一種基於長期演進的集群業務實現方法和集群用戶終端的製作方法
2023-05-19 13:45:56
專利名稱：一種基於長期演進的集群業務實現方法和集群用戶終端的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，特別是涉及一種基於長期演進LTE (Long Term Evolution)的集群業務實現方法和集群用戶終端。
背景技術：
數字集群通信系統主要包括陸上集群無線電(TETRA, Terrestrial Trunked Radio)系統、集成數字增強型網絡(iDEN, Integrated Digital Enhanced Networks)系統、開放式集群架構(GoTa, Global Open Trunking Architecture)系統以及 GT800 系統等。組呼業務是數字集群通信系統提供的最基本業務，組呼業務允許集群用戶終端建立到屬於某一給定區域某一組集群用戶終端的群組呼叫，採用半雙工模式，呼叫建立期間，系統為組呼區域內的每個小區分別分配一個組呼信道，其中上行鏈路僅供主叫集群用戶終端使用，所有被叫集群用戶終端監聽下行鏈路。
但是，在LTE網絡中，目前還缺乏可以支持集群通信需求的組網策略，因此不能支持點對多點的半雙工實時通訊工作方式，無法滿足已經存在的集群功能的客觀使用需求。 在現有的LTE系統中，用戶設備UE (User Equipment)與演進型基站eNB (evolved Node B)之間的接入網絡體系AS (Access Stratum)只能進行點對點的業務，即便是電話會議,也需要為每個用戶建立專用承載資源，導致資源浪費。發明內容
為了解決現有技術中LTE網絡無法滿足集群通信需求的問題，本發明提供了一種基於LTE的集群業務實現方法和集群用戶終端。
一方面，本發提供明的基於LTE的集群業務實現方法包括建立集群尋呼信道 TPCH ;第一終端發起組呼後，網絡側相應地建立集群組控制信道TGCCH和集群組業務信道 TGTCH，並通過TGCCH下發TGTCH的配置信息；第二終端通過所述TPCH監聽到第一終端的組呼消息，對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息；基於所述配置信息，第二終端建立本地TGTCH承載以監聽所述TGTCH ;其中，所述第一終端和所述第二終端為集群用戶終端。
另一方面，本發明提供的基於LTE的集群用戶終端包括第一監聽單元，用於監聽集群尋呼傳輸信道TPCH ;組呼請求單元，用於發起組呼；第二監聽單元，用於當所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到一組呼消息後，監聽網絡側的集群組控制信道TGCCH，以獲得在所述TGCCH上下發的集群組業務信道TGTCH的配置信息；第三監聽單元，用於基於所述配置信息建立本地TGTCH承載以監聽所述TGTCH。
進一步地，該基於LTE的集群用戶終端還包括組呼響應單元，用於當本集群用戶終端處於發起組呼的集群用戶終端所在小區之外的小區時，在所述第一監聽單元通過所述 TPCH監聽到一組呼消息後，所述組呼響應單元對所述組呼消息進行響應以獲得一擾碼，以對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息。
進一步地，當本集群用戶終端處於發起組呼的集群用戶終端所在的小區時，所述第二監聽單元在所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到一組呼消息時獲得一擾碼，以對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息。
進一步地，所述第二監聽單元和所述第三監聽單元基於相同的擾碼分別監聽所述 TGCCH和所述TGTCH ;所述擾碼為集群無線網絡標識T_rnti。
進一步地，該基於LTE的集群用戶終端還包括登記處理單元，用於讀取網絡側在廣播控制信道BCH上下發的集群系統信息，當讀取到集群系統信息後，所述登記處理單元將本集群用戶終端登記到對應的小區。
進一步地，所述集群系統信息為系統信息塊sibl9，並且在sibl9中包含所述TPCH 的尋呼周期的信息；集群用戶終端以所述sibl9中包含的所述TPCH的尋呼周期的信息，計算所述TPCH的尋呼周期，且以集群呼叫無線網絡標識TP-rnti對所述TPCH進行監聽。
