CN105530615A - 基于sctp协议的组呼业务数据分组识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，首先在集群调度业务建立前确认无线接入系统和集群服务器之间存在可用的SCTP偶联；然后在集群调度业务建立过程中分配流标识；接着在组呼业务数据发送方在发送业务数据时，在数据中携带流标识，进行组呼业务数据分组标识；最后在业务数据接收方在接收组呼业务数据时，根据在数据中携带的流标识进行组呼业务数据分组识别。本发明使得端口资源利用率大大提高，传输识别效率有效增强，能够有效降低无线接入系统和集群服务器的处理复杂度，提高系统容量，增强系统可扩展性，降低集群通信网络的运营成本。

Description

基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法

技术领域

本发明涉及及移动通信技术领域，特别涉及集群通信系统，尤其涉及一种基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，集群通信系统作为近几年发展起来的一种灵活、高效的指挥调度通信系统，广泛应用于政府机关、机场码头、消防警察、工矿企业等领域。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所共用。集群通信系统是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。

组呼业务是集群通信系统提供的最基本、最常用的业务之一。组呼业务是在组呼区域内建立的一组用户参与的半双工语音或多媒体呼叫，通常一组用户由3个以上用户组成。在组呼通信过程中，组内只有一路上行链路，组内用户讲话时需要通过按下PTT键来申请或抢占上行链路并获得讲话权；组呼区域所包含的每个小区中有一个属于该组的下行链路，小区中属于该组的成员共享该下行链路。

SCTP(StreamControlTransmissionProtocol，流控制传输协议)，是在IP网络上使用的一种可靠的通用传输层协议。该协议最初是为发送信令消息而设计的。具有支持多归属、多流、用户数据分段、通路限制、可配置的无序发送、平滑关闭、多用户消息复用等特性，有很高的可靠性和安全性。基于此原因，很多对业务可靠性和安全性有要求的数据传输均采用SCTP协议作为传输层协议。SCTP偶联(Association)是在两个SCTP端点间的一个对应关系，包括两个SCTP端点、以及包括验证标签和传送顺序号码等信息在内的协议状态信息。流(Stream)是指从两个SCTP端点建立的一个单向逻辑通道，用于区分不同流，对于顺序递交业务，在这个通道中所有的用户消息必须按照顺序进行递交。

宽带集群通信系统通常由终端、无线接入系统和集群服务器三部分构成，也可以将无线接入系统再细分为基站和核心交换系统两部分。通常情况下，无线接入系统和集群服务器之间需要支持大量的集群用户来为用户提供大范围的集群业务，即，在有限数量的无线接入系统设备以及集群服务器之间需要提供需要对大量集群用户以及多路组呼业务数据进行管理和调度指挥控制。

根据集群组呼业务的特点，业务形式多采用广播或者组播方式。对于支持IP化终端的系统，系统多采用组播IP的方式实现对组呼业务数据的广播或者组播；对于仅支持非IP化终端的系统，系统多采用将组呼业务数据单播给无线接入系统，并由无线接入系统识别和区分不同组呼业务数据，广播给对应的终端。

集群通信系统中实现集群组呼业务时，由于集群服务器作为集群控制中心以及业务数据交换中心，对于识别不同的组呼业务数据来实现数据中转调度、分类优先级控制等功能均具有重要意义。通常情况下，在集群服务器与无线接入系统间典型的组呼业务数据的分组识别方法有两种：基于IP信息的分组识别方式和基于端口的分组识别方式。

(1)基于IP信息的分组识别方式是根据网络层目的IP地址作为区分组呼业务分组数据的标识。即，不同的组呼业务数据使用不同的IP地址，该地址可以是单播地址，通常采用组播地址。对于单播IP地址的方式，接收端需要绑定相应的IP地址，并时时监控该IP地址中的数据。对于组呼IP地址的方式，接收端需要加入多个组播组，并监听不同的组播IP来接收和区分不同组呼的业务数据。

在基于IP信息的分组识别方式下，集群服务器或者无线接入系统在接收到组呼业务数据后，首先分析组呼业务数据包中的IP头部信息，从IP头部信息中提取目标IP地址，并根据预先在系统内部建立的匹配信息表，查找对应该目标IP地址的组呼信息，从而实现对组呼业务分组数据的识别，以便后续采取进一步的操作。

(2)基于端口信息的分组识别方式在传输层多采用UDP协议，并以UDP协议头中的目的端口号作为区分组呼业务数据包标识。即，集群服务器与无线接入系统采用单播IP，并监听不同的端口来接收和区分不同组呼的业务数据。

