專利名稱：數(shù)字集群通信系統(tǒng)以及集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，特別涉及一種基于時(shí)分長期演進(jìn)(TD-LTE， Time Division- Long Term Evolution )技術(shù)的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)以及集群 業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
由于具備特有的調(diào)度、組呼以及快速呼叫等特性，數(shù)字集群通信系統(tǒng)在專 業(yè)通信領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。自20世紀(jì)90年代中期以來，數(shù)字集群通信系 統(tǒng)在全球范圍內(nèi)興起，得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益。
現(xiàn)有數(shù)字集群通信體制主要包括APC025、 Tetralpol、 EDACS、 DIMRS (iDEN)、 TETRA、 IDRA、 Geotek，以及基于碼分多址(CDMA)技術(shù)的GoTa 和基于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)技術(shù)的GT800等。下面簡要說明幾種已廣泛 應(yīng)用的數(shù)字集群通信系統(tǒng)。 (1 ) iDEN
iDEN系統(tǒng)是基于數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，提供集群業(yè)務(wù)以及傳 統(tǒng)的蜂窩語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。圖1為現(xiàn)有iDEN系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。移動(dòng)交 換局負(fù)責(zé)處理蜂窩電話、調(diào)度呼叫、電路交換數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)接入，以及移動(dòng)交 換局和基站子系統(tǒng)的4喿作維護(hù)管理等；基站子系統(tǒng)負(fù)責(zé)基站子系統(tǒng)與終端的無 線連接以及基站子系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接。iDEN系統(tǒng)接近于公網(wǎng)系統(tǒng)， 除去調(diào)度子系統(tǒng)后，其結(jié)構(gòu)與GSM網(wǎng)絡(luò)基本相同。 (2) TETRA
TETRA系統(tǒng)是針對歐洲公共安全需求開發(fā)的數(shù)字集群通信專網(wǎng)，具備調(diào)度、電話、數(shù)據(jù)傳輸和短信功能。TETRA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，規(guī)^莫可大可小， 模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受限制。圖2為現(xiàn)有TETRA系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2 所示， 一個(gè)典型的TETRA系統(tǒng)包括交換和管理基礎(chǔ)設(shè)施(SwMI)以及終端兩部分。
(3 ) GoTa
GoTa系統(tǒng)是一種基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，通過在CDMA公 共網(wǎng)絡(luò)中增加調(diào)度子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)集群業(yè)務(wù)。圖3為現(xiàn)有GoTa系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖3所示，GoTa系統(tǒng)中包含基本的CDMA系統(tǒng)網(wǎng)元，如終端、基 站收發(fā)信機(jī)(BTS)、基站控制器(BSC)、移動(dòng)交換中心(MSC)、拜訪位置寄 存器(VLR)、歸屬位置寄存器(HLR)和鑒權(quán)中心(AC)等。為了實(shí)現(xiàn)集群 業(yè)務(wù)，相比于現(xiàn)有CDMA系統(tǒng)，GoTa系統(tǒng)中增加了調(diào)度子系統(tǒng)，包括調(diào)度控 制中心(DCC)和調(diào)度歸屬寄存器(PHR),用于實(shí)現(xiàn)集群呼叫控制以及集群用 戶和群組信息的存儲(chǔ)和管理。其中，DCC中進(jìn)一步包括集群調(diào)度服務(wù)器(PDS) 和集群調(diào)度控制器(PDC)兩個(gè)功能實(shí)體，PDC作為BSC與PDS之間的網(wǎng)關(guān)， 用于完成集群業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的匯集、分發(fā)和集群呼叫信令的傳送等。 (4) GT800
GT800系統(tǒng)是在GSM網(wǎng)絡(luò)平臺上實(shí)現(xiàn)集群功能的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其 發(fā)展分為兩個(gè)階段第一階段定位于數(shù)字集群公網(wǎng)系統(tǒng)，采用GSM接入技術(shù)， 支持現(xiàn)有主流系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，性能指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)；第二階段定位 于數(shù)字集群專網(wǎng)系統(tǒng)和公網(wǎng)系統(tǒng)，是第一階段的增強(qiáng)，同時(shí)支持GSM和 TD-SCDMA接入技術(shù)，通過雙模終端向TD-SCDMA演進(jìn)。GT800系統(tǒng)的組成 結(jié)構(gòu)和普通GSM網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)基本相同，如圖4所示，圖4為現(xiàn)有GT800 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。GT800系統(tǒng)在GSM系統(tǒng)中增加了組呼寄存器(GCR), 用于存儲(chǔ)組用戶信息，通過增強(qiáng)MSC、 VLR和HLR的功能，改進(jìn)空中接口， 來支持組呼/呼叫快速建立和信道共享的特性需求。
