CN102857878A - 一种集群建立方法及系统及网络侧设备及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集群建立方法及系统及网络侧设备及终端，此方法包括：网络侧设备收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端以使所述终端根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；所述网络侧设备向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼以使所述小区内的终端收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。上述方案可以在移动终端网络中实现集群建立，在原有的移动系统的接入网中使集群呼叫以较快的速度建立达到组呼目的，满足集群通信需要，完善移动网络的功能。

Description

一种集群建立方法及系统及网络侧设备及终端

技术领域

本发明涉及集群通信领域，尤其涉及一种集群建立方法及系统及网络侧设备及终端。

背景技术

集群通信系统是移动通信系统的一个重要分支，到目前为止应用依然局限在专业移动通信领域。早期的专用移动通信主要是由点对点半双工通信的无线电对讲机来完成，在80年代初专用移动通信系统发展成为由单频道、单基地台构成的模拟通信系统，这种通信系统只能提供语音通信功能，适合小范围的专业部门使用。之后，专用移动通信系统不断发展，逐渐形成了多频道、单基地台的通信系统，这样就可以利用多频道提供话音及非话音业务，且功能相应增多。在引入多频道并且使之能够共享以后，集群通信的概念就诞生了。现代的集群通信系统除了具有通话功能之外，还有命令传输、遥测、遥控等功能，同时还要支持数据业务等众多功能，和蜂窝通信相比，除话音通信有着较大应用模式的差别外，在其它应用领域两者越来越接近。集群通信的话音通信有着显著的特点，即采用一键对讲(Push To Talk，简称PTT)按键以一按即通的方式接续，被叫无须摘机即可接听，且接续速度快，并要支持群呼等功能。

集群业务主要服务于工作相关的人员之间的便捷通信，语音组呼业务是集群通信提供的主要业务，也称作PTT业务。集群系统将2个或更多的用户定义为一个组，组内用户可以同时参与通话，当组呼没有建立时，组内用户可以发起呼叫建立一个集群，一旦组呼已经建立，组内用户通过按PTT键，进行半双工通信，一个用户讲话时，所有其它用户都可以听到该用户的话音，当没有讲话用户时，任何用户都可以通过按PTT键请求讲话，网络允许后即成为讲话者。

在我国只推荐欧洲电信标准协会ETSI的陆地集群无线通信(TETRA)和美国Motorola的集成数字增强型网络(integrated Digital EnhancedNetwork，iDEN)作为我国数字集群行业推荐标准。

由欧洲电信标准协会(ETSI)推荐的全欧集群无线电(Trans EuropeanTanked Radio，简称TETRA)标准，现在已改称为陆上集群无线电(TErrestrialTrunked Radio)，其采用TDMA技术。TETRA系统是一个空中接口信令开放的系统.

MOTOROLA公司的iDEN意思是综合数字增强型网络，其前身叫做MOTO集群无线系统(MOTOROLA Integrated Radio System，简称MIRS)，工作在800MHz频段，采用TDMA技术。

GoTa(Global open Trunking architecture)是基于CDMA 1X技术面向新技术演进的数字集群通信系统”，目标是“满足共网集群需要，兼顾专网集群应用”。

从总体上看，目前在中国应用最广的是TETRA和iDEN系统，采用的技术与第二代移动通信系统类似。TD-SCDMA是我国自主研发的第三代移动通信技术，基于时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access，简称TD-SCDMA)系统实现集群通信，有巨大的优势，一是关键技术都是自主拥有，二是可以充分利用第三代移动通信技术的固有优势，例如容量大，频谱利用率高等，但现有技术中没有在TD-SCDMA网络中实现集群呼叫的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集群建立方法及系统及网络侧设备及终端，为在移动通信网络中实现集群建立提供解决方案。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集群建立方法，包括：网络侧设备收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端以使所述终端根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；所述网络侧设备向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼以使所述小区内的终端收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述集群呼叫建立请求中携带以下参数：终端标识、集群标识、终端优先级、集群业务类型。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述集群信道资源配置信息包括：所述集群的物理信道即物理集群信道的信息、所述集群的传输信道即集群信道的信息、所述集群的逻辑信道即用于传输信令的集群专用控制信道和用于传输业务数据的集群业务信道的信息。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述终端与所述网络侧设备完成物理层同步后，通过集群专用控制信道通知所述网络侧设备集群呼叫建立完成消息。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述网络侧设备收到所述集群呼叫建立完成消息后，更新各小区的集群公共控制逻辑信道，向各小区发送集群寻呼。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述集群公共控制逻辑信道映射的物理信道是辅助公共控制物理信道或高速下行共享物理信道。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

