CN101511056A - 一种使用更早指配缩短紧急组呼建立时间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种使用更早指配缩短紧急组呼建立时间的方法，适用于GSM－R系统。紧急组呼的紧迫性决定了其建立的快速性。本发明采用的技术方案是使用更早指配方式，通过合理设置信道请求消息，在随机接入过程中就分配业务信道，在基站控制器侧节省了第二次指配的处理负荷和时延；在移动台侧节省了与旧信道断链，与新信道建立LAPDm连接的时延，共计大约300ms。此外，通过使用更早指配方式，在随机接入过程中就引入优先级信息，提前实现无线资源的预抢占，对提高整个系统的可靠性具有很大的帮助。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种用于GSM-R系统的组呼技术。
背景技术
GSM-R(GSM-Railway，铁路综合数字移动通信系统)系统是以GSM公众移动通信技术为基础、与GSM共同发展、可用单一平台代替现有多种铁路通信与控制系统的铁路综合数字移动通信系统。
GSM-R系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。它在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。在中国铁路的频段为上行885-889MHz，下行方向为930-934MHz。
GSM-R系统通常包括网络子系统(NSS)、基站子系统(BSS)、运行和业务支撑子系统(OSS/BSS)和终端设备等四个部分。其中，网络子系统包括移动交换子系统(SSS)、移动智能网(IN)子系统和通用分组无线业务(GPRS)子系统。
GSM-R传输系统指的是为GSM-R系统各子系统之间的连接提供通道的数字传输系统，包括GSM-R系统为提供基本服务所必需的传输配套单元，如传输光、电缆和传输设备，但不包括直放站远端机和近端机之间的连接通道，也不包括天馈线等连接。
语音组呼业务(Voice Group Call Service，VGCS)是GSM-R提供的一种高级语音呼叫业务，它定义了一种由多方参加(移动台或固网电话)，其中一部分人可以讲话、多方聆听的点对多点的语音通信方式。语音组呼突破了点对点通信的局限性，能够以简便快捷的方式建立群组呼叫，实现调度指挥、紧急通知等特定功能，尤其适用于铁路的行车指挥调度部门。
语音组呼业务使用的是公共下行链路广播功能，这种功能允许在同一个小区的很多用户在一条业务信道上聆听组呼，用这种方法可以节省网元间的空中接口和信令链路上的可用资源，因此频谱利用率较高。一个特定的VGCS通信由组功能码(简称组ID)和组呼域唯一确定。组ID与组呼区域合称为组呼参考，即组呼参考唯一确定一次VGCS通信。组ID标识该组的功能，即由哪些身份的成员参加；组呼区域是指VGCS通信所覆盖的地理范围，以无线蜂窝小区为基本单位，一个组呼区最多可有25个无线蜂窝小区(下文中简称为“小区”)。在同一个时刻，只允许一个用户讲话，允许最多5个调度员同时讲话。调度员可以听到除了自己以外所有人的讲话，收听用户可以听到所有人的谈话。如果有调度员同时在讲话，讲话用户应得到某种指示。调度员允许随时讲话无需发送想要讲话的信号，而想要说话的业务用户必须发送想要讲话的信号，网络按照先来先得的原则分配讲话用户的权利，无需排队。当一个业务用户成为讲话用户后，最后也应发送想要成为收听用户的指示，释放相应的组呼上行链路。在VGCS建立期间，给主叫用户和调度员提供标准的双向信道，给所有的被叫业务用户分配单一的下行链路信道。
为满足铁路对于有些类型的通信的高性能要求，GSM-R定义了称为高级话务功能(ASCI，Advanced Speech CallItem)和增强的多层次抢占和预清除(eMLPP，enhanced Multi-Level Precedence and Pre-empt ion service)的功能，保证高等级呼叫或紧急呼叫的快速可靠建立。中国铁路关于呼叫优先级的定义如下：0级：铁路紧急呼叫；1级：列控数据传输呼叫；2级：调度通信高优先级呼叫(组呼、个呼)、公共紧急呼叫；3级：调度通信呼叫；4级：其它呼叫。
紧急组呼的紧迫性决定了其建立的快速性。3GPP(3rd GenerationPartnership Project，第三代移动通信合作伙伴)协议对紧急组呼的规范在一定程度上缩短了紧急组呼建立的时间，通过做测试发现，在此基础上，还可以进一步缩短紧急组呼的建立时间。
呼叫建立时间定义为用户按下“发送”按钮到至少一个被叫用户接收到信息的时间。对于组呼听者而言，呼叫建立时间就是发起用户发送信道请求消息到至少1个组呼用户接收到通知消息的时间。
正常情况下，在随机接入过程中，网络会首先分配给用户独立专用控制信道(Stand alone Dedicated Control Channel，SDCCH)，之后，当建立消息得到核心网侧寄存器的证实后，才会触发业务信道的分配过程。对于紧急组呼而言，如果仍采用上述方法，会在资源分配时间上造成冗余。
