专利名称：一种实现集群通信的方法
技术领域：
本发明涉及集群通信技术，特别是涉及一种实现集群通信的方法。
背景技术：
数字集群通信网是一种新型的移动通信系统，可以实现某个终端与其它所有终端之间的通信，如全球移动通讯系统(GSM)、码分多址(CDMA)网络等。基于数字集群通信网的数字集群系统有很多，比如采用时分多址(TDMA)制式的集成数字增强网络(IDEN)、陆地集群无线电(TETRA)、800M频段的集群通讯(GT800)，采用CDMA制式的全球开放集群体系架构(GOTA)等。
在现有技术中，不管是哪种集群通信系统，都必须由相应的网络支持才能实现集群通信。现有技术实现集群通信的基本思想是基站通过同步信道周期性地向外发送同步信息；集群系统终端接收同步信息，并根据同步信息将自身的接收频率与基站的发送频率进行同步；集群系统终端再从广播信道上获取集群通信业务信道描述信息；主叫集群终端再通过集群通信业务信道发送语音信息，被叫集群终端则监听集群通信业务信道，实现集群通信。
由于现有技术需要网络支持才能实现集群通信，也就是说，如果集群系统终端脱离基站信号发射的范围，即脱离网络，集群系统终端就无法接收到同步信息，也无法实现集群通信。但在实际应用中，用户希望集群系统终端在脱离网络的情况下仍然可以实现集群通信，例如警察和消防等特殊部门的人员在特殊区域开展工作时，希望可以通过集群通信方式保持联系。
由此可见，在现有技术中，还没有一种在脱离网络的情况下，仍然可以实现集群通信的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在脱离网络的情况下，集群系统终端实现集群通信的方法。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为一种实现集群通信的方法，包括以下步骤A、主叫终端向外发送同步信息，被叫终端接收并根据同步信息完成自身与主叫终端同步的处理过程；B、主叫终端向外发送携带有集群通信业务信道信息的系统消息，被叫终端接收并根据系统消息监听集群通信业务信道；C、主叫终端通过集群通信业务信道向外发送用户语音信息，被叫终端从集群通信业务信道接收用户语音信息。
较佳地，步骤A所述主叫终端向外发送同步信息的方法为主叫终端按照与被叫终端之间的协议生成同步信息，并将同步信息进行基带处理和射频处理，然后发送出去。
较佳地，步骤A所述被叫终端接收并根据同步信息完成自身与主叫终端同步的处理过程的方法为被叫终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得同步信息，然后按照同步信息进行自身与主叫终端同步的处理过程。
较佳地，步骤B所述主叫终端向外发送系统消息的方法为主叫终端按照与被叫终端之间的协议生成携带有集群通信业务信道信息的系统消息，并将系统消息进行基带处理和射频处理，然后发送出去。
较佳地，步骤B所述被叫终端接收并根据系统消息监听集群通信业务信道的方法为被将终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得系统消息，然后按照系统消息中集群通信业务信道信息来监听集群通信业务信道。
较佳地，步骤C所述主叫终端向外发送用户语音信息的方法为主叫终端接收用户语音信息，将用户语音信息进行基带处理和射频处理，再从集群通信业务信道上发送出去。
较佳地，步骤C所述被叫终端接收用户语音信息的方法为被叫终端将从集群通信业务信道上监听到的信号进行射频逆处理、基带逆处理，获得用户语音信息。
较佳地，当主叫终端和被叫终端之间的协议为支持800M频段集群通讯系统的协议时，步骤A所述同步信息为频率校正信息和帧号信息；步骤A所述被叫终端按照同步信息进行自身与主叫终端同步的处理过程为被叫终端按照频率校正信息进行频率同步处理，按照帧号信息进行帧同步处理。
较佳地，当主叫终端需要结束本次集群通信时，该方法进一步包括主叫终端按照与被叫终端之间的协议生成结束集群通信业务消息，并将结束集群通信业务消息进行基带处理和射频处理，然后发送出去，结束本次集群通信；被叫终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得结束集群通信业务消息，然后结束本次集群通信。
