集群业务实现方法、系统及网元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种集群业务实现方法、系统、终端、基站及集群核心网调度子系统(DSS)，该方法包括：RRC连接建立步骤；集群业务上下文建立步骤，所述E-UTRAN与集群核心网调度子系统(DSS)建立集群业务上下文；配置步骤，所述E-UTRAN对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置；寻呼步骤，所述E-UTRAN根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端；集群业务数据转发步骤，所述E-UTRAN根据集群业务空口配置转发集群业务数据。本发明集群业务实现方法、系统及网元可以提供专业化集群服务而不受LTE业务影响。
【专利说明】集群业务实现方法、系统及网元
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信【技术领域】，尤其涉及一种集群业务实现方法、系统及网元(这里所说的网元包括终端、基站及集群核心网调度子系统(DSS))。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]集群通信系统经历了与蜂窝移动通信系统类似的发展历程。第一代集群系统是模拟集群通信系统，主要支持语音通信。第二代集群系统是窄带数字集群通信系统，兴起于20世纪90年代，是当前国内应用最广泛的集群通信系统。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，宽带化成为整个无线通信的发展趋势。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。
[0004]针对集群通信系统的发展趋势,基于LTE (Long Term Evolution,长期演进))系统基础上开发集群系统，成为业界关注的重点。
[0005]下面先介绍LTE系统网络架构:
[0006]如图1, LTE采用扁平化的网络架构，接入网E-UTRAN (evolved universalterrestrial radio access network,演进的通用陆基无线接入网)包含多个节点eNB (evolved Node B,演进型基站)，eNB又和演进型分组核心网(Evolved PacketInternet Core, EPC)通过SI接口相连。SI接口的用户面终止在服务网关(ServingGateffay, S-Gff)上，SI接口的控制面终止在移动性管理实体MME上。图1中各网元节点的功能划分如下:
[0007]eNB 功能:
[0008]LTE的eNB功能,包括物理层功能、MAC (Media Access Control,媒体访问控制)层功能(包括 HARQ ((Hybrid Automatic Repeat Request,混合自动重传请求)、RLC (RadioLink Control,无线链路控制)层(包括ARQ(自动重传请求(Automatic Repeat-reQuest,ARQ)功能)、PDCP (Packet Data Convergence Protocol,分组数据汇聚协议)功能、RRC(Radio Resource Control,无线资源控制功能(包括无线资源控制功能)、调度、无线接入许可控制、接入移动性管理以及小区间的无线资源管理功能等。具体包括有:
[0009]无线资源管理:无线承载控制、无线接纳控制、连接移动性控制、上下行链路的动态资源分配(即调度)等功能；
[0010]IP头压缩和用户数据流的加密；
[0011]当从提供给UE的信息无法获知到MME的路由信息时，选择UE附着的MME ；
[0012]路由用户面数据到S-GW ;
[0013]调度和传输从MME发起的寻呼消息；
[0014]调度和传输从MME或0&M发起的广播信息；[0015]用于移动性和调度的测量和测量上报的配置；
[0016]调度和传输从MME发起的ETWS (即地震和海嘯预警系统)消息。
[0017]MME 功能:
[0018]MME是SAE的控制核心，主要负责用户接入控制、业务承载控制、寻呼、切换控制等控制信令的处理。
[0019]NAS 信令；
[0020]NAS信令安全；
[0021]AS安全控制；
[0022]3GPP无线网络的网间移动信令；
[0023]idle状态UE的可达性(包括寻呼信号重传的控制和执行)；
[0024]跟踪区列表管理；
[0025]P-Gff 和 S-GW 的选择；
[0026]切换中需要改变MME时的MME选择；
[0027]切换到2G或3GPP网络时的SGSN选择；
[0028]漫游；
[0029]鉴权；
[0030]包括专用承载建立的承载管理功能；
