具体实施方式
现有集群业务实现过程中,网络无法得知终端当前是否支持联合传输方式的组呼叫业务,以及终端所支持的集群业务的最大下行速率。如果网络不知道终端是否支持联合传输方式的组呼叫业务,则无法知道终端是否在接收组呼下行数据,也不知道是否应该对该终端采用其他传输方式发送组呼下行数据。如果网络不知道终端支持的最大下行速率,则无法知道如何确定下行组呼承载的速率。
本发明实施例针对上述问题,提供了一种集群业务实现方案,该方案中,终端在接入网络过程中,在NAS(Non-Access Stratum,非接入层)请求中携带表明自己是否支持联合传输方式的集群组呼的指示信息,并携带IE(Information Element,信息单元)以表明自己所支持的最大下行组呼承载的速率。具体的,终端发起Attach(附着)请求时,携带指示信息以表明自己是否支持联合传输方式的集群组呼,并携带IE以表明自己所支持的最大下行比特速率。这样,网络根据收到的终端能力信息,选择合适的组呼传输方式,并在建立S1接口上的下行组呼承载时,根据收到的所有终端支持的最大下行比特速率,选择合适的承载速率来发送集群业务下行数据。
下面以基于LTE网络的集群业务为例,结合附图对本发明实施例进行详细描述。
参见图1,为本发明实施例中的基于LTE网络的集群业务组网架构示意图,该架构中包括UE(用户设备)、eNB(演进型基站)、TMSE(Trunking Mobility Session Entity,集群移动性会话管理实体)、HSS(Home Subscriber Server,归属签约用户服务器)、调度服务器(Server)、调度台和操作维护台几部分。其中:
UE是指用户可以直接操作的设备,如移动终端、固定台等,具有PTT业务功能。
eNB(演进基站)主要用于对终端进行无线接入服务,此外还具有无线集群业务功能。
TMSE(Trunking Mobility Session Entity,Trunking移动会话实体)是TD-LTE集群系统核心网部分的主要网元,一个TMSE实体可集成LTE网络中MME(Mobility Management Entity,移动性管理实体)、SGW(服务网关)和PDN-GW(Packet Data Network,分组数据网络网关,简称P-GW)功能,此外,TMSE还具有集群业务相关的功能。当网络规模很大时,通过多TMSE组网的方式,实现广覆盖。
HSS(Home Subscriber Server,归属用户服务器)主要用于集群用户数据管理和用户接入鉴权。
调度服务器主要用于集群呼叫控制、调度功能控制、用户数据管理和集群补充业务控制。针对多TMSE场景,能够实现媒体面数据复制、转发等功能。
调度台主要提供人机操作可视界面,呈现信息和触发调度业务,并且能够在紧急呼叫时产生告警。
UE与eNB之间为LTE-Uu接口,eNB与TMSE之间通过S1接口(S1-T)接口交互,TMSE与HSS之间通过S6a接口(S6a-T)交互,TMSE之间通过T-3接口交互,TMSE与调度服务器之间通过T-1接口交互,调度服务器与调度台之间通过T-2接口交互。
网络可以使用两种组呼方式:一种是单小区组呼方式,即空口采用广播方式传输下行组呼数据;另一种是多小区联合传输方式,即空口采用MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Services,多媒体组播广播业务)方式传输下行组呼数据。
基于以上组网架构,图2为本发明实施例提供的终端(这里为移动终端)的网络附着流程示意图,该流程中,终端通过NAS消息,如Attach(附着)请求消息和PDN Connectivity Request(PDN连接请求)消息,上报自己的集群业务能力信息给网络侧,该流程可包括:
步骤201,终端(以下简称UE)向eNB发送Attach Request(附着请求),其中携带集群网络选择指示信息。除此以外,本发明实施例通过Attach Request将该UE是否支持多小区联合传输方式(即TMBMS方式)的指示信息,以及该UE所支持的集群业务的最大下行速率发送给网络侧。
