WO2014067358A1 - 基于lte的宽带集群系统的话权申请实现方法 - Google Patents

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WO2014067358A1
WO2014067358A1 PCT/CN2013/083680 CN2013083680W WO2014067358A1 WO 2014067358 A1 WO2014067358 A1 WO 2014067358A1 CN 2013083680 W CN2013083680 W CN 2013083680W WO 2014067358 A1 WO2014067358 A1 WO 2014067358A1
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voice
subsystem
wireless access
broadband wireless
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杜高鹏
李群
马子江
张寿勇
丁鼎
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Definitions

  • the present invention relates to the field of broadband digital trunking systems, and in particular, to a method for implementing a rights application of a longband evolution (LTE) based broadband cluster system, a mobility management entity (MME), a network subsystem, a broadband wireless access subsystem, and an LTE-based solution.
  • LTE longband evolution
  • MME mobility management entity
  • network subsystem a broadband wireless access subsystem
  • broadband wireless access subsystem a broadband wireless access subsystem
  • cluster systems play an increasingly important role as an efficient emergency command and dispatch system.
  • the trunking communication system is widely used in government departments, public safety, emergency telecommunications, electric power, civil aviation, petrochemicals, and military.
  • the development of cluster system has experienced the stage of analog cluster system and narrow-band digital cluster system. There are many disadvantages in the cluster system of two stages.
  • the simulated cluster system has the disadvantages of large interference, many blind spots and limited frequency, while the narrow-band digital cluster system has Compared with analog cluster systems, the communication quality and capacity are improved, but the data transmission capability and multimedia service support capabilities are still weak, and the narrowband digital trunking system evolves to a long-term evolution (LTE)-based broadband digital trunking system. Certain difficulties.
  • LTE long-term evolution
  • the LTE-based broadband digital trunking system has become the development direction of the next-generation cluster system.
  • LTE-based broadband digital trunking system relevant standards are being studied in China, and operators and enterprises hope to be as existing as possible.
  • LTE networks and technologies are modified or expanded to complete the deployment of LTE-based broadband digital trunking systems, which can make good use of related LTE networks and technologies, while minimizing operators and enterprises.
  • Input cost therefore, how to use the existing LTE network and technology to deploy the architecture based on the LTE broadband digital trunking system, and the application of the right to implement the cluster service has become an urgent problem to be solved.
  • Embodiments of the present invention provide a method for implementing a rights application of a long-term evolution (LTE)-based broadband cluster system, a mobility management entity (MME), a network subsystem, and a broadband wireless access subsystem.
  • LTE-based broadband trunking system to solve the problem of how to utilize existing LTE networks and technologies to deploy an architecture based on an LTE broadband digital trunking system and to implement a call application for cluster services.
  • Embodiments of the present invention provide a method for implementing a call rights application of a Long Term Evolution (LTE) based broadband cluster system, where the LTE-based broadband cluster system includes a call right application terminal, a broadband wireless access subsystem, a network subsystem, and a cluster scheduling Management Center, the method includes:
  • the broadband wireless access subsystem sends a cluster call right update request to the network subsystem, receives a cluster call right update accept message returned by the network subsystem, and sends the cluster call right to the call rights application terminal. Update acceptance message;
  • the method further includes:
  • the broadband wireless access subsystem performs interaction with the call right application terminal, the network subsystem, and the cluster scheduling management center to complete establishment of a default bearer;
  • the broadband wireless access subsystem transparently transmits the cluster-specific call request sent by the call-right application terminal to the network subsystem, so that the network subsystem completes establishment of a cluster-specific bearer.
  • the broadband wireless access subsystem completes the establishment of a default bearer by interacting with the call authorization application terminal, the network subsystem, and the cluster scheduling management center, and includes: the broadband wireless access sub- The system receives the cluster call right request sent by the call authorization application terminal, and sends the cluster call right application request to the cluster scheduling management center by using the network subsystem;
  • the cluster scheduling management center Receiving, by the network subsystem, a cluster context establishment request sent by the cluster scheduling management center, and interacting with the broadband wireless access subsystem and the terminal to complete establishment of a default bearer; wherein the cluster context establishment request is the After receiving the cluster call request request, the cluster scheduling management center sends the terminal after authentication, authentication, and policy determination.
  • said broadband wireless access subsystem sends a cluster voice update to said network subsystem And receiving, by the network subsystem, the cluster voice rights update accept message, where: the broadband wireless access subsystem sends a cluster voice right update request to the network subsystem, where the network subsystem is configured according to the cluster voice And receiving, by the cluster scheduling management center, the cluster call right information update, and receiving the cluster voice right update accept message returned by the cluster scheduling management center, where the broadband wireless access subsystem receives the network subsystem The returned cluster call update accept message.
  • the embodiment of the present invention further provides a method for implementing a call center application of a long-term evolution (LTE)-based broadband cluster system, where the LTE-based broadband cluster system includes a call right application terminal, a broadband wireless access subsystem, a network subsystem, and a cluster. Scheduling the management center, the method includes:
  • the network subsystem and the cluster scheduling management center perform information update of the cluster call rights, and send the cluster voice right access accepting message to the call right application terminal by using the broadband wireless access subsystem;
  • the method further includes:
  • the network subsystem interacts with the voice right application terminal, the broadband wireless access subsystem, and the cluster scheduling management center to complete a default bearer between the broadband wireless access subsystem and the call rights application terminal.
  • the network subsystem performs interaction with the voice right application terminal, the broadband wireless access subsystem, and the cluster scheduling management center to complete the broadband wireless access subsystem and the right to apply for a terminal.
  • the establishment of the default bearer including:
  • the cluster scheduling management center receives, by the network subsystem, a cluster context establishment request sent by the cluster scheduling management center, and interacting with the broadband wireless access subsystem and the call rights application terminal to complete establishment of a default bearer; wherein the cluster context establishment request After receiving the cluster call request request, the cluster scheduling management center sends the call authorization terminal after authentication, authentication, and policy determination.
  • the network subsystem sends the cluster voice rights update accept message to the call rights application terminal by using the broadband wireless access subsystem, including:
  • the network subsystem receives the cluster call rights update acceptance message sent by the cluster scheduling management center, and sends the cluster call rights update accept message to the call rights application terminal by using the broadband wireless access subsystem.
  • the embodiment of the present invention further provides a mobility management entity (MME), which is applied to an LTE-based broadband cluster system, where the MME includes:
  • the first establishing module is configured to: perform interaction with the first base station and the cluster scheduling management center to which the right application terminal belongs, and complete the default bearer between the first base station and the right applying terminal Establishment
  • the second establishing module is configured to: perform a cluster-specific call request bearer by interacting with the first base station, a serving gateway (SGW) and a packet data network gateway (P-GW) that are in the same network subsystem as the MME. Establishment
  • An update module configured to: perform a cluster call right update by interacting with the multimedia broadcast multicast service gateway (MBMS-GW), the SGW, and the cluster scheduling management center, and send the message to the first base station
  • the right application terminal sends a cluster call request acceptance message
  • the occupant module is configured to: send a cluster call right occupation prompt to the first base station and the second base station to which the other idle terminals in the same group as the right application terminal belong, so that the first base station and the The second base station notifies the terminal usage of all terminals in the corresponding cluster area and updates the configuration information through the control channel of the Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network (MBSFN) area.
  • MBSFN Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network
  • the first establishing module is configured to:
  • the cluster scheduling management center sends the cluster call request request, where the cluster call request includes a cluster session identifier
  • the second establishing module is configured to:
  • the update module is configured to:
  • the embodiment of the present invention further provides a network subsystem, including an MME, an SGW, a BM-SC, and an HSS connected to the MME, an MBMS-GW connected to the BM-SC, and the BM-SC and the The PGWs in which the SGWs are connected, wherein:
  • the MME is the foregoing MME
  • the MBMS-GW is configured to: be responsible for multicast address storage, data distribution, and processing cluster service session control commands;
  • the P-GW is configured to: receive a cluster service bearer setup request sent by the cluster scheduling management center, and forward the cluster service request information sent by the UE processed by the MME to The cluster scheduling management center;
  • the HSS is configured to: save the base station information to which the terminal belongs and the identifier of the belonging group.