[0031]支持ETWS信号传输；
[0032]S-Gff 功能:
[0033]S-GW作为本地基站切换时的锚定点，主要负责以下功能:在基站和公共数据网关之间传输数据信息；为下行数据包提供缓存；基于用户的计费等。
[0034]eNB间切换时，本地的移动性锚点；
[0035]3GPP系统间的移动性锚点；
[0036]E-UTRAN idle状态下，下行包缓冲功能、以及网络触发业务请求过程的初始化；
[0037]合法侦听；
[0038]包路由和前转；
[0039]上、下行传输层包标记；
[0040]运营商间的计费时，基于用户和QCI粒度统计；
[0041]分别以UE、PDN, QCI为单位的上下行计费；
[0042]PDN 网关(P-GW)功能:
[0043]公共数据网关P-GW作为数据承载的锚定点，提供以下功能:包转发、包解析、合法监听、基于业务的计费、业务的QOS控制，以及负责和非3GPP网络间的互联等。
[0044]基于每用户的包过滤(例如借助深度包探测方法);
[0045]合法侦听；
[0046]UE的IP地址分配；
[0047]下行传输层包标记；
[0048]上下行业务级计费、门控和速率控制；
[0049]基于聚合最大比特速率(AMBR)的下行速率控制；
[0050]下面再介绍一下LTE网络协议栈结构。[0051 ] 控制面协议结构如图2所示:
[0052]PDCP在网络侧终止于eNB，需要完成控制面的加密、完整性保护等功能。
[0053]RLC和MAC在网络侧终止于eNB，在用户面和控制面执行功能没有区别。
[0054]RRC在网络侧终止于eNB，主要实现广播、寻呼、RRC连接管理、RB控制、移动性功能、UE的测量上报和控制功能。
[0055]NAS控制协议在网络侧终止于MME，主要实现EPS承载管理、鉴权、ECM (EPS连接性管理)idle状态下的移动性处理、ECM idle状态下发起寻呼、安全控制功能。
[0056]用户面协议结构如图3所示:
[0057]用户面H)CP、RLC、MAC在网络侧均终止于eNB，主要实现头压缩、加密、调度、ARQ和HARQ功能。
[0058]常用的LTE集群网络架构，是在原有LTE标准网元基础上，不改变终端、E-UTRAN、EPC网络架构，采用功能增强的方式加入集群功能，这种方式存在下面的问题:
[0059]这种方案将LTE应用与集群应用耦合在一起，导致集群业务与公网LTE普通业务的高度耦合，从而给组网、业务分离带来不利影响。比如在原有LTE网络中增加集群功能，则必须要升级EPC ；
[0060]因为集群核心网与LTE EPC合一,功能较复杂,不利于设备小型化。
[0061]不利于专网集群低成本要求，因为专网集群也需要配置EPC ；
[0062]现有集群核心网系统的演进，会影响到普通LTE业务。
[0063]LTE EPC会受到集群用户冲击，影响稳定性，比如在组播的时候，EPC向大量eNB发送相同的媒体面报文，会导致EPC负荷过重，影响到公网用户体验。
【发明内容】
[0064]本发明要解决的技术问题是提供一种集群业务实现方法、系统及网元，以解决集群业务对现有LTE业务带来影响的问题。
[0065]为解决上述技术问题，本发明提供了一种集群业务实现方法，该方法基于的系统包括E-UTRAN和与演进型分组核心网(EPC)分离的集群核心网调度子系统(DSS)，该方法包括:
[0066]RRC连接建立步骤，E-UTRAN与集群业务说终端建立RRC连接；
[0067]集群业务上下文建立步骤，所述E-UTRAN与集群核心网调度子系统(DSS)建立集群业务上下文；
[0068]配置步骤，所述E-UTRAN对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置；
[0069]寻呼步骤，所述E-UTRAN根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端；
[0070]集群业务数据转发步骤，所述E-UTRAN根据集群业务空口配置转发集群业务数据。
[0071]进一步地，RRC连接建立步骤之后，集群业务上下文建立步骤之前，该方法还包括鉴权认证步骤，所述集群核心网调度子系统(DSS)通过所述E-UTRAN对所述，对集群说终端的集群业务进行鉴权、能力查询或安全认证。
[0072]进一步地，该系统还包括与集群核心网调度子系统(DSS)分离设置的演进型分组核心网(EPC)，RRC连接建立步骤后，所述集群终端发起LTE业务时，该方法还包括以下步骤:
[0073]LTE业务上下文建立步骤，所述E-UTRAN与演进型分组核心网(EPC)建立LTE业务上下文；
[0074]LTE业务数据转发步骤，所述E-UTRAN转发LTE业务数据。
[0075]可选地，RRC连接建立步骤之后，LTE业务上下文建立步骤之前，该方法还包括鉴权认证步骤，所述EPC通过所述E-UTRAN对所述终端的LTE业务进行鉴权、能力查询或安全认证。
