CN109257086A - 卫星集群终端协议栈实现方法 - Google Patents

卫星集群终端协议栈实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109257086A
CN109257086A CN201810919275.3A CN201810919275A CN109257086A CN 109257086 A CN109257086 A CN 109257086A CN 201810919275 A CN201810919275 A CN 201810919275A CN 109257086 A CN109257086 A CN 109257086A
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
cluster
mobile terminal
calling
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810919275.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109257086B (zh
Inventor
徐子平
姚旭罡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Qihongchen Communication Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Qihongchen Communication Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Qihongchen Communication Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Qihongchen Communication Technology Co Ltd
Priority to CN201810919275.3A priority Critical patent/CN109257086B/zh
Publication of CN109257086A publication Critical patent/CN109257086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109257086B publication Critical patent/CN109257086B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
    • H04B7/18558—Arrangements for managing communications, i.e. for setting up, maintaining or releasing a call between stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
    • H04W4/10—Push-to-Talk [PTT] or Push-On-Call services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/40—Connection management for selective distribution or broadcast
    • H04W76/45—Connection management for selective distribution or broadcast for Push-to-Talk [PTT] or Push-to-Talk over cellular [PoC] services

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提出一种卫星集群终端协议栈实现方法，包括点对点单呼的常规协议栈和点对多点组呼的集群协议栈；当移动终端空闲时，随时准备进入两个协议栈中的一个，两个协议栈使用相同的物理层，协议栈从媒体接入控制子层(MAC)以上分离；其中：物理层将集群控制信令和常规控制信令相分离，向不同协议栈递交；移动终端进入集群模式呼叫状态以后，常规呼叫模式正常挂起；高层应用程序将常规业务和集群业务相分离，并同时和两个呼叫模式的协议栈正常交互控制信息。本发明针对静止轨道卫星至地面移动终端TDMA信道上，同时保持两个协议栈，一个用于常规单呼呼叫，另一个用于集群组呼呼叫。

Description

卫星集群终端协议栈实现方法
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种在静止轨道卫星长时延TDMA信道条件下的卫星终端集群协议栈实现方法，尤其是一种卫星终端在支持点对点单呼双工话音呼叫前提条件下，通过增补集群协议和信令流程，获得点对多点的卫星集群半双工组呼业务，保证单呼和组呼同时共存的集群终端协议栈实现方法。
背景技术
卫星移动通信系统是指，利用地球轨道卫星的中继转发或交换功能将其覆盖区内的移动终端(台)接入地面信关站(系统)的核心网，进行业务交换而实现移动通信的系统；当卫星移动通信系统支持的业务为点对点话音、数据业务时，可被称为常规业务；当卫星移动通信系统支持的业务为点对多点话音、数据业务时，可被称为集群业务。卫星移动通信具有通信覆盖面积广、受地面环境影响小、适合野外通信等优点。但卫星信道是一种极具特点的复杂信道，其特点包括路径传输延时长、信道容量有限、信道易受干扰等。
如图1所示，卫星移动通信系统为实现常规业务的基本组成包括卫星移动终端、中继传发卫星、地面信关站(系统)以及所连接的地面网络。地面信关站包括信关站收发信机、信关站控制器、信关站核心网。卫星移动通信系统常规业务的基本通信服务包括：卫星移动终端之间的通信服务和卫星移动终端与地面网络终端之间的通信服务。地面网络主要包括：地面电话网、移动通信网和数据网等。
为了支持卫星移动通信系统常规业务的基本通信服务，卫星终端空中接口除对卫星信道物理层做适应性设计以外，链路层及以上协议则基本沿用地面移动网的相应协议，同时采用基本一致的网络体系结构，使得卫星移动电话和地面移动网络融为一体，实现互联互通。其中，为了支持卫星移动电话业务，移动终端至信关站跨越卫星的空中接口，在链路层主要提供如下逻辑通道：
