专利名称：一种动态重组业务的实现方法及宽带数字集群系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及一种态重组业务的实现方法及宽带数字集群系统。
背景技术：
集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度需求而开发的、面向特定行业应用的专用无线通信系统，系统中大量无线用户共享少量无线信道，以指挥调度为主体应用，是一种多用途、高效能的无线通信系统。集群通信系统在政府部门、公共安全、应急通信、电力、民航、石油化工和军队等领域有着广泛的应用市场。随着移动互联网的飞速发展以及全球无线城市的大规模建设，宽带化已成为整个无线通信系统的发展趋势。相应地，集群通信系统在技术上也将向系统IP化、业务多样化、数据宽带化、终端多模化的方向发展。集群通信系统以半双工方式通信，工作时通过即按即说(Push To Talk，简称为PTT)键控制信道的获取和释放，信道利用率高，呼叫接续快；组内用户共享下行信道，资源利用率高。而且，集群通信系统可以通过话音加密来保证通话的私密性和安全性；为高优先级用户或业务优先分配信道；通过故障弱化功能保证紧急状态下的通信；通过动态重组实现灵活的多级别分组调度指挥功能。总的来说，宽带数字集群通信系统在业务、功能和性能需求上还应具有以下特征:1、业务特征宽带集群通信系统的基本宽带业务类型，包括:组呼/可视组呼、单呼/可视单呼、紧急呼叫等语音类业务；移动信息服务、高速数据查询、网络浏览、移动办公、定位服务等数据类业务；视频会议、移动视频监控等视频类业务。2、功能特征具有群呼、直呼等快速指挥调度能力；集语音、数据、图像和视频的多业务传输能力；具有网络互联和脱网通信能力，以支持直通或终端构建Mesh网络(无线网格网络)等。3、性能特征网络可靠性高，具有强故障弱化和抗毁能力；支持大热点地区、热点时段的大话务量能力；呼叫建立时间短，单系统呼叫建立时间小于500ms ;网络安全性高，支持端到端加密；覆盖范围广，建网费用低。其中，呼叫建立时间、网络可靠性和安全性是最重要的三个技术指标。TD-LTE (TD-SCDMA Long Term Evolution，时分同步码分多址长期演进)技术系统米用正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple,简称为0FDM)和多入多出(Multiple Input Multiple Output,简称为ΜΙΜΟ)技术作为其无线网络演进的标准,具有信道容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强等优点，不仅可以满足宽带集群通信网络在容量、速率和频谱效率等多方面的需求，而且在系统研发的自主性方面也具有其它宽带无线技术所不可比拟的优势。发展基于TD-LTE技术的宽带数字集群通信系统，有利于建设高效实用的指挥调度系统。目前，TD-LTE系统的空中接口协议设计主要是针对点对点的单播通信机制和多媒体广播多播服务(Multimedia Broadcast Multicast Service,简称为MBMS)通信机制，不完全适用于针对组用户的点对多点的半双工通信机制。但集群组呼下行组播发送和eMBMS(增强型MBMS)会话业务下行链路组播特性很类似，可以将集群组呼看作是一个会话，因此，利用eMBMS技术来实现组播的功能，配合对TD-LTE现有网元和协议流程进行功能扩展，在原有空中接口协议的基础上实现新的适用于点对多点的集群通信机制，可以满足数字宽带集群通信的需求。如图1所示，基于TD-LTE基础的数字宽带集群系统架构于TD-LTE的eMBMS应用之上，集群应用系统通过I3DN(Public Data Network，公用数据网)网关和eMBMS的业务层网兀 eBM-SC 连接。eBM-SC(Evolution Broadcast-Multicast Service Centre,演进的组播系统服务中心)作为数据组播的根源，提供业务的汇聚和发送、用户授权、承载建立的发起和会话控制。PDN网关将集群业务请求会话提供给eBM-SC进行控制。基于eMBMS的集群会话不同于传统会话业务，既有上行数据链路，又有下行组播数据链路。并且上行链路是单工的，在一个组呼/可视组呼内只能有一个用户有上行链路，组内其他用户共享一条下行链路。在eMBMS架构上增加话权用户的上行链路映射组内共享下行链路。也就是Sl-U接口承载的语音数据经过IMS(IP Multimedia Subsystem, IP多媒体系统)应用层传输给eBM-SC, eBM-SC作为组播的根源提供业务的汇聚和发送至MBMS-GW (MBMS Gateffay7MBMS网关)，再由MBMS-GW经过Ml-U接口传送至eNodeB (演进节点B，简称为eNB)。组呼业务是集群系统中的基本业务。所谓的组包括静态组和动态组，静态组由相应的调度管理服务器传输和管理，是预先设定好的组信息(包含终端信息)。而在实际应用中，有一些组成员由于需要处理临时或紧急任务，需要加入到其它已经预先设定好的组中来组成一个新的组；在任务处理结束后，这些组成员又退出该组，重新恢复到原始的组状态，这就是动态重组的功能。如何基于图1所示架构实现动态重组是一个集群通讯系统必须考虑的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动态重组业务的实现方法及宽带数字集群系统，以克服现有在基于TD-LTE的宽带数字集群系统中无法进行动态重组的缺陷。