具体实施时,Attach Request消息和PDN Connectivity Request都属于NAS(Non-Access Stratum,非接入层)消息,通常一起发送。本发明实施例中,通过Attach Request消息携带是否支持TMBMS的指示信息,通过PDN Connectivity Request消息携带UE所支持的集群业务的最大下行速率。
具体的,UE可使用现有Attach Request消息中的保留比特,携带是否支持TMBMS的指示信息。例如,UE在Attach Request消息中的“UE network capability(UE网络能力)”信息单元中携带“TMBMS Supported”指示信息,该指示信息可占用1bit,用于指示是否支持TMBMS(比如,0标识支持TMBMS,1表示不支持TMBMS)。表1示出了“UE network capability”信息单元的格式,其中,octet7中的bit6(即第7字节的第6比特位)用于表示UE是否支持TMBMS。
表1:UE network capability IE的设计
UE也可以通过在Attach Request消息中新增信息单元的方式,携带是否支持TMBMS的指示信息。例如,考虑到为了让专网集群UE的终端也能够接入公共移动网络,可在Attach Request消息中增加新的信息单元(如信息单元:UE network capability IE)携带“TMBMS Supported”指示信息,以防止改动3GPP协议中的现有信息单元。表2示出了新增的信息单元(称为UE network capability IE),用来指示UE是否支持TMBMS,其中,第1-4比特用来指示信息单元类型(即此信息单元为Trunk capability IE),第5比特用来指示UE是否支持TMBMS,第6-8比特预留,可用于后续扩展。
表2:UE network capability IE的设计
UE可通过在现有PDN Connectivity Request消息中新增信息单元的方式,携带UE所支持的集群业务的最大下行速率。例如,可在PDN Connectivity Request消息中新增信息单元:“Supported Trunk bearer capabilities(支持Trunk承载能力)”,以指示UE所支持的集群业务的最大下行速率。表3示出了“Supported Trunk bearer capabilities”信息单元的格式,其中,第1字节用来表示信息单元类型(即此信息单元为Trunk bearer capabilities IE),第2字节用来表示该信息单元的长度(即所占字节数目),第3字节用来指示UE所支持的集群业务的最大下行速率,第4字节预留,可用于后续扩展。
表3:Supported Trunk bearer capabilities IE的设计
以下步骤202~217基本与常规网络附着流程类似,简述如下:
步骤202,eNB根据集群网络选择指示信息和Attach Request中携带的全球唯一临时标识(GUTI),或者根据其它的TMSE选择策略,确定所要附着的TMSE,并将该Attach Request发送给该TMSE。
步骤203,如果步骤202中eNB确定出的TMSE(图中示为TMSE-new)与UE之前附着的TMSE(图中示为TMSE-old)不同,则TMSE-new还要从TMSE-old获取用户身份信息和鉴权相关信息。如果步骤202中eNB确定出的TMSE与该UE之前附着的TMSE相同,或者本流程为UE开机后的初始网络附着流程,则步骤203不会发生。
步骤204,TMSE与UE之间进行双向鉴权,该过程为标准3GPP协议过程。此步骤为可选操作。