本發明有益效果如下
本發明的技術方案以原LTE系統為基礎，在集群UE端增加了邏輯信道，並對邏輯信道的功能重新劃分，實現了集群UE對其它集群UE的組呼過程，實現了點對多點通話的集群業務功能，避免建立多個專用承載，節省了空口物理資源，同時又能快速響應被叫業務， 滿足了 LTE集群業務通訊需求。
圖I是本發明的基於LTE的集群業務實現方法流程圖。
圖2是本發明的基於LTE的集群業務實現方法的實施例處理流程圖。
圖3是本發明的基於LTE的集群業務實現方法的另一實施例處理流程圖。
圖4是本發明的集群用戶終端側的信道映射關係圖。
圖5是本發明的集群用戶終端的實施例的結構示意圖。
圖6是本發明的集群用戶終端的另一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖以及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不限定本發明。
為了滿足LTE集群功能的需要，本發明以現有LTE系統為基礎，在集群用戶終端UE 端增加邏輯信道，並對邏輯信道的功能重新劃分，圖I所示為本發明的基於LTE的集群業務實現方法流程圖，具體包括
S101，在集群用戶終端UE側建立集群尋呼信道TPCH，
S102,當某一集群UE發起組呼後，LTE網絡側相應建立集群組控制信道TGCCH和集群組業務信道TGTCH，並在TGCCH上發送TGTCH的配置信息；
S103，當另一集群UE通過TPCH監聽到該組呼消息後，對所述TGCCH進行監聽，從而獲得TGCCH上的TGTCH的配置信息；
S104，利用該TGTCH的配置信息，集群UE在本地建立TGTCH承載資源，從而對 TGTCH進行監聽，至此本次組呼業務完成。
上述過程中的集群UE為網絡內任意支持集群業務的UE，該方案基於新建立的 TPCH、TGTCH和TGCCH，可在支持集群的LTE網絡內實現某一集群UE對其它集群UE的點對多點的組呼業務。
發起組呼業務的UE和加入組呼的UE形成一個組呼群組，組呼群組成功建立後，發起組呼的集群UE作為說用戶，可通過專用業務信道DTCH發送語音數據，群組中的其它各個集群UE可在新建立的TGTCH上收聽到該語音數據，開展LTE系統的點對多點集群通訊。
為了更清楚地介紹本發明的集群業務實現方法，圖2提供了單個集群UE從開機到成功建立一個組呼群組的實施例，具體地，
S201，該集群UE開機尋找合適的小區，先讀取廣播信道BCH，接收到集群相關的系統信息，其中，在BCH的BCCH上收取到集群系統的調度信息sibl9。
S202，由於收取到了 sibl9，確定該小區為支持集群的小區，該集群UE在該小區註冊登記，可利用現有的AS層信道映射關係完成登記。
S203，該集群UE在小區駐留後，根據sibl9中的組ID信息，計算出集群TPCH的尋呼周期，然後用集群呼叫無線網絡標識TP-rnti作為公共尋呼信道擾碼，對TPCH尋呼信道進行監聽。
至此，該集群UE可在該TPCH上監聽到組呼消息(如果有的話)，也可自身發起組呼，請求建立組呼群組，本實施例描述後者的情況。
S204，該集群UE發起組呼，其將建鏈請求發送到網絡側，核心網將該請求在全網對群組用戶進行尋呼，處於同小區的集群UE在TPCH上監聽到尋呼，可從尋呼消息中直接獲得擾碼T-rnti。對於處於不同小區的集群UE，在TPCH上監聽到尋呼後，對群組Group進行判斷，如果發現是本UE隸屬的群組，則通知上層，回復尋呼響應，將尋呼中的擾碼T-rnti配置給物理層。
另一方面，網絡側收到請求在全網進行尋呼的同時，eNB建立TGTCH信道，並在 TGCCH信道上發送TGTCH的配置信息，廣播給群組UE。對於處於同小區的集群UE，可利用在尋呼消息中直接獲得的擾碼T-rnti對TGCCH進行監聽，從而得到TGTCH的配置信息；對於處於不同小區的集群UE，在回復尋呼響應後可獲得該擾碼，其物理層根據此擾碼可監聽 TGCCH，獲得TGTCH的配置信息。
獲得TGTCH配置信息的各個UE在本地建立TGTCH本地承載資源，用於監聽TGTCH 上的業務數據。
S205，各UE開始監聽TGTCH上的業務數據，從而進入業務穩態，開展點對多點的數據傳輸。監聽TGTCH和TGCCH的擾碼為相同的擾碼。