[0076]优选地，所述E-UTRAN基于终端发送的RRC连接建立请求或集群业务请求触发所述集群业务上下文建立；基于终端的RRC连接建立请求或LTE业务请求触发所述LTE业务上下文建立。
[0077]为解决上述技术问题，本发明提供了一种终端，该终端支持集群业务和LTE业务或仅支持集群业务，包括:
[0078]RRC连接建立模块，当终端与eNB之间没有建立RRC连接时，用于与所述eNB建立RRC连接；
[0079]业务请求模块，判断RRC连接已成功建立时，用于向eNB发送集群业务请求或LTE业务请求；
[0080]配置模块，用于接收eNB发送的集群空口配置信息或RRC重配置信息。
[0081]为解决上述技术问题，本发明提供了一种基站，所述基站包括:
[0082]RRC连接建立模块，用于与集群业务说终端(UE)交互建立RRC连接；
[0083]上下文建立模块，用于与集群核心网调度子系统交互建立集群业务上下文；所述集群核心网调度子系统与演进型分组核心网(EPC)分离；
[0084]配置模块，用于对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置；
[0085]寻呼模块，用于根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端；
[0086]数据转发模块，用于根据集群业务空口配置转发集群业务数据。
[0087]为解决上述技术问题，本发明提供了一种集群核心网调度子系统(DSS)，所述DSS与演进型分组核心网(EPC)分离，包括:
[0088]集群服务器(ros)，用于通过E-UTRAN实现集群业务的媒体面和控制面处理；
[0089]归属寄存器(PHR)，用于提供群组和群组成员的注册、提供群组成员的本地信息，提供集群业务鉴权、统计及计费功能；
[0090]调度台服务器(DAS)，用于与所述H)S、PHR交互执行调度管理操作。
[0091]为解决上述技术问题，本发明提供了一种集群通信系统，该系统包括:
[0092]终端，用于支持集群业务功能；
[0093]E-UTRAN，包括若干个eNB，用于为集群业务提供空中无线承载；
[0094]一个或多个独立的集群核心网调度子系统(DSS)，与演进型分组核心网(EPC)分离，用于通过E-UTRAN为所述终端提供集群业务。
[0095]采用本发明所给的集群通信系统架构，一方面可以基于LTE扁平化网络架构，提供专业化集群服务，支持接入网共享；一方面能实现LTE和集群业务分离，灵活组网，相互干扰小，方便现有集群系统单独平滑演进，满足低成本、业务可分可合、独立演进的组网需求。【专利附图】
【附图说明】
[0096]图1是LTE通信系统整体系统逻辑架构图；
[0097]图2是LTE通信系统控制面协议栈图；
[0098]图3是LTE通信系统媒体面协议栈图；
[0099]图4是是本发明集群业务实现系统之LTE集群专网系统的网络架构图；
[0100]图5-7是集群业务实现系统之LTE集群共网系统的网络架构图；
[0101]图8是LTE集群通信系统控制面协议栈图；
[0102]图9是LTE集群通信系统用户面协议栈图；
[0103]图10是LTE集群通信系统Tl接口控制面协议栈图；
[0104]图11是LTE集群通信系统Tl接口用户面协议栈图；
[0105]图12是本发明集群业务实现方法实施例1的流程示意图；
[0106]图13是本发明集群业务实现方法实施例2的另一流程示意图；
[0107]图14是本发明集群业务实现方法的示意图；
[0108]图15是本发明集群业务实现后实现LTE业务的流程示意图；
[0109]图16是本发明终端的模块结构示意图；
[0110]图17是本发明基站的模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0111]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0112]本发明集群业务实现系统有两种架构，分别是LTE集群专网系统和LTE集群共网系统，以下分别进行说明:
[0113]LTE集群专网系统(仅有集群业务)
[0114]LTE集群专网通信系统的实施系统框架，如图4所示。由无线E-UTRAN、与现有演进型分组核心网(EPC)分离的集群核心网DSS、支持集群业务功能的终端组成，完全省去了公网核心网EPC，E-UTRAN只与集群核心网DSS相连，集群终端直接到DSS上进行集群注册/登记过程。由终端、E-UTRAN、DSS共同配合完成各项集群业务过程。
[0115]在这种组网场景下，可以不配置LTE EPC，达到简化系统、节约成本的目的。
[0116]普通专网场景下，eNB与M-PDS和C-PDS合一的DSS相连，网络设备更为简洁，便于提供小型化集群专网系统及设备。大规模专网场景下，采用PDS媒体面和控制面分离的策略，eNB与包含多个媒体面M-PDS和一个C-PDS的DSS连接。
