一種實現故障弱化的方法和系統的製作方法
2023-10-08 10:44:59 1
專利名稱：一種實現故障弱化的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及LTEdong term evolution，長期演進)集群系統，尤其涉及一種實現故障弱化的方法和系統。
背景技術：
LTE集群是指使用LTE相關的技術，完成集群功能。集群通信系統是為了滿足行業用戶指揮調度需求而開發的、面向特定行業應用的專用無線通信系統，系統中大量無線用戶共享少量無線信道，以指揮調度為主體應用，是一種多用途、高效能的無線通信系統。集群通信系統在政府部門、公共安全、應急通信、電力、民航、石油化工和軍隊等領域有著廣泛的應用市場。集群通信系統經歷了與蜂窩移動通信系統類似的發展歷程。第一代集群系統是模擬集群通信系統，主要支持語音通信。最早進入我國的模擬集群通信系統是Nokia公司的 Actionet系統，它採用MPT-1327信令，應用在450MHz頻段上。此後，日本的F. A. S. T和美國Motorola公司的Smartnet進入我國。第二代集群系統是窄帶數字集群通信系統，興起於20世紀90年代，2004年左右開始在我國部署，是當前國內應用最廣泛的集群通信系統。數字集群通信系統支持語音和低速數據(最高^.Slcbps)通信，代表系統是歐洲電信標準組織(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)定義白勺陸上集群無線電(Terrestrial Trunked Radio, TETRA)系統、美國 Motorola 的綜合數字增強型網絡 Qntegrated Digital Enhanced Networks, iDEN)系統，中興通訊股份有限公司基於CDMAlX開發的開放式集群結構(Global Open Trunking Architecture,GoTa)系統、華為技術有限公司基於GSM開發的 GT800系統。從國內來看，最近兩三年，TETRA網絡的增長最快，在全國已建的數字集群通信網中，TETRA網的數量約佔2/3強。從目前我國集群通信系統的發展來看，集群通信系統的發展遠遠落後於公眾蜂窩系統的發展，其技術創新和產業鏈等方面都還不盡完備。在數據傳輸能力和多媒體業務的支持能力方面，目前的數字窄帶集群通信系統仍然比較落後。例如，iDEN系統對時隙和調製方法進行改進後而推出的寬帶綜合數字增強型網絡(Wide-iDEN，WiDEN)，將峰值傳輸速率提高至384kbps ;TETRA增強型數據業務(TETRARelease 2 Enhanced Data Service, TEDS), 理想情況下可支持不超過7001ApS的峰值傳輸速率；均未達到Mbps的數量級。此外，在頻譜利用率和覆蓋方面，現有的數字集群系統也不能很好的滿足需求。LTE技術推出之後，系統帶寬下行超過100Mbps，上行帶寬超過50Mbps，呼叫建立時間短，小於100ms，這樣滿足寬帶集群系統的特徵集群通信系統以半雙工方式通信，工作時通過即按即說(Push To Talk, PTT)鍵控制信道的獲取和釋放，信道利用率高，呼叫接續快；組內用戶共享下行信道，資源利用率高。而且，集群通信系統可以通過話音加密保證通話的私密性和安全性；為高優先級用戶或業務優先分配信道；通過故障弱化功能保證緊急狀態下的通信；通過動態重組實現靈活的多級別分組調度指揮功能；寬帶集群通信系統圍繞「語音」、「數據」、「視頻」這三個基本服務拓展寬帶業務類型，包括組呼/可視組呼、 單呼/可視單呼、緊急呼叫等語音類業務；移動信息服務、高速數據查詢、網絡瀏覽、移動辦公、定位服務等數據類業務；視頻會議、移動視頻監控等視頻類業務；具有群呼、直呼等快速指揮調度能力；集語音、數據、圖像和視頻的多業務傳輸能力；具有網絡互聯和脫網通信能力，以支持直通或終端構建Mesh網絡等；網絡可靠性高，具有強故障弱化和抗毀能力；支持大熱點地區、熱點時段的大話務量能力；呼叫建立短，單系統呼叫建立時間小於300ms。LTE集群將繼承LTE技術的先進性，採用扁平的網絡架構，降低業務接入延遲。如圖1所示，LTE集群網絡包含MME、SGW、eNB (演進的基站)和集群調度部分，以及集群終端。 現有技術中，LTE集群引入了兩個傳輸信道集群控制信道(TCCH)和集群業務信道(TTCH)， 在TCCH上實現組呼的建立和釋放、話語權的通知，這種方法在單向信道傳輸信令存在很大風險，例如，如果消息丟失，會造成狀態機出現問題，多個終端的狀態出現不一致；在TCCH 發送TTCH的配置，在LTE系統中一般不這樣實現，LTE採用盲檢的方法實現，簡化配置，目前這樣的實現方式沒有充分利用LTE的特性。如何將集群和LTE充分結合，發揮LTE在集群的優勢，這是一個需要商榷的內容。