在基于端口信息的分组识别方式下，集群服务器或者无线接入系统在接收到组呼业务数据后，首先分析组呼业务数据包中的UDP头部信息，从UDP头部信息中提取目标端口，并根据预先在系统内部建立的匹配信息表，查找对应该目标端口的组呼信息，从而实现对组呼业务分组数据的识别，以便后续采取进一步的操作。

基于IP的分组识别方式中，其典型的系统为基于TD-LTE的集群通信系统，对于使用单播IP地址的方式，无线接入系统和集群服务器作为接收端时均需要维护大量的IP地址来实现识别不同组呼业务数据的目的，在IP地址受限的情况下，该方式将严重影响系统中集群组呼业务容量的可扩展性，限制集群系统在实际部署中的应用价值。对于使用组播IP地址的方式，无线接入系统和集群服务器作为接收端除了需要维护和绑定大量的组播IP地址外，还需要通过组播加入技术动态加入IP组播组，并要求当前网络中的各服务器和路由器支持组播相关协议，包括组成员关系协议、域内组播路由协议、域间组播路由协议等，无线接入系统和集群服务器均需要使用大量辅助技术减少和降低组播技术对外部网络组网结构的依赖性。其技术复杂度和处理复杂度会严重影响呼叫建立时间，大量组播IP的处理效率同样会随着组呼的数目的增加而降低。

基于端口的分组识别方式中，终端、无线接入系统和集群服务器作为接收端时，对于不同的组呼使用不同的端口，由于端口总数目为65535，其实际使用受限严重并影响系统中集群组呼业务容量的可扩展性，限制集群系统在实际部署中的应用价值。同时，在大规模组网的情况下，由于集群系统组网模型存在多对多的特性，即，同一组呼可能会涉及多个无线接入系统和多个集群服务器。在此情况下，由于不同无线接入系统会随机将端口分配给不同的组呼业务，会出现同一组呼业务数据在不同无线接入系统中使用不同端口进行发送和接收的情况，集群服务器要发送组呼业务数据给不同无线接入系统时需要动态调整端口信息，将会增加集群服务器的处理复杂度，从而增加组呼业务数据处理和转发的速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，能够在快速有效的进行数据分组识别，同时有效提高系统的可扩展性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:

基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，该方法基于SCTP协议的偶联和流实现，通过偶联和流标识对组呼业务数据进行分组标识，具体包含以下步骤：

步骤1)，在集群调度业务建立前确认无线接入系统和集群服务器之间存在可用的SCTP偶联，所述无线接入系统指代组呼上行业务数据的发送方；

步骤2)，在集群调度业务建立过程中分配流标识；

步骤3)，组呼业务数据发送方在发送业务数据时，在数据中携带流标识，进行组呼业务数据分组标识,所述组呼业务数据发送方指发送业务上行业务数据的无线接入系统和发送业务下行业务数据的集群服务器；

步骤4)，业务数据接收方在接收组呼业务数据时，根据在数据中携带的流标识进行组呼业务数据分组识别，所述组呼业务数据接收方指接收业务上行业务数据的集群服务器和接收组呼下行业务数据的无线接入系统。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，所述步骤1)的具体步骤为：

步骤1.1)，对于无线接入系统和集群服务器之间未建立SCTP偶联的情况，无线接入系统根据标准SCTP协议和集群服务器建立SCTP偶联；

步骤1.2)，对于无线接入系统和集群服务器之间已建立SCTP偶联，但偶联中可以分配的流已经全部用完的情况，无线接入系统根据标准SCTP协议和集群服务器建立新的SCTP偶联。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，所述步骤2)的详细步骤为：

在集群调度业务建立过程中，无线接入系统和集群服务器分别针对组呼业务分配本端流标识，并在集群组呼业务建立信令中将该流标识通知给对端，接收方接收到流标识后保存为对端流标识；

所述无线接入系统和集群服务器均将所建立的组呼业务、传递业务数据的偶联信息、流信息进行唯一绑定，所述流信息包括本端流标识和对端流标识。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，所述步骤3)的详细步骤为：

首先查找该业务所绑定的偶联信息和流信息，然后使用流信息中的对端流标识作为组呼业务数据包中SCTP头部的流标识，并使用该业务对应的偶联将组呼业务数据包发送给接收方。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，所述步骤4)的详细步骤为：

