CN1901699A - 在td－scdma系统中实现集群业务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种TD－SCDMA中实现集群业务的方法，各终端已建立下行同步，群组的一用户按下用户终端上具有PPT功能的按键后，包括步骤：A.所述用户终端建立与网络的上行同步；B.所述用户终端向网络发送集群组呼呼叫请求信息；C.网络收到所述请求信息，为所述用户所在群组分配上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道；D.网络将所述上行传输信道分配给所述发起呼叫的用户终端；并通知所述群组内各用户上下行传输信道的当前分配情况；E.发起呼叫的用户终端通过分配的上行传输信道上传业务数据，群组内其他用户终端通过所述下行传输信道接收所述业务数据。使用本发明可实现使用TD－SCDMA的传输信道实现集群业务。

Description

在TD-SCDMA系统中实现集群业务的方法

技术领域

本发明涉及TD-SCDMA系统的集群技术领域，特别是指在TD-SCDMA系统中实现集群业务的方法。

背景技术

集群无线通信系统，以下简称集群系统，是近几年来发展起来的一种较经济、较灵活的指挥调度通信系统，广泛应用在政府机关、能源交通、机场码头、工矿企业、消防警察、水利和军事等单位，用以满足各单位内部通信联络的需要。

集群系统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(VGCS)是集群系统的主要业务，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组呼；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，其他所有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键请求上行讲话，网络许可后即可以成为讲者。

每个组还可以同时包括若干调度员，调度员使用调度台实现调度功能，调度台通过有线或无线的方式接入集群网络。每个用户可以同时属于多个组，用户与组的对应关系保存在用户SIM卡和网络节点中。在有组呼呼叫时，网络通知用户呼叫信息，用户可以选择加入或不加入正在进行的呼叫，当有用户签约的多个组同时通话时，用户还可以选择加入哪个组。

目前的集群通信系统是基于第二代移动通信技术发展起来的，即GSM技术，实现了将集群通信技术融入到公用移动通信网络，将PTT业务集成到手机上；随着第三代移动通信技术的成熟，集群通信系统也将演进到采用3G技术的系统，采用TD-SCDMA技术是集群的演进方向。

目前，对于基于TD-SCDMA的通信系统，实现群组通话的方法包括会议电话和基于分组数据的VoIP(voice over IP)方式。会议电话系统对空中接口信道无优化，使用普通电话的双向信道，每个MS都要占用各自独立的信道，没有利用无线传输的广播特点和集群业务的半双工特性；MS接续时间和抢占时间较长。同时，VoIP方式也将大量占用基本业务信道，且所支持的MS数因Walsh资源有限而受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供了TD-SCDMA系统中实现集群业务的方法，以实现使用TD-SCDMA系统的传输信道实现集群通信。

本发明提供了一种在TD-SCDMA中实现集群业务的方法，各个终端已经建立与网络的下行同步，一用户终端发起集群组呼呼叫时，包括以下步骤：

A、所述用户终端建立与网络的上行同步；

B、所述用户终端向网络发送所述集群组呼呼叫的请求信息；

C、网络收到所述请求信息，判断是否已为所述用户所在群组分配了上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道，若是，执行下一步；

否则，为所述用户所在群组分配上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道；

D、网络将所述上行传输信道分配给所述发起呼叫的用户终端；并通知所述群组内各用户上下行传输信道的当前分配情况；

E、发起呼叫的用户终端通过分配的上行传输信道上传业务数据，所述群组内其他用户终端通过所述下行传输信道接收所述业务数据。

其中，所述上行传输信道为以下之一：上行专用信道DCH、上行链路共享信道USCH、随机接入信道RACH；所述下行传输信道为下行专用信道DCH。

其中，步骤B所述集群组呼呼叫请求中包括：发起呼叫的用户所在群组的组ID或群组内所有用户的MSISDN号。

其中，步骤C判断尚未为所述用户所在群组分配上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道时，步骤D所述通知是通过寻呼信道PCH发送含有所述上下行传输信道的当前分配情况的寻呼信息进行通知的。

其中，步骤C判断已为所述用户所在群组分配了上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道时，步骤D所述通知是通过所述下行传输信道进行通知的。

其中，步骤D后进一步包括：所述群组内用户选择加入当前群组组呼业务时，向网络发送响应信息；网络判断响应用户的数量小于设定的值时，将集群业务实现方式切换为使用会议电话实现集群业务的方式。

