CN101150786A - 集群通信网络系统和基于该系统的呼叫方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集群通信网络系统，包括调度台，还包括：至少一个无线节点TRN、至少一个调度中心TDC、一个位置寄存器TLR和管理台AS；所述TRN，用于通过其具有的空中接口，使移动台MS接入网络，对接入本TRN的MS进行移动性管理和呼叫控制，将接入本TRN的MS的相关信息通知TDC、TLR和其它的TRN，获得并保存其它TRN发送的MS信息；所述TDC，用于根据调度台的调度通过网络中的TRN、TLR对MS进行调度控制；所述TLR，用于存储MS的相关信息，为TRN提供信息，协助TRN对MS的移动性管理；所述AS，用于对TLR存储的MS的相关信息进行管理操作。本发明还公开一种基于该系统的呼叫方法。

Description

集群通信网络系统和基于该系统的呼叫方法

技术领域

本发明涉及集群通信系统，尤其涉及一种集群通信网络系统和基于该系统的呼叫方法。

背景技术

集群通信系统是一种高级移动通信调度系统。所谓集群通信系统，即系统所具有的可用信道可为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能而又廉价的无线调度通信系统。目前，集群通信系统是通过在已有的公共网络中，例如：全球移动通信系统(GSM，Global System for Mobile communications)网络，添加调度子系统来实现的。图1是GSM系统的示意图。GSM系统主要由交换网络系统和基站组成。

交换网络系统主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，主要包括：移动交换中心、拜访位置寄存器、归属位置寄存器和鉴权中心。

所述移动交换中心是GSM系统的核心，对位于它所覆盖区域中的移动台(MS，Mobile Station)进行控制和完成话路交换的功能实体。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成基站和移动交换中心之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理和连接性管理等功能。其中的网关移动交换中心是GSM与其它公用通信网之间的接口。另外，为建立呼叫路由，每个移动交换中心还能完成查询MS位置信息的功能。

所述拜访位置寄存器是一个数据库，存储移动交换中心为处理所管辖区域中拜访客户的来话、去话呼叫所需检索的信息，如：客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。通常归属位置寄存器是和移动交换中心集成在一块的。在归属位置寄存器中，用户数据是被暂时存储的。当用户移动至另一个移动交换中心的覆盖区域时，用户数据将从旧的归属位置寄存器中删除，并存储到新的归属位置寄存器中。

所述归属位置寄存器也是一个数据库，存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其所属的归属位置寄存器中注册登记，它主要存储两类信息：有关客户的参数；有关客户目前所处位置的信息，以便建立至MS的呼叫路由。归属位置寄存器以永久的方式存储用户的基本数据。在归属位置寄存器中，唯一变化的数据是用户的当前位置。

所述鉴权中心用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需的鉴权、加密的功能实体。

基站是在一定的无线覆盖区中由移动交换中心控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收机和无线资源管理等功能，主要包括：基站控制器和基站收发信台。

所述基站控制器具有对一个或多个基站收发信台进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是很强的业务控制点。

所述基站收发信台是无线接口设备，它完全由基站控制器控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。

GSM系统还有个操作维护子系统(OMC)，它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。

集群通信系统基于GSM网络系统实现时，需要在交换网络系统中添加调度服务子系统。调度服务子系统由调度控制中心和调度归属寄存器组成，完成集群业务的处理功能，提供集群业务用户和群组信息的存储和管理功能，为具有集群业务的用户进行开户、注销、业务的鉴权、授权和计费等。

目前，在集群通信系统中进行一次呼叫的过程包括：主叫建立过程、呼叫路由过程和被叫建立过程。其中，基于现有集群通信网络系统的呼叫路由过程包括：

r1、在核心网中，网关移动交换中心收到主叫用户发送的被叫用户号码后，分析被叫用户号码，向被叫用户号码所在的归属位置寄存器发送查询请求(SRI)消息；

r2、归属位置寄存器根据其记录的被叫用户当前所处的拜访位置寄存器，向被叫用户所在的拜访位置寄存器请求分配漫游号码；

r3、被叫用户所在的拜访位置寄存器为被叫用户分配漫游号码，将分配的漫游号码反馈给归属位置寄存器。

r4、归属位置寄存器将漫游号码在查询请求确认(SRI Ack)消息中带给网关移动交换中心；

r5、网关移动交换中心对漫游号码进行分析，找到从网关移动交换中心到被访问的移动交换中心的呼叫路由，从而完成呼叫路由过程。

可以看出，由于集群通信系统沿用了现有公共网络架构，因此，现有集群通信系统属于集中控制网络，不仅各级别的控制中心负担很大而且将网络的可靠性集中在少数的控制中心上，一旦控制中心出现问题，将导致部分甚至整个网络瘫痪，从而降低了网络的可靠性。而且，集群通信系统沿用公共网络架构，也导致了非必要的网络单元过多，造价高，不能满足专用网络设备小型化、造价低的特点。

