当前在终端用户的数目超过网络容量的情况下(这可能在紧急情 况下出现或因诸如体育赛事或新年夜庆典之类的大型公众集会而出 现)，电信网络会很快变得拥塞。为了允许高优先级用户(例如紧急 服务)通过，通常使用“接入等级禁止(Access Class Barring)”。 接入等级禁止被用于限制对电信资源的公众(public)使用。
为了实施接入等级禁止，所有移动设备都具有接入等级，所述接 入等级是与移动终端的SIM卡相关联的数字标识符。高优先级用户所 使用的SIM均具有11与15之间的接入等级，并且公众所使用的SIM被 分配以0与9之间的接入等级。附加的接入等级10的状态，对所有接入 等级通用，决定了特定移动终端(有或者没有SIM卡存在)是否可以 进行紧急呼叫。所述状态是由归属或访问公共陆地移动网(PLMN) 用无线电向移动终端发信号通知(signal)的。在紧急的时候，将通 过禁止多个等级的移动终端使用有问题的地理区域内的网络来限制 对该地理区域中的基站的接入。该限制可以从完全排除公众到仅排除 一个或两个公众优先等级的范围变动。
因为紧急服务通常不需要所有的网络资源都专用于它们，所以常 见的是在任一时间只从问题小区中的网络接入中排除公众等级的子 集。这是通过周期性地循环通过所有的公众等级来实现的，例如等级 0到2可以被允许在一时间段内接入网络，然后等级3到5在后续的时间 段内接入，等等。重要的是一般公众具有一定的在紧急情况下通信的 能力，尤其是因为不能通信会引起更大程度的压力和恐慌，在个体基 础上和在人群级别上都是如此。
实际上，每个小区都广播被允许接入小区的接入等级组群列表。 在发起端，发起方的终端将检查SIM以得到订户所属的接入等级组群， 如果订户不属于当前在小区上所允许的接入等级组群之一，则在那时 终端通知订户：呼叫建立请求被拒绝并且不在终端与BTS之间建立通 信。
在终止(terminating)端，当接收到用于拥塞和受限小区中的订 户的传入通信时，终止订户被寻呼并且该终止订户的终端将检查SIM 以得到该订户所属的接入等级。如果订户不属于当前在小区上所允许 的接入等级组群之一，则在那时终端将不会对寻呼消息进行响应。在 向发起呼叫的一方通知被叫订户不可及(not reachable)之前，网络可 能尝试寻呼了几次。
接入等级禁止不是在紧急的时候提供对通信信道的公众接入的 理想解决方案，尤其是在被叫方处于受限小区中的情况下，这是因为 只有那些在任何给定时间都具有接入权(access)的等级能够做出和 接收呼叫。是否允许通信的决定是根据每个订户是否被允许接入其本 地小区来做出的，与在通信中所涉及的其它方无关。如果任一订户在 通信建立请求时受到其本地小区的限制，则通信建立被阻止。换言之， 对于将被建立的订户到订户通信，并且双方都在受限小区内，则双方 都需要属于被允许接入网络的等级。例如，考虑仅仅等级1、5和9被 给予受限小区中的网络接入权的情形，如果具有等级1的移动终端的 人希望呼叫具有等级8的移动终端的人，并且这两个终端都在受限小 区内，则等级1终端将能够发起呼叫，等级8终端将不会对呼叫进行响 应，这是因为该终端当前不具有网络接入权。总的说来，如果所有公 众终端的一半已经被禁止在受限接入区域中接入网络，则两个用户能 够成功地建立通信的概率(当两个终端在受限区域内时)仅仅是四分 之一(即仅仅25％的成功率)。
还将会理解的是，接入等级禁止的另一问题是当通信无法被建立 时，它会引起浪费的信令资源，这是因为被从受限小区中的网络接入 中排除的终端将不会对呼入进行响应，尽管已经努力跟踪找到该终 端。该不需要的寻呼还会进一步在受限小区中产生不必要的拥塞。另 外，该过程在发起端浪费了小区上的业务资源，这是因为在网络尝试 联系终止方时网络向该订户分配业务信道。

