CN101160994A - 无线通信系统中组呼时短数据的传输方法 - Google Patents

无线通信系统中组呼时短数据的传输方法 Download PDF

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CN101160994A CNA2006800123128A CN200680012312A CN101160994A CN 101160994 A CN101160994 A CN 101160994A CN A2006800123128 A CNA2006800123128 A CN A2006800123128A CN 200680012312 A CN200680012312 A CN 200680012312A CN 101160994 A CN101160994 A CN 101160994A
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宋利民
侯智强
汤晓天
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许亮
李铮
汪和
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Abstract

本发明涉及组呼无线通信技术,公开了一种无线通信系统中组呼时短数据的传输方法,使得组呼时可以实现语音和数据的同步传输。本发明中,在上行信道未被其它用户设备占用时,需要发送短数据的用户设备经申请占用上行信道后上报含有短数据的层三信息,网络侧设备响应该层三信息,在FACCH、SACCH信道广播该短数据后释放对上行信道的占用。如果上行信道已被其它用户设备占用,需要发送短数据的用户设备经申请由网络侧设备指配一个SDCCH的子时隙,通过该子时隙上报含有短数据的层三信息,网络侧设备响应该层三信息,释放对SDCCH的占用,并在组呼信道广播该短数据。

Description

无线通信系统中組呼时短数据的传输方法
技术领域 本发明涉及组呼无线通信技术, 特别涉及在组呼时实现语音数据同传 的方法。
背景技术
全求移动通信系统 ( Global System for mobile Communication, 筒称 "GSM" )是 1992年欧洲标准化委员会统一推出的标准, 它采用数字通信 技术、 统一的网络标准, 使通信质量得以保证, 并可以开发出更多的新业 务供用户使用。
GSM-R ( GSM - Railwa ), 即月艮务铁路的 GSM系统, GSM-R为铁路 工作人员提供一个通用的通信平台, 可作为铁路控制系统, 以满足铁路网 络目前以及将来不断发展的需求。 它是直接为铁路运输生产和铁路信息化 服务而设计、 组建并使用的系统设施, 主要完成铁路调度通信、 站场通信、 应急通信、 区段通信、 公务通信、 运输信息传输等功能。
例如, 列车调度中的话音业务采用 GSM-R系统的功能寻址、基于位置 寻址、 组呼叫、 广播呼叫、 紧急呼叫等功能, 按照优先级别, 可以提供铁 路运输指挥话音通信业务, 实现点对点呼叫、 点对点的紧急呼叫、 广播呼 叫、 组呼叫、 铁路緊急呼叫和多方通话。
其中, 列车调度通信是 GSM-R 系统在铁路专用通信方面最重要的应 用。 与现有的列车调度通信系统相比, GSM-R列车调度通信实现了传统的 有线调度和无线调度 "两网合一", 优化了列车调度通信网络。.可以按车次 号和位置寻址方式呼叫的语音业务是其突出优点。 列车调度通信主要用户 包括列车调度员、 车站值班员、 机车司机、 运转车长、 助理值班员、 机务 段 (折返段)运转值班员、 列车段值班员。
列车调度员可以进行语音广播操作和紧急组呼操作; 车站值班员可以 进行组呼、 紧急组呼操作; 机车司机可以进行紧急组呼操作。
但是, 目前基于 GSM技术的具有组呼功能的无线通信系统, 尚未实现 讲话过程中同时传送短数据, 即数据和语音同传。 由此无法实现诸如平面 调车等需要数据和语音同传的业务。 其中, 这里的数据是指短数据, 这种 短数据一般为固定长度的短信息, 信息内容预先定义。 短数据传送时延要 求短, 一般在 500ms以内, 如 GSM-R中的平面调车业务等。
发明内容
有鉴于此, 本发明的主要目的在于提供一种无线通信系统中组呼时短 数据的传输方法, 使得組呼时可以实现语音和数据的同步传输。
为实现上述目的, 本发明提供了一种无线通信系统中組呼时短数据的 传输方法, 包含以下步骤:
