CN101796856A

CN101796856A - 用于群组通信的简化无线电多播

Info

Publication number: CN101796856A
Application number: CN200880106036A
Authority: CN
Inventors: H·汉努; P·德布鲁因
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-08-04
Also published as: WO2009035400A1; US20100203921A1; US8812054B2; EP2189017A1; EP2189017A4

Abstract

本发明涉及在无线通信网络中的群组通信解决方案，该无线通信网络包括至少一个基站(5)和与基站无线通信的多个终端(1，2，3，4)并且其中终端具有至少部分相同的识别码参考以便成为多播协议按讲群组的一部分。

Description

用于群组通信的简化无线电多播

技术领域

本发明涉及无线通信网络中的群组通信，并且具体地说，涉及在按讲(push to talk)配置中的群组通信。

背景技术

相互通信的能力是我们的生活和工作环境的基本组成部分。自无线通信装置出现以来，我们逐渐习惯了能够随时随地进行通信。这当然有极大的益处，但随着以此方式通信的人群数量快速增长，这对通信基础设施跟进快速增长设置了高要求。使用这些无线通信能力的人们要求其通信会话有一定程度的质量和安全。

诸如警察、救援人员和类似任务组的公共安全群组也希望相互进行高质量的通信，并且优选在无线通信信道上的安全链路上，例如，在发生某个情况、其中任务组在操作的某个位置。

通过蜂窝接入的所谓按讲服务被视为公共安全群组通信的一种解决方案。有许多问题要克服，其中之一是对容量的要求极高，特别是在一个单一小区中对极大数量用户的要求。

一种解决方案可经由无线电多播传送话音信息，类似于用于旧式公共安全系统的现有解决方案。多媒体广播多播服务(MBMS)是在3GPP中为蜂窝系统标准化的一种解决方案。

这是基本MBMS GERAN(GSM EDGE无线电接入网络)功能的概述。

-MBMS会话的下行链路公用数据流始于称为BM-SC(广播多播服务中心)的服务器。

-每个涉及的GGSN、SGSN和BSC(基站控制器)一个数据流。

-MBMS服务上下文按BSC设立，由从SGSN收到的MBMS会话启动请求(MBMS SESSION START REQUEST)发起。BSC将提取消息中包含的以下信息：临时移动组识别码(TMGI)、MBMS会话识别码(可选)、MBMS服务区识别码列表、估计的会话持续时间和保证的比特率。

-通过除其它之外包含TMGI和MBMS会话ID(识别码)的特殊寻呼请求(PAGING REQUEST)消息，向有能力的移动终端通知MBMS会话。

-通过来自属于正确TMGI的移动终端的MBMS服务请求所调用的BSS MBMS指配过程，按会话和小区独特地建立MBMS承载(分组数据信道)。

MBMS的当前标准化解决方案有一些问题。

-为MBMS会话预留的上行链路压缩数据信道只能用于维护下行链路数据流所需的信令，例如，ACK/NACK消息等。

-移动终端在根据现在的3GPP标准接收MBMS会话时可以不在分组传送模式。

-用于PS(分组交换)切换的新标准(3GPP版本7)未计划用于MBMS。

发明内容

本发明的目的是解决这些问题中的至少一些问题，并为按讲应用提供可处理每个小区中大量用户的解决方案。

这在本发明的多个方面中提供，其中，第一方面是一种用于为包括至少一个无线电覆盖小区和至少一个基站系统的通信系统中参与群组通信的多个终端允许有效利用无线电接入网络资源的方法，包括以下步骤：

-为群组通信内的每个终端提供至少部分相同的标识参考；

-至少部分地向基础设施网络将参与终端标识为一个相同的识别码；以及

-使用用于通信数据传输的多播协议，将通信数据从基础设施装置发送到使用至少部分相同的标识参考的群组通信的每个终端部分。

识别码至少可以是终端的订户识别码模块，即SIM卡的国际移动订户识别码，即IMSI或在终端的存储器中存储的IMSI之一。终端可具有相同的国际移动设备识别码，即IMEI。

终端还可具有可识别的国际移动订户识别码，即IMSI，或国际移动设备识别码IMEI，以便能够访问所述网络，从而得到提供到带有独特IMSI或IMEI的终端的正常功能。