S206，組呼結束時，發送信令到核心網，核心網通知eNB釋放集群資源，並釋放無線資源控制協議RRC (Radio Resource Control)連接(RRC是處理UE和eNodeB之間控制平面的第三層信息)，使UE回到空閒態。
在另一實施例中，在S202集群UE註冊登記過程中可對非接入層NAS(Non Access Stratum)過程進行處理，具體是在登記過程中增加對該集群UE所在組的更新步驟，保證該集群UE收取信息的準確性。
圖3所示流程圖以一個集群用戶終端A發起組呼，到另一個集群用戶終端B接到呼叫並加入組呼群組為例，描述
具體實施例方式終端A和終端B分別開機註冊登記完成後，都進行集群群組尋呼信道TPCH的監聽；
終端A按下一鍵通話軟體PTT的按鍵，發起組呼；
網絡側響應其呼叫請求，在各個小區的TPCH上廣播尋呼；eNB開始建立TGTCH 資源，並在TGCCH信道上發送TGTCH的配置信息；
終端B響應該尋呼，根據從TPCH得到的TGCCH的擾碼T-rnti，解擾出TGCCH的信令，從而得到TGTCH的配置信息，然後建立本地TGTCH資源；
籲整個呼叫流程結束。
在之後的集群通信過程中，終端A，即說用戶，在網絡側為其建立的專用業務信道 DTCH (Dedicated Traffic Channel)上發送語音數據，該數據可採用C_rnti加擾；終端B, 即聽用戶，在其建立的本地TGTCH上採用T-rnti解擾，聽取終端A的語音數據，這裡，終端B 的個數至少為一個，圖3實施例描述的終端B與終端A不在同一小區，當有多個其它終端與終端B —樣作出響應時，均可在本地建立TGTCH資源，收聽到終端A的語音數據。另外，如果位於終端A的小區的終端C隸屬於終端A的集群，監聽到尋呼，可直接獲得擾碼T-rnti，今後後續建立本地TGTCH資源的步驟，與終端B等共同組成一個組呼群組開展集群業務。可見，利用本發明實施例實現了 LTE系統的點對多點的集群業務。
圖4為本發明的集群UE側的信道映射關係示意圖，其中TPCH、TGTCH和TGCCH均為新建立的邏輯信道，TPCH信道映射到下行物理共享信道roSCH，TGTCH和TGCCH同映射到下行共享信道DL-SCH，TPCH的映射關係為TPCCH-TPCH-PDSCH。
其中，TPCH到集群尋呼控制信道TPCCH的映射是為了便於集群UE開機註冊後讀取其它集群UE的尋呼信息，網絡側在該新增的TPCH上周期性地廣播該所有集群群組的物理資源，集群UE通過CCCH發起組呼。
其中，上行方向DTCH映射到UL-SCH，分別用於集群說用戶的信令傳輸和語音傳輸。
其中，下行方向TGCCH映射到下行共享信道DL-SCH，用於集群說用戶和集群聽用戶的信令接收；下行方向TGTCH映射到DL-SCH，用於所有集群聽用戶的語音數據接收。
其中，BCH的BCCH到DL-SCH的映射關係未變，但BCCH上MIB塊的調度信息較原協議有所不同，本發明對其新增加了集群系統信息。這是因為，當一個UE開機後，要讀取廣播信道BCH尋找合適小區，而針對集群系統，UE要收取集群系統信息，為此，在BCCH上的管理信息塊MIB (Management Information Block)中加入集群系統的調度信息sibl9,則UE 在BCH上可以接收到集群相關的系統信息，從而確定所在小區為支持集群的小區。相應地， 在LTE網絡側應增加集群SIB塊(System Information Block)的發送。
終端開機後讀小區的BCH，如果接收到SIB塊，讀到集群系統的調度信息sibl9，則確認該小區為支持集群的小區，進行登記，終端接入該小區。如果沒有讀取到sibl9，認為該小區是普通公網小區，無法進行集群業務。另外，在加入sibl9時還一同加入sib20，其指示小區是否支持集群專網和LTE公網並發，如果指示支持，則終端登記時同時在集群和LTE網絡都進行登記，這樣的終端即雙網終端，雙網終端的附加功能不影響本實施例針對集群專網所進行的各個步驟。圖4中其它映射關係和作用均為本領域公知，上行鏈路映射關係與現有技術中相同，在此不作詳述。
相應地，圖5所示為本發明的集群用戶終端的結構示意圖，包括
第一監聽單元，用於監聽集群尋呼傳輸信道TPCH ；
組呼請求單元，用於發起組呼；