另外，在现有的网络系统中，所有基站之间无法直接通信，需要通过上级控制中心进行通信，这样将增加通信时延；而且，在呼叫路由过程中需要查询归属位置寄存器，在被叫用户漫游时还需要拜访位置寄存器为被叫用户分配漫游号码，这些都会增加集群用户的呼叫时延。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是提供一种集群通信网络系统，该网络系统采用分布式设计，不再沿用公共网络的系统，不仅提高了网络的可靠性，而且可以满足专用网络设备小型化、造价低的要求。还可以在主叫用户和被叫用户之间快速建立通道，减少了集群用户的呼叫时延。另外本发明还提供一种基于该集群通信网络系统的呼叫方法。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种集群通信网络系统，包括调度台，其中，还包括：至少一个无线节点TRN、至少一个调度中心TDC、一个位置寄存器TLR和管理台AS；

所述TRN，用于通过其具有的空中接口，使移动台MS接入网络，对接入本TRN的MS进行移动性管理和呼叫控制，将接入本TRN的MS的相关信息通知TDC、TLR和其它的TRN，获得并保存其它TRN发送的MS信息；

所述TDC，用于根据调度台的调度通过网络中的TRN、TLR对MS进行调度控制；

所述TLR，用于存储MS的相关信息，为TRN提供信息，协助TRN对MS的移动性管理；

所述AS，用于对TLR存储的MS的相关信息进行管理操作。

其中，所述系统还包括：至少一个语音网关VGW；

所述VGW，用于实现网络中的TRN、TDC、TLR与公共电话交换网和/或公共陆地移动网的互连和语音通信。

其中，所述VGW实现网络中的TRN、TDC、TLR与公共电话交换网和/或公共陆地移动网的互连和语音通信，包括：

VGW通过七号信令接口与公共电话交换网和/或公共陆地移动网进行互连，并进行媒体处理，为MS提供计费信息。

其中，所述系统还包括：至少一个数据网关DGW；

所述DGW，用于实现网络中的TRN、TDC、TLR与外部的业务网/数据服务器的互连和数据通信。

其中，所述DGW实现网络中的TRN、TDC、TLR与外部业务网/数据服务器的互连和数据通信，包括：

DGW通过隧道控制协议与外部业务网/数据服务器进行互连，存储集群通信网中MS的网际协议IP地址信息，建立外部业务网/数据服务器和集群通信网络数据通信的IP通道，为MS提供计费信息。

其中，所述系统还包括一个集群互连节点TIN；

所述TIN，用于将本集群通信网络与其它集群通信网络互连通信。

其中，所述TIN包括：

网间互连单元，用于实现网间漫游、网间会话控制和处理、网间数据路由、网间调度控制和管理；

管理单元，用于处理信令、资源管理、安全保密和网络管理。

其中，所述管理单元还用于计费。

其中，所述TRN包括：

接入单元，用于使MS接入网络；

管理控制单元，用于对接入的MS进行无线资源分配和管理、无线测量、开机注册、位置更新和切换、语音和数据呼叫、话权管理、话务排队和分配、调度控制、信令处理、资源管理、媒体控制、安全保密和网络管理；

信息单元，用于将接入的MS的相关信息发送给TDC、TLR和其它的TRN；

存储单元，用于存储其它TRN发送的MS信息。

其中，所述管理控制单元还用于实现虚拟专用网络VPN和/或计费。

其中，网络中AS的数目与VPN的数目相同，并具有对应关系。

其中，所述TRN还包括：与无线调度台的空中接口，用于无线调度台的接入。

其中，所述TDC包括：

调度台管理单元，用于实现调度台的登录、注销，存储调度台所需的管理信息；

MS管理单元，用于根据调度台的调度对MS的状态进行管理，对MS进行普通呼叫、紧急呼叫和缜密监听。

其中，所述TLR存储的信息包括：

MS的基本签约信息、MS的位置信息、MS的状态信息、群组信息和一键通业务签约信息。

一种集群通信网中的呼叫方法，包括：

源TRN收到主叫MS发送的呼叫建立请求消息后，为主叫MS分配无线信道、建立主叫侧承载，并查询目标TRN，通过目标TRN向被叫MS发送呼叫建立请求消息；

目标TRN收到被叫MS发送的呼叫确认消息后，为被叫MS分配无线信道、建立被叫侧得承载后，将被叫MS返回的振铃指示消息、连接指示消息发送给主叫MS；

主叫MS收到连接指示消息并向被叫MS发送连接应答消息后，主、被叫MS开始通信。

其中，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS在同一TRN时，目标TRN和源TRN为同一TRN。