终端加入所述集群后通过集群业务信道接收集群中其它终端的业务数据。

进一步地，上述方法还可以具有以下特点：

所述网络侧设备为所述集群在MAC层设置集群专用MAC层实体。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种网络侧设备，所述网络侧设备包括集群信道资源配置信息通知模块、集群寻呼模块；所述集群信道资源配置信息通知模块，用于在收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端；所述集群寻呼模块，用于在与所述终端完成物理层同步后，向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种终端，所述终端，用于发起集群呼叫建立请求；还用于从网络侧设备收到所属集群的集群信道资源配置信息后，根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；还用于收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集群呼叫建立系统，包括上述网络侧设备和上述终端。

上述方案可以在移动终端网络中实现集群建立，在原有的移动系统的接入网中使集群呼叫以较快的速度建立达到组呼目的，满足集群通信需要，完善移动网络的功能。本方案可适用于TD-SCDMA网络。

附图说明

图1是实施例中集群呼叫建立方法流程示意图；

图2是集群呼叫建立方法中逻辑信道、传输信道和物理信道的映射图；

图3是集群呼叫建立方法中MAC-T设置示意图；

图4是具体实施例中集群呼叫建立方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，集群呼叫建立方法包括：

网络侧设备收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端以使所述终端根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；所述网络侧设备向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼以使所述小区内的终端收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。

集群区域可以是系统预先设定的区域，此区域可覆盖一个或多个小区。

集群呼叫建立请求中携带以下参数：终端标识、集群标识、终端优先级、集群业务类型。

集群信道资源配置信息包括：所述集群的物理信道即物理集群信道的信息、所述集群的传输信道即集群信道的信息、所述集群的逻辑信道即用于传输信令的集群专用控制信道和用于传输业务数据的集群业务信道的信息。

本方法中新增的逻辑信道包括：

集群公共控制逻辑信道(Trunking Common Control Channel，简称TCCCH)，该信道是一个单向下行逻辑信道，主要用来在小区内广播本小区上多个集群的信息，在该逻辑信道上发送的集群的信息包括：集群标识、集群的传输层信息、集群的物理配置信息，集群的状态等，发送方式为周期性发送，一个小区中设置一条TCCCH信道，小区中的所有组呼共享该信道。小区周期性的发送TCCCH信息，包括所有当前正在进行的PTT业务。周期性发送的TCCCH信息包含无线承载信息和物理层信息，以实现听者持续进行PTT业务和终端进行迟后接入。

承载该逻辑信道的传输信道需要映射在一条在小区内进行全向发射的物理信道上，此全向发射的物理信道的配置信息通过系统信息广播通知终端。此TCCCH逻辑信道映射的物理信道是辅助公共控制物理信道(SCCPCH)或高速下行共享物理信道(HS-PDSCH)。

集群专用控制信道(Trunking Dedicate Control Channel，简称TDCCH)，该信道是一个双向逻辑信道，前向可以用来传输点对多点和对单个用户终端的信令消息，反向可以用来传输单个用户的信令消息。一个小区中一次组呼一条TDCCH信道，下行共享，上行竞争共享。

集群业务信道(Trunking Traffic Channel，简称TTCH)，此信道主要用来传输集群的业务数据，该信道是一种双向信道，每个小区一条，下行方向信道小区共享，实现集群业务的点对多点的组播，上行方向由授权讲者终端使用。