根据第一方面，本发明提供在移动电信网络中限制通信建立的方 法，包括：至少一个网络元件，在接收到通信建立消息时，根据至少 一个网络条件决定是否传送服务请求消息。
优选地所述至少一个网络条件包括：所请求的服务类型；基站的 当前负载容量(load capacity)；发起服务请求消息的第一移动终端设 备的优先级别；通信建立消息的预期接收者的优先级别，其中预期接 收者是第二移动终端设备；以及第二移动终端设备的寻呼区的寻呼区 特征。
根据第二方面，本发明提供在移动电信网络中限制通信建立的方 法，包括：至少一个网络元件，在接收到通信建立消息或寻呼消息时， 根据预定规则集来决定是否传送通信建立消息或寻呼消息，以使得在 以下情况下消息将被传送：所述消息接收自高优先级用户；所述消息 是针对高优先级用户而被接收的；或者所述消息是对诸如SMS之类的 低数据速率服务的请求
根据另一方面，本发明在包括具有优先级指示的多个移动终端的 移动电信网络中提供了一种网络元件，所述网络元件被配置用于限制 与多个移动终端的通信建立，所述网络元件包括：接入模式装置，被 配置成在受限接入模式下操作-在接收到这样做的指令时；过滤装置， 被配置成使用规则集来确定是否对在受限模式下操作时所接收的任 何通信请求采取动作，以使得受限模式规则集：对接收自高优先级用 户或针对高优先级用户所接收的所有通信请求采取动作；以及对所有 低数据速率请求采取动作。
有利地，通过在受限网络接入模式已经被实施时按照本发明来实 施网络过滤过程，能够实现对信令资源的更优化的使用。所述过滤可 以由任何网络元件来执行，但是通常执行过滤的元件在网路分层中出 现得越早，就越好。
通信建立消息可以是由设法发起通信的移动终端所传送的服务 请求消息，或者响应于服务请求消息而从网络内生成的寻呼消息。
附图说明
图1是移动电信网络的关键元素的简图，用于解释此类网络的操 作，以及本发明的实施例；并且
图2A和2B提供了图示本发明的一个实施例的实施方式的流程图。

现在将参考图1来简要地描述移动电信网络的关键元素及其操 作。
每个基站(BS)服务其蜂窝或移动电信网络的相应小区并且在电 路交换或分组交换域的一者或两者中通过无线无线电通信在该小区 中从移动终端接收呼叫和向移动终端传送呼叫。在1处示出了这样的 订户的移动终端(UE)。移动终端可以是任何移动通信设备，例如手 持移动电话、个人数字助理(PDA)或配备有数据卡的膝上型计算机。
在GSM移动电信网络中，每个基站包括基站收发器(BTS)和基 站控制器(BSC)。BSC可以控制多于一个BTS。BTS和BSC构成无线 电接入网络。
在UMTS移动电信网络中，每个基站包括节点B和无线网络控制器 (RNC)。RNC可以控制多于一个节点B。节点B和RNC构成无线电接 入网络。
在所提议的LTE移动电信网络中，每个基站包括eNode B，所述 eNode B基本上将UMTS节点B和RNC功能的大部分组合成单个实体。 基站被分组并且每组基站由移动性管理实体(MME)和用户平面实体 (UPE)来控制。
按照惯例，在GSM/UMTS网络中，基站被分组并且每组基站由一 个移动交换中心(MSC)来控制，例如用于基站3、4和5的MSC 2。如 图1所示，网络具有另一MSC 6，其控制着另外三个基站7、8和9。实 际上，网络将包括比图1中所示的更多的MSC和基站。基站3、4、5、 7、8和9均具有到它们的适用MSC(2或6)的专用(非共享的)连接- 通常为电缆连接。这防止传输速度由于其他业务所引起的拥塞而被降 低。