发明内容
本发明公开了一种缩短紧急组呼建立时间的方法，通过使用更早指配方式，设置一些消息的参数，使得紧急组呼在3GPP协议规范的基础上进一步缩短了紧急组呼建立的时间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
移动台(Mobile Station，MS)发起随机接入过程，在信道请求消息中指示出业务的类型为紧急组呼，且要求分配一条全速率业务信道。
然后，基站控制器收到信道请求消息后，通过立即指配消息将所分配的业务信道通知移动台。
接着，移动台在该业务信道上通过完全层三消息将立即建立命令传至移动交换业务中心。
最后，当组呼寄存器(Group Call Register，GCR)返回组呼的正确参数时，移动业务交换中心(Mobile-services Swi tching Center，MSC)一方面开始直接建立呼叫控制SCCP(Signal Conncction Control Part，信令连接控制部分)连接和资源控制SCCP连接，另一方面向移动台发送信道模式修改消息，通知其将之前所分配的业务信道由信令模式转换为业务模式。
本发明的优点是：通过使用更早指配方式，在基站控制器(Base StationController，BSC)侧节省了第二次指配的处理负荷和时延；在移动台侧节省了与旧信道断链，与新信道建立LAPDm(LAP on the Dm channel，Dm信道链路接入协议)连接的时延，共计大约300ms。
本发明的另一个优点是：在随机接入过程中就引入优先级信息，提前实现无线资源的预抢占。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是使用更早指配的紧急组呼建立协议的流程图；
图2是是现有技术中3GPP协议规范(TS03.68)中紧急组呼建立协议流程图。
具体实施方式
本发明采用的技术方案是使用更早指配方式，通过合理设置信道请求消息，在随机接入过程中就分配业务信道，避免二次指配。
参见图1，所采用的具体技术方案如下：
步骤1：移动台向基站控制器发起随机接入信道消息，从而发起随机接入过程，在信道请求消息中指示出业务的类型为紧急组呼，并且要求基站控制器分配一条全速率业务信道。
步骤2：基站控制器收到上述消息后，通过立即指配(业务信道)消息将所分配的业务信道通知移动台。
步骤3：移动台向基站控制器发起业务请求与建链指示消息，指示要建立语音组呼业务。
步骤4：基站控制器在该业务信道上通过完全层三(立即建立)消息，将语音组呼的初步信息和立即建立命令传至移动业务交换中心。
步骤5：移动业务交换中心向访问位置寄存器发送接入过程请求消息，指示访问位置寄存器对比注册数据来核查所请求的语音组呼业务。
步骤6：访问位置寄存器向移动业务交换中心返回接入过程确认消息，确认被请求的业务。
步骤7：基站控制器向移动台发送层二建链帧确认消息，确认第二层链路已经连接并提供业务请求的解决方案。
步骤8：移动业务交换中心向访问位置寄存器发送信息发送消息，将被请求组呼的组ID发送到访问位置寄存器。
步骤9：访问位置寄存器向移动业务交换中心返回完成呼叫消息，完成对组ID的确认。
步骤10：移动业务交换中心向组呼寄存器发出组呼属性请求消息，请求组呼属性。
步骤11：组呼寄存器向移动业务交换中心发送组呼属性确认消息，返回移动业务交换中心所请求的组呼属性。
步骤12：移动业务交换中心向基站控制器发送组呼建立消息，开始直接建立呼叫控制SCCP连接和资源控制SCCP连接。
步骤13：呼叫控制SCCP连接和资源控制SCCP连接建立起来之后，基站控制器向移动业务交换中心返回组呼建立确认消息。
步骤14：基站控制器向移动台发送信道模式修改消息，通知移动台将之前所分配的业务信道由信令模式转换为业务模式。
步骤15：移动台向基站控制器返回信道模式修改确认消息。
步骤16：移动业务交换中心向所有相关的基站控制器发送组呼指配请求消息，其中包含组呼参考、信道类型加密算法等信息。
步骤17：基站控制器向移动业务交换中心返回组呼指配结果消息，回应分配请求。如果没有成功指配组呼，将发送组呼指配失败消息。
步骤18：基站控制器向移动台发出通知消息，通知移动台组呼已经成功连接，可以通话。
步骤19：移动业务交换中心向移动台发送连接消息，确认组呼已经成功建立连接。
其中，上述步骤1具体包括：
合理设置信道请求消息的编码值。根据3GPP协议规范TS0408，这一消息的8bit编码方案，有4种是保留为将来使用的，如表1所示。设定01111111这一编码为发起紧急组呼。
| 取值 | 意义 |
| 01100xx0 | 保留将来使用，当网络收到该值时，将为移动台分配一条SDCCH信道 |
| 01100x01 | 保留将来使用，当网络收到该值时，将为移动台分配一条SDCCH信道 |