[0117]LTE集群共网系统(同时有LTE业务和集群业务)
[0118]LTE集群共网通信系统的实施系统框架，如图5所示。由无线E-UTRAN、与现有演进型分组核心网(EPC)分离的集群核心网DSS、EPC、支持集群业务和LTE业务的终端组成，终端分别在EPC和DSS上完成普通LTE和集群相关的注册/登记过程。
[0119]在LTE和集群公网的场景下，eNB同时连接LTE EPC和DSS。同样，根据集群群组及用户容量，普通场景下，eNodeB与M-PDS和C-PDS合一的DSS相连，网络设备更为简洁，便于提供小型化集群专网系统及设备。大规模专网场景下，采用PDS媒体面和控制面分离的策略，eNB与包含多个媒体面M-PDS和一个C-PDS的DSS连接。
[0120]无线E-UTRAN，分别与LTE EPC和DSS链接，为LTE业务和集群业务分别提供空中无线承载。为满足集群业务的需求和在公网的兼容性，LTE无线接口 E-UTRAN需要新增加若干上下行逻辑信道，以满足如下需求:
[0121]用户终端集群状态上报；
[0122]集群业务相关的终端与eNB之间的点-点信令承载；
[0123]集群业务相关的终端与PDS之间的点-点信令承载；
[0124]集群组呼控制信令下发；
[0125]集群业务承载建立和控制；
[0126]基站向DSS的数据路由；
[0127]在传统的LTE通信系统网络架构中，增加了独立的网元DSS(Dispatch Subsystem调度子系统)。
[0128]如图4-7所示，DSS系统由:H)S(集群服务器)、PHR(归属寄存器)和DAS(调度代理服务器，Dispatch Agent Server)组成。
[0129]集群服务器(PDS):通过E-UTRAN实现集群业务的媒体面和控制面处理，包括负责集群用户注册、鉴权，集群业务管理，集群承载管理，集群寻呼，集群移动性管理，集群媒体流转发等功能。
[0130]为应对不同的组网场景的要求和LTE扁平化组网结构，集群服务器(ros)更进一步的还可分成媒体面(M-PDS)和控制面(C-PDS)。
[0131]控制面(C-PDS)主要负责控制信令相关如下功能:
[0132]集群用户的注册和鉴权；
[0133]集群业务的管理；
[0134]位置区的更新；
[0135]建立/释放/修改UE上下文；
[0136]激活/修改/去激活专用/集群承载；
[0137]Paging,包括普通LTE业务寻呼和集群业务寻呼；
[0138]Tl接口移动性管理；
[0139]业务承载QoS管理。
[0140]媒体面(M-PDS)主要负责用户数据相关如下功能:
[0141]激活/修改/去激活专用/集群承载；
[0142]Tl 接口切换；
[0143]媒体流的转发。
[0144]根据集群群组及用户容量，普通场景下，eNodeB与M-PDS和C-PDS合一的DSS相连，网络设备更为简洁，便于提供小型化集群专网系统及设备。大规模专网场景下，采用ros媒体面和控制面分离的策略，eNB与包含多个媒体面M-PDS和一个C-PDS的DSS连接。普通LTE业务与集群业务相互隔离，集群终端可以同时并发进行普通LTE业务与集群业务。此种组网架构，有利的减少了集群用户LTE EPC的冲击，保障了 LTE业务网络稳定性。[0145]归属寄存器(PHR):提供群组和群组成员的注册，提供群组成员的本地信息，提供集群成员的业务权限鉴别，执行统计和计费功能。
[0146]调度代理服务器(DAS)，用于与所述PDS、PHR交互执行调度管理操作，采用主流PC服务器，基于典型B/S架构(Browser/Server，浏览器/服务器模式)建立一个面向调度客户端的站点。
[0147]调度客户端登录到DAS服务器站点，通过DAS与PDS、PHR的交互，执行调度管理操作。同时，运营商可以通过超级用户身份登录到DASj^DAS的进行操作维护管理。
[0148]如图6所示，根据组网场景和要求，可以采用一个LTE EPC+多个集群核心网的方式，不同集群核心网可以独立运营和维护。
[0149]如图7所示，如果后续有其它新型业务，也可以采用新增支持此种业务独立核心网网元的方法,如LTE EPC+集群核心网+其它业务独立核心网的组网方式，从而共享接入网和LTE EPC，业务相对隔离，方便业务扩展。
[0150]进一步，为了实现用户管理信息共享，可以增加DSS与EPC中HSS(归属用户服务器，Home Subscriber Server)接口，用于传输集群相关用户信息和安全性数据等,增强群组信息的管理过程。
[0151]DSS与E-UTRAN之间的链路，分成Tl-C和Tl-U接口，分别对应集群控制面接口和集群用户面接口。
[0152]集群专网的架构如图5所示，其中不包括LTE EPC0
