移動通信網緊急呼叫業務發展研究

摘要：為了滿足在緊急情況下人們呼叫救援的基本需求，加快緊急呼叫業務的發展速度，促進我國移動通信網領域的長足發展與進步，本文對移動通信網緊急呼叫業務的發展進行了分析與研究。首先，本文闡述了緊急呼叫業務的發展背景；其次，對我國緊急呼叫業務的開展現狀進行簡要分析；最后，對移動式和固定式IMS緊急呼叫業務的設計與發展進行分析，希望能為相關領域的研究和實踐提供參考和借鑒。

關鍵詞：移動通信網；緊急呼叫；IMS網絡

一、引言

緊急呼叫業務是人們在緊急情況下進行求援的主要途徑，例如遭遇火災、發生車禍以及突發疾病等。緊急呼叫業務的發展質量將直接影響人們的人身財產安全。因此，對于移動通信網，有關人員需要切實進行緊急呼叫業務發展研究，全方位促進我國移動通信網領域的可持續發展，最大限度地保證社會的和諧穩定。

二、移動通信網緊急呼叫業務發展背景

隨著移動通信網絡的不斷發展與完善，受眾對當前通信網絡服務提出了全新的要求，傳統的通信網絡技術如PSTN和ISDN已經無法滿足新業務的需求。移動通信網絡的興起導致移動網絡運營商的重點從語音業務轉向符合時代發展的多媒體業務，此時IMS技術應運而生。由于IMS技術具有靈活性和無關性，成為當前核心網的主要發展趨勢。國內各大移動網絡運營商也致力于推行IMS網絡改造建設，以此來構建完整的IMS移動通信網平臺^[1]。

緊急呼叫業務是指當受眾遭遇危險情況時，利用智能終端與緊急呼叫中心之間進行通信，以保障人身和財產安全。這是當前電信領域中常見的業務之一，操作人員通常通過電路交換網來控制緊急呼叫業務。隨著移動通信網絡的不斷發展，IMS網絡成為移動通信網的主要架構。在網絡演進過程中，IMS作為核心網，具有多種接入方式。通常情況下，IMS網絡的接入方式可以分為固定式接入和移動式接入兩部分。固定式接入中，CS接入和IP接入共存；而在移動式接入中，LTE接入和4G/5G接入并存?；谶@個融合環境，本文將簡要分析不同發展時間節點下移動式接入和固定式接入的緊急呼叫業務任務。

三、國內緊急呼叫業務開展現狀分析

國內進行緊急呼叫時所撥打的號碼一般為119、120、110等，其所采用的一般是普通呼叫流程。若終端在沒有插入SIM卡時，則無法對真正的緊急呼叫中心進行呼叫。為支持國際漫游，在國際規則中，終端需要支持緊急呼叫業務。我國所使用的普通呼叫流程也是切實符合國際規定的。但我國移動通信網絡與國際GSM網絡在緊急呼叫流程上存在不同之處，其對終端的要求也不同。為確保緊急呼叫業務的基本要求，建議采用與國際相一致的緊急呼叫流程。

四、移動式IMS緊急呼叫業務分析

（一）方案設計思路

第一，LTE的發展初期，其所能覆蓋的面積相對較小，主體技術尚不成熟。如果LTE語音業務開始回落，則會導致該項工作的成本提高。因此，需要通過專業設備，對網絡部署成本進行下調，技術人員可以借助電路域提供緊急呼叫業務。通常情況下，當LTE終端正在執行數據業務時，如果客戶需要使用緊急呼叫業務，LTE終端將回落至電路域，并由電路域提供緊急呼叫業務。在建立緊急呼叫通信通道時，不會發生LTE與電路域切換。在緊急呼叫業務完成后，智能終端會將網絡復原至LTE網絡，從而繼續開展剩余的業務。這種網絡切換模式能夠對系統負責區域的所有網絡切換問題進行處理。

第二，在LTE的發展成熟期，LTE網絡的部署已然成熟，CS域的接入范圍仍然較小。LTE技術和專業設備已經相對完善。當客戶的終端在LTE網絡覆蓋的區域進行緊急呼叫業務時，可以利用SIP技術進行緊急呼叫業務的管理和控制。如果在緊急呼叫處理過程中不需要切換覆蓋區域網絡，IMS網絡將控制整個呼叫流程。針對上述場景的緊急呼叫業務，也可以利用EPC網絡實現。如果在緊急呼叫業務中發生覆蓋域切換問題，緊急呼叫通信將回落至電路域，導致語音通話連續性和精準定位受到影響。為了保證緊急呼叫通信暢通，并確保緊急呼叫中心能夠精準定位客戶，技術人員可以利用VoLTE確保緊急呼叫語音成功回落，并利用EATF技術錨定緊急呼叫的信號源。如果終端漫游，IMS網絡將根據呼叫路由歸屬域進行處理，但緊急呼叫通信必須第一時間處理，因此IMS網絡能夠直接處理訪問區域內的緊急呼叫通信。