  • the embodiment of the present invention further provides a broadband wireless access subsystem, including a multi-cell or multicast cooperative entity (MCE) and multiple base stations, where:
  • MCE multi-cell or multicast cooperative entity
  • the base station is configured to: establish a radio bearer for the cluster service session, and notify the terminal served by the base station of the configured radio bearer information;
  • the MCE is configured to: allocate, in the multicast single frequency network (MBSFN) area, the radio resource allocation of the cluster service session in which the base station performs MBSFN transmission.
  • MBSFN multicast single frequency network
  • the MCE is configured to: receive a cluster service session start request from a mobility management entity (MME), generate scheduling control information of the radio resource according to the quality of service, and send the scheduling control information to the base station.
  • MME mobility management entity
  • the base station is configured to: receive a cluster-specific call right application bearer setup request sent by the MME, perform establishment of an RRC connection re-configuration with a call-right application terminal served by the base station, and return a cluster-specific message to the MME The right to apply for a bearer setup completion message.
  • the embodiment of the invention further provides a long-term evolution (LTE)-based broadband cluster system, comprising a terminal connected in series, a broadband wireless access subsystem, a network subsystem and a cluster scheduling management center, and the broadband wireless access An operation and maintenance subsystem in which both the subsystem and the network subsystem are connected, wherein:
  • LTE long-term evolution
  • the broadband wireless access subsystem is the broadband wireless access subsystem described above;
  • the network subsystem is the above network subsystem
  • the cluster scheduling management center is configured to: perform cluster service call management and scheduling, cluster single call or group call authorization management, cluster service service type assignment, and cluster service quality of service configuration;
  • the operation and maintenance subsystem is configured to: perform various operations of opening, depreciating, and user service rights of the cluster user, and configuring parameters of the broadband wireless access subsystem and the network subsystem device, and Performance and security management.
  • the system further comprises: an IP Multimedia System (IMS), configured to: be located between the network subsystem and the cluster scheduling management center to provide protocol and process support for the cluster function.
  • IMS IP Multimedia System
  • the above-mentioned long-term evolution (LTE)-based broadband cluster system is deployed in combination with eMBMS technology and network elements.
  • LTE long-term evolution
  • the point-to-multiple system of the cluster system can be satisfied without adding new network element equipment.
  • the characteristics of the point in addition, only need to modify or expand the function of some network elements to deploy a broadband digital trunking system based on LTE, and then can be merged with the public network, and on this basis, the LTE-based broadband cluster can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an embodiment of an LTE broadband digital trunking system according to the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart 1 of a method for implementing a voice rights application based on an LTE broadband digital trunking system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart 2 of a method for implementing a call right application based on an LTE broadband digital trunking system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an overall signaling flowchart of a call rights application process based on an LTE broadband digital trunking system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart of a signaling procedure of an embodiment of a call right application based on an LTE broadband digital trunking system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of an embodiment of an MME according to the present invention. Preferred embodiment of the invention
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of an embodiment of an LTE broadband digital trunking system according to the present invention.
  • the system includes a terminal 101, a broadband wireless access subsystem 102, a network subsystem 103, an IP multimedia system (IMS) 104, and a cluster scheduling.
  • the terminal includes a handheld terminal, a radio station, a fixed station, and a wireless dispatching station.
  • the above broadband wireless access subsystem includes multiple evolved base stations (eNodeBs) and multiple cells/multiple The Broadcast Coordination Entity (MCE), the eNodeB establishes a radio bearer for the cluster service session, and notifies the terminal of the configuration of the radio bearer information.
  • the MCE is responsible for allocating the radio resources of the cluster service session for the MBSN transmission of the eNodeB in the multicast single frequency network (MBSFN) area, including the time domain resource allocation, the selection of the coding modulation scheme, and the MCE is also responsible for transmitting the mobile management entity (MME).
  • MME mobile management entity
  • the MCE receives the cluster service session start request from the M3 interface, generates scheduling control information of the radio resource according to the service quality (Qos), and sends the scheduling control information to the eNB through the M2 interface.
  • the MCE and eNodeB are connected through the M2 interface.
  • the handheld mobile station, the radio station, the fixed station, and the wireless dispatch station share wireless resources with the broadband wireless access subsystem through the LTE-Uu interface.
  • the above network subsystem includes an MME, a Serving Gateway (SGW), a Home Subscriber Server (HSS), a Broadcast Multicast Service Center (BM-SC), a Multimedia Broadcast Multicast Service (Gateway, MBMS-GW), and Packet Data Network Gateway (PDN-GW, P-GW).
  • SGW Serving Gateway
  • HSS Home Subscriber Server
  • BM-SC Broadcast Multicast Service Center
  • MBMS-GW Multimedia Broadcast Multicast Service
  • PDN-GW Packet Data Network Gateway
  • the P-GWs are respectively connected to support different cluster service play characteristic gateways.
  • the P-GW requests the SGW or the BM-SC to establish a radio access bearer of the cluster service according to the play characteristics of the cluster request service request.
  • BM-SC provides aggregation and transmission of cluster services, authorization of cluster services, initiation of bearer establishment, and session control.
  • the MBMS-GW is responsible for multicast address preservation, data distribution, and processing of cluster service session control commands.
  • the MME is a cluster service session control node that caches established group call information and is responsible for establishing, maintaining, and releasing various cluster services.
  • the MME receives the cluster service request from the SGW or the MBMS-GW, and configures the service quality and the transport bearer information of the cluster service; and controls the establishment of the cluster service radio access bearer through the S1 or M3 interface; meanwhile, the MME also receives the user equipment.
  • the cluster service request is forwarded to the PDN-GW.
  • the HSS stores the home subscription information of the terminal user.
  • a module supporting the cluster service needs to be added.
  • the module stores the eNodeB information of the UE and the group identity (TMGI-ID) to which the UE belongs, that is, the storage group Identification, group service distribution area information, terminal list information ⁇ .
  • the S-GW is the end point of the media data interface connecting the wireless broadband access subsystem, and is mainly responsible for routing and forwarding of data packets.
  • the MME is connected to the SGW through the S11 interface, and the MME passes the S6a interface and the HSS.
  • the MME is connected to the BM-SC through the Sm interface
  • the SGW is connected to the P-GW through the S5 interface
  • the BM-SC is connected to the P-GW through the SGi interface
  • the BM-SC is connected to the MBMS-GW through the SGmb and SGimb interfaces.
  • the eNodeB is connected to the MBMS-GW through the M1 interface
  • the MCE is connected to the MME through the M3 interface.
  • the cluster scheduling management center is connected to the PDN-GW, and is responsible for completing cluster service call management and scheduling, cluster single call/group call authorization management, cluster service service type assignment, and cluster service quality of service configuration, and further, for user terminal and wireless scheduling. Taiwan's certification, it is the entrance to the P-GW.
  • Cluster application servers include, for example, PoC-based application servers, Gota-based cluster application servers, and other types of clustered application servers. If other types of cluster application servers can perform subsequent expansion to complete the session control function, the IMS subsystem does not need to be deployed, and SIP signaling is not used, and private signaling can be used.
  • the cluster scheduling management center notifies the PDN-GW cluster service bearer establishment request; and the PDN-GW forwards the cluster service request information sent by the UE processed by the MME to the cluster scheduling management center.
  • the above operation and maintenance subsystem mainly completes the user data management function, and can perform operations such as opening an account of the cluster user, canceling the account, and changing the user service authority, and simultaneously setting parameters of the device of the broadband wireless access subsystem and the network subsystem. Configuration, performance and security are managed.
  • an embodiment of the present invention provides a method for implementing a call right application, which is described from the perspective of a broadband wireless access subsystem, as shown in FIG. 2 , and includes: Step 11.
  • the broadband wireless access subsystem sends a cluster call right update request to the network subsystem, receives a cluster call right update accept message returned by the network subsystem, and sends the cluster call right to the call rights application terminal. Update acceptance message;
  • the cluster voice rights update accept message is received by the network subsystem according to the cluster voice right update request and the cluster scheduling management center to update the cluster call right information, and then received by the cluster scheduling management center;
  • the method further includes: the broadband wireless access subsystem interacting with the call authorization application terminal, the network subsystem, and the cluster scheduling management center to complete establishment of a default bearer;
  • the broadband wireless access subsystem sends the set of the right application terminal
  • the group-specific call request is transparently transmitted to the network subsystem, so that the network subsystem completes the establishment of the cluster-specific 7-load;
  • Step 12 The broadband wireless access subsystem receives a call rights occupation prompt message sent by the network subsystem, and sends a call to the call right application terminal through a multicast control channel of the enhanced multimedia broadcast multicast service (eMBMS). All terminals in the group send a cluster call occupation prompt message and update configuration information.
