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一種疊加于TD-SCDMA 3G網(wǎng)絡(luò)的PTT手機方案

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作者: 時間:2008-01-17 來源: 收藏

  本文提出了一種疊加于公眾移動通信網(wǎng)的 (Push-To-Talk)手機方案。它的基本設(shè)計思想是利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)提供手機的服務(wù),業(yè)務(wù)邏輯采用半雙工模式,支持一對一、一對多通話。

   (Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access)的中文含義為時分同步碼分多址接入,中國提出的TD-SCDMA已正式成為全球標準之一。最近幾年是中國自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)TD-SCDMA在經(jīng)歷了多年研發(fā)測試后,走向產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵時期。中國移動、中國電信、中國網(wǎng)通已經(jīng)在10個城市和地區(qū)開展了TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。在這10個城市中,除了包括承辦奧運會比賽項目的北京、天津、上海、青島、秦皇島、沈陽之外,還包括廈門、保定等。在將來TD-SCDMA的用戶至少可以達到上億,無疑TD-SCDMA在中國時代將扮演重要的角色。

  

 采用迭加方式的TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示例圖

  圖1 采用迭加方式的TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示例圖

   (Push-To-Talk)就是“即按即說”,一按就可以通話,其功能類似于對講機。用戶按下一個按鍵就可以立刻和一個或多個用戶進行通信,松開按鍵則進入被動接聽狀態(tài),它的中文譯名“即按即說” 很形象地描述了其業(yè)務(wù)特點。對指揮調(diào)度功能要求較高的企事業(yè)、鐵道、民航、水利、電力、工礦、油田、港口、輕軌和地鐵、公、檢、法、安全、海關(guān)以及軍隊、武警等部門,特別是中國舉辦的2008奧運都非常適用。

  其實我們身邊不乏支持PTT的手機產(chǎn)品:諾基亞的3230、6270、6681;摩托羅拉支持GSM雙頻的Motorola V400p、支持CDMA網(wǎng)絡(luò)的T300p和V65p,另外三星、LG也有不少支持此技術(shù)的產(chǎn)品。但是中國未來的移動通信系統(tǒng),特別是軍用系統(tǒng),必須立足于自主研發(fā)的新一代寬帶移動通信技術(shù)體制,從根本上構(gòu)建自己的移動通信系統(tǒng)?;赥D-SCDMA的PTT的手機擁有自主知識產(chǎn)權(quán),可以提供長期和安全的信息保證,有利于推進第三代移動通信系統(tǒng)的軍民協(xié)同發(fā)展。如上所述,TD-SCDMA在中國有良好的發(fā)展勢頭和PTT的各種其他通信設(shè)備所不能代替的優(yōu)越條件,所以本文討論的基于TD-SCDMA技術(shù)的PTT手機非常有意義并且有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>

  迭加式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

  一個完整的基于TD-SCDMA技術(shù)的集群系統(tǒng)應(yīng)包括移動終端、基站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、調(diào)度臺等設(shè)備,需要較長的研發(fā)周期和較大的人力財力投入。目前,中國已有移動終端(手機),并且中國正大規(guī)模建TD-SCDMA網(wǎng),在這種情況下必須揚長避短,在已有移動終端、基站和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)上,定義專用的集群接口,開發(fā)相應(yīng)的服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫和調(diào)度臺來實現(xiàn)集群功能,從而借助現(xiàn)有的TD-SCDMA 移動通信系統(tǒng)提供PTT業(yè)務(wù)。這種移動終端提供PTT業(yè)務(wù)的方案即稱為疊加方案,也就是將PTT技術(shù)應(yīng)用TD-SCDMA 3G移動網(wǎng)絡(luò)。

  1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

  采用疊加方式實現(xiàn)TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng),從而要求沿用現(xiàn)有TD-SCDMA接入網(wǎng)和核心網(wǎng);改造現(xiàn)有終端,新增集群子系統(tǒng)(集群服務(wù)器、集群數(shù)據(jù)庫、集群控制臺)。疊加方式的TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)示例圖如圖1所示。

  2 新增功能實體和子系統(tǒng)

 ?、偌航K端(PTT UE)

  

集群終端協(xié)議棧
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  圖2 集群終端協(xié)議棧

  PTT終端除具備TD-SCDMA終端的一般功能外(語音、短信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等),還應(yīng)具備以下PTT特有的功能:直通、組呼和群呼等。通過改造現(xiàn)有TD-SCDMA終端實現(xiàn)集群終端,其協(xié)議棧如圖2所示。圖中灰色部分為TD-SCDMA終端原有協(xié)議。

  

 調(diào)度控制臺協(xié)議棧

  圖3 調(diào)度控制臺協(xié)議棧

 ?、诩悍?wù)器(PTT Server)

