一種核心網設備及其集群通信方法與流程

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種核心網設備及其集群通信方法。

背景技術：

集群通信業務是指利用具有信道共用和動態分配等技術特點的集群通信系統組成的集群通信共網，為多個部門、單位等集團用戶提供的專用指揮調度等通信業務。集群通信系統，是一種高級移動調度系統，代表著通信體制之一的專用移動通信網發展方向。

在集群通信中，當申請話權業務的終端過多時，往往需要進行排隊。在現有的話權申請排隊技術中，當終端申請話權后，若集群核心網根據決策策略決定當前申請話權的終端在話權隊列排隊，則集群核心網通過向終端發送的信令中攜帶pttwaiting通知該終端需要進行話權排隊。在終端可獲得話權前，集群核心網必須為該終端分配媒體資源，終端需在這之前與核心網完成媒體協商。

在現有技術中，在核心網話權授權時，才會進行媒體協商，較為浪費時間。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種核心網設備及其集群通信方法，能夠在話權申請到排隊隊列前端時，立即實現話權授權，減少了信令流程，節省了時間，加快了集群通信的進程。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種集群通信方法，該集群通信方法包括：核心網設備在收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；核心網設備將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊，并向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；核心網設備在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種用于集群通信的核心網設備，該核心網設備包括：接收模塊，用于接收用戶終端發送的話權申請；媒體協商模塊，用于在接收模塊接收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；排隊模塊，用于將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊；發送模塊，用于向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；發送模塊還用于在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。

為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是：提供一種用于集群通信的核心網設備，該核心網設備包括接收器、發射器以及處理器；接收器用于接收用戶終端發送的話權申請；處理器用于在接收器收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；以及將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊；發射器用于向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；以及在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明的集群通信方法包括：核心網設備在收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；核心網設備將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊，并向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；核心網設備在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。通過上述方式，將媒體協商提前到話權排隊之前，在話權申請到排隊隊列前端時，能夠立即實現話權授權，減少了信令流程，節省了時間，加快了集群通信的進程。

附圖說明

圖1是集群通信系統架構示意圖；

圖2是本發明集群通信方法第一實施方式的流程示意圖；

圖3是本發明集群通信方法第二實施方式的流程示意圖；

圖4是本發明集群通信方法第二實施方式的信令傳輸示意圖；

圖5是本發明集群通信方法第三實施方式的流程示意圖；

圖6是本發明集群通信方法第三實施方式的信令傳輸示意圖；

圖7是本發明用于集群通信的核心網設備第一實施方式的結構示意圖；

圖8是本發明用于集群通信的核心網設備第二實施方式的結構示意圖。

具體實施方式

本發明應用于集群系統，集群系統的架構如圖1所示，包括核心網11，承載網絡12，基站13以及終端14，其中核心網11通過承載網絡12與多個基站連接13，所述承載網絡12具體可以是ip承載網絡。所述集群系統可以是寬帶集群系統，例如lte(longtermevolution，長期演進)寬帶集群系統，也可以是窄帶集群系統例如pdt(professionaldigitaltrunking，專用數字集群)集群系統。

在不同的集群系統中，核心網11可以具有不同的核心網設備。例如，在lte寬帶集群系統中，核心網11可以包括emme(enhancedmobilitymanagemententity，增強型移動管理實體)，tcf(trunkingcontrolfunction，集群控制功能模塊)，ehss(enhancedhomesubscriberserver，增強型歸屬用戶服務器)，xgw(xgateway，集群網關)，tmf(trunkingmediafunction，集群媒體功能模塊)五種網元，其中xgw為核心網網關(gateway，gw)。pdt集群系統中，核心網設備具體可以是交換機，由交換機實現上述五種網元的功能。

參閱圖2，圖2是本發明集群通信方法第一實施方式的流程示意圖，該方法包括：

s21：核心網設備在收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商。

移動終端在需要進行集群通信時，通過基站以及承載網絡向核心網發送話權申請信息。其中，該話權申請信息可以包括被叫的用戶信息和媒體參數信息，其中，被叫用戶信息可以包括被叫用戶的號碼、ip地址等，媒體參數信息可以包括媒體類型，通話時間等等。

媒體協商即是根據移動終端的話權申請信息中包含的被叫用戶信息和媒體參數信息來進行地址分配、信道選擇、媒體參數設置等。

s22：核心網設備將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊，并向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息。

其中，媒體協商結果即為上述提到的地址分配、信道選擇、媒體參數設置等的結果。

可以理解的，當核心網正對一個話權申請進行處理時，收到其他的話權申請，則需要對其他話權申請進行排隊。

s23：核心網設備在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。

值得注意的是，在現有技術中，核心網設備在收到終端發送的話權申請后，先將話權申請進行排隊，并向終端發送排隊信息，在話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，才會進行媒體協商，并向終端發送話權授權信息。而在本實施方式中，在收到終端發送的話權申請后，先進行媒體協商，在在話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，可以直接向終端發送話權授權信息，節省了時間。

