利要求33所述的方法，其中第二個網絡元素(SGSN)為呼叫分配臨時的PS域標識符。
44.如權利要求43所述的方法，其中第二個網絡元素(SGSN)將臨時的PS域標識符發送給保持位置信息的實體(GLMC)。
45.如權利要求43或44所述的方法，其中臨時的PS域標識符從第二個網絡元素(SGSN)發送給第一個網絡元素(UE)、從第一個網絡元素(UE)發送給第三個網絡元素(CSCF、PSAP)，以及從第三個網絡元素(CSCF、PSAP)發送到處理緊急呼叫(EC)的實體。
46.如權利要求43所述的方法，其中在處理緊急呼叫(EC)的實體從保持位置信息(GLMC)的實體中請求位置信息時，臨時PS域標識符用于標識緊急呼叫。
47.如權利要求33所述的方法，其中所述第三個網絡元素是可以處理呼叫建立(CSCF、PSAP)的呼叫控制本地實體。
48.如權利要求42所述的方法，進一步包括以下步驟響應來自第一個網絡元素的緊急呼叫的請求，返回接受消息，而接受消息對請求進行應答并提供呼叫控制實體的地址。
49.如權利要求41所述的方法，進一步包括將緊急呼叫傳送給選定的PSAP的步驟。
50.如權利要求33所述的方法，其中第二個網絡元素(SGSN)響應接收到的來自第一個網絡元素的呼叫請求，指示無線接入網絡啟動定位方法來獲取位置估計。
51.如權利要求37所述的方法，其中第二個網絡元素響應接收到的來自第一個網絡元素的緊急呼叫請求，請求對應移動終端的無線接入網絡的位置信息。
52.如權利要求50所述的方法，其中上述定位方式獲得的位置估計提供給網關移動位置中心(GMLC)。
53.如權利要求51所述的方法，其中選定的PSAP從所述GMLC中獲取位置估計。
54.如權利要求53所述的方法，其中在緊急呼叫傳送給選定的PSAP后，選定的PSAP從GMLC中獲取位置估計。
55.如權利要求53所述的方法，其中在選定的PSAP從GMLC中獲取位置估計時，使用分配的電話號碼標識緊急呼叫。
56.如權利要求47所述的方法，其中定位方法在第一個網絡元素中實施。
57.如權利要求33所述的方法，其中第一個網絡元素請求在它發送呼叫建立請求的同時，啟動定位方法。
58.如權利要求33到57所述的任一方法，其中第一個網絡元素是一個用戶設備(UE、MS)。
59.如權利要求33到57所述的任一方法，其中第二個網絡元素是一個SGSN。
60.如權利要求33到57所述的任一方法，其中位置信息是服務區域標識(SAI)、路由區域標識(RAI)、小區ID、坐標信息或它們的組合。
61.一個分組交換無線通信網絡，包括用戶設備；無線接入網絡；及網絡元素，其中位置信息從無線接入網絡發送給用戶設備，并且當用戶設備將建立呼叫的請求發送給網絡元素時，該請求包含所述位置信息。
62.如權利要求61所述的分組交換無線通信網絡，其中所述網絡元素為CSCF或PSAP。
63.如權利要求62所述的分組交換無線通信網絡，其中SGSN接收服務區域ID，并將服務區域ID提交給移動終端。
64.如權利要求63所述的分組交換無線通信網絡，進一步包括來自移動終端的緊急呼叫建立請求中的接收服務區域ID的呼叫控制實體。
65.如權利要求64所述的分組交換無線通信網絡，其中呼叫控制實體有一個對多個公共安全應答點(PSAP)進行標識的數據庫，并將多個PSAP與服務區域ID對應。
66.如權利要求64所述的分組交換無線通信網絡，其中呼叫控制實體至少部分根據服務區域ID選擇一個PSAP。
全文摘要
在基于IP的分組交換無線通信網絡中支持并路由到公共安全應答點(PAP)的一種緊急電話呼叫。一個激活PDP上下文請求從用戶設備發送到網絡。在激活PDP上下文請求中的一個參數表示該PDP上下文請求將用于傳送緊急呼叫。一個激活PDP上下文接受消息從上述支持節點返回到用戶設備中。該激活PDP上下文接受消息對上述激活PDP上下文請求消息進行應答并提供呼叫狀態控制功能的地址。一個傳送給呼叫狀態控制功能的呼叫建立請求包括服務區域標識(SAI)。該呼叫狀態控制功能選擇一個PSAP(至少部分根據呼叫建立請求所包含的SAI進行選擇)，并將緊急呼叫提交給選定的PSAP。
文檔編號H04L12/56GK1422507SQ01807888
公開日2003年6月4日 申請日期2001年4月10日 優先權日2000年4月10日
發明者斯蒂芬諾·法辛, T·胡爾塔, J·拉亞尼米, H·黃, R·考皮寧, J·穆霍寧, V·范蒂寧, J·卡爾, S·豪蒙特, J·賽爾亞拉 申請人:諾基亞有限公司, 斯蒂芬諾·法辛