(1)系统广播信道
BCCH(Broadcast Control CHannel)：广播控制信道，下行单向，用于移动终端初始搜索和获得系统配置参数的信道。
(2)公共控制信道CCCH(Common Control CHannel)
PCH(Paging CHannel)：寻呼信道，下行单向，用于寻呼被叫移动终端。
RACH(Random Access CHannel)：随机接入信道，上行单向，用于移动终端请求系统分配专用信令信道。
AGCH(Access Grant CHannel)：接入确认信道，下行单向，系统对RACH的响应，为请求的移动终端分配专用控制信道。
(3)专用控制信道
SDCCH：(Standalone Dedicated Control CHannel)：专用控制信道，上下行双向，用于移动终端点对点向系统交互信令。
(4)业务信道
TCH(Traffic Channel)：业务信道，上下行双向，终端点对点向系统交互话音或其它用户业务。
移动终端请求信关站(系统)服务可以有两个原因：
1)移动终端作为被叫收到了PCH信道针对它的寻呼；
2)移动终端主动发起呼叫。
移动终端请求信关站(系统)服务的基本流程是：
1)移动终端使用公共控制信道的上行RACH突发向信关站发起随机接入信道请求；
2)信关站控制器在公共控制信道下行使用AGCH响应，为移动终端分配专用控制信道；
3)移动终端通过解析AGCH获得专用控制信道的信道参数，调整频率和时隙，在指定的SDCCH信道上发起呼叫请求；
4)根据移动终端和信关站控制器之间在SDCCH上交互的信令，信关站控制器为移动终端分配业务信道；
5)移动终端修改信道参数，转入TCH业务信道，和信关站进行点对点传输话音或指定的其它业务。
图2为常规业务单呼基本呼叫流程。集群组呼呼叫与常规业务单呼呼叫的最大不同是，单呼被叫为一个用户，而集群组呼的被叫为一组任意数量的用户。当卫星移动通信系统采用多波束覆盖方式时，单呼被叫仅在某一个波束下，而组呼被叫则可能在一个或多个波束下。在如图2所示的常规业务单呼流程中，如果没有新的措施，这个流程无法解决集群组呼问题。主要原因如下：
1)图2中，步骤11、12为核心网通过信关站控制器向被叫寻呼，寻呼信道只携带了被叫识别参数，没有业务信道指派参数。如果众多组用户使用这个流程，他们会一个一个使用步骤13－16接入核心网。这样，一个集群组呼会过渡使用空中接口资源，呼叫接续时间将被无限延长，组呼呼叫难以完成。
2)图2中，步骤18、27和29需要被叫应答，而在集群组呼条件下，被叫不是一个用户而是众多用户，无法实现被叫应答功能。
3)无论是主叫用户还是被叫用户，都需要建立用户到信关站控制器的连接进行信令交互，而集群组用户无法建立到每个用户的独立连接，只能采用广播的无连接方式下发信令。
4)单呼话音业务信道TCH上连接的是两个主被叫用户，信道被独占，而在集群组呼的情况下，组呼TCH信道是被众多用户所共享的，需要设计一套机制保证共享信道的接入分配只允许一个且仅有一个用户占用上行信道，获得信道发送权，其余用户同时收听下行信道。
5)实现集群组呼功能还涉及到核心网信令流程是否改动。如果核心网信令流程不改，则可利用已有成熟的核心网交换设备实现集群组呼业务；如果核心网信令流程需要改动，则将大幅度增加核心网交换设备的设计复杂性和难度；最好的方法应该是，核心网继续使用单呼流程处理呼叫，信关站控制器在核心网连接方向上做组呼适配单呼信令流程的改造，让核心网全然不知组呼呼叫和单呼呼叫的差别，核心网不做任何信令流程的改变。
6)当系统增加集群功能时，卫星移动终端应保持原有常规业务单呼话音呼叫功能以外，同时具有集群组呼功能。单呼与组呼并存，组呼功能可开启或关闭，集群功能的开启或关闭，不影响常规单呼业务功能。
发明内容
本发明针对静止轨道卫星至地面移动终端TDMA信道上，同时保持两个协议栈，一个用于常规单呼呼叫，另一个用于集群组呼呼叫。当移动终端空闲时，随时准备进入两个协议栈中的一个，两个协议栈使用相同的物理层，协议栈从媒体接入控制子层MAC层以上分离。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种卫星集群终端协议栈实现方法，包括点对点单呼的常规协议栈和点对多点组呼的集群协议栈；当移动终端空闲时，随时准备进入两个协议栈中的一个，两个协议栈使用相同的物理层，协议栈从媒体接入控制子层(MAC)以上分离；其中：物理层将集群控制信令和常规控制信令相分离，向不同协议栈递交；移动终端进入集群模式呼叫状态以后，常规呼叫模式正常挂起；高层应用程序将常规业务和集群业务相分离，并同时和两个呼叫模式的协议栈正常交互控制信息。
作为一种较佳的实施例，移动终端使用常规协议栈入网；在系统广播信道(BCCH)的系统广播中设置集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，当移动终端搜索到系统广播信道(BCCH)的系统广播时，收听集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，在公共控制信道(CCCH)的收听时间以外，移动终端根据前述获得的集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，继续收听集群信令广播信道(GSBCH)；每个集群终端配置一个或多个组呼号码，当收到集群信令广播信道(GSBCH)呼叫自己所配置的组呼号码的呼叫信令时，根据呼叫信令指示，跳转至集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙，进行集群话音组呼通信；移动终端完成入网和搜索到集群信令广播信道GSBCH以后，进入空闲状态，此时移动终端同时收听常规寻呼信道(PCH)和集群信令广播信道(GSBCH)；处于空闲状态的移动终端在以下四种情况之一下离开空闲状态：
1)移动终端在寻呼信道(PCH)上收到对自己的寻呼后，移动终端转入常规模式，使用常规协议栈并作为单呼被叫转入常规被叫模式；
2)移动终端在集群信令广播信道(GSBCH)上收到本机的集群组呼建立信令后，移动终端转入集群模式，使用集群协议栈并作为组呼被叫转入组呼被叫模式；
3)移动终端的常规协议栈高层发起常规单呼呼叫，移动终端转入常规模式，使用常规协议栈并作为单呼主叫转入常规主叫模式；
4)移动终端集群协议栈高层发起集群组呼呼叫，移动终端转入集群呼叫，使用集群协议栈并作为组呼主叫转入组呼主叫模式。
