專利名稱：集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字集群通訊技術(shù)，更具體地說，涉及一種集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字集群通訊網(wǎng)是二十世紀(jì)末興起的新型移動通訊系統(tǒng)，它除了具備公眾移動通訊網(wǎng)(GSM、CDMA)所能提供的個人移動通訊服務(wù)外，還能實(shí)現(xiàn)個人與群體間的任意通訊。其中，GT800是一種基于時(shí)分多址的專業(yè)數(shù)字集群新技術(shù)。它結(jié)合蜂窩技術(shù)，通過創(chuàng)造性地對TDMA和TD-SCDMA技術(shù)的優(yōu)化與融合，可為專業(yè)用戶提供高性能、大容量的集群業(yè)務(wù)和功能，其系統(tǒng)穩(wěn)定，可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)，并具有以下特點(diǎn)(1)快速的接續(xù)性能。GT800通過對無線空中接口的優(yōu)化和呼叫流程的針對性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了滿足專業(yè)移動用戶最嚴(yán)格的呼叫接續(xù)速度要求快速呼叫建立時(shí)間小于1秒、PTT(Push to talk，一鍵通，又稱即按即說)對講建立時(shí)間小于500毫秒。
(2)豐富的集群業(yè)務(wù)。GT800可提供比現(xiàn)有數(shù)字集群系統(tǒng)更豐富的集群業(yè)務(wù)，它支持語音組呼、語音廣播、功能號碼尋址、基于位置路由、遲后進(jìn)入、組呼保持、動態(tài)重組、組狀態(tài)顯示、組呼合并、包含呼叫、縝密監(jiān)聽、環(huán)境監(jiān)聽、遙開/遙斃、區(qū)域選擇、優(yōu)先呼叫、預(yù)占優(yōu)先呼叫、呼叫限制、控制轉(zhuǎn)移、密鑰遙毀、開放信道呼叫等集群專用業(yè)務(wù)，同時(shí)還支持多種調(diào)度類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
(3)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。為滿足用戶對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，GT800現(xiàn)階段可實(shí)現(xiàn)171.2kbps的中速數(shù)據(jù)速率傳輸功能，并將進(jìn)一步提供最高速率為2Mbps的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
作為無線通訊一個新的增長點(diǎn)，GT800集群通訊越來越受到眾多運(yùn)營商的關(guān)注。然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)GT800系統(tǒng)的傳輸發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)的某一基站(BS)與基站控制器(BSC)之間可能脫離聯(lián)系，造成基站退出服務(wù)，此時(shí)，該基站下的用戶將不能通話，從而會影響集群通訊功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)傳輸故障導(dǎo)致基站與基站控制器之間脫離聯(lián)系時(shí)會造成該基站下的用戶不能通話的問題，以保證在傳輸故障的條件下依然可以完成集群功能，即在基站與基站控制器中斷聯(lián)系后，依然可以實(shí)現(xiàn)組呼等功能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其中包括以下步驟(S11).由基站的主控單元對基站的傳輸鏈路進(jìn)行檢測，當(dāng)判斷為傳輸中斷時(shí)，將基站的工作模式啟動為故障弱化模式；(S12).啟動為故障弱化模式后，由主控單元給載頻下配置，包括系統(tǒng)消息、信道配置、以及通知消息描述；(S13).基站的信令處理單元將收到的系統(tǒng)消息填充到系統(tǒng)消息字段，并在NCH信道(通知信道)上發(fā)送所述通知消息描述；(S14).手機(jī)接收到所述通知消息描述后，根據(jù)為其配置的故障弱化信道ID，駐留在相應(yīng)的時(shí)隙，以發(fā)起PTT呼叫或接收PTT呼叫。