區別于現有技術，本實施方式的集群通信方法包括：核心網設備在收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；核心網設備將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊，并向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；核心網設備在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。通過上述方式，將媒體協商提前到話權排隊之前，在話權申請到排隊隊列前端時，能夠立即實現話權授權，減少了信令流程，節省了時間，加快了集群通信的進程。

參閱圖3，圖3是本發明集群通信方法第二實施方式的流程示意圖，在第二實施方式中，上述的核心網設備為核心網中的集群控制功能實體tcf，該方法具體包括：

s31：集群控制功能實體tcf接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的包含話權申請信息和媒體參數信息的會話發起信令。

s32：集群控制功能實體tcf與集群媒體功能實體tmf進行媒體協商。

具體地，集群控制功能實體tcf先將媒體參數信息發送給集群媒體功能實體tmf，以使集群媒體功能實體tmf根據媒體參數信息確定媒體配置信息形成媒體協商結果；集群控制功能實體tcf再接收集群媒體功能實體tmf發送的媒體協商結果。

s33：集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的第一響應信令，以使移動管理實體mme將第一響應信令轉發給移動終端。

s34：集群控制功能實體tcf接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的第二響應信令。

s35：集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送授權信令，以使移動管理實體mme將授權信令轉發給移動終端。

s36：集群控制功能實體tcf接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的第三響應信令。

同時參閱圖3和圖4，下面以具體的信令對本實施例進行說明：

1、終端ue向移動管理實體mme發送sip(invite+sdp)，移動管理實體mme向集群控制功能實體tcf轉發sip(invite+sdp)。

其中，sip(sessioninitiationprotocol)為會話發起協議，sdp(sessiondescriptionprotocol)為會話描述協議。sip消息分兩種：請求消息和響應消息，invite表示主叫用戶發起會話請求，邀請其他用戶加入一個會話。也可以用在呼叫建立后用于更新會話(此時該invite又稱為re-invite)。其中的sdp表示對終端ue發起的會話的描述，可以包括媒體信息等。

2、集群控制功能實體tcf與集群媒體功能實體tmf進行媒體協商。

具體地，集群控制功能實體tcf將終端ue發送的sdp發送給集群媒體功能實體tmf，集群媒體功能實體tmf根據sdp中終端ue要求的媒體參數進行配置。

例如，終端ue要求視頻通話，并對被呼叫終端的號碼、通話時長等進行了要求，集群媒體功能實體tmf則根據上述要求來設置該會話的網關、信道、媒體資源等等，以形成媒體協商結果，再將媒體協商結果返回給集群控制功能實體tcf。

3、集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送sip(200ok+sdp)，移動管理實體mme向終端ue轉發sip(200ok+sdp)。

其中，200ok表示成功響應，sdp表示媒體協商結果，該條信令主要用來向終端ue發送話權排隊信息。

4、終端ue向移動管理實體mme發送sip(ack)，移動管理實體mme向集群控制功能實體tcf轉發sip(ack)。

其中，ack表示客戶端向服務器端證實它已經收到了對invite請求的最終響應，在這里即表示終端ue收到了話權排隊的信令sip(200ok+sdp)。

5、集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送sip(info)，以使移動管理實體mme將sip(info)轉發給移動終端。

其中，info表示對終端ue發起的話權申請進行授權。

6、終端ue向移動管理實體mme發送sip(200ok)，移動管理實體mme向集群控制功能實體tcf轉發sip(200ok)。

其中，200ok表示成功響應，即表示收到核心網發送的授權信令。

參閱圖5，圖5是本發明集群通信方法第三實施方式的流程示意圖，在第三實施方式中，上述的核心網設備為核心網中的集群控制功能實體tcf，終端ue為pnas(privatenon-accessstratum，私有非接入層)終端，該方法具體包括：

s51：集群控制功能實體tcf接收由pnas終端發送并通過移動管理實體mme進行協議轉換和轉發的包含話權申請信息和媒體參數信息的會話發起信令。

不同于上述第一實施例，在本實施例中pnas終端發送的協議需要經過移動管理實體mme的協議轉換。

s52：集群控制功能實體tcf與集群媒體功能實體tmf進行媒體協商。

s53：集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的第一響應信令，以使移動管理實體mme將第一響應信令轉發給pnas終端。

s54：集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送授權信令，以使移動管理實體mme將授權信令轉發給pnas終端。

同時參閱圖5和圖6，下面以具體的信令對本實施例進行說明：

1、pnas終端向移動管理實體mme發送floorrequest，移動管理實體mme對該協議信令floorrequest進行協議轉換，并向集群控制功能實體tcf轉發協議轉換后的信令。