通過上述介紹可以看出，現(xiàn)有數(shù)字集群通信系統(tǒng)都是基于第二代移動(dòng)通信 系統(tǒng)(2G)或第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)來實(shí)現(xiàn)的，以提供一鍵通(PTT)語音等窄帶業(yè)務(wù)為主，可提供的補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率較低。但是，隨著信息技術(shù)的 進(jìn)步以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，社會(huì)各行業(yè)、企業(yè)用戶以及政府部門等集群 用戶對數(shù)字集群通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求正在從普通的調(diào)度語音逐漸向集語音、數(shù) 據(jù)、圖像和視頻于一體的寬帶多媒體的方向轉(zhuǎn)變，希望通過大帶寬、高速率、
具有服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)來提升工作效率，加快信 息化建設(shè)，但現(xiàn)有數(shù)字集群通信系統(tǒng)還無法滿足上述要求。另外，現(xiàn)有數(shù)字集 群通信系統(tǒng)多在電路域?qū)崿F(xiàn)集群業(yè)務(wù)，無法向后平滑演進(jìn)，不符合移動(dòng)通信系 統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，能夠支 持寬帶集群多媒體業(yè)務(wù)，并能夠平滑向后演進(jìn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供兩種集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，能夠支持寬帶集群 多媒體業(yè)務(wù)，并能夠平滑向后演進(jìn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，包括終端、寬帶無線接入子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) 以及操作維護(hù)子系統(tǒng)，其中，所述寬帶無線接入子系統(tǒng)中包括增強(qiáng)型基站 E-eNodeB，所述網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中包括增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體eMME、服務(wù)網(wǎng)關(guān) S-GW、增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器eHSS、增強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)eP-GW;
所述E-eNodeB中進(jìn)一步包括無線集群調(diào)度功能模塊RTDF，用于進(jìn)行集群 業(yè)務(wù)處理，包括從eMME接收集群控制信令、為終端分配無線資源，以及將 從S-GW接收到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流傳送到終端；
所述eMME中進(jìn)一步包括集群控制功能模塊TCF,用于建立、維護(hù)和釋放 集群業(yè)務(wù)，進(jìn)行話權(quán)管理和調(diào)度；對終端進(jìn)行鑒權(quán)和為集群業(yè)務(wù)授權(quán)，為鑒權(quán) 成功的終端發(fā)起業(yè)務(wù)承栽的建立；
所述eP-GW中進(jìn)一步包括集群分組功能模塊TPF，用于將集群業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流 進(jìn)行映射、復(fù)制并分發(fā)至S-GW,并根據(jù)終端發(fā)起的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和服務(wù)質(zhì)量QoS
8需求發(fā)起業(yè)務(wù)承載的建立；
所述eHSS中進(jìn)一步包括集群用戶服務(wù)器TSS，用于存儲(chǔ)和管理與集群業(yè) 務(wù)相關(guān)的組用戶信息，為終端的開戶、注銷、業(yè)務(wù)鑒權(quán)和授權(quán)以及計(jì)費(fèi)提供依 據(jù)。
較佳地，所述RTDF進(jìn)一步用于，在所述E-eNodeB與所述網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中 的網(wǎng)元失去聯(lián)系時(shí)，處理所述E-eNodeB覆蓋范圍內(nèi)的終端的指定集群業(yè)務(wù)。 較佳地，
所述E-eNodeB與所述終端之間通過LTE-Uu接口相連； 所述E-eNodeB與E-eNodeB之間通過X2接口相連； 所述E-eNodeB與所述eMME之間通過S1-MME接口相連； 所述E-eNodeB與所述S-GW之間通過Sl-U接口相連； 所述eMME與所述eHSS之間通過S6a接口相連； 所述eMME與所述S-GW之間通過Sl 1接口相連； 所述S-GW與所述eP-GW之間通過S5接口相連。 較佳地，所述終端包括移動(dòng)終端、固定臺和調(diào)度臺； 其中，所述移動(dòng)終端進(jìn)一步包括手持移動(dòng)臺和車載臺；所述調(diào)度臺進(jìn)一步 包括有線調(diào)度臺和無線調(diào)度臺。 較佳地，
當(dāng)所述終端為有線調(diào)度臺時(shí)，所述網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中進(jìn)一步包括調(diào)度網(wǎng)關(guān) D-GW,用于負(fù)責(zé)有線調(diào)度臺的接入，對有線調(diào)度臺進(jìn)行鑒權(quán)，并負(fù)責(zé)傳送有 線調(diào)度臺與eMME和eHSS之間的控制信令以及有線調(diào)度臺與eP-GW之間的 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流；
所述有線調(diào)度臺通過所述D-GW接入網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，對系統(tǒng)內(nèi)的集群用戶和 集群業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度和管理。
較佳地，所述D-GW進(jìn)一步用于，接入除所在數(shù)字集群通信系統(tǒng)以外的其 它數(shù)字集群通信系統(tǒng)，完成不同數(shù)字集群通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。
較佳地，所述D-GW與所迷eMME之間通過D1-MME接口相連；
所述D-GW與所述eP-GW之間通過Dl-U接口相連；