步骤205~208,鉴权成功后,TMSE发起用户位置更新过程,在该过程中,TMSE向HSS发送Update Location(位置更新)消息,HSS根据该消息向TMSE发送Insert subscriber data(插入签约数据)消息,从而在TMSE中插入该UE的用户数据。此过程为可选操作,若未发生位置更新,则可以不执行该过程。
步骤209,TMSE为UE创建默认承载,并为UE分配IP地址和集群组IP地址,发送初始上下文建立请求(附着接受消息(Attach Accept))给eNB。
步骤210,eNB 发送RRC连接重配置消息给UE,其中包含EPS(Evolved Packet System,演进分组系统)的RB ID和 Attach Accept 消息。
步骤211,UE发送 RRC连接重配置完成消息给eNB。
步骤212,eNB 发送初始上下文建立响应(Initial Context Response)消息给TMSE。该Initial Context Response 消息中包含 eNB的TEID 以及eNB的地址,该地址用于集群S1接口用户面(S1_Tu)参考点的下行业务。
步骤213,UE发送一条直传(Direct Transfer)消息给 eNB,该消息包含附着完成(Attach Complete)消息。
步骤214,eNB使用上行NAS传输消息转发Attach Complete消息给TMSE。
步骤215,TMSE为该UE所在的所有组创建集群组下行承载链路。即针对每一个组,TMSE建立TMSE到eNB之间的单向GTP-U隧道,用于承载从TMSE到eNB的下行数据。
步骤216~217,TMSE向调度Server发送在网指示消息。
通过上述网络附着过程,集群业务请求UE将其集群能力信息上报给该UE所附着的TMSE(即该UE的服务TMSE),该UE的服务TMSE为该UE建立缺省承载,并进行集群业务注册。
当UE需要进行集群业务时,触发组呼建立过程,在该过程中,网络侧根据该被叫UE在网络附着过程中所上报的集群业务能力信息,为该被叫UE选择合适的组呼传输方式以及选择合适的下行组呼承载速率。如图3所示,主叫UE(UE1)与eNB建立RRC连接后,该流程可包括:
步骤1,UE1发起组呼建立请求,该请求经eNB1透传给TMSE1(TMSE1为UE1的服务TMSE)。
步骤2~3,TMSE1将该组呼建立请求转换为会话启动协议(Session Initiation Protocol,SIP)邀请(Invite)消息,并发送给调度Server。如果出现异常则通知TMSE本次组呼释放。
步骤4,调度Server对UE1授权成功后,将SIP Invite消息对应的181临时响应发送给TMSE1,通知TMSE1该呼叫正在进行中。
步骤5~10,如果UE1处于空闲态,TMSE1为主叫用户建立上行链路,发送初始上下文建立请求给eNB1,以触发UE1进行RRC连接重配置。如果主叫UE1处于连接态,TMSE1为主叫用户建立默认承载后,发起专有承载建立请求,以触发UE1进行RRC连接重配。
步骤11,调度Server收到SIP Invite消息后,查询本地数据库,获取组呼的被叫UE(图3中的UE2……UEn)所属的所有TMSE(图3中的TMSE2……TMSEn)的地址,并分别发送Invite消息给每一个被叫UE的服务TMSE。
步骤12,被叫UE的服务TMSE(例如TMSE2),针对被叫组用户,发送组呼上下文建立请求消息给eNB2,以请求eNB为集群用户组建立上下文。
该步骤中,TMSE2根据附着到该TMSE上的属于该组呼的终端在网络附着过程中所上报的集群业务能力信息,确定出在建立组呼业务承载时采用的最大下行速率,以便根据确定出的下行速率与eNB2之间建立S1接口上的下行组呼承载。在确定组呼业务承载的最大下行速率时,可根据附着到该TMSE2的属于该组呼的所有终端支持的最大下行比特速率,采用一定的策略,选择合适的承载速率,比如可选择所有终端所支持的最大下行比特速率中的最小值,作为S1接口上的下行组呼承载的下行速率。在TMSE2与eNB2之间的关于该组呼的组呼下行承载已经建立的情况下,上述组呼下行承载建立过程可省略。
