专利名称：一种数字集群终端跨调度客户端的切换方法
技术领域：
本发明涉及数字集群系统，特别涉及一种CDMA制式数字集群中终端自主实现跨调度客户端切换的方法。
背景技术：
移动通信技术已经发展到第三代，其中集群通信日益成为一种不可或缺的通讯业务。集群通信是指一种专用的调度通讯方式，包括专用指挥和调度通信，在使用中集群用户可以同时加入呼叫，通话以单工或半双工方式进行。
集群通信经历了简单对讲系统到单基站小系统，再到大容量多区域系统的发展历程，后又经历了从模拟集群到数字集群的飞跃，使得集群通讯在信令编码、采用的多址方式、语音编码、调制解调技术、同步技术、检错纠错及分集技术等方面均可以采用更可靠的数字处理方式。目前广泛应用的两种数字集群系统是基于TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)技术的iDEN(integrated Digital Enhanced Network，综合数字增强型网络)和TETRA(Terrestrial Trunked Radio，陆上集群无线电)，这些系统应用于特定的部门和单位均属于专用集群，为促进数字集群系统的规模应用，同时进一步提高频率资源利用率，集群通信系统在应用上出现了一个新的应用趋势，就是将多个数字集群系统结合在一起统一使用和管理，从而达到能够共用频道和信道，共享覆盖区域、通信业务，共担费用的目的，最终将集群应用从面向个别专业用户发展为面向多个集团用户实现共网运营。
集群通信由专网向共网的发展促进了在现有的GSM(Global System forMobile Communications，全球移动通信系统)、CDMA(Code Division MultipleAccess，码分多址)网络上实现集群技术的研究。
目前基于CDMA2000技术实现的数字集群按信道资源分配方式分主要有两种一种是增强式组呼
申请号为CN200410027538的中国专利申请中公开了一种CDMA2000数字集群系统呼叫过程的控制方法，其呼叫过程包括(1)终端发送呼叫建立请求消息，要求激活群组；(2)系统对终端的呼叫建立请求进行处理；(3)群组进入通话状态，即群组激活，或者呼叫成功建立，此时成功寻呼的终端可以申请说话权；(4)终端要求结束通话，发送通话结束请求，要求系统释放本次呼叫的所有资源，置群组为非激活；(5)系统对通话结束请求处理。
该方法在进行集群呼叫时，为每个集群用户终端单独分配空中信道，用户终端是被按现有CDMA2000 1X普通语音呼叫的寻呼方式，即按IMSI(International Mobile Subscriber Identity，国际移动台识别码)寻呼入呼叫的，且在终端接入呼叫时为终端分配信道也采用的是普通语音呼叫的信道分配方式，这样这种集群呼叫甚至可以以单独分配信道的方式突破地域限制实现漫游，表现与现有专业集群呼叫不同，文中将其称为增强式组呼；另一种是传统式组呼公开号为WO2004/110085 A1的PCT国际申请中公开了CDMA2000移动通讯系统的一种集群通讯方法，由基站系统为在同一小区下的同一群组分配一条公用前向业务信道，群组终端使用公用的长码掩码监听公用前向业务信道，在反向采用一条共享业务信道通过调度的方式为群组终端提供反向业务支持。该专利重点阐明了在无线侧即终端与基站之间建立前向和反向共享信道，终端捕获前向共享业务信道接入呼叫的方式。由于该种通讯方法使用时表现(如一定地域大量用户的组呼等)与现有专业集群相似且为区别于现有CDMA制式集群系统的增强式组呼方式，文中将本发明的呼叫方式称为传统式组呼；中国专利号为CN200410027639，发明名称为“码分多址制式集群系统中实现硬切换的方法”的发明专利在现有CDMA数字集群中增强式呼叫基础上实现了硬切换功能，主要指跨调度客户端硬切换，该专利所述方式只适合增强式组呼，但不适用于传统式信道共享情况下的切换，因为这种方式属于硬切换，终端必然在每次切换时需要系统侧(包括基站侧和网络侧)参与，信令的交互将占据资源造成系统负荷；在跨调度客户端硬切换时由于可靠性和成功率而导致语音质量问题；另外这种切换方式还需要非集群系统的设备——移动交换中心参与在目标小区为发生切换的终端建立独占信道。