  • eMBMS enhanced multimedia broadcast multicast service
  • an embodiment of the present invention provides a method for implementing a call right application, which is described from the perspective of a network subsystem, as shown in FIG. 3 , and includes: Step 21
  • the network subsystem interacts with the voice right application terminal, the broadband wireless access subsystem, and the cluster scheduling management center to complete a default bearer between the broadband wireless access subsystem and the call rights application terminal.
  • the step 21 may specifically include: the network subsystem receiving a cluster call request request sent by the call authorization application terminal by using the broadband wireless access subsystem, and sending the cluster call right request to the cluster scheduling management center And receiving, by the network subsystem, a cluster context establishment request sent by the cluster scheduling management center, and interacting with the broadband wireless access subsystem and the call rights application terminal to complete establishment of a default bearer;
  • the cluster context establishment request is sent after the cluster scheduling management center receives the cluster call request request, and performs authentication, authentication, and policy determination on the call right application terminal;
  • Step 22 The network subsystem receives a cluster-specific call request transparently transmitted by the call authorization application terminal by using the broadband wireless access subsystem, and performs interaction with the broadband wireless access subsystem and the call rights application terminal. Establishment of a cluster-specific bearer;
  • Step 21 and step 22 above are optional steps
  • Step 23 The network subsystem and the cluster scheduling management center perform information update of the cluster call rights, and send the cluster call right update accept message to the call right application terminal by using the broadband wireless access subsystem;
  • the step 23 specifically includes: receiving, by the network subsystem, a cluster call rights update accept message sent by the cluster scheduling management center, and applying, by the broadband wireless access subsystem, the call right application terminal Sending the cluster call right update accept message;
  • Step 24 The network subsystem sends a rights occupation prompt message to the broadband wireless access subsystem, so that the broadband wireless access subsystem passes the enhanced multimedia broadcast multicast service (eMBMS) multicast control channel to the All terminals in the group to which the call right application terminal belongs send a cluster call right occupation prompt message and update configuration information.
  • eMBMS enhanced multimedia broadcast multicast service
  • the overall signaling flow chart of the call authorization application process based on the LTE broadband digital trunking system of the present invention, the call right application process based on the LTE broadband cluster system includes:
  • Step 201 The terminal user presses the PTT to interact with the broadband wireless access subsystem to complete establishment of the air interface resource.
  • Step 202 The terminal sends a cluster call request request, and the request message is processed by the broadband wireless access subsystem and the network subsystem, and forwarded to the cluster scheduling management center to apply for the right to call;
  • Step 203 After receiving the call right application, the cluster scheduling management center authenticates and authenticates the terminal.
  • Step 205 After receiving the cluster context establishment request, the network subsystem interacts with the broadband wireless access subsystem and the terminal to complete establishment of a default load.
  • Step 207 The terminal transparently transmits the cluster-specific call right application to the network subsystem through the broadband wireless access subsystem;
  • Step 208 After receiving the cluster-specific call request, the network subsystem interacts with the broadband wireless access subsystem and the terminal to complete establishment of the cluster-specific bearer;
  • Step 209 The network subsystem and the cluster scheduling management center exchange information about the cluster call rights. New
  • Step 210 The cluster scheduling management center sends a cluster call right update accept message to the network subsystem, and the network subsystem forwards the cluster call right update accept message to the wireless access subsystem, and the broadband wireless access subsystem sends the cluster call right request to the terminal.
  • Step 211 After the network subsystem receives the cluster call rights update acceptance message of the cluster scheduling management center, the network subsystem sends a call right occupation prompt message to the broadband wireless access subsystem.
  • Step 212 The broadband wireless access subsystem sends the cluster call rights occupation prompt and the configuration information update to the terminal of the cluster group by using the multicast control channel of the eMBMS.
  • the cluster terminal A is in the eNodeB1
  • the cluster terminal group B is in the eNodeB2
  • the cluster terminal A and the terminal group B belong to the same MBSFN area and the cluster group.
  • the call authorization application process based on the LTE broadband cluster system includes the following steps:
  • Step 301 The terminal A is in an idle state. If the terminal A applies for the cluster call right, when the user presses the PTT button, the terminal A and the eNodeB1 perform the interaction between the random access and the RRC connection establishment.
  • Step 302 The terminal A passes the MME to the cluster.
  • the scheduling management center sends a cluster call request message, and the call request message is encapsulated by the NAS message, and includes a cluster session identifier;
  • Step 303 After receiving the cluster call right application of the terminal A, the cluster scheduling management center performs authentication on the terminal A and information in the cluster user group.
  • Step 304 After the cluster scheduling management center authenticates and authenticates the terminal A, sends a cluster context establishment request to the MME.
  • Step 305 The MME interacts with the eNodeB1 and the terminal A to complete the establishment of the default bearer.
  • Step 306 The terminal A and the cluster scheduling management center negotiate the information such as the QOS, the IP address, and the port number that need to be transmitted through the SIP message.
  • Step 307 The terminal A transparently transmits the cluster-specific call right application message to the MME through the eNodeB 1, and the message is encapsulated by using the NAS message.
  • Step 308 The MME interacts with the S-GW and the P-GW to perform the E-RAB bearer establishment of the user.
  • Step 309 The MME sends a cluster-specific right-bearing bearer setup request to the eNodeB1.
  • Step 311 After the eNodeB1 is configured, return the cluster-specific right bearer bearer setup completion message to the MME.
  • Step 312 The MME sends a cluster call right update request to the S-GW, and the S-GW returns a group call right update response message to the MME.
  • Step 313 The MME sends a cluster call right update request to the cluster scheduling management center by using the MBMS-GW, and the cluster scheduling management center returns a cluster call right update accept request to the MME, indicating that the call right application of the group terminal A is accepted;
  • Step 314 The MME sends a cluster call right acceptance message to the terminal A through the eNodeB1, and the terminal A considers that the application has reached the current call right;
  • Step 315 The MME sends a cluster call right occupation prompt to the eNodeB 1 and the eNodeB2 respectively.
  • Step 316 The eNodeB1 and the eNodeB2 notify the terminal group B and other terminal rights in the cluster group that the call right has been occupied through the MCCH channel of the MBSFN area, and update the configuration. information.
  • the above-mentioned cluster system architecture is combined with the eMBMS technology and the network element to deploy. If the new network element device is not needed, the eMBMS downlink multicast technology can be fully utilized to meet the point-to-multipoint characteristics of the cluster system.
  • the function of some network elements can be modified or expanded to deploy a broadband digital trunking system based on LTE.
  • the subsequent convergence with the public network can also be carried out.
  • the call rights application process can be implemented.
  • the embodiment of the present invention further provides a mobility management entity (MME), which is applied to an LTE-based broadband cluster system.
  • MME mobility management entity
  • the MME includes:
  • the first establishing module 41 is configured to perform a default bearer with the first base station and the right application terminal by interacting with the right application terminal, the first base station to which the right application terminal belongs, and the cluster scheduling management center.
  • Establishment The second establishing module 42 is configured to perform a cluster-specific call application bearer by interacting with the first base station, a serving gateway (SGW) and a packet data network gateway (P-GW) that are in the same network subsystem as the MME.
  • SGW serving gateway
  • P-GW packet data network gateway
  • the update module 43 is configured to perform cluster voice rights update by interacting with the multimedia broadcast multicast service gateway (MBMS-GW), the SGW, and the cluster scheduling management center, and send the words to the first base station.
  • MBMS-GW multimedia broadcast multicast service gateway
  • the right application terminal sends a cluster call request acceptance message
  • the occupant module 44 is configured to send a cluster call right occupation prompt to the first base station and the second base station to which the other idle terminals in the same group as the right application terminal belong, so that the first base station and the The second base station notifies the terminal usage of all terminals in the corresponding cluster area and updates the configuration information through the control channel of the Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network (MBSFN) area.
  • MBSFN Multimedia Broadcast Multicast Service Single Frequency Network
  • the first establishing module is specifically configured to:
  • the second establishing module is specifically configured to: receive a cluster-specific right application request message transparently transmitted by the call authorization application terminal by using the first base station; and interact with the SGW and the P-GW to perform a right-to-right user a bearer establishment; sending a cluster-specific call right application bearer setup request to the first base station; and receiving a cluster-specific call application bearer sent by the first base station according to the cluster-specific call right application bearer setup request Create a completion message.