首先确定接收业务数据的偶联，然后解析业务分组数据包中的SCTP头部，从中获取流标识；然后该流标识作为本端流标识并结合偶联信息，在组呼业务、偶联信息、流信息绑定关系中查找该偶联及流标识所绑定的组呼业务，实现对组呼业务数据的分组识别。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，对于基于IP的终端所在系统，基于IP的组呼业务数据包为无线接入系统和集群服务器间传输的组呼业务数据本身，其包括IP头部、传输层协议头部、媒体协议头部和媒体内容；

建立的SCTP偶联及SCTP流中传输完整的基于IP数据包的组呼业务数据；

无线接入系统和集群服务器间传输的最终数据包包括无线接入系统和集群服务器间的IP头部、SCTP头部和所述基于IP的组呼业务数据包；

所述无线接入系统和集群服务器收到组呼业务分组数据包后，解析SCTP头部中的StreamID并结合SCTP偶联信息查找对应的组呼，实现对不同组呼的分组数据识别。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，对于基于非IP多媒体终端所在系统中，基于非IP的组呼业务数据包为无线接入系统和集群服务器间传输的组呼业务数据本身，其包括媒体协议头部和媒体内容；

建立的SCTP偶联及SCTP流中传输的是媒体信息的组呼业务数据；

无线接入系统和集群服务器间传输的最终数据包包括无线接入系统和集群服务器间的IP头部、SCTP头部和所述基于非IP的组呼业务数据包；

所述无线接入系统和集群服务器收到组呼业务分组数据包后，解析SCTP头部中的StreamID并结合SCTP偶联信息查找对应的组呼，实现对不同组呼的分组数据识别。

作为本发明基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法进一步的优化方案，在同一组呼业务中包括不同多媒体业务数据时，由无线接入系统和集群服务器为此次组呼业务的每一媒体业务数据流分配不同的流标识，用于同一组呼业务中不同媒体业务数据的分组识别：

所述同一组呼业务需要进一步识别业务中不同媒体业务数据时，在集群组呼业务建立过程中，无线接入系统和集群服务器分别针对该业务中的每一个媒体业务数据流分配不同的本端流标识，并在集群组呼业务建立信令中将不同媒体业务数据流与对应的流标识通知对端；

所述业务数据发送方在需要发送同一组呼业务不同媒体业务数据时，首先查找该业务中不同媒体业务数据所绑定的流信息，使用流信息中的对端流标识作为业务数据包中SCTP头部的流标识，并使用该组呼业务对应的偶联将业务数据包发送给接收方，以实现同一组呼业务中不同媒体业务数据的标识；

所述业务数据接收方在接收到组呼业务数据后，首先确定接收业务数据的偶联，然后解析业务分组数据包中的SCTP头部，从中获取流标识，接收方将该流标识作为本端流标识并结合偶联信息，在业务、用户、偶联信息、流信息绑定关系中查找该偶联及流标识所绑定的组呼业务和媒体业务数据，实现对同一组呼业务中不同媒体业务数据的分组识别。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.基于SCTP的组呼业务数据分组识别方法，有效利用了SCTP协议中规定的偶联和流，在无线接入系统和集群服务器间的多路组呼业务数据包中标识不同的通话组，从而实现对组呼业务数据的分组识别；

2.基于SCTP协议的组呼业务分组识别方式有效利用了现有协议中的属性信息，没有增加额外的信息，该方法在无线接入系统和集群服务器间使用固定IP的方式，有效降低了IP数目受限的问题，同时有效屏蔽了组播IP技术对网络组网的影响以及设备的复杂度；使用固定端口传输的方式，有效降低了端口数目受限的问题；

3.基于SCTP协议的组呼业务分组识别方式还可以进一步标识不同组呼业务中的不同多媒体数据流，为网络中实现对不同多媒体数据流提供不同的质量保证提供基础条件；

4.与传统的组呼业务数据分组识别方式相比，本发明提出的方法，有效利用了现有网络的组网结构，没有对网络组网造成额外负担；巧妙的利用标准SCTP协议中的属性信息，没有对现有协议进行修改；使得端口资源利用率大大提高，传输识别效率有效增强，能够有效降低无线接入系统和集群服务器的处理复杂度，提高系统容量，增强系统可扩展性，降低集群通信网络的运营成本。