中国专利号为CN200310100481，发明名称为“处于接收业务状态的集群终端切换的方法”的发明专利提出了在集群呼叫中业务状态下的终端在不同蜂窝小区间同一组呼前向共享信道的自主切换，这种方式考虑到了共享信道的情况，但其存在以下不足其切换触发条件是信号强度达到源小区与目标小区的阈值，但这样如果空口信号不稳定，可能会导致终端频繁切换；按照其描述该终端在达到信号强度阈值后还要获取寻呼信道广播的当前组号和该集群组的前向共享信道信息，而在CDMA技术中终端是无法在业务态获取寻呼信道信息的，即该方法不适用于CDMA数字集群系统；该专利假设目标侧已有共享信道资源，没有考虑到目标侧无信道资源的情况，而在实际呼叫建立中，如果判断出该区域没有用户，为了节省空口资源提高空口资源利用率，将会释放本次呼叫的资源，这样该专利就无法完成切换了；最后，该专利只考虑了切换对空口影响却没有考虑到对调度客户端的影响。
专利号为WO03055245A1，发明名称为“BASE INITIATED CDMA SOFTHANDOFF FOR GROUP CALL”提出了集群终端在呼叫中实现跨基站控制器(BSC)切换的思想，其中终端目标小区资源信息将由目标小区基站通知，且将为终端分配独占资源(an individual inbound link)，但其不适合目前在CDMA数字集群中传统式组呼的需要，首先CDMA数字集群已经发展到共享信道建立资源的方式，其次邻区信息是变化的，相对的，按其所述方法，每次切换发生时再将这些不同的信息通知终端会耗费系统资源及时间。
发明内容
为解决现有技术中所存在的一系列问题，本发明的目的在于提供一种数字集群终端跨调度客户端的切换方法，提高切换效率，保证切换的可靠性，减少系统负荷，降低切换对语音的影响。
为了实现上述目的，本发明提供了一种数字集群终端跨调度客户端的切换方法，用于传统式组呼，包括邻区信息获取步骤，传统式组呼建立后，组呼范围内的基站控制器通过调度客户端、调度服务器获取邻区信息后通过邻区信道指配消息发送给终端，终端接收所述邻区信道指配消息并存储该消息中携带的邻区信息；终端切换及信息更新步骤，切换条件满足时，终端根据存储的所述邻区信息捕获邻区为本次呼叫所建的共享信道，完成切换，并接收目标区基站广播的邻区信道指配消息，根据其邻区信道指配消息更新终端上存储的邻区信息。
上述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，还包括基站子系统资源释放步骤，一段时间内无任何用户终端上报状态或发送反向信令，基站子系统释放空口信道资源，保留内存数据库中的数据和表项，空口信道资源释放成功后通知其它基站更新邻区信道指配消息，并通知到所属范围内的终端，终端及时更新所述邻区信息。
上述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，还包括资源重建步骤，如果终端切换时目标区无资源，则终端会向目标区基站子系统请求资源重建，目标区基站子系统收到重建请求后，根据该次呼叫信息的数据、表项重建空口信道资源，重建资源成功后，目标区基站子系统向所属范围内的终端广播邻区信道指配消息，并向其他基站子系统广播信道资源重建信息，终端接收到目标区的邻区信道指配消息进行切换，其他基站子系统收到广播信道资源重建信息后，相应调整邻区信道指配消息并广播发送给所属范围内的终端，终端根据收到的邻区信道指配消息更新所述邻区信息。
本发明的数字集群终端跨调度客户端的切换方法通过系统侧在呼叫建立时所做的一系列控制操作，使跨调度客户端时均由终端自主完成，在切换过程中不需要系统侧参与，且不用在目标小区重新建立独占信道，减少了系统负荷，节约了系统资源，提高了切换可靠性，同时本发明完全由集群设备完成而不需要普通语音业务设备MSC的参与，这样也为目前CDMA数字集群由共网向专网发展提供了有利条件。
图1为本发明的小区、邻区示意图；图2为数字集群终端跨调度客户端的切换方法的实现网络结构图；图3为本发明的邻区信息获取步骤执行流程示意图；图4为本发明的终端切换及邻区信息更新步骤执行流程示意图；图5为本发明的基站子系统资源释放步骤执行流程示意图；
图6为本发明的资源重建步骤执行流程示意图。
具体实施例方式
为了便于描述，先对本发明涉及到的一些基本概念进行解释。如图1所示，本发明中的小区101、102、103均指无线通信领域中的蜂窝小区，是无线通信中信号覆盖的一个单元区域，其中源小区102指终端目前所在的蜂窝小区，也是终端移动过程中将要移出的蜂窝小区，目标小区103指终端即将进入的蜂窝小区，邻区则是相对概念，在本发明中特指相邻但不属于同一调度客户端的蜂窝小区。
