移动通信网紧急呼叫业务发展研究

摘要：为了满足在紧急情况下人们呼叫救援的基本需求，加快紧急呼叫业务的发展速度，促进我国移动通信网领域的长足发展与进步，本文对移动通信网紧急呼叫业务的发展进行了分析与研究。首先，本文阐述了紧急呼叫业务的发展背景；其次，对我国紧急呼叫业务的开展现状进行简要分析；最后，对移动式和固定式IMS紧急呼叫业务的设计与发展进行分析，希望能为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

关键词：移动通信网；紧急呼叫；IMS网络

一、引言

紧急呼叫业务是人们在紧急情况下进行求援的主要途径，例如遭遇火灾、发生车祸以及突发疾病等。紧急呼叫業务的发展质量将直接影响人们的人身财产安全。因此，对于移动通信网，有关人员需要切实进行紧急呼叫业务发展研究，全方位促进我国移动通信网领域的可持续发展，最大限度地保证社会的和谐稳定。

二、移动通信网紧急呼叫业务发展背景

随着移动通信网络的不断发展与完善，受众对当前通信网络服务提出了全新的要求，传统的通信网络技术如PSTN和ISDN已经无法满足新业务的需求。移动通信网络的兴起导致移动网络运营商的重点从语音业务转向符合时代发展的多媒体业务，此时IMS技术应运而生。由于IMS技术具有灵活性和无关性，成为当前核心网的主要发展趋势。国内各大移动网络运营商也致力于推行IMS网络改造建设，以此来构建完整的IMS移动通信网平台^[1]。

紧急呼叫业务是指当受众遭遇危险情况时，利用智能终端与紧急呼叫中心之间进行通信，以保障人身和财产安全。这是当前电信领域中常见的业务之一，操作人员通常通过电路交换网来控制紧急呼叫业务。随着移动通信网络的不断发展，IMS网络成为移动通信网的主要架构。在网络演进过程中，IMS作为核心网，具有多种接入方式。通常情况下，IMS网络的接入方式可以分为固定式接入和移动式接入两部分。固定式接入中，CS接入和IP接入共存；而在移动式接入中，LTE接入和4G/5G接入并存。基于这个融合环境，本文将简要分析不同发展时间节点下移动式接入和固定式接入的紧急呼叫业务任务。

三、国内紧急呼叫业务开展现状分析

国内进行紧急呼叫时所拨打的号码一般为119、120、110等，其所采用的一般是普通呼叫流程。若终端在没有插入SIM卡时，则无法对真正的紧急呼叫中心进行呼叫。为支持国际漫游，在国际规则中，终端需要支持紧急呼叫业务。我国所使用的普通呼叫流程也是切实符合国际规定的。但我国移动通信网络与国际GSM网络在紧急呼叫流程上存在不同之处，其对终端的要求也不同。为确保紧急呼叫业务的基本要求，建议采用与国际相一致的紧急呼叫流程。

四、移动式IMS紧急呼叫业务分析

（一）方案设计思路

第一，LTE的发展初期，其所能覆盖的面积相对较小，主体技术尚不成熟。如果LTE语音业务开始回落，则会导致该项工作的成本提高。因此，需要通过专业设备，对网络部署成本进行下调，技术人员可以借助电路域提供紧急呼叫业务。通常情况下，当LTE终端正在执行数据业务时，如果客户需要使用紧急呼叫业务，LTE终端将回落至电路域，并由电路域提供紧急呼叫业务。在建立紧急呼叫通信通道时，不会发生LTE与电路域切换。在紧急呼叫业务完成后，智能终端会将网络复原至LTE网络，从而继续开展剩余的业务。这种网络切换模式能够对系统负责区域的所有网络切换问题进行处理。

第二，在LTE的发展成熟期，LTE网络的部署已然成熟，CS域的接入范围仍然较小。LTE技术和专业设备已经相对完善。当客户的终端在LTE网络覆盖的区域进行紧急呼叫业务时，可以利用SIP技术进行紧急呼叫业务的管理和控制。如果在紧急呼叫处理过程中不需要切换覆盖区域网络，IMS网络将控制整个呼叫流程。针对上述场景的紧急呼叫业务，也可以利用EPC网络实现。如果在紧急呼叫业务中发生覆盖域切换问题，紧急呼叫通信将回落至电路域，导致语音通话连续性和精准定位受到影响。为了保证紧急呼叫通信畅通，并确保紧急呼叫中心能够精准定位客户，技术人员可以利用VoLTE确保紧急呼叫语音成功回落，并利用EATF技术锚定紧急呼叫的信号源。如果终端漫游，IMS网络将根据呼叫路由归属域进行处理，但紧急呼叫通信必须第一时间处理，因此IMS网络能够直接处理访问区域内的紧急呼叫通信。