在本發(fā)明的方法中，在所述步驟(S11)之前，需對所述基站的載頻進(jìn)行配置，將一個載頻的多個信道配置為適當(dāng)數(shù)量的廣播信道、信令信道、故障業(yè)務(wù)信道；當(dāng)所述基站啟動為故障弱化模式后，每一個所述業(yè)務(wù)信道即為一個故障弱化信道，每一個故障弱化信道對應(yīng)一個時(shí)隙；在半速率信道配置條件下，兩個故障弱化信道對應(yīng)一個時(shí)隙。對于所述手機(jī)，則應(yīng)先為其分配故障弱化信道ID，每一個故障弱化信道ID對應(yīng)一個故障弱化信道。為所述手機(jī)分配故障弱化信道ID的方式是將故障弱化信道ID寫入到所述手機(jī)的SIM卡中；每一個SIM卡中可以有一個或多個故障弱化信道ID，讓手機(jī)用戶可根據(jù)使用時(shí)的情況選擇加入相應(yīng)的故障弱化組。
本發(fā)明提供了一種簡單實(shí)用的故障弱化功能，其中不需要更改手機(jī)，并可以支持單站運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案，只需要在現(xiàn)有的信令協(xié)議基礎(chǔ)上作很小的修改即可滿足，比較容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在緊急搶險(xiǎn)等需要應(yīng)急通訊的地方，可以通過本發(fā)明的方案，使僅僅一個小基站支撐起半徑為十幾公里范圍內(nèi)的通訊聯(lián)系，滿足快速應(yīng)急的要求。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是基站的邏輯功能劃分示意圖；圖2是手機(jī)進(jìn)行位置更新時(shí)的流程圖；圖3是向手機(jī)發(fā)起組呼時(shí)的流程圖；圖4是手機(jī)主動發(fā)起PTT時(shí)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了便于對本發(fā)明的理解，首先描述一下基站的邏輯功能，如圖1所示，按照邏輯功能劃分，可以將基站劃分為主控單元(MCU)、信令處理單元(SCP)、以及語音數(shù)字信號處理單元(DSP)。其中，MCU用于實(shí)現(xiàn)整個基站與基站控制器之間的傳輸接口，并實(shí)現(xiàn)基站的主控功能。SCP用于完成信令處理。DSP用于完成語音處理。
故障基站的配置是不確定的，但是其最小配置為一個小區(qū)一個載頻。所以本發(fā)明中按照一個小區(qū)一個載頻的基站故障考慮，當(dāng)一個小區(qū)有多個載頻時(shí)，可以只啟動一個載頻工作。一個載頻共有8個信道，信道的分配是可以配置的。一般配置為1個廣播控制信道(BCCH)，1個信令信道(SDCCH)，6個業(yè)務(wù)信道(TCH)；也可以配置為1個組合BCCH，7個TCH。本發(fā)明中，可采用第一種配置方式，也可采用第二種配置方式。當(dāng)采用第一種配置方式時(shí)，如果某一個小區(qū)的基站故障，則可有6個故障弱化信道。例如，可按表一所示的方式分配載頻信道。
表一 載頻的信道分配示例

其中，各個行政部門(或特定的公司)可根據(jù)表一分配故障弱化信道，以上故障弱化組ID則可以由運(yùn)營商指定。在正常情況下，故障弱化信道是不可用的。在半速率信道應(yīng)用條件下，一個故障弱化信道對應(yīng)一個半速率信道。
對于每一個手機(jī)，可根據(jù)開戶情況分配故障弱化信道ID，一般每個用戶只有一個故障弱化信道ID。每一個SIM卡中也可多個故障弱化信道ID，讓手機(jī)用戶可根據(jù)使用時(shí)的情況選擇加入相應(yīng)的故障弱化組。具體設(shè)置方式，可以在手機(jī)用戶開戶時(shí)，將故障弱化組ID信息寫到手機(jī)用戶的SIM(用戶識別模塊)卡上。
為了實(shí)現(xiàn)故障弱化功能，對基站有以下要求。其中，主要的頻點(diǎn)信息由MCU保存。MCU將配置消息發(fā)送給SCP，所述配置消息包括系統(tǒng)消息和通知消息。MCU主要完成配置消息的保存、系統(tǒng)消息的構(gòu)造和通知消息的構(gòu)造。在故障弱化時(shí)，SCP的主要新增功能為完成信令的環(huán)回，故障弱化信道的激活和信道管理；而DSP的主要新增功能為完成語音幀的環(huán)回。