MSC 2和6支持电路交换域中的通信-通常为语音呼叫。对应的服 务GPRS支持节点(SGSN)16和18被提供以支持分组交换域中的通信 -例如GPRS数据传输。SGSN 16和18以与MSC 2和6相似的方式运行。 为了简单起见，将来对MSC的所有引用还被视为等同于涵盖SGSN或 MME。
网络的每个订户被提供有智能卡或SIM，当与用户的移动终端相 关联时其向网络标识该订户。利用唯一标识号、“国际移动订户标识” (IMSI)以及0与15之间的优先等级号来对SIM卡进行预编程，其中号 码0到9被分配给供公众成员使用的SIM，而号码11到15被保留用于旨 在用于特殊用途的SIM，例如供紧急服务使用。附加的接入等级10的 状态，对所有优先等级通用，决定了特定移动终端(有或者没有SIM 卡存在)是否可以进行紧急呼叫。所述状态是由归属或访问PLMN用 无线电向移动终端发信号通知的。IMSI或接入等级号中没有一个在 SIM卡上是可见的，订户也不知道它们。订户被分配以公众已知的号 码，即，订户的电话号码，呼叫者通过该电话号码来发起对订户的呼 叫。该号码是移动系统国际订户标识号(MSISDN)。
网络包括归属位置寄存器(HLR)10，其针对网络的每个订户存 储IMSI和对应的MSISDN以及其他订户数据，例如订户的移动终端的 当前或最后的已知位置。当寻呼移动终端时使用该信息。
寻呼是广播消息的过程，其提醒特定移动终端采取某动作-例如通 知终端存在将被接收的呼入。如果网络知道移动终端所位于的小区， 则仅仅有必要在该小区中进行寻呼。然而，如果移动终端在网络内移 动，则可能不知道移动终端所位于的确切小区。因此将有必要在多个 小区中执行寻呼。
在服务发起订户(Initiating Subscriber)的BTS处的过滤
现在将针对以下情形的识别来描述本发明的第一实施例，在所述 情形中在订户尝试在其内发起通信的小区中网路拥塞已经发生或者 很可能发生。在该实施例中，核心网络向在拥塞区域中的寻呼过程中 所涉及的网络元件(例如基站/节点B和MSC/MME)发送指令，以便 实施预定义的“受限接入”模式。在“受限接入”模式下，所涉及的 每个网络元件具有规则集，所述网络元件必须使用所述规则集来决定 是否转发呼叫建立/寻呼消息以便允许通信尝试继续进行，且同时还向 紧急服务和具有所允许接入等级的订户提供完全的网络接入。
参考图1，为了说明本发明的该实施例，MSC 2以及基站3和4在有 问题且拥塞的区域内并且在受限接入模式下操作。在这点上，网络接 入限制就绪，受限区域中的这些基站和/或MSC的特性被修改。
当受限区域中的订户1希望发起呼叫或发送消息到另一方时，它 们将输入要呼叫的号码、消息(对于数据服务而言)并且视实际情况 按下“发送”或“呼叫”。移动终端1然后将向服务基站/节点B传送 数据/呼叫建立服务请求，所述服务基站/节点B在该实施例中是在“受 限接入”模式下操作的BS 3。建立服务请求将包括发起订户的接入等 级。
基站3将评估接收自移动终端1的数据/呼叫建立服务请求以便确 定其是否应该转发该请求以用于通过网络进行进一步处理。例如，参 考图2A，基站3将通过确认包含在服务建立请求内的接入等级信息来 检查发送消息的发起终端/订户1的等级(步骤20)。如果发起移动终 端1具有11与15之间的等级(即属于高优先等级)，则寻呼请求将立 即被转送给MSC 2(步骤21)。
如果小区拥塞或者处于受限状态，则BTS将把发起订户的接入等 级与在那时BTS所允许的那些接入等级进行比较。如果在那时发起订 户的等级被BTS允许，则BTS将向该订户分配资源并且继续进行呼叫 建立。然而，如果发起订户属于当前受限的等级，则基站3可以根据 移动终端1呼叫谁来确定是否转发该请求。例如，如果移动终端1尝试 呼叫特殊紧急服务号码，例如112或911(步骤22)，并且接入等级10 被允许，则基站3能够决定转发该请求(步骤23)。类似地，如果终 端呼叫具有接入等级11-15的订户(步骤24)，则基站也会决定转发该 请求(步骤25)。