本方法中新增的传输信道包括：

集群信道(Trunking Channel，简称TCH)，此传输信道为双向业务信道，下行用来承载TTCH和下行TDCCH逻辑信道，小区内所有组呼相关集群终端用户共享。上行用来承载TTCH和上行TDCCH逻辑信道，由授权讲者用户使用。

本方法中新增的物理信道包括：

物理集群信道(Physical Trunking Channel，简称PTCH)此物理信道是一一条双向信道，下行信道小区中所有组呼相关集群用户终端共享，上行信道只有被授权的讲者终端可以使用，即只允许主叫用户抢占使用。该信道突发结构与DPCH相同，但上行PTCH不包含SS，TPC物理层信令，包括TFCI物理层信令。下行PTCH可以承载SS，TPC和TFCI物理层信令。在组呼过程中，只有组呼讲者所在的小区的Node B和讲者才使用下行PTCH物理信道上SS和TPC命令，来实现上行PTCH的上行同步保持和功率控制。

如图2所示的信道映射图，TDCCH和TTCH逻辑信道承载于TCH传输信道上，TCH传输信道承载于PTCH上。TCCCH逻辑信道映射的物理信道是辅助公共控制物理信道(SCCPCH)或高速下行共享物理信道(HS-PDSCH)。网络侧设备在广播中增加TCCCH的配置信息。使得UE接收广播信息后，获知TCCCH的配置信息，就可以读取TCCCH上承载的信息。

上述方法还包括：终端与所述网络侧设备完成物理层同步后，通过集群专用控制信道通知所述网络侧设备集群呼叫建立完成消息。

上述方法还包括：网络侧设备收到所述集群呼叫建立完成消息后，更新各小区的集群公共控制逻辑信道，向各小区发送集群寻呼。

上述方法还包括：如图3所示，所述网络侧设备为集群在MAC层设置集群专用MAC层实体(MAC-T)。在一个RNC内，对于一个集群，只对应于一个MAC-T，MAC-T的作用是，在下行方向，完成集群各种专用逻辑信道的复用，包括集群专用控制信道和集群业务信道；然后将复用后的数据复制到各个小区，在上行方向，因为完成对集群中唯一的讲用户的集群信道上的数据进行解复用，然后分发到各个集群专用的逻辑信道。

上述方法还包括：终端加入所述集群后通过集群业务信道接收集群中其它终端的业务数据。

集群建立系统包括网络侧设备和终端。

网络侧设备包括集群信道资源配置信息通知模块、集群寻呼模块；集群信道资源配置信息通知模块用于在收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端；集群寻呼模块用于在与所述终端完成物理层同步后，向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼。

终端用于发起集群呼叫建立请求；还用于从网络侧设备收到所属集群的集群信道资源配置信息后，根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；还用于收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。

两者相应的其它功能与上述方法中描述的相同，此处不再赘述。

下面通过具体实施例对上述方法进行详细说明。

预先配置TCCCH逻辑信道，物理信道为SCCPCH，传输信道为FACH。这一套配置与原来移动系统(例如TD-SCDMA)中的SCCPCH-FACH/PCH的配置相独立互不影响。如图4所示，具体实施例中集群呼叫建立方法包括：

步骤1，UE采用随机接入过程，在随机接入信道(RACH)上发送集群呼叫建立请求(PTT CALL SETUP REQ)。

UE在呼叫建立请求消息中至少包括UE标识、集群标识、UE自身的优先级、以及集群业务类型(组呼、广播呼叫、紧急呼叫、私密呼叫等类型)。

步骤2，网络侧设备通过快速接入信道(FACH)向UE发送集群呼叫建立消息(PTT CALL SETUP)，将集群信道资源配置信息通知至UE。

网络侧设备收到UE的集群呼叫建立请求后，还可以根据集群调度算法，判决是否允许UE建立集群业务，如果允许，网络侧设备为该集群分配信道资源，传输信道为TDCH，配置信息与DCH类似，物理信道为TPDCH，配置信息与DPCH类似，逻辑信道为TTCH和TDCCH，TTCH用来传输业务数据，TDCCH用来传输信令，网络侧设备向UE回应集群呼叫建立消息，消息中携带集群信道资源配置信息。集群信道资源配置信息包括上述传输资源配置和物理资源配置。