在正常模式下，基站工常工作，手機(jī)能正常使用。為了實(shí)現(xiàn)故障弱化功能，需執(zhí)行如下步驟(S11)正常工作時(shí)，MCU會檢測傳輸鏈路，當(dāng)發(fā)生故障一段時(shí)間后，會判斷為傳輸已中斷，此時(shí)會啟動故障弱化模式。該判斷時(shí)間是可以配置(可改變)的，以適應(yīng)對傳輸?shù)牟煌蟆?br> (S12)啟動故障弱化模式后，MCU根據(jù)保存的故障弱化模式工作數(shù)據(jù)，給載頻下配置，包括系統(tǒng)消息、信道配置、以及通知消息描述。
(S13)然后，SCP將收到的系統(tǒng)消息填充到系統(tǒng)消息字段，并在NCH信道上發(fā)送通知消息描述。
(S14)手機(jī)收到通知消息描述后，根據(jù)其SIM卡上的故障弱化信道，駐留在相應(yīng)的時(shí)隙，以接聽下行語音，或通過PTT鍵發(fā)起呼叫。
故障結(jié)束后，MCU檢測傳輸鏈路恢復(fù)正常，可以和基站控制器通訊，則通過命令中止目前故障弱化運(yùn)行模式，轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行模式。
當(dāng)基站啟動故障弱化模式后，手機(jī)的可能出現(xiàn)的情況包括(1)掉網(wǎng)(此時(shí)基站在作故障切換)，再上網(wǎng)(基站故障弱化模式啟動)，此時(shí)會發(fā)生位置更新。(2)其他正常工作小區(qū)電平滿足重選要求，此時(shí)手機(jī)會從故障基站所在的小區(qū)重選到其他工作小區(qū)。(3)從其他小區(qū)重選到故障基站所在的小區(qū)，即從其他小區(qū)漫游過來，此時(shí)也會發(fā)生位置更新。(4)手機(jī)在故障小區(qū)開機(jī)，此時(shí)會執(zhí)行位置更新流程，駐留在該故障小區(qū)。(5)在故障小區(qū)關(guān)機(jī)，不影響任何操作。
在故障弱化模式時(shí)，手機(jī)可以在駐留的故障組中發(fā)起組呼，也可以接聽組呼。由于組呼是由基站發(fā)起的，手機(jī)只能在固定的故障弱化信道上進(jìn)行組呼，不能發(fā)起非故障弱化信道的組呼。手機(jī)在故障弱化狀態(tài)時(shí)，只有基本的組呼功能，不支持點(diǎn)呼功能。在故障弱化階段，手機(jī)可進(jìn)行以下操作1)發(fā)起PTT呼叫通過按住PTT鍵，即可發(fā)起呼叫，這與正常的PTT流程一樣。2)接聽PTT呼叫只要手機(jī)駐留在組呼信道，就可以收聽組呼。3)手機(jī)關(guān)機(jī)不影響。4)手機(jī)開機(jī)此時(shí)會執(zhí)行位置更新流程，位置更新成功后，會駐留故障小區(qū)；為了避免無組呼功能的手機(jī)在故障小區(qū)駐留，可通過查類標(biāo)來過濾這些沒有組呼功能的手機(jī)，并通過位置更新拒絕，來避免這些手機(jī)登陸該小區(qū)。
其間，SCP需要處理位置更新流程，PTT接入流程。DSP則完成語音信道環(huán)回，主要是TRAU(碼變換和速率適配單元)語音幀的環(huán)回。將上行的TRAU幀搬移到下行的TRAU幀的位置，進(jìn)行發(fā)送。該功能對于手機(jī)是透明的，手機(jī)不需要更改處理流程，用戶可以通過故障弱化組ID狀態(tài)顯示知道目前處于故障組狀態(tài)。
當(dāng)基站啟動為故障弱化模式后，如果手機(jī)發(fā)生以下任一種情況，手機(jī)就會進(jìn)行位置更新(A)在該基站所在的小區(qū)內(nèi)掉網(wǎng)后再上網(wǎng)、(B)從其他小區(qū)進(jìn)入該基站所在的小區(qū)、(C)在該基站所在的小區(qū)內(nèi)開機(jī)。其中，手機(jī)上發(fā)位置更新請求，基站的SCP下發(fā)類標(biāo)查詢，通過手機(jī)上報(bào)的CLASSMARK2中的VGCS(語音組呼，Voice Group Call Service)標(biāo)識，確認(rèn)手機(jī)是否支持集群功能，如果不支持，則回傳拒絕(REJECT)信息。如果支持，則回傳接受(ACCEPT)信息。如圖2所示為手機(jī)位置更新的流程圖，其中的MS表示手機(jī)，BTS表示基站收發(fā)信臺(簡稱基站)，其中首先由手機(jī)向BTS發(fā)出Channel Request，即發(fā)出信道請求；然后，BTS向手機(jī)發(fā)出Immediate Assignment，即下發(fā)立即指配信息，給手機(jī)指配專用信道；然后，手機(jī)向BTS發(fā)出Location UpdatingRequest，即發(fā)出位置更新請求；然后，BTS向手機(jī)發(fā)出Classmark Enquire，即下發(fā)類標(biāo)查詢，查詢手機(jī)的業(yè)務(wù)能力；然后，手機(jī)向BTS發(fā)出ClassmarkChange，即發(fā)出類標(biāo)響應(yīng)，報(bào)告手機(jī)的業(yè)務(wù)能力；如果手機(jī)支持集群通訊，則BTS向手機(jī)發(fā)出Location Updating Accept，即接受其位置更新請求；最后，BTS向手機(jī)發(fā)出Channel Release，即釋放信道，結(jié)束本次流程。
