Сеть кластерного доступа, оконечное оборудование и способ присоединения к кластерной группе
CLUSTER ACCESS NETWORK, TERMINAL EQUIPMENT AND METHOD FOR JOINING CLUSTER GROUP

Область техники
Настоящее изобретение относится к системам мобильной связи, и описывает сеть кластерного доступа, оконечное оборудование и способ присоединения к кластерной группе.
Предпосылки создания изобретения
В конце двадцатого века с ростом популярности цифровых систем связи получили также широкое распространение системы кластерной связи и услуги, основанные на цифровых технологиях связи. Система кластерной связи представляет собой мобильную систему планирования, при этом услуги кластерной связи, предоставляемые системой кластерной связи, обладают такими техническими характеристиками как совместное использование и динамическое распределение каналов, что позволяет предоставлять группам пользователей из различных структурных подразделений и организационных единиц такие услуги, как направленную передачу указаний и планирование. В последние годы благодаря быстрому развитию технологий беспроводной связи третьего и четвертого поколения выросли требования ко многим аспектам систем цифровой кластерной связи, например, к их пропускной способности, быстродействию и гладкости эволюции.
В системах кластерной связи ключевой технологией является совместное использование ресурсов, при этом в таких системах благодаря совместному использованию каналов связи достигается одновременная передача информации множеству вызываемых абонентов, что позволяет реализовать одновременное управление и планирование для множества вызываемых абонентов. В системах кластерной связи 2 и 3-го поколений (2G или 3G), реализованных на базе технологий GSM, CDMA2000 и WCDMA, совместное использование каналов имело тщательно проработанную схему реализации, уже получившую широкое распространение. Требования, предъявляемые сегодня к широкополосным беспроводным системам кластерной связи, выдвигают на передний план вопрос реализации совместного использования широкополосных каналов на базе технологии долгосрочной эволюции (Long Term Evolution, LTE).
В более ранних системах кластерной связи, 2G или 3G, существует тщательно проработанная схема присоединения абонентов системы кластерной связи к групповому вызову, однако в системах кластерной связи на базе технологии долгосрочной эволюции (LTE) до сих пор не предложено достаточно совершенного способа присоединения абонентов системы кластерной связи к групповому вызову. На существующем уровне техники процедура доступа абонентов к кластерной группе в системе LTE соответствует иллюстрации на фиг. 1.
Сущность изобретения
Техническая задача, стоящая перед настоящим изобретением, - предложить сеть кластерного доступа, оконечное оборудование и способ присоединения к кластерной группе с целью решения проблемы совместного использования каналов в широкополосной кластерной связи и в процессе модернизации широкополосных систем кластерной связи.
Для решения описанной выше технической задачи в настоящем изобретении предложен способ присоединения к кластерной группе, который включает:
при запросе на присоединение к определенной кластерной группе, прием, абонентским оборудованием без права голоса, группового пейджингового сообщения определенной группы с использованием идентификатора этой группы, и получение конфиденциального идентификатора скремблирования и дескремблирования (T-RNTI) этой группы из упомянутого сообщения; и
прием, абонентским оборудованием без права голоса, группового широковещательного сообщения в широкополосном канале управления (TGCCH) группы, присоединение к которой осуществляют, дескремблирование принятого группового широковещательного сообщения с использованием полученного конфиденциального идентификатора T-RNTI группы, получение конфигурационной информации совместно используемых каналов группы и прием совместно используемых данных кластерного вызова в совместно используемом канале передачи данных.
Предпочтительно, упомянутый способ также включает:
после создания группового вызова, периодическую передачу, сетью кластерного доступа, группового пейджингового сообщения в пейджинговом кластерном канале, при этом упомянутое групповое пейджинговое сообщение содержит идентификатор группы и конфиденциальный идентификатор скремблирования и дескремблирования группы; и
передачу, сетью кластерного доступа, группового широковещательного сообщения с использованием упомянутого конфиденциального идентификатора T-RNTI упомянутой группы в единицы групп по широковещательному каналу управления (TGCCH), независимо установленному для упомянутой группы, при этом упомянутое групповое широковещательное сообщение содержит конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы.
Предпочтительно, в описанном выше способе упомянутая конфигурационная информация совместно используемых каналов включает по меньшей мере следующее:
ресурсы радиосвязи физического уровня совместно используемого канала передачи данных в нисходящей линии связи группы (TGTCH), информацию о ресурсах каналов передачи для беспроводных каналов передачи данных каждого уровня стека протоколов радиоинтерфейса, тип вызова, заданный базовой сетью, и принадлежность вызова, заданную базовой сетью.