所述D-GW與所述eHSS之間通過D6a接口相連；
所述D-GW與所述有線調(diào)度臺之間通過Du接口相連；
所述D-GW與所述其它數(shù)字集群通信系統(tǒng)之間通過DGi接口相連。
一種集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其中，業(yè)務(wù)發(fā)起終端為移動(dòng)終端或固定臺或無線
調(diào)度臺；該方法包括
業(yè)務(wù)發(fā)起終端開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊，建立缺省承載，并進(jìn)行集群業(yè)務(wù)注冊； 業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過增強(qiáng)型基站E-eNodeB向增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體eMME發(fā)
送集群業(yè)務(wù)請求消息；
eMME與增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器eHSS進(jìn)行信息交互，對業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn) 行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；
若鑒權(quán)通過，則eMME發(fā)起集群承載建立過程，建立服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW和增 強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)eP-GW之間的承載；
eMME指示E-eNodeB為業(yè)務(wù)發(fā)起終端和除有線調(diào)度臺以外的業(yè)務(wù)接收終 端分配無線資源，建立無線承載和E-eNodeB與S-GW之間的承栽；
eP-GW將接收自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并發(fā) 送至業(yè)務(wù)接收終端。
較佳地，所述發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端包括
若業(yè)務(wù)接收終端為移動(dòng)終端或固定臺或無線調(diào)度臺，則eP-GW將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并通過S-GW和E-eNodeB發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端；
若業(yè)務(wù)接收終端為有線調(diào)度臺，則eP-GW通過調(diào)度網(wǎng)關(guān)D-GW直接將業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)流發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
一種集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其中，業(yè)務(wù);^終端為有線調(diào)度臺；該方法包括
業(yè)務(wù)發(fā)起終端開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊；
業(yè)務(wù)發(fā)起終端向調(diào)度網(wǎng)關(guān)D-GW發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息；
D-GW與增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器eHSS進(jìn)行信息交互，對業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn)行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；
若鑒權(quán)通過，則D-GW向增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體eMME發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消
自
eMME發(fā)起集群承載建立過程，建立服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW和增強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)網(wǎng)關(guān)eP-GW之間的承載；
eMME指示E-eNodeB為除有線調(diào)度臺以外的業(yè)務(wù)接收終端分配無線資源， 建立無線承載和E-eNodeB與S-GW之間的承載；
eP-GW將接收自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并最 終發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
較佳地，所述eP-GW接收來自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流之前，進(jìn)一步包
括
業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過D-GW向eP-GW發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。
可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過對現(xiàn)有TD-LTE技術(shù)中的某些網(wǎng)元的 功能進(jìn)行擴(kuò)展和增加新的網(wǎng)元，得到基于TE-LTE技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)， 在提供基本集群業(yè)務(wù)的同時(shí)，還可進(jìn)一步提供豐富的高質(zhì)量的寬帶集群多媒體 業(yè)務(wù)，從而為行業(yè)應(yīng)用提供實(shí)時(shí)、快捷的指揮調(diào)度服務(wù)體系；而且，由于TD-LTE 技術(shù)采用低成本、可伸縮、可配置的全I(xiàn)P扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因此為基于TD-LTE 技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)的后續(xù)演進(jìn)提供了良好的勤出。