作为一种较佳的实施例，主叫移动终端使用已有的公共控制信道(CCCH)上行信道，发起随机接入信道请求，随机接入信道请求中携带集群呼叫请求原因和主叫移动终端识别参数；在集群信令广播信道(GSBCH)下行信令中，主叫移动终端等待接收接入信道请求的应答信令，应答信令包含集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号；当发起呼叫的移动终端收到应答信令后，根据集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号参数，跳转至集群话音组呼业务信道(GTCH)并使用随路信令发送集群呼叫请求信令；被叫移动终端在空闲状态下收听集群信令广播信道(GSBCH)，当收到本机集群组呼建立信令以后，获得集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号参数，转入集群话音组呼业务信道(GTCH)，并参与集群组呼话音通信；集群话音组呼业务信道(GTCH)为一对上下行信道，由一个集群组的所有移动终端共享，占用上行信道的移动终端的话音被交换到下行信道上，并被集群组内其它移动终端所收听。
作为一种较佳的实施例，在集群话音组呼业务信道(GTCH)中，上行信道占用者按下PTT键讲话，当讲话者松开PTT键时，对应的移动终端在上行信道发送上行释放信令，集群信关站控制器在下行信道上发送上行空闲信令；任一讲话方用户可按下移动终端PTT键申请上行占用，发送上行请求信令，集群信关站控制器在下行信道发送占用确认信令，收到这个信令的讲话方用户获得上行信道使用权。
作为一种较佳的实施例，主叫移动终端在集群话音组呼信道使用上行拆线命令发起拆线，集群信关站控制器在集群话音组呼业务信道(GTCH)下行信道发送拆线命令，集群话音组呼业务信道(GTCH)下的所有移动终端收到下行拆线命令以后，自行离开该信道，返回公共控制信道(CCCH)并转入空闲状态，等待下次呼叫。
作为一种较佳的实施例，移动终端开机后，通过常规信关站控制器向核心网登记注册，登记注册成功以后获得临时移动用户标识(TMSI)并进入空闲守候状态，收听单呼呼叫的寻呼信道(PCH)和组呼呼叫的集群信令广播信道(GSBCH)；当移动终端主动发起集群组呼呼叫时，使用已获得的临时移动用户标识(TMSI)采用单呼呼叫起始流程发起集群组呼呼叫；此时由主叫集群信关站控制器管理的集群信令广播信道(GSBCH)下发接入确认信道信息；由被叫集群信关站控制器直接进行寻呼响应、呼叫应答和请求核心网分配业务信道，被叫集群信关站控制器分配集群话音组呼业务信道(GTCH)并将集群话音组呼业务信道(GTCH)和核心网分配的业务信道对接在一起，被叫移动终端在集群信令广播信道(GSBCH)上收到信道指派消息和呼叫建立消息SETUP后，根据信道指派消息转入集群话音组呼业务信道GTCH收听集群组呼呼叫。
作为一种较佳的实施例，被叫集群信关站控制器当收到核心网的寻呼请求时，获得被叫移动终端组呼号码，收到核心网呼叫建立消息(SETUP)时获得主叫和被叫号码；被叫集群信关站控制器将寻呼消息和呼叫建立消息(SETUP)绑定在一起，作为一个呼叫，并据此呼叫向核心网请求为被叫移动终端分配业务信道；当被叫集群信关站控制器收到核心网业务信道分配响应以后，再指派相对应的集群话音组呼业务信道(GTCH)，并将集群话音组呼业务信道(GTCH)与核心网所分配的业务信道对接在一起，然后在集群信令广播信道(GSBCH)上向被叫移动终端发送信道指派消息和呼叫建立消息(SETUP)。
作为一种较佳的实施例，被叫集群信关站控制器直接向主叫移动终端发送被叫移动终端的振铃消息和连接消息，等待主叫移动终端回送连接证实消息；主叫移动终端在回送连接证实消息后转入集群话音组呼业务信道(GTCH)并开始发送话音。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
(1)本发明提供了一种利用卫星TDMA信道上进行集群话音组呼的终端协议栈实现方法，满足了保持原有卫星话音常规单呼和其它业务不变条件下的卫星集群话音组呼服务的额外需求。
(2)采用智能终端触屏操作的卫星移动终端，不需要另行开发独立的集群终端设备，通过补充空中接口集群协议栈和应用APP便可以实现集群业务，增加集群应用以后，依然支持原有的单呼呼叫和其它业务功能，为用户使用提供了便利。
(3)集群信关站控制器可以独立研制，不必改变原有常规信关站控制器的设备软件和硬件结构，信关站新增集群功能不影响原有常规信关站控制器功能。
(4)核心网交换机原有与信关站控制器的接口不变，信令流程不变，使用原有单呼呼叫信令流程即可支持集群组呼呼叫功能，减少了核心网交换机开发的复杂性和难度。
附图说明
图1是常规卫星移动通信系统的基本组成示意图；
图2是静止轨道卫星TDMA信道点对点单呼信令基本流程示意图；
图3是本发明所述的卫星移动通信系统新增集群功能后的基本组成示意图；
图4是本发明中移动终端和集群信关站增补的集群协议栈构成示意图；
图5是静止轨道卫星TDMA信道集群组呼信令基本流程示意图；
图6是集群话音组呼业务信道GTCH竞争信令基本流程示意图。
具体实施方式
容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。
结合附图，本发明的技术方案为：
(1)设置集群信令广播信道(GSBCH，Group Signaling Broadcast CHannel)：每个卫星波束设置一个下行集群信令广播信道，这个信道应与公共控制信道(CCCH)和系统广播信道(BCCH)在时间上相正交不重叠，带有集群功能的移动终端在空闲状态下除收听正常的公共控制信道(CCCH)和系统广播信道(BCCH)以外，再继续收听集群信令广播信道(GSBCH)。
(2)搜寻集群信令广播信道(GSBCH)：在系统广播信道(BCCH)的系统广播中增加集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，当移动终端搜索到系统广播信道(BCCH)的系统广播时，同时收听到集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，在公共控制信道(CCCH)的收听时间以外，移动终端再利用前述获得的集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，继续收听集群信令广播信道(GSBCH)。