为了基站能够识别被呼叫的一方属于较高的或者允许的接入等 级，将有必要向基站提供用于标识终止订户的接入等级的信息。这可 以通过提供列出与高优先级用户相关联的MSIDSN的数据库来确定， 其能被给定区域中的每个基站直接访问。可替换地，基站可以向MSC/ 核心网络请求对被叫方的接入等级的确认。如果终止订户的接入等级 被服务发起订户的小区所允许，则通信可以被允许。
可以根据订户尝试发起的通信类型来提供另外的过滤。例如，如 果被呼叫的一方是具有低和受限接入等级的普通公众成员，则基站3 可以确定所请求的通信类型，例如服务请求是否旨在建立语音通信或 者涉及数据(步骤26)。如果服务请求涉及低数据速率服务(步骤27)， 例如SMS的传输，考虑到该消息所需的低数据速率，基站3能够决定 转发该消息(步骤28)，而不管谁发送或接收该消息。
相反，如果所请求的数据涉及较高的数据速率服务，例如互联网 站点的下载或语音通信，则鉴于其所操作于的受限接入模式，基站3 会决定拒绝服务请求(步骤29)。然而，在本发明的特定实施例中， 对特定互联网站点的访问在此可以被允许，例如紧急通告网页，以便 允许移动终端下载紧急通告。基站优选地将可以使用一个或多个可允 许页面的列表来实现该特征。
然而，如果服务请求针对语音通信，则基站3可以实施附加过滤 步骤。例如，基站3将检查其自己的当前小区容量，并且确定其容量 是否足以能够支持通信(步骤30)，而不会不利地影响高优先级用户 使用小区的能力。为了实施这一点，“受限接入”模式可以为基站3 提供针对低优先级用户的小区容量阈值。如果基站的小区当前在阈值 之下操作，则着眼于建立语音通信，基站能够决定将寻呼请求转发到 MSC 2，而与发送者或接收者的标识无关。然而，如果基站的消息在 阈值或其之上操作，则其能够拒绝服务请求(步骤31)。例如，基站 3将拒绝服务请求，其中其所有可用于公众使用的资源都已经在使用 中。在此发生的情况下，已经以对网络资源的最小限度的使用终止了 建立通信的尝试，因为在初始基站3内已经发生了拒绝服务请求的决 定。
在MSC处的过滤
以上实施例描述了服务发起订户的基站可以根据其受限接入条 件、发起订户的接入等级、终止订户的优先等级和通信类型来过滤通 信建立请求的方式。可替换地，或另外，本发明的实施例可以促成在 MSC进行过滤。这样的实施例从BTS除去任何资源分配决策或提供另 外的过滤机会。
在初始基站3允许服务请求的情况下，请求将被转发到适当的 MSC/SGSN 2上。在MSC/SGSN 2执行其常规功能以建立通信之前，例 如鉴别终端1的标识，MSC/SGSN可以执行其自己的检查以便确定其是 否应该终止服务请求或继续对它进行处理。与先前由基站所执行的检 查相比，优选地在由MSC所执行的检查中没有重叠。
首先考虑被传送到MSC的语音通信请求，在MSC接收到此类请求 的情况下，MSC 2将例如根据预期接收者的寻呼区是否包括拥塞区域 (例如接入限制所覆盖的区域)来决定是否继续处理针对该要求较高 的服务的请求(步骤32)。
在这点上，对于每个移动终端，核心网络12将具有终端的最后记 录位置以及与该最后位置相关联的一个或多个跟踪区/位置区/路由区 的记录，所述一个或多个跟踪区/位置区/路由区将会是接收者(终止) 终端的寻呼区。对于UMTS/GSM网络，移动电信网络的覆盖区被分成 多个位置区(LA)(对于电路交换通信)以及分成多个路由区(RA) (对于分组交换通信)。所提议的LTE网络中的等效区域被描述为跟 踪区(TA)。典型地，不过不一定，位置区/跟踪区/路由区大于单个 小区的面积并且在由单个MSC覆盖的区域内。