方法可还包括将群组通信的终端部分之间的通信数据加密的步骤。

通信可以是按讲会话。

提供了本发明的另一方面，一种用于在通信网络中无线通信的终端，包括：

处理单元；

存储器单元；

通信接口；

其中处理单元设置为运行存储器中存储的软件以便使用由同一群组通信内多个终端使用的标识参考来参与群组通信。

一种在无线通信网络中的基础设施装置(5)，包括：

处理单元(401)；

存储器单元(402)；

访问通信接口(404)，用于与终端(1，2，3，4)通信；

网络通信接口(405)，用于与基础设施网络(6)通信；

其中处理单元设置为使用多播协议将通信数据发送到多个终端，并且设置为处理适合群组通信的其它功能，其中与基础设施装置通信的终端具有至少部分相同的标识参考。

如权利要求12所述的基础设施装置，其中所述功能是寻呼功能/方法、定位和路由区更新功能。

还提供了本发明的另一方面，一种用于无线群组通信的通信网络，包括：

-至少一个基础设施装置；

-至少一个无线电覆盖小区；

-至少两个终端，设置为以无线方式与所述无线电覆盖小区中的所述基础设施装置通信，每个终端具有标识参考；

其中终端使用至少部分相同的标识参考，并且基础设施装置使用多播协议、借助至少部分相同的标识参考发送通信数据。

此解决方案的基本概念是使多个终端(例如，移动电话或带有通信接口的其它移动设备)、用户设备(UE)对于网络被视为一个实体，或者即多个UE被网络识别为仅一个相同的UE，但在可能不同的地理位置。

简化的RAN多播通过以下所述得以实现：参与群组通信会话的所有UE具有相同的IMSI，并可能也具有相同的IMEI；以及网络中通常只对带有一个IMSI的一个UE有效的功能和方法改变为对具有同一IMSI的多个UE有效。

这具有的优点是提供一种解决方案，能够使用MBMS解决方案处理在通信中的大量UE，有效处理无线电接入网络资源，同时以低成本和低复杂性实现。

附图说明

下面将参照附图中所示的示范实施例，以非限制性方式更详细地描述本发明，其中：

图1以示意图方式示出根据本发明的网络；

图2在框图中以示意图方式示出根据本发明的装置；

图3在框图中以示意图方式示出根据本发明的方法；以及

图4在框图中以示意图方式示出根据本发明的基础设施装置。

具体实施方式

在图1中，标号10概括性地表示根据本发明的网络，带有例如可选地连接到通信网络6的基站等中央通信站5。基站具有覆盖无线电覆盖小区(未示出)的至少一个无线电发射器。基站的无线电覆盖范围内的一个或多个用户终端1、2、3、4(UE，用户设备)可使用无线通信协议连接到基站5。UE可使用按讲协议相互通信，并且也可选地设置为使用其它通信协议，例如但不限于GPRS或UMTS，例如，2G(例如，GSM)、2.5G和3G(例如，WCDMA或LTE)。为UE设置有可连接到物理媒体(如SIM卡、订户识别码模块)或虚拟实体(如虚拟SIM)的标识参考(诸如IMSI，国际移动订户识别码)。

本发明不限于单个无线电覆盖小区，而是可扩展到经由基础设施网络6相互通信的多个小区。

通过SIM卡内的IMSI来识别UE(或用户)。通过在多个不同的UE中具有多个重复SIM卡或多个带相同IMSI的SIM卡，这些UE将被视为一个相同的UE(或用户)。IMSI在LLC(链路层控制)层用于指配TLLI，而TLLI又用于在SGSN与UE之间路由数据。因此，可能处于不同的地理位置的多个UE可被识别为一个UE，并且因此在要使用例如MBMS等多播协议将数据发送到此“多位置UE”时，在不同位置但在同一小区中的多个用户将侦听同一通信信道，诸如GSM/(E)GPRS中的TBF和时隙。如果在不同小区中有多个用户群组(或单独的用户)，则它们将仍在侦听同一信息，即，网络将视所有UE为一个UE，并且RAN多播得以实现。

一个用户在一个UE/SIM中能具有多个IMSI。一个IMSI能够是专用IMSI，并且其它IMSI用于将需要多播的每个大的群组。因此，可预配置例如带有两个或更多个用户的更大群组，并为其指配要在多播会话解决方案中使用的IMSI。