| 01100011 | 保留将来使用，当网络收到该值时，将为移动台分配一条SDCCH信道 |
| 01111111 | 保留将来使用，当网络收到该值时，将忽略该消息。 |
表1 信道请求消息编码保留值
参考图1，上述步骤1中的“随机接入信道”、步骤2中的“立即指配(业务信道)”、步骤4中的“完全层三消息(立即建立)”、步骤14中的“信道模式修改”和步骤15中的“信道模式修改确认”消息的内容为本发明提出的创新的消息及消息顺序。
图2是是现有技术中3GPP协议规范(TS03.68)中紧急组呼建立协议流程图。
参考图1、图2，这些消息的不同点如下：
图1的“随机接入信道”消息在该消息中指示出请求业务的类型为紧急组呼，并且要求基站控制器分配一条全速率业务信道；图2的“随机接入信道”消息未指出请求业务的类型，而且没有要求基站控制器分配业务信道，默认的是分配独立专用控制信道。
图1的“立即指配(业务信道)”消息指示给移动台分配的是一条业务信道；图2的“立即指配”消息指示给移动台分配独立专用控制信道。
图1的“完全层三消息(立即建立)”除了向移动业务交换中心提供语音组呼的初步信息外，还包含了立即建立业务信道的信息；图2的“完全层三消息”仅仅是向移动业务交换中心提供语音组呼的初步信息。
图1中有“信道模式修改”和“信道模式修改确认”消息，是为了把分配的业务信道由信令模式转换为业务模式。图2中没有这两条消息，而是通过指配请求消息，请求建立业务信道。
其余消息及消息的顺序是3GPP协议规范TS 03.68已有的技术。
除以上消息的区别之外，图1和图2的不同之处还在于图1中“信道模式修改”消息之前没有“指配请求”消息，并且在“信道模式修改确认”消息之后没有“指配结果”消息，这样，在本发明的方法中省略了这两种消息，从而使得紧急组呼在3GPP协议规范的基础上进一步缩短了紧急组呼建立的时间。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种缩短紧急组呼建立时间的方法，该方法适用于GSM-R系统，其特征在于，该方法包括下列步骤：
步骤1：移动台向基站控制器发起随机接入信道消息，从而发起随机接入过程，在信道请求消息中指示出业务的类型为紧急组呼，并且要求基站控制器分配一条全速率业务信道；
步骤2：基站控制器收到上述消息后，通过立即指配(业务信道)消息，将所分配的业务信道通知移动台；
步骤3：移动台向基站控制器发起业务请求与建链指示消息，指示要建立语音组呼业务；
步骤4：基站控制器在该业务信道上通过完全层三(立即建立)消息，将语音组呼的初步信息和立即建立命令传至移动业务交换中心；
步骤5：移动业务交换中心向访问位置寄存器发送接入过程请求消息，指示访问位置寄存器对比注册数据来核查所请求的语音组呼业务；
步骤6：访问位置寄存器向移动业务交换中心返回接入过程确认消息，确认被请求的业务；
步骤7：基站控制器向移动台发送层二建链帧确认消息，确认第二层链路已经连接并提供业务请求的解决方案；
步骤8：移动业务交换中心向访问位置寄存器发送信息发送消息，将被请求组呼的组ID发送到访问位置寄存器；
步骤9：访问位置寄存器向移动业务交换中心返回完成呼叫消息，完成对组ID的确认；
步骤10：移动业务交换中心向组呼寄存器发出组呼属性请求消息，请求组呼属性；
步骤11：组呼寄存器向移动业务交换中心发送组呼属性确认消息，返回移动业务交换中心所请求的组呼属性；
步骤12：移动业务交换中心向基站控制器发送组呼建立消息，开始直接建立呼叫控制SCCP连接和资源控制SCCP连接；
步骤13：呼叫控制SCCP连接和资源控制SCCP连接建立起来之后，基站控制器向移动业务交换中心返回组呼建立确认消息；
步骤14：基站控制器向移动台发送信道模式修改消息，通知移动台将之前所分配的业务信道由信令模式转换为业务模式；
步骤15：移动台向基站控制器返回信道模式修改确认消息；
步骤16：移动业务交换中心向所有相关的基站控制器发送组呼指配请求消息，其中包含组呼参考、信道类型加密算法等信息；
步骤17：基站控制器向移动业务交换中心返回组呼指配结果消息，回应分配请求；如果没有成功指配组呼，将发送组呼指配失败消息；
步骤18：基站控制器向移动台发出通知消息，通知移动台组呼已经成功连接，可以通话；
步骤19：移动业务交换中心向移动台发送连接消息，确认组呼已经成功建立连接。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：
设置信道请求消息的编码值为01111111，将该编码定义为发起紧急组呼。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：
“随机接入信道”、“立即指配(业务信道)”、“完全层三消息(立即建立)”、“信道模式修改”和“信道模式修改确认”消息的内容为本发明提出的创新方法，也是要求权利保护的地方。
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