专利名称：基于sip的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法
技术领域：
本发明涉及一种集群无线通信技术，尤其是一种集群通信技术中的基于 SIP (Session Initiation Protocol，由IETF定义，基于IP的一个应用层控制协议)的组 呼通话技术，具体地说是一种基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法。
背景技术：
众所周知，集群移动通信系统是一种高效使用无线信道资源的专用调度移动通信 系统，简称集群系统。集群系统能够自动、公平、有序地将全部话务量分配到所有可用信道 上，使多个无线信道动态分摊话务量，以少量的频率资源为大量的用户提供无线通信服务 保障。系统具有频谱效率高，接续时间短，支持优先等级，可强插、强拆，单呼、组呼、群呼，以 及加密等专用调度指挥业务所需的优点，是满足部队、公共安全、政府、大型企业等专业与 应急通信需求的最好解决方案。集群系统的构成一般如图1所示，每个交换机管理多个基站(小区)，并且具有组呼 控制功能，各交换机之间进行互连。组呼是集群系统中一个非常重要和有用的业务功能，它可以预先根据任务需要将 相关的通信对象进行编组，在执行任务时对他们进行统一的指挥和调度，以提高调度和指 挥的效率。组呼的协议流程如图2所示，(1)主叫移动台通过空中接口信令向当前基站发起 组呼请求，基站通过内部信令向交换机发起组呼请求；(2)交换机根据被叫组号查询到该 组的组呼控制器(交换机)，并向其发送组呼请求；(3)组呼控制器收到组呼请求后查询该组 成员所在的交换机信息，并向其发起组呼请求；(4)各成员交换机通过内部信令向基站发 起组呼请求，基站通过空中接口信令组呼成员移动台，组呼信令过程完成。组呼的语音流如 图2所示，是单方向的，组呼控制器管理成员交换机的信息。集群跨交换机通告型组呼越区切换是指处于组呼通话中的集群移动台，从一个交 换机所连的基站切换到另一个交换机所连的基站，并且保持移动台组呼通话的不间断。现有技术存在的不足
(1) 国内的上一代集群通信系统MPT1327，虽然实现了多交换机之间的联网，但是不 具备跨交换机的组呼越区切换功能。(2) 新一代的集群协议标准(例如，TETRA、iDEN、DMR)提供了越区切换的空中接 口协议，但对于集群系统中跨交换机的越区切换过程没有提供一个统一的交换机间协议。(3) 公用陆地移动网络中，单呼用户可以实现跨交换机的越区切换，并且保持 通话的不间断；但是组呼的功能不成熟，更没有实现组呼的越区切换。在现有的移动核心网中，基于字符编码的SIP协议使用灵活、通用性好、易于扩 展，是核心网呼叫控制协议的发展方向，但SIP协议中缺少用于集群系统越区切换的方法 和字段。
发明内容
本发明的目的是针对现有集群无线通信系统在进行组呼通话中缺乏高效可行的 跨交换机切换方法，导致难以推广应用的问题，提供一种基于SIP的集群跨交换机通告型 组呼越区切换方法。本发明的技术方案是
一种基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法，其特征是 处于组呼通话的移动台，自动选择一个通信条件更好的新基站，使用空中接口信令， 向原基站发起通告型组呼越区切换，空中接口信令中携带了新基站的位置标识信息；原基 站通过内部信令向所连交换机发起通告型组呼越区切换，交换机根据新基站的位置标识信 息，判断新基站连接在另一个交换机，此时
(1)原交换机(原基站所连交换机)发送SIP方法PREPARE给组呼控制器，并通过组呼 控制器，向新交换机(新基站所连交换机)请求通告型组呼越区切换(组呼控制器管理组呼 过程)；如新交换机已参与该组呼，则组呼控制器使用PREPARE向新交换机请求移动台越区 切换到新基站后的业务信道信息，新交换机在响应OK (SIP中的成功响应200)中携带业务 信道信息；
(2)如新交换机没参与该组呼，则组呼控制器先使用PREPARE向新交换机请求组呼越 区切换号，然后使用SIP方法INVITE呼叫该组呼越区切换号，与新交换机建立通信链路，并 获取新基站分配给越区切换移动台的业务信道信息；
(3)组呼控制器在给原交换机的响应OK中携带业务信道信息；
(4)如果越区切换的移动台正在发送语音，原交换机则需使用SIP方法UPDATE改变集 群交换机间的语音流方向；
原交换机在收到组呼控制器的响应OK后，将携带的业务信道信息通过内部信令发给 基站，基站通过空中接口信令发送给移动台，移动台切换到新基站的业务信道进行通话，实 现基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换。在实现跨交换机通告型组呼越区切换之前，可先对SIP协议进行如下修改
①增加PREPARE方法，用于申请交换机间的通告型组呼越区切换；
②扩展INVITE的用途，使之适用于集群系统中呼叫组呼越区切换号；
③增力口头域字段 Handover-Number 禾口 P—Access—Network—Info,其中 Handover-Number用于携带组呼越区切换号，P-Access-Network-Info用于携带基站的位 置标识信息或业务信道信息；