[0153]进一步，网络架构的控制面协议栈结构如图8，在RRC层增加集群相关的一组信令，相对应的在NAS层也需要增加集群相关的一组NAS消息。
`[0154]用户面协议栈，如图9所不,和LTE业务的空口用户面协议栈结构相同。
[0155]下面对Tl 口做详细描述。
[0156]Tl接口为eNB和DSS间的接口，控制面接口命名为T1-C，用户面接口命名为T1-U，Tl接口协议栈结构与LTE SI接口的协议栈相同，控制面协议采用SCTP (流控制传输协议，Stream Control Transmission Protocol),用户面协议米用 GTP-U(GPRSTunnellingProtocolfortheuserplane—用户层面的GPRS隧道协议)。
[0157]IP协议采用IPV6或者IPV4，IPV6需要遵循IETF RFC 2460，IPV4需要遵循IETFRFC 791，而且还应支持DSCP(IETF RFC 2474)，以更好的支持QoS相关功能。
[0158]Tl控制面协议栈如图10所示，Tl用户面协议栈如图11所示。
[0159]此外，在这种既有LTE EPC和DSS的网络架构下，同时支持普通业务和集群业务的终端需要发起两次登记过程，分别在EPC和DSS登记。
[0160]以下结合附图，对基于前述集群业务实现系统的业务实现流程进行说明:
[0161]实施例1
[0162]只有集群业务的组呼流程见图12，具体的流程包括:
[0163]步骤1001:首先是说终端发起RRC连接建立，与eNB交互建立RRC连接。
[0164]步骤1002:eNB获知说终端需要发起组呼，则给DSS发送组呼建立请求消息(参考LTE协议的初始UE消息)
[0165]终端发送的RRC连接建立完成消息中配置集群核心网标识，从而可使得eNB获知说终端需要发起组呼以及向哪个集群核心网发送租户建立请求。[0166]可选地，终端也可通过发送带有新的消息标识的RRC连接建立请求消息和RRC连接建立完成消息，使得eNB根据该新(不同于现有消息标识)的消息标识获知说终端需要发起组呼以及向哪个集群核心网发送租户建立请求。
[0167]步骤1003 =DSS内，PDS和PHR进行组用户鉴权过程
[0168]步骤1004:通过鉴权后，DSS给eNB发送集群初始上下文建立请求消息；
[0169]步骤1005:能力查询过程(参考LTE协议定义的能力查询过程)
[0170]步骤1006:安全过程(参考LTE协议定义的安全过程)
[0171]步骤1007:说终端信道配置过程(参考LTE协议定义的重配置流程)
[0172]步骤1008:eNB给DSS发送集群初始上下文建立应答消息；
[0173]步骤1009:由DSS给eNB发送寻呼消息；
[0174]步骤1010:eNB将寻呼消息发送给听终端，终端回寻呼响应给eNB，eNB将寻呼响应转给DSS ；
[0175]步骤1009-1010是寻呼听终端的过程，可理解地，听终端无需建立RRC连接。
[0176]步骤1011:集群听终端配置过程，将集群共享信道信息发送给听终端。
[0177]步骤1011类似于LTE业务建立过程中的重配置过程。
[0178]步骤1012:由DSS通过NAS消息，给终端发送授权及通知，告知说用户可以说话。
[0179]步骤1012之后，E-UTRAN的eNB根据集群业务空口配置转发说终端发送的集群业务数据。
[0180]实施例2
[0181]在已经有LTE连接的时候，再起呼集群业务流程见图13，下面描述具体的流程，为了简化，只包含起呼用户:
[0182]步骤1101:说终端和系统已经建立RRC连接，处于业务连接态；
[0183]步骤1102:说终端需要发起集群呼叫且判断RRC连接已成功建立时，则终端给eNodeB发送集群业务请求消息；
[0184]步骤1103:eNB给DSS发送组呼建立请求消息。
[0185]步骤1104 =PDS和PHR进行组用户鉴权过程，通过鉴权后，DSS给eNB发送集群初始上下文建立请求消息；
[0186]步骤1105:能力查询过程(参考LTE协议定义的能力查询过程)
[0187]步骤1106:安全过程(参考LTE协议定义的安全过程)
[0188]步骤1107:说用户信道配置过程(参考LTE协议定义的重配置流程)
[0189]步骤1108:eNB给PDS发送集群初始上下文建立应答消息；
[0190]步骤1109:在被呼建立后，由PDS通过NAS消息，给终端发送授权及通知，告知说用户可以说话；其中，寻呼听终端的过程与实施例1相同。
[0191]步骤1109之后，E-UTRAN的eNB根据集群业务空口配置转发说终端发送的集群业务数据。
[0192]实施例1和2给出的集群业务建立过程如图14所示，都包括了以下步骤:
[0193]步骤1201 =RRC连接建立步骤，E-UTRAN与集群业务说终端建立RRC连接；
