一种核心网设备及其集群通信方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种核心网设备及其集群通信方法。

背景技术：

集群通信业务是指利用具有信道共用和动态分配等技术特点的集群通信系统组成的集群通信共网，为多个部门、单位等集团用户提供的专用指挥调度等通信业务。集群通信系统，是一种高级移动调度系统，代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向。

在集群通信中，当申请话权业务的终端过多时，往往需要进行排队。在现有的话权申请排队技术中，当终端申请话权后，若集群核心网根据决策策略决定当前申请话权的终端在话权队列排队，则集群核心网通过向终端发送的信令中携带pttwaiting通知该终端需要进行话权排队。在终端可获得话权前，集群核心网必须为该终端分配媒体资源，终端需在这之前与核心网完成媒体协商。

在现有技术中，在核心网话权授权时，才会进行媒体协商，较为浪费时间。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种核心网设备及其集群通信方法，能够在话权申请到排队队列前端时，立即实现话权授权，减少了信令流程，节省了时间，加快了集群通信的进程。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种集群通信方法，该集群通信方法包括：核心网设备在收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；核心网设备将话权申请加入话权申请队列中进行排队，并向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；核心网设备在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种用于集群通信的核心网设备，该核心网设备包括：接收模块，用于接收用户终端发送的话权申请；媒体协商模块，用于在接收模块接收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；排队模块，用于将话权申请加入话权申请队列中进行排队；发送模块，用于向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；发送模块还用于在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种用于集群通信的核心网设备，该核心网设备包括接收器、发射器以及处理器；接收器用于接收用户终端发送的话权申请；处理器用于在接收器收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；以及将话权申请加入话权申请队列中进行排队；发射器用于向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；以及在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的集群通信方法包括：核心网设备在收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；核心网设备将话权申请加入话权申请队列中进行排队，并向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；核心网设备在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。通过上述方式，将媒体协商提前到话权排队之前，在话权申请到排队队列前端时，能够立即实现话权授权，减少了信令流程，节省了时间，加快了集群通信的进程。

附图说明

图1是集群通信系统架构示意图；

图2是本发明集群通信方法第一实施方式的流程示意图；

图3是本发明集群通信方法第二实施方式的流程示意图；

图4是本发明集群通信方法第二实施方式的信令传输示意图；

图5是本发明集群通信方法第三实施方式的流程示意图；

图6是本发明集群通信方法第三实施方式的信令传输示意图；

图7是本发明用于集群通信的核心网设备第一实施方式的结构示意图；

图8是本发明用于集群通信的核心网设备第二实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明应用于集群系统，集群系统的架构如图1所示，包括核心网11，承载网络12，基站13以及终端14，其中核心网11通过承载网络12与多个基站连接13，所述承载网络12具体可以是ip承载网络。所述集群系统可以是宽带集群系统，例如lte(longtermevolution，长期演进)宽带集群系统，也可以是窄带集群系统例如pdt(professionaldigitaltrunking，专用数字集群)集群系统。

在不同的集群系统中，核心网11可以具有不同的核心网设备。例如，在lte宽带集群系统中，核心网11可以包括emme(enhancedmobilitymanagemententity，增强型移动管理实体)，tcf(trunkingcontrolfunction，集群控制功能模块)，ehss(enhancedhomesubscriberserver，增强型归属用户服务器)，xgw(xgateway，集群网关)，tmf(trunkingmediafunction，集群媒体功能模块)五种网元，其中xgw为核心网网关(gateway，gw)。pdt集群系统中，核心网设备具体可以是交换机，由交换机实现上述五种网元的功能。

参阅图2，图2是本发明集群通信方法第一实施方式的流程示意图，该方法包括：

s21：核心网设备在收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商。

移动终端在需要进行集群通信时，通过基站以及承载网络向核心网发送话权申请信息。其中，该话权申请信息可以包括被叫的用户信息和媒体参数信息，其中，被叫用户信息可以包括被叫用户的号码、ip地址等，媒体参数信息可以包括媒体类型，通话时间等等。

媒体协商即是根据移动终端的话权申请信息中包含的被叫用户信息和媒体参数信息来进行地址分配、信道选择、媒体参数设置等。

s22：核心网设备将话权申请加入话权申请队列中进行排队，并向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息。

其中，媒体协商结果即为上述提到的地址分配、信道选择、媒体参数设置等的结果。

可以理解的，当核心网正对一个话权申请进行处理时，收到其他的话权申请，则需要对其他话权申请进行排队。

s23：核心网设备在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。

值得注意的是，在现有技术中，核心网设备在收到终端发送的话权申请后，先将话权申请进行排队，并向终端发送排队信息，在话权申请排队至话权申请队列的前端时，才会进行媒体协商，并向终端发送话权授权信息。而在本实施方式中，在收到终端发送的话权申请后，先进行媒体协商，在在话权申请排队至话权申请队列的前端时，可以直接向终端发送话权授权信息，节省了时间。

区别于现有技术，本实施方式的集群通信方法包括：核心网设备在收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；核心网设备将话权申请加入话权申请队列中进行排队，并向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；核心网设备在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。通过上述方式，将媒体协商提前到话权排队之前，在话权申请到排队队列前端时，能够立即实现话权授权，减少了信令流程，节省了时间，加快了集群通信的进程。

参阅图3，图3是本发明集群通信方法第二实施方式的流程示意图，在第二实施方式中，上述的核心网设备为核心网中的集群控制功能实体tcf，该方法具体包括：

s31：集群控制功能实体tcf接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的包含话权申请信息和媒体参数信息的会话发起信令。

s32：集群控制功能实体tcf与集群媒体功能实体tmf进行媒体协商。

具体地，集群控制功能实体tcf先将媒体参数信息发送给集群媒体功能实体tmf，以使集群媒体功能实体tmf根据媒体参数信息确定媒体配置信息形成媒体协商结果；集群控制功能实体tcf再接收集群媒体功能实体tmf发送的媒体协商结果。

s33：集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送包含话权排队通知和媒体协商结果的第一响应信令，以使移动管理实体mme将第一响应信令转发给移动终端。

s34：集群控制功能实体tcf接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的第二响应信令。

s35：集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送授权信令，以使移动管理实体mme将授权信令转发给移动终端。

s36：集群控制功能实体tcf接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的第三响应信令。

同时参阅图3和图4，下面以具体的信令对本实施例进行说明：

1、终端ue向移动管理实体mme发送sip(invite+sdp)，移动管理实体mme向集群控制功能实体tcf转发sip(invite+sdp)。

其中，sip(sessioninitiationprotocol)为会话发起协议，sdp(sessiondescriptionprotocol)为会话描述协议。sip消息分两种：请求消息和响应消息，invite表示主叫用户发起会话请求，邀请其他用户加入一个会话。也可以用在呼叫建立后用于更新会话(此时该invite又称为re-invite)。其中的sdp表示对终端ue发起的会话的描述，可以包括媒体信息等。

2、集群控制功能实体tcf与集群媒体功能实体tmf进行媒体协商。

具体地，集群控制功能实体tcf将终端ue发送的sdp发送给集群媒体功能实体tmf，集群媒体功能实体tmf根据sdp中终端ue要求的媒体参数进行配置。

例如，终端ue要求视频通话，并对被呼叫终端的号码、通话时长等进行了要求，集群媒体功能实体tmf则根据上述要求来设置该会话的网关、信道、媒体资源等等，以形成媒体协商结果，再将媒体协商结果返回给集群控制功能实体tcf。

3、集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送sip(200ok+sdp)，移动管理实体mme向终端ue转发sip(200ok+sdp)。

其中，200ok表示成功响应，sdp表示媒体协商结果，该条信令主要用来向终端ue发送话权排队信息。

4、终端ue向移动管理实体mme发送sip(ack)，移动管理实体mme向集群控制功能实体tcf转发sip(ack)。

其中，ack表示客户端向服务器端证实它已经收到了对invite请求的最终响应，在这里即表示终端ue收到了话权排队的信令sip(200ok+sdp)。

5、集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送sip(info)，以使移动管理实体mme将sip(info)转发给移动终端。

其中，info表示对终端ue发起的话权申请进行授权。

6、终端ue向移动管理实体mme发送sip(200ok)，移动管理实体mme向集群控制功能实体tcf转发sip(200ok)。

其中，200ok表示成功响应，即表示收到核心网发送的授权信令。

参阅图5，图5是本发明集群通信方法第三实施方式的流程示意图，在第三实施方式中，上述的核心网设备为核心网中的集群控制功能实体tcf，终端ue为pnas(privatenon-accessstratum，私有非接入层)终端，该方法具体包括：

s51：集群控制功能实体tcf接收由pnas终端发送并通过移动管理实体mme进行协议转换和转发的包含话权申请信息和媒体参数信息的会话发起信令。

不同于上述第一实施例，在本实施例中pnas终端发送的协议需要经过移动管理实体mme的协议转换。

s52：集群控制功能实体tcf与集群媒体功能实体tmf进行媒体协商。

s53：集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送包含话权排队通知和媒体协商结果的第一响应信令，以使移动管理实体mme将第一响应信令转发给pnas终端。

s54：集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送授权信令，以使移动管理实体mme将授权信令转发给pnas终端。

同时参阅图5和图6，下面以具体的信令对本实施例进行说明：

1、pnas终端向移动管理实体mme发送floorrequest，移动管理实体mme对该协议信令floorrequest进行协议转换，并向集群控制功能实体tcf转发协议转换后的信令。

其中，floorrequest表示话权申请。

2、集群控制功能实体tcf与集群媒体功能实体tmf进行媒体协商。

3、集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送floorwait，移动管理实体mme对该协议信令floorwait进行协议转换，并向集群控制功能实体tcf转发协议转换后的信令。

其中，floorwait包括话权排队信息以及媒体协商结果(媒体资源)。

4、集群控制功能实体tcf向移动管理实体mme发送floorgrant，移动管理实体mme对该协议信令floorgrant进行协议转换，并向集群控制功能实体tcf转发协议转换后的信令。

其中，floorgrant表示对pnas终端发起的话权申请进行授权。

在上述实施例中，核心网设备为核心网中的集群控制功能实体tcf，在其他实施例中，也可以是其他的核心网设备，上述实施例仅为举例，并不限制本发明的范围。

参阅图7，图7是本发明用于集群通信的核心网设备第一实施方式的结构示意图，该核心网设备包括：

接收模块71，用于接收用户终端发送的话权申请。

媒体协商模块72，用于在接收模块接收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商。

排队模块73，用于将话权申请加入话权申请队列中进行排队。

发送模块74，用于向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息。

发送模块74还用于在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。

可选的，在一具体的实施方式中，该核心网设备为集群控制功能实体tcf。

其中，接收模块71具体用于接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的包含话权申请信息和媒体参数信息的会话发起信令。

媒体协商模块72具体用于与集群媒体功能实体tmf进行媒体协商。

发送模块73具体用于向移动管理实体mme发送包含话权排队通知和媒体协商结果的第一响应信令，以使移动管理实体mme将第一响应信令转发给移动终端。

发送模块73具体还用于向移动管理实体mme发送授权信令，以使移动管理实体mme将授权信令转发给移动终端。

可选的，接收模块71还用于在移动管理实体mme将第一响应信令转发给移动终端之后，接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的第二响应信令；接收模块71还用于在移动管理实体mme将授权信令转发给移动终端之后，接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的第三响应信令。

区别于现有技术，本实施方式的用于集群通信的核心网设备包括：接收模块，用于接收用户终端发送的话权申请；媒体协商模块，用于在接收模块接收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；排队模块，用于将话权申请加入话权申请队列中进行排队；发送模块，用于向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；发送模块还用于在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。通过上述方式，将媒体协商提前到话权排队之前，在话权申请到排队队列前端时，能够立即实现话权授权，减少了信令流程，节省了时间，加快了集群通信的进程。

参阅图8，图8是本发明用于集群通信的核心网设备第二实施方式的结构示意图，该核心网设备包括接收器81、发射器82以及处理器83。

可选的，接收器81、发射器82、处理器83可以通过一条总线连接。

其中，接收器81用于接收用户终端发送的话权申请。

处理器83用于在接收器收到用户终端发送的话权申请后，进行媒体协商；以及将话权申请加入话权申请队列中进行排队。

发射器82用于向用户终端发送包含话权排队通知和媒体协商结果的响应信息；以及在用户终端发送的话权申请排队至话权申请队列的前端时，向用户终端发送话权授权，以使用户终端进行集群通信。

可选的，在一具体的实施方式中，该核心网设备为集群控制功能实体tcf。

其中，接收器81具体用于接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的包含话权申请信息和媒体参数信息的会话发起信令；

处理器83具体用于与集群媒体功能实体tmf进行媒体协商；

发射器82具体用于向移动管理实体mme发送包含话权排队通知和媒体协商结果的第一响应信令，以使移动管理实体mme将第一响应信令转发给移动终端；以及向移动管理实体mme发送授权信令，以使移动管理实体mme将授权信令转发给移动终端。

可选的，在另一实施例中，发射器82具体用于将媒体参数信息发送给集群媒体功能实体tmf，以使集群媒体功能实体tmf根据媒体参数信息确定媒体配置信息形成媒体协商结果；接收器81具体用于接收集群媒体功能实体tmf发送的媒体协商结果。

可选的，在另一实施例中，移动终端为pnas终端；接收器81用于接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme进行协议转换和转发的包含话权申请信息和媒体参数信息的会话发起信令。

可选的，在另一实施例中，接收器81还用于接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的第二响应信令；接收器82还用于接收由移动终端发送并通过移动管理实体mme转发的第三响应信令。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。