通過上述位置更新流程，支持集群通訊的手機(jī)可駐留在故障弱化小區(qū)的組呼信道。在故障弱化模式下，基站可通過圖3所示的流程建立組呼。其中，SCP接收MCU送過來的系統(tǒng)消息和通知消息后，會激活組呼信道，在NCH廣播帶信道描述的組呼消息，發(fā)起組呼。并周期下發(fā)UPLINK FREE消息。圖3中，SYS-INFO表示系統(tǒng)消息，主要是廣播一些小區(qū)信息；NCH表示通知信道，主要廣播組呼通知消息，UPLINK FREE表示上行空閑，主要用于通知手機(jī)上行狀態(tài)。
同樣，在故障弱化模式下，手機(jī)可通過圖4所示的流程發(fā)起PTT。當(dāng)手機(jī)發(fā)起PTT呼叫時(shí)，SCP收到信道請求后，會下GRANT消息，并置UPLINKBUSY。手機(jī)上發(fā)SABM，基站回UA，手機(jī)占用上行。手機(jī)釋放PTT鍵時(shí)，會上傳UPLINK RELEASE，基站收到后下發(fā)UPLINK FREE，釋放上行。圖4中，UPLINK FREE表示上行空閑，此時(shí)手機(jī)可以發(fā)起上行信道接入；UPLINKACCESS表示上行信道接入，即手機(jī)向基站請求占用上行；VGCS_UPLINK_GRANT表示組呼上行確認(rèn)，即基站允許手機(jī)占用上行；UPLINK_BUSY基站通知其他手機(jī)，上行已經(jīng)被占用，其他手機(jī)不能發(fā)起上行接入；SABM層三信息請求；UA基站對SABM的確認(rèn)；Talking表明目前講者可以講話了；UPLINK RELEASE講者講完話，釋放PTT按鍵，向基站請求上行釋放。
從上面的描述可知，處于故障弱化模式時(shí)，很多用戶會共用一個組呼信道。為了避免一個用戶長時(shí)間占用或者信道資源吊死，在上行被占用后，基站會啟動故障弱化信道檢測定時(shí)器，如果超過預(yù)定時(shí)間(可以具體設(shè)定，一般設(shè)定1分鐘)，則強(qiáng)行釋放上行。
當(dāng)某一小區(qū)故障時(shí)，它與鄰近小區(qū)之間的關(guān)系可能有以下幾種情況(1)鄰近小區(qū)正常，且鄰近小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系表中有該故障小區(qū)的信息(在集群通訊系統(tǒng)中，每個小區(qū)都有很多鄰近小區(qū)，每個小區(qū)都有一張鄰區(qū)關(guān)系表，里面配置了鄰區(qū)的一些主要信息，用于手機(jī)的重選和切換)，此時(shí)，鄰近小區(qū)的手機(jī)可以收到故障小區(qū)的系統(tǒng)消息，但是由于基站控制器與故障小區(qū)傳輸中斷，不能激活故障小區(qū)信道，所以沒有切換命令在空口傳輸。故障小區(qū)的手機(jī)漫游到鄰近的正常小區(qū)時(shí)，手機(jī)只能通過小區(qū)重選完成。正常小區(qū)的手機(jī)漫游到本故障小區(qū)，手機(jī)只能通過小區(qū)重選完成。
(2)鄰近小區(qū)正常，且兩個小區(qū)之間存在重疊覆蓋，此時(shí)故障基站將不進(jìn)行故障弱化，主要是為了保證該小區(qū)的手機(jī)可以切換到?jīng)]有故障的正常小區(qū)。
(3)鄰近小區(qū)也故障。此時(shí)相當(dāng)于兩個相鄰的孤站，互不干擾，手機(jī)移動到另外一個小區(qū)時(shí)，會通過小區(qū)重選而駐留在那個小區(qū)。
由上面的描述可知，本發(fā)明提供了一種簡單實(shí)用的故障弱化功能，其中不需要更改手機(jī)，并可以支持單站運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案，只需要在現(xiàn)有的信令協(xié)議基礎(chǔ)上作很小的修改即可滿足，比較容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在緊急搶險(xiǎn)等需要應(yīng)急通訊的地方，可以通過本發(fā)明的方案，使僅僅一個小基站支撐起半徑為十幾公里范圍內(nèi)的通訊聯(lián)系，滿足快速應(yīng)急的要求。