圖1為現(xiàn)有iDEN系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有TETRA系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖3為現(xiàn)有GoTa系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖4為現(xiàn)有GT800系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明數(shù)字集群通信系統(tǒng)實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法第一實(shí)施例的流程圖7為本發(fā)明集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法第二實(shí)施例的流程圖。
ii
具體實(shí)施例方式
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明中提出 一種新的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，
該數(shù)字集群通信系統(tǒng)基于TD-LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)。TD-LTE技術(shù)是一種時(shí)分同步碼分 多址(TD-SCDMA)演進(jìn)技術(shù)，是移動(dòng)通信與寬帶無線接入融合的典范，也是 未來寬帶移動(dòng)通信的主流標(biāo)準(zhǔn)之一。基于TD-LTE技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)將 繼承TD-LTE技術(shù)的高速率和大帶寬等諸多優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有數(shù)字集群通信系統(tǒng)相 比，具有更大的信道容量、更高的頻鐠利用率、更強(qiáng)的抗干擾能力以及更好的 傳輸性能，不僅可以滿足大容量、大帶寬、高速率和高頻譜利用率等現(xiàn)代數(shù)字 集群通信系統(tǒng)的需求，而且在系統(tǒng)研發(fā)的自主性方面具有其它寬帶無線技術(shù)不 可比擬的優(yōu)勢。
基于TD-LTE技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)能夠提供下行100Mbps，上行 50Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸速率，在提供基本集群業(yè)務(wù)(組呼、單呼、廣播呼叫等) 的同時(shí)還能提供豐富的高質(zhì)量的寬帶集群多媒體業(yè)務(wù)，如實(shí)時(shí)視頻傳輸、可視 群組呼叫、多媒體廣播以及高速互聯(lián)網(wǎng)接入等，為行業(yè)應(yīng)用提供實(shí)時(shí)、快捷的 指揮調(diào)度服務(wù)體系。
另外，由于基于TD-LTE技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)是通過在現(xiàn)有TD-LTE 公用移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)元中增加與集群業(yè)務(wù)相關(guān)的處理模塊來實(shí)現(xiàn)集群功能 的，因此不會(huì)對TD-LTE公用移動(dòng)通信系統(tǒng)的原有業(yè)務(wù)造成影響；而且，基于 TD-LTE技術(shù)的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)摒棄了 2G和3G系統(tǒng)中信道專有的方式， 采用信道共享的方式使用無線資源，符合集群業(yè)務(wù)中用戶共享無線信道的特性， 使得集群業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)更加簡單易行；再有，TD-LTE技術(shù)采用低成本、可伸縮、 可配置的全I(xiàn)P扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為基于TD-LTE技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)的后 續(xù)演進(jìn)提供了良好的基礎(chǔ)。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí) 施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
圖5為本發(fā)明數(shù)字集群通信系統(tǒng)實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，包括終端、寬帶無線接入子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)以及操作維護(hù)子系統(tǒng)四個(gè)主要 組成部分；下面對各組成部分分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1、 終端
本發(fā)明所述方案中提到的終端，是指用戶可以直接操作的設(shè)備，如移動(dòng)終 端、固定臺、調(diào)度臺等。其中，移動(dòng)終端可具體包括手持移動(dòng)臺和車栽臺等， 調(diào)度臺包括有線調(diào)度臺和無線調(diào)度臺。
所述移動(dòng)終端和固定臺在現(xiàn)有TD-LTE終端上增加了 PTT按鍵，具有PTT 呼叫自動(dòng)免提接聽以及講話者標(biāo)識等功能，具體實(shí)現(xiàn)為本領(lǐng)域公知，不再贅述。
調(diào)度臺是本發(fā)明所述方案中新增加的網(wǎng)元，為調(diào)度員或管理員提供操作平 臺，可以發(fā)起和參與組呼、廣播呼叫等集群業(yè)務(wù)，并且可以實(shí)現(xiàn)對集群用戶和 集群業(yè)務(wù)的調(diào)度和管理。
2、 寬帶無線接入子系統(tǒng)
寬帶無線接入子系統(tǒng)主要由增強(qiáng)型基站(E-eNodeB)組成。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明所述方案中的E-eNodeB在原有E-eNodeB的基礎(chǔ)上增加了 一個(gè)無線 集群調(diào)度功能模塊(RTDF)，以支持集群業(yè)務(wù)，即用于負(fù)責(zé)集群業(yè)務(wù)的相關(guān)處 理，包括從增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體(eMME)接收集群控制信令、為終端分配 無線資源(如，為接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的終端所在小區(qū)分配下行共享無線資源)，以 及將從S-GW接收到的業(yè)務(wù)發(fā)起終端發(fā)送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流傳送到業(yè)務(wù)接收終端 等。另外，為了支持故障弱化功能，RTDF需要能夠在E-eNodeB與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) 中的網(wǎng)元，如eMME和S-GW等失去聯(lián)系時(shí)，處理所在E-eNodeB覆蓋范圍內(nèi) 的終端的部分指定集群業(yè)務(wù)，如組呼業(yè)務(wù)。