本发明的数字集群终端跨调度客户端的切换方法的实现网络的结构图如图2所示，包括基站子系统(BSS，Base Station Subsystem)21，用于完成集群通信业务、数据通信业务和普通语音业务的接入，包括支持集群呼叫的收发信机(BTS，Base Transceiver Station)211，基站控制器(BSC，Base Station Controller)212和与网络侧交互的调度客户端(PDC，PTT Dispatch Client)213；调度服务器(PDS，PTT Dispatch Server)22，实现集群呼叫的呼叫控制和话权管理；调度归属寄存器(PHR，PTT Home Register)(图中未示出)，用于保存集群用户和群组的注册信息和位置信息，实现对集群用户的鉴权、授权和计费功能，以及位置更新和群组管理功能；共享集群数据链路(STDL)，是CDMA数字集群语音包由网络侧向基站侧转发的承载，在集群呼叫建立过程中由相应调度客户端与调度服务器建立，用于传送呼叫的所有前向或反向业务数据(语音流)，在呼叫释放时释放。一个调度客户端和一个调度服务器之间的一个激活群组对应一条STDL链路，该STDL链路为该调度客户端覆盖范围下的该激活群组用户所共享；调度客户端213作为集群呼叫接入到调度服务器22的语音数据网关，对反向集群语音业务流进行汇集，对前向集群语音流进行分发，同时调度客户端213还建立到调度服务器22的专用信令链路，在基站控制器212和调度服务器22之间传送和集群呼叫相关的信令。
结合图1和图2所示，当终端在通话过程中如果从属于一个调度客户端的小区102到属于另一个调度客户端的小区103会发生跨调度客户端的切换，且这种切换直接影响语音质量和系统的信令交互成功率。
图2所示的信号覆盖区域是由蜂窝小区组合成的，每个信号覆盖区域属于一个基站收发信机211，而基站收发信机211属于相应的基站控制器212，如果是在CDMA数字集群系统中，则基站控制器212还要受集群系统的调度客户端213控制，这样属于这个基站控制器212的所有小区也就属于相应的调度客户端213。
本发明的数字集群终端跨调度客户端的切换方法包括如下步骤(一)邻区信息获取步骤小区如果有邻区的话，其无线参数均可能不同，即邻区信息是变化的，相对的，不能采取将邻区信息收集到调度服务器，然后由调度服务器向所有调度客户端/基站控制器进行分发的方法，本发明的方法中，每一个在本次传统式组呼范围的基站控制器均通过调度客户端/调度服务器向其它基站控制器请求邻区信息，并在后续步骤中保证了对邻区信息的及时更新然后及时通知到终端，提高了终端获取切换信息的可靠性；邻区信息获取是终端跨调度客户端切换的前提，如图3所示，在传统式组呼已建立的情况下，具体包括如下步骤步骤301，BSC_A向调度服务器发送获取邻区信息请求消息；步骤302，调度服务器收到获取邻区请求消息后向所有BSC(在本发明的实施例中由于只包括两个BSC，因此在此为BSC_B)转发获取邻区信息请求消息；步骤303，收到获取邻区信息请求消息的其它BSC(BSCP_B)返回获取邻区请求响应消息；步骤304，调度服务器向发送获取邻区信息请求消息的BSC(BSC_A)转发获取邻区请求响应消息；步骤305，BSC(BSC_A)收到调度服务器返回的获取邻区请求响应消息后，通过业务信道广播邻区信道指配消息；步骤306，终端接收到邻区信道指配消息后更新所存储的邻区信息。
该邻区信道指配消息是CDMA数字集群中定义的一条消息，使用于传统式组呼中，只要传统式组呼一建立就由基站获取邻区信息并通过前向共享的业务信道向属于其信号覆盖范围的终端(MS，Mobile Station，移动台)发送，该消息的主要功能是用来将邻区信息通知终端，包括邻区的际识，业务信道的长码掩码，Wash码等，终端获知这些信息后如果发生切换即可运用这些信息捕获邻区为本次呼叫所建的共享信道。
在这个过程中，信息的交互不再需要通过MSC(Mobile Switch Center，移动交换中心)去获取邻区信息，保证了集群本身的功能由集群设备完成的需求，也为日后CDMA数字集群系统由共网转专网提供了有利条件。
(二)终端切换及邻区信息更新步骤终端执行切换，且切换完成后需及时更新邻区信息，如图4所示，终端切换及信息更新步骤具体包括如下步骤步骤401，终端接收属于不同调度客户端的小区导频强度信息；步骤402，终端通过导频强度判断是否达到切换条件，如果邻区导频强度大于当前激活导频，且超过自主硬切换比较门限(默认值如3dB，可由系统参数消息设置)则进入步骤403，否则返回步骤401；步骤403，终端起动切换保护定时器；步骤404，切换保护定时器到时，判断切换条件是否依然满足，如果是进入步骤405，否则返回步骤401；步骤405，终端根据已存储的邻区信息中的目标区信息，捕获该区域内该组已建立的共享业务信道，完成跨调度客户端自主切换；步骤406，已切换成功的终端接收目标区基站通过业务信道广播的邻区信道指配消息；步骤407，终端接收到邻区信道指配消息后更新所存储的邻区信息后，返回步骤401。