其中，所述群组内不同的用户发送的响应信息是延迟不同时间后发送的。

其中，步骤D后进一步包括：网络将当前发起呼叫的用户身份信息通过所述下行传输信道发送给所述群组内各用户。

其中，进一步包括：发起呼叫的用户终端根据从专用下行物理信道DPCH接收的传输功率控制TPC和同步偏移SS，调整承载所述上行传输信道的物理信道的发射功率和定时提前量。

其中，进一步包括：所述发起集群组呼呼叫的用户终端结束所述呼叫时，所述用户终端向网络发送呼叫释放消息；网络收到所述释放消息后，释放所述上行传输信道为空闲。

其中，进一步包括：通过寻呼信道PCH发送上行传输信道空闲的寻呼消息通知所述群组内各用户。

其中，进一步包括：通过所述下行传输信道发送通知信息，通知所述群组内各用户所述上行信道空闲。

其中，所述通知信息为：固定已知数据序列或提示音。

其中，进一步包括：集群业务结束后，网络释放为所述群组分配的信道资源。

其中，所述向网络发送信息是通过RACH信道发送的。

由上述方法可以看出，本发明可以实现在TD-SCDMA中的集群业务。由TD-SCDMA提供无线信道来承载上下行组呼信道。相对于背景技术中的集群业务实现方法，利用了无线传输的广播特点和集群业务的半双工特性，提高系统信道资源的利用率，节约了信道的建立时延，提高了PTT呼叫的建立速度。并且，当群组用户少时可以切换到会议模式的集群方式。

附图说明

图1为本发明上下行组呼信道分配示意图。

图2为本发明集群组呼呼叫建立流程图。

图3为集群呼叫已经建立后的集群组呼呼叫流程图。

具体实施方式

本发明利用TD-SCDMA系统中的传输信道来作为集群系统的上下行组呼信道。下面以传输信道是专用信道(DCH)为例，对本发明进行详细说明。

在集群业务建立时，例如发起VGCS呼叫时，网络为集群组在业务相关的每个小区分配一对上行/下行DCH信道作为上行/下行组呼信道。如图1示出了在一个无线帧中对两个群组的信道分配的实施例，如图，对于两个群组的下行组呼信道，分别由时隙Ts3、Ts5承载的下行DCH信道来实现，对于两个群组的上行组呼信道，分别由时隙Ts1中不同码道的两个上行DCH信道来实现。

在一个群组中，小区中该群组的所有业务用户监听所分配的作为下行组呼信道的下行DCH，共享该信道的物理信道资源(包括频点、时隙、信道码和训练序列midamble码)；想要讲话的用户通过上行接入过程，独占所分配的作为上行组呼信道的上行DCH。没有讲话用户时，所述DCH上行信道空闲。在集群业务结束时，收回所分配的信道资源。

上行DCH信道为讲者独占，可以采用智能天线，且一个上行时隙可以包括多个上行DCH信道；下行DCH信道为所有听者用户共享，根据一个小区内的下行用户数多少决定下行是否使用智能天线，可以设置一个用户数的门限。若用户数大于门限值，则不采用智能天线，天线方向图覆盖整个小区/扇区。不采用智能天线时，每个下行时隙只支持一个DCH下行信道，此时该时隙没有码道之分，系统通知本群组用户下行DCH信道的频点和时隙号。

若一个小区内的用户数低于门限值，则可以为每个听者用户分配独立的专用信道，听者用户在专用信道接收语音，此时该小区可以不分配共享的下行组呼信道，此时类似与现有技术的会议电话方式。需要说明的是，上行组呼信道还是共享的，每个小区分配一条作为上行组呼信道的上行DCH信道。

本发明中，DCH所映射的DPCH传输物理层信令，包括传输功率控制(TPC，Transmission Power Control)和同步偏移(SS，Synchronization Shift)信息，但是不同状态的用户终端对于物理层信令的处理不同。处于组发射模式的用户(即讲话用户)解调下行DPCH携带的TPC信息和SS信息，并且调节上行DPCH的功率发射；处于组接收模式的用户(听者用户)忽略下行DPCH中的TPC信息和SS信息。所有听者只有下行同步没有上行同步，讲者保持上下行同步；下行DCH信道没有功率控制，下行发射功率保证能覆盖到整个小区/扇区，上行DCH信道可以有功率控制。这里说明一下，DPCH信道是物理信道，承载所述DCH，故调节DCH功率的实现是对其映射的DPCH信道功率的调节。

组呼上行DCH信道空闲时，用户通过随机接入信道(RACH)发送上行呼叫请求，当未为该群组分配上下行组呼信道时，用户的所有上行控制信息也通过RACH发送。由于听者用户只有下行同步，所以听者在利用RACH发送呼叫请求之前必须经过与普通蜂窝电话相同的上行同步过程。