较佳地，所述主叫终端为包括一个通话模块的终端，或者为包括一个通话模块和一个同步模块的终端。
较佳地，所述通话模块和同步模块均为包括协议栈处理模块、基带处理模块和射频处理模块的模块。
较佳地，当主叫终端为包括一个通话模块的终端时，步骤A所述主叫终端向外发送同步信息为主叫终端的通话模块向外发送同步信息；步骤B所述主叫终端向外发送系统消息为主叫终端的通话模块向外发送系统消息；步骤C所述主叫终端向外发送用户语音信息主叫终端的通话模块向外发送用户语音信息；所述主叫终端向外发送结束集群通信业务消息为主叫终端的通话模块向外发送结束集群通信业务消息。
较佳地，当主叫终端为包括一个通话模块和一个同步模块的终端时，步骤A所述主叫终端向外发送同步信息为主叫终端的同步模块向外发送同步信息；步骤B所述主叫终端向外发送系统消息为主叫终端的同步模块向外发送系统消息；步骤C所述主叫终端向外发送用户语音信息主叫终端的通话模块向外发送用户语音信息；所述主叫终端向外发送结束集群通信业务消息为主叫终端的同步模块向外发送结束集群通信业务消息。
较佳地，所述步骤B之后，该方法进一步包括主叫终端的同步模块周期性地向外发送频率校正信息、帧号信息和系统消息。
较佳地，所述主叫终端的同步模块向外发送同步信息，和主叫终端的同步模块向外发送系统消息之间进一步包括主叫终端的通话模块根据同步信息，采用信号耦合方法或内部同步方法完成与主叫终端同步模块的同步处理过程。
综上所述，本发明提出一种实现集群通信的方法，由于当脱离网络时，主叫终端可以主动向外发送同步信息和系统消息，在主叫终端信号发射范围内的被叫终端就可以根据同步信息进行与主叫终端同步的处理过程，根据系统消息获得集群通信业务信道信息，然后主叫终端通过集群通信业务信道发送用户语音信息，而被叫终端监听集群通信业务信道接收用户语音信息，可以达到实现集群通信的目的。
图1是本发明方案的流程图；
图2是方法实施例一中主叫终端和被叫终端之间的消息流示意图；图3是方法实施例一中通话模块内部结构示意图；图4是方法实施例二中主叫终端和被叫终端之间的消息流示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明的基本思想是当脱离网络时，由主叫终端发送同步信息和系统消息，被叫终端根据同步信息完成同步处理过程，根据系统消息获得集群通信业务信道信息，主叫终端和被叫终端再通过集群通信业务信道实现集群通信。
图1显示了本发明方案的流程图。如图1所示，本发明实现集群通信的方法包括以下步骤步骤101主叫终端向外发送同步信息，被叫终端接收并根据同步信息完成自身与主叫终端同步的处理过程；步骤102主叫终端向外发送携带有集群通信业务信道信息的系统消息，被叫终端接收并根据系统消息监听集群通信业务信道；步骤103主叫终端通过集群通信业务信道向外发送用户语音信息，被叫终端从集群通信业务信道接收用户语音信息。
本发明中，主叫终端为主动发起集群通信业务的终端，或者说是主动发起呼叫的终端，而被叫终端则是在主叫终端信号发射范围内的其它终端。由于脱离了网络，当主叫终端需要进行集群通信业务时，必须发送同步信息和系统消息，在主叫终端信号发射范围内的被叫终端根据同步信息完成同步处理过程，根据系统消息监听集群通信业务信道。之后，主叫终端才可以通过集群通信业务信道向被叫终端发送用户语音信息，实现集群通信。
本发明中，同步信息为被叫终端完成自身与主叫终端同步的必要信息，同步处理过程则为被叫终端根据同步信息完成同步的过程。
