专利名称：一种基于gsm技术的数字集群系统ptt点对点呼叫的方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯技术，尤其涉及一种基于GSM技术体制的数字集群系统PTT点对点呼叫的方法。
背景技术：
在现有集群网络技术中，多采用集群专网，由于各个专网的技术和制式不一，这些专网由各集团独立建设，已形成各自为政的建设局面，从而导致频率利用效率低下，网络建设成本和网络维护费用高等弊端。随着集群通讯技术由模拟向数字的发展，集群网络建设呈现出由独立专网建设向集群共网建设的发展方向。由于GSM(全球移动通信系统)系统技术体制先进，在全世界范围内具有最为广泛的用户基础。因此，发展基于GSM的数字集群系统不仅具备很好的技术基础，还具有广泛的用户基础。
在基于GSM的数字集群系统技术中，欧洲已制定出一套用于铁路移动通信的国际标准GSM-R(全球铁路移动通信系统)，它以GSM通信技术作为业务承载，能够提供eMLPP(增强多级优先与抢占业务)业务、VGCS(语音组呼业务)业务和VBS(语音群呼业务)业务等基本集群通信业务；按照欧洲现有GSM-R流程标准规范，对于在一个小区内的主叫移动台和被叫移动台，相互之间进行点对点的呼叫时，主叫移动台和被叫移动台将占用不同的业务信道，需要占用两条A接口电路，使用更多的TRAU(码变换与速率适配单元)单元，因此，不利于节省成本。考虑到集群系统往往需要在公网带宽之外额外申请带宽，集群系统的信道数量事实上是非常紧张的，因此，其系统容量受到很大制约，所以，提升集群系统信道利用率是急需研究的课题。
由于GSM-R系统现有流程规范不支持小区内的PTT点对点半双工通信，所以，GSM-R系统点对点呼叫业务的使用方式不符合现有数字集群系统用户PTT业务的使用习惯。对于同一小区内点对点的呼叫，主叫和被叫都要占用一条无线接口信道，因此，在小区信道数目非常有限的条件下，系统的容量受到严重限制；由于呼叫走主被叫流程，主被叫流程包括主叫移动台呼叫发起、被叫移动台响应、网络侧和移动被叫连接与确认等过程，因此需要较长的呼叫建立时间；因此，初始端到端语音传输通道建立时间长，不适合特定集群业务。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺点，提供一种基于GSM技术体制的数字集群系统PTT点对点呼叫的方法，以提高信道利用率，从而增加系统容量，并缩短主被叫通信的建立时间。
本发明提供一种获得基于GSM技术体制的数字集群系统PTT点对点呼叫的方法，包括A、即接即讲PTT主叫移动台发出请求通信消息；B、基站控制器根据请求通信消息为PTT主叫移动台分配业务信道；C、基站控制器将请求通信消息发送到移动业务控制中心；D、移动业务控制中心通知基站控制器向PTT被叫移动台下发通知消息；E、PTT被叫移动台根据通知消息选择业务信道与PTT主叫移动台进行通信。
所述的请求通信消息包括业务类型消息。
所述的业务类型消息包括PTT点对点半双工呼叫消息和GSM一般点对点呼叫消息。
所述的步骤B进一步包括B1、移动台控制器根据请求通信消息判断本次呼叫是否为PTT点对点半双工呼叫，若是，则移动台控制器给PTT主叫移动台指配业务信道，执行步骤B2，否则，按GSM一般点对点呼叫进行处理；B2、PTT半双工呼叫发起移动台在所指配的业务信道上上报建链指示消息，并占用所指配的业务信道；当移动业务控制中心收到请求通信消息后，还根据请求通信消息对PTT主叫移动台进行呼叫资格审查，若通过，则执行步骤E，否则，切断主叫移动台与被叫移动台之间的通信，并释放为PTT主叫移动控制台分配的业务信道，结束本次呼叫。
所述的步骤C进一步包括C1、基站控制器从A接口特定的电路池中选择一条电路分配给该PTT点对点半双工呼叫；C2、基站控制器对选择的A接口特定电路池电路和相应的基站与基站控制器的接口Abis地面电路进行接续；C3、基站控制器将PTT半双工主叫层三业务消息通过SS No7信令链路向移动业务控制器转发。
所述的步骤D中的所述呼叫资格审查包括审查主叫移动台是否签约PTT半双工呼叫业务、对主叫移动台进行鉴权。
所述的步骤D中所述的通知消息中包括信道描述消息和被叫移动台身份消息；信道描述消息包括分配给PTT半双工被叫移动台的业务信道，被叫移动台身份信息表征被叫移动台身份信息的身份标识。
所述的步骤E包括被叫移动台转至信道描述消息的业务信道进行接收话音。
所述信道描述消息的业务信道为主叫移动台所指配的业务信道。
所述的步骤E进一步包括当被叫移动台与主叫移动台没有进行通信时，网络侧在业务信道的下行快速伴随信道上发送上行链路空闲消息；当上行链路空闲时，主叫移动台用户按下PTT键时，移动台向上行发送上行信道占用请求消息；网络侧在下行快速伴随信道上发送上行链路占用允许消息，此时主叫移动台可以向被叫移动台发送语消息；主叫移动台的用户话音通过上行链路向上传输，并通过A接口电路环回后，主叫移动台的话音在业务通道的下行信道上向下发送，网络侧在用户按住PTT键期间可以在该TCH下行快速伴随信道上周期性的发送该TCH上行链路忙消息；被叫移动台收到业务信道上行链路忙时，被叫移动台在上行链路上不发送任何信息；主叫移动台讲话完毕，释放PTT键，主叫移动台在上行链路上发送上行链路释放消息；网络侧收到上行链路释放消息，在该业务信道下行上行快速伴随信道上周期性的发送上行链路空闲消息。
根据本发明，主叫移动台和被叫移动台进行点对点的通信期间，轮流占用该无线业务信道的上行链路，共享下行链路，实现点对点的PTT半双工通信；从而提高了通信系统的信道利用率。
图1示出了根据本发明的呼叫流程图；图2示出了本发明的PTT点对点呼叫过程的流程图；图3示出了本发明的主叫移动台与被叫移动台的通信过程流程图。
具体实施例方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。
点对点呼叫流程包括组呼流程和寻呼流程，组呼流程是指主叫移动台发起组呼后，网络侧通过对主叫移动台进行呼叫资格审查合格后，可以在组呼区域直接下发通知，通知中可直接包括组呼信道描述信息，被叫移动台收到组呼通知后，直接转至组呼信道上进行接收，主叫话音此时可以传输至被叫移动台，因此，组呼流程话音主被叫端到端建立时间短；寻呼流程是指主叫移动台发起普通点对点呼叫后，网络侧通过对主叫移动台进行呼叫资格审查合格后，对被叫移动台进行寻呼，即在被叫移动台位置区下的所有小区发送寻呼消息，被叫移动台收到寻呼消息后，要和网络侧建立联系，向网络侧发送寻呼响应消息，网络侧收到寻呼响应消息后，给移动台分配信道，并给移动台下指配命令，将被叫移动台指配至分配的信道上，因此，普通点对点寻呼流程其语音端到端建立时间长。
本发明的总体思路是本发明的PTT点对点呼叫是在某一小区内进行的呼叫，移动台的呼叫走组呼流程，由于向被叫移动台下发的通知消息中包含被叫用户的MSISDN(移动台综合业务数字网号)信息，所述MSISDN信息为一个移动台号码，写在移动台的SIM(用户身份模块)卡中，其作用是唯一标识一个移动台，因此，被叫移动台根据通知消息去接收主叫移动台的呼叫，从而实现小区内的点对点半双工PTT(即按即讲)业务。在实现小区内的PTT点对点半双工业务时，主叫移动台和被叫移动台共享下行TCH(业务信道)、轮流占用上行TCH，主叫移动台和被叫移动台所轮流占用的上行链路机制采用组呼业务中的上行链路占用机制，所述占用机制可通过BTS(基站)、BSC(基站控制器)或MSC(移动交换中心)来控制，以实现PTT快速接入。所述上行链路占用机制是指点对点呼叫的上行状态空闲时，呼叫用户可以通过按PTT键发起上行申请流程，上行链路申请成功后，上行状态处于忙状态，用户可以讲话，此时，对端移动台用户只能听不能讲；用户松开PTT键发起释放上行流程，上行释放成功后，上行状态闲，移动台可以按下PTT键进行申请讲话。
下面详细说明实现本发明的PTT点对点半双工呼叫的步骤。为区分PTT点对点半双工呼叫和GSM一般点对点呼叫，通常在第一条层三消息中用一个字节来表征业务类型，例如，这个字节采用不同数字表示不同的业务，可以用一个标准协议中没有使用的任一值(例如78H)来表示本次呼叫为PTT点对点半双工呼叫。也就是说，如图1所示，在步骤1中，主叫移动台发起呼叫，在步骤2中，判断主叫移动台所发起的呼叫是否为PTT点对点半双工业务的呼叫，若是PTT 点对点半双工业务，在无线接口接入阶段后，上报的第一条层三业务消息中表征为PTT点对点半双工业务呼叫，然后，在步骤3中，进入PTT点对点半双工业务呼叫流程，否则，在步骤4中，进入GSM一般点对点呼叫流程。
若PTT点对点半双工呼叫消息在第一个接入脉冲中表达，则该呼叫消息通过接入脉冲在上行随机接入信道上上报；若立即指配的是SDCCH信道，则PTT 点对点半双工呼叫消息在SDCCH(独立专用控制信道)上上报；若立即指配的是TCH信道，则PTT点对点半双工呼叫消息在TCH(业务信道)上上报。
为加快PTT点对点半双工呼叫建立，对于PTT点对点半双工呼叫消息是通过接入脉冲上报的该呼叫建立消息，则BSC采用立即指配流程给该移动台指配TCH；对于立即指配的是SDCCH信道情况，BSC对层三业务消息进行解码时，若发现小区内PTT点对点半双工呼叫建立消息，则BSC给该移动台指配TCH。由于TCH比其它信道的传输速率要快许多，因此，对于这两种情况缩短了PTT 点对点半双工呼叫的建立时间。
图2示出了本发明的PTT点对点呼叫过程的流程图。在步骤20中，给PTT半双工呼叫发起移动台指定TCH后，PTT半双工呼叫发起移动台在TCH上上报建链指示消息，并占用该TCH，此时，移动台和网络之间通过该TCH建立专用链路。在本发明中，为了加快呼叫的建立时间，采用的策略是即先允许主叫移动台在还没有通过资格审查的情况下，可以在上行链路上与被叫移动台进行通信，同时BSC将主叫层三业务消息转发到MSC中，以便进行签权，若资格审查合格，则继续进行通信，否则，切断主叫移动台与被叫移动台之间的通信。
为了使主叫移动台与被叫移动台接通，在步骤26中，网络侧的BTS(基站)在通知信道上下发通知消息。该通知消息中包括如下信息信道描述信息和被叫移动台身份信息；信道描述信息包括分配给PTT半双工被叫移动台的TCH，所述TCH和分配给PTT半双工呼叫发起移动台的TCH业务信道完全相同；被叫移动台身份信息可以采用被叫MSISDN号码，也可以采用其它表征被叫移动台身份信息的身份标识。
在步骤27中，被叫移动台通过对通知信道上通知消息的接收，发现通知消息中表征移动台身份信息与自身身份信息相同，则移动台转至信道描述域中所描述的TCH上进行接收，由于环回操作是预先设置的，此时PTT点对点半双工端到端传输通道完全接通。PTT半双工被叫移动台与TT主叫移动台可以进行通信。
与此同时，在步骤21中，BSC将由请求通信消息转化而来的主叫层三业务消息转发到MSC中，在步骤22中，MSC以便对主叫移动台进行呼叫资格审查，从而实现对该PTT点对点呼叫进行控制。首先，BSC从A接口特定的电路池中选择一条电路分配给该PTT点对点半双工呼叫，该电路池中所有的A接口电路在64KBPS速率点上进行了环回；所述环回是指上行电路解码后的64KBPS语音码流送入下行电路语音编码器。然后，BSC进行选择的A接口特定电路池电路和相应的Abis(基站与基站控制器的接口)地面电路的接续；所述接续是指完成Abis上行电路时隙和该A接口电路上行时隙的连接以及Abis接口下行电路时隙和该A接口电路下行时隙的连接。最后，BSC将PTT半双工主叫层三业务消息通过SS No7信令链路向MSC转发，MSC通过该消息可以对主叫移动台进行呼叫资格审查；在步骤23中，判断审查是否通过，若通过，在步骤28中，则主叫移动台与被叫移动台继续进行后续呼叫，否则，在步骤24中，MSC向BSC发起呼叫释放流程，BSC释放该呼叫所有的资源，所述资源包括A接口电路资源、小区无线信道资源，并断开Abis接口电路和A接口电路的连接；所述呼叫审查包括检查该移动台是否签约该PTT半双工呼叫业务、移动台鉴权等流程。
图3示出了PTT主叫移动台和PTT被叫移动台进行通信的过程，PTT主叫移动台和PTT被叫移动台可以轮流讲话，轮流占用该无线TCH的上行链路，下行链路共享；具体过程如下在步骤31时，即双方不讲话时，网络侧在TCH下行FACCH(快速伴随信道)上发送上行链路空闲消息；在步骤32中，当一方需要讲话时，按下PTT键，移动台向上行发送上行信道占用请求消息；在步骤33中，网络侧在下行FACCH上发送上行链路占用允许消息，在步骤34中，用户可以讲话；讲话移动台的用户话音通过上行链路向上传输，并通过A接口电路环回后，用户话音在TCH的下行信道上向下发送；在步骤35中，在网络侧在用户按住PTT键期间，可以在该TCH下行FACCH信道上周期性的发送该TCH上行链路忙消息，所述发送消息的间隔周期会影响下行语音，本发明建议采用大于0.5秒；对方移动台收到上行链路忙消息，可以通过一定的人机接口方式向用户显示，此时，用户不能讲话，并且在上行链路上不发送任何信息；讲话移动台在PTT键按下期间，为避免听到回声，影响通话过程的质量，对于接收到的下行电路上话音可以采取静音方式；在步骤37中，判断用户是否释放PTT键，若释放PTT键，在步骤38中，则移动台在上行链路上发送上行链路释放消息，其它用户可在上行链路上发送请求通话消息，否则，在步骤39中，保持上行链路忙消息，其它用户不能讲话；网络侧收到上行链路释放消息，在该TCH下行FACCH信道上周期性的发送上行链路空闲消息；移动台收到上行链路空闲消息，可以通过一定的人机接口方式向用户显示，此时，用户可以讲话；可以由BTS、BSC或者MSC对上行链路的进行控制，这种控制会影响PTT对上行链路前站时间，PTT抢占时间依次递减；PTT半双工通话结束，用户通过呼叫结束键，移动台向网络侧上报呼叫结束消息，网络侧收到该消息后，启动呼叫释放流程，释放本次PTT半双工呼叫；结束半双工PTT业务可以仅限于主叫移动台，或者主叫移动台和被叫移动台都可以释放呼叫；根据本发明，由于主叫和被叫仅仅占用一个信道，因此使系统话务容量提高一倍，而且节省了网络的会议桥资源。
在A接口可以针对PTT业务单独设计一个电路池，该电路池中所有电路在64KBPS电路节点可以全部采用环回方式，实现点对点的半双工，由于本发明不需要网络侧的话音分发资源网络侧不参与话音通道底层接续，基站侧即可完成，从而缩短了接续的时间。
本发明在大框架上走组呼流程，不是走寻呼流程，因而节省了呼叫建立时间。
为了方便的利用预设资源方案，本发明采用BSC只要选路完成就实现预设资源方案的策略，在选路同时，还完成网络侧点到点PTT半双工传输通道的建立；经实验测试，点对点PTT半双工呼叫建立时间小于1秒。而端到端传输通道的建立可以控制在500毫秒左右；基站侧其它流程(如对上行链路的占用)可以借鉴组呼业务相关流程，但网络侧可以不参与上行信道的控制；PTT半双工业务的使用习惯完全可以沿袭既有集群数字系统对于该业务的使用习惯；虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，包括A、即接即讲PTT主叫移动台发出请求通信消息；B、基站控制器根据请求通信消息为PTT主叫移动台分配业务信道；C、基站控制器将请求通信消息发送到移动业务控制中心；D、移动业务控制中心通知基站控制器向PTT被叫移动台下发通知消息；E、PTT被叫移动台根据通知消息选择业务信道与PTT主叫移动台进行通信。
2.如权利要求1所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的请求通信消息包括业务类型消息。
3.如权利要求2所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的业务类型消息包括PTT点对点半双工呼叫消息和GSM一般点对点呼叫消息。
4.如权利要求1或3所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，所述的步骤B进一步包括B1、移动台控制器根据请求通信消息判断本次呼叫是否为PTT点对点半双工呼叫，若是，则移动台控制器给PTT主叫移动台指配业务信道，执行步骤B2，否则，按GSM一般点对点呼叫进行处理；B2、PTT半双工呼叫发起移动台在所指配的业务信道上上报建链指示消息，并占用所指配的业务信道；
5.如权利要求1所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，当移动业务控制中心收到请求通信消息后，还根据请求通信消息对PTT主叫移动台进行呼叫资格审查，若通过，则执行步骤E，否则，切断主叫移动台与被叫移动台之间的通信，并释放为PTT主叫移动控制台分配的业务信道，结束本次呼叫。
6.如权利要求1所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的步骤C进一步包括C1、基站控制器从A接口特定的电路池中选择一条电路分配给该PTT点对点半双工呼叫；C2、基站控制器对选择的A接口特定电路池电路和相应的基站与基站控制器的接口Abis地面电路进行接续；C3、基站控制器将PTT半双工主叫层三业务消息通过SS No7信令链路向移动业务控制器转发。
7.如权利要求5所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的步骤D的所述呼叫资格审查包括审查主叫移动台是否签约PTT半双工呼叫业务、对主叫移动台进行鉴权。
8.如权利要求1所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的步骤D中所述的通知消息中包括信道描述消息和被叫移动台身份消息；信道描述消息包括分配给PTT半双工被叫移动台的业务信道，被叫移动台身份信息表征被叫移动台身份信息的身份标识。
9.如权利要求8所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的步骤E包括被叫移动台转至信道描述消息的业务信道进行接收话音。
10.如权利要求9所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述信道描述消息的业务信道为主叫移动台所指配的业务信道。
11.如权利要求1、9或10所述的基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，其特征在于，所述的步骤E进一步包括当被叫移动台与主叫移动台没有进行通信时，网络侧在业务信道的下行快速伴随信道上发送上行链路空闲消息；当上行链路空闲时，主叫移动台用户按下PTT键时，移动台向上行发送上行信道占用请求消息；网络侧在下行快速伴随信道上发送上行链路占用允许消息，此时主叫移动台可以向被叫移动台发送语消息；主叫移动台的用户话音通过上行链路向上传输，并通过A接口电路环回后，主叫移动台的话音在业务通道的下行信道上向下发送，网络侧在用户按住PTT键期间可以在该TCH下行快速伴随信道上周期性的发送该TCH上行链路忙消息；被叫移动台收到业务信道上行链路忙时，被叫移动台在上行链路上不发送任何信息；主叫移动台讲话完毕，释放PTT键，主叫移动台在上行链路上发送上行链路释放消息；网络侧收到上行链路释放消息，在该业务信道下行上行快速伴随信道上周期性的发送上行链路空闲消息。
全文摘要
本发明提供了一种基于GSM技术的数字集群系统PTT点对点通信的方法，包括即接即讲PTT主叫移动台发出请求通信消息；基站控制器根据请求通信消息为PTT主叫移动台分配业务信道；基站控制器将请求通信消息发送到移动业务控制中心；移动业务控制中心通知基站控制器向PTT被叫移动台下发通知消息；PTT被叫移动台根据通知消息选择业务信道与PTT主叫移动台进行通信。主叫移动台和被叫移动台进行点对点的通信期间，轮流占用该无线业务信道的上行链路，共享下行链路，实现点对点的PTT半双工通信；从而提高了通信系统的信道利用率。本发明在呼叫建立时采用组呼流程，从而缩短了通信的建立时间。
文档编号H04Q7/38GK1767670SQ200410086280
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者夏志立 申请人:华为技术有限公司