(3)配置集群组呼号码：每个集群终端配置一个或多个组呼号码。当收到集群信令广播信道(GSBCH)呼叫自己所配置的组呼号码的呼叫信令时，根据呼叫信令指示，跳转到集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙，进行集群话音组呼通信。
(4)动态分配集群话音组呼业务信道(GTCH)：使用已有的公共控制信道上行信道，主叫移动终端发起随机接入信道请求，随机接入请求中携带集群呼叫请求原因和主叫识别参数；在集群信令广播信道下行信令中，主叫移动终端等待接收该请求的应答信令，应答信令包含集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号。当发起呼叫的移动终端收到应答信令后，根据集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号，跳转至集群话音组呼业务信道(GTCH)，使用随路信令，发送集群呼叫请求信令。
(5)进入集群话音组呼业务信道(GTCH)：集群话音组呼业务信道(GTCH)为一对上下行信道，主叫移动终端通过公共控制信道的随机接入请求(如前述步骤(4))获得该信道的频点和时隙号参数，被叫用户通过收听集群信令广播信道(GSBCH)，获得集群话音组呼业务信道的频点和时隙号参数(如前述步骤(3))。主叫用户和被叫组用户通过上述不同方式获得信道参数，并进入该信道。集群组呼业务信道(GTCH)为一对上下行信道，由一个集群组的所有用户共享，占用上行信道的用户话音被系统交换到下行信道上，被其它组用户所收听。
(6)竞争集群话音组呼业务信道(GTCH)：集群话音组呼业务信道(GTCH)成为一个共享信道(参见(5))，占用上行信道的用户话音经集群信关站控制器到达信关站核心网并交换到集群信关站控制器的下行信道上，被所有组用户所收听。上行信道占用者按下PTT(push to talk)键或使用其它类似方式讲话，当讲话者松开PTT键时，移动终端在该信道发送上行释放信令，集群信关站控制器在下行信道上发送上行空闲信令。任一用户可按下PTT键申请上行占用，发送上行请求信令。集群信关站控制器在下行方向发送占用确认信令，收到这个信令的讲话方用户获得上行信道使用权，其它用户则不能争用该信道直至讲话方释放上行信道。
(7)在集群话音组呼业务信道(GTCH)上调整发射时间窗口：采用TDMA时隙复用方式的卫星信道，由于地面至卫星具有较长的电磁波传输时延，为确保组用户任一移动终端的初始讲话申请上行占用信令在信号到达卫星的时候，正好落入正确的星上通信时隙中，移动终端根据系统广播(BCCH)的波束中点时间调整参数进行估算，采用比时隙较短的突发进行上行申请，集群信关站控制器在下行信道应答的时候，携带时间调整反馈参数，使得移动终端能够进行精确调整，确保上行话音信息落入正确的卫星接收时隙中。
(8)释放集群话音组呼信道(GTCH)：主叫用户在集群话音组呼信道(GTCH)使用上行拆线命令发起拆线，集群信关站控制器在集群话音组呼业务信道(GTCH)下行方向发送拆线命令，该信道下的所有移动终端当收到下行拆线命令以后，自行离开该信道，返回公共控制信道并转入空闲状态，等待下次呼叫。
结合图2、图5和图6对本发明作进一步的说明。
步骤一，卫星移动通信系统为每个波束配置一个BCCH信道，BCCH信道原有广播消息不变，增加新增集群信令广播信道GSBCH的频率、时隙位置参数，广播通知波束内的所有集群移动终端。
步骤二，移动终端开机后，使用原有的入网注册流程，通过常规信关站控制器向核心网登记注册，成功以后获得临时移动用户标识(TMSI)进入空闲守候状态，收听单呼呼叫的PCH信道和组呼呼叫的GSBCH信道。
步骤三，当移动终端主动发起集群组呼呼叫时，使用已获得的TMSI，采用原有的单呼呼叫起始流程发起呼叫，参见图2和图5呼叫流程1－9步。
步骤四，集群呼叫发起时的信道分配接入确认信道AGCH消息改由主叫集群信关站控制器A管理的集群信令广播信道GSBCH下发(参见图5第2步)。GSBCH由集群信关站控制器管理，这样易于普通单呼呼叫与集群组呼呼叫处理相分离。
步骤五，被叫集群信关站控制器B取消原有单呼流程的12－15步信令流程(参见图2)，由被叫集群信关站控制器B代替被叫用户进行寻呼响应、呼叫应答和请求核心网分配业务信道(参见图5)。
步骤六，被叫信关站控制器B当收到核心网的寻呼请求时，获得了被叫组呼号码，收到核心网SETUP呼叫建立消息时获得了主叫和被叫号码，将寻呼消息和SETUP消息绑定在一起，理解为一个呼叫，然后据此呼叫向核心网为被叫请求分配业务信道，当收到核心网信道分配响应以后，再指派相对应的无线卫星信道(集群话音组呼业务信道GTCH的频点和时隙号)，并将核心网分配的业务信道和GTCH信道对接在一起，然后在集群信令广播信道GSBCH信道上向被叫组呼用户发送信道指派消息和呼叫建立消息SETUP(参见图5第25步)。
步骤七，被叫组用户移动终端在集群信令广播信道GSBCH信道上收到信道指派消息和呼叫建立消息SETUP，根据信道指派消息转入集群话音组呼业务信道GTCH收听集群组呼呼叫。
步骤八，被叫信关站控制器B代替被叫移动终端向主叫移动终端回送振铃(Alerting)消息和连接(Connect)消息，等待主叫回送连接证实(ConnectACK)消息(参见图5中27－32步)。
步骤九，主叫移动终端在回送连接证实(图5中第32步)以后转入集群话音组呼业务信道GTCH并开始发送话音。至此，主被叫移动终端全部进入集群话音组呼业务信道GTCH，讲话方为主叫用户，接收方为该组其它用户。
步骤十，集群话音组呼业务信道GTCH为一对上下行信道并成为一个共享信道，占用上行信道的用户话音被系统交换到下行信道上，被所有组用户所收听。上行占用者按下PTT(push to talk)键或使用其它类似方式讲话，当讲话者松开PTT键时，终端在该信道发送上行释放信令TALK OVER，信关站在下行信道上发送上行空闲信令TALK FREE。任一用户可按下PTT键申请上行占用，发送上行请求信令TALK REQUEST。集群信关站控制器在下行方向发送占用确认信令TALK PERMITED，收到这个信令的讲话方用户获得上行信道使用权，其它用户则不能争用该信道直至讲话方释放上行信道(参见图6)。