在不同的系统中，同步信息和同步处理过程是不同的。比如在800M频段的集群通讯(GT800)系统中，同步信息包括用频率校正信道(FCCH)承载的频率校正信息、用同步信道(SCH)承载的帧号信息，帧结构采用全球移动通讯系统(GSM)协议定义的51复帧接收。由于GT800系统是按照GSM协议采用分时复用的方法发送频率校正信息和帧号信息，即所述的FCCH信道和SCH信道在不同的时间分别发送频率校正信息和帧号信息。至于如何分时发送频率校正信息和帧号信息可以参照GSM协议，此处不再详细叙述。相应地，被叫终端接收到同步信息以后，进行的同步处理过程主要包括两个步骤(1)被叫终端根据频率校正信息将自身的接收工作频率调整到与主叫终端发送工作频率，实现频率的同步；(2)被叫终端根据帧号信息将自身的基带逆处理时机调整到与主叫终端基带处理时机，实现帧同步。当被叫终端完成频率同步和帧同步以后，就实现了与主叫终端的同步。
而在其它的系统中，同步信息可能是与GT800系统不同的同步信息。比如在码分多址(CDMA)系统中，同步信息还包括频率校正信息和同类码型等信息。相应地，被叫终端也将进行不同地同步处理过程来完成与主叫终端的同步。
本发明中，所述的主叫终端可以是包括一个通话模块的终端，即单模块终端或单模终端，也可以是包括一个通话模块和一个同步模块的终端，即双模块终端或双模终端。当主叫终端为单模终端时，主叫终端向外发送的同步信息、系统信息和用户语音信息都通过通话模块向外发送。而当主叫终端为双模终端时，主叫终端向外发送的同步信息和系统信息由同步模块发送，而用户语音信息由通话模块向外发送。
方法实施例一在本实施例中，主叫终端和被叫终端所属的集群通讯系统的类型为GT800系统，主叫终端和被叫终端均为单模终端。本实施例中的同步信息包括频率校正信息和帧号信息，并按照GSM协议要求，由FCCH信道承载将频率校正信息，由SCH信道承载将帧号信息。另外，本实施例也按照GSM协议要求，由BCCH信道承载系统通知消息。图2显示了本实施例主叫终端和被叫终端之间消息流的示意图。如图2所示，本实施例实现集群通信的方法包括以下步骤步骤201主叫终端的通话模块按照GSM协议生成频率校正信息，再将频率校正信息进行基带处理和射频处理，并由FCCH信道承载将频率校正信息发送出去；被叫终端的通话模块将从FCCH信道接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理，获得频率校正信息，然后按照频率校正信息将自身工作频率调整到与主叫终端同样的工作频率。
图3显示了本发明所述通话模块的内部结构示意图。如图3所示，通话模块一般包括协议栈处理模块、基带处理模块和射频模块。其中协议栈处理模块可以生成或构造信令，比如生成频率校正信息、帧号信息等，再通过基带处理模块进行信道编码、交织、加密等基带处理，然后通过射频处理模块进行调制、混频、放大等射频处理，最后承载于FCCH信道发送出去。
在实际应用中，当主叫终端发起呼叫时，一般要将自身的频率先调整到规定的工作频段后，才执行步骤201。这里所述的工作频段是主叫终端允许向外发送信号的频率段。比如在本实施例中，主叫终端就可以将自身的频率调整到双方约定的工作频段。
另外，在本实施例中，由于主叫终端和被叫终端都属于GT800系统，主叫终端生成的信令可以直接按照GT800系统的协议要求来获得。而在实际应用，也可以不按照GT800系统的协议来生成信令，只要是主叫终端和被叫终端双方都遵循的协议即可。
本实施例中，被叫终端也为单模终端，当被叫终端从FCCH信道接收到的信号后，将进行与步骤201基本相反的处理过程，即被叫终端的通话模块将从FCCH信道接收到的信号通过射频处理模块进行变频、放大、解调等射频逆处理，再通过基带处理模块进行解密、去交织、信道解码等基带逆处理，最后由协议栈处理模块提取并获得频率校正信息，并按照频率校正信息将自身工作频率调整到与主叫终端同样的工作频率，实现与主叫终端的频率同步。
步骤202主叫终端的通话模块生成帧号信息，再将帧号信息进行基带处理和射频处理，并由SCH信道承载将帧号信息发送出去；被叫终端的通话模块将从SCH信道接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理，获得帧号信息，然后按照帧号信息将基带处理时机调整到与主叫终端同样的基带处理时机。
本步骤与步骤201的处理方法基本相同，只是信息内容和承载信息的信道不同，此处不再赘述。