本发明可在UE中实现，UE因而被设置为处理此类型的解决方案。图2示出带有处理单元201、至少一个存储器单元202和用户接口203的UE 200。此外，UE 200具有用于与网络进行无线通信的通信接口204，并且可选地具有到例如卡等标识参考硬件的接口205，如SIM卡插槽。

处理单元设置为运行程序代码以便接收对于按讲群组内群组公用的标识参考。存储器单元可包括任何合适类型的存储器：易失性或非易失性，诸如但不限于技术人员理解的RAM、ROM、EEPROM、闪存、硬盘等。UE例如可以是移动电话、PDA、膝上型计算机、PC、智能电话或设置有用于以无线方式与基础设施装置(例如，基站)通信的通信接口的某一其它硬件单元。通信接口例如至少可以是GSM、GPRS、UMTS、CDMA、WCDMA、LTE等其中之一；然而，基础设施需要能够处理按讲功能，并且优选的是，通信使用基于分组的通信协议。程序代码可在制造UE时提供，或者使用无线通信网络下载，或者使用与网络连接的PC或类似连接装置下载。

可使用SIM卡接口或虚拟解决方案接收标识参考，其中，通过使用到分派标识参考到群组通信成员的计算机或类似产品的无线通信接口或通信接口，可将参考下载到UE中。

视通信功能而定，基础设施可例如在基站中或在基础设施网络更上层(further up)的装置(例如，用于3GPP网络的GGSN或SGSN)中实现不同类型的功能。基础设施装置可具有处理单元和存储器及至少两个通信接口(一个下行链路，一个上行链路)；然而，应理解，这些通信接口可以是相同的物理接口，但在逻辑上是分开的。用于维护通信信道和操作会话的基础设施装置的其它部分可根据通信解决方案的确切类型和设立而不同，但这不在本发明的范围内，并且将由技术人员所理解。

通信网络的基础设施侧可设置为以对带有同一识别码的多个UE相似的方式，处理通常只对一个特定识别码有效的功能和方法，例如，寻呼、位置调整、定位和路由功能。

为处理法律问题，可存在内置到基础设施中用于处理开票、安全和其它正常操作事项的功能。群组中每个用户的标识可在应用层完成(例如，正如当今的PoC一样)，这是因为这些群组中的用户将在无线电接入网络(RAN)中被视为同一用户/UE。

网络和用户应用也可能可利用SIP/IMS中的P报头跟踪其多方(parties)在网络内的位置。这随后可进一步用于避免多个寻呼响应、RA或小区更新。因此，例如通过优先级在多个UE中指配的一个UE将响应。

IMSI和/或IMEI或诸如TLLI等其它对应标识符也可由网络使用以便决定是否将以与通常的操作方式相比不同的方式处理此UE。

图3示出根据本发明，用于设立和维护群组会话的方法。

301.接收多个UE中相同的标识参考；UE可从标识硬件接收此参考，它可存储在UE中，或者它可使用合适的通信信道从基础设施装置或参与UE之一传送；

302.在至少一个基础设施网络装置中如此注册此标识，以便使基础设施装置知道为某个会话的通信使用此标识；

303.将与此会话有关的通信数据从UE发送到基础设施装置；

304.使用相同的标识参考将通信数据从基础设施装置发送到群组中每个UE部分。

305.在多个UE中接收通信数据。

借助于根据本发明的解决方案：

-通过RAN的多播传输可得以实现，而不实现MBMS支持；

-无线电接入网络可得到有效地利用；以及

-可能升级现有UE以便能够参与根据本发明的群组通信会话，而不进行硬件更改或只有轻微的更改(例如，将SIM卡更改为带有多个标识参考的SIM卡)。

在本发明的一个实施例中，标识参考在所有UE中不相同，但标识参考可部分相同，例如，参考的指定长度可相同，并且参考的剩余长度部分可对每个UE是独特的。这具有允许其它UE和/或基础设施识别参与群组会话的通信UE的优点。例如，在此类情况下，由于即使每个UE参与群组通信，基础设施也可单独识别每个UE，因此，基础设施能够记录单独用户的行为，并向用户或UE提供单独的服务。

本发明也可在基础设施装置(例如，基站)中部分实现，该装置因而被设置为处理此类型解决方案。图4示出基站5，该基站带有处理单元401、至少一个存储器单元402，并可选地带有用于操作基础设施装置5的其它单元403(例如，如技术人员理解的功率单元、协处理器等等)。此外，基站5具有用于与终端进行无线通信的通信接口404和用于与基础设施网络通信的通信接口405。