为解决上述问题，本发明提供了一种动态重组业务的实现方法，应用于基于时分同步码分多址长期演进(TD-LTE)的宽带数字集群系统中，包括:集群调度管理中心在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权；其中，所述动态重组请求中还携带有操作指示信息；在鉴权通过后，所述集群调度管理中心向移动管理实体(MME)发起群组用户信息更新请求，其中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息；所述MME收到所述群组用户信息更新请求后，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新。进一步地，发起所述动态重组请求的对象为有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端。进一步地,所述方法还包括:所述MME向演进节点B (eNB)发送群组会话更新请求；所述eNB根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，更新无线接入承载。进一步地,所述方法还包括:在获知无线接入承载更新完成后，所述MME向所述集群调度管理中心返回群组用户信息更新响应。进一步地，所述eNB根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，包括:所述eNB根据所述群组会话更新请求中携带的承载的服务质量参数，为重组的群组会话建立下行MBMS E-RAB承载；如果所述群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示，则所述eNB还为话权用户建立上行增强型无线接入承载。进一步地,所述方法还包括:用户设备在侦听到网络侧的寻呼后，向服务eNB发起无线资源控制(RRC)连接请求，在和核心网建立信令连接后，获取本端对应的动态重组信息，更新本侧的群组会话签约信息，检测并开始新的群组会话。相应地，本发明还提供了一种基于时分同步码分多址长期演进(TD-LTE)的宽带数字集群系统，包括:集群调度管理中心用于在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权；其中，所述动态重组请求中还携带有操作指示信息；还用于在鉴权通过后，向移动管理实体(MME)发起群组用户信息更新请求，其中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息；所述MME用于收到所述群组用户信息更新请求后，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新。进一步地，发起所述动态重组请求的对象为有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端。进一步地，所述宽带数字集群系统还包括:演进节点B (eNB)；所述MME还用于向所述eNB发送群组会话更新请求；所述eNB还用于根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，更新无线接入承载。进一步地，所述MME还用于在获知无线接入承载更新完成后，向所述集群调度管理中心返回群组用户信息更新响应。进一步地，所述eNB用于根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，包括:
所述eNB用于根据所述群组会话更新请求中携带的承载的服务质量参数，为重组的群组会话建立下行MBMS E-RAB承载；所述eNB还用于在所述群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示时，为话权用户建立上行增强型无线接入承载。进一步地，所述宽带数字集群系统还包括:用户设备；用户设备用于在侦听到网络侧的寻呼后，向服务eNB发起无线资源控制(RRC)连接请求，在和核心网建立信令连接后，获取本端对应的动态重组信息，更新本侧的群组会话签约信息，检测并开始新的群组会话。本发明通过对TD-LTENAS(Network Access Server,网络接入服务器)和M1、M2、M3等相关协议进行扩充，实现了一种基于TD-LTE的宽带数字集群系统实现动态重组的方法。该方法很好的适应于基于eMBMS应用的数字宽带集群系统，立足于TD-LTE的底层协议和架构，通过最少修改标准协议，实现了动态重组功能，是基于TD-LTE系统的数字宽带集群系统的重要组成部分。
图1为现有技术中基于TD-LTE基础的数字宽带集群系统网络结构图；图2为本发明实施例中从有线调度台发起的动态重组基本流程图；图3为本发明实施例中从无线调度台/群组内的超级用户发起的动态重组基本过程。