当用户设备需要发送短数据时, 如果没有其它用户设备正占用上行信 道, 则通过上行信道向网络侧设备发起上行信道请求;
所述网络侧设备响应所述上行信道请求, 允许所述用户设备占用上行 信道;
所述用户设备上报层三信息, 其中包含需要发送的短数据和用户设备 标识;
所述网络侧设备将收到的短数据在组呼信道广播, 释放所述用户设备 对上行信道的占用。
其中, 所述无线通信系统是以全球移动通信系统为基础的具有无线组 呼功能的系统, 包含铁路全球通移动通讯系统或 GT800系统。
此外在所述方法中, 所述用于广播短数据的组呼信道可以是快速随路 控制信道或慢速随路控制信道。
此外在所述方法中, 所述短数据的内容可以是用于平面调车的安全数 据。
此外在所述方法中, 所述网络侧设备可以是基站控制器。
本发明还提供了一种无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 包含 以下步骤:
当用户设备需要发送短数据时, 如果其它用户设备正占用上行信道, 则在随机接入信道向网络侧设备发送信道请求;
所述网络侧设备响应该信道请求 , 指配一个独立专用控制信道的子时 隙给所述用户设备; 所述用户设备通过被指配的子时隙上报层三信息, 其中包含需要发送 的短数据、 组呼标识和用户设备标识;
网络侧设备收到所述层三信息时, 根据其中的组呼标识, 在相应的组 呼信道上广播所述短数据, 并指配所述用户设备回到组呼信道, 释放独立 专用控制信道的子时隙。
其中, 所述无线通信系统是以全球移动通信系统为基 的具有无线组 呼功能的系统, 包含铁路全球通移动通讯系统、 GT800系统。
此外在所述方法中, 所述短数据的内容可以是用于平面调车的安全数 据。
此外在所述方法中, 所述网络侧设备可以是基站控制器。
通过比较可以发现, 本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于, 在上行信道未被其它用户设备占用时, 需要发送短数据的用户设备经申请 占用上行信道后上报含有短数据的层三信息 , 网络侧设备响应该层三信息, 在快速随路控制信道( FACCH, Fast Associated Control CHannel )> 慢速随 路控制信道(SACCH, Slow Associated Control CHannel )信道广播该短数 据后释放对上行信道的占用。
如果上行信道已被其它用户设备占用, 需要发送短数据的用户设备经 申请由网络侧设备指配一个 SDCCH的子时隙, 通过该子时隙上报含有短 数据的层三信息, 网絡侧设备响应该层三信息, 在组呼信道广播该短数据 后释放对 SDCGH的占用。
这种技术方案上的区别, 带来了较为明显的有益效果, 即可以在以 GSM为基础的无线组呼系统(如 GSM-R或 GT800 ) 中实现组呼信道上的 语数同传, 实现讲话过程中同时传送短数据。应用于 GSM-R时可以有效解 决在保持语音对讲畅通的同时实时传输安全数据 , 为平面调车规范的实现 提供了可靠的技术基础。
附图说明 图 1是根据本发明的一个实施例的组呼时短数据的传输方法流程示意 图;
图 2是根据本发明的一个实施例的组呼时短数据的传输方法中在非讲 者小区的信令流程示意图;
图 3是根据本发明的一个实施例的组呼时短数据的传输方法中在讲者 小区的信令流程示意图。
具体实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合附图对本 发明作进一步地详细描述。
首先需要说明的是,本发明所指的无线通信系统是以 GSM系统为 ^出 的具有无线组呼功能的系统, 包含 GSM-R、 GT800系统。 本发明可以应用 于数据和语音同传的平面调车业务, 因此, 短数据可以是用于平面调车的 安全数据。
具体的说, 在 GSM-R平台上, 由于组内用户共享信道, 如果要实现数 据和语音同传, 需要将用户行为分为讲者小区和非讲者小区。 GSM有多个 时隙, 对一个物理小区而言, 每个时隙可构造一个讲者小区。 在非讲者小 区, 上行信道空闲, 可以发送短数据, 在讲者小区, 用户必须独立专用控 制信道( SDCCH, Stand-alone Dedicated Control CHannel )信道发送短数据。
本发明的一个实施例的组呼时短数据的传输方法流程如图 1所示, 包 含以下步骤:
首先, 在步骤 110, 当用户设备需要发送短数据时, 判断是否有其它 用户设备正占用上行信道(通过上行空闲 UPLINK FREE消息或者上行忙 UPLINK BUSY消息来判断), 如果是, 则进入步骤 140, 如果不是, 则进 入 115。
步骤 115, 由于判定没有用户设备占用上行信道, 也就是说, 该小区 处于非讲者小区状态, 因此, 在本步驟中通过上行信道向网络侧设备发起 上行信道请求。 本实施例中, 网络侧设备是基站控制器。
然后, 在步骤 120, 网络侧设备响应上行信道请求, 允许用户设备占 用上行信道。
在步骤 125, 用户设备上报层三信息, 其中包含需要发送的短数据和 用户设备标识。
此后, 在步骤 130, 网络侧设备将收到的短数据在组呼信道广播。 在步骤 135 , 释放用户设备对上行信道的占用。
可见在本发明中, 当上行信道未被其它用户设备占用时, 需要发送短 数据的用户设备经申请占用上行信道后上报含有短数据的层三信息, 网絡 侧设备响应该层三信息, 在 FACCH、 SACCH信道广播该短数据, 并释放 对上行信道的占用。
另一方面, 如果在步骤 110判定有用户设备占据上行信道, 则表明该 小区处于讲者小区状态。 在这种情况下, 由于上行被讲者占用, 如果其他 用户需要发送短数据命令, 需要在 SDCCH信道上实现。 网絡将指配一个 SDCCH子时隙给该用户。用户在该 SD子时隙上报层三信息, 包括用户标 识, 组呼 ID, 操作命令。 具体过程如下:
步骤 140 , 在随机接入信道向网络侧设备发送信道请求。
在步骤 140, 网络侧设备响应该信道请求, 指配一个独立专用控制信 道的子时隙给用户设备。
在步驟 150, 用户设备通过被指配的子时隙上报层三信息, 其中包含 需要发送的短数据、 组呼标识和用户设备标识。
在步骤 155, 网絡侧设备收到层三信息时, 根据其中的组呼标识, 在 相应的组呼信道上广播短数据。
在步骤 160, 指配用户设备回到组呼信道。
在步骤 165, 释放独立专用控制信道的子时隙。
可见, 在本发明中, 当上行信道已被其它用户设备占用, 需要发送短 数据的用户设备经申请由网络侧设备指配一个 SDCCH的子时隙, 通过该 子时隙上报含有短数据的层三信息, 网絡侧设备响应该层三信息, 在组呼 信道广播该短数据后释放对 SDCCH的占用。
图 2是当用户设备需要发送短数据,并且没有用户设备占用上行信道, 即处于非讲者小区状态时, 短数据传输的信令示意图, 对应图 1 中的步骤 115到步骤 135。 其中相关的信令消息解释如下:
"Uplink Free" : 上行空闲;
"Uplink Access": 听者请求占用上行, GSM-R标准流程;
"Uplink Request": 上报上行请求, GSM-R标准流程; "Uplink Grant" : 基站在当前请求小区的组呼信道响应, GSM-R标准 流程;
" SABM(L3) ": 短数据请求用户上报的设置异步平衡模式 ( Set Asynchronous Balanced Mode, 简称 "SABM" )帧, 包括用户信息, 安全命 令消息。 扩充 TALKER INDICATION消息, 增加安全命令信息, 占用 1个 字节, 新消息定义为 "SMD Service Request" {关键 };
"SMD Service Request": 短数据业务请求, 用于 BTS向 BSC请求短 数据业务, BSC收到该消息后,构造 SMD Notification在组呼信道发送(见 下文);
"UA": 基站响应 SABM, GSM-R标准流程;
"SMD Notification" : 广播消息, 在组呼信道发送, 包括用户信息 MSISDN或者 IMSI, 短数据 ί关键 };
"UPLINK ELEASE" : BSC在收到层三消息后, 在 FACCH上发送, 释放短数据用户上行;
"Uplink Free" : 上行空闲。
图 3是当用户设备需要发送短数据, 并且有用户设备占用上行信道, 即处于讲者小区状态时,短数据传输的信令示意图,对应图 1中的步骤 140 到步骤 165。 其中相关的信令消息解释如下:
"Uplink Busy" : 上行忙;
"CHANNEL REQ(RACH)" : 发起短数据的用户离开组呼, 在 RACH 信道发送信道请求, 申请短数据信道;
"IMME ASSIGN(AGCH)": 立即指配, BSC指配一条 SDCCH信道给 该用户, 用于短数据发送;