其中，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS不在同一TRN，但都是同一集群通信网的用户时，源TRN查询其保存的被叫MS的信息，获得目标TRN的地址。

其中，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS是同一集群通信网的用户，但被叫MS漫游到其它集群通信网时，源TRN通过本网络中的TIN向被叫MS所在漫游网络的TIN发送路由查询消息；源TRN从本网络中的TIN接收所述漫游网络的TIN发送的目标TRN的地址。

其中，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS不是同一集群通信网的用户时，源TRN通过本网络中的TIN向被叫MS的归属网络的TIN发送路由查询消息；

如果被叫MS漫游到其它集群通信网，则所述归属网络的TIN向被叫MS所在的漫游网络的TIN发送路由查询消息；源TRN从本网络中的TIN接收所述漫游网络的TIN经过所述归属网络的TIN发送的目标TRN的地址；

否则，源TRN从本网络中的TIN接收所述归属网络的TIN发送的目标IRN的地址。

其中，如果被叫MS漫游到其它集群通信网，则源TRN经过本网络的TIN和漫游网络的TIN向目标TRN发送呼叫建立请求消息。

其中，进一步包括：

漫游网络的TIN收到归属网络的TIN发送的路由查询消息后，分析被叫MS的号码；

如果被叫MS签约了前转业务，且前转号码在其它集群通信网，则漫游网络的TIN向前转号码所在网络的TIN发送路由查询消息，并将前转号码所在网络的TIN返回的目标TRN地址经过所述归属网络的TIN，发送到源TRN所在网络的TIN。

其中，如果被叫MS签约了前转业务，则源TRN经过本网络的TIN和前转号码所在网络的TIN向目标TRN发送呼叫建立请求消息。

可以看出该集群通信网络系统是一个分布式的网络系统，每个TRN都是一个中心控制节点，即使该网络系统中的某个TRN发生故障，也不会对整个网络造成很大的影响，从而大大提高了网络的可靠性。由于集群通信网络是小型本地网，其中的TRN数目通常比较小，能够承受分布式网络所带来的位置变化时的同步信令开销；集群通信网络中的用户数量通常比较少，各网络单元能够承受记录所有用户相关信息的内存开销，从而可以满足专用网络设备小型化、造价低的要求。

另外，从基于该集群通信网络系统的呼叫方法也可以看出，在分布式集群通信网络系统中，因为网络中各TRN都存有全网用户的信息，可以加快呼叫路由的建立速度，而且，在呼叫路由过程中不需要查询TLR，也进一步缩短了呼叫路由的建立时间。在被叫漫游的情况下，在呼叫路由建立的过程中，无需分配漫游号码，同样减少了呼叫路由的建立时间。

附图说明

图1是GSM系统的示意图；

图2是本发明中的集群通信网络示意图；

图3是本发明中增加VGW的集群通信网络示意图；

图4本发明中增加DGW的集群通信网络示意图；

图5是本发明中增加TIN的集群通信网络示意图；

图6是本发明中增加VGW、DGW和TIN的集群通信网络示意图；

图7是基于本发明系统的呼叫建立过程的流程图；

图8a是基于本发明系统的呼叫路由查询过程的第一个示意图；

图8b是基于本发明系统的呼叫路由查询过程的第二个示意图；

图8c是基于本发明系统的呼叫路由查询过程的第三个示意图；

图8d是基于本发明系统的呼叫路由查询过程的第四个示意图；

图8e是基于本发明系统的呼叫路由查询过程的第五个示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：提供一种与现有的集中控制网络系统不同的分布式网络系统，从而提高网络的可靠性，而且可以在主叫用户和被叫用户之间快速建立通道，减少通信时延和呼叫时延。

下面，首先对组成本发明所述网络系统的各网络单元设备做详细说明。为满足本发明所述集群通信网络系统的需求，提出一套完整的相关网络单元，包括：集群无线节点(TRN，Trunking Radio Node)、集群位置寄存器(TLR，Trunking Location Register)、管理台(AS，Application Service)、集群调度中心(TDC，Trunking Dispatching Center)和调度台(Dispatcher)。

所述TRN是集群通信系统的核心网元，负责无线接入、无线资源分配和管理、无线测量、开机注册、位置更新和切换、语音和数据呼叫、话权管理、话务排队和分配、调度控制、信令处理、资源管理、媒体控制、安全保密和网络管理。TRN还可以根据要求，添加虚拟专用网络(VPN，Virtual PrivateNetwork)和计费等功能。TRN还具有与无线调度台的空中接口，可以使无线调度台接入。