3、 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要由eMME、服務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)、增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器 (eHSS )、增強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(eP-GW)以及調(diào)度網(wǎng)關(guān)(D-GW)等組成， 用于完成集群用戶的呼叫控制、集群調(diào)度、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的傳送以及集群用戶的 數(shù)據(jù)管理等功能。
其中，eMME是實(shí)現(xiàn)集群業(yè)務(wù)的核心設(shè)備，通過在原有MME的基礎(chǔ)上增加集群控制功能模塊(TCF)來實(shí)現(xiàn)集群控制功能。具體來說，TCF作為集群 呼叫的控制中心，負(fù)責(zé)建立、維護(hù)和釋放各種集群業(yè)務(wù)，進(jìn)行話權(quán)管理和調(diào)度； 此外，還負(fù)責(zé)對終端進(jìn)行鑒權(quán)以及集群業(yè)務(wù)的授權(quán)，為鑒權(quán)成功的終端發(fā)起業(yè) 務(wù)承載的建立。
S-GW是連接寬帶無線接入子系統(tǒng)的分組數(shù)據(jù)接口的終點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù) 包的路由和前轉(zhuǎn)。
eP-GW是連接外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，在原有P-GW的基礎(chǔ)上增加了集群分 組功能模塊(TPF),用于完成集群業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的映射、復(fù)制和分發(fā)(分發(fā)至 S-GW)，并根據(jù)終端發(fā)起的集群業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和QoS需求發(fā)起業(yè)務(wù)承載的建立。
eHSS是在原有HSS的基礎(chǔ)上增加了集群用戶服務(wù)器(TSS)，用于存儲(chǔ)和 管理與集群業(yè)務(wù)相關(guān)的組用戶信息，為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的eMME等網(wǎng)元提供集群 用戶開戶、注銷、業(yè)務(wù)鑒權(quán)和授權(quán)以及計(jì)費(fèi)的依據(jù)。上述組用戶信息主要包括 每個(gè)用戶所屬組的組ID (GroupID)列表、用戶優(yōu)先級以及調(diào)度臺列表等。
D-GW是本發(fā)明所述方案中新增的網(wǎng)元實(shí)體，提供有線調(diào)度臺的接入，對 有線調(diào)度臺進(jìn)行鑒權(quán)；另外，還負(fù)責(zé)傳送有線調(diào)度臺與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的eMME 和eHSS等之間的控制信令以及有線調(diào)度臺與eP-GW之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流;再有， D-GW還負(fù)責(zé)接入其它數(shù)字集群通信系統(tǒng)，完成不同數(shù)字集群通信系統(tǒng)之間的 互聯(lián)互通。
4、操作維護(hù)子系統(tǒng)
操作維護(hù)子系統(tǒng)內(nèi)包括兩種設(shè)備， 一種供運(yùn)營商使用，用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備 的維護(hù)和管理，如系統(tǒng)性能配置、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控等； 一種是用戶管理設(shè)備，提 供本系統(tǒng)內(nèi)的用戶數(shù)據(jù)管理功能；通過操作維護(hù)子系統(tǒng)可以進(jìn)行集群用戶的開 戶、銷戶以及用戶業(yè)務(wù)權(quán)限的更改等操作。
另外，由于圖5所示數(shù)字集群通信系統(tǒng)基于TD-LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此接口 仍然沿用TD-LTE技術(shù)的接口定義，并對原接口信令進(jìn)行了改進(jìn)；但是，由于 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中新增加了 D-GW網(wǎng)元，因此需要新定義D-GW與其它網(wǎng)元之間的 接口。各網(wǎng)元間的接口如下
14終端與寬帶無線接入子系統(tǒng)之間通過LTE-Uu接口相連；E-eNodeB與 E-eNodeB通過X2接口相連；E-eNodeB和eMME通過S1-MME接口相連； E-eNodeB和S-GW通過Sl-U接口相連；eMME和eHSS通過S6a接口相連； eMME和S-GW通過SI 1接口相連；S-GW和eP-GW通過S5接口相連。
其中，需要改進(jìn)的接口包括
LTE-Uu接口擴(kuò)充LTE-Uu接口信令，增加可視組呼、多々某體傳送、快速 呼叫建立、動(dòng)態(tài)重組以及故障弱化等相關(guān)LTE-Uu接口信令；
SI接口 (包括Sl-MME和Sl-U):擴(kuò)充SI接口信令，增加對終端的控制 命令，實(shí)現(xiàn)可視組呼、多媒體傳送、優(yōu)先級管理、遙斃/復(fù)活和動(dòng)態(tài)重組等功能；
S6a接口擴(kuò)充S6a接口信令，支持集群用戶和集群業(yè)務(wù)相關(guān)的安全性數(shù) 據(jù)的傳遞，增加集群用戶的鑒權(quán)和認(rèn)證過程以及組用戶信息的管理過程。
需要新定義的接口包括
D-GW與eMME之間的D1-MME接口 、 D-GW與eP-GW之間的Dl-U接 口，以及D-GW與eHSS之間的D6a接口。其中，D1-MME接口用于傳輸集群 調(diào)度控制信令；Dl-U接口用于傳輸集群業(yè)務(wù)用戶面數(shù)據(jù)；D6a接口用于傳輸集 群業(yè)務(wù)相關(guān)的用戶信息和安全性數(shù)據(jù)等。