应注意的是，“包括”一词并不排除所列元素或步骤外其它元素或步骤的存在，并且元素前的不定冠词“一”并不排除存在多个此类元素。还应注意的是，任何参考标记不限制权利要求的范围，并且多个“部件”、“单元”或“装置”可由相同的硬件项表示。

上面提到和描述的实施例只作为示例提供，不应限制本发明。本领域的技术人员将明白如下述专利权利要求中所述的本发明范围内的其它解决方案、使用、目的和功能。

BSC 基站控制器

BSS 基站系统

DL 下行链路

GERAN GSM EDGE无线电接入网络

GGSN 网关GPRS支持节点

GSM 全球移动通信系统

IMEI 国际移动设备识别码

IMSI 国际移动订户识别码

LLC 链路层控制

LTE 长期演进

MBMS 多媒体广播多播服务

PTT 按讲

RA 路由区

RLC AM 无线电链路控制确认模式

SGSN 服务GPRS支持节点

SIM 订户识别码模块

SIP/IMS 会话发起协议/IP多媒体子系统

TBF 临时块流

TLLI 临时链路层标识符

TMGI 临时移动群组标识符

TS 时隙

UE 用户设备

UL 上行链路

WCDMA 宽带码分多址

Claims

1.一种用于为包括至少一个无线电覆盖小区和至少一个基站系统(5)的通信系统(10)中参与群组通信的多个终端(1，2，3，4)允许有效利用无线电接入网络资源的方法，包括以下步骤：

-为所述群组通信内的每个终端提供至少部分相同的标识参考；

-至少部分地向基础设施网络将所述参与终端标识为一个相同的识别码；

-使用用于通信数据传输的多播协议，将通信数据从基础设施装置发送到使用所述至少部分相同的标识参考的所述群组通信的每个终端部分。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述识别码至少是所述终端的订户识别码模块，即SIM卡的国际移动订户识别码，即IMSI或在所述终端的存储器中存储的IMSI之一。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述终端具有相同的国际移动设备识别码，即，IMEI。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述终端具有可识别的国际移动订户识别码，即IMSI，或国际移动设备识别码，即IMEI，以便能够访问所述网络，从而得到提供到带有独特IMSI或IMEI的终端的正常功能。

5.如权利要求1所述的方法，还包括将所述群组通信的终端部分之间的通信数据加密的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述通信是按讲会话。

7.一种在通信网络(10)中用于无线通信的终端(1，2，3，4，200)，包括：

-处理单元(201)；

-存储器单元(202)；

-通信接口(204)；

其中所述处理单元设置为运行软件以便使用由同一群组通信内多个终端使用的标识参考来参与群组通信。

8.如权利要求7所述的终端，具有多个识别码参考，例如，国际移动订户识别码，即IMSI。

9.如权利要求8所述的终端，其中与不同终端的任何其它识别码相比，所述识别码之一是独特的，即一个“专用IMSI”也驻留在所述终端中。

10.如权利要求7所述的终端，其中所述终端是至少在GSM、WCDMA和LTE系统之一中的移动终端或用户设备。

11.如权利要求7所述的终端，其中所述标识参考对于参与所述群组通信的所有终端至少部分相同。

12.一种在无线通信网络中的基础设施装置(5)，包括：

-处理单元(401)；

-存储器单元(402)；

-访问通信接口(404)，用于与终端(1，2，3，4)通信；

-网络通信接口(405)，用于与基础设施网络(6)通信；

其中所述处理单元设置为使用多播协议将通信数据发送到多个终端，并且设置为处理适合群组通信的其它功能，其中与所述基础设施装置通信的终端具有至少部分相同的标识参考。

13.如权利要求12所述的基础设施装置，其中所述功能是寻呼功能/方法、定位和路由区更新功能。

14.一种用于无线群组通信的基础设施网络(10)，包括：

-至少一个基础设施装置(5)；

-至少一个无线电覆盖小区；

-至少两个终端(1，2，3，4)，设置为以无线方式与所述无线电覆盖小区中的所述基础设施装置通信，每个终端具有标识参考；

其中所述终端使用至少部分相同的标识参考，并且所述基础设施装置使用多播协议、借助所述至少部分相同的标识参考发送通信数据。