下面，参见图2示出的PPT呼叫的流程图，并以上下行组呼信道映射到一对上下行DCH信道为例，对本发明实现集群业务进行说明，包括以下步骤：

步骤201：一个用户按下终端上具有PTT(Push to talk)功能的按键，激活用户终端对网络的上行同步过程，上行同步过程描述如下：

用户终端在此之前已经获得下行同步(用户终端开机时会搜索下行导频信道DwPCH，在得到导频信息后即获得了时隙同步，然后通过同步信道SCH获得帧同步，即完成下行同步)，并且根据接收的系统信息知道上行接入使用的TD-SCDMA系统的SYNC-UL码。当PPT键被按下时，用户终端随机选择其中一个SYNC-UL码在上行导频信道(UpPCH)发送上行同步建立消息。

网络侧设备，如基站收到上行同步建立消息后，通过前向随机接入信道(FPACH)向用户发送响应消息，该响应消息携带了用户下次发送随机接入消息的发射功率和时间提前量。如果用户没有接收到该响应消息，用户随机延迟一段时间后重新发起步骤201的同步建立过程。

步骤202：该组呼用户在RACH信道向网络发送集群组呼呼叫请求，该请求消息携带用户所在群组的组ID或群组内所有用户的MSISDN号，用于通知网络相关的群组信息。

步骤203：网络为该组呼用户所在群组覆盖的所有小区分别分配上下行DCH信道作为上下行组呼信道，DCH信道映射到组呼用户所在群组ID。

建立的下行组呼信道可以是一占用整个时隙且不分码道的下行DCH信道；上行组呼信道可以是一占用一时隙的某码道的上行DCH信道。

步骤204：网络授权呼叫用户的集群组呼呼叫请求，将作为上行组呼信道的上行DCH信道分配给该呼叫用户，网络通过FACH信道向发起呼叫的用户返回呼叫请求确认消息，该消息携带所述上行DCH信道的描述参数，如时隙、频点和扩频码(可选)等。

所述呼叫用户收到所述信息后，根据接收的上行DCH参数，占用该上行DCH开始讲话，成为讲者用户。

步骤205：另一方面，网络通过导频信道(PCH)寻呼所有本群组用户，下发的寻呼消息携带所分配的上下行DCH信道的描述参数，如时隙、频点和扩频码(可选)等。

步骤206：本群组各个用户收到寻呼消息后，根据该消息携带的上下行DCH信道描述参数来监听下行DCH信道，用以收听讲者用户的讲话。

其中，在本群组用户收到寻呼消息后，可以选择加入组呼或不加入，用户加入组呼之前可以选择不向网络发送响应信息；若用户选择了向网络返回响应消息，则可以通过现有的寻呼响应消息通过随机接入信道(RACH)返回给网络。并且在向网络返回响应消息时，不同的用户可以随机延迟不同时间后发送所述响应信息，这是为了防止大量的信息同时到达网络而造成堵塞。

而基站则可以根据响应用户的多少决定是否将当前的集群实现方式切换为会议电话方式实现的集群实现方式，当响应的用户数量小于其设定的门限时，则切换到会议电话方式。会议电话方式下，每个用户都有独立的下行DCH信道，不同DCH信道可采用不同时隙的不同码道，且采用智能天线；对于会议电话实现方式，由于是现有技术，本发明不进行赘述。

步骤207：此时，由于已经将作为下行组呼信道的下行DCH参数下发给群组内各个用户，各个用户都可监听该DCH信道，因此讲者用户的身份信息(如MSISDN号、等级、职务、位置等)可以通过所述下行DCH信道发送给群组内各个用户。

步骤208：讲者用户讲完话后放开PTT功能按键，讲者用户终端从所分配的上行DCH信道向网络发送呼叫释放消息。

步骤209：网络收到呼叫释放消息后，释放上行DCH信道为空闲。并且，此时可以在所分配的下行DCH信道发送固定已知数据序列或某种提示音(如舒适噪音)，以通知群组内各用户上行信道空闲。

当然，该步骤也可以如步骤205，向各个用户发送寻呼消息，携带信道描述参数指示上行信道空闲。

对于上述过程，在通话过程中，讲者用户终端可以根据从下行DPCH信道接收的的TPC和SS命令调整上行DPCH信道的发射功率和定时提前量，以实现对上行DPCH物理信道所承载的所分配的上行DCH信道的功率调节；下行DPCH满功率发射，即其承载的所分配的下行DCH信道满功率发射。