另外，定義有線調(diào)度臺與D-GW之間的接口為Du接口，用于傳輸調(diào)度控 制信令和集群業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流；定義D-GW所在數(shù)字集群通信系統(tǒng)與其它數(shù)字集群 通信系統(tǒng)間的接口為DGi接口 ，用于實(shí)現(xiàn)不同數(shù)字集群通信系統(tǒng)間的互聯(lián)互通。
基于上述介紹，圖6為本發(fā)明集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法第一實(shí)施例的流程圖。如 圖6所示，包括以下步驟
步驟601:業(yè)務(wù)發(fā)起終端開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊，建立缺省承載，并進(jìn)行集 群業(yè)務(wù)注冊，。
對于系統(tǒng)內(nèi)除有線調(diào)度臺外的任一終端，無論其后續(xù)將作為業(yè)務(wù)發(fā)起終端 還是業(yè)務(wù)接收終端，在其開機(jī)后，均將執(zhí)行本步驟所述過程，即首先進(jìn)行附著 (Attach)過程，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊，并建立缺省承載；然后，通過寬帶無線接入 子系統(tǒng)中的E-eNodeB向eMME發(fā)送非接入層(NAS )消息，進(jìn)行集群業(yè)務(wù)注冊 在集群業(yè)務(wù)注冊過程中，eMME將對終端進(jìn)行鑒權(quán)，鑒權(quán)通過后，完成集 群業(yè)務(wù)的注冊。
步驟602:業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過E-eNodeB向eMME發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息； eMME與eHSS進(jìn)行信息交互，對業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn)行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；若鑒權(quán)通過， 則eMME發(fā)起集群承載建立過程，建立S-GW和eP-GW之間的承載。
本步驟中，業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過E-eNodeB向eMME發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息； eMME接收到集群業(yè)務(wù)請求消息后，通過S6a接口與eHSS進(jìn)行信息交互，對 業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn)行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；若鑒權(quán)不通過，則eMME會(huì)返回帶有拒絕原因的 消息，拒絕業(yè)務(wù)發(fā)起終端的集群業(yè)務(wù)請求，若鑒權(quán)通過，則eMME會(huì)發(fā)起集群 承載建立過程，建立網(wǎng)絡(luò)側(cè)的S-GW與eP-GW之間的承載，此過程中，信令交 互通過Sll接口和S5接口完成。
步驟603: eMME指示E-eNodeB為業(yè)務(wù)發(fā)起終端和除有線調(diào)度臺以外的業(yè) 務(wù)接收終端分配無線資源，建立無線承載和E-eNodeB與S-GW之間的承載。
網(wǎng)絡(luò)側(cè)承載建立完成后，eMME指示E-eNodeB為業(yè)務(wù)發(fā)起終端和業(yè)務(wù)接 收終端(有線調(diào)度臺除外)分配無線資源，建立無線承載以及E-eNodeB與S-GW 之間的承載。此過程中，信令交互通過LTE-Uu接口和S1-MME接口完成。
步驟604: eP-GW將接收自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和 分發(fā)，并最終發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
本步驟中，若業(yè)務(wù)接收終端為移動(dòng)終端或固定臺或無線調(diào)度臺，則eP-GW 將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并通過S-GW和E-eNodeB發(fā)送至業(yè)務(wù) 接收終端；若業(yè)務(wù)接收終端為有線調(diào)度臺，則eP-GW通過D-GW直接將業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)流發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，業(yè)務(wù)發(fā)起終端和業(yè)務(wù)接收終端可能屬于相 同的E-eNodeB、 S-GW和eP-GW，也可能屬于不同的E-eNodeB、 S-GW和 eP-GW;如果屬于不同的E-eNodeB、 S-GW和eP-GW，則本步驟中，業(yè)務(wù)發(fā)起 終端通過自身所在的E-eNodeB、 S-GW和eP-GW將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流發(fā)送至業(yè)務(wù)接 收終端所在的eP-GW，業(yè)務(wù)接收終端所在的eP-GW將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制并分發(fā)至業(yè)務(wù)接收終端所在的S-GW以及E-eNodeB，并最終發(fā)送至業(yè)務(wù)接 收終端。
圖7為本發(fā)明集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法第二實(shí)施例的流程圖。與圖6所示實(shí)施例 相比，區(qū)別在于本實(shí)施例中的業(yè)務(wù)發(fā)起用戶終端為有線調(diào)度臺。如圖7所示， 包括以下步驟
步驟701:業(yè)務(wù)發(fā)起終端開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊。
步驟702:業(yè)務(wù)發(fā)起終端向D-GW發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息；D-GW與eHSS 進(jìn)行信息交互，對業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn)行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；若鑒權(quán)通過，則D-GW向eMME 發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息；eMME發(fā)起集群承載建立過程，建立S-GW和eP-GW