第二監聽單元，用於當所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到一組呼消息後，監聽網絡側的集群組控制信道TGCCH，以獲得在所述TGCCH上下發的集群組業務信道TGTCH的配置信息；
第三監聽單元，用於基於所述TGTCH的配置信息建立本地TGTCH承載，以監聽所述 TGTCH。
從圖5的集群用戶終端可知，該終端既具有發起組呼請求單元，同時也具有監聽其它終端的組呼消息的監聽單元，可以按照應用需要在說用戶和聽用戶之間轉換，與群組中的其它集群用戶終端完成圖4實施例的組呼過程，開展點對多點的集群業務工作。
進一步地，集群用戶終端還可包括一組呼響應單元，如圖6所示，當本集群用戶終端與發起組呼的集群用戶終端不在同一個小區時，在第一監聽單元監聽到一個組呼消息後，組呼響應單元對組呼消息進行響應，才能獲得相應擾碼，來監聽TGCCH，從而獲得TGTCH 的配置信息建立本地資源。
如果本集群用戶終端與發起組呼的集群用戶終端在同一個小區時，則不需組呼響應單元對組呼消息進行響應，第一監聽單元在監聽到的組呼消息中可直接獲得相應擾碼， 進行後續步驟。使用時，如果本終端為發起組呼的說用戶，則可在網絡側建立的DTCH上發送語音數據，其它聽用戶在本地TGTCH聽取該語音信息，開展LTE系統的集群業務工作。
進一步地，該集群用戶終端還具有登記處理單元，用於在終端開機後讀取小區的廣播信道BCH，接收集群相關的系統信息，如果在BCH上讀到集群系統的調度信息sibl9，則確認該小區為支持集群的小區，進行登記，接入該小區。如果不存在sibl9，則認為此小區是普通公網小區，無法進行集群業務，不做登記處理。
進一步地，登記後，第一監聽單元利用接收到的sibl9中包含的組ID信息，計算 TPCH的接收周期和時刻，並以擾碼TP-rnti對TPCH進行監聽。
儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施例，本領域的技術人員將意識到各種改進、增加和取代也是可能的，因此，本發明的範圍應當不限於上述實施例。
權利要求
1.ー種基於長期演進LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，包括 建立集群尋呼信道TPCH ; 第一終端發起組呼後，網絡側相應地建立集群組控制信道TGCCH和集群組業務信道TGTCH，並通過TGCCH下發TGTCH的配置信息； 第二終端通過所述TPCH監聽到第一終端的組呼消息，對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息； 基於所述配置信息，第二終端建立本地TGTCH承載以監聽所述TGTCH ； 其中，所述第一終端和所述第二終端為集群用戶終端。
2.如權利要求I所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，所述第二終端處於所述第一終端所在的小區，在所述第二終端通過所述TPCH監聽到所述第一終端的組呼消息時獲得一擾碼，以對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息。
3.如權利要求I所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，所述第二終端處於所述第一終端所在小區之外的小區，在所述第二終端通過所述TPCH監聽到所述第一終端的組呼消息後，所述第二終端對所述組呼消息進行響應以獲得ー擾碼，以對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息。
4.如權利要求2或3所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，所述第二終端基於相同的擾碼監聽所述TGCCH和TGTCH。
5.如權利要求4所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，所述擾碼為集群無線網絡標識T-rnti。
6.如權利要求I所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在幹，網絡側在廣播控制信道BCH上下發集群系統信息，當集群用戶終端讀取到集群系統信息後，登記到對應的小區。