所述TRN包括：接入单元，用于使MS接入网络；管理控制单元，用于对接入的MS进行无线资源分配和管理、无线测量、开机注册、位置更新和切换、语音和数据呼叫、话权管理、话务排队和分配、调度控制、信令处理、资源管理、媒体控制、安全保密和网络管理；信息单元，用于将接入的MS的相关信息发送给TDC、TLR和其它的TRN；存储单元，用于存储其它TRN发送的MS信息。所述管理控制单元还用于实现VPN和/或计费。所述TRN还包括：与无线调度台的空中接口，用于无线调度台的接入。

在TRN中，有类似VLR的动态数据库，保存有网内用户的各种信息。TRN和TLR间有接口，TRN可以从TLR中获取用户信息。TRN和TRN之间有接口，以实现跨集群无线节点间的业务。TRN和TDC间有接口，以实现有线调度台对集群用户的调度业务。TRN和UE之间为空中接口，通过无线连接。TRN还可以包括与无线调度台的空中接口，无线调度台通过该空口接入TRN。

所述TLR是为实现集群通信而新增的数据库。

TLR具有以下功能：存储集群用户的基本签约信息、一键通(PTT，PushTo Talk)业务签约信息、位置信息、状态信息、群组信息、VPN信息，提供鉴权数据，配合TRN和TIN实现集群用户的移动性管理。

TLR和TRN、TDC都有接口，为它们提供所属集群用户的各种数据。TLR和AS间有接口，通过AS完成用户数据的删除、修改、添加。

所述AS用于对TLR存储的MS的相关信息进行管理操作，当TRN支持VPN功能时，不同的VPN通过各自的AS对TLR进行管理操作。因此，AS的数量应该和VPN的数量相同，并具有对应关系。

所述TDC是集群通信网中调度台的接入和控制中心。

TDC为调度台Dispatcher提供接入端口，实现调度台Dispatcher的登录和注销，存储调度台所需的管理信息，并根据调度台的调度对集群通信网中的MS进行状态管理，普通呼叫，紧急呼叫，缜密监听等。TDC和TRN、TLR都有接口，以实现调度台对集群通信网络中的MS进行调度。

所述TDC包括：调度台管理单元，用于实现调度台的登录、注销，存储调度台所需的管理信息；MS管理单元，用于根据调度台的调度对MS的状态进行管理，对MS进行普通呼叫、紧急呼叫和缜密监听。

所述调度台Dispatcher是对集群通信网络中的MS进行调度控制和业务管理的设备，主要完成集群呼叫的调度指挥。

根据调度台与系统之间的传输链路类型不同，调度台可分为有线调度台和无线调度台。有线调度台又可以分为本地有线调度台和远程有线调度台。

集群通信网中的所有TRN进行连接，形成TRN网络，将TRN网络中的任意一个TRN与其它的网络单元连接即可完成整个TRN网络与其它网络单元的连接，即完成TRN网络中所有的TRN与其它网络单元的连接。所有的TDC进行连接，形成TDC网络，将TDC网络中的任意一个TDC与其它的网络单元连接即可完成整个TDC网络与其它网络单元的连接。调度台只与TDC连接，AS只与TLR连接。

MS通过空中接口从某个TRN接入集群通信网，该TRN不仅在本节点存储该MS的相关信息，包括：该MS的用户数据、签约数据和组数据，而且将该MS的相关信息发送到其它所有的TRN，并将相应的该MS信息发送到其它网络单元TDC和TLR。这样，在TRN、TDC和TLR中都将存有全网用户的相关信息，每个TRN都是一个中心控制节点，通过TDC的调度控制和TLR的配合，TRN即可实现对MS的移动性管理和呼叫控制功能。

该集群通信网络如图2所示，其中的连接关系是各网络单元逻辑上的连接。该网络包括：1个调度台、1个TLR和1个AS，3个TRN，即N1、N2和N3；2个TDC，即C1和C2。集群无线节点N1、N2和N3相互连接，并分别通过N1和N2，将整个TRN网络与集群调度中心C1、C2和集群位置寄存器L1连接。集群调度中心C1和C2连接，并通过C1将整个TDC网络与调度台T1、集群位置寄存器L1和TRN网络中的N1、N2、N3进行连接。调度台T1只与集群调度中心C1、C2连接，管理台A1只与集群位置寄存器L1连接。移动台M1、M21和M22、M3分别通过空中接口从集群无线节点N1、N2、N3接入集群通信网。M1接入N1后，N1不仅在本节点存储M1的相关信息，包括：M1的用户数据、签约数据和组数据，而且将M1的相关信息发送到N2和N3，并将相应的M1信息发送到C1、C2和L1。对于M21、M22和M3，N2和N3同样处理。这样，在TRN、TDC和TLR中都将存有全网用户的相关信息，通过调度台和TDC可以对全网的MS进行调度，通过TRN可以对对全网的MS进行移动性管理和呼叫控制。其中，在对MS进行移动性管理时，还需要TLR的配合。