之間的承載。
步驟703: eMME指示E-eNodeB為除有線調(diào)度臺以外的業(yè)務(wù)接收終端分配 無線資源，建立無線承載和E-eNodeB與S-GW之間的承載。
步驟704: eP-GW將接收自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和 分發(fā)，并最終發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
本步驟中，業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過D-GW直接向eP-GW發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。
總之，采用本發(fā)明所述基于TD-LTE技術(shù)的數(shù)字寬帶通信系統(tǒng)，不但能夠 支持寬帶集群多々某體業(yè)務(wù)，從而滿足未來行業(yè)應(yīng)用對高速互聯(lián)網(wǎng)接入、可視電 話、手機(jī)電視、；f見頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)的需求，而且由于釆用了低成本、可伸縮、可 配置的全I(xiàn)P扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因此便于后續(xù)的平滑演進(jìn)。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，包括終端、寬帶無線接入子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)以及操作維護(hù)子系統(tǒng)，其中，所述寬帶無線接入子系統(tǒng)中包括增強(qiáng)型基站E-eNodeB，所述網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中包括增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體eMME、服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW、增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器eHSS、增強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)eP-GW；其特征在于，所述E-eNodeB中進(jìn)一步包括無線集群調(diào)度功能模塊RTDF，用于進(jìn)行集群業(yè)務(wù)處理，包括從eMME接收集群控制信令、為終端分配無線資源，以及將從S-GW接收到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流傳送到終端；所述eMME中進(jìn)一步包括集群控制功能模塊TCF，用于建立、維護(hù)和釋放集群業(yè)務(wù)，進(jìn)行話權(quán)管理和調(diào)度；對終端進(jìn)行鑒權(quán)和為集群業(yè)務(wù)授權(quán)，為鑒權(quán)成功的終端發(fā)起業(yè)務(wù)承載的建立；所述eP-GW中進(jìn)一步包括集群分組功能模塊TPF，用于將集群業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制并分發(fā)至S-GW，并根據(jù)終端發(fā)起的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和服務(wù)質(zhì)量QoS需求發(fā)起業(yè)務(wù)承載的建立；所述eHSS中進(jìn)一步包括集群用戶服務(wù)器TSS，用于存儲(chǔ)和管理與集群業(yè)務(wù)相關(guān)的組用戶信息，為終端的開戶、注銷、業(yè)務(wù)鑒權(quán)和授權(quán)以及計(jì)費(fèi)提供依據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征在于，所述RTDF進(jìn) 一步用于，在所述E-eNodeB與所述網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的網(wǎng)元失去聯(lián)系時(shí)，處理所 述E-eNodeB覆蓋范圍內(nèi)的終端的指定集群業(yè)務(wù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述E-eNodeB與所述終端之間通過LTE-Uu接口相連； 所述E-eNodeB與E-eNodeB之間通過X2接口相連；所述E-eNodeB與所述eMME之間通過S1-MME接口相連； 所述E-eNodeB與所述S-GW之間通過Sl-U接口相連；所述eMME與所述eHSS之間通過S6a接口相連； 所述eMME與所述S-GW之間通過S11接口相連； 所述S-GW與所述eP-GW之間通過S5接口相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 終端包括移動(dòng)終端、固定臺和調(diào)度臺；其中，所述移動(dòng)終端進(jìn)一步包括手持移動(dòng)臺和車載臺；所述調(diào)度臺進(jìn)一步 包括有線調(diào)度臺和無線調(diào)度臺。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述終端為有線調(diào)度臺時(shí)，所述網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中進(jìn)一步包括調(diào)度網(wǎng)關(guān) D-GW，用于負(fù)責(zé)有線調(diào)度臺的接入，對有線調(diào)度臺進(jìn)行鑒權(quán)，并負(fù)責(zé)傳送有 線調(diào)度臺與eMME和eHSS之間的控制信令以及有線調(diào)度臺與eP-GW之間的 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流；所述有線調(diào)度臺通過所述D-GW接入網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，對系統(tǒng)內(nèi)的集群用戶和 集群業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度和管理。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征在于，所述D-GW 進(jìn)一步用于，接入除所在數(shù)字集群通信系統(tǒng)以外的其它數(shù)字集群通信系統(tǒng)，完 成不同數(shù)字集群通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征在于， 所述D-GW與所述eMME之間通過D1-MME接口相連； 所述D-GW與所述eP-GW之間通過Dl-U接口相連；所述D-GW與所述eHSS之間通過D6a接口相連；所述D-GW與所述有線調(diào)度臺之間通過Du接口相連；所述D-GW與所述其它數(shù)字集群通信系統(tǒng)之間通過DGi接口相連。