附图说明

图1是本发明对于IP终端的组呼业务分组识别方式；

图2是本发明对于非IP终端的组呼业务分组识别方式。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

组呼业务数据分为组呼上行业务数据和组呼下行业务数据。对于基于IP多媒体终端的系统，虽然组呼上行业务数据的发送方为用户终端，但是上行组呼IP数据包在经过无线接入系统后，是由无线接入系统负责转发和路由，所以本发明将所述的组呼上行业务数据的发送方定义为无线接入系统，接收方为集群服务器；对于非基于IP多媒体终端的系统，本发明所述的组呼上行业务数据的发送方为无线接入系统，接收方为集群服务器；本发明所述的对于组呼下行业务数据，发送方为集群服务器，接收方为无线接入系统。在网络中存在大量组呼同时进行时，则在接收方需要区分不同的组呼业务数据。将发送组呼上行数据的终端或者无线接入系统、发送组呼下行数据的集群服务器统称为组呼数据发送方。将接收组呼上行数据的集群服务器和接收组呼下行数据的无线接入系统统称为组呼数据接收方。

在集群组呼业务建立前，如果无线接入系统和集群服务器之间未建立SCTP偶联或者已建立的偶联中可分配的流已经全部使用，则无线接入系统和集群服务器之间根据标准SCTP协议建立SCTP偶联。

在集群组呼业务建立过程中，无线接入系统和集群服务器分别针对该组呼业务分配“本端流标识”并在集群组呼业务建立信令中将该流标识通知对端。即，为该集群组呼业务在SCTP偶联上建立新的流。无线接入系统和集群服务器将所建立的业务与对应的偶联信息、流信息进行唯一绑定和存储，流信息包括本端及对端的流标识信息(StreamIdentifier，简称StreamID)。

组呼业务数据的分组识别包括：对组呼业务数据的单路业务识别、对同一组呼业务中不同媒体业务数据的识别。

1.对不同组呼业务数据的识别：组呼数据发送方和组呼数据接收方使用偶联和流标识对该业务的分组数据进行标识和识别。具体方法如下：

(1)组呼数据发送方在需要发送组呼数据时，首先查找该业务所绑定的偶联信息和流信息，然后使用流信息中的“对端流标识”作为组呼数据包中SCTP头部的流标识，并使用该业务对应的偶联将组呼数据包发送给接收方。

(2)组呼数据接收方在接收到组呼数据后，首先确定接收组呼数据的偶联，然后解析业务分组数据包中的SCTP头部，从中获取流标识。接收方将该流标识作为“本端流标识”并结合偶联信息，在业务、偶联信息、流信息绑定关系中查找该偶联及流标识所绑定的业务，实现对组呼数据的分组识别。

(3)对于基于IP的终端，那么在发送方和接收方间传输的组呼业务数据包本身就是基于IP的数据包，包括：IP头部，UDP头部，媒体协议头部和媒体内容。发送方和接收方间发送的组呼业务分组数据包结构以及基于SCTP偶联及流标识的组呼业务数据分组识别方法如图1所示。

(4)对于不是基于IP的终端，那么发送方和接收方间传输的组呼业务数据包是媒体数据包，包括媒体协议头部和媒体内容。发送方和接收方间发送的组呼业务分组数据包结构以及基于SCTP偶联及流标识的组呼业务数据分组识别方法如图2所示。

2.对相同组呼多种媒体业务数据的识别：当同一组呼业务需要建立多种媒体业务数据时，如果需要识别组呼业务中不同媒体业务数据，则可以在集群组呼业务建立过程中，无线接入系统和集群服务器分别针对该业务中的每一个媒体业务数据流分配不同的本端流标识，并在集群组呼业务建立信令中将不同媒体业务数据流与对应的流标识统一通知对端。即，为该集群组呼业务在SCTP偶联上建立多个新的流，每个流对应业务的一个媒体业务数据流，从而实现同一组呼业务中不同媒体业务数据流的分组识别。具体方法与多组组呼数据的业务识别方法相同，不再赘述。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，该方法基于SCTP协议的偶联和流实现，通过偶联和流标识对组呼业务数据进行分组标识，具体包含以下步骤：

步骤1），在集群调度业务建立前确认无线接入系统和集群服务器之间存在可用的SCTP偶联，所述无线接入系统指代组呼上行业务数据的发送方；

步骤2），在集群调度业务建立过程中分配流标识；

步骤3），组呼业务数据发送方在发送业务数据时，在数据中携带流标识，进行组呼业务数据分组标识,所述组呼业务数据发送方指发送业务上行业务数据的无线接入系统和发送业务下行业务数据的集群服务器；

步骤4），业务数据接收方在接收组呼业务数据时，根据在数据中携带的流标识进行组呼业务数据分组识别，所述组呼业务数据接收方指接收业务上行业务数据的集群服务器和接收组呼下行业务数据的无线接入系统。