可以看出该集群通信网络系统是一个分布式的网络系统，每个TRN都是一个中心控制节点，即使该网络系统中的某个TRN发生故障，也不会对整个网络造成很大的影响，从而大大提高了网络的可靠性。由于集群通信网络是小型本地网，其中的TRN数目通常小于200，能够承受分布式网络所带来的位置变化时的同步信令开销；集群通信网络中的用户数量通常不会超过10万，各网络单元能够承受记录所有用户相关信息的内存开销，从而可以满足专用网络设备小型化、造价低的要求。

在图2所示的集群通信网络中，AS只有1个，当TRN支持VPN时，如果VPN的数量为3，则集群通信网络中应该有3个相应的AS。3个VPN将通过各自的AS对集群位置寄存器L1进行相应的管理操作。

为使集群通信网能够和外部的公共电话交换网(PSTN，Public SwitchedTelephone Network)或外部的公共陆地移动网(PLMN，Public Land MobileNetwork)互连通信，可以在各集群通信网中增加语音网关(VGW，VoiceGateway)，所述VGW是集群通信系统到PSTN/PLMN的协议和媒体的网关。

VGW负责提供网间互连的标准物理接口和标准信令协议，完成媒体处理，提供计费信息。VGW和外网之间的接口为标准的七号信令接口，以实现集群通信网络和外部的PSTN/PLMN的互通。

所述VGW包括：互连单元，用于通过七号信令接口与公共电话交换网/公共陆地移动网进行互连；通信单元，用于进行媒体处理，为MS提供计费信息。

当集群通信网需要通过VGW和PSTN/PLMN进行互连通信时，需要在TRN、TLR和TDC上增加相应的接口，使TRN、TLR和TDC与VGW相连，以实现集群通信网络中的MS和PSTN/PLMN中的用户进行语音电话的互通。

增加VGW的集群通信网络如图3所示，与图2所示网络的不同之处在于，该网络中添加了语音网关V1。通过V1，将外部的PSTN/PLMN与集群通信网络中的TRN、TDC和TLR进行连接，从而实现集群通信网络与PSTN/PLMN的互连和通信。

为使集群通信网能够和外部的业务网/数据服务器进行互连通信，可以在各集群通信网中增加数据网关(DGW，Data Gateway)，所述DGW是集群通信网连接外部业务网/数据服务器的网关。

DGW通过隧道控制协议与外部的业务网/数据服务器进行互连，存储集群通信网中MS的网际协议IP地址信息，建立外部的业务网/数据服务器和集群通信网络数据通信的IP通道，为MS提供计费信息。其中，所述业务网包括因特网(Internet)和企业网(Intranet)。

所述DGW包括：互连单元，用于通过隧道控制协议与外部业务网/数据服务器进行互连；通信单元，用于存储集群通信网中MS的网际协议IP地址信息，建立外部业务网/数据服务器和集群通信网络数据通信的IP通道，为MS提供计费信息。

当集群通信网需要通过DGW和外部的业务网/数据服务器进行互连通信时，需要在TRN、TLR和TDC上增加相应的接口，使TRN、TLR和TDC与DGW相连，以实现集群通信网络中的MS和外部的业务网/数据服务器的互通。

增加DGW的集群通信网络如图4所示，与图2所示网络的不同之处在于，该网络中添加了数据网关D1。通过D1，将外部的业务网/数据服务器与集群通信网络中的TRN、TDC和TLR进行连接，从而实现集群通信网络与外部的业务网/数据服务器的互连和通信。

为使各集群通信网之间能够互连通信，可以在各集群通信网中增加集群互连节点(TIN，Trunking Interworking Node)。所述TIN是各集群通信网之间的控制、交互中心，负责处理跨集群网的语音和数据呼叫。

TIN负责的具体功能有：网间漫游、网间会话控制和处理、网间数据路由、网间调度控制和管理、信令处理、资源管理、安全保密、计费和网络管理等。

所述TIN包括：网间互连单元，用于实现网间漫游、网间会话控制和处理、网间数据路由、网间调度控制和管理；管理单元，用于处理信令、资源管理、安全保密和网络管理。所述管理单元还用于计费。