發明內容
本發明要解決的技術問題提供一種實現故障弱化的方法和系統，使在核心網出現問題，或沒有連接核心網的情況下，能夠使集群正常工作，提高系統的健壯性和扛毀能力。為了解決上述問題，本發明提供了一種實現故障弱化的方法，包括將若干無線網絡臨時標識(RNTI)資源分離用於集群業務；將RNTI和集群的群組進行關聯；核心網發生故障或無核心網連接時，終端發起集群呼叫同時，將集群編號和RNTI發送給基站，基站創建集群實例，觸發周期性的集群尋呼；網絡側收到終端的集群呼叫時，將使用集群業務所屬群組關聯的RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端。進一步地，所述方法還包括所述終端接收到集群尋呼時，使用與所述集群業務所屬群組關聯的RNTI對下行數據進行處理，獲取所述集群業務的媒體數據。進一步地，所述將RNTI和群組進行關聯包括網絡側建立群組後，從分離的所述若干RNTI資源中獲取一 RNTI，將所述RNTI與所述群組的集群編號進行關聯，將所述集群編號與RNTI的關聯關係存入所述群組的終端。進一步地，所述網絡側收到終端的集群呼叫時，使用集群業務所屬群組關聯的 RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端的步驟包括核心網收到集群呼叫時， 建立集群呼叫實體，觸發集群尋呼，向集群區域的各基站發送集群承載建立請求消息，所述集群承載建立請求消息中包括集群編號和關聯的RNTI，所述各基站建立集群承載；核心網發送集群媒體數據到所述各基站；所述各基站使用與所述集群編號關聯的RNTI對所述集群媒體數據進行處理，發送給終端。進一步地，所述方法還包括，所述網絡側修改所述群組與所述RNTI的關聯關係， 將更新後的群組與RNTI的關聯關係發送到終端。本發明還提供了一種實現故障弱化的系統，包括網絡側，所述網絡側用於將若干無線網絡臨時標識(RNTI)資源分離用於集群業務；將RNTI和集群的群組進行關聯；核心網發生故障或無核心網連接時，終端發起集群呼叫同時，將集群編號和RNTI發送給基站，基站創建集群實例，觸發周期性的集群尋呼；收到終端的集群呼叫時，使用集群業務所屬群組關聯的RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端。進一步地，所述系統還包括終端，所述終端用於接收到集群尋呼時，使用與所述集群業務所屬群組關聯的RNTI對下行數據進行處理，獲取所述集群業務的媒體數據。進一步地，所述網絡側是用於將若干RNTI資源分離用於集群業務；以及，建立群組後，從分離的所述若干RNTI資源中獲取一RNTI，將所述RNTI與所述群組的集群編號進行關聯，將所述集群編號與所述RNTI的關聯關係存入所述終端。進一步地，所述網絡側包括核心網和基站，其中所述核心網用於收到集群呼叫時，建立集群呼叫實體，觸發集群尋呼，觸發集群區域的各基站建立集群承載，並將集群編號和關聯的RNTI發送給所述各基站；以及，在各基站建立集群承載後，發送集群媒體數據到所述各基站；所述各基站用於建立集群承載；以及，收到核心網發送的集群媒體數據後，使用與所述集群編號關聯的RNTI對所述集群媒體數據進行處理，發送給終端。進一步地，所述網絡側還用於修改所述群組與所述RNTI的關聯關係，將更新後的群組與RNTI的關聯關係發送到終端。採用本發明所述方法和系統，與現有技術相比，由於採用了 RNTI與集群ID綁定， 降低了實現難度，間接地降低了成本，且更加容易使用。