  • the update module is specifically configured to: send a cluster call right update request to the SGW, and receive a cluster call right update response message returned by the SGW; send the cluster call to the cluster scheduling management center by using the MBMS-GW Receiving, by the first base station, a cluster call right acceptance request message, by the first base station, receiving a cluster call right acceptance request returned by the cluster scheduling management center;
  • the workflow of the MME can be seen in Figure 5.
  • the embodiment of the present invention further provides a network subsystem, including the MME shown in FIG. 6, the SGW, the BM-SC, and the HSS connected to the MME, the MBMS-GW connected to the BM-SC, and the foregoing A P-GW in which both the BM-SC and the SGW are connected, wherein:
  • the MBMS-GW is configured to be responsible for multicast address storage, data distribution, and processing cluster service session control commands;
  • the P-GW is configured to receive a cluster service bearer setup request sent by the cluster scheduling management center, and forward the cluster service request information sent by the UE processed by the MME to the cluster scheduling management center;
  • the HSS is configured to store base station information of the terminal and an identifier of the belonging group.
  • an embodiment of the present invention further provides a broadband wireless access subsystem, including a multi-cell or multicast cooperative entity (MCE) and a plurality of base stations, where: the base station is configured to establish a radio bearer for a cluster service session, And notifying the configured radio bearer information to the terminal served by the base station;
  • MCE multi-cell or multicast cooperative entity
  • the MCE is configured to allocate radio resources of a cluster service session for MB SFN transmission to the base station in a multicast single frequency network (MBSFN) area.
  • MBSFN multicast single frequency network
  • the MCE is specifically configured to: receive a cluster service session start request from a mobility management entity (MME), generate scheduling control information of the radio resource according to the quality of service, and send the scheduling control information to the base station.
  • MME mobility management entity
  • the base station is specifically configured to: receive a cluster-specific call right application bearer setup request sent by the MME, perform establishment of an RRC connection re-configuration with a call-right application terminal served by the base station, and return a cluster-specific message to the MME The right to apply for a bearer setup completion message.
  • connection relationship between the above network subsystem and the broadband wireless access subsystem is shown in Figure 1.
  • the two systems and the cluster scheduling management center work together to implement a broadband digital trunking system, and can implement the call authorization function.
  • LTE-based broadband cluster system is deployed in combination with eMBMS technology and network elements.
  • the point-to-multiple system of the cluster system can be satisfied without adding new network element equipment.
  • the characteristics of the point in addition, only need to modify or expand the function of some network elements to deploy a broadband digital trunking system based on LTE, and then can be merged with the public network, and on this basis, the LTE-based broadband cluster can be realized. The right to apply for the business process.

Abstract

一种基于长期演进LTE的宽带集群系统的话权申请实现方法、移动管理实体MME、网络子系统、宽带无线接入子系统和基于LTE的宽带集群系统，其中，该方法包括：宽带无线接入子系统向网络子系统发送集群话权更新请求，接收网络子系统返回的集群话权更新接受消息，并向话权抢占终端发送集群话权更新接受消息；以及，宽带无线接入子系统接收网络子系统发送的话权占用提示消息，并通过增强的多媒体广播多播服务eMBMS的组播控制信道发送集群话权占用提示消息以及更新配置信息。本发明实施例在不需要增加新的网元设备情况下，即可实现基于LTE的宽带集群系统及其话权申请。

Description

基于 LTE的宽带集群系统的话权申请实现方法
技术领域
本发明涉及宽带数字集群系统领域，尤其涉及一种基于长期演进（ LTE ) 的宽带集群系统的话权申请实现方法、移动管理实体（MME )、网络子系统、 宽带无线接入子系统和基于 LTE的宽带集群系统。
背景技术
随着通信技术的发展以及人们对集群系统认识的不断加深， 集群系统作 为一种高效应急指挥调度系统发挥的作用也越来越大。 集群通信系统广泛应 用于政府部门、公共安全、应急通信、 电力、 民航、石油化工和军队等领域。 集群系统发展经历了模拟集群系统和窄带数字集群系统阶段， 其中两个阶段 的集群系统都存在着很多的弊端， 模拟集群系统存在干扰大、 盲区多、 频率 有限等缺点， 而窄带数字集群系统虽然在通信质量和容量上相对于模拟集群 系统有所提高，但是在数据传输能力和多媒体业务的支持能力方面还比较弱， 并且窄带数字集群系统向基于长期演进（LTE ) 的宽带数字集群系统演进具 有一定的困难。