TIN和TIN间有物理接口，以实现不同集群子网间的互联互通。TIN和TRN间有接口，以实现本集群通信网和其它集群通信网之间的控制信令传输和数据传输。TIN和TLR间有接口，以获取用户的各种数据。TIN和TDC间有接口，以实现有线调度台对非本集群通信网络或漫游出本集群通信网络的用户的调度业务。

增加TIN的集群通信网络如图5所示，与图2所示网络的不同之处在于，该网络中添加了集群互连节点S1。通过将不同集群通信网中的集群互连节点S1、S2，实现了不同集群通信网的互连互通。

如果集群通信网中还包括VGW或DGW，则TIN与VGW或DGW间有接口，以实现集群通信网络的MS作为被叫用户的时候和外网用户的互联互通。

在集群通信网络中，应该根据具体需求增加相关的网络单元，即可单独增加也可是各网络单元的组合。这里只以同时增加VGW、DGW和TIN的集群通信网络为例，说明一种网络单元的组合形式，其它的形式可依此类推。同时增加VGW、DGW和TIN的集群通信网络如图6所示，与前述网络相比，该网络的功能更为齐全，这里不再对该网络的功能做重复说明。

基于上述集群通信网络，本发明还提出相应的呼叫方法。图7是该呼叫方法的流程图。当MS发起呼叫时，在步骤701中，主叫MS首先向其所在的TRN，即源TRN，发送呼叫建立请求消息。源TRN收到主叫MS的呼叫建立请求消息后，在步骤702中向主叫MS发送呼叫建立指示消息，并为主叫MS分配无线信道，建立主叫侧承载。同时，在步骤703中，进行呼叫路由查询，查询被叫MS所在的TRN，即目标TRN。经过查询得到目标TRN得地址后，在步骤704中，源TRN将呼叫建立请求消息路由到目标TRN。收到呼叫建立请求消息后，在步骤705中，目标TRN向被叫MS发送呼叫建立请求消息。在步骤706中，目标TRN收到被叫MS返回的呼叫确认消息，将为被叫MS分配无线信道，建立被叫侧的承载。被叫MS振铃，将在步骤707中，向目标TRN返回振铃指示消息，该消息将通过网络和源TRN被发送给主叫MS。被叫用户摘机接听，将在步骤708中向目标TRN返回连接指示消息，该消息将通过网络和源TRN被发送给主叫MS。主叫MS收到连接指示消息后，将在步骤709中向源TRN发送连接应答消息，该消息将通过网络和目标TRN被发送至被叫MS。呼叫过程完成，主、被叫用户进入通信状态。

其中，在呼叫路由查询过程中，即查询目标TRN地址的过程时，应该考虑以下几种情况：

a、主、被叫MS接入在同一个TRN，此时，呼叫路由过程如图8a所示。移动台M1、M2都接入在集群无线节点N1，当M1呼叫M2时，N1分析被叫用户号码，可以直接查询到目标TRN地址信息。此时，N1即是源TRN也是目标TRN。

因为TRN保存了本网所有MS的信息和漫游入本网且接入该TRN的MS的信息，所以无论主、被叫MS是否处于漫游状态，其呼叫路由都如图8a所示。

b、主、被叫MS接入在不同的TRN，但是同一个集群通信网的用户，此时，呼叫路由过程如图8b所示。

移动台M1、M2分别在集群无线节点N1、N2，N1和N2在同一个集群通信网。因为是同一集群通信网的用户，当M1呼叫M2时，N1分析被叫用户号码，可以查询到目标TRN地址信息，即N2的地址信息。

c、主、被叫MS是同一个集群通信网的用户，但被叫MS漫游到另一个集群通信网，此时，呼叫路由过程涉及两个TIN，如图8c所示。

集群互连节点S1、S2分属两个集群通信网，移动台M1、M2都是S1所属通信网的用户，此时，S1所属的通信网为M2的归属网络。当M1呼叫M2时，群集无线节点N1分析被叫用户号码，如果此时M2漫游到S2所属的通信网，S2所属的通信网为M2的漫游网络，则N1将发送路由查询消息至S1。S1分析被叫用户号码，得到S2的地址后，将发送路由查询消息至S2。S2将M2所在的集群无线节点N2的地址通过应答消息返回给S1，然后S1将N2的地址返回给N1，N1通过S1和S2向N2发送呼叫建立请求消息。