7.如權利要求6所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，所述集群系統信息為系統信息塊sibl9，並且在sibl9中包含所述TPCH的尋呼周期的信息。
8.如權利要求7所述的基於LTE的集群業務實現方法，其特徵在於，集群用戶終端以所述sibl9中包含的所述TPCH的尋呼周期的信息，計算所述TPCH的尋呼周期，且以集群呼叫無線網絡標識TP-rnti對所述TPCH進行監聽。
9.ー種基於長期演進LTE的集群用戶終端，其特徵在於，包括 第一監聽單元，用於監聽集群尋呼傳輸信道TPCH ； 組呼請求単元，用於發起組呼； 第二監聽單元，用於當所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到ー組呼消息後，監聽網絡側的集群組控制信道TGCCH，以獲得在所述TGCCH上下發的集群組業務信道TGTCH的配置信息； 第三監聽單元，用於基於所述配置信息建立本地TGTCH承載以監聽所述TGTCH。
10.如權利要求9所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在於，還包括組呼響應單元，用於當本集群用戶終端處於發起組呼的集群用戶終端所在小區之外的小區時，在所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到ー組呼消息後，所述組呼響應單元對所述組呼消息進行響應以獲得一擾碼，以對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息。
11.如權利要求9所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在幹，當本集群用戶終端處於發起組呼的集群用戶終端所在的小區時，所述第二監聽單元在所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到ー組呼消息時獲得一擾碼，以對所述TGCCH進行監聽以獲得所述配置信息。
12.如權利要求10或11所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在於，所述第二監聽単元和所述第三監聽單元基於相同的擾碼分別監聽所述TGCCH和所述TGTCH。
13.如權利要求12所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在於，所述擾碼為集群無線網絡標識T-rnti。
14.如權利要求9所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在於，還包括登記處理単元，用於讀取網絡側在廣播控制信道BCH上下發的集群系統信息，當讀取到集群系統信息後，所述登記處理單元將本集群用戶終端登記到對應的小區。
15.如權利要求14所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在於，所述集群系統信息為系統信息塊sibl9，並且在sibl9中包含所述TPCH的尋呼周期的信息。
16.如權利要求15所述的基於LTE的集群用戶終端，其特徵在於，集群用戶終端以所述sibl9中包含的所述TPCH的尋呼周期的信息，計算所述TPCH的尋呼周期，且以集群呼叫無線網絡標識TP-rnti對所述TPCH進行監聽。
全文摘要
本發明公開了一種基於LTE的集群業務實現方法和集群用戶終端，該集群用戶終端包括第一監聽單元，用於監聽集群尋呼傳輸信道TPCH；組呼請求單元，用於發起組呼；第二監聽單元，用於當所述第一監聽單元通過所述TPCH監聽到一組呼消息後，監聽網絡側的集群組控制信道TGCCH，以獲得在所述TGCCH上下發的集群組業務信道TGTCH的配置信息；第三監聽單元，用於基於所述配置信息建立本地TGTCH承載以監聽所述TGTCH。本發明在集群UE端增加了邏輯信道，實現了集群UE對小區內其它集群UE的組呼過程，實現了點對多點通話，避免建立多個專用承載，滿足了LTE集群業務通訊需求。
文檔編號H04W88/02GK102984662SQ20121049279
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者潘磊 申請人:中興通訊股份有限公司