④增加头域值，Event头域值handover-num表示请求组呼越区切换号，To头域值q 30 表示组呼越区切换号30，Content-Type头域值media-inversion表示修改语音流的方向；
⑤增加头域参数，To头域参数t= g:5000表示组号码5000、a = ρ:2000001表示越 区的移动台号码2000001，媒体参数t=name m50. n61;lai:21表示发送语音的交换机和基 站。本发明的有益效果
(1)本发明提供了一种集群通信系统中处于组呼通话状态的移动台交换机间越区切换 方法，解决了集群移动台在交换机之间移动时保持不间断组呼通话的信令问题。(2)在交换机间的切换过程中使用组呼越区切换号，避免切换过程中移动用户数
4据在交换机间的搬移，节约了切换时间，加快了切换速度。(3)在切换过程中充分考虑了集群系统中信道资源紧张的特点，对同一个组呼进 行信道合并，以提高信道的利用率。(4)在集群通信系统中，由于使用半双工方式进行通信，交换机间的语音流是单方 向的，在本发明中充分考虑到了这个特点，在讲话者的切换过程中增加了媒体修改信令，以 保证交换机间语音流方向的正确性。
图1是集群通信系统的一般构成示意图。图2是集群通信系统中组呼的协议流程示意图。图3是本发明的集群通信系统中通告型组呼越区切换交换机间的协议流程示意 图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。如图3所示。一种基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法，可先按以下步骤对SIP 协议进行修改，然后进行跨交换机通告型组呼越区切换，也可采用其它常规信令直接按以 下的方法进行跨交换机通告型组呼越区切换其中
对SIP协议的修改方法如下
①增加PREPARE方法，用于申请交换机间的通告型组呼越区切换；
②扩展INVITE的用途，使其能用于集群系统中呼叫组呼越区切换号；
③增力口头域字段 Handover-Number 禾口 P—Access—Network—Info,其中 Handover-Number用于携带组呼越区切换号，P-Access-Network-Info用于携带基站的位 置标识信息或业务信道信息的功能；
④增加头域值，Event头域值handover-num表示请求组呼越区切换号，To头域值q 30 表示组呼越区切换号30，Content-Type头域值media-inversion表示修改语音流的方向；
⑤增加头域参数，To头域参数t= g:5000表示组号码5000、a = ρ:2000001表示越 区的移动台号码2000001，媒体参数t=name:m50.n61;lai:21表示发送语音的交换机和基 站。实现跨交换机通告型组呼越区切换的步骤如下
处于组呼通话的移动台，自动选择一个通信条件更好的新基站，使用空中接口信令， 向原基站发起通告型组呼越区切换，空中接口信令中携带了新基站的位置标识信息；原基 站通过内部信令向所连交换机发起通告型组呼越区切换，交换机根据新基站的位置标识信 息，判断新基站连接在另一个交换机；
(1)原交换机(原基站所连交换机)发送SIP方法PREPARE给组呼控制器，并通过组呼 控制器，向新交换机(新基站所连交换机)请求通告型组呼越区切换(组呼控制器管理组呼 过程)；
(2)如新交换机已参与该组呼，则组呼控制器使用PREPARE向新交换机请求移动台越区切换到新基站后的业务信道信息，新交换机在响应的OK中携带业务信道信息；
(3)如新交换机没参与该组呼，则组呼控制器先使用PREPARE向新交换机请求组呼越 区切换号，然后使用SIP方法INVITE呼叫该组呼越区切换号，与新交换机建立通信链路，并 获取新基站分配给越区切换移动台的业务信道信息；
(4)组呼控制器在给原交换机的响应报文OK中携带业务信道信息；
(5)如果越区切换的移动台正在发送语音，原交换机则需使用SIP方法UPDATE改变集 群交换机间的语音流方向；
原交换机在收到组呼控制器的响应OK后，将携带的业务信道信息通过内部信令发给 基站，基站通过空中接口信令发送给移动台，移动台切换到新基站的业务信道进行通话，实 现基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换。详述如下
在通告型组呼越区切换中，当一个处于组呼通话的移动台从一个基站越区切换到另一 个交换机所连基站的时候，为了保持通话的不间断，必须进行一些先期的信令交互以获取 新基站分配给移动台的业务信道。步骤一，处于组呼通话的移动台在通话过程中(接收语音或发送语音)，根据信号 的强度和接入条件选择一个通信条件更好的基站，然后向原基站发送空中接口信令请求通 告型的越区切换，原基站通过内部信令向所连交换机请求通告型越区切换，这些信令都携 带了新基站的位置标识信息；
步骤二，原交换机收到通告型组呼越区切换的请求信令后，根据新基站的位置标识信 息查询相邻基站参数表(交换机配置)，取得新交换机的域名和IP地址(新基站和原基站连 接在不同的交换机)；
步骤三，原交换机发送一个SIP方法PREPARE给组呼控制器，并通过组呼控制器，向新 交换机请求通告型组呼越区切换(组呼控制器管理组呼过程)，该方法携带了新基站的位置 标识信息；