步骤203主叫终端的通话模块按照与被叫终端之间的协议生成携带有集群通信业务信道信息的系统通知消息，并将系统通知消息进行基带处理和射频处理，然后承载于BCCH信道发送出去；被叫终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得系统通知消息，然后按照系统通知消息中集群通信业务信道信息来监听集群通信业务信道。
本实施例中，主叫终端将集群通信业务信道的信息携带于系统通知消息中发送出去。而在实际应用中，也可以将集群通信业务信道信息携带于组呼消息，并通过BCCH信道的子信道通知信道(NCH)发送出去。这里，系统通知消息和组呼消息都可以称为系统消息。本步骤与步骤201的处理方法基本相同，只是信息内容和承载信息的信道不同，此处不再赘述。
步骤204主叫终端的通话模块接收用户语音信息，将用户语音信息进行基带处理和射频处理，再从集群通信业务信道上发送出去；被叫终端的通话模块将从集群通信业务信道上监听到的信号进行射频逆处理、基带逆处理，获得用户语音信息。
在实际应用中，当执行步骤203之后，主叫终端一般会向用户发提示音，表示可以讲话，并由主叫终端的人机交互模块接收该用户语音信息。本步骤与步骤201的处理方法基本相同，只是发送的是用户语音信息，而且承载于集群通信业务信道，此处不再赘述。
本步骤是主叫终端和被叫终端实现集群通信的主要步骤，一般会持续比较长的时间。
步骤205主叫终端的通话模块按照与被叫终端之间的协议生成结束集群通信业务消息，将结束集群通信业务消息进行基带处理和射频处理，然后承载于集群通信信道上发送出去，并停止向外发送用户语音信息；被叫终端将从集群通信信道接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得结束集群通信业务消息，停止监听集群通信信道，结束本次集群通信。
本步骤与步骤201的处理方法基本相同，只是发送的是结束集群通信业务消息，而且承载于集群通信业务信道，此处不再赘述。
应用本实施例方案，当主叫终端和被叫终端脱离网络时，主叫终端可以发起呼叫，主动发送同步信息和系统信息，被叫终端将实现与主叫终端的同步，然后实现集群通信。
方法实施例二在本实施例中，主叫终端和被叫终端所属的集群通讯系统的类型仍然为GT800系统，主叫终端为双模终端，被叫终端可以为单模终端也可以为双模终端。当被叫终端为单模终端时，由被叫终端的通话模块接受和处理同步信息、系统消息和用户语音信息；当被叫终端为双模终端时，仍然可以由被叫终端的通话模块处理同步信息、系统消息和用户语音信息，也可以由被叫终端的同步模块处理同步信息和系统消息，而由被叫终端的通话模块处理用户语音信息。
本实施例中，所述的同步模块和通话模块基本相似，都是包括协议栈处理模块、基带处理模块和射频处理模块的模块，其内部结构与实施例一所述的通话模块相同，此处不再详细叙述。
图4显示了本实施例主叫终端和被叫终端之间消息流的示意图。如图4所示，本实施例实现集群通信的方法包括以下步骤
步骤401～步骤403与方法实施一中的步骤201～步骤203相似，其区别仅仅在于频率校正信息、帧号信息和系统消息由主叫终端的同步模块生成并发送。
在实际应用中，由于主叫终端的同步模块还可以在集群通信过程中周期性地向外发送同步信息和系统消息。这样，当主叫终端向被叫终端发送用户语音信息的过程中有其它被叫终端进入主叫终端信号发射范围内时，可以接收到同步信息和系统消息，参与已经发起的集群通信。比如当主叫终端和被叫终端1正在进行集群通信时，被叫终端2进入主叫终端信号发射范围内。由于主叫终端的同步模块持续地、周期性地向外发送同步信息和系统消息，进入主叫终端信号发射范围内的被叫终端2可以接收到同步信息和系统信息，并根据同步信息完成与主叫终端的同步处理过程，根据系统消息监听正在传输用户语音信息的集群通信业务信道，被叫终端2就可以与被叫终端1一样接受到主叫终端发送的用户语音信息，参与集群通信。
