技术特征：
1.一种集群通信系统，其特征在于，包括：统一数据管理udm、会话管理功能smf、用户平面功能upf、接入和移动性管理功能amf和鉴权服务器功能ausf、集群控制功能tcf、多播会话管理功能mb-smf和多播用户平面功能mb-upf，其中，所述tcf用于实现集群业务控制，所述tcf通过nt5接口与ue进行通信，所述nt5接口用于传输集群业务信令，nt5接口即ue和tcf之间的应用层接口，所述tcf通过ntcf接口与smf、amf或udm进行交互，ntcf是tcf提供的基于服务的接口，该接口能够实现tcf向udm通知集群ue的服务tcf，获取ue/群组的集群签约数据，检索被叫ue的状态；amf向tcf提供集群ue的移动性和可达性信息；tcf通知smf建立集群qos流；当集群业务跨域时，通过tcf之间的接口传输集群信令；所述udm除了用于提供ue上下文管理、用户签约数据管理、ue鉴权和事件开放服务操作之外，提供集群用户签约数据管理和群组签约数据管理；所述amf除了用于提供通信服务操作、移动性事件订阅服务操作、寻呼服务操作和位置信息提供服务操作之外，提供集群用户移动性管理；所述smf除了用于提供协议数据单元pdu会话管理、能力开放服务之外，提供集群业务会话管理；所述ausf提供集群业务鉴权服务，用于对集群ue进行集群业务鉴权；所述mb-smf为多播信令面对多播承载的控制锚点；所述mb-upf为多播用户面锚点；所述smf与mb-smf通过n16接口进行交互，所述upf与mb-upf通过n9接口进行交互，所述mb-smf与mb-upf通过n4接口进行交互，所述mb-upf与无线接入网ran通过mb-n3接口进行交互，所述mb-upf与所述tcf通过n6接口进行交互。2.一种基于权利要求1所述的集群通信系统的集群注册方法，其特征在于，包括：终端ue向接入网an或无线接入网ran发送集群注册请求，其中，所述集群注册请求的5gmm能力信元中增加了集群能力trunk capability相关参数；所述接入网an或无线接入网ran根据所述trunk capability相关参数，选择第一接入和移动性管理功能amf，并通过n2接口将n2参数和所述集群注册请求发送给所述第一amf；所述第一amf选择鉴权服务功能ausf，所述ausf执行ue与核心网之间的鉴权；所述第一amf选择统一数据管理udm，所述第一amf将所述ue注册到udm，并从所述udm获取所述ue的接入和移动用户数据及集群订阅数据、会话管理功能smf选择订阅数据以及ue在smf的上下文信息；所述第一amf根据所述ue的集群能力信息和所述集群订阅数据，确定所述ue是否被授权使用集群服务，并将所述ue的集群服务授权信息存储为ue上下文的一部分；若所述第一amf没有ue的有效接入和移动策略信息，则选择合适的策略控制功能pcf去获取ue的接入和移动策略信息；所述第一amf向ue发送注册接受消息。3.一种基于权利要求2所述的集群注册方法，其特征在于，从所述udm获取所述ue的集群订阅数据，包括：第一amf在集群ue注册的过程中使用订阅数据管理服务从udm获取集群订阅数据，作为用户订阅数据的一部分；
其中，所述订阅数据管理服务中的订阅数据类型新增了集群订阅数据类型、相关域和集群订阅数据类型密钥。4.根据权利要求2所述的集群注册方法，其特征在于，还包括:对于紧急请求的ue且当注册类型为移动性注册更新时，若要激活的协议数据单元pdu会话列表包含在所述集群注册请求中，则所述第一amf向smf请求激活所述pdu会话列表中的pdu会话的用户面连接；或者，若任一pdu会话状态指示在ue释放，则第一amf向smf请求释放与pdu会话相关的所有网络资源。5.根据权利要求2所述的集群注册方法，其特征在于，还包括：具有集群功能的ue通过用户平面功能upf向集群控制功能tcf发送第一会话初始协议sip消息，以向tcf申请注册集群业务；tcf通过upf向ue发送第二sip消息，要求进行认证；ue通过upf向tcf发送第三sip消息，以向tcf再次申请集群业务注册，所述第三sip消息中包含authorization头域；若集群业务注册成功，tcf通过upf向ue发送集群业务注册确认消息，所述集群业务注册确认消息中携带ue的集群签约数据，并指示集群业务注册成功。6.根据权利要求5所述的集群注册方法，其特征在于，在tcf通过upf向ue发送第二sip消息之前还包括：若tcf没有ue的认证信息，则tcf向udm发送服务鉴权请求消息，以请求ue的鉴权信息；udm向tcf发送服务鉴权响应消息，以响应tcf的请求；在tcf通过upf向ue发送集群业务注册确认消息之前，还包括：若tcf没有ue的集群信息，则tcf向udm发送服务注册请求消息，以请求ue的集群签约数据，udm向tcf发送服务注册请求响应消息，以响应tcf的请求，并告知udm本tcf为ue的服务tcf；tcf从udm获取ue的集群签约数据。7.一种基于权利要求1所述的集群通信系统的集群注册方法，其特征在于，包括：调度台dc向集群控制功能tcf发送第四会话初始协议sip消息，以申请注册集群业务；tcf向dc发送第五sip消息，要求进行认证；dc向tcf发送第六sip消息，以向tcf再次申请集群业务注册，所述第六sip消息中包含authorization头域；若集群业务注册成功，tcf通过upf向dc发送集群业务注册确认消息，所述集群业务注册确认消息中携带dc的集群签约数据，并指示集群业务注册成功。8.根据权利要求7所述的集群注册方法，其特征在于，在tcf向dc发送第五sip消息之前，还包括：若tcf没有dc的认证信息，则tcf向udm发送服务鉴权请求消息，以请求dc的鉴权信息；udm向tcf发送服务鉴权响应消息，以响应tcf的请求；在tcf通过upf向dc发送集群业务注册确认消息之前，还包括：若tcf没有dc的集群信息，则tcf向统一数据管理udm发送服务注册请求消息，以请求dc的集群签约数据，并告知udm本tcf为ue的服务tcf，所述udm向tcf发送服务注册应答消息，