步骤四，组呼控制器收到PREPARE方法后根据呼叫表的信息来判断新交换机是否已经 参与了该组呼，如果新交换机已经参与了该组呼，则组呼控制器使用PREPARE向新交换机 请求移动台越区切换到新基站后的业务信道信息；如果新交换机没有参与该组呼，则组呼 控制器向新交换机发送PREPARE方法请求组呼越区切换号；
步骤五，新交换机对组呼控制器的PREPARE方法响应0K，如果PREPARE方法是请求业务 信道信息，则OK中携带新交换机分配给该移动台的业务信道信息；如果PREPARE方法是请 求组呼越区切换号，则新交换机分配一个组呼越区切换号，将其和新基站的位置标识信息 一起保存在数据库中，并在OK中携带该组呼越区切换号；
步骤六，组呼控制器收到携带新基站业务信道信息的OK后转发给原交换机；
步骤七，组呼控制器收到携带组呼越区切换号的OK后，使用SIP方法INVITE呼叫该组 呼越区切换号，与新交换机建立通信链路，新交换机在INVITE的响应OK中携带新基站分配 给越区切换移动台的业务信道信息，组呼控制器同样通过OK回给原交换机；
步骤八，原交换机通过内部信令将新基站的业务信道信息发送给原基站，原基站通过 空中接口信令将新基站的业务信道信息发送给请求越区切换的移动台，该移动台立即切换 到新基站的业务信道继续通信，实现了通告型组呼越区切换；
6步骤九，如果请求通告型组呼越区切换的移动台正在发送语音，则完成上面的信令以 后，原交换机还要根据原基站的内部信令修改交换机间的语音流方向；原交换机将其语音 流方向改为从组呼控制器收语音；原交换机使用SIP方法UPDATE请求组呼控制器修改语 音流方向，组呼控制器将发语音者由原交换机改为新交换机；组呼控制器使用SIP方法 UPDATE请求新交换机修改语音流方向，新交换机将其语音流方向改为向组呼控制器发语
曰°以下是根据本发明的方法设计的一种通告型组呼越区切换中使用到的具体
的SIP协议
1.PREPARE
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺J^^^l/L ->纟IIPp帛$[|||氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
PREPARE s:m50. n61;m=192. 168.1.145 (新基站所连交换机的域名和地址)
Via:m40. n61;3
Max-Forwards70
From:<p2000001〉；tag=9893
To:tag=1235
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1
Route :<m60. n61;m=192. 168. 1. 146> (组呼控制器域名和 IP 地址) P-Access-Network-Info :b=21 (新基站的位置标识信息) Content-Length0
2.PREPARE
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺-> if^i^l/l氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
PREPARE s:m50. n61 (新交换机域名)
Via:m60. n61;4
Max-Forwards70
From:<p2000001〉；tag=1236
To:
Call-ID:123ABCDE Cseq:1
Contact:<s:m60. n61;m=192. 168. 1. 146>
P-Access-Network-Info :b=21(新基站的位置标识信息)
Content-LengthO
3.OK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺ff^^l/l,->纟IIPp氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺 200
Via:m60. n61;4
From:<p2000001〉；tag=1236
To:tag=8846
Call-ID:123ABCDEP-Access-Network-Info c=201. 1-1(新基站的业务信道信息) Cseq:1 PREPARE Content-LengthO
4.PREPARE
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺-> if^i^l/l氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
PREPARE s:m50. n61 (新交换机域名)
Via:m60. n61;4
Max-Forwards70
From:<p2000001〉；tag=1236
To:<g:5000>
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1
Contact:<s:m60. n61;m=192. 168. 1. 146>
P-Access-Network-Info :b=21(新基站的位置标识信息)
Event :handover-num(请求组呼越区切换号)
Content-LengthO
5.OK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺ff^^l/l,->纟IIPp氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺 200
Via:m60. n61;4
From:<p2000001〉；tag=1236
To:<g:5000>;tag=8846
Call-ID:123ABCDE
Handover-Number:q:44(组呼越区切换号)
Cseq:l PREPARE Content-Length:O 6.INVITE
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺-> if^i^l/l氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
INVITE s:m50. n61
Via:m60. n61；7
Max-Forwards: 70
From:<p:2000000〉；tag=1235
To:<q:44>;t=g:5000；a=p:2000001
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1
Contact:<s:m60. n61;m=192. 168. 1. 146>
Content-Type:sdp
Content-Length:68
o=192. 168. 2. 146 (以下为媒体信息)a=recvonly m=6000
7.OK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺ff^^l/l,->纟IIPp氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺 200
Via:m60. n61；7
From:<p2000000〉；tag=1235
To:<q:44>;tag=7452
Call-ID:123ABCDE Cseq:1 INVITE
P-Access-Network-Info: c=201. 1-1 (新基站的业务信道信息)
Content-Typesdp
Content-Length68
o=192. 168. 2. 145 (以下为媒体信息)
m=5000
a=sendonly
8.ACK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺-> if^i^l/l氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
ACK s:m50. n61
Via:m60. n61；7
Max-Forwards 70
From:<p:2000000〉；tag=1235
To:<q:44>;tag=7452
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1
Content-Length:0
9.OK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺->氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
200
Via:m40. n61;3
From:<p2000001〉；tag=9893
To:<g:5000>;tag=1235
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1 PREPARE
P-Access-Network-Info: c=201. 1-1 (新基站的业务信道信息) Content-Length0
10.UPDATE
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺J^^^l/L ->纟IIPp帛$[|||氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
UPDATE s:m60.n61Via:m40.n61;13
Max-Forwards70
From:<p2000001〉；tag=9893
To:tag=1235
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1
Content-Type: media-inversion (修改语音流方向) Content-Length68
t=name:m50. n61;lai:21 (讲话者的信息)
11.UPDATE
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺-> if^i^l/l氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
UPDATE s:m50. n61
Via:m60. n61;14
Max-Forwards:70
From:<p:2000001〉；tag=1235
To:tag=7452
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1
Content-Type: media-inversion (修改语音流方向) Content-Length68 t=lai:21 (讲话者的信息)
12.OK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺->氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺
200
Via:m40.n61;13
From:<p2000001〉；tag=9893
To:tag=1235
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1 UPDATE
Content-Length:0
13.OK
氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺ff^^l/l,->纟IIPp帛$[|||氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺氺 200
Via:m60.n61;14
From:<p2000001〉；tag=1235
To:tag=7452
Call-ID:123ABCDE
Cseq:1 UPDATE
Content-Length:0
10本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
一种基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法，其特征是处于组呼通话的移动台，自动选择一个通信条件更好的新基站，使用空中接口信令，向原基站发起通告型组呼越区切换，空中接口信令中携带了新基站的位置标识信息；原基站通过内部信令向所连交换机发起通告型组呼越区切换，交换机根据新基站的位置标识信息，判断新基站连接在另一个交换机，此时原交换机发送SIP方法PREPARE给组呼控制器，并通过组呼控制器，向新交换机请求通告型组呼越区切换；如新交换机已参与该组呼，则组呼控制器使用PREPARE向新交换机请求移动台越区切换到新基站后的业务信道信息，新交换机在响应OK中携带业务信道信息；如新交换机没参与该组呼，则组呼控制器先使用PREPARE向新交换机请求组呼越区切换号，然后使用SIP方法INVITE呼叫该组呼越区切换号，与新交换机建立通信链路，并获取新基站分配给越区切换移动台的业务信道信息；组呼控制器在给原交换机的响应OK中携带业务信道信息；如果越区切换的移动台正在发送语音，原交换机则需使用SIP方法UPDATE改变集群交换机间的语音流方向；原交换机在收到组呼控制器的响应OK后，将携带的业务信道信息通过内部信令发给基站，基站通过空中接口信令发送给移动台，移动台切换到新基站的业务信道进行通话，实现基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换。
2.根据权利要求1所述的基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法，其特征 是在实现跨交换机通告型组呼越区切换之前，先对SIP协议进行如下修改①增加PREPARE方法，用于申请交换机间的通告型组呼越区切换；②扩展INVITE的用途，使之适用于集群系统中呼叫组呼越区切换号；③增力口头域字段 Handover-Number 禾口 P—Access—Network—Info,其中 Handover-Number用于携带组呼越区切换号，P-Access-Network-Info用于携带基站的位 置标识信息或业务信道信息；④增加头域值，Event头域值handover-num表示请求组呼越区切换号，To头域值q 30 表示组呼越区切换号30，Content-Type头域值media-inversion表示修改语音流的方向；⑤增加头域参数，To头域参数t= g:5000表示组号码5000、a = ρ:2000001表示越 区的移动台号码2000001，媒体参数t=name m50. n61;lai:21表示发送语音的交换机和基 站。
全文摘要
一种基于SIP的集群跨交换机通告型组呼越区切换方法，其特征是它包括对SIP协议进行如下修改和根据修改后的SIP实现跨交换机通告型组呼越区切换的方法。处于组呼通话的移动台，自动选择一个通信条件更好的新基站，使用空中接口信令，向原基站发起通告型组呼越区切换，空中接口信令中携带了新基站的位置标识信息；原基站通过内部信令向所连交换机发起通告型组呼越区切换，交换机根据新基站的位置标识信息，判断新基站连接在另一个交换机，再通过组呼控制器建立通信链路并获取业务信道，实现无中断的越区组呼通话。本发明解决了集群移动台在交换机之间移动时保持不间断组呼通话的信令问题，节约了切换时间，加快了切换速度，提高了信道的利用率。
文档编号H04W80/10GK101895944SQ20101025739
公开日2010年11月24日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者姚旭罡, 徐子平, 戎骏 申请人:优能通信科技(杭州)有限公司;中国人民解放军理工大学