權(quán)利要求
1.一種集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟(S11).由基站的主控單元對基站的傳輸鏈路進(jìn)行檢測，當(dāng)判斷為傳輸中斷時(shí)，將基站的工作模式啟動為故障弱化模式；(S12).啟動為故障弱化模式后，由主控單元給載頻下配置，包括系統(tǒng)消息、信道配置、以及通知消息描述；(S13).基站的信令處理單元將收到的系統(tǒng)消息填充到系統(tǒng)消息字段，并在NCH信道上發(fā)送所述通知消息描述；(S14).手機(jī)接收到所述通知消息描述后，根據(jù)為其配置的故障弱化信道ID，駐留在相應(yīng)的時(shí)隙，以發(fā)起PTT呼叫或接收PTT呼叫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在所述步驟(S11)之前，需對所述基站的載頻進(jìn)行配置，將一個載頻的多個信道配置為適當(dāng)數(shù)量的廣播信道、信令信道、故障業(yè)務(wù)信道；當(dāng)所述基站啟動為故障弱化模式后，每一個所述業(yè)務(wù)信道即為一個故障弱化信道，每一個故障弱化信道對應(yīng)一個時(shí)隙；在半速率信道配置條件下，兩個故障弱化信道對應(yīng)一個時(shí)隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，對于所述手機(jī)，應(yīng)先為其分配故障弱化信道ID，每一個故障弱化信道ID對應(yīng)一個故障弱化信道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，為所述手機(jī)分配故障弱化信道ID的方式是將故障弱化信道ID寫入到所述手機(jī)的SIM卡中；每一個SIM卡中有一個或多個故障弱化信道ID。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，當(dāng)所述基站啟動為故障弱化模式后，基站實(shí)現(xiàn)對呼叫信令的處理和語音的環(huán)回。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，當(dāng)所述基站啟動為故障弱化模式后，如果所述基站的主控單元檢測到基站的傳輸鏈路恢復(fù)正常，則中斷基站的故障弱化模式，轉(zhuǎn)入正常工作模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，當(dāng)所述手機(jī)因發(fā)起PTT呼叫或接收PTT呼叫而占用了上行后，所述基站啟動其故障弱化信道檢測定時(shí)器，如果對上行的占用超過預(yù)定時(shí)間，則強(qiáng)行釋放所述被占用的上行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在所述步驟(S11)中，當(dāng)所述基站傳輸中斷時(shí)，如果其鄰近基站所在的小區(qū)正常工作，且該鄰近小區(qū)與所述故障基站小區(qū)存在重疊覆蓋，則所述故障基站不會切換到故障弱化模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種集群網(wǎng)通訊中的故障弱化實(shí)現(xiàn)方法，為解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)基站與基站控制器之間脫離聯(lián)系后就不能再通話的問題，本發(fā)明的方法中由基站的主控單元對基站的傳輸鏈路進(jìn)行檢測，當(dāng)判斷為傳輸中斷時(shí)，將基站的工作模式啟動為故障弱化模式；然后，由主控單元給載頻下配置，包括系統(tǒng)消息、信道配置、以及通知消息描述；然后，由基站的信令處理單元將收到的系統(tǒng)消息填充到系統(tǒng)消息字段，并在NCH信道上發(fā)送通知消息描述；手機(jī)接收到所述通知消息描述后，可根據(jù)為其配置的故障弱化信道ID，駐留在相應(yīng)的時(shí)隙，以發(fā)起PTT呼叫或接收PTT呼叫。本發(fā)明可保證在傳輸故障的條件下依然可以完成集群功能，即在基站與基站控制器中斷聯(lián)系后，依然可以進(jìn)行組呼。
文檔編號H04Q7/28GK1835609SQ20051003372
公開日2006年9月20日 申請日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者楊長東 申請人:華為技術(shù)有限公司