步骤十一，在集群话音组呼业务信道GTCH上调整发射时间窗口：采用TDMA时隙复用方式的卫星信道，由于地面至卫星具有较长的电磁波传输时延，为确保组用户任一移动终端的初始讲话申请上行占用信令在信号到达卫星的时候，正好落入正确的时隙中，移动终端根据系统广播BCCH的波束中点时间调整参数进行估算，采用比时隙较短的突发进行上行申请，发送TALKREQUEST报文，系统在下行TALK PERMITED信令中，携带时间调整反馈参数，使得移动终端能够进行精确调整，确保上行话音信息落入正确的卫星接收时隙中(参见图6)。
步骤十二，主叫用户在集群话音组呼业务信道GTCH使用上行拆线命令发起拆线，系统在组呼业务信道GTCH下行方向发送拆线命令，该信道下的所有移动终端当收到下行拆线命令以后，自行离开该信道，返回公共控制信道并转入空闲状态，等待下次呼叫(参见图6)。
结合图4，本发明针对静止轨道卫星至地面移动终端TDMA信道上，同时保持两个协议栈，一个用于常规单呼呼叫，另一个用于集群组呼呼叫。当移动终端空闲时，随时准备进入两个协议栈中的一个，两个协议栈使用相同的物理层，协议栈从媒体接入控制子层MAC层以上分离。
集群协议栈从物理层以上与常规协议栈相分离，使得集群协议栈的开发不影响常规模式协议栈的开发。终端在应用层高层可将两种模式合并，用户操作和使用不受影响。独立设计的集群协议栈需要服从下述设计原则：
1)物理层能够将集群控制信令和常规控制信令相分离，向不同协议栈递交；
2)终端进入集群模式呼叫状态以后，常规模式可以正常挂起；
3)集群协议栈功能软件与原有常规模式协议软件相互独立，互不影响；
4)高层应用程序能够将常规业务和集群业务相分离，并同时和两个模式的协议栈正常交互控制信息。
移动终端集群协议栈独立软件设计的最大好处就是最大限度的减少对常规模式软件的影响。移动终端入网及通信的过程为：
(1)移动终端使用常规协议栈入网：移动终端开机以后，搜索广播控制信道(BCCH)，从广播控制信道BCCH中读取公共控制信道CCCH的频点和时隙，转入广播控制信道CCCH以后，使用随机接入信道(RACH)申请无线资源，常规信关站控制器通过接入确认信道(AGCH)向本终端分配专用控制信道(SDCCH)的频点和时隙号。移动终端转入专用控制信道SDCCH，通过专用控制信道SDCCH完成入网登记与鉴权工作，并获得常规信关站控制器分配的临时移动用户标识(TMSI)。这个入网流程与常规入网流程一致，不需要因为集群业务而有所改变。
(2)配置集群信令广播信道(GSBCH，Group Signaling Broadcast CHannel)：在系统广播信道(BCCH)的系统广播中广播集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，当移动终端搜索到系统广播信道(BCCH)的系统广播时，同时收听到集群信令广播信道(GSBCH)的参数，在公共控制信道(CCCH)的收听时间以外，再利用获得的信道参数，继续收听集群信令广播信道(GSBCH)。
(3)配置集群组呼号码：每个集群终端配置一个或多个组呼号码。当收到集群信令广播信道(GSBCH)呼叫自己所配置的组呼号码的呼叫信令时，根据呼叫信令指示，跳转到集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙，进行集群话音组呼通信。
(4)移动终端空闲处理：移动终端完成常规入网和搜索到集群信令广播信道GSBCH以后，进入空闲状态。在空闲状态移动终端同时收听常规寻呼信道(PCH)和集群信令广播信道(GSBCH)。处于空闲状态的移动终端有四种条件可以离开该空闲状态：
1)移动终端在寻呼信道PCH上收到了系统对自己的寻呼，移动终端转入常规模式，使用常规协议栈并作为单呼被叫转入常规被叫模式，常规被叫模式与集群业务无关，使用原有常规模式流程；
2)移动终端在集群信令广播信道GSBCH上收到了本机所配置的组号的集群组呼建立信令，移动终端转入集群模式，使用集群协议栈并作为组呼被叫转入组呼被叫模式；
3)移动终端的常规协议栈高层发起了一个常规单呼呼叫，移动终端转入常规模式，使用常规协议栈并作为单呼主叫转入常规主叫模式，常规主叫模式与集群业务无关，使用原有常规模式流程；
4)移动终端集群协议栈高层发起了一个集群组呼呼叫，移动终端转入集群呼叫，使用集群协议栈并作为组呼主叫转入组呼主叫模式。
(5)移动终端集群主叫模式：使用公共控制信道(CCCH)上行信道，主叫移动终端发起随机接入请求，随机接入请求中携带集群呼叫请求原因和主叫识别参数；主叫移动终端在集群信令广播信道(GSBCH)下行信令中，等待接收该请求的应答信令，应答信令包含集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号。当发起呼叫的移动终端收到应答后，跳转至集群话音组呼业务信道(GTCH)，使用随路信令，发送集群呼叫请求信令。
(6)主叫用户进入集群话音组呼业务信道(GTCH)：集群组呼话音业务信道(GTCH)为一对上下行信道，主叫移动终端通过公共控制信道的随机接入请求(参见前述步骤(5))获得该集群话音组呼业务信道的频点和时隙号参数，进入该信道。进入该信道以后，主叫集群终端使用临时移动用户标识TMSI(参见前述步骤(1))发起组呼建立请求，并等待系统应答，当收到系统应答时，主叫用户即可发送组呼话音。
(7)移动终端进入集群被叫模式：被叫用户在空闲状态(参见前述步骤(4))，收听集群信令广播信道(GSBCH)，当收到包含本机配置的组号的集群组呼建立信令以后，获得集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙资源参数，转入集群话音组呼业务信道GTCH，并参与集群组呼话音通信。
(8)集群模式下移动终端竞争集群话音组呼业务信道GTCH：集群话音组呼业务信道(GTCH)作为一个共享信道(参见图5)，占用上行信道的用户话音经集群信关站控制器到达信关站核心网并交换到集群信关站控制器的下行信道上，被所有组用户所收听。上行信道占用者按下PTT(push to talk)键或使用其它类似方式讲话，当讲话者松开PTT键时，移动终端在该信道发送上行释放信令，集群信关站控制器在下行信道上发送上行空闲信令。任一用户可按下PTT键申请上行占用，发送上行请求信令。集群信关站控制器在下行方向发送占用确认信令，收到这个信令的讲话方用户获得上行信道使用权，其它用户则不能争用该信道直至讲话方释放上行信道。