切换过程是终端自主完成的，在目标区也是接入共享信道，而不再需要移动交换中心(MSC)参与为该切换终端在目标区建立相应的专用信道，没有专用信道也就无需硬切换过程了。
(三)基站子系统资源释放步骤某个基站的小区资源释放成功后需要通知其它基站，以便其它基站更新邻区信道指配消息的内容并及时通知到所属范围内的终端，这里资源被释放的结果也是后面步骤(四)资源重建步骤的前提——目标区无资源的原因，如图5所示，具体包括如下步骤
步骤501，基站控制器起动小区无用户判断定时器，用于判断某小区某次传统式呼叫在一段时间内有无任何用户终端上报状态或发送反向信令，该定时器时长可配置；步骤502，某小区某次传统式呼叫小区无用户判断定时器到时后，如果基站控制器判断出在一定时间内没有终端反向信令或状态上报，则回收在该小区为本次呼叫建立的共享信道资源，即释放空口信道资源，否则返回步骤501；步骤503，共享信道资源释放成功后，基站控制器经调度客户端通知调度服务器；步骤504，调度服务器向其它属于本次传统式组呼的基站控制器广播信道资源释放信息；步骤505，其它属于本次传统式组呼的基站控制器收到由调度服务器转发的信道资源释放信息后，调整邻区信道指配消息中邻区信息的内容并在业务信道上发送；步骤506，终端收到其所属基站控制器发送的邻区信道指配消息，更新所存储的邻区信息。
在本步骤中，基站只释放信道资源，而关于本次呼叫基站侧内存数据库里的数据(表项)并不释放，且基站控制器/调度客户端与调度服务器(PDS)之间的共享集群数据链路(STDL)也不释放，以响应可能的资源重建请求，这些数据及链路只有在本次呼叫结束的时候才由PDS通知释放。
(四)资源重建步骤；切换时目标区无资源，则需进行资源重建步骤，且目标区资源重建成功后需要通知其它基站以便其它基站更新邻区信道指配消息的内容并及时通知到所属范围内的终端，如图6所示，该资源重建步骤具体包括如下步骤步骤601，具备切换条件的终端探测不到目标区为本次呼叫分配了资源，这里的探测是指能否收到目标区广播的“邻区信道指配消息”；步骤602，终端向目标区基站发送资源重建请求消息；步骤603，目标区基站收到资源重建请求消息后根据已保留的该次呼叫信息(内存数据库里的数据、表项)重建资源；步骤604，目标区基站建立信道资源成功后广播邻区信道指配消息；步骤605，该终端此时探测到目标区的邻区信道指配消息，进行自主切换；
步骤606，目标区资源建立成功后通知调度服务器；步骤607，调度服务器向其它基站子系统广播信道资源重建信息；步骤608，其它基站子系统收到由调度服务器转发的信道资源重建信息后，调整邻区信道指配消息的内容并在业务信道上发送；步骤609，其它基站子系统下的终端收到邻区信道指配消息后更新所存储的邻区信息。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种数字集群终端跨调度客户端的切换方法，用于传统式组呼，其特征在于，包括邻区信息获取步骤，传统式组呼建立后，传统组呼范围内的基站控制器通过调度客户端、调度服务器获取邻区信息后通过邻区信道指配消息发送给终端，终端接收所述邻区信道指配消息并存储所述邻区信息；终端切换及信息更新步骤，切换条件满足时，终端根据存储的所述邻区信息捕获邻区为本次呼叫所建的共享信道，完成切换，并接收目标区基站广播的邻区信道指配消息，并根据邻区信道指配消息更新所述邻区信息。
2.根据权利要求1所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，还包括基站子系统资源释放步骤，一段时间内无任何用户终端上报状态或发送反向信令，基站子系统释放空口信道资源，保留内存数据库中的数据和表项，空口信道资源释放成功后通知其它基站更新邻区信道指配消息，并通知到所属范围内的终端，终端根据更新的邻区信道指配消息更新所述邻区信息。
3.根据权利要求2所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，还包括资源重建步骤，如果终端切换时目标区无资源，则由目标区基站子系统根据该次呼叫信息的数据、表项重建资源，重建资源成功后，目标区基站子系统向所属范围内的终端广播邻区信道指配消息，并向其他基站子系统广播信道资源重建信息，终端接收到目标区的邻区信道指配消息进行切换，其他基站子系统收到广播信道资源重建信息后，相应调整邻区信道指配消息并广播发送给所属范围内的终端，终端根据收到的目标区邻区信道指配消息更新所述邻区信息。