[0194]步骤1202:集群业务上下文建立步骤，所述E-UTRAN与集群核心网调度子系统(DSS)建立集群业务上下文；[0195]其中，所述E-UTRAN基于终端发送的RRC连接建立请求(实施例1)或集群业务请求(实施例2)触发所述集群业务上下文建立；
[0196]步骤1203:配置步骤，所述E-UTRAN对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置；
[0197]步骤1204:寻呼步骤，所述E-UTRAN根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端；
[0198]步骤1205:集群业务数据转发步骤，所述E-UTRAN根据集群业务空口配置转发集群业务数据。
[0199]优选地在RRC连接建立步骤之后，集群业务上下文建立步骤之前，该方法还包括鉴权认证步骤，所述集群核心网调度子系统(DSS)通过所述E-UTRAN对所述集群说终端的集群业务进行鉴权、能力查询或安全认证。
[0200]可选地，具体实现时，根据具体需求中对集群说终端进行鉴权、能力查询中安全认证的一种或多种。
[0201]实施例3
[0202]在已经有集群连接的时候，再建立LTE业务流程见图15，下面描述具体的流程，为了简化，只包含起呼用户:
[0203]步骤1301:终端(包括说终端和听终端)和系统已经建立集群业务连接，处于集群业务连接态；
[0204]步骤1302:终端需要发起LTE业务且判断RRC连接已成功建立时，则终端给eNodeB发送LTE业务请求消息；
[0205]可理解地，如上文实施例所述，在集群业务中，组呼听用户不需要与eNB之间建立RRC连接，因此步骤2之前，终端先判断是否已建立RRC连接，若未建立，则需要发起RRC连接建立流程，如已建立则直接发送LTE业务请求消息给eNB。
[0206]具体地，E-UTRAN的eNB基于终端的RRC连接建立请求或LTE业务请求触发所述LTE业务上下文建立。
[0207]步骤1303:eNB给EPC发送初始UE消息。
[0208]步骤1304 =EPC给eNB发送初始上下文建立请求消息；
[0209]步骤1305:能力查询过程(参考LTE协议定义的能力查询过程)
[0210]步骤1306:安全过程(参考LTE协议定义的安全过程)
[0211]步骤1307:说用户信道配置过程(参考LTE协议定义的重配置流程)
[0212]步骤1308:eNB给EPC发送初始上下文建立应答消息，LTE业务建立流程完成。
[0213]之后，E-UTRAN的eNB转发LTE业务数据。
[0214]可选地，具体实现时，根据具体需求中对LTE业务终端进行鉴权、能力查询中安全认证的一种或多种。
[0215]在这种本发明网络架构下，终端需要发起两次登记过程，分别在EPC和DSS登记。
[0216]以下基于上述方法实施例对本发明终端、基站及系统的模块结构进行说明:
[0217]本发明终端支持集群业务和LTE业务或仅支持集群业务，如图16，包括但不限于:
[0218]RRC连接建立模块，当终端与eNB之间没有建立RRC连接时，用于与所述eNB建立RRC连接；[0219]业务请求模块，判断RRC连接已成功建立时，用于向eNB发送集群业务请求或LTE业务请求；
[0220]配置模块，用于接收eNB发送的集群空口配置信息或RRC重配置信息。
[0221]当终端发起集群业务时，RRC连接建立模块发送RRC连接建立完成消息，并在RRC连接建立完成消息中配置集群核心网标识。
[0222]当终端发起集群业务时，RRC连接建立模块发送带有新的消息标识的RRC连接建立请求消息和RRC连接建立完成消息。
[0223]在集群专网结构中，本发明E-UTRAN的基站(eNB)，如图17所示，包括:
[0224]RRC连接建立模块，用于与集群业务说终端(UE)交互建立RRC连接；
[0225]上下文建立模块，用于与集群核心网调度子系统交互建立集群业务上下文；其中，所述集群核心网调度子系统(DSS)与演进型分组核心网(EPC)分离；
[0226]配置模块，用于对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置；
[0227]寻呼模块，用于根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端；
[0228]数据转发模块，用于根据根据集群业务空口配置转发集群业务数据。
[0229]所述eNB与所述DSS之间的接口为Tl接口，所述Tl接口的控制面协议采用流控制传输协议(SCTP)，用户面协议采用用户面层的GPRS隧道协议(GTP-U)。
[0230]在LTE集群共网结构中，所述基站的RRC连接建立模块，还用于与LTE业务终端交互建立RRC连接；
[0231]所述基站的上下文建立模块，还用于基于建立的RRC连接与演进型分组核心网(EPC)交互建立LTE业务上下文；
[0232]配置模块，还用于对LTE业务终端进行重配置；