目前，基于 LTE的宽带数字集群系统已经成为下一代集群系统的发展方 向， 对于基于 LTE的宽带数字集群系统国内均正在进行相关的标准的研究， 并且运营商和企业希望尽可能在目前现有的 LTE 网络和技术的基础上进行 相应的修改或扩充来完成基于 LTE的宽带数字集群系统的部署，这样既可以 很好地利用相关的 LTE网络和技术，同时也为运营商和企业最大限度地降低 投入成本， 因此， 如何利用现有的 LTE网络和技术来部署基于 LTE宽带数 字集群系统的架构， 并且实现集群业务的话权申请也成为一个亟待解决的问 题。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于长期演进（LTE ) 的宽带集群系统的话权 申请实现方法、 移动管理实体（MME ) 、 网络子系统、 宽带无线接入子系统 和基于 LTE的宽带集群系统， 以解决如何利用现有的 LTE网络和技术来部 署基于 LTE宽带数字集群系统的架构和实现集群业务的话权申请的问题。
本发明实施例提供了一种基于长期演进（LTE ) 的宽带集群系统的话权 申请实现方法， 该基于 LTE的宽带集群系统包括话权申请终端、 宽带无线接 入子系统、 网络子系统和集群调度管理中心， 该方法包括：
所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新请求， 接 收所述网络子系统返回的集群话权更新接受消息， 并向所述话权申请终端发 送所述集群话权更新接受消息； 以及
所述宽带无线接入子系统接收所述网络子系统发送的话权占用提示消息 , 并通过增强的多媒体广播多播服务 ( eMBMS )的组播控制信道向所述话权申 请终端所属的群组内的所有终端发送集群话权占用提示消息以及更新配置信 息。
优选地， 所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新 请求之前， 该方法还包括：
所述宽带无线接入子系统通过与所述话权申请终端、 所述网络子系统和 所述集群调度管理中心进行交互， 完成默认承载的建立； 以及
所述宽带无线接入子系统将所述话权申请终端发送的集群专用话权请求 透传给所述网络子系统， 以便所述网络子系统完成集群专用承载的建立。
优选地， 所述宽带无线接入子系统通过与所述话权申请终端、 所述网络 子系统和所述集群调度管理中心进行交互， 完成默认承载的建立， 包括： 所述宽带无线接入子系统接收所述话权申请终端发送的集群话权申请请 求，通过所述网络子系统向所述集群调度管理中心发送该集群话权申请请求； 以及
所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立请求, 并与所述宽带无线接入子系统和所述终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申请请求 后， 对所述终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
优选地， 所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新 请求， 接收所述网络子系统返回的集群话权更新接受消息， 包括： 所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新请求， 所 述网络子系统根据所述集群话权更新请求与所述集群调度管理中心进行集群 话权的信息更新后接收所述集群调度管理中心返回的所述集群话权更新接受 消息， 所述宽带无线接入子系统接收所述网络子系统返回的所述集群话权更 新接受消息。
本发明实施例还提供了一种基于长期演进（LTE ) 的宽带集群系统的话 权申请实现方法， 该基于 LTE的宽带集群系统包括话权申请终端、 宽带无线 接入子系统、 网络子系统和集群调度管理中心， 该方法包括：
所述网络子系统和所述集群调度管理中心进行集群话权的信息更新， 并 通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端发送所述集群话权更新接 受消息； 以及
所述网络子系统向宽带无线接入子系统发送话权占用提示消息， 以便所 述宽带无线接入子系统通过增强的多媒体广播多播服务 ( eMBMS )的组播控 制信道向所述话权申请终端所属群组内的所有终端发送集群话权占用提示消 息以及更新配置信息。
优选地， 所述网络子系统和所述集群调度管理中心进行集群话权的信息 更新之前， 还包括：
所述网络子系统通过与话权申请终端、 所述宽带无线接入子系统和所述 集群调度管理中心进行交互， 完成与所述宽带无线接入子系统和所述话权申 请终端间默认承载的建立；
所述网络子系统接收所述话权申请终端通过所述宽带无线接入子系统透 传的集群专用话权请求， 并与所述宽带无线接入子系统和所述话权申请终端 交互完成集群专用承载的建立。
优选地， 所述网络子系统通过与话权申请终端、 所述宽带无线接入子系 统和所述集群调度管理中心进行交互， 完成与所述宽带无线接入子系统和所 述话权申请终端间默认承载的建立， 包括：
所述网络子系统接收所述话权申请终端通过所述宽带无线接入子系统发 送的集群话权申请请求， 并向所述集群调度管理中心发送该集群话权申请请 求； 以及
所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立请求, 并与所述宽带无线接入子系统和所述话权申请终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申 请请求后， 对所述话权申请终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
优选地， 所述网络子系统通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请 终端发送所述集群话权更新接受消息， 包括：
所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的集群话权更新接受消 息， 通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端发送所述集群话权更 新接受消息。
本发明实施例另提供了一种移动管理实体（MME ) , 应用于基于 LTE 的宽带集群系统中， 该 MME包括：
第一建立模块， 设置为： 通过与话权申请终端、 该话权申请终端所属的 第一基站和集群调度管理中心进行交互， 完成与所述第一基站和所述话权申 请终端间默认承载的建立；
第二建立模块， 设置为： 通过与所述第一基站、 与该 MME位于同一网 络子系统的服务网关 （SGW )和分组数据网络网关 （P-GW )进行交互， 完 成集群专用话权申请承载的建立；
更新模块， 设置为： 通过与多媒体广播多播服务网关 （MBMS-GW ) 、 所述 SGW和所述集群调度管理中心进行交互， 完成集群话权更新， 并通过 所述第一基站向所述话权申请终端发送集群话权请求接受消息； 以及
占用模块， 设置为： 分别向所述第一基站和与所述话权申请终端属于同 一群组中的其他空闲终端所属的第二基站发送集群话权占用提示， 以便所述 第一基站和所述第二基站通过多媒体广播多播服务单频网（MBSFN )区域的 控制信道通知对应集群区域内的所有终端话权占用以及更新配置信息。
优选地， 所述第一建立模块， 设置为：
接收话权申请终端通过所述第一基站发送的集群话权申请请求， 并向所 述集群调度管理中心发送该集群话权申请请求， 所述集群话权申请请求中包 含集群会话标识； 以及
接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立请求， 并与所述第一 基站和所述话权申请终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建 立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申请请求后， 对所述话权 申请终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
优选地， 所述第二建立模块， 设置为：
接收所述话权申请终端通过所述第一基站透传的集群专用话权申请请求 消息；
与所述 SGW和所述 P-GW交互进行话权用户的承载建立；
向所述第一基站发送集群专用话权申请承载建立请求； 以及
接收所述第一基站根据所述集群专用话权申请承载建立请求完成配置后 发送的集群专用话权申请承载建立完成消息。
优选地， 所述更新模块， 设置为：
向所述 SGW发送集群话权更新请求，以及接收所述 SGW返回的集群话 权更新响应消息；
通过所述 MBMS-GW向所述集群调度管理中心发送集群话权更新请求， 接收所述集群调度管理中心返回的集群话权更新接受请求； 以及
通过所述第一基站向所述话权申请终端发送集群话权请求接受消息。 本发明实施例又提供了一种网络子系统， 包括 MME , 与该 MME相连 的 SGW、 BM-SC和 HSS, 与所述 BM-SC相连的 MBMS-GW, 以及与所述 BM-SC和所述 SGW均相连的 P-GW, 其中：
该 MME为上述 MME;
所述 MBMS-GW, 设置为： 负责组播地址保存、 数据分发和处理集群业 务会话控制命令；
所述 P-GW, 设置为： 接收集群调度管理中心发送的集群业务承载建立 请求， 以及， 将来自所述 MME处理的 UE发送的集群业务请求信息转发至 所述集群调度管理中心；
所述 HSS, 设置为： 保存终端归属的基站信息和归属的群组的标识。 本发明实施例又提供了一种宽带无线接入子系统， 包括多小区或多播协 作实体（MCE )和多个基站， 其中：
所述基站， 设置为： 为集群业务会话建立无线承载， 并将配置的无线承 载信息通知给该基站服务的终端；
所述 MCE, 设置为： 负责多播单频网络（MBSFN ) 区域下， 对所述基 站进行 MBSFN发射的集群业务会话的无线资源的分配。
优选地， 所述 MCE, 设置为： 接收来自移动管理实体（MME ) 的集群 业务会话开始请求， 根据服务质量生成无线资源的调度控制信息， 并向所述 基站发送所述调度控制信息。
优选地， 所述基站， 设置为： 接收所述 MME发送的集群专用话权申请 承载建立请求，与该基站服务的话权申请终端进行 RRC连接重配的建立， 以 及向所述 MME返回集群专用话权申请承载建立完成消息。