第三，针对LTE网络覆盖周期而言，智能客户端会通过LTE技术的模式，将IMS网络进行接入，以IP技术为基础的全网接入方式，也可以借助SIP协议对紧急呼叫信号源进行定位。在此阶段，紧急呼叫业务将由IMS网络直接负责，从终端所发出的紧急呼叫业务将使用IMS网络所提供的呼叫方案。对于终端出现漫游的情况而言，也不会将其进行回落归属域，而是在拜访域对其进行直接处理，以确保紧急呼叫业务的时效性^[2]。

（二）紧急呼叫业务系统设计

1.电路域紧急呼叫

若是客户使用终端在电路域的覆盖范围内进行紧急呼叫，在该发展阶段中，LTE将借助EPC网络对IMS网络进行接入。技术人员可以借助现网中的MME、P-GW以及S-GW网络对其进行控制。在紧急呼叫业务出现时，MME会对呼叫业务类型进行分析，当确定呼叫类型为紧急呼叫后，系统控制端会将LTE网络回落，从而在电路域对紧急呼叫业务进行完成。在此过程中，需要UE和EPC网元进行协助控制。图1为电路域紧急呼叫的网元结构示意图。

上述结构图中的UE为紧急呼叫移动终端，具有进行紧急呼叫的能力，同时可以使用LTE技术来对其进行接入，并且可以对其进行定位更新。MME为移动管理实体，是EPC网络中的控制网元，其主要任务为移动管理以及接入管控。S-GW为服务网关，技术人员将其设置为EPC网络的锚定点，同时切换协议并转发数据包传输。P-GW位于EPC网络边缘位置，其主要作用是充当当前数据链路的锚点，并控制EPC网络与外网之间的数据切换，同时分配终端IP地址。P-CSCF是IMS网络的统一接入点，当终端向其发送注册请求时，它可以辅助终端完成注册流程。HSS为IMS网络中的存储网元，主要存储与受众相关的信息和相关服务信息。MSC为交换中心，是当前GSM网络的核心网，主要提供紧急呼叫业务的呼叫控制和呼叫转换服务。PSAP为紧急呼叫中心，主要接受处理受众拨打的紧急呼叫业务，可以接受CS域通话和IMS通话^[3]。

2.VoLTE紧急呼叫

针对VoLTE的紧急呼叫，需要对下述问题进行分析和讨论。

首先，明确受众紧急呼叫的位置。有两种确定受众位置的方式，一种是使用SIP协议获取接入网络信息和终端位置，另一种是借助MME和EPC网络定位终端位置。根据网络问题进行实时处理，并向智能终端发送消息，同时扩展字符数量。如果智能终端无法支持此操作，则技术人员需要在SBC网络中添加字符。如果SBC网元中也没有添加字符，则需要在PCSCF网元中进行默认添加。当终端附着到EPC网络时，MME网元会定位终端位置并动态更新。P-CSCF网络检测呼叫类型，如果是紧急呼叫，则要求PCC定位位置并显示。

其次，切实保证就近的紧急呼叫中心可以接收到紧急呼叫任务。呼叫中心会对接收的呼叫进行识别，同时对其进行网络分配。E-CSCF在接收到紧急呼叫请求后，检索终端位置，如果位置信息以PANI开头，则E-CSCF可以通过LRF检索IP号码，并将其分配给最近的紧急呼叫中心。如果位置信息是通过PCC架构获得的，则E-CSCF可以直接从MME架构中提取信息，并明确紧急呼叫。如果在呼叫过程中进行网络覆盖域切换，则紧急呼叫中心需要使用EATF网元将紧急呼叫的锚点转移，从而直接将紧急呼叫信息发送到PSAP，确保紧急呼叫业务由就近的紧急呼叫中心接收。最后，确保紧急呼叫具有语音畅通性。紧急呼叫语言需要具备可达性，因此需要确保在终端欠费的情况下仍然可以正常使用紧急呼叫业务。针对网络覆盖域切换问题，可以通过SRVCC方案对E-CSCF网元进行控制，并在拜访域中添加EATF网元，以便直接处理紧急呼叫业务。

五、固定式IMS紧急呼叫业务分析

（一）方案设计思路

由上文可知，在设计紧急呼叫业务时，需要始终保证下述问题的可行性：紧急呼叫业务的可达性、紧急呼叫业务的就近接入，以及对主叫位置的定位。基于移动网络，固定式接入方式可以分为两种，即CS域接入和POTS接入。CS域接入通过电路交换网与IMS网络进行接入，而POTS接入通常借助设备和SIP终端进行接入。二者的区别在于CS域接入在接入后仍然具有完整的网元，而POTS接入则以IP的形式对IMS网络进行接入。