TMSE2还根据UE2在网络附着过程中所上报的集群业务能力信息,确定出对UE2所采用的组呼传输方式(如采用单小区组呼方式还是多小区联合传输方式进行组呼),并将确定出的组播传输方式通过组呼上下文建立请求消息指示给eNB2,以使eNB2在进行组呼下行数据传输时,根据该指示信息采用相应组呼方式向UE2传输集群业务下行数据。具体的,若UE2所支持的组呼方式的指示信息为支持联合传输方式组呼业务的指示信息,则TMSE2向eNB2指示UE2支持联合传输方式组呼业务,以使eNB2采用联合传输方式为UE2进行组呼下行数据传输;若UE2所支持的组呼方式的指示信息为不支持联合传输方式组呼业务的指示信息,则TMSE2向eNB2指示UE2不支持联合传输方式组呼业务,以使eNB2采用单小区组呼或者单呼方式为UE2进行组呼下行数据传输。
步骤13,eNB根据该组呼上下文建立请求消息为集群用户组建立上下文,向TMSE2返回组呼上下文建立响应消息。
此后的步骤14~21基本与常规流程类似,主要包括:调度Server收到任何一个被叫UE的服务TMSE转发的被叫UE的摘机200OK消息后,通过200OK消息发送组呼建立响应消息给TMSE1,该消息同时携带话权授权;TMSE1给UE1发送组呼建立响应,其中携带话权授权消息,用于为UE1授予话权;eNB1进行NAS消息直传,UE1接收到话权授权消息后,给TMSE1发送话权授权完成消息;调度Server通过SIP 通知(INFO)消息,携带话权占用内容给TMSE2;TMSE2发送话权占用消息给eNB2,用以指示eNB2通过广播方式发送话权占用消息给被叫UE。
此后,主叫UE和被叫UE间可通过建立的组呼承载进行集群业务数据传输。该过程中,eNB可根据各终端所支持的组呼传输方式,为各终端选择合适的组呼传输方式,向终端发送集群业务下行数据。
以上流程是以Attach Request消息和PDN Connectivity Request一起发送为例描述的,在现有标准中还允许PDN Connectivity Request消息独立发送,此种情况下,也可采用与上述流程类似的方式,通过Attach Request消息和PDN Connectivity Request消息,将终端的集群业务能力信息上报给网络侧。
进一步的,由于终端所支持的组呼方式的指示信息,可随终端的上下文信息在TMSE间迁移,但终端所支持的集群业务最大下行速率不会跟随终端的上下文迁移,因此本发明实施例中,当终端发生位置更新时,还在位置更新过程中上报自己所支持的集群业务最大下行速率。具体的,终端可将自己所支持的集群业务最大下行速率携带于位置更新请求消息上报给当前的服务TMSE,以便该TMSE根据该终端的集群业务能力,选择合适的组呼传输方式,并在建立S1接口上的下行组呼承载时,选择合适的承载速率来发送集群业务下行数据。
以上流程是以移动终端的网络附着和集群业务实现过程为例描述的,对于固定台类型的终端,其网络附着和集群业务实现过程与此类似,在此不再赘述。
通过以上描述可以看出,本发明实施例通过终端上报自己的集群业务能力信息,使网络侧可根据终端能力为该终端建立集群业务承载以及采用合适的集群业务传输方式,从而保证了终端对集群业务下行数据的接收。
基于相同的技术构思,本发明实施例还提供了一种网络设备和终端设备。
参见图4,为本发明实施例提供的网络设备的结构示意图,如图所示,该网络设备可包括:接收模块401、集群业务处理模块402,其中:
接收模块401,用于接收至少一个终端上报的集群业务能力信息,所述集群业务能力信息包括终端所支持的组呼方式的指示信息,以及所支持的集群业务最大下行速率;
集群业务处理模块402,用于根据接收到的所述至少一个终端上报的集群业务能力信息,建立下行组呼承载,并为终端选择组呼方式。