В настоящем изобретении предложено также оконечное оборудование сети кластерного доступа, которое включает:
первый блок, сконфигурированный: после создания группового вызова, для периодической передачи группового пейджингового сообщения в пейджинговом кластерном канале, при этом упомянутое групповое пейджинговое сообщение содержит идентификатор группы и конфиденциальный идентификатор скремблирования и дескремблирования группы (T-RNTI); и
второй блок, сконфигурированный: для передачи группового широковещательного сообщения, с использованием упомянутого конфиденциального идентификатора T-RNTI упомянутой группы в единицы групп по широковещательному каналу управления (TGCCH), независимо установленному для упомянутой группы, при этом упомянутое групповое широковещательное сообщение содержит конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы.
Предпочтительно, в описанном выше оконечном оборудовании сети кластерного доступа упомянутая конфигурационная информация совместно используемых каналов включает по меньшей мере следующее:
ресурсы радиосвязи физического уровня совместно используемого канала передачи данных в нисходящей линии связи группы (TGTCH), информацию о ресурсах каналов передачи для беспроводных каналов передачи данных каждого уровня стека протоколов радиоинтерфейса, тип вызова, заданный базовой сетью, и принадлежность вызова, заданную базовой сетью.
Предпочтительно, описанное выше оборудование сети кластерного доступа представляет собой эволюционированный узел В.
В настоящем изобретении предложено также оконечное оборудование, которое включает:
первый блок, сконфигурированный: когда текущее абонентское оборудование осуществляет запрос на присоединение к определенной группе, для приема группового пейджингового сообщения этой группы с использованием идентификатора этой группы, и для получения конфиденциального идентификатора T-RNTI упомянутой группы из него;
второй блок, сконфигурированный: для приема группового широковещательного сообщения в широковещательном канале управления (TGCCH), для дескремблирования принятого группового широковещательного сообщения с использованием полученного конфиденциального идентификатора T-RNTI упомянутой группы, и для получения конфигурационной информации совместно используемых каналов группы; и
третий блок, сконфигурированный: для конфигурирования совместно используемого канала передачи данных в соответствии с содержимым полученной конфигурационной информации совместно используемых каналов, и для приема совместно используемых данных нисходящей линии связи кластерного вызова в упомянутом совместно используемом канале передачи данных.
Предпочтительно, в описанном выше оборудовании упомянутая конфигурационная информация совместно используемых каналов группы включает по меньшей мере следующее:
ресурсы радиосвязи физического уровня совместно используемого канала передачи данных в нисходящей линии связи группы (TGTCH), информацию о ресурсах каналов передачи для беспроводных каналов передачи данных каждого уровня стека протоколов радиоинтерфейса, тип вызова, заданный базовой сетью, и принадлежность вызова, заданную базовой сетью.
Предпочтительно, описанное выше оконечное оборудование представляет собой оконечное оборудование системы долгосрочной эволюции (LTE).
В технической схеме настоящего изобретения предложены способ и оборудование для присоединения абонентов кластерной связи к групповому вызову на базе технологии LTE, которые позволяют эффективно решить ключевую проблему совместного использования каналов в широкополосных системах кластерной связи и в процессе модернизации широкополосных систем кластерной связи.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой блок-схему алгоритма доступа к сети в традиционных системах LTE.
Фиг. 2 представляет собой блок-схему алгоритма обработки данных для приема и обработки, абонентом без права голоса, конфиденциального конфигурационного сообщения совместно используемых каналов нисходящей линии связи в общем групповом канале нисходящей линии связи в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 представляет последовательность операций, связанных с конфигурационным сообщением совместно используемых каналов группы в алгоритме установления кластерного вызова узлом eNodeB на базе системы LTE.
Фиг. 4 представляет собой последовательность операций, связанных с конфигурационным сообщением совместно используемых каналов группы в алгоритме добавления, удаления и изменения группового широковещательного канала передачи данных нисходящей линии связи в случае осуществления кластерного вызова на базе системы LTE.
Фиг. 5 представляет собой последовательность операций, связанных с конфигурационным сообщением совместно используемых каналов группы в алгоритме отложенного доступа абонента в случае кластерного вызова на базе системы LTE.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Ниже, в комбинации с приложенными чертежами, будет более подробно рассмотрена техническая схема настоящего изобретения. Следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения и их характеристики могут, опционально, комбинироваться друг с другом при отсутствии противоречий.