以上是一组呼建立过程为例对本发明进行的描述。在已经分配好群组的组呼信道后，由于所分配的上下行DCH信道已经分配给了该群组，所以可以尽量采用所分配的DCH信道来传输上下行信令，节约信道占用量。如图3所示的为后续的用户发起组呼呼叫的流程图，除了用户按下PTT功能按键时发起的上行呼叫请求使用RACH信道传输外(因为发起呼叫时，还未将上行DCH信道分配给该用户，故仍采用RACH信道接入)，其他信令均可通过上下行DCH信道传输。对于图3，可以参照图2的描述，此处不再赘述。

当集群业务结束后，网络释放为该群组分配的所有信道资源。发起结束请求的可以是授权的用户也可以是网络发起。例如授权的用户可以通过上行DCH发送结束请求，而网络侧使用调度台时，可由调度台指示网络结束。并且，在释放前，可通过下行DCH信道发送一个组呼释放消息，通知群组内每个用户组呼呼叫释放。

上述是以分配上下行DCH传输信道作为集群上下行组呼信道进行的说明。组呼信道属于逻辑信道，所以还可以映射到其他传输信道来实现本发明，例如也可以采用上行链路共享信道(USCH)替换上行DCH信道作为集群上行组呼信道，或者采用随机接入信道(RACH)替换上行DCH信道作为集群上行组呼信道。其实现原理与上述实施例相同，故不再赘述。

本发明提供了如何在TD-SCDMA中实现集群系统的方案。由于WCDMA系统和TD-SCDMA系统的无线帧定义是相同的，上述方案也可以应用于WCDMA，但由于WCDMA是异步系统(TD-SCDMA是同步系统)，因此，在群组用户呼叫时，可以省略上行同步过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1、一种在TD-SCDMA中实现集群业务的方法，其特征在于，各个终端已经建立与网络的下行同步，一用户终端发起集群组呼呼叫时，包括以下步骤：

A、所述用户终端建立与网络的上行同步；

B、所述用户终端向网络发送所述集群组呼呼叫的请求信息；

C、网络收到所述请求信息，判断是否已为所述用户所在群组分配了上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道，若是，执行下一步；

否则，为所述用户所在群组分配上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道；

D、网络将所述上行传输信道分配给所述发起呼叫的用户终端；并通知所述群组内各用户上下行传输信道的当前分配情况；

E、发起呼叫的用户终端通过分配的上行传输信道上传业务数据，所述群组内其他用户终端通过所述下行传输信道接收所述业务数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行传输信道为以下之一：上行专用信道DCH、上行链路共享信道USCH、随机接入信道RACH；

所述下行传输信道为下行专用信道DCH。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述集群组呼呼叫请求中包括：

发起呼叫的用户终端所在群组的组ID或群组内所有用户终端的MSISDN号。

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤C判断尚未为所述用户所在群组分配上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道时，

步骤D所述通知是通过寻呼信道PCH发送含有所述上下行传输信道的当前分配情况的寻呼信息进行通知的。

5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤C判断已为所述用户所在群组分配了上下行传输信道作为所述群组的上下行组呼信道时，

步骤D所述通知是通过所述下行传输信道进行通知的。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D后进一步包括：

所述群组内用户选择加入当前群组组呼业务时，向网络发送响应信息；

网络判断响应用户的数量小于设定的值时，将集群业务实现方式切换为使用会议电话实现集群业务的方式。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述群组内不同的用户发送的响应信息是延迟不同时间后发送的。

8、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤D后进一步包括：网络将当前发起呼叫的用户身份信息通过所述下行传输信道发送给所述群组内各用户。

9、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

发起呼叫的用户终端根据从专用下行物理信道DPCH接收的传输功率控制TPC和同步偏移SS，调整承载所述上行传输信道的物理信道的发射功率和定时提前量。

10、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

所述发起集群组呼呼叫的用户终端结束所述呼叫时，所述用户终端向网络发送呼叫释放消息；

网络收到所述释放消息后，释放所述上行传输信道为空闲。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过寻呼信道PCH发送上行传输信道空闲的寻呼消息通知所述群组内各用户。

12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过所述下行传输信道发送通知信息，通知所述群组内各用户所述上行信道空闲。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述通知信息为：固定已知数据序列或提示音。

14、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括：集群业务结束后，网络释放为所述群组分配的信道资源。

15、根据权利要求1、2或6所述的方法，其特征在于，所述向网络发送信息是通过RACH信道发送的。

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