为了决定是否继续进行呼叫建立请求，MSC 2将从其自己的VLR 14或从核心网络的HLR 10获取预期接收者终端的寻呼区信息。一旦 MSC 2拥有了接收者终端的寻呼区信息，MSC就将通过寻呼移动台来 决定是否终止呼叫。
可替换地，或另外，MSC 2还可以拥有来自核心网络12的关于高 拥塞区域的位置的信息。MSC 2因此还能够在终止订户的寻呼区属于 高拥塞区域的情况下决定终止呼叫建立。例如，MSC可以在寻呼区包 括处于受限接入区域中的拥塞小区的情况下决定终止呼叫。在这点 上，每个小区能够具有与之相关联的状态，MSC使用所述状态来做出 其决定。MSC可以考虑发起订户的接入等级(其被包含在通信建立请 求中和/或从HLR获取)，终止订户的接入等级(MSC可以从HLR、或 终止方的其他合适的数据库获得该接入等级)以及与发起和终止订户 所位于的小区相关联的接入限制。
MSC 2可以根据其决定是否继续处理请求的另一基础是预期接收 者的寻呼区的大小(步骤34)。
例如，如果寻呼区太大并且将耗尽太多信令资源，则MSC 2可以 决定终止呼叫请求(步骤35)。在这点上，大小阈值能够被用于确定 寻呼区是否太大。所述阈值将通常基于寻呼区中的小区数目。
如果寻呼区不是太大，则呼叫将被允许继续进行(步骤36)，并 且通信请求被转发到下一适用的网络元件。
如果MSC 2决定呼叫建立将继续进行，并且MSC 2控制所需的寻 呼区，例如基站5的小区，则MSC 2将向基站5传送寻呼请求。如果寻 呼区属于另一MSC，例如由基站6控制的基站8和9的小区，则MSC 2 将经由核心网络12把呼叫建立请求中继到第二MSC 6。如果需要，该 第二MSC 6然后能够执行与第一MSC 2类似的过滤。
就发送给SGSN的数据消息而言，这些将会是低数据速率请求， 因为基站已经针对高速率请求进行了过滤过程，因此将只是继续将请 求发送到核心网络12。
根据本发明的可替换的实施例，基站被配置成传递所有的通信请 求并且是更高的分层网络元件(例如MSC/SGSN或核心网络)执行“受 限接入”模式检查，而不是基站执行图2A的步骤20到31。如果向基站 提供对与被叫方有关的数据(例如它们的优先级别)的访问是不可能 的，则本发明的该实施例是有用的。
根据更进一步实施方式，在核心网络执行图2A的步骤20到31的情 况下，它还执行图2B的步骤。
类似地，核心网络12能够执行附加的过滤，特别是针对以下信息， 所述信息如果被提供给网络中的每个MSC/基站则会难以负担。
在终止订户的BTS处的过滤
在另外的实施例中，可以在BTS处提供过滤阶段，所述BTS为终 止订户服务并且当前处于受限接入状态。为了使终止BTS有效地对通 信进行过滤，向它通知发起订户和/或终止订户的接入等级和/或服务 类型的指示。理想情况下，由通信建立请求已经通过的网络元件之一 (例如发起订户的MSC)将其附于该建立请求。
一旦一个或多个基站(5或8、9)接收到通信建立请求，它们就 可以执行过滤阶段。在优选实施例中，BTS将把发起和终止订户这二 者的接入等级与当前对其小区所实施的接入限制进行比较。如果当前 任一接入等级不为小区所允许，则BTS将继续进行对终止终端的寻呼。 可替换地，如果任一接入等级与紧急或优先服务相关联(例如等级 10-15)，则小区可以自动地允许通信。
例如，具有接入等级14的警察正尝试与拥塞小区中具有接入等级 7的订户建立呼叫。被叫订户的小区服务处于受限接入状态并且仅允 许用于具有接入等级1、5、10、11、12、13、14和15的订户的通信。 由于通信的其中一方具有小区所允许的接入等级，即警察的等级14， 所以小区允许呼叫终止，尽管事实是终止订户具有为小区所限制的接 入码。在其中小区将允许通信的实施例中，如果任一方具有与紧急服 务相关联的接入等级(等级10-15)，则通信将再次被连接，因为警察 具有等级14。
然而，在相同的受限小区中，如果发起方具有接入等级4并且他 尝试联系相同的订户，则呼叫将不会被连接，这是因为等级4或7都不 为终止小区所允许。
在可替换的实施例中，终止BTS或MSC在接收到建立请求时可能 识别出发起订户的接入等级，并且如果它是紧急或其他不受限制的等 级，则将自动地向通信分配资源。
同样，如以上所论述的那样，在决定终止呼叫之前终止BTS或MSC 还可以考虑数据传输和资源分配的规模。因此，即使双方的接入等级 受限，如果数据规模足够小，例如SMS，则小区也可以允许通信终止。
在终止BTS处对寻呼消息进行过滤具有以下优点：BTS可以在小 区上的业务容量的负载降到预定义级别之下时允许对其他较低优先 级组群的一些寻呼，从而在谨慎地控制信令负载的同时允许离开小区 的业务负载被更好地管理。
因此从这些实施例能够看到，本发明仍然能够获得接入等级禁止 的好处，但是其还能够在如何允许或不允许其他通信方面提供了更大 的灵活性。接入等级禁止具有受限的功能，这是因为只能在每基站或 订户的基础上提供优先级。然而，本发明允许根据所需要的优先级和 网络情况来控制网络接入。
特别地，本发明能够允许所有用户传送小带宽消息，例如SMS， 而不是仅仅一些UE能够执行具有较高带宽要求的要求较高的服务。
本发明的实施例还允许网络部件考虑在通信中所涉及的所有订 户的接入等级，而不仅仅是受限区域中订户的等级。因此，即使订户 位于其接入等级受限的小区中，他也将能够发起或终止涉及具有不受 限接入等级的订户的通信。
本发明的实施例所提供的另外优点是：关于通信的决策是逐通信 地做出的。因此，不是阻挡往返于特定等级的订户的所有通信，而是 通信的其他方、通信类型和通信的规模都能够被考虑。这实现了对小 区的数据容量的更好使用，这是因为不是必须为紧急或优先订户保留 特定容量，而是自通信被单独地过滤之后该容量能够被利用。
另外，过滤步骤的排序(如针对图2A和2B所描述的那样)仅仅是 本发明的示例性实施例，并且其他可替换的规则次序是可能的，
所描述的实施例将被认为是本发明的说明而不是对其的限制，因 为变化是可能的。例如，对于每个网络元件，网络能够具有多个不同 级别的操作过程，其能够根据操作情况而被实施。换言之，网络元件 不需要完全根据相同的过程来操作-根据需要不同的过程能够被应用 于每个基站和MSC。例如，不同的容量级阈值能够被应用于每个基站。
此外，如上所述，不需要每个基站和MSC都执行过滤功能。作为 替代，例如MSC可以被排除，这样仅仅基站和核心网络执行过滤功能。 可替换地，MSC为其每个基站执行过滤，以使得在基站中几乎不执行 或不执行过滤。关键概念是网络控制过滤功能，理想地在可能的最早 点，以使得过滤被执行的确切位置依赖于对于每个元件而言可用的信 息，并且这不是本发明的必要部分。
尽管已经主要针对移动台到移动台通信描述了实施例，但是本发 明的实施例同样适用于与单个移动终端相关的陆上线路始发或陆上 线路终止的呼叫。在这点上过滤功能将仅仅适用于控制移动终端所位 于的受限小区的基站和MSC，以及可能地核心网络。
还将会理解的是，刚才所描述的功能是本发明的实施例可以在其 中实施的网络的一个例子。例如，刚才所描述的功能还可能适用于所 提议的LTE移动电信网络，其eNodeB执行基站的功能并且MME/UPE 执行MSC/VLR的功能。