Первый вариант осуществления изобретения
В данном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ присоединения к кластерной группе, при этом его основной целью является процедура обеспечения присоединения абонентского оборудования без права голоса к кластерной группе. А именно, процедура имеет следующий вид:
когда абонентское оборудование без права голоса осуществляет запрос на присоединение к определенной кластерной группе, выполняется прием, абонентским оборудованием без права голоса, группового пейджингового сообщения этой группы с использованием идентификатора этой группы, и получение конфиденциального идентификатора скремблирования и дескремблирования (T-RNTI) этой группы из сообщения; и
прием, абонентским оборудованием без права голоса, группового широковещательного сообщения в широкополосном канале управления (TGCCH) группы, присоединение к которой осуществляют, дескремблирование принятого группового широковещательного сообщения с использованием полученного конфиденциального идентификатора T-RNTI группы, получение конфигурационной информации совместно используемых каналов группы и прием совместно используемых данных кластерного вызова в совместно используемом канале передачи данных.
Следует отметить, что описанная выше процедура присоединения абонентского оборудования без права голоса к кластерной группе включает также функциональную процедуру, выполняемую на стороне сети кластерного доступа, при этом упомянутая процедура имеет следующий вид:
после создания группового вызова, сеть кластерного доступа периодически передает групповое пейджинговое сообщение в пейджинговом кластерном канале, при этом групповое пейджинговое сообщение содержит идентификатор группы и конфиденциальный идентификатор скремблирования и дескремблирования (T-RNTI) этой группы; и
сеть кластерного доступа передает групповое широковещательное сообщение с использованием упомянутого конфиденциального идентификатора T-RNTI упомянутой группы в единицы групп по широковещательному каналу управления (TGCCH), независимо установленному для упомянутой группы, при этом упомянутое групповое широковещательное сообщение содержит конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы.
При этом конфигурационная информация совместно используемых каналов, переданная сетью кластерного доступа в канале TGCCH, представляет собой наиболее критичное сообщение в групповой широковещательной сигнализации управления нисходящей линии связи и содержит информацию по меньшей мере трех следующих типов:
1. Ресурсы радиосвязи физического уровня в групповом совместно используемом канале передачи данных нисходящей линии связи, TGTCH;
2. Информация о ресурсах каналов передачи для беспроводных каналов передачи данных на каждом уровне стека протокола для радиоинтерфейса;
3. Другая информация, например, транзитная передача соответствующей информации, включающей тип вызова и принадлежность вызова, заданные базовой сетью.
Из приведенного выше следует, что в момент исходного формирования группы присоединение абонента без права голоса к группе выполняют при помощи группового пейджинга и группового конфигурационного сообщения канала TGCCH. Дополнительно, конфигурационная информация совместно используемых каналов группы может также иметь описанные ниже варианты.
1. Установление, изменение и удаление широковещательного информационного канала передачи данных нисходящей линии связи с множеством несущих после создания группы может выполняться при помощи конфигурационной информации совместно используемых каналов группы.
2. После создания группы кластерной связи абоненты без права голоса в одной кластерной группе выполняют отложенный доступ.
Конкретная процедура присоединения к кластерной группе в соответствии с описанным выше способом будет рассмотрена ниже в комбинации с конкретным сценарием применения.
Предполагается, что абонент без права голоса принимает и обрабатывает конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы в общем нисходящем совместно используемом канале группы с целью выполнения процедуры присоединения к групповому вызову, а именно, процедура соответствует иллюстрации фиг.2 и включает шаги 201-204, описанные ниже.
На шаге 201 eNodeB осуществляет широковещательную передачу группового пейджингового сообщения в соту по пейджинговому каналу, при этом в сообщении содержится идентификатор ID группы и конфиденциальный идентификатор T-RNTI скремблирования и дескремблирования группы.
На данном шаге целью передачи группового пейджингового сообщения является уведомление соты о существовании группы и передача наиболее базовой информации для доступа к групповому вызову.
На шаге 202 после приема группового пейджингового сообщения оконечное устройство в этой же группе отвечает пейджинговым ответным сообщением, применяя идентификатор T-RNTI из группового пейджингового сообщения в качестве кода скремблирования для мониторинга канала TGCCH, и выполняет анализ сообщения TGCCH, ожидая приема конфигурационной информации совместно используемых каналов этой группы.
На шаге 203 eNodeB принимает ответное пейджинговое сообщение от оконечного устройства, если экземпляр группы не был создан, создает экземпляр группы и передает конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы в канале TGCCH, скремблирует конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы с использованием идентификатора T-RNTI группы в качестве кода скремблирования, и в это же время устанавливает совместно используемый канал передачи данных, TGTCH, в узле eNodeB.
На шаге 204 терминал осуществляет мониторинг канала TGCCH, выполняет дескремблирование с использованием того же самого идентификатора T-RNTI, получает корректную конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы, получает соответствующую информацию о физических ресурсах беспроводной связи и информацию о беспроводных каналах передачи данных из него, и устанавливает совместно используемый канал передачи данных, TGTCH, идентичный сконфигурированному узлом eNodeB.
Как можно видеть из приведенной выше блок-схемы алгоритма, абонент без права голоса и узел eNodeB используют канал TGTCH с одинаковой конфигурацией, следовательно, абонентское оконечное устройство без права голоса способно принимать и осуществлять анализ широковещательных данных нисходящей линии связи, передаваемых узлом eNodeB в канале TGTCH, и соответственно, процедура присоединения абонента к группе является завершенной.
Функциональность конфигурационного сообщения широковещательного канала нисходящей линии связи, предназначенного для ведения абонента с целью присоединения его к группе в ходе всей процедуры, проиллюстрирована на фиг. 3. В соответствии с иллюстрацией сообщение передают после того, как инициируют создание экземпляра группы узлом eNodeB при помощи ответного пейджингового сообщения, и в узле eNodeB устанавливают широковещательный информационный канал передачи данных нисходящей линии связи, TGTCH, то есть сначала узел eNodeB выполняет установление канала для себя.
После присоединения абонента без права голоса к группе, в соответствии с блок-схемой алгоритма и характеристиками LTE, радиоинтерфейс между узлом eNodeB и оконечным устройством поддерживает установление канала передачи с множеством данных. При этом последовательность операций по установлению, изменению и удалению канала передачи с множеством данных проиллюстрирована на фиг. 4 и аналогична последовательности операций по созданию группы.
Также следует отметить, что поскольку экземпляр группы на стороне сети и абонент с оконечным устройством находятся не в отношении "один к одному", а в отношении "один ко многим", может возникнуть ситуация, в которой в ходе кластерного вызова другие абоненты без права голоса выполнят доступ после создания экземпляра группы на стороне сети, при этом реализация присоединения таких пользователей к группе основана на периодической передаче узлом eNodeB группового пейджингового сообщения и конфигурационной информации совместно используемых каналов группы. В соответствии с иллюстрацией фиг. 5 оконечное устройство может принимать групповое пейджинговое сообщение в любое время, при этом, если обнаружено, что идентификатор ID группы в групповом пейджинговом сообщении идентичен идентификатору ID группы этого оконечного оборудвоания, то затем оно выполняет анализ наиболее базового идентификатора T-RNTI ресурса группового вызова в сообщении, и после получения идентификатора T-RNTI использует этот идентификатор Т-RNTI в качестве кода скремблирования для анализа сигнализации в канале TGCCH. Корректно проанализированное сообщение будет, очевидно, конфигурационным сообщением группы, переданным с использованием того же самого идентификатора T-RNTI, и после корректного анализа сообщения может быть установлен широковещательный информационный канал передачи данных нисходящей линии связи, TGTCH, то есть, осуществляется временная задержка и абонент может получить доступ к группе в любой момент времени.
Короче говоря, имеется только один способ присоединения к группе абонентов кластерной связи, однако при этом могут возникать множество различных сценариев событий. При этом в каждом из сценариев критическую важность имеет передача сигнализации о конфигурации широковещательного канала нисходящей линии связи, TGCCH.
Второй вариант осуществления изобретения
В данном варианте осуществления настоящего изобретения предложено оборудование сети кластерного доступа, которое включает по меньшей мере первый блок и второй блок.
Первый блок периодически передает групповое пейджинговое сообщение в пейджинговом кластерном канале, при этом упомянутое групповое пейджинговое сообщение содержит идентификатор группы (ID) и конфиденциальный идентификатор скремблирования и дескремблирования группы, T-RNTI.
Второй блок передает широковещательное сообщение группы, скремблированное с использованием упомянутого конфиденциального идентификатора T-RNTI упомянутой группы, в единицы групп по широковещательному каналу управления, TGCCH, независимо установленному для каждой группы, при этом широковещательное сообщение группы содержит конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы.
При этом конфигурационная информация совместно используемых каналов группы включает информацию по меньшей мере трех следующих типов:
1. Ресурсы радиосвязи физического уровня в совместно используемом канале передачи данных нисходящей линии связи группы (TGTCH);
2. Информация о ресурсах каналов передачи для беспроводных каналов передачи данных на каждом уровне стека протокола для радиоинтерфейса;
3. Другая информация, например, тип вызова, заданный базовой сетью, и принадлежность вызова, заданная базовой сетью, и т.п.
В частности, описанным выше оборудованием сети кластерного доступа может быть эволюционированный узел В (eNodeB).
Третий вариант осуществления изобретения
В данном варианте осуществления настоящего изобретения предложено оконечное оборудование, которое включает по меньшей мере первый блок, второй блок и третий блок.
Когда текущее абонентское оборудование осуществляет запрос на присоединение к определенной группе, первый блок принимает групповое пейджинговое сообщение с использованием идентификатора этой группы и получает конфиденциальный идентификатор T-RNTI из сообщения.
Второй блок принимает широковещательное сообщение группы в выделенном для этой группы широковещательном канале управления, TGCCH, дескремблирует принятое широковещательное сообщение группы с использованием полученного конфиденциального идентификатора T-RNTI группы и получает конфигурационную информацию совместно используемых каналов группы.
Третий блок конфигурирует совместно используемый канал передачи данных в соответствии с содержимым полученной конфигурационной информации совместно используемых каналов группы и принимает совместно используемые данные нисходящей линии связи кластерного вызова в этом совместно используемом канале передачи данных.
При этом конфигурационная информация совместно используемых каналов группы включает информацию по меньшей мере трех следующих типов:
1. Ресурсы радиосвязи физического уровня в совместно используемом канале передачи данных нисходящей линии связи группы (TGTCH);
2. Информация о ресурсах каналов передачи для беспроводных каналов передачи данных на каждом уровне стека протокола для радиоинтерфейса;
3. Другая информация, например, тип вызова, заданный базовой сетью, и принадлежность вызова, заданная базовой сетью, и т.п.
В частности, описанное выше оконечное оборудование может представлять собой оконечное оборудование LTE.
Как можно видеть из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, технический принцип реализации отложенного доступа абонента без права голоса в технической схеме настоящего изобретения отражается, главным образом, в двух описанных ниже аспектах.
Первый из них заключается в периодической повторной передаче группового пейджингового сообщения, при этом интервал передачи может быть сконфигурирован в соответствии с фактическим состоянием сети, что гарантирует прием сообщения оконечным устройством и позволяет, одновременно с этим, сократить передаваемый объем служебной информации в системе.
Второй аспект заключается в конфигурировании информации о канале передачи в виде полного набора, поскольку группа кластерной связи наследует и поддерживает мультисервисные характеристики каналов передачи LTE, то благодаря периодической передаче гарантируется, что абонент без права голоса, осуществляющий отложенный доступ, может принять новейшую конфигурацию информации о совместно используемых информационных каналах передачи данных нисходящей линии связи при доступе к системе в любой момент времени, при этом количество информационных каналов будет текущим их количеством.
Специалисты в данной области техники должны понимать, что все шаги описанного выше способа, или их часть, могут исполняться при помощи программно управляемой аппаратуры, при этом программа может храниться на машиночитаемом носителе, например, памяти «только для чтения», на диске, оптическом диске и т.п. Альтернативно, все шаги описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения, или их часть, могут быть также реализованы при помощи одной или нескольких интегральных схем. Соответственно, каждый модуль или блок в описанных выше вариантах осуществления настоящего изобретения может быть реализован в форме аппаратного обеспечения, или также может быть реализован в форме программного функционального модуля. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено никакой конфетной комбинацией аппаратного и программного обеспечения.
Выше представлено описание только предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, которое не должно применяться для ограничения объема правовой защиты настоящего изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены, усовершенствования и т.п. в пределах сущности и объема настоящего изобретения попадают в объем правовой защиты формулы настоящего изобретения.
Промышленная применимость
В технической схеме настоящего изобретения предложены способ и оборудование для присоединения абонентов кластерной связи к групповому вызову на базе технологии LTE, которые позволяют эффективно решить ключевую проблему совместного использования каналов в широкополосных системах кластерной связи и в процессе модернизации широкополосных систем кластерной связи.