当紧急呼叫业务位于CS域时，其具体的呼叫流程如下：CS域接入方式的客户使用紧急服务功能，MGCF对本次对话进行任务分配，并将客户的紧急呼叫业务进行信息处理。同时，借助I-CSCF网络对HSS进行搜索，确定用户的S-CSC。I-CSCF会将紧急呼叫请求进行转发。S-CSCF将在HSS中对用户的数据信息进行下载，同时紧急呼叫业务会对AS进行触发，并由AS对业务逻辑进行管理，通话请求将被路由至客户。振铃响起，被叫用户接起终端，紧急呼叫业务建立^[4]。

当紧急呼救业务位于IMS域时，其媒体以及信令都需要由IMS进行控制。这时的信令是由SIP协议来进行控制的，SIP协议是一种具有扩展性的响应及请求协议。在SIP协议中，对主叫位置的信息字符将添加，以此来对其主叫位置进行标识，PANI便是SIP的消息头，在终端发送请求时，可以在INVITE信息中设置目标信息头。如果终端直接接入，技术人员需要将IP放置在信息段中。但是，如果终端通过设备进行接入，可以直接将接入设备的IP添加到接入信息段中。

（二）紧急呼叫业务系统设计

1.紧急呼叫位于CS域

受众使用终端在CS域进行紧急呼叫时，其会使用传统电路交换网络来对其业务进行处理。流程与PSTN相差不多，二者之间最大的区别便是紧急呼叫业务没有长途呼叫，因此，控制中心只会对其交换机进行接触，而对长途局不会进行干涉。当主叫1进行紧急呼叫业务时，端局的交换机便会对请求进行接收，同时在本地的映射表中进行搜索，当检索到紧急呼叫的号码后，将会对其号码进行呼叫。若是端局交换机并没有对本地的紧急呼叫信息检索成功，则需要对上级交换机将紧急呼叫业务进行转发，上级交换机接收请求后，需要对其映射表进行检索，从而对其紧急呼叫的主叫位置进行定位，当端局交换机3将紧急呼叫业务网转发给端局交换机2时，端局交换机2需要在映射表中对转发业务的号码进行检索，并对其号码进行持续呼叫。

2.紧急呼叫位于IMS域

对主叫位置进行明确。为了切实保证SIP信息头可以对主叫位置进行明晰，需要借助多元化的网来对其进行支持。例如UE、SBC以及CLF等网元。UE可以识别紧急呼叫，在终端完成IMS注册后，在进行紧急呼叫过程中，不需要再执行注册流程。如果用户在未注册的情况下进行紧急呼叫，呼叫请求将被标识。如果UE支持PANI信息，则在接入信息中可以辅助IMS识别UE位置。CLF可以将用户的接入信息传输至P-CSCF，CLF网元可以与P-CSCF合并。SBC是IMS网络的边界，也是IMS网络接触的第一个网元，主要任务是校对PANI信息头，为当前的P-CSCF提供精确的IP信息。

当受众的主叫位置确定后，可以将其位置信息转发至最近的紧急呼叫中心，为保证转发的质量，需要借助E-CSCF网元以及LRF网元的帮助。其中，LRF网元可以对E-CSCF网元提供路由信息，LRF網元需要对所存储的信息位置进行获取。LRF网元可以单独或合并设置，并满足映射表的存储需求。LRF 网元需要适用于两种接入方式，并存储两种接入方式的信息。E-CSCF 在识别请求后，可以检索用户的位置信息和路由号码。如果 IP 地址精确，可以直接连接到最近的紧急呼叫中心。如果检索失败，则需要借助 SBC 提供的路由号码连接到最近的紧急呼叫中心。

六、结束语

综上所述，随着移动通信网的不断发展，IMS网络已成为当前移动通信网的主要核心架构。紧急呼叫业务作为传统的电信业务，在IMS网络如何进行发展已成为当前有关技术人员必须考虑的主要问题。因此，技术人员需要对其发展流程以及系统设计方案进行翔实地分析，切实保证紧急呼叫业务的发展与完善，并有效地满足广大人们的紧急呼叫基本需求，从而证保障人民的生命财产安全，促进我国移动通信领域的全面发展与进步。

作者单位：孙大成 北京天舟通信有限公司

参  考  文  献

[1]吴慧珺，尹同跃.加速推行车载紧急呼叫系统相关法规[N].经济参考报，2022-03-18（005）.

[2]傅康平.轨道交通全自动运行线路车地无线通信系统技术探讨[J].隧道与轨道交通，2021（S1）：144-146.

[3]魏群，常培，马瑞涛.5G紧急呼叫方案分析[J].邮电设计技术，2020（09）：18-22.

[4]张宁.VO5G紧急呼叫实现与业务流程[J].中国新通信，2020，22（10）：63-64.

孙大成（1969.11-），男，汉族，山东文登，本科，副总经理，研究方向：工业电气自动化。