圖1是LTE集群網絡結構框圖。圖2是本發明故障弱化集群呼叫建立過程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步說明本發明。LTE引入了 RNTI，使用RNTI區分尋呼信道、廣播信道、多播信道和公共信道，本發明將RNTI與集群充分地結合，將RNTI與業務、分組進行結合，充分利用LTE的特性。本發明技術方案是將RNTI規劃出一部分，用於集群業務，將集群的群組與RNTI 建立關聯關係，比如，一個群組使用一個RNTI ；在核心網發生故障的情況下，集群的群組與RNTI的關聯關係仍保存在UE中，當UE 發起集群呼叫時，將集群編號和RNTI發送給基站，基站創建集群實例，觸發周期性的集群尋呼，基站發送集群業務時，使用該集群業務所屬群組關聯的RNTI對數據進行處理，終端收到集群尋呼時，使用對應的RNTI讀取下行數據即可。本發明所述的方法如下首先進行初始化，包括0.前置條件對RNTI (無線網絡臨時標識)進行分組，分出一部分用於集群業務， 放到集群控制實體(Trunk Control Entity, TCE)上作為資源池統一管理。1.核心網建立集群的一個群組，到TCE上請求RNTI資源，將RNTI資源與該群組進行關聯，具體地，與該群組的集群編號進行關聯。2.集群終端在籤約數據的時候，將該終端所屬的群組的集群編號和關聯的RNTI 一起寫入終端。當然，也可以通過其他方式將集群編號和RNTI的關聯關係告知終端，本發明對此不作限定。其中，在初始化後，還可進行群組和RNTI關聯關係的更新，包括核心網通過非接入層消息修改群組與RNTI的關聯關係，實現UE所屬群組與RNTI的關聯關係的動態更改。在初始化後，進行集群尋呼，包括步驟Si，UE通過單播發起集群呼叫，核心網收到集群呼叫時，建立集群呼叫實例， 觸發集群尋呼，同時向集群區域的所有基站觸發建立集群承載的過程，並將集群編號和關聯的RNTI發送給各基站，具體地，包括核心網向集群區域的各基站發送集群承載建立請求消息，所述集群承載建立請求消息中包括集群編號和關聯的RNTI ；各基站建立集群承載；步驟S2，核心網在各基站建立集群承載成功後，發送集群媒體數據到各個基站；步驟S3，各個基站使用與集群編號關聯的RNTI對集群媒體數據進行處理，發送給 UE ；具體處理方法為使用所述RNTI、物理消息ID和子幀號生成擾碼，對CCE進行加擾；步驟S4，UE收到集群尋呼後，使用與所述集群尋呼所屬群組的集群編號關聯的 RNTI對下行數據進行處理，讀取對應的集群媒體數據。具體處理方法為使用所述RNTI、物理小區ID和子幀號生成擾碼，對CCE進行解擾，如果CRC正確，解析DCI，根據DCI對數據進行解碼。如圖2所示，為本發明故障弱化集群呼叫建立過程圖，包括步驟201，UE應用程式觸發集群呼叫，UE發送隨機接入請求消息給基站；步驟202，基站收到隨機接入請求消息，分配上行資源，將上行資源通過隨機接入響應消息告知UE ；步驟203，UE收到隨機接入響應消息，在分配的上行資源上發送RRC(無線資源控制)建立請求消息給基站；步驟204，基站收到RRC建立請求消息，分配相關的物理資源，包括SRS (Sounding Reference Signal，解調參考信號)和PUCCH(Physics Uplink Control Channel，物理上行控制信道)，建立UE實例，發送RRC建立消息給UE ；步驟205，UE接收RRC建立消息，在基站分配的物理資源上發送RRC建立完成消息給基站，該RRC建立完成消息中包含集群編號和RNTI信息；步驟206，基站收到RRC建立完成消息，若發現與核心網之間的通路存在故障，且攜帶了集群編號和RNTI，向基站的模擬核心網發送初始UE上下文消息；步驟207，模擬核心網收到初始UE上下文消息，構造內部的初始UE上下文請求消息，發送給協議處理模塊，同時觸發集群尋呼，向協議處理模塊發送集群承載建立請求消息；步驟208，協議處理模塊收到尋呼，觸發尋呼，收到初始UE上下文請求消息，建立 UE與集群實例之間的關聯關係，向模擬核心網發送內部的集群承載建立請求消息；同時， 向模擬核心網發送初始UE上下文響應消息，觸發RRC重配流程。至此完成UE上行單播數據到集群實例的環回，下行使用集群相關的RNTI進行數據處理，接收數據的終端使用集群相關的RNTI進行數據處理，從而完成核心網故障情況下的故障弱化功能。在故障弱化功能中，同一個組只允許建立一個具有話語權的UE實例，採用先到先得機制。
權利要求