本发明实施例又提供了一种基于长期演进（LTE ) 的宽带集群系统， 包 括依次相连的终端、宽带无线接入子系统、网络子系统和集群调度管理中心， 以及与所述宽带无线接入子系统和所述网络子系统均相连的操作维护子系统 , 其中：
所述宽带无线接入子系统为上述宽带无线接入子系统；
所述网络子系统为上述网络子系统；
所述集群调度管理中心， 设置为： 负责完成集群业务话权管理和调度、 集群单呼或组呼的授权管理、 集群业务服务类型指派以及集群业务服务质量 配置；
所述操作维护子系统， 设置为： 完成集群用户的开户、 销户和用户业务 权限的各种操作， 以及对所述宽带无线接入子系统和所述网络子系统的设备 进行参数的配置以及性能和安全管理。
优选地， 该系统还包括： IP多媒体系统（IMS ) , 设置为： 位于所述网 络子系统和所述集群调度管理中心之间， 为集群功能提供协议和流程支持。 上述基于长期演进（LTE ) 的宽带集群系统， 结合 eMBMS技术和网元 来部署， 在不需要增加新的网元设备情况下， 充分利用 eMBMS下行的组播 技术就可以满足集群系统的点对多点的特性， 另外只需对部分网元的功能进 行修改或扩充则可部署基于 LTE的宽带数字集群系统，后续也可以和公网进 行一定的融合，同时在此基础上可实现基于 LTE宽带集群业务的话权申请流 程。 附图概述
图 1为本发明基于 LTE宽带数字集群系统实施例的结构示意图； 图 2为本发明实施例基于 LTE宽带数字集群系统的话权申请的实现方法 的流程图一；
图 3为本发明实施例基于 LTE宽带数字集群系统的话权申请的实现方法 的流程图二；
图 4为本发明实施例基于 LTE宽带数字集群系统的话权申请过程的整体 信令流程图；
图 5为本发明实施例基于 LTE宽带数字集群系统的话权申请实施例的信 令流程图；
图 6为本发明 MME实施例的结构示意图。 本发明的较佳实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。 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。
如图 1所示，为本发明基于 LTE宽带数字集群系统实施例的结构示意图， 该系统包括终端 101、 宽带无线接入子系统 102、 网络子系统 103、 IP多媒体 系统（ IMS ) 104、 集群调度管理中心 105和操作维护子系统 106； 如果集群 调度管理中心可以完成与 IMS的相同功能， 则 IMS可以不部署。
其中， 上述终端包括手持终端、 车载台、 固定台和无线调度台。
上述宽带无线接入子系统包括多个演进型基站 （eNodeB ) 和多小区 /多 播协作实体（MCE ) , eNodeB 为集群业务会话建立无线承载， 并将配置无 线承载信息通知给终端。 MCE负责多播单频网络（ MBSFN )区域下对 eNodeB 进行 MBSFN发射的集群业务会话的无线资源的分配， 包括时域资源分配， 编码调制方案的选择， MCE还负责传输移动管理实体（MME )发送的集群 业务会话控制信令。
具体地， MCE接收来自 M3接口的集群业务会话开始请求， 根据服务质 量（Qos )生成无线资源的调度控制信息， 并通过 M2接口发送至 eNB。 MCE 和 eNodeB通过 M2接口相连。
所述手持移动台、 车载台、 固定台和无线调度台通过 LTE-Uu接口与宽 带无线接入子系统共享无线资源。
上述网络子系统包括 MME、服务网关（ SGW )、归属用户服务器（ HSS )、 广播组播业务中心 （BM-SC ) 、 多媒体广播多播服务网关 （Multimedia Broadcast Multicast Service -Gateway, MBMS-GW ) 和分组数据网络网关 ( PDN-GW, P-GW ) 。
其中， P-GW分别连接支持不同集群业务播放特性网关； P-GW根据集 群请求业务请求的播放特性，分别请求 SGW或 BM-SC建立集群业务的无线 接入承载。 BM-SC作为集群业务数据组播的根源， 提供集群业务的汇聚和发 送， 集群业务的授权， 承载建立的发起和会话控制。 MBMS-GW负责组播地 址保存、 数据分发和处理集群业务会话控制命令。 MME是集群业务会话控 制节点，緩存已建立的组呼信息，负责建立、维护和释放各种集群业务。 MME 收到来自 SGW或 MBMS-GW的集群业务服务请求， 配置集群业务的服务质 量和传输承载信息； 并通过 S1或 M3接口控制建立集群业务无线接入承载； 同时， MME也将接收用户设备的集群业务请求转发至 PDN-GW。 HSS存储 终端用户的归属签约信息， 为了支持集群功能， 需要新增支持集群业务的模 块， 该模块存储 UE 的归属的 eNodeB 信息以及该 UE 所归属的群标识 ( TMGI-ID ) ,即存储 {群标识，群业务分发区域信息，终端列表信息 }。 S-GW 是连接无线宽带接入子系统的媒体数据接口的终点， 主要负责数据包的路由 和转发。
具体地， MME通过 S11接口与 SGW相连， MME通过 S6a接口与 HSS 相连， MME通过 Sm接口与 BM-SC相连， SGW通过 S5接口与 P-GW相连， BM-SC通过 SGi接口与 P-GW相连， BM-SC通过 SGmb和 SGimb接口与 MBMS-GW相连。 eNodeB通过 Ml接口与 MBMS-GW相连， MCE通过 M3 接口与 MME相连。
上述集群调度管理中心连接 PDN-GW, 负责完成集群业务话权管理和调 度、 集群单呼 /组呼的授权管理、 集群业务服务类型指派以及集群业务服务质 量配置， 此外， 对用户终端和无线调度台的认证， 它是 P-GW的入口。 集群 应用服务器包括如基于 PoC的应用服务器、 基于 Gota的集群应用服务器和 其它类型的集群应用服务器。 若其它类型的集群应用服务器能够进行后续扩 充完成会话控制功能， 则不需要部署 IMS子系统， 不用 SIP信令， 可以使用 私有信令。 集群调度管理中心通知 PDN-GW集群业务承载建立请求；同时 PDN-GW 将来自 MME处理的 UE发送的集群业务请求信息转至集群调度管理中心。
另外， 上述操作维护子系统主要完成对用户数据管理功能， 可以进行集 群用户的开户、 销户以及用户业务权限的更改等操作， 同时可以对宽带无线 接入子系统和网络子系统的设备的参数配置、 性能和安全进行管理。
基于图 1所示的宽带集群系统， 本发明实施例提供了一种话权申请的实 现方法，该方法从宽带无线接入子系统的角度进行描述，如图 2所示，包括： 步骤 11、所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新 请求， 接收所述网络子系统返回的集群话权更新接受消息， 并向所述话权申 请终端发送所述集群话权更新接受消息；
其中， 所述集群话权更新接受消息为所述网络子系统根据所述集群话权 更新请求和所述集群调度管理中心进行集群话权的信息更新后接收所述集群 调度管理中心返回的；
在该步骤 11之前，还可以包括： 所述宽带无线接入子系统通过与所述话 权申请终端、 所述网络子系统和所述集群调度管理中心进行交互， 完成默认 承载的建立； 以及， 所述宽带无线接入子系统将所述话权申请终端发送的集 群专用话权请求透传给所述网络子系统， 以便所述网络子系统完成集群专用 7 载的建立；
步骤 12、所述宽带无线接入子系统接收所述网络子系统发送的话权占用 提示消息， 并通过增强的多媒体广播多播服务（eMBMS )的组播控制信道向 所述话权申请终端所属的群组内的所有终端发送集群话权占用提示消息以及 更新配置信息。
同样地， 基于图 1所示的宽带集群系统， 本发明实施例提供了一种话权 申请的实现方法，该方法从网络子系统的角度进行描述，如图 3所示，包括： 步骤 21、 所述网络子系统通过与话权申请终端、 所述宽带无线接入子系 统和所述集群调度管理中心进行交互， 完成与所述宽带无线接入子系统和所 述话权申请终端间默认承载的建立；
该步骤 21具体可以包括：所述网络子系统接收所述话权申请终端通过所 述宽带无线接入子系统发送的集群话权申请请求， 并向所述集群调度管理中 心发送该集群话权申请请求； 以及， 所述网络子系统接收所述集群调度管理 中心发送的集群上下文建立请求， 并与所述宽带无线接入子系统和所述话权 申请终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建立请求为所述集 群调度管理中心接收到该集群话权申请请求后， 对所述话权申请终端进行鉴 权、 认证和策略判定后发送的；
步骤 22、 网络子系统接收所述话权申请终端通过所述宽带无线接入子系 统透传的集群专用话权请求， 并与所述宽带无线接入子系统和所述话权申请 终端交互完成集群专用承载的建立；
上述步骤 21和步骤 22为可选步骤；
步骤 23、所述网络子系统和所述集群调度管理中心进行集群话权的信息 更新， 并通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端发送所述集群话 权更新接受消息；
该步骤 23具体包括：所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的 集群话权更新接受消息， 通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端 发送所述集群话权更新接受消息；
步骤 24、所述网络子系统向宽带无线接入子系统发送话权占用提示消息 , 以便所述宽带无线接入子系统通过增强的多媒体广播多播服务 ( eMBMS )的 组播控制信道向所述话权申请终端所属群组内的所有终端发送集群话权占用 提示消息以及更新配置信息。
下面从终端与网络子系统、 宽带无线接入子系统和集群调度管理中心交 互的角度， 对本发明的技术方案进行详细的描述：
如图 4所示，为本发明基于 LTE宽带数字集群系统的话权申请过程的整 体信令流程图， 该基于 LTE宽带集群系统的话权申请流程包括：
步骤 201、 终端用户按下 PTT, 和宽带无线接入子系统交互完成空口资 源的建立；
步骤 202、 终端发送集群话权申请请求， 该请求消息通过宽带无线接入 子系统、 网络子系统处理并转发到集群调度管理中心进行话权的申请；