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明白，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。本实施例提供了一种动态重组的方法，以在基于TD-LTE的宽带数字集群系统中实现动态重组。在该系统的应用层增设集群调度管理中心，该集群调度管理中心可为一个集群应用服务器。动态重组的过程可以由有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端发起；其中无线调度台和群组内拥有超级终端权限的用户终端发起的动态重组过程完全一致。所谓拥有超级终端权限的用户终端是指群组内的若干用户通过签约配置，获得了超级用户授权，对部分组呼信息拥有读取权限，还可了解集群中其他用户或群组的基本信息，并能够发起动态重组请求的用户终端。动态重组业务的实现过程大致可分为如下三个阶段:1、有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端向集群调度管理中心发起动态重组请求，其中至少携带操作指示信息及本次操作所针对的操作对象的标识信息；操作指示信息的值用于表示需要在已有群组中添加用户、删除用户、将若干个组临时合并成一个组、或者将临时合并的组进行拆分等操作，操作对象为此次重组操作所涉及到的组，或者此次重组操作所涉及到的组和用户；2、集群调度管理中心在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权。其中，集群调度管理中心负责用户群组信息的保存和权限管理，并负责和PDN网关交互，发起集群会话控制，是集群业务的控制节点；3、在鉴权通过后，集群调度管理中心通过eBM-SC及MBMS-GW向MME(MobilityManagement Entity,移动管理实体)发起群组用户信息更新请求,其中，该群组用户信息更新请求中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息；MME根据接收到的该请求，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新；4、MME向eNB发送群组会话更新请求；其中，该请求中至少携带有本次重组操作所涉及到的集群群组的标识信息及待建立的承载的QoS (服务质量)参数；如果MME判断出该eNB是当前话权用户的服务eNB，则该群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示；5、eNB接收到群组会话更新请求后启动群组会话更新的过程，包括:eNB为重组的群组会话建立下行MBMS E-RAB (Evolved Radio Access Bearer,增强型无线接入承载)承载，如果收到的群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示，则还需要建立话权用户的上行E-RAB承载；在获知无线接入承载更新完成后，MME向集群调度管理中心返回群组用户信息更行响应。6、UE在侦听到网络侧的寻呼后，向服务eNB发起RRC(Radio Resource Control,无线资源控制)连接请求，在和核心网建立信令连接后，通过eNB从MBMS-GW获取动态重组信息，更新本侧的群组会话签约信息，检测并开始新的群组会话。其中，UE的动态重组信息为该UE的用户群组信息中由于此次重组操作而发生变化的信息。进一步，eBM-SC是会话控制根源和汇聚点，负责控制转发和承载地址汇聚。在本实施中，基于TD-LTE的宽带数字集群系统，包括:集群调度管理中心用于在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权；其中，所述动态重组请求中还携带有操作指示信息；还用于在鉴权通过后，向移动管理实体(MME)发起群组用户信息更新请求，其中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息；所述MME用于收到所述群组用户信息更新请求后，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新。较佳地，发起所述动态重组请求的对象为有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端。较佳地，所述宽带数字集群系统还包括:演进节点B (eNB)；所述MME还用于向所述eNB发送群组会话更新请求；所述eNB还用于根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，更新无线接入承载。较佳地，所述MME还用于在获知无线接入承载更新完成后，向所述集群调度管理中心返回群组用户信息更新响应。较佳地，所述eNB用于根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，包括:所述eNB用于根据所述群组会话更新请求中携带的承载的服务质量参数，为重组的群组会话建立下行MBMS E-RAB承载；所述eNB还用于在所述群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示时，为话权用户建立上行增强型无线接入承载。较佳地，所述宽带数字集群系统还包括:用户设备；用户设备用于在侦听到网络侧的寻呼后，向服务eNB发起无线资源控制(RRC)连接请求，在和核心网建立信令 连接后，获取本端对应的动态重组信息，更新本侧的群组会话签约信息，检测并开始新的群组会话。按照本实施例所述的方法，上述动态重组过程需要在NAS和M2、M3等接口对相关消息进行扩展。在MME和MCE接口之间的M3接口中涉及到的群组会话更新请求(MBMS SESSIONUPDATE REQUEST)、群组会话更新响应(MBMS SESSION UPDATE RESPONSE)消息进行扩展，扩展后的消息结构如表I和表2所不。表I MBMS SESSION UPDATE REQUEST 消息的内容
权利要求