1.一種實現故障弱化的方法，其特徵在於，包括將若干無線網絡臨時標識(RNTI)資源分離用於集群業務；將RNTI和集群的群組進行關聯；核心網發生故障或無核心網連接時，終端發起集群呼叫同時，將集群編號和RNTI發送給基站，基站創建集群實例，觸發周期性的集群尋呼；網絡側收到終端的集群呼叫時，將使用集群業務所屬群組關聯的RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括所述終端接收到集群尋呼時，使用與所述集群業務所屬群組關聯的RNTI對下行數據進行處理，獲取所述集群業務的媒體數據。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述將RNTI和群組進行關聯包括網絡側建立群組後，從分離的所述若干RNTI資源中獲取一 RNTI，將所述RNTI與所述群組的集群編號進行關聯，將所述集群編號與RNTI的關聯關係存入所述群組的終端。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述網絡側收到終端的集群呼叫時，使用集群業務所屬群組關聯的RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端的步驟包括核心網收到集群呼叫時，建立集群呼叫實體，觸發集群尋呼，向集群區域的各基站發送集群承載建立請求消息，所述集群承載建立請求消息中包括集群編號和關聯的RNTI，所述各基站建立集群承載；核心網發送集群媒體數據到所述各基站；所述各基站使用與所述集群編號關聯的RNTI對所述集群媒體數據進行處理，發送給終端。
5.如權利要求1、2或4所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括，所述網絡側修改所述群組與所述RNTI的關聯關係，將更新後的群組與RNTI的關聯關係發送到終端。
6.一種集群業務處理系統，其特徵在於，包括網絡側，所述網絡側用於將若干無線網絡臨時標識(RNTI)資源分離用於集群業務；將RNTI和集群的群組進行關聯；核心網發生故障或無核心網連接時，終端發起集群呼叫同時，將集群編號和RNTI發送給基站，基站創建集群實例，觸發周期性的集群尋呼；收到終端的集群呼叫時，使用集群業務所屬群組關聯的RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端。
7.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括終端，所述終端用於接收到集群尋呼時，使用與所述集群業務所屬群組關聯的RNTI對下行數據進行處理，獲取所述集群業務的媒體數據。
8.如權利要求6或7所述的系統，其特徵在於，所述網絡側是用於將若干RNTI資源分離用於集群業務；以及，建立群組後，從分離的所述若干RNTI資源中獲取一 RNTI，將所述 RNTI與所述群組的集群編號進行關聯，將所述集群編號與所述RNTI的關聯關係存入所述終端。
9.如權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述網絡側包括核心網和基站，其中所述核心網用於收到集群呼叫時，建立集群呼叫實體，觸發集群尋呼，觸發集群區域的各基站建立集群承載，並將集群編號和關聯的RNTI發送給所述各基站；以及，在各基站建立集群承載後，發送集群媒體數據到所述各基站；所述各基站用於建立集群承載；以及，收到核心網發送的集群媒體數據後，使用與所述集群編號關聯的RNTI對所述集群媒體數據進行處理，發送給終端。
10.如權利要求6、7或9所述的系統，其特徵在於，所述網絡側還用於修改所述群組與所述RNTI的關聯關係，將更新後的群組與RNTI的關聯關係發送到終端。
全文摘要
本發明提供了一種實現故障弱化的方法，該方法包括將若干無線網絡臨時標識(RNTI)資源分離用於集群業務；將RNTI和集群的群組進行關聯；核心網發生故障或無核心網連接時，終端發起集群呼叫同時，將集群編號和RNTI發送給基站，基站創建集群實例，觸發周期性的集群尋呼；網絡側收到終端的集群呼叫時，將使用集群業務所屬群組關聯的RNTI對集群業務的媒體數據進行處理，發送給終端。本發明還提供了一種實現故障弱化的系統，採用本發明所述方法和系統，與現有技術相比，由於採用了RNTI與集群ID綁定，降低了實現難度，間接地降低了成本，且更加容易使用。
文檔編號H04W24/04GK102300167SQ201010208810
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者張現周 申請人:中興通訊股份有限公司