第三，針對LTE網絡覆蓋周期而言，智能客戶端會通過LTE技術的模式，將IMS網絡進行接入，以IP技術為基礎的全網接入方式，也可以借助SIP協議對緊急呼叫信號源進行定位。在此階段，緊急呼叫業務將由IMS網絡直接負責，從終端所發出的緊急呼叫業務將使用IMS網絡所提供的呼叫方案。對于終端出現漫游的情況而言，也不會將其進行回落歸屬域，而是在拜訪域對其進行直接處理，以確保緊急呼叫業務的時效性^[2]。

（二）緊急呼叫業務系統設計

1.電路域緊急呼叫

若是客戶使用終端在電路域的覆蓋范圍內進行緊急呼叫，在該發展階段中，LTE將借助EPC網絡對IMS網絡進行接入。技術人員可以借助現網中的MME、P-GW以及S-GW網絡對其進行控制。在緊急呼叫業務出現時，MME會對呼叫業務類型進行分析，當確定呼叫類型為緊急呼叫后，系統控制端會將LTE網絡回落，從而在電路域對緊急呼叫業務進行完成。在此過程中，需要UE和EPC網元進行協助控制。圖1為電路域緊急呼叫的網元結構示意圖。

上述結構圖中的UE為緊急呼叫移動終端，具有進行緊急呼叫的能力，同時可以使用LTE技術來對其進行接入，并且可以對其進行定位更新。MME為移動管理實體，是EPC網絡中的控制網元，其主要任務為移動管理以及接入管控。S-GW為服務網關，技術人員將其設置為EPC網絡的錨定點，同時切換協議并轉發數據包傳輸。P-GW位于EPC網絡邊緣位置，其主要作用是充當當前數據鏈路的錨點，并控制EPC網絡與外網之間的數據切換，同時分配終端IP地址。P-CSCF是IMS網絡的統一接入點，當終端向其發送注冊請求時，它可以輔助終端完成注冊流程。HSS為IMS網絡中的存儲網元，主要存儲與受眾相關的信息和相關服務信息。MSC為交換中心，是當前GSM網絡的核心網，主要提供緊急呼叫業務的呼叫控制和呼叫轉換服務。PSAP為緊急呼叫中心，主要接受處理受眾撥打的緊急呼叫業務，可以接受CS域通話和IMS通話^[3]。

2.VoLTE緊急呼叫

針對VoLTE的緊急呼叫，需要對下述問題進行分析和討論。

首先，明確受眾緊急呼叫的位置。有兩種確定受眾位置的方式，一種是使用SIP協議獲取接入網絡信息和終端位置，另一種是借助MME和EPC網絡定位終端位置。根據網絡問題進行實時處理，并向智能終端發送消息，同時擴展字符數量。如果智能終端無法支持此操作，則技術人員需要在SBC網絡中添加字符。如果SBC網元中也沒有添加字符，則需要在PCSCF網元中進行默認添加。當終端附著到EPC網絡時，MME網元會定位終端位置并動態更新。P-CSCF網絡檢測呼叫類型，如果是緊急呼叫，則要求PCC定位位置并顯示。

其次，切實保證就近的緊急呼叫中心可以接收到緊急呼叫任務。呼叫中心會對接收的呼叫進行識別，同時對其進行網絡分配。E-CSCF在接收到緊急呼叫請求后，檢索終端位置，如果位置信息以PANI開頭，則E-CSCF可以通過LRF檢索IP號碼，并將其分配給最近的緊急呼叫中心。如果位置信息是通過PCC架構獲得的，則E-CSCF可以直接從MME架構中提取信息，并明確緊急呼叫。如果在呼叫過程中進行網絡覆蓋域切換，則緊急呼叫中心需要使用EATF網元將緊急呼叫的錨點轉移，從而直接將緊急呼叫信息發送到PSAP，確保緊急呼叫業務由就近的緊急呼叫中心接收。最后，確保緊急呼叫具有語音暢通性。緊急呼叫語言需要具備可達性，因此需要確保在終端欠費的情況下仍然可以正常使用緊急呼叫業務。針對網絡覆蓋域切換問題，可以通過SRVCC方案對E-CSCF網元進行控制，并在拜訪域中添加EATF網元，以便直接處理緊急呼叫業務。

五、固定式IMS緊急呼叫業務分析

（一）方案設計思路

由上文可知，在設計緊急呼叫業務時，需要始終保證下述問題的可行性：緊急呼叫業務的可達性、緊急呼叫業務的就近接入，以及對主叫位置的定位?；谝苿泳W絡，固定式接入方式可以分為兩種，即CS域接入和POTS接入。CS域接入通過電路交換網與IMS網絡進行接入，而POTS接入通常借助設備和SIP終端進行接入。二者的區別在于CS域接入在接入后仍然具有完整的網元，而POTS接入則以IP的形式對IMS網絡進行接入。