2.根据权利要求1所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，所述步骤1）的具体步骤为：

步骤1.1），对于无线接入系统和集群服务器之间未建立SCTP偶联的情况，无线接入系统根据标准SCTP协议和集群服务器建立SCTP偶联；

步骤1.2），对于无线接入系统和集群服务器之间已建立SCTP偶联，但偶联中可以分配的流已经全部用完的情况，无线接入系统根据标准SCTP协议和集群服务器建立新的SCTP偶联。

3.根据权利要求2所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，所述步骤2）的详细步骤为：

在集群调度业务建立过程中，无线接入系统和集群服务器分别针对组呼业务分配本端流标识，并在集群组呼业务建立信令中将该流标识通知给对端，接收方接收到流标识后保存为对端流标识；

所述无线接入系统和集群服务器均将所建立的组呼业务、传递业务数据的偶联信息、流信息进行唯一绑定，所述流信息包括本端流标识和对端流标识。

4.根据权利要求3所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，所述步骤3）的详细步骤为：

首先查找该业务所绑定的偶联信息和流信息，然后使用流信息中的对端流标识作为组呼业务数据包中SCTP头部的流标识，并使用该业务对应的偶联将组呼业务数据包发送给接收方。

5.根据权利要求4所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，所述步骤4）的详细步骤为：

首先确定接收业务数据的偶联，然后解析业务分组数据包中的SCTP头部，从中获取流标识；然后该流标识作为本端流标识并结合偶联信息，在组呼业务、偶联信息、流信息绑定关系中查找该偶联及流标识所绑定的组呼业务，实现对组呼业务数据的分组识别。

6.根据权利要求5所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，对于基于IP的终端所在系统，基于IP的组呼业务数据包为无线接入系统和集群服务器间传输的组呼业务数据本身，其包括IP头部、传输层协议头部、媒体协议头部和媒体内容；

建立的SCTP偶联及SCTP流中传输完整的基于IP数据包的组呼业务数据；

无线接入系统和集群服务器间传输的最终数据包包括无线接入系统和集群服务器间的IP头部、SCTP头部和所述基于IP的组呼业务数据包；

所述无线接入系统和集群服务器收到组呼业务分组数据包后，解析SCTP头部中的StreamID并结合SCTP偶联信息查找对应的组呼，实现对不同组呼的分组数据识别。

7.根据权利要求5所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，对于基于非IP多媒体终端所在系统中，基于非IP的组呼业务数据包为无线接入系统和集群服务器间传输的组呼业务数据本身，其包括媒体协议头部和媒体内容；

建立的SCTP偶联及SCTP流中传输的是媒体信息的组呼业务数据；

无线接入系统和集群服务器间传输的最终数据包包括无线接入系统和集群服务器间的IP头部、SCTP头部和所述基于非IP的组呼业务数据包；

所述无线接入系统和集群服务器收到组呼业务分组数据包后，解析SCTP头部中的StreamID并结合SCTP偶联信息查找对应的组呼，实现对不同组呼的分组数据识别。

8.根据权利要求5所述的基于SCTP协议的组呼业务数据分组识别方法，其特征在于，在同一组呼业务中包括不同多媒体业务数据时，由无线接入系统和集群服务器为此次组呼业务的每一媒体业务数据流分配不同的流标识，用于同一组呼业务中不同媒体业务数据的分组识别：

所述同一组呼业务需要进一步识别业务中不同媒体业务数据时，在集群组呼业务建立过程中，无线接入系统和集群服务器分别针对该业务中的每一个媒体业务数据流分配不同的本端流标识，并在集群组呼业务建立信令中将不同媒体业务数据流与对应的流标识通知对端；

所述业务数据发送方在需要发送同一组呼业务不同媒体业务数据时，首先查找该业务中不同媒体业务数据所绑定的流信息，使用流信息中的对端流标识作为业务数据包中SCTP头部的流标识，并使用该组呼业务对应的偶联将业务数据包发送给接收方，以实现同一组呼业务中不同媒体业务数据的标识；

所述业务数据接收方在接收到组呼业务数据后，首先确定接收业务数据的偶联，然后解析业务分组数据包中的SCTP头部，从中获取流标识，接收方将该流标识作为本端流标识并结合偶联信息，在业务、用户、偶联信息、流信息绑定关系中查找该偶联及流标识所绑定的组呼业务和媒体业务数据，实现对同一组呼业务中不同媒体业务数据的分组识别。