在应用中，可以由网络侧设备和UE事先约定集群信道资源配置信息，网络侧设备只需在集群呼叫建立消息中携带默认配置标识，此标识对应一套默认的资源配置。这样可以大大缩短消息长度，减少时延。

步骤3，UE与网络侧设备进行物理层同步。

UE与网络侧设备进行物理层同步时，根据集群信道资源进行相应同步操作。

步骤4，UE向网络侧设备发送集群呼叫建立完成消息(PTT Call SetupComplete)，此信令消息通过上行的集群专用控制信道(TDCCH)发送给网络。

步骤5，网络侧设备更新在集群公共控制逻辑信道(TCCCH)上需广播的信息并广播发送。

网络侧设备在该集群覆盖的相关小区中都建立集群相关的资源，当资源建立好后，更新该小区的TCCCH上的信息，因为TCCCH上承载该小区上已经建立的集群的资源分配信息。

在广播中新增广播信息块，假设为SIB30，用于发送TCCCH相关的配置信息，包括：TCCCH相关的SCCPCH的物理层信息，TCCCH相关的FACH信道的传输层信息，TCCCH信道上消息发送的周期等。

步骤6，网络侧设备在集群区域覆盖的小区内发送寻呼消息，还通过集群公共控制逻辑信道(TCCCH)周期发送集群信道信息。

步骤7，被叫UE收到寻呼消息后，读取寻呼消息中的集群标识，收听集群公共控制逻辑信道(TCCCH)，获得集群标识对应的集群的传输层信息和物理层信息，被叫UE接入网络。

对于集群已经建立，UE后开机的情况，那么UE可以直接收听集群公共控制逻辑信道，获得集群ID对应的传输层信息和物理层信息，然后立刻与网络同步，也达到了快速接入的目的。

步骤8，被叫UE与网络侧进行物理层同步，在集群业务信道(TTCH)上接收业务数据。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (11)

1.一种集群建立方法，其特征在于，

网络侧设备收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端以使所述终端根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；

所述网络侧设备向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼以使所述小区内的终端收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述集群呼叫建立请求中携带以下参数：终端标识、集群标识、终端优先级、集群业务类型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述集群信道资源配置信息包括：所述集群的物理信道即物理集群信道的信息、所述集群的传输信道即集群信道的信息、所述集群的逻辑信道即用于传输信令的集群专用控制信道和用于传输业务数据的集群业务信道的信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述终端与所述网络侧设备完成物理层同步后，通过集群专用控制信道通知所述网络侧设备集群呼叫建立完成消息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述网络侧设备收到所述集群呼叫建立完成消息后，更新各小区的集群公共控制逻辑信道，向各小区发送集群寻呼。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述集群公共控制逻辑信道映射的物理信道是辅助公共控制物理信道或高速下行共享物理信道。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

终端加入所述集群后通过集群业务信道接收集群中其它终端的业务数据。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述网络侧设备为所述集群在MAC层设置集群专用MAC层实体。

9.一种网络侧设备，其特征在于，

所述网络侧设备包括集群信道资源配置信息通知模块、集群寻呼模块；

所述集群信道资源配置信息通知模块，用于在收到集群区域内的终端发起集群呼叫建立请求后，将所述终端所属集群的集群信道资源配置信息通知至所述终端；

所述集群寻呼模块，用于在与所述终端完成物理层同步后，向所述集群区域覆盖的小区发送集群寻呼。

10.一种终端，其特征在于，

所述终端，用于发起集群呼叫建立请求；还用于从网络侧设备收到所属集群的集群信道资源配置信息后，根据所述集群信道资源配置信息与所述网络侧设备进行物理层同步；还用于收到所述集群寻呼后，通过读取集群公共控制逻辑信道获得所述集群的集群信道资源配置信息，根据所述集群资源配置信息加入所述集群。

11.一种集群建立系统，其特征在于，包括权利要求9所述的网络侧设备和权利要求10所述的终端。

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