其中，当N1通过S1和S2向N2发送呼叫请求消息时，S1和S2都采取透传方式转发该消息，因此可以看作N1直接向N2发送呼叫建立请求消息。

当主、被叫MS是不同集群通信网的用户时，假设M1、M2分别是S1、S2所属集群通信网的用户。当M1呼叫M2时，N1分析被叫用户号码，得知M2是S2所属通信网的用户，则N1将发送路由查询消息至S1。S1分析被叫用户号码，得到S2的地址后，将发送路由查询消息至S2。S2将M2所在的集群无线节点N2的地址通过应答消息返回给S1，然后S1将N2的地址返回给N1，N1通过S1和S2向N2发送呼叫建立请求消息。

d、主、被叫MS是不同集群通信网的用户，而且被叫MS不在其归属网络，漫游到第三方集群通信网，此时，呼叫路由过程涉及三个TIN，如图8d所示。

集群互连节点S1、S2和S3分属3个集群通信网，移动台M1、M2分别是S1、S3所属集群通信网的用户，此时，S3所属集群通信网是M2的归属网络。当M1呼叫M2时，群集无线节点N1分析被叫用户号码，得知M2的归属网络是S3所属的集群通信网，将发送路由查询消息到本网的S1。S1分析号码后，将路由查询消息发送至S3。S3分析被叫用户号码，如果此时M2漫游到S2所属的集群通信网，S2所属的通信网为M2的漫游网络，则S3将路由查询消息发送至S2。S2分析被叫用户号码，将M2所在的集群无线节点N2的地址通过应答消息返回给S3，S3将N2的地址通过应答消息返回给S1，然后S1将N2的地址返回给N1，N1通过S1和S2向N2发送呼叫建立请求消息。

其中，当N1通过S1和S2向N2发送呼叫建立请求消息时，S1和S2都采取透传方式转发该消息。

e、主、被叫MS是不同集群通信网的用户，而且被叫MS签约了前转业务，前转号码用户属于第三方集群通信网，但是前转号码用户漫游到第四方集群通信网，整个呼叫路由过程涉及四个TIN，如图8e所示。

集群互连节点S1、S2、S3和S4分属4个集群通信网，移动台M1、M2分别是S1、S3所属集群通信网的用户，M2的归属网络为S3，而且M2签约了前转业务，前转号码属于S2所属的集群通信网，前转号码所在的TRN为集群无线节点N2。

当M1呼叫M2时，群集无线节点N1分析被叫用户号码后，得知M2的归属网络是S3所属的集群通信网，将发送路由查询消息到本网的S1。S1分析号码后，将路由查询消息发送至S3。S3分析被叫用户号码，如果此时M2漫游到S4所属的集群通信网，S4所属的通信网为M2的漫游网络，则S3将路由查询消息发送至S4。S4分析被叫用户号码，得知M2签约了前转业务，前转号码属于S2所属的集群通信网，将路由查询消息发送至S2。

S2分析被叫用户号码，将集群无线节点N2的地址通过应答消息返回给S4，S4将N2的地址通过应答消息返回给S3，S3将N2的地址通过应答消息返回给S1，然后S1将N2的地址返回给N1，N1通过S1和S2向N2发送呼叫建立请求消息。

其中，当N1通过S1和S2向N2发送呼叫建立请求消息时，S1和S2都采取透传方式转发该消息。

可以看出，在分布式集群通信网络系统中，因为网络中各TRN都存有全网用户的信息，可以加快呼叫路由的建立速度，而且，在呼叫路由过程中不需要查询TLR，也进一步缩短了呼叫路由的建立时间。在被叫漫游的情况下，在呼叫路由建立的过程中，无需分配漫游号码，同样减少了呼叫路由的建立时间。综上所述，在分布式集群通信网络系统中进行呼叫，可以减少呼叫时延，实现快速呼叫建立，符合专网用户特点。

Claims (23)

1.一种集群通信网络系统，包括调度台，其特征在于，还包括：至少一个无线节点TRN、至少一个调度中心TDC、一个位置寄存器TLR和管理台AS；

所述TRN，用于通过其具有的空中接口，使移动台MS接入网络，对接入本TRN的MS进行移动性管理和呼叫控制，将接入本TRN的MS的相关信息通知TDC、TLR和其它的TRN，获得并保存其它TRN发送的MS信息；

所述TDC，用于根据调度台的调度通过网络中的TRN、TLR对MS进行调度控制；

所述TLR，用于存储MS的相关信息，为TRN提供信息，协助TRN对MS的移动性管理；

所述AS，用于对TLR存储的MS的相关信息进行管理操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：至少一个语音网关VGW；

所述VGW，用于实现网络中的TRN、TDC、TLR与公共电话交换网和/或公共陆地移动网的互连和语音通信。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述VGW包括：

互连单元，用于通过七号信令接口与公共电话交换网和/或公共陆地移动网进行互连；

通信单元，用于进行媒体处理，为MS提供计费信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：至少一个数据网关DGW；