以响应所述tcf的请求；所述tcf从udm获取dc的集群签约数据。9.一种基于权利要求1所述的集群通信系统的集群组呼业务传输方法，其特征在于，包括：主叫终端ue向集群控制功能tcf发送呼叫建立请求消息，其中，所述呼叫建立请求消息中携带的信息包括：呼叫类型、被叫组号码、呼叫优先级属性、呼叫的候选媒体参数；tcf返回sip临时响应消息；若tcf本地没有组签约数据，则tcf从统一数据管理udm获得组签约数据；tcf根据组签约数据中的组成员列表，向所述组成员列表中的在线成员发送呼叫建立请求；组成员向tcf返回sip临时响应消息，其中，所述组成员包括ue和dc；组成员向tcf返回sip呼叫确认消息；tcf在接收到至少一个成员的呼叫确认后，向主叫ue返回sip呼叫接受消息，并携带话权授权指示；tcf与被叫侧建立被叫侧的集群专用qos流；tcf与主叫侧建立主叫侧的集群专用qos流；主叫ue向tcf发送呼叫完成消息，确认组呼建立；tcf向各被叫ue和dc发送呼叫完成sip消息，确认组呼建立；tcf向组成员发送sip话权通知消息。10.根据权利要求9所述的集群组呼业务传输方法，其特征在于，所述tcf与被叫侧建立被叫侧的集群专用qos流，包括：被叫ue发起协议数据单元pdu会话修改，通过接入和移动性管理功能amf向会话管理功能smf发送pdu会话修改请求消息，所述pdu会话修改请求消息中携带多播信息；smf从多播会话管理功能mb-smf获取组qos参数；smf通过amf将n2和n1接口消息发送给基站，其中n1接口消息为pdu会话修改命令，所述pdu会话修改命令中携带的信息包括pdu会话id，组标识和组qos参数，n2接口消息为pdu会话资源修改请求消息，所述pdu会话资源修改请求消息中携带的信息包括pdu会话id，组标识，mb-smfid和组qos参数；基站对被叫ue发起rrc连接重配；被叫ue完成rrc连接重配后，基站向amf返回pdu会话资源修改响应消息，amf将所述pdu会话资源修改响应消息中的会话资源修改响应传输信元所包含的信息发送给smf。11.一种基于权利要求1所述的集群通信系统的集群组呼业务传输方法，其特征在于，包括：主叫dc向集群控制功能tcf发送呼叫建立请求消息，其中，所述呼叫建立请求消息中携带的信息包括：呼叫类型、被叫组号码、呼叫优先级属性、呼叫的候选媒体参数；tcf返回sip临时响应消息；若tcf本地没有组签约数据，则tcf从统一数据管理udm获得组签约数据；tcf根据组签约数据中的组成员列表，向所述组成员列表中的在线成员发送呼叫建立请求；
组成员向tcf接收返回sip临时响应消息，其中，所述组成员包括ue和dc；组成员向tcf返回sip呼叫确认消息；tcf在接收到至少一个成员的呼叫确认后，向主叫dc返回sip呼叫接受消息，并携带话权授权指示；tcf与被叫侧建立被叫侧的集群专用qos流；主叫dc向tcf发送呼叫完成消息，确认组呼建立；tcf向各被叫ue和dc发送呼叫完成sip消息，确认组呼建立；tcf向组成员发送sip话权通知消息。12.根据权利要求11所述的集群组呼业务传输方法，其特征在于，所述tcf与被叫侧建立被叫侧的集群专用qos流，包括：被叫ue发起协议数据单元pdu会话修改，通过接入和移动性管理功能amf向会话管理功能smf发送pdu会话修改请求消息，所述pdu会话修改请求消息中携带多播信息；smf从多播会话管理功能mb-smf获取组qos参数；smf通过amf将n2和n1接口消息发送给基站，其中n1接口消息为pdu会话修改命令，所述pdu会话修改命令中携带的信息包括pdu会话id，组标识和组qos参数，n2接口消息为pdu会话资源修改请求消息，所述pdu会话资源修改请求消息中携带的信息包括pdu会话id，组标识，mb-smf id和组qos参数；基站对被叫ue发起rrc连接重配；被叫ue完成rrc连接重配后，基站向amf返回pdu会话资源修改响应消息，amf将所述pdu会话资源修改响应消息中的会话资源修改响应传输信元所包含的信息发送给smf。
技术总结
本发明提供一种集群通信系统、集群注册方法及集群组呼业务传输方法，其中所述集群通信系统包括：统一数据管理UDM、会话管理功能SMF、用户平面功能UPF、接入和移动性管理功能AMF和鉴权服务器功能AUSF、集群控制功能TCF、多播会话管理功能MB-SMF和多播用户平面功能MB-UPF，能够充分满足5G集群通信系统对音视频通话、双向语音调度指挥、过程监控、图像传输，实时短消息等功能的要求，并且具有良好的通用性和可扩展性。展性。展性。
技术研发人员：吕征南 周欣 李晓华
受保护的技术使用者：普天信息技术有限公司
技术研发日：2021.06.24
技术公布日：2022/12/26