1.一种动态重组业务的实现方法，应用于基于时分同步码分多址长期演进(TD-LTE)的宽带数字集群系统中，包括: 集群调度管理中心在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权；其中，所述动态重组请求中还携带有操作指示信息； 在鉴权通过后，所述集群调度管理中心向移动管理实体(MME)发起群组用户信息更新请求，其中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息； 所述MME收到所述群组用户信息更新请求后，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于: 发起所述动态重组请求的对象为有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端。
3 .如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 所述MME向演进节点B(eNB)发送群组会话更新请求； 所述eNB根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，更新无线接入承载。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括: 在获知无线接入承载更新完成后，所述MME向所述集群调度管理中心返回群组用户信息更新响应。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于: 所述eNB根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，包括: 所述eNB根据所述群组会话更新请求中携带的承载的服务质量参数，为重组的群组会话建立下行MBMS E-RAB承载； 如果所述群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示，则所述eNB还为话权用户建立上行增强型无线接入承载。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 用户设备在侦听到网络侧的寻呼后，向服务eNB发起无线资源控制(RRC)连接请求，在和核心网建立信令连接后，获取本端对应的动态重组信息，更新本侧的群组会话签约信息，检测并开始新的群组会话。
7.一种基于时分同步码分多址长期演进(TD-LTE)的宽带数字集群系统，包括: 集群调度管理中心用于在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权；其中，所述动态重组请求中还携带有操作指示信息；还用于在鉴权通过后，向移动管理实体(MME)发起群组用户信息更新请求，其中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息； 所述MME用于收到所述群组用户信息更新请求后，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新。
8.如权利要求7所述的宽带数字集群系统，其特征在于: 发起所述动态重组请求的对象为有线调度台、无线调度台或群组内拥有超级终端权限的用户终端。
9.如权利要求7所述的宽带数字集群系统，其特征在于，还包括:演进节点B(eNB)；所述MME还用于向所述eNB发送群组会话更新请求； 所述eNB还用于根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，更新无线接入承载。
10.如权利要求9所述的宽带数字集群系统，其特征在于: 所述MME还用于在获知无线接入承载更新完成后，向所述集群调度管理中心返回群组用户信息更新响应。
11.如权利要求9或10所述的宽带数字集群系统，其特征在于: 所述eNB用于根据接收到的所述群组会话更新请求启动群组会话更新的过程，包括:所述eNB用于根据所述群组会话更新请求中携带的承载的服务质量参数，为重组的群组会话建立下行MBMS E-RAB承载； 所述eNB还用于在所述群组会话更新请求中还携带有建立上行承载指示时，为话权用户建立上行增强型无线接入承载。
12.如权利要求7所述的宽带数字集群系统，其特征在于，还包括:用户设备； 用户设备用于在侦听到网络侧的寻呼后，向服务eNB发起无线资源控制(RRC)连接请求，在和核心网建立信令连接后，获取本端对应的动态重组信息，更新本侧的群组会话签约信息，检测并开始新的 群组会话。
全文摘要
一种态重组业务的实现方法及宽带数字集群系统，所述方法应用于基于时分同步码分多址长期演进(TD-LTE)的宽带数字集群系统中，包括集群调度管理中心在收到动态重组请求后，对发起该请求的对象和该请求中携带的操作对象中的用户进行鉴权；其中，该动态重组请求中还携带有操作指示信息；在鉴权通过后，集群调度管理中心向移动管理实体(MME)发起群组用户信息更新请求，其中携带有本次操作所涉及到的组内的所有用户的标识信息；MME收到所述群组用户信息更新请求后，通过集群寻呼的方式通知相应用户进行用户群组信息的更新。本发明通过最少修改标准协议实现了动态重组功能，是基于TD-LTE的数字宽带集群系统的重要组成部分。
文档编号H04W4/10GK103167421SQ20111040550
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者陈晔, 李群 申请人:中兴通讯股份有限公司