4.根据权利要求3所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，所述邻区信息获取步骤具体包括步骤301，基站控制器向调度服务器发送获取邻区信息请求消息；步骤302，调度服务器收到获取邻区请求消息后向其他基站控制器转发获取邻区信息请求消息；步骤303，收到获取邻区信息请求消息的基站控制器返回获取邻区请求响应消息；步骤304，调度服务器向发送获取邻区信息请求消息的基站控制器转发获取邻区请求响应消息；步骤305，基站控制器收到调度服务器返回的获取邻区请求响应消息后，通过业务信道广播邻区信道指配消息；步骤306，终端根据接收到的邻区信道指配消息更新所存储的邻区信息。
5.根据权利要求3所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，终端切换及信息更新步骤具体包括步骤401，终端接收属于不同调度客户端的小区导频强度信息；步骤402，终端通过导频强度判断是否达到切换条件，如果邻区导频强度大于当前激活导频，且超过自主硬切换比较门限则进入步骤403，否则返回步骤401；步骤403，终端起动切换保护定时器；步骤404，切换保护定时器到时，判断切换条件是否依然满足，如果是进入步骤405，否则返回步骤401；步骤405，终端根据已存储的邻区信息，捕获该区域内该组呼已建立的共享业务信道，完成跨调度客户端切换；步骤406，已切换成功的终端接收目标区基站通过业务信道广播的邻区信道指配消息；步骤407，终端接收到邻区信道指配消息后更新所存储的邻区信息，返回步骤401。
6.根据权利要求3所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，基站子系统资源释放步骤具体包括步骤501，基站控制器起动小区无用户判断定时器；步骤502，小区无用户判断定时器到时后，基站控制器判断是否有终端反向信令或状态上报，如果没有则释放空口信道资源，否则返回步骤501；步骤503，共享信道资源释放成功后，基站控制器经调度客户端通知调度服务器；步骤504，调度服务器向本次传统式组呼的其它基站控制器广播信道资源释放信息；步骤505，其它属于本次传统式组呼的基站控制器收到由调度服务器转发的信道资源释放信息后，相应调整邻区信道指配消息的内容并在业务信道上发送；步骤506，终端收到其所属基站控制器发送的邻区信道指配消息，更新所存储的邻区信息。
7.根据权利要求6所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，资源重建步骤具体包括步骤601，具备切换条件的终端探测不到目标区为本次呼叫分配了资源，向目标区基站发送资源重建请求消息；步骤602，目标区基站收到资源重建请求消息后根据内存数据库中的该次呼叫的数据、表项重建资源；步骤603，目标区基站重建信道资源成功后广播邻区信道指配消息，并通过调度服务器向其他基站子系统广播信道资源重建信息；步骤604，终端接收到目标区的邻区信道指配消息后进行切换；步骤605，其它基站子系统收到由调度服务器转发的信道资源重建信息后，相应调整邻区信道指配消息的内容并在业务信道上发送；步骤609，其它基站子系统下的终端收到邻区信道指配消息后更新所存储的邻区信息。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的数字集群终端跨调度客户端的切换方法，其特征在于，所述邻区信息包括但不限于邻区的标识、业务信道的长码掩码、Wash码。
全文摘要
一种数字集群终端跨调度客户端的切换方法，包括邻区信息获取步骤，传统式组呼建立后，传统组呼范围内的基站控制器通过调度客户端、调度服务器获取邻区信息后发送给终端，终端接收并存储所述邻区信息；终端切换及信息更新步骤，切换条件满足时，终端根据所述邻区信息捕获邻区为本次呼叫所建的共享信道，完成切换，并接收目标区基站广播的邻区信道指配消息，更新所述邻区信息。本发明跨调度客户端时均由终端自主完成，在切换过程中不需要系统侧参与，且不用在目标小区重新建立独占信道，减少了系统负荷，节约了系统资源，提高了切换可靠性，同时不需要普通语音业务设备MSC的参与，为目前CDMA数字集群由共网向专网发展提供了有利条件。
文档编号H04W36/00GK1997219SQ20061001112
公开日2007年7月11日 申请日期2006年1月6日 优先权日2006年1月6日
发明者李立平, 宋莉, 熊卫刚 申请人:中兴通讯股份有限公司