步骤 203、集群调度管理中心收到话权申请后，对终端进行鉴权和认证； 步骤 204、 集群调度管理中心根据鉴权和认证结果， 成功则向网络子系 统发送集群上下文建立请求， 失败则通过网络子系统向终端发送集群上下文 建立拒绝；
步骤 205、 网络子系统收到集群上下文建立请求后， 与宽带无线接入子 系统、 终端交互完成默认^载的建立； 步骤 206、 终端与集群调度管理中心通过 SIP信令， 或私有协议信令协 商后续需要传递数据的配置等信息；
步骤 207、 终端通过宽带无线接入子系统透传集群专用话权申请给网络 子系统；
步骤 208、 网络子系统收到集群专用话权请求后， 与宽带无线接入子系 统、 终端交互完成集群专用承载的建立；
步骤 209、 网络子系统和集群调度管理中心交互进行集群话权的信息更 新；
步骤 210、集群调度管理中心向网络子系统发送集群话权更新接受消息、 网络子系统向无线接入子系统转发集群话权更新接受消息， 宽带无线接入子 系统向终端发送集群话权请求接受消息；
步骤 211、 网络子系统接收到集群调度管理中心的集群话权更新接受消 息后， 网络子系统向宽带无线接入子系统发送话权占用提示消息；
步骤 212、 宽带无线接入子系统通过 eMBMS的组播控制信道向集群组 的终端发送集群话权占用提示以及配置信息的更新。
为便于对本发明实施例的理解， 下面给出具体的应用实施为例对本发明 实施例的具体实现做进一步说明。
结合图 5, 集群终端 A处于 eNodeBl下， 集群终端组 B处于 eNodeB2 下， 集群终端 A和终端组 B同属于一个 MBSFN区域和集群组， 基于 LTE 宽带集群系统的话权申请过程包括以下步骤：
步骤 301、 终端 A处于空闲状态， 如果终端 A申请集群话权， 则当用户 按下 PTT键时， 终端 A与 eNodeBl进行随机接入和 RRC连接建立的交互； 步骤 302、 终端 A通过 MME向集群调度管理中心发送集群话权申请消 息， 该话权申请消息通过 NAS消息封装， 包含集群会话标识；
步骤 303、 集群调度管理中心收到终端 A的集群话权申请后， 对终端 A 进行鉴权和集群用户组内信息确认；
步骤 304、集群调度管理中心对终端 A进行鉴权和认证通过后，向 MME 发送集群上下文建立请求；
步骤 305、 MME与 eNodeBl、 终端 A交互完成默认承载的建立； 步骤 306、 终端 A与集群调度管理中心通过 SIP消息协商后续需要传递 数据的 QOS、 IP地址和端口号等信息；
步骤 307、 终端 A通过 eNodeB 1透传集群专用话权申请消息给 MME , 该消息通过 NAS消息进行封装； 步骤 308、 MME与 S-GW、 P-GW交互进行用户的 E-RAB承载建立； 步骤 309、 MME向 eNodeBl发送集群专用话权承载建立请求； 步骤 310、 eNodeBl收到后专用话权承载建立请求后， 进行 RRC连接重 配的建立， 该重配主要配置上行的共享信道， 下行使用组播下行信道；
步骤 311、 eNodeBl配置完成后， 向 MME回集群专用话权承载建立完 成消息；
步骤 312、 MME向 S-GW发送集群话权更新请求， S-GW向 MME回集 群话权更新响应消息；
步骤 313、 MME通过 MBMS-GW向集群调度管理中心发送集群话权更 新请求， 集群调度管理中心向 MME回集群话权更新接受请求， 表示接受集 群终端 A的话权申请；
步骤 314、 MME通过 eNodeBl向终端 A发送集群话权申请接受消息， 终端 A则认为申请到本次话权；
步骤 315、 MME分别向 eNodeB 1和 eNodeB2发送集群话权占用提示； 步骤 316、 eNodeBl和 eNodeB2通过 MBSFN区域的 MCCH信道通知该 集群组中终端组 B和其它终端话权已经被占用， 并更新配置信息。
上述集群系统架构结合 eMBMS技术和网元来部署， 在不需要增加新的 网元设备情况下， 充分利用 eMBMS下行的组播技术就可以满足集群系统的 点对多点的特性， 另外只需对部分网元的功能进行修改或扩充则可部署基于 LTE的宽带数字集群系统， 后续也可以和公网进行一定的融合， 同时在此基 础上可以实现话权申请流程。
对应于上述方法， 本发明实施例还提供了一种移动管理实体（MME ) , 应用于基于 LTE的宽带集群系统中， 如图 6所示， 该 MME包括：
第一建立模块 41 , 用于通过与话权申请终端、 该话权申请终端所属的第 一基站和集群调度管理中心进行交互， 完成与所述第一基站和所述话权申请 终端间默认承载的建立； 第二建立模块 42, 用于通过与所述第一基站、 与该 MME位于同一网络 子系统的服务网关 （SGW )和分组数据网络网关 （P-GW )进行交互， 完成 集群专用话权申请承载的建立；
更新模块 43 , 用于通过与多媒体广播多播服务网关（MBMS-GW ) 、 所 述 SGW和所述集群调度管理中心进行交互， 完成集群话权更新， 并通过所 述第一基站向所述话权申请终端发送集群话权请求接受消息； 以及
占用模块 44 ,用于分别向所述第一基站和与所述话权申请终端属于同一 群组中的其他空闲终端所属的第二基站发送集群话权占用提示， 以便所述第 一基站和所述第二基站通过多媒体广播多播服务单频网（MBSFN )区域的控 制信道通知对应集群区域内的所有终端话权占用以及更新配置信息。
其中， 所述第一建立模块， 具体用于：
接收话权申请终端通过所述第一基站发送的集群话权申请请求， 并向所 述集群调度管理中心发送该集群话权申请请求， 所述集群话权申请请求中包 含集群会话标识； 以及， 接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立 请求， 并与所述第一基站和所述话权申请终端交互完成默认承载的建立； 其 中， 该集群上下文建立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申请 请求后， 对所述话权申请终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
所述第二建立模块，具体用于： 接收所述话权申请终端通过所述第一基 站透传的集群专用话权申请请求消息； 与所述 SGW和所述 P-GW交互进行 话权用户的承载建立；向所述第一基站发送集群专用话权申请承载建立请求； 以及， 接收所述第一基站根据所述集群专用话权申请承载建立请求完成配置 后发送的集群专用话权申请承载建立完成消息。
所述更新模块， 具体用于： 向所述 SGW发送集群话权更新请求， 以及 接收所述 SGW返回的集群话权更新响应消息； 通过所述 MBMS-GW向所述 集群调度管理中心发送集群话权更新请求， 接收所述集群调度管理中心返回 的集群话权更新接受请求； 以及， 通过所述第一基站向所述话权申请终端发 送集群话权请求接受消息。
该 MME的工作流程可参见图 5。 本发明实施例还提供了一种网络子系统， 包括图 6所示的 MME, 与该 MME相连的 SGW、 BM-SC和 HSS, 与所述 BM-SC相连的 MBMS-GW, 以 及与所述 BM-SC和所述 SGW均相连的 P-GW, 其中：
该 MBMS-GW, 用于负责组播地址保存、 数据分发和处理集群业务会话 控制命令；
该 P-GW, 用于接收集群调度管理中心发送的集群业务承载建立请求， 以及， 将来自所述 MME处理的 UE发送的集群业务请求信息转发至所述集 群调度管理中心；
该 HSS, 用于保存终端归属的基站信息和归属的群组的标识。
另外， 本发明实施例还提供了一种宽带无线接入子系统， 包括多小区或 多播协作实体（MCE )和多个基站， 其中： 所述基站， 用于为集群业务会话建立无线承载， 并将配置的无线承载信 息通知给该基站服务的终端；
所述 MCE , 用于负责多播单频网络（ MBSFN ) 区域下， 对所述基站进 行 MB SFN发射的集群业务会话的无线资源的分配。
其中， 所述 MCE, 具体用于： 接收来自移动管理实体（MME ) 的集群 业务会话开始请求， 根据服务质量生成无线资源的调度控制信息， 并向所述 基站发送所述调度控制信息。
另外， 所述基站， 具体用于： 接收所述 MME发送的集群专用话权申请 承载建立请求，与该基站服务的话权申请终端进行 RRC连接重配的建立， 以 及向所述 MME返回集群专用话权申请承载建立完成消息。
上述网络子系统和宽带无线接入子系统之间的连接关系参见图 1 , 两系 统和集群调度管理中心互相配合可实现宽带数字集群系统， 并可实现话权申 请功能。
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， 上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 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 仅仅参照较佳实施 例对本发明进行了详细说明。 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发 明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的精神和范 围， 均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
工业实用性
上述基于长期演进（ LTE ) 的宽带集群系统， 结合 eMBMS技术和网元 来部署， 在不需要增加新的网元设备情况下， 充分利用 eMBMS下行的组播 技术就可以满足集群系统的点对多点的特性， 另外只需对部分网元的功能进 行修改或扩充则可部署基于 LTE的宽带数字集群系统，后续也可以和公网进 行一定的融合，同时在此基础上可实现基于 LTE宽带集群业务的话权申请流 程。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种基于长期演进（LTE )的宽带集群系统的话权申请实现方法， 其 中， 该基于 LTE的宽带集群系统包括话权申请终端、 宽带无线接入子系统、 网络子系统和集群调度管理中心， 该方法包括：
所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新请求， 接 收所述网络子系统返回的集群话权更新接受消息， 并向所述话权申请终端发 送所述集群话权更新接受消息； 以及