具体的,所述网络设备为TMSE;相应的,集群业务处理模块402可根据接收到的所述至少一个终端上报的终端所支持的集群业务最大下行速率,建立下行组呼承载,并将终端所支持的组呼方式信息指示给终端所属的基站,以使所述基站根据所指示的组呼方式向所述终端传输集群业务下行数据。
具体的,集群业务处理模块402可在根据终端的组呼建立请求建立相应的下行组呼承载时,根据所述至少一个终端中相应集群业务组内的终端所上报的终端所支持的集群业务最大下行速率,确定建立所述相应的下行组呼承载所采用的最大下行速率,根据确定出的最大下行速率建立所述相应的下行组呼承载;以及,在接收到终端的组呼建立请求后,根据所述终端上报的终端所支持的集群业务传输方式,将所述终端所支持的集群业务传输方式指示给所述终端所属的基站。
具体的,集群业务处理模块204可在建立下行组呼承载时,将所述至少一个终端中相应集群业务组内的终端所上报的终端所支持的集群业务最大下行速率中的最小值,作为建立所述相应的下行组呼承载所采用的最大下行速率。
具体的,集群业务处理模块402具体用于:若终端所支持的组呼方式的指示信息为支持联合传输方式组呼业务的指示信息,则向所述终端所属的基站指示所述终端支持联合传输方式组呼业务,以使所述基站采用联合传输方式为所述终端进行组呼下行数据传输;若所述终端所支持的组呼方式的指示信息为不支持联合传输方式组呼业务的指示信息,则向所述终端所属的基站指示所述终端不支持联合传输方式组呼业务,以使所述基站采用单小区组呼或者单呼方式为所述终端进行组呼下行数据传输。
具体的,接收模块401可通过接收所述至少一个终端上报的非接入层NAS消息,接收所述至少一个终端上报的集群业务能力信息。
具体的,接收模块401可通过接收终端在网络附着过程中发送的附着请求消息,获取其中携带的所述终端是否支持联合传输方式组呼业务的指示信息,通过接收终端在网络附着过程中发送的PDN连接请求消息,获取其中携带的所述终端所支持的集群业务最大下行速率。
具体的,接收模块401可通过附着请求消息中的终端网络能力信息单元或扩展信息单元,获取所述终端是否支持联合传输方式组呼业务的指示信息。接收模块401可通过PDN连接请求消息中的扩展信息单元,获取所述终端所支持的集群业务最大下行速率。
进一步的,接收模块401还可通过接收终端在位置更新的过程中发送的NAS消息,获取其中携带的所述终端所支持的集群业务最大下行速率。具体的,所述在位置更新过程中发送的所述NAS消息为位置更新请求消息。
参见图5,为本发明实施例提供的终端设备的结构示意图,如图所示,该终端可包括:消息生成模块501,、消息发送模块502,其中:
消息生成模块501,用于将自己所支持的组呼方式的指示信息,以及所支持的集群业务最大下行速率,携带于非接入层NAS消息,所述集群业务能力信息包括终端所支持的组呼方式的指示信息,以及所支持的集群业务最大下行速率;
消息发送模块502,用于向网络侧发送所述NAS消息,以使网络侧根据接收到的至少一个终端上报的集群业务能力信息,建立下行组呼承载,并为终端选择组呼方式。
具体的,所述NAS消息包括终端进行网络附着过程中发送的附着请求消息和分组数据网络PDN连接请求消息;相应的,消息生成模块501在终端进行网络附着的过程中,将本终端是否支持联合传输方式组呼业务的指示信息携带于附着请求消息,将本终端所支持的集群业务最大下行速率携带于PDN连接请求消息。
具体的,消息生成模块501可通过附着请求消息中的终端网络能力信息单元或扩展信息单元,指示所述集群业务终端是否支持联合传输方式组呼业务。
具体的,消息生成模块501可通过PDN连接请求消息中的扩展信息单元,指示所述集群业务终端所支持的集群业务最大下行速率。
进一步的,消息生成模块501还可在终端位置更新的过程中,将本终端所支持的集群业务最大下行速率,携带于NAS消息;相应的,发送模块502还可向网络侧发送所述位置更新过程中的NAS消息。具体的,所述位置更新过程中的NAS消息为位置更新请求消息。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。