(9)在集群话音组呼业务信道(GTCH)上调整发射时间窗口：采用TDMA时隙复用方式的卫星信道，由于地面至卫星具有较长的电磁波传输时延，为确保组用户任一移动终端的初始讲话申请上行占用信令在信号到达卫星的时候，正好落入正确的星上通信时隙中，移动终端根据系统广播(BCCH)的波束中点时间调整参数进行估算，采用比时隙较短的突发进行上行申请，集群信关站控制器在下行信道应答的时候，携带时间调整反馈参数，使得移动终端能够进行精确调整，确保上行话音信息落入正确的卫星接收时隙中。
(10)释放集群话音组呼信道(GTCH)：主叫用户在集群话音组呼信道(GTCH)使用上行拆线命令发起拆线，集群信关站控制器在集群话音组呼业务信道(GTCH)下行方向发送拆线命令，该信道下的所有移动终端当收到下行拆线命令以后，自行离开该信道，返回公共控制信道并转入空闲状态，等待下次呼叫。

Claims (8)

1.卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：
包括点对点单呼的常规协议栈和点对多点组呼的集群协议栈；当移动终端空闲时，随时准备进入两个协议栈中的一个，两个协议栈使用相同的物理层，协议栈从媒体接入控制子层(MAC)以上分离；其中：
物理层将集群控制信令和常规控制信令相分离，向不同协议栈递交；
移动终端进入集群模式呼叫状态以后，常规呼叫模式正常挂起；
高层应用程序将常规业务和集群业务相分离，并同时和两个呼叫模式的协议栈正常交互控制信息。
2.如权利要求1所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：
移动终端使用常规协议栈入网；
在系统广播信道(BCCH)的系统广播中设置集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，当移动终端搜索到系统广播信道(BCCH)的系统广播时，收听集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，在公共控制信道(CCCH)的收听时间以外，移动终端根据前述获得的集群信令广播信道(GSBCH)的频点和时隙号参数，继续收听集群信令广播信道(GSBCH)；
每个集群终端配置一个或多个组呼号码，当收到集群信令广播信道(GSBCH)呼叫自己所配置的组呼号码的呼叫信令时，根据呼叫信令指示，跳转至集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙，进行集群话音组呼通信；
移动终端完成入网和搜索到集群信令广播信道GSBCH以后，进入空闲状态，此时移动终端同时收听常规寻呼信道(PCH)和集群信令广播信道(GSBCH)；处于空闲状态的移动终端在以下四种情况之一下离开空闲状态：
1)移动终端在寻呼信道(PCH)上收到对自己的寻呼后，移动终端转入常规模式，使用常规协议栈并作为单呼被叫转入常规被叫模式；
2)移动终端在集群信令广播信道(GSBCH)上收到本机的集群组呼建立信令后，移动终端转入集群模式，使用集群协议栈并作为组呼被叫转入组呼被叫模式；
3)移动终端的常规协议栈高层发起常规单呼呼叫，移动终端转入常规模式，使用常规协议栈并作为单呼主叫转入常规主叫模式；
4)移动终端集群协议栈高层发起集群组呼呼叫，移动终端转入集群呼叫，使用集群协议栈并作为组呼主叫转入组呼主叫模式。
3.如权利要求2所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：主叫移动终端使用已有的公共控制信道(CCCH)上行信道，发起随机接入信道请求，随机接入信道请求中携带集群呼叫请求原因和主叫移动终端识别参数；在集群信令广播信道(GSBCH)下行信令中，主叫移动终端等待接收接入信道请求的应答信令，应答信令包含集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号；当发起呼叫的移动终端收到应答信令后，根据集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号参数，跳转至集群话音组呼业务信道(GTCH)并使用随路信令发送集群呼叫请求信令；
被叫移动终端在空闲状态下收听集群信令广播信道(GSBCH)，当收到本机集群组呼建立信令以后，获得集群话音组呼业务信道(GTCH)的频点和时隙号参数，转入集群话音组呼业务信道(GTCH)，并参与集群组呼话音通信；
集群话音组呼业务信道(GTCH)为一对上下行信道，由一个集群组的所有移动终端共享，占用上行信道的移动终端的话音被交换到下行信道上，并被集群组内其它移动终端所收听。
4.如权利要求3所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：在集群话音组呼业务信道(GTCH)中，上行信道占用者按下PTT键讲话，当讲话者松开PTT键时，对应的移动终端在上行信道发送上行释放信令，集群信关站控制器在下行信道上发送上行空闲信令；任一讲话方用户可按下移动终端PTT键申请上行占用，发送上行请求信令，集群信关站控制器在下行信道发送占用确认信令，收到这个信令的讲话方用户获得上行信道使用权。
5.如权利要求4所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：主叫移动终端在集群话音组呼信道使用上行拆线命令发起拆线，集群信关站控制器在集群话音组呼业务信道(GTCH)下行信道发送拆线命令，集群话音组呼业务信道(GTCH)下的所有移动终端收到下行拆线命令以后，自行离开该信道，返回公共控制信道(CCCH)并转入空闲状态，等待下次呼叫。
6.如权利要求5所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：
移动终端开机后，通过常规信关站控制器向核心网登记注册，登记注册成功以后获得临时移动用户标识(TMSI)并进入空闲守候状态，收听单呼呼叫的寻呼信道(PCH)和组呼呼叫的集群信令广播信道(GSBCH)；
当移动终端主动发起集群组呼呼叫时，使用已获得的临时移动用户标识(TMSI)采用单呼呼叫起始流程发起集群组呼呼叫；此时由主叫集群信关站控制器管理的集群信令广播信道(GSBCH)下发接入确认信道信息；由被叫集群信关站控制器直接进行寻呼响应、呼叫应答和请求核心网分配业务信道，被叫集群信关站控制器分配集群话音组呼业务信道(GTCH)并将集群话音组呼业务信道(GTCH)和核心网分配的业务信道对接在一起，被叫移动终端在集群信令广播信道(GSBCH)上收到信道指派消息和呼叫建立消息SETUP后，根据信道指派消息转入集群话音组呼业务信道GTCH收听集群组呼呼叫。