其中，floorrequest表示話權申請。

2、集群控制功能實體tcf與集群媒體功能實體tmf進行媒體協商。

3、集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送floorwait，移動管理實體mme對該協議信令floorwait進行協議轉換，并向集群控制功能實體tcf轉發協議轉換后的信令。

其中，floorwait包括話權排隊信息以及媒體協商結果(媒體資源)。

4、集群控制功能實體tcf向移動管理實體mme發送floorgrant，移動管理實體mme對該協議信令floorgrant進行協議轉換，并向集群控制功能實體tcf轉發協議轉換后的信令。

其中，floorgrant表示對pnas終端發起的話權申請進行授權。

在上述實施例中，核心網設備為核心網中的集群控制功能實體tcf，在其他實施例中，也可以是其他的核心網設備，上述實施例僅為舉例，并不限制本發明的范圍。

參閱圖7，圖7是本發明用于集群通信的核心網設備第一實施方式的結構示意圖，該核心網設備包括：

接收模塊71，用于接收用戶終端發送的話權申請。

媒體協商模塊72，用于在接收模塊接收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商。

排隊模塊73，用于將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊。

發送模塊74，用于向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息。

發送模塊74還用于在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。

可選的，在一具體的實施方式中，該核心網設備為集群控制功能實體tcf。

其中，接收模塊71具體用于接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的包含話權申請信息和媒體參數信息的會話發起信令。

媒體協商模塊72具體用于與集群媒體功能實體tmf進行媒體協商。

發送模塊73具體用于向移動管理實體mme發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的第一響應信令，以使移動管理實體mme將第一響應信令轉發給移動終端。

發送模塊73具體還用于向移動管理實體mme發送授權信令，以使移動管理實體mme將授權信令轉發給移動終端。

可選的，接收模塊71還用于在移動管理實體mme將第一響應信令轉發給移動終端之后，接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的第二響應信令；接收模塊71還用于在移動管理實體mme將授權信令轉發給移動終端之后，接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的第三響應信令。

區別于現有技術，本實施方式的用于集群通信的核心網設備包括：接收模塊，用于接收用戶終端發送的話權申請；媒體協商模塊，用于在接收模塊接收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；排隊模塊，用于將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊；發送模塊，用于向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；發送模塊還用于在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。通過上述方式，將媒體協商提前到話權排隊之前，在話權申請到排隊隊列前端時，能夠立即實現話權授權，減少了信令流程，節省了時間，加快了集群通信的進程。

參閱圖8，圖8是本發明用于集群通信的核心網設備第二實施方式的結構示意圖，該核心網設備包括接收器81、發射器82以及處理器83。

可選的，接收器81、發射器82、處理器83可以通過一條總線連接。

其中，接收器81用于接收用戶終端發送的話權申請。

處理器83用于在接收器收到用戶終端發送的話權申請后，進行媒體協商；以及將話權申請加入話權申請隊列中進行排隊。

發射器82用于向用戶終端發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的響應信息；以及在用戶終端發送的話權申請排隊至話權申請隊列的前端時，向用戶終端發送話權授權，以使用戶終端進行集群通信。

可選的，在一具體的實施方式中，該核心網設備為集群控制功能實體tcf。

其中，接收器81具體用于接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的包含話權申請信息和媒體參數信息的會話發起信令；

處理器83具體用于與集群媒體功能實體tmf進行媒體協商；

發射器82具體用于向移動管理實體mme發送包含話權排隊通知和媒體協商結果的第一響應信令，以使移動管理實體mme將第一響應信令轉發給移動終端；以及向移動管理實體mme發送授權信令，以使移動管理實體mme將授權信令轉發給移動終端。

可選的，在另一實施例中，發射器82具體用于將媒體參數信息發送給集群媒體功能實體tmf，以使集群媒體功能實體tmf根據媒體參數信息確定媒體配置信息形成媒體協商結果；接收器81具體用于接收集群媒體功能實體tmf發送的媒體協商結果。

可選的，在另一實施例中，移動終端為pnas終端；接收器81用于接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme進行協議轉換和轉發的包含話權申請信息和媒體參數信息的會話發起信令。

可選的，在另一實施例中，接收器81還用于接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的第二響應信令；接收器82還用于接收由移動終端發送并通過移動管理實體mme轉發的第三響應信令。

在本發明所提供的幾個實施方式中，應該理解到，所揭露的方法以及設備，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的設備實施方式僅僅是示意性的，例如，所述模塊或單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施方式方案的目的。

另外，在本發明各個實施方式中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現，也可以采用軟件功能單元的形式實現。

上述其他實施方式中的集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)或處理器(processor)執行本發明各個實施方式所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。