[0233]数据转发模块，还用于转发LTE业务数据。
[0234]对应于方法实施例1和方法实施例2，所述基站的上下文建立模块基于终端发送的RRC连接建立请求或集群业务请求触发所述集群业务上下文建立；所述基站的上下文建立模块基于终端的RRC连接建立请求或LTE业务请求(对应于方法实施例3)触发所述LTE业务上下文建立。
[0235]如上文所述，本发明集群通信系统如图4所示，包括终端，E-UTRAN和集群核心网调度子系统(DSS)，其中，在集群专网系统中:
[0236]终端，用于支持集群业务功能；
[0237]E-UTRAN，包括若干个eNB，用于为集群业务提供空中无线承载；
[0238]集群核心网调度子系统(DSS)，与演进型分组核心网(EPC)分离，用于通过E-UTRAN为所述终端提供集群业务。
[0239]在LTE集群共网系统中，如图5-7所示，所述系统还包括:演进型分组核心网(EPC)，用于通过E-UTRAN为所述终端提供LTE业务；
[0240]所述终端还用于支持LTE业务功能；所述E-UTRAN还用于为LTE业务提供空中无线承载。
[0241]更具体地，所述终端、基站及集群核心网调度子系统(DSS)具有上文所述的功能模块结构。在此不再赘述。
[0242]优选地，所述DSS与EPC的归属用户服务器(HSS)通过接口连接，用于传输集群相关用户信息和安全性数据。
[0243]可选地，所述系统还包括其他业务(除集群业务和LTE业务之外的其他新型业务)核心网，该其他业务核心网，用于通过E-UTRAN为所述终端提供其他业务，所述E-UTRAN还用于为其他业务提供空中无线承载。
[0244]通过以上发明实施例可以看出，通过采用本发明所给的集群通信系统架构，一方面可以基于LTE扁平化网络架构，提供专业化集群服务，支持接入网共享；一方面能实现LTE和集群业务分离，灵活组网，相互干扰小，方便现有集群系统单独平滑演进，满足低成本、业务可分可合、独立演进的组网需求。
[0245]本集群通信系统网络架构，结合LTE相关协议标准，解决了集群系统引入后对普通LTE业务影响的部分问题。
[0246]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
[0247]本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
【权利要求】
1.一种集群业务实现方法，其特征在于，该方法基于的系统包括E-UTRAN和与演进型分组核心网(EPC)分离的集群核心网调度子系统(DSS)，该方法包括: RRC连接建立步骤，E-UTRAN与集群业务说终端建立RRC连接； 集群业务上下文建立步骤，所述E-UTRAN与集群核心网调度子系统(DSS)建立集群业务上下文； 配置步骤，所述E-UTRAN对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置； 寻呼步骤，所述E-UTRAN根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端； 集群业务数据转发步骤，所述E-UTRAN根据集群业务空口配置转发集群业务数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:RRC连接建立步骤之后，集群业务上下文建立步骤之前，该方法还包括鉴权认证步骤，所述集群核心网调度子系统(DSS)通过所述E-UTRAN对所述，对集群说终端的集群业务进行鉴权、能力查询或安全认证。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该系统还包括与集群核心网调度子系统(DSS)分离设置的演进型分组核心网(EPC)，RRC连接建立步骤后，所述集群终端发起LTE业务时，该方法还包括以下步骤: LTE业务上下文建立步骤，所述E-UTRAN与演进型分组核心网(EPC)建立LTE业务上下文； LTE业务数据转发`步骤，所述E-UTRAN转发LTE业务数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于:RRC连接建立步骤之后，LTE业务上下文建立步骤之前，该方法还包括鉴权认证步骤，所述EPC通过所述E-UTRAN对所述终端的LTE业务进行鉴权、能力查询或安全认证。
5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于:所述E-UTRAN基于终端发送的RRC连接建立请求或集群业务请求触发所述集群业务上下文建立；基于终端的RRC连接建立请求或LTE业务请求触发所述LTE业务上下文建立。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述eNB与所述DSS之间的接口为Tl接口，所述Tl接口的控制面协议采用流控制传输协议(SCTP)，用户面协议采用用户面层的GPRS隧道协议(GTP-U)。
7.—种终端，其特征在于，该终端支持集群业务和LTE业务或仅支持集群业务，包括: RRC连接建立模块，当终端与eNB之间没有建立RRC连接时，用于与所述eNB建立RRC连接； 业务请求模块，判断RRC连接已成功建立时，用于向eNB发送集群业务请求或LTE业务请求； 配置模块，用于接收eNB发送的集群空口配置信息或RRC重配置信息。
8.如权利要求7所述的终端，其特征在于: 当终端发起集群业务时，RRC连接建立模块发送RRC连接建立完成消息，并在RRC连接建立完成消息中配置集群核心网标识。
9.如权利要求7所述的终端，其特征在于: 当终端发起集群业务时，RRC连接建立模块发送带有新的消息标识的RRC连接建立请求消息和RRC连接建立完成消息。
10.一种基站,其特征在于,所述基站包括:RRC连接建立模块，用于与集群业务说终端(UE)交互建立RRC连接； 上下文建立模块，用于与集群核心网调度子系统交互建立集群业务上下文；所述集群核心网调度子系统与演进型分组核心网(EPC)分离； 配置模块，用于对集群业务说终端、集群业务听终端进行集群空口配置； 寻呼模块，用于根据集群核心网调度子系统的寻呼消息寻呼听终端； 数据转发模块，用于根据集群业务空口配置转发集群业务数据。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于， 所述基站的上下文建立模块，还用于基于建立的RRC连接与演进型分组核心网(EPC)交互建立LTE业务上下文； 数据转发模块，还用于转发LTE业务数据。
12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，所述基站的上下文建立模炔基于终端发送的RRC连接建立请求或集群业务请求触发所述集群业务上下文建立；基于终端的RRC连接建立请求或LTE业务请求触发所述LTE业务上下文建立。
13.如权利要求10所述的基站，所述eNB与所述DSS之间的接口为Tl接口，所述Tl接口的控制面协议采用流控制传输协议(SCTP)，用户面协议采用用户面层的GPRS隧道协议(GTP-U)。
14.一种集群核心网调度子系统(DSS)，其特征在于，所述DSS与演进型分组核心网(EPC)分离，包括: 集群服务器(PDS)，用于通过E-UTRAN实现集群业务的媒体面和控制面处理； 归属寄存器(PHR)，用于提供群组和群组成员的注册、提供群组成员的本地信息，提供集群业务鉴权、统计及计费功能； 调度台服务器(DAS)，用于与所述H)S、PHR交互执行调度管理操作。
15.如权利要求14所述的DSS，其特征在于，所述E-UTRAN包括若干个eNB，所述PDS与所述eNB之间的接口为Tl接口，所述Tl接口的控制面协议采用流控制传输协议(SCTP)，用户面协议采用用户面层的GPRS隧道协议(GTP-U)。
16.如权利要求14所述的DSS，其特征在于:所述集群服务器(ros)包括一个或若干个媒体面处理实体以及一个控制面处理实体。
17.一种集群通信系统，其特征在于，该系统包括: 终端，用于支持集群业务功能； E-UTRAN，包括若干个eNB，用于为集群业务提供空中无线承载； 一个或多个独立的集群核心网调度子系统(DSS)，与演进型分组核心网(EPC)分离，用于通过E-UTRAN为所述终端提供集群业务。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，该系统还包括: 演进型分组核心网(EPC)，用于通过E-UTRAN为所述终端提供LTE业务； 所述终端还用于支持LTE业务功能；所述E-UTRAN还用于为LTE业务提供空中无线承载。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述终端具有权利要求7-9中任一项所述的特征。
20.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述基站具有权利要求10-13中任一项所述的特征。
21.如权利要求17所述的系统，其特征在于:所述DSS具有权利要求14-16中任一项所述的特征。
22.如权利要求17所述的系统，其特征在于:所述DSS与EPC的归属用户服务器(HSS)通过接口连接，用于传输集群相关用户信息和安全性数据。
23.如权利要求17所述的系统，其特征在于:所述系统还包括其他业务核心网，该其他业务核心网，用于通过E-UTRAN为所述终端提供其他业务，所述E-UTRAN还用于为其他业务提供空中无线承载。
【文档编号】H04W4/10GK103796176SQ201210428124
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】万强 申请人:中兴通讯股份有限公司