8、 一種集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，業(yè)務(wù)發(fā)起終端為移動(dòng)終端或固定 臺或無線調(diào)度臺；該方法包括業(yè)務(wù)發(fā)起終端開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊，建立缺省承載，并進(jìn)行集群業(yè)務(wù)注冊； 業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過增強(qiáng)型基站E-eNodeB向增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體eMME發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息；eMME與增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器eHSS進(jìn)行信息交互，對業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn) 行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；若鑒權(quán)通過，則eMME發(fā)起集群承載建立過程，建立服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW和增 強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)eP-GW之間的承載；eMME指示E-eNodeB為業(yè)務(wù)發(fā)起終端和除有線調(diào)度臺以外的業(yè)務(wù)接收終 端分配無線資源，建立無線承載和E-eNodeB與S-GW之間的承載；eP-GW將接收自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并發(fā) 送至業(yè)務(wù)接收終端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述發(fā)送至業(yè) 務(wù)接收終端包括若業(yè)務(wù)接收終端為移動(dòng)終端或固定臺或無線調(diào)度臺，則eP-GW將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并通過S-GW和E-eNodeB發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端；若業(yè)務(wù)接收終端為有線調(diào)度臺，則eP-GW通過調(diào)度網(wǎng)關(guān)D-GW直接將業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)流發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
10、 一種集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，業(yè)務(wù)發(fā)起終端為有線調(diào)度臺， 該方法包括業(yè)務(wù)發(fā)起終端開機(jī)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊； 業(yè)務(wù)發(fā)起終端向調(diào)度網(wǎng)關(guān)D-GW發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消息； D-GW與增強(qiáng)型歸屬用戶服務(wù)器eHSS進(jìn)行信息交互，對業(yè)務(wù)發(fā)起終端進(jìn) 行業(yè)務(wù)鑒權(quán)；若鑒權(quán)通過，則D-GW向增強(qiáng)型移動(dòng)管理實(shí)體eMME發(fā)送集群業(yè)務(wù)請求消自 <&，eMME發(fā)起集群承栽建立過程，建立服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW和增強(qiáng)型分組數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)網(wǎng)關(guān)eP-GW之間的承載；eMME指示E-eNodeB為除有線調(diào)度臺以外的業(yè)務(wù)接收終端分配無線資源， 建立無線承載和E-eNodeB與S-GW之間的承載；eP-GW將接收自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行映射、復(fù)制和分發(fā)，并最 終發(fā)送至業(yè)務(wù)接收終端。
11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述eP-GW 接收來自業(yè)務(wù)發(fā)起終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流之前，進(jìn)一步包括業(yè)務(wù)發(fā)起終端通過D-GW向eP-GW發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于時(shí)分長期演進(jìn)(TD-LTE)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過對現(xiàn)有TD-LTE技術(shù)中的某些網(wǎng)元的功能進(jìn)行擴(kuò)展和增加新的網(wǎng)元，來得到基于TE-LTE技術(shù)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)。本發(fā)明同時(shí)提供了兩種集群業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法。應(yīng)用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，不但能夠較好地提供寬帶集群多媒體業(yè)務(wù)，而且能夠平滑向后演進(jìn)。
文檔編號H04W4/08GK101621749SQ20091009005
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者博 劉, 潔 張, 湯素峰, 松 潘, 蔣純波, 杰 蔡, 瑋 許 申請人:普天信息技術(shù)研究院有限公司