  集群調(diào)度服務(wù)器提供調(diào)度臺的接入功能,負責對PTT終端用戶和調(diào)度臺用戶的身份、權(quán)限和業(yè)務(wù)能力進行鑒權(quán)和認證,同時提供調(diào)度臺與集群系統(tǒng)之間的語音和數(shù)據(jù)通道。主要功能如下:PTT終端用戶和調(diào)度臺用戶的基本簽約信息、業(yè)務(wù)簽約信息管理; PTT終端用戶群組信息管理;PTT終端用戶業(yè)務(wù)統(tǒng)計和計費信息管理;提供對PTT終端用戶和調(diào)度臺用戶的鑒權(quán)和認證;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā);提供與TD-SCDMA核心網(wǎng)分組域的接口功能;提供與集群數(shù)據(jù)庫以及有線調(diào)度臺的接口功能。

  ③集群數(shù)據(jù)庫(PTT DATA)

  集群數(shù)據(jù)庫用于存儲PTT終端用戶和調(diào)度臺用戶的相關(guān)信息,例如:PTT 終端用戶和調(diào)度臺用戶的基本簽約信息;PTT 終端用戶和調(diào)度臺用戶的業(yè)務(wù)簽約信息;PTT 終端用戶的群組信息;PTT 終端用戶計費信息;PTT 終端用戶和調(diào)度臺用戶的鑒權(quán)數(shù)據(jù)。

 ?、芗赫{(diào)度臺

  采用有線調(diào)度控制臺,對集群用戶進行調(diào)度控制和業(yè)務(wù)管理,具備如下功能:單呼、組呼、廣播呼叫、強插/強拆、動態(tài)重組、執(zhí)行對用戶的調(diào)度控制,同時具備群組和用戶的業(yè)務(wù)管理功能。調(diào)度控制臺的協(xié)議棧如圖3所示。

  

采用疊加方式的TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)接口示意圖

  圖4 采用疊加方式的TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)接口示意圖

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  3 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

  采用疊加方式的TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)接口示意圖如圖4所示。

  集群子系統(tǒng)采用SIP(Session Initiation Protocol)協(xié)議對集群終端進行會話管理,數(shù)據(jù)的傳輸和接收基于RTP/UDP/IP協(xié)議,如圖5所示。

  

端到端的協(xié)議框架

  圖5 端到端的協(xié)議框架

  呼叫流程

  TD-SCDMA數(shù)字集群系統(tǒng)的典型業(yè)務(wù)包括:單呼、組呼和組播?,F(xiàn)以組呼為例,簡單介紹呼叫流程。用戶撥打群/組號碼,按下PTT鍵后,承載集群呼叫請求的空中信令發(fā)送到RNS,RNS隨即向被叫用戶發(fā)起尋呼,然后將承載信道指配和話權(quán)授權(quán)的空中信令發(fā)往主叫用戶,將承載信道指配和話權(quán)占用提示的空中信令發(fā)往被叫用戶,組呼呼叫隨即建立起來,如圖6所示。

  業(yè)務(wù)流程步驟描述:①用戶撥打群/組號碼按下PTT鍵發(fā)起組呼,終端發(fā)起集群組呼請求;②RNS系統(tǒng)分配資源,向PSS系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)集群呼叫建立請求;③PSS系統(tǒng)鑒權(quán)通過后,根據(jù)組內(nèi)用戶的位置信息,向相應(yīng)的RNS系統(tǒng)發(fā)送集群呼叫連接請求;④RNS系統(tǒng)對組內(nèi)用戶進行尋呼;⑤RNS系統(tǒng)對主叫用戶進行信道分配;⑥RNS系統(tǒng)收到組內(nèi)用戶的尋呼響應(yīng);⑦RNS系統(tǒng)對尋呼響應(yīng)的組內(nèi)用戶進行信道分配;⑧RNS系統(tǒng)PSS系統(tǒng)集群呼叫建立完成;⑨PSS系統(tǒng)對主叫用戶發(fā)送話權(quán)授權(quán)提示;⑩PSS系統(tǒng)對組內(nèi)其他用戶發(fā)送話權(quán)占用提示。

  

組呼呼叫建立流程

  圖6 組呼呼叫建立流程

  結(jié)語

  由于手機功能不斷豐富,菜單的內(nèi)容和層次越來越多,菜單變得越來越臃腫,給用戶帶來操作上的不便。本文提出的基于現(xiàn)有TD-SCDMA網(wǎng)的集群體系結(jié)構(gòu),讓手機實現(xiàn)PTT功能,一按某一個鍵就立即通話,剛好滿足了用戶快速通話的要求。對運營商而言,該方案具有較高的安全性和可靠性,不用對現(xiàn)有移動網(wǎng)絡(luò)做改動,只需要增加新的功能節(jié)點即可實現(xiàn)手機的PTT功能。隨著中國3G牌照的發(fā)放,將會給TD-SCDMA帶來更加深刻的影響,也將給基于TD-SCDMA網(wǎng)的PTT手機帶來無限發(fā)展機會。



關(guān)鍵詞: TD-SCDMA PTT 3G 通信基礎(chǔ)

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