"SABM(L3)": 短数据请求用户上报的 SABM帧, 包括用户信息, 短 数据;
"SMD Service Request": 短数据业务请求, 用于 BTS向 BSC请求短 数据业务。 BSC收到该消息后, 构造 SMD NOTIFICATION在组呼信道发 送;
"UA": 基站响应 SABM, GSM-R标准流程; "SMD Notification":广播消息,在组呼信道发送,包括用户信息 IMSI, 短数据;
"CHANNEL RELEASE(SD)":释放 SDCCH信道, 同时将用户指配到 组呼信道上。
通过上述解释和分析可以理解, 根据本发明的原理, 可以在诸如 GSM-R或 GT800等以 GSM为基础的无线組呼系统中实现组呼信道上的语 数同传, 实现讲话过程中同时传送短数据。应用于 GSM-R时可以有效解决 在保持语音对讲畅通的同时实时传输安全数据, 为平面调车规范的实现提 供了可靠的技术基础。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例, 已经对本发明进行了图示和 描述, 但本领域的普通技术人员应该明白, 可以在形式上和细节上对其作 各种改变, 而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (1)

  1. 权 利 要 求
    1. 一种无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 包含 以下步骤:
    当用户设备需要发送短数据时 , 如果没有其它用户设备正在占用上行 信道, 则通过上行信道向网络侧设备发起上行信道请求;
    所述网络侧设备响应所述上行信道请求, 允许所述用户设备占用上行 信道;
    所述用户设备上报层三信息 , 其中包含需要发送的短数据和用户设备 标识;
    所述网絡侧设备将收到的短数据在组呼信道广播, 释放所述用户设备 对上行信道的占用。
    2. 根据权利要求 1所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述无线通信系统是以全球移动通信系统为基础的具有无线 组呼功能的系统, 包含铁路全球通移动通讯系统或 GT800系统。
    3. 根据权利要求 2所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述用于广播短数据的组呼信道是快速随路控制信道或慢速 随路控制信道。
    4. 才艮据权利要求 2所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述短数据的内容是用于平面调车的安全数据。
    5. 根据权利要求 2所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述网络侧设备是基站控制器。
    6. —种无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 包含 以下步¾
    当用户设备需要发送短数据时,如果其它用户设备正在占用上行信道, 则在随机接入信道向网络侧设备发送信道请求;
    所述网络侧设备响应该信道请求, 指配一个独立专用控制信道的子时 隙给所述用户设备;
    所述用户设备通过被指配的子时隙上报层三信息, 其中包含需要发送 的短数据、 组呼标识和用户设备标识; 网络侧设备收到所述层三信息时, 才 据其中的组呼标识, 在相应的组 呼信道上广播所述短 :据, 并指配所述用户设备回到组呼信道, 释放独立 专用控制信道的子时隙。
    7. 根据权利要求 6所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述无线通信系统是以全球移动通信系统为基础的具有无线 组呼功能的系统, 包含铁路全球通移动通讯系统、 GT800系统。
    8. 根据权利要求 7所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述短数据的内容是用于平面调车的安全数据。
    9. 根据权利要求 7所述的无线通信系统中组呼时短数据的传输方法, 其特征在于, 所述网络侧设备是基站控制器。
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