另外，本实施例中，当主叫终端的同步模块发送同步信息以后，主叫终端的通话模块也需要按照同步信息实现与同步模块的同步，实现的方法有两种第一种为信号耦合方法，即实现同步的过程与被叫终端实现同步的过程相同，都是由通话模块接收主叫终端同步模块向外发送的同步信息来实现同步；第二种为内部同步方法，即主叫终端的同步模块直接将同步信息从主叫终端内部传输给主叫终端通话模块，实现同步。
步骤404主叫终端的同步模块向主叫终端的通话模块发送通话通知消息。
步骤405与方法实施例一的步骤204相同，此处不再赘述。
在本实施例中，在步骤404和步骤405的执行过程中，主叫终端的同步模块将周期性的向外发送频率校正信息、帧号信息和系统消息。
步骤406与方法实施例一的步骤205相似，其区别在于主叫终端的同步模块还将停止向外发送同步信息和系统消息。
在实际应用中，当主叫终端要结束本次集群通信业务时，可以由主叫终端的人机交互接口分别向同步模块和通话模块发送控制信号。主叫终端的同步模块接受到该信号以后就停止向外发送同步信息和系统消息，而主叫终端的通话模块则向外发送结束集群通信业务消息；被叫终端接受到集群通信业务消息后就停止监听集群通信业务信道，结束本次集群通信业务。
应用本实施例方案，也可以在主叫终端与被叫终端脱离网络时，实现集群通信，而且还可以使后进入主叫终端信号发射范围内的被叫终端参与已经发起的集群通信。
在实际应用中，主叫终端和被叫终端也可以采用其它集群系统所规定的协议进行通信，比如集成数字增强网络(IDEN)、陆地集群无线电(TETRA)、全球开放集群体系架构(GOTA)等集群系统所支持的协议。当然，当采用其它的协议进行通信时，主叫终端发送的同步信息可能不同，相应地同步处理过程也会有所不同，具体的实现方法可以根据实际的应用进行相应的变化。主叫终端和被叫终端还可以其它的协议进行通信，只要双方可以识别信令或消息即可。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
权利要求
1.一种实现集群通信的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤A、主叫终端向外发送同步信息，被叫终端接收并根据同步信息完成自身与主叫终端同步的处理过程；B、主叫终端向外发送携带有集群通信业务信道信息的系统消息，被叫终端接收并根据系统消息监听集群通信业务信道；C、主叫终端通过集群通信业务信道向外发送用户语音信息，被叫终端从集群通信业务信道接收用户语音信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述主叫终端向外发送同步信息的方法为主叫终端按照与被叫终端之间的协议生成同步信息，并将同步信息进行基带处理和射频处理，然后发送出去。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A所述被叫终端接收并根据同步信息完成自身与主叫终端同步的处理过程的方法为被叫终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得同步信息，然后按照同步信息进行自身与主叫终端同步的处理过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述主叫终端向外发送系统消息的方法为主叫终端按照与被叫终端之间的协议生成携带有集群通信业务信道信息的系统消息，并将系统消息进行基带处理和射频处理，然后发送出去。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤B所述被叫终端接收并根据系统消息监听集群通信业务信道的方法为被将终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得系统消息，然后按照系统消息中集群通信业务信道信息来监听集群通信业务信道。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述主叫终端向外发送用户语音信息的方法为主叫终端接收用户语音信息，将用户语音信息进行基带处理和射频处理，再从集群通信业务信道上发送出去。