7.如权利要求6所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：被叫集群信关站控制器当收到核心网的寻呼请求时，获得被叫移动终端组呼号码，收到核心网呼叫建立消息(SETUP)时获得主叫和被叫号码；被叫集群信关站控制器将寻呼消息和呼叫建立消息(SETUP)绑定在一起，作为一个呼叫，并据此呼叫向核心网请求为被叫移动终端分配业务信道；当被叫集群信关站控制器收到核心网业务信道分配响应以后，再指派相对应的集群话音组呼业务信道(GTCH)，并将集群话音组呼业务信道(GTCH)与核心网所分配的业务信道对接在一起，然后在集群信令广播信道(GSBCH)上向被叫移动终端发送信道指派消息和呼叫建立消息(SETUP)。
8.如权利要求7所述的卫星集群终端协议栈实现方法，其特征在于：被叫集群信关站控制器直接向主叫移动终端发送被叫移动终端的振铃消息和连接消息，等待主叫移动终端回送连接证实消息；
主叫移动终端在回送连接证实消息后转入集群话音组呼业务信道(GTCH)并开始发送话音。
CN201810919275.3A 2018-08-14 2018-08-14 卫星集群终端协议栈实现方法 Active CN109257086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810919275.3A CN109257086B (zh) 2018-08-14 2018-08-14 卫星集群终端协议栈实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810919275.3A CN109257086B (zh) 2018-08-14 2018-08-14 卫星集群终端协议栈实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109257086A true CN109257086A (zh) 2019-01-22
CN109257086B CN109257086B (zh) 2021-04-06

Family

ID=65049837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810919275.3A Active CN109257086B (zh) 2018-08-14 2018-08-14 卫星集群终端协议栈实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109257086B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109951492A (zh) * 2019-03-29 2019-06-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种卫星终端业务获取系统及方法
CN110418415A (zh) * 2019-07-25 2019-11-05 哈尔滨海能达科技有限公司 集群通信系统信号中转方法、终端、中转设备及集群通信系统
CN113825211A (zh) * 2021-09-06 2021-12-21 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种专路信令与业务随路信令一体化方法
CN114286326A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 成都东信科创科技有限公司 一种宽窄带融合终端通话业务融合处理的实现方法
CN115175201A (zh) * 2022-09-08 2022-10-11 中电防务科技有限公司 一种卫星移动通信集群业务与单呼业务共生方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1298613A (zh) * 1998-04-09 2001-06-06 诺基亚网络有限公司 移动通信系统中多个同时进行的呼叫的实现
US20020013149A1 (en) * 1995-11-30 2002-01-31 Motient Services Inc. Network engineering/systems system for mobile satellite communcation system
CN103002405A (zh) * 2012-12-17 2013-03-27 海能达通信股份有限公司 宽带多媒体集群系统中进入组呼的方法、相关装置和系统
CN104218986A (zh) * 2013-06-04 2014-12-17 北京信威通信技术股份有限公司 一种卫星移动通信组呼业务的实现方法和装置
CN106714113A (zh) * 2015-11-12 2017-05-24 成都鼎桥通信技术有限公司 宽带多媒体集群系统和通信方法
CN107592152A (zh) * 2016-07-06 2018-01-16 北京信威通信技术股份有限公司 一种星座卫星系统、基于星座卫星系统的通信方法及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020013149A1 (en) * 1995-11-30 2002-01-31 Motient Services Inc. Network engineering/systems system for mobile satellite communcation system
CN1298613A (zh) * 1998-04-09 2001-06-06 诺基亚网络有限公司 移动通信系统中多个同时进行的呼叫的实现
CN103002405A (zh) * 2012-12-17 2013-03-27 海能达通信股份有限公司 宽带多媒体集群系统中进入组呼的方法、相关装置和系统
CN104218986A (zh) * 2013-06-04 2014-12-17 北京信威通信技术股份有限公司 一种卫星移动通信组呼业务的实现方法和装置
CN106714113A (zh) * 2015-11-12 2017-05-24 成都鼎桥通信技术有限公司 宽带多媒体集群系统和通信方法