所述宽带无线接入子系统接收所述网络子系统发送的话权占用提示消息 , 并通过增强的多媒体广播多播服务 ( eMBMS )的组播控制信道向所述话权申 请终端所属的群组内的所有终端发送集群话权占用提示消息以及更新配置信 息。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其中，
所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新请求之前, 该方法还包括：
所述宽带无线接入子系统通过与所述话权申请终端、 所述网络子系统和 所述集群调度管理中心进行交互， 完成默认承载的建立； 以及
所述宽带无线接入子系统将所述话权申请终端发送的集群专用话权请求 透传给所述网络子系统， 以便所述网络子系统完成集群专用承载的建立。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其中，
所述宽带无线接入子系统通过与所述话权申请终端、 所述网络子系统和 所述集群调度管理中心进行交互， 完成默认承载的建立， 包括：
所述宽带无线接入子系统接收所述话权申请终端发送的集群话权申请请 求，通过所述网络子系统向所述集群调度管理中心发送该集群话权申请请求； 以及
所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立请求, 并与所述宽带无线接入子系统和所述终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申请请求 后， 对所述终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
4、 根据权利要求 1-3任一权利要求所述的方法， 其中，
所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新请求， 接 收所述网络子系统返回的集群话权更新接受消息， 包括：
所述宽带无线接入子系统向所述网络子系统发送集群话权更新请求， 所 述网络子系统根据所述集群话权更新请求与所述集群调度管理中心进行集群 话权的信息更新后接收所述集群调度管理中心返回的所述集群话权更新接受 消息， 所述宽带无线接入子系统接收所述网络子系统返回的所述集群话权更 新接受消息。
5、 一种基于长期演进（LTE )的宽带集群系统的话权申请实现方法， 该 基于 LTE的宽带集群系统包括话权申请终端、 宽带无线接入子系统、 网络子 系统和集群调度管理中心， 该方法包括：
所述网络子系统和所述集群调度管理中心进行集群话权的信息更新， 并 通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端发送所述集群话权更新接 受消息； 以及
所述网络子系统向宽带无线接入子系统发送话权占用提示消息， 以便所 述宽带无线接入子系统通过增强的多媒体广播多播服务 ( eMBMS )的组播控 制信道向所述话权申请终端所属群组内的所有终端发送集群话权占用提示消 息以及更新配置信息。
6、 根据权利要求 5所述的方法， 其中，
所述网络子系统和所述集群调度管理中心进行集群话权的信息更新之前, 还包括：
所述网络子系统通过与话权申请终端、 所述宽带无线接入子系统和所述 集群调度管理中心进行交互， 完成与所述宽带无线接入子系统和所述话权申 请终端间默认承载的建立；
所述网络子系统接收所述话权申请终端通过所述宽带无线接入子系统透 传的集群专用话权请求， 并与所述宽带无线接入子系统和所述话权申请终端 交互完成集群专用承载的建立。
7、 根据权利要求 6所述的方法， 其中，
所述网络子系统通过与话权申请终端、 所述宽带无线接入子系统和所述 集群调度管理中心进行交互， 完成与所述宽带无线接入子系统和所述话权申 请终端间默认承载的建立， 包括：
所述网络子系统接收所述话权申请终端通过所述宽带无线接入子系统发 送的集群话权申请请求， 并向所述集群调度管理中心发送该集群话权申请请 求； 以及
所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立请求, 并与所述宽带无线接入子系统和所述话权申请终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申 请请求后， 对所述话权申请终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
8、 根据权利要求 5-7任一权利要求所述的方法， 其中，
所述网络子系统通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端发送 所述集群话权更新接受消息， 包括：
所述网络子系统接收所述集群调度管理中心发送的集群话权更新接受消 息， 通过所述宽带无线接入子系统向所述话权申请终端发送所述集群话权更 新接受消息。
9、 一种移动管理实体（MME ) , 其中， 应用于基于 LTE的宽带集群系 统中， 该 MME包括：
第一建立模块， 设置为： 通过与话权申请终端、 该话权申请终端所属的 第一基站和集群调度管理中心进行交互， 完成与所述第一基站和所述话权申 请终端间默认承载的建立；
第二建立模块， 设置为： 通过与所述第一基站、 与该 MME位于同一网 络子系统的服务网关 （SGW )和分组数据网络网关 （P-GW )进行交互， 完 成集群专用话权申请承载的建立；
更新模块， 设置为： 通过与多媒体广播多播服务网关 （MBMS-GW ) 、 所述 SGW和所述集群调度管理中心进行交互， 完成集群话权更新， 并通过 所述第一基站向所述话权申请终端发送集群话权请求接受消息； 以及 占用模块， 设置为： 分别向所述第一基站和与所述话权申请终端属于同 一群组中的其他空闲终端所属的第二基站发送集群话权占用提示， 以便所述 第一基站和所述第二基站通过多媒体广播多播服务单频网（MBSFN )区域的 控制信道通知对应集群区域内的所有终端话权占用以及更新配置信息。
10、 根据权利要求 9所述的 MME, 其中，
所述第一建立模块， 设置为：
接收话权申请终端通过所述第一基站发送的集群话权申请请求， 并向所 述集群调度管理中心发送该集群话权申请请求， 所述集群话权申请请求中包 含集群会话标识； 以及
接收所述集群调度管理中心发送的集群上下文建立请求， 并与所述第一 基站和所述话权申请终端交互完成默认承载的建立； 其中， 该集群上下文建 立请求为所述集群调度管理中心接收到该集群话权申请请求后， 对所述话权 申请终端进行鉴权、 认证和策略判定后发送的。
11、 根据权利要求 9所述的 MME, 其中，
所述第二建立模块， 设置为：
接收所述话权申请终端通过所述第一基站透传的集群专用话权申请请求 消息；
与所述 SGW和所述 P-GW交互进行话权用户的承载建立；
向所述第一基站发送集群专用话权申请承载建立请求； 以及
接收所述第一基站根据所述集群专用话权申请承载建立请求完成配置后 发送的集群专用话权申请承载建立完成消息。
12、 根据权利要求 9所述的 MME, 其中，
所述更新模块， 设置为：
向所述 SGW发送集群话权更新请求，以及接收所述 SGW返回的集群话 权更新响应消息；
通过所述 MBMS-GW向所述集群调度管理中心发送集群话权更新请求， 接收所述集群调度管理中心返回的集群话权更新接受请求； 以及 通过所述第一基站向所述话权申请终端发送集群话权请求接受消息。
13、 一种网络子系统， 包括 MME, 与该 MME相连的 SGW、 BM-SC和 HSS, 与所述 BM-SC相连的 MBMS-GW, 以及与所述 BM-SC和所述 SGW 均相连的 P-GW, 其中，
该 MME为权利要求 9-12任一权利要求所述的 MME;
所述 MBMS-GW, 设置为： 负责组播地址保存、 数据分发和处理集群业 务会话控制命令；
所述 P-GW, 设置为： 接收集群调度管理中心发送的集群业务承载建立 请求， 以及， 将来自所述 MME处理的 UE发送的集群业务请求信息转发至 所述集群调度管理中心；
所述 HSS, 设置为： 保存终端归属的基站信息和归属的群组的标识。
14、 一种宽带无线接入子系统， 包括多小区或多播协作实体（MCE )和 多个基站， 其中，
所述基站， 设置为： 为集群业务会话建立无线承载， 并将配置的无线承 载信息通知给该基站服务的终端；
所述 MCE, 设置为： 负责多播单频网络（MBSFN ) 区域下， 对所述基 站进行 MBSFN发射的集群业务会话的无线资源的分配。
15、 根据权利要求 14所述的系统， 其中，
所述 MCE, 设置为： 接收来自移动管理实体（MME ) 的集群业务会话 开始请求， 根据服务质量生成无线资源的调度控制信息， 并向所述基站发送 所述调度控制信息。
16、 根据权利要求 14所述的宽带无线接入子系统， 其中，
所述基站， 设置为： 接收所述 MME发送的集群专用话权申请承载建立 请求，与该基站服务的话权申请终端进行 RRC连接重配的建立， 以及向所述 MME返回集群专用话权申请承载建立完成消息。
17、一种基于长期演进（LTE )的宽带集群系统， 包括依次相连的终端、 宽带无线接入子系统、 网络子系统和集群调度管理中心， 以及与所述宽带无 线接入子系统和所述网络子系统均相连的操作维护子系统， 其中， 所述宽带无线接入子系统为权利要求 14-16任一权利要求所述的宽带无 线接入子系统；
所述网络子系统为权利要求 13所述的网络子系统；
所述集群调度管理中心， 设置为： 负责完成集群业务话权管理和调度、 集群单呼或组呼的授权管理、 集群业务服务类型指派以及集群业务服务质量 配置；
所述操作维护子系统， 设置为： 完成集群用户的开户、 销户和用户业务 权限的各种操作， 以及对所述宽带无线接入子系统和所述网络子系统的设备 进行参数的配置以及性能和安全管理。
18、 根据权利要求 17所述的系统， 其中， 该系统还包括：
IP多媒体系统（IMS ) , 设置为： 位于所述网络子系统和所述集群调度 管理中心之间， 为集群功能提供协议和流程支持。
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