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C所述被叫终端接收用户语音信息的方法为被叫终端将从集群通信业务信道上监听到的信号进行射频逆处理、基带逆处理，获得用户语音信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当主叫终端和被叫终端之间的协议为支持800M频段集群通讯系统的协议时，步骤A所述同步信息为频率校正信息和帧号信息；步骤A所述被叫终端按照同步信息进行自身与主叫终端同步的处理过程为被叫终端按照频率校正信息进行频率同步处理，按照帧号信息进行帧同步处理。
9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，当主叫终端需要结束本次集群通信时，该方法进一步包括主叫终端按照与被叫终端之间的协议生成结束集群通信业务消息，并将结束集群通信业务消息进行基带处理和射频处理，然后发送出去，结束本次集群通信；被叫终端将接收到的信号进行射频逆处理、基带逆处理和协议逆处理，获得结束集群通信业务消息，然后结束本次集群通信。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述主叫终端为包括一个通话模块的终端，或者为包括一个通话模块和一个同步模块的终端。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述通话模块和同步模块均为包括协议栈处理模块、基带处理模块和射频处理模块的模块。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当主叫终端为包括一个通话模块的终端时，步骤A所述主叫终端向外发送同步信息为主叫终端的通话模块向外发送同步信息；步骤B所述主叫终端向外发送系统消息为主叫终端的通话模块向外发送系统消息；步骤C所述主叫终端向外发送用户语音信息主叫终端的通话模块向外发送用户语音信息；所述主叫终端向外发送结束集群通信业务消息为主叫终端的通话模块向外发送结束集群通信业务消息。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当主叫终端为包括一个通话模块和一个同步模块的终端时，步骤A所述主叫终端向外发送同步信息为主叫终端的同步模块向外发送同步信息；步骤B所述主叫终端向外发送系统消息为主叫终端的同步模块向外发送系统消息；步骤C所述主叫终端向外发送用户语音信息主叫终端的通话模块向外发送用户语音信息；所述主叫终端向外发送结束集群通信业务消息为主叫终端的同步模块向外发送结束集群通信业务消息。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤B之后，该方法进一步包括主叫终端的同步模块周期性地向外发送频率校正信息、帧号信息和系统消息。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述主叫终端的同步模块向外发送同步信息，和主叫终端的同步模块向外发送系统消息之间进一步包括主叫终端的通话模块根据同步信息，采用信号耦合方法或内部同步方法完成与主叫终端同步模块的同步处理过程。
全文摘要
本发明提供一种实现集群通信的方法，其关键在于，主叫终端向被叫终端发送同步信息和系统信息。当主叫终端和被叫终端脱离网络时，主叫终端向被叫终端发送同步信息，被叫终端根据同步信息实现与主叫终端的同步；主叫终端再向被叫终端发送系统消息，被叫终端根据系统消息获得集群通信业务信道的信息，并监听集群通信业务信道；然后，被叫终端通过集群通信业务信道向被叫终端发送用户语音信息，实现集群通信。应用本发明方案，主叫终端和被叫终端在脱离网络的情况下，仍然可以达到实现集群通信的目的，满足用户的需求。
文档编号H04W4/06GK1984384SQ200610067079
公开日2007年6月20日 申请日期2006年3月31日 优先权日2006年3月31日
发明者杨长东 申请人:华为技术有限公司