所述DGW，用于实现网络中的TRN、TDC、TLR与外部的业务网/数据服务器的互连和数据通信。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述DGW包括：

互连单元，用于通过隧道控制协议与外部业务网/数据服务器进行互连；

通信单元，用于存储集群通信网中MS的网际协议IP地址信息，建立外部业务网/数据服务器和集群通信网络数据通信的IP通道，为MS提供计费信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述业务网包括因特网和企业网。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一个集群互连节点TIN；

所述TIN，用于将本集群通信网络与其它集群通信网络互连通信。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述TIN包括：

网间互连单元，用于实现网间漫游、网间会话控制和处理、网间数据路由、网间调度控制和管理；

管理单元，用于处理信令、资源管理、安全保密和网络管理。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述管理单元还用于计费。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的系统，其特征在于，所述TRN包括：

接入单元，用于使MS接入网络；

管理控制单元，用于对接入的MS进行无线资源分配和管理、无线测量、开机注册、位置更新和切换、语音和数据呼叫、话权管理、话务排队和分配、调度控制、信令处理、资源管理、媒体控制、安全保密和网络管理；

信息单元，用于将接入的MS的相关信息发送给TDC、TLR和其它的TRN；

存储单元，用于存储其它TRN发送的MS信息。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述管理控制单元还用于实现虚拟专用网络VPN和/或计费。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，网络中AS的数目与VPN的数目相同，并具有对应关系。

13.根据权利要求1至9任意一项所述的系统，其特征在于，所述TRN还包括：与无线调度台的空中接口，用于无线调度台的接入。

14.根据权利要求1至9任意一项所述的系统，其特征在于，所述TDC包括：

调度台管理单元，用于实现调度台的登录、注销，存储调度台所需的管理信息；

MS管理单元，用于根据调度台的调度对MS的状态进行管理，对MS进行普通呼叫、紧急呼叫和缜密监听。

15.根据权利要求1至9任意一项所述的系统，其特征在于，所述TLR存储的信息包括：

MS的基本签约信息、MS的位置信息、MS的状态信息、群组信息和一键通业务签约信息。

16.一种集群通信网中的呼叫方法，其特征在于，包括：

源TRN收到主叫MS发送的呼叫建立请求消息后，为主叫MS分配无线信道、建立主叫侧承载，并查询目标TRN，通过目标TRN向被叫MS发送呼叫建立请求消息；

目标TRN收到被叫MS发送的呼叫确认消息后，为被叫MS分配无线信道、建立被叫侧得承载后，将被叫MS返回的振铃指示消息、连接指示消息发送给主叫MS；

主叫MS收到连接指示消息并向被叫MS发送连接应答消息后，主、被叫MS开始通信。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立清求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS在同一TRN时，目标TRN和源TRN为同一TRN。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS不在同一TRN，但都是同一集群通信网的用户时，源TRN查询其保存的被叫MS的信息，获得目标TRN的地址。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS是同一集群通信网的用户，但被叫MS漫游到其它集群通信网时，源TRN通过本网络中的TIN向被叫MS所在漫游网络的TIN发送路由查询消息；源TRN从本网络中的TIN接收所述漫游网络的TIN发送的目标TRN的地址。

20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，源TRN按下述步骤查询目标TRN：

源TRN分析呼叫建立请求消息中被叫MS的号码，当主、被叫MS不是同一集群通信网的用户时，源TRN通过本网络中的TIN向被叫MS的归属网络的TIN发送路由查询消息；

如果被叫MS漫游到其它集群通信网，则所述归属网络的TIN向被叫MS所在的漫游网络的TIN发送路由查询消息；源TRN从本网络中的TIN接收所述漫游网络的TIN经过所述归属网络的TIN发送的目标TRN的地址；

否则，源TRN从本网络中的TIN接收所述归属网络的TIN发送的目标TRN的地址。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，如果被叫MS漫游到其它集群通信网，则源TRN经过本网络的TIN和漫游网络的TIN向目标TRN发送呼叫建立请求消息。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，进一步包括：

漫游网络的TIN收到归属网络的TIN发送的路由查询消息后，分析被叫MS的号码；

如果被叫MS签约了前转业务，且前转号码在其它集群通信网，则漫游网络的TIN向前转号码所在网络的TIN发送路由查询消息，并将前转号码所在网络的TIN返回的目标TRN地址经过所述归属网络的TIN，发送到源TRN所在网络的TIN。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，如果被叫MS签约了前转业务，则源TRN经过本网络的TIN和前转号码所在网络的TIN向目标TRN发送呼叫建立请求消息。

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