當緊急呼叫業務位于CS域時，其具體的呼叫流程如下：CS域接入方式的客戶使用緊急服務功能，MGCF對本次對話進行任務分配，并將客戶的緊急呼叫業務進行信息處理。同時，借助I-CSCF網絡對HSS進行搜索，確定用戶的S-CSC。I-CSCF會將緊急呼叫請求進行轉發。S-CSCF將在HSS中對用戶的數據信息進行下載，同時緊急呼叫業務會對AS進行觸發，并由AS對業務邏輯進行管理，通話請求將被路由至客戶。振鈴響起，被叫用戶接起終端，緊急呼叫業務建立^[4]。

當緊急呼救業務位于IMS域時，其媒體以及信令都需要由IMS進行控制。這時的信令是由SIP協議來進行控制的，SIP協議是一種具有擴展性的響應及請求協議。在SIP協議中，對主叫位置的信息字符將添加，以此來對其主叫位置進行標識，PANI便是SIP的消息頭，在終端發送請求時，可以在INVITE信息中設置目標信息頭。如果終端直接接入，技術人員需要將IP放置在信息段中。但是，如果終端通過設備進行接入，可以直接將接入設備的IP添加到接入信息段中。

（二）緊急呼叫業務系統設計

1.緊急呼叫位于CS域

受眾使用終端在CS域進行緊急呼叫時，其會使用傳統電路交換網絡來對其業務進行處理。流程與PSTN相差不多，二者之間最大的區別便是緊急呼叫業務沒有長途呼叫，因此，控制中心只會對其交換機進行接觸，而對長途局不會進行干涉。當主叫1進行緊急呼叫業務時，端局的交換機便會對請求進行接收，同時在本地的映射表中進行搜索，當檢索到緊急呼叫的號碼后，將會對其號碼進行呼叫。若是端局交換機并沒有對本地的緊急呼叫信息檢索成功，則需要對上級交換機將緊急呼叫業務進行轉發，上級交換機接收請求后，需要對其映射表進行檢索，從而對其緊急呼叫的主叫位置進行定位，當端局交換機3將緊急呼叫業務網轉發給端局交換機2時，端局交換機2需要在映射表中對轉發業務的號碼進行檢索，并對其號碼進行持續呼叫。

2.緊急呼叫位于IMS域

對主叫位置進行明確。為了切實保證SIP信息頭可以對主叫位置進行明晰，需要借助多元化的網來對其進行支持。例如UE、SBC以及CLF等網元。UE可以識別緊急呼叫，在終端完成IMS注冊后，在進行緊急呼叫過程中，不需要再執行注冊流程。如果用戶在未注冊的情況下進行緊急呼叫，呼叫請求將被標識。如果UE支持PANI信息，則在接入信息中可以輔助IMS識別UE位置。CLF可以將用戶的接入信息傳輸至P-CSCF，CLF網元可以與P-CSCF合并。SBC是IMS網絡的邊界，也是IMS網絡接觸的第一個網元，主要任務是校對PANI信息頭，為當前的P-CSCF提供精確的IP信息。

當受眾的主叫位置確定后，可以將其位置信息轉發至最近的緊急呼叫中心，為保證轉發的質量，需要借助E-CSCF網元以及LRF網元的幫助。其中，LRF網元可以對E-CSCF網元提供路由信息，LRF網元需要對所存儲的信息位置進行獲取。LRF網元可以單獨或合并設置，并滿足映射表的存儲需求。LRF 網元需要適用于兩種接入方式，并存儲兩種接入方式的信息。E-CSCF 在識別請求后，可以檢索用戶的位置信息和路由號碼。如果 IP 地址精確，可以直接連接到最近的緊急呼叫中心。如果檢索失敗，則需要借助 SBC 提供的路由號碼連接到最近的緊急呼叫中心。

六、結束語

綜上所述，隨著移動通信網的不斷發展，IMS網絡已成為當前移動通信網的主要核心架構。緊急呼叫業務作為傳統的電信業務，在IMS網絡如何進行發展已成為當前有關技術人員必須考慮的主要問題。因此，技術人員需要對其發展流程以及系統設計方案進行翔實地分析，切實保證緊急呼叫業務的發展與完善，并有效地滿足廣大人們的緊急呼叫基本需求，從而證保障人民的生命財產安全，促進我國移動通信領域的全面發展與進步。

作者單位：孫大成 北京天舟通信有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]吳慧珺，尹同躍.加速推行車載緊急呼叫系統相關法規[N].經濟參考報，2022-03-18（005）.

[2]傅康平.軌道交通全自動運行線路車地無線通信系統技術探討[J].隧道與軌道交通，2021（S1）：144-146.

[3]魏群，常培，馬瑞濤.5G緊急呼叫方案分析[J].郵電設計技術，2020（09）：18-22.

[4]張寧.VO5G緊急呼叫實現與業務流程[J].中國新通信，2020，22（10）：63-64.

孫大成（1969.11-），男，漢族，山東文登，本科，副總經理，研究方向：工業電氣自動化。