CN107592152A (zh) * 2016-07-06 2018-01-16 北京信威通信技术股份有限公司 一种星座卫星系统、基于星座卫星系统的通信方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈国伟，等: "卫星通信组呼业务MAC层研究", 《通信技术》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109951492A (zh) * 2019-03-29 2019-06-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种卫星终端业务获取系统及方法
CN109951492B (zh) * 2019-03-29 2021-03-09 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种卫星终端业务获取系统及方法
CN110418415A (zh) * 2019-07-25 2019-11-05 哈尔滨海能达科技有限公司 集群通信系统信号中转方法、终端、中转设备及集群通信系统
CN110418415B (zh) * 2019-07-25 2023-06-13 哈尔滨海能达科技有限公司 集群通信系统信号中转方法、终端、中转设备及集群通信系统
CN113825211A (zh) * 2021-09-06 2021-12-21 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种专路信令与业务随路信令一体化方法
CN114286326A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 成都东信科创科技有限公司 一种宽窄带融合终端通话业务融合处理的实现方法
CN114286326B (zh) * 2021-12-22 2024-04-19 成都东信科创科技有限公司 一种宽窄带融合终端通话业务融合处理的实现方法
CN115175201A (zh) * 2022-09-08 2022-10-11 中电防务科技有限公司 一种卫星移动通信集群业务与单呼业务共生方法及装置
CN115175201B (zh) * 2022-09-08 2022-11-25 中电防务科技有限公司 一种卫星移动通信集群业务与单呼业务共生方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109257086B (zh) 2021-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109257087A (zh) 卫星集群实时话音组呼控制方法
CN109257086A (zh) 卫星集群终端协议栈实现方法
FI103848B (fi) Ryhmäpuhelun ylläpitäminen matkaviestinjärjestelmässä
CN103609147B (zh) 集群通信系统、集群服务器、接入网络以及集群通信方法
EP1829302B1 (en) Push-to-x over cellular coordinated floor and packet scheduling
US7136663B2 (en) Method for controlling a communications channel shared by several stations
EP1906684B1 (en) A method and apparatus for obtaining group information by the invited user during the session
WO2000069185A2 (en) Methods and systems for providing group calls with reduced setup times
WO2000069209A1 (en) Methods, systems, and terminals for assigning control channel time slots for group and individual pages
KR20070015443A (ko) 셀룰라 상의 푸시-투-토크를 위한 동시적 패킷 데이터 세션셋업
JPH09512409A (ja) 移動通信システムにおけるタイムスロットの割り当て方法
CN100544469C (zh) 一种在集群组呼中进行私密通信的方法和装置
CN105050057B (zh) 非实时语音呼叫方法、集群通信系统及其控制装置和终端
CN1926895A (zh) 基于cdma2000高速分组数据网络的集群通信系统及其集群呼叫处理方法
CN100370849C (zh) 对PoC发言请求进行处理的方法及装置
EP1768423B1 (en) A method of digital trunked communication system fast call setup
JPH07504793A (ja) デジタルｔｄｍａ無線システムの通話制御方法
US8576871B2 (en) Collision avoidance methods and apparatus for intercommunication systems
CN100441030C (zh) 一种私密呼叫的建立方法
CN100442875C (zh) 一种集群通讯中的话权分配方法
CN101094134A (zh) 一种释放集群通信业务的方法
WO2006019864A2 (en) Wireless communication network, wireless communication unit and method of operation therefor
WO2000069190A1 (en) Methods, systems, and terminals for providing group communications over a common traffic channel
CN102857995A (zh) 一种集群用户设备的接入方法、消息发送方法及用户设备
CN114339620B (zh) 一种多波束卫星集群通信方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant