2024年4月2日发(作者:毋唱月)
一 应用设计:通信
一
维普资讯
种叠加于TD_S C D MA 3G网络的
PTT手机方案
重庆邮电大学移动通信技术重点实验室孙冬梅韩令军邢培基
主研发的新一代宽带移动通信技术体
制,从根本上构建自己的移动通信系
统。基于TD—SCDMA的PTT的手机拥
本文提出7一种叠加于TD-SCDMA公众移动通信网的PTT
(Push-To-Talk)手机方案。它的基本设计思想是利用现有的
TD-SCDMA网络提供手机的PTT, ̄务.业务逻辑采用半双I模
式.支持一对一.一对多通话
有自主知识产权,可以提供长期和安全
的信息保证,有利于推进第三代移动通
TD-SCDMA(Time Division-
SynchrOnizatiOn Code Division
“即按即说”很形象地描述了其业务特
信系统的军民协同发展。如上所述,
点。对指挥调度功能要求较高的企事 TD—SCDMA在中国有良好的发展势头
Multiple Access)的中文含义为时分同 业、铁道、民航、水利、电力、工矿、油
和PTT的各种其他通信设备所不能代
步码分多址接入,中国提出的T D— 田、港口、轻轨和地铁、公、检、法、安 替的优越条件,所以本文讨论的基于
SCDMA已正式成为全球3G标准之一。
全、海关以及军队、武警等部门,特别 TD-SCDMA技术的PTT手机非常有意
最近几年是中国自主知识产权技术TD— 是中国举办的2008奥运都非常适用。
SCDMA在经历了多年研发测试后,走 其实我们身边不乏支持PTT的手
迭加式网络结构
一
义并且有很大的发展潜力。
向产业化规模应用的关键时期。中国移
机产品:诺基亚的3230、6270、6681;
动、中国电信、中国网通已经在10个城
摩托罗拉支持GSM双频的Motorola 个完整的基于TD—SCDMA技术
市和地区开展了TD—SCDMA网络建 V400p、支持CDMA网络的T300p和
的集群系统应包括移动终端、基站、网
设。在这10个城市中,除了包括承办奥
V65p,另外三星、LG也有不少支持此
络设备、服务器、调度台等设备,需要
运会比赛项目的北京、天津、上海、青
技术的产品。但是中国未来的移动通信 较长的研发周期和较大的人力财力投
岛、秦皇岛、沈阳之外,还包括厦门、保
系统,特别是军用系统,必须立足于自 入。目前,中国已有移动终端(手机),
定等。在将来TD—SCDMA的用户至少
可以达到上亿,无疑TD—SCDMA在中
国3G时代将扮演重要的角色。
PTT(Push-To—Talk)就是“即按
集
即说”,一按就可以通话,其功能类似于
对讲机。用户按下一个按键就可以立刻
和一个或多个用户进行通信,松开按键
集群终端
则进入被动接听状态,它的中文译名
图1采用迭加方式的TD-SCDMA数字集群系统网络示例图
墨……D08
维普资讯
应用设计:通信
并且中国正大规模建TD-SCDMA网,
在这种情况下必须扬长避短,在已有移
动终端、基站和网络设备基础上,定义
一
专用的集群接口,开发相应的服务器、
数据库和调度台来实现集群功能,从而
借助现有的TD-SCDMA 3G移动通信
系统提供PTT业务。这种移动终端提供
图4采用叠加方式的TD—SCDMA数字集群系统接口示意图
圈
PTT业务的方案即称为叠加方案,也就
是将PTT技术应用TD-SCDMA 3G移
动网络。
1网络结构
采用叠加方式实现TD—SCDMA数
字集群系统,从而要求沿用现有TD—
SCDMA接入网和核心网;改造现有终
端,新增集群子系统(集群服务器、集
群数据库、集群控制台)。叠加方式的
TD—SCDMA数字集群系统的网络示例
图如图l所示。
2新增功能实体和子系统
①集群终端(PTT UE)
PTT终端除具备TD—SCDMA终端
・ 应}{{程序
SM RTCP.StP.Hm.FTP
t UDP、TCP
aM睢
Ip
噩1日c |一一l _ 嚼 ~
簟
。薹 l 0
|_ -0。。3
0 llljlll _l
图2集群终端协议栈
……一 ………
RTCP,SIP.HTTP,FTP
UDP.TCP
lP
LL
Pl1Y
图3调度控制台协议栈
的一般功能外(语音、短信、数据业务 ④集群调度台
等),还应具备以下PTT特有的功能:直
采用有线调度控制台,对集群用户
通、组呼和群呼等。通过改造现有TD- 进行调度控制和业务管理,具备如下功
SCDMA终端实现集群终端,其协议栈
能:单呼、组呼、广播呼叫、强插/强
如图2所示。图中灰色部分为T D— 拆、动态重组、执行对用户的调度控制,
SCDMA终端原有协议。
同时具备群组和用户的业务管理功能。
②集群服务器(PTT Server) 调度控制台的协议栈如图3所示。
集群调度服务器提供调度台的接入
3协议栈结构
功能,负责对PTT终端用户和调度台用
采用叠加方式的TD-SCDMA数字
户的身份、权限和业务能力进行鉴权和 集群系统接口示意图如图4所示。
认证,同时提供调度台与集群系统之间 集群子系统采用SIP(Se ssion
的语音和数据通道。主要功能如下: Initiation Protoco1)协议对集群终端进
PTT终端用户和调度台用户的基本签约 行会话管理,数据的传输和接收基于
信息、业务签约信息管理;PTT终端用
RTP/UDP/IP协议,如图5所示。
户群组信息管理;PTT终端用户业务统
[ ]臣亘困
计和计费信息管理;提供对PTT终端用
—
LIDP l{UDP
L_曼 .
UDP}l
! }{坠!
LIDP
户和调度台用户的鉴权和认证;数据转
发;提供与TD-SCDMA核心网分组域
NETw0rk DAT^
LINK
的接口功能;提供与集群数据库以及有
MAC(C ̄SillHS1
IMS-CN l_^YER
PHY
线调度台的接口功能。
UE
③集群数据库(PTT DATA)
图5端到端的协议框架
集群数据库用于存储PTT终端用
户和调度台用户的相关信息,例如: 呼BLl流程
PTT终端用户和调度台用户的基本签约
TD—SCDMA数字集群系统的典型
信息l PTT终端用户和调度台用户的业 业务包括:单呼、组呼和组播。现以组
务签约信息;PTT终端用户的群组信
呼为例,简单介绍呼叫流程。用户拨打
息;PTT终端用户计费信息;PTT终
群/组号码,按下PTT键后,承载集群
端用户和调度台用户的鉴权数据。
呼叫请求的空中信令发送到RNS,RNS
今日电子・2008年1月
一 应用设计:通信
示的空中信令发往被叫用户,组呼呼叫 连接请求;④RNS系统对组内用户进行
随即建立起来,如图6所示。
寻呼;⑤RNS系统对主叫用户进行信道
结语
维普资讯
随即向被叫用户发起寻呼,然后将承载 PSS系统转发集群呼叫建立请求;③PSS
集群呼叫建立完成;⑨PSS系统对主叫
信道指配和话权授权的空中信令发往主 系统鉴权通过后,根据组内用户的位置
用户发送话权授权提示;⑩PSS系统对
叫用户,将承载信道指配和话权占用提 信息.,向相应的RNS系统发送集群呼叫 组内其他用户发送话权占用提示。
业务流程步骤描述①用户拨打群/
分配;⑥RNS系统收到组内用户的寻呼
由于手机功能不断丰富,菜单的内
组号码按下PTT键发起组呼,终端发起
响应;⑦RNS系统对寻呼响应的组内用
容和层次越来越多,菜单变得越来越臃
集群组呼请求②RNS系统分配资源,向 户进行信道分配;⑧RNS系统PSS系统 肿,给用户带来操作上的不便。本文提
UE1 RNS SGSN GGSN PTr SeYer UE2
出的基于现有TD—SCDMA网的集群体
系结构,让手机实现PTT功能,一按某
集群呼叫 青求
集群呼叫请求
群呼叫连接请
寻呼组内用户
空中信道指配
寻呼响应
空中信道指配
一
个键就立即通话,刚好满足了用户快
速通话的要求。对运营商而言,该方案
具有较高的安全性和可靠性,不用对现
有移动网络做改动,只需要增加新的功
能节点即可实现手机的PTT功能。随着
群呼叫建立完 L‘
话权授权提示
话权占用提示
匕 ] [== ==] [== ] 匕 ==] [== ==] [ ]
中国3 G牌照的发放,将会给T D—
SCDMA带来更加深刻的影响,也将给
基于TD—SCDMA网的PTT手机带来
图6组呼呼叫建立流程
无限发展机会。 囹
(1 拨象99 )
ByteNum<8;ByteNum++)
RXD at a
收的数据,两个指针的前后
次序通过标志位
【ByteNum]=ReadFrom2401();
}
②串行口程序设计
(bFlag一0rder) 0另0,当它
们的位置重合时则表示没有
有效数据。读写指针相对位
采用中断方式进行串口管理。串行 置与存储的数据之间的关系 图4读写指针相对位置与存储数据之间的关系示意图
通信中对数据流的处理采用突发处理方 如图4所示。阴影部分表示有效数据。
式。针对RAM空间有限的情况,利用
软件模拟FIFO寄存器结构。
串口的接收和发送工作是相对独立
结论
nRF2401是一款性价比很高的单片
无线收发芯片,利用A T 8 9 S 5 2和
nRF2401芯片设计的无线数据传输系
随着Internet的飞速发展,从WAN
统,成本低,体积小,应用灵活,具有
的,构建两个环形缓冲区来实现具有 到MAN,再到LAN、PAN,这些技术
良好的通用性和可靠性。\通过调试结
FIFO功能的缓冲区队列。每一个环形
已逐渐成熟。无线网络在各类网络中最 果表明,nRF2401芯片可以与微控制器
缓冲区都对应有写入(Ptr—Wr)*u读出
具增长潜力。由于各种无线标准自身的
连接实现无线数据通信,进而实现TPC
(Ptr—Rd)两个指针,从写指针到读指针
技术也有待于不断完善和提高,无线技
之间的无线通信,并且通信质量可靠稳
之间的相对区域存储的是待发送或已接
术的应用还有很大的市场空间。
定。 囹
叠 今日电子・208年1月
2024年4月2日发(作者:毋唱月)
一 应用设计:通信
一
维普资讯
种叠加于TD_S C D MA 3G网络的
PTT手机方案
重庆邮电大学移动通信技术重点实验室孙冬梅韩令军邢培基
主研发的新一代宽带移动通信技术体
制,从根本上构建自己的移动通信系
统。基于TD—SCDMA的PTT的手机拥
本文提出7一种叠加于TD-SCDMA公众移动通信网的PTT
(Push-To-Talk)手机方案。它的基本设计思想是利用现有的
TD-SCDMA网络提供手机的PTT, ̄务.业务逻辑采用半双I模
式.支持一对一.一对多通话
有自主知识产权,可以提供长期和安全
的信息保证,有利于推进第三代移动通
TD-SCDMA(Time Division-
SynchrOnizatiOn Code Division
“即按即说”很形象地描述了其业务特
信系统的军民协同发展。如上所述,
点。对指挥调度功能要求较高的企事 TD—SCDMA在中国有良好的发展势头
Multiple Access)的中文含义为时分同 业、铁道、民航、水利、电力、工矿、油
和PTT的各种其他通信设备所不能代
步码分多址接入,中国提出的T D— 田、港口、轻轨和地铁、公、检、法、安 替的优越条件,所以本文讨论的基于
SCDMA已正式成为全球3G标准之一。
全、海关以及军队、武警等部门,特别 TD-SCDMA技术的PTT手机非常有意
最近几年是中国自主知识产权技术TD— 是中国举办的2008奥运都非常适用。
SCDMA在经历了多年研发测试后,走 其实我们身边不乏支持PTT的手
迭加式网络结构
一
义并且有很大的发展潜力。
向产业化规模应用的关键时期。中国移
机产品:诺基亚的3230、6270、6681;
动、中国电信、中国网通已经在10个城
摩托罗拉支持GSM双频的Motorola 个完整的基于TD—SCDMA技术
市和地区开展了TD—SCDMA网络建 V400p、支持CDMA网络的T300p和
的集群系统应包括移动终端、基站、网
设。在这10个城市中,除了包括承办奥
V65p,另外三星、LG也有不少支持此
络设备、服务器、调度台等设备,需要
运会比赛项目的北京、天津、上海、青
技术的产品。但是中国未来的移动通信 较长的研发周期和较大的人力财力投
岛、秦皇岛、沈阳之外,还包括厦门、保
系统,特别是军用系统,必须立足于自 入。目前,中国已有移动终端(手机),
定等。在将来TD—SCDMA的用户至少
可以达到上亿,无疑TD—SCDMA在中
国3G时代将扮演重要的角色。
PTT(Push-To—Talk)就是“即按
集
即说”,一按就可以通话,其功能类似于
对讲机。用户按下一个按键就可以立刻
和一个或多个用户进行通信,松开按键
集群终端
则进入被动接听状态,它的中文译名
图1采用迭加方式的TD-SCDMA数字集群系统网络示例图
墨……D08
维普资讯
应用设计:通信
并且中国正大规模建TD-SCDMA网,
在这种情况下必须扬长避短,在已有移
动终端、基站和网络设备基础上,定义
一
专用的集群接口,开发相应的服务器、
数据库和调度台来实现集群功能,从而
借助现有的TD-SCDMA 3G移动通信
系统提供PTT业务。这种移动终端提供
图4采用叠加方式的TD—SCDMA数字集群系统接口示意图
圈
PTT业务的方案即称为叠加方案,也就
是将PTT技术应用TD-SCDMA 3G移
动网络。
1网络结构
采用叠加方式实现TD—SCDMA数
字集群系统,从而要求沿用现有TD—
SCDMA接入网和核心网;改造现有终
端,新增集群子系统(集群服务器、集
群数据库、集群控制台)。叠加方式的
TD—SCDMA数字集群系统的网络示例
图如图l所示。
2新增功能实体和子系统
①集群终端(PTT UE)
PTT终端除具备TD—SCDMA终端
・ 应}{{程序
SM RTCP.StP.Hm.FTP
t UDP、TCP
aM睢
Ip
噩1日c |一一l _ 嚼 ~
簟
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|_ -0。。3
0 llljlll _l
图2集群终端协议栈
……一 ………
RTCP,SIP.HTTP,FTP
UDP.TCP
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Pl1Y
图3调度控制台协议栈
的一般功能外(语音、短信、数据业务 ④集群调度台
等),还应具备以下PTT特有的功能:直
采用有线调度控制台,对集群用户
通、组呼和群呼等。通过改造现有TD- 进行调度控制和业务管理,具备如下功
SCDMA终端实现集群终端,其协议栈
能:单呼、组呼、广播呼叫、强插/强
如图2所示。图中灰色部分为T D— 拆、动态重组、执行对用户的调度控制,
SCDMA终端原有协议。
同时具备群组和用户的业务管理功能。
②集群服务器(PTT Server) 调度控制台的协议栈如图3所示。
集群调度服务器提供调度台的接入
3协议栈结构
功能,负责对PTT终端用户和调度台用
采用叠加方式的TD-SCDMA数字
户的身份、权限和业务能力进行鉴权和 集群系统接口示意图如图4所示。
认证,同时提供调度台与集群系统之间 集群子系统采用SIP(Se ssion
的语音和数据通道。主要功能如下: Initiation Protoco1)协议对集群终端进
PTT终端用户和调度台用户的基本签约 行会话管理,数据的传输和接收基于
信息、业务签约信息管理;PTT终端用
RTP/UDP/IP协议,如图5所示。
户群组信息管理;PTT终端用户业务统
[ ]臣亘困
计和计费信息管理;提供对PTT终端用
—
LIDP l{UDP
L_曼 .
UDP}l
! }{坠!
LIDP
户和调度台用户的鉴权和认证;数据转
发;提供与TD-SCDMA核心网分组域
NETw0rk DAT^
LINK
的接口功能;提供与集群数据库以及有
MAC(C ̄SillHS1
IMS-CN l_^YER
PHY
线调度台的接口功能。
UE
③集群数据库(PTT DATA)
图5端到端的协议框架
集群数据库用于存储PTT终端用
户和调度台用户的相关信息,例如: 呼BLl流程
PTT终端用户和调度台用户的基本签约
TD—SCDMA数字集群系统的典型
信息l PTT终端用户和调度台用户的业 业务包括:单呼、组呼和组播。现以组
务签约信息;PTT终端用户的群组信
呼为例,简单介绍呼叫流程。用户拨打
息;PTT终端用户计费信息;PTT终
群/组号码,按下PTT键后,承载集群
端用户和调度台用户的鉴权数据。
呼叫请求的空中信令发送到RNS,RNS
今日电子・2008年1月
一 应用设计:通信
示的空中信令发往被叫用户,组呼呼叫 连接请求;④RNS系统对组内用户进行
随即建立起来,如图6所示。
寻呼;⑤RNS系统对主叫用户进行信道
结语
维普资讯
随即向被叫用户发起寻呼,然后将承载 PSS系统转发集群呼叫建立请求;③PSS
集群呼叫建立完成;⑨PSS系统对主叫
信道指配和话权授权的空中信令发往主 系统鉴权通过后,根据组内用户的位置
用户发送话权授权提示;⑩PSS系统对
叫用户,将承载信道指配和话权占用提 信息.,向相应的RNS系统发送集群呼叫 组内其他用户发送话权占用提示。
业务流程步骤描述①用户拨打群/
分配;⑥RNS系统收到组内用户的寻呼
由于手机功能不断丰富,菜单的内
组号码按下PTT键发起组呼,终端发起
响应;⑦RNS系统对寻呼响应的组内用
容和层次越来越多,菜单变得越来越臃
集群组呼请求②RNS系统分配资源,向 户进行信道分配;⑧RNS系统PSS系统 肿,给用户带来操作上的不便。本文提
UE1 RNS SGSN GGSN PTr SeYer UE2
出的基于现有TD—SCDMA网的集群体
系结构,让手机实现PTT功能,一按某
集群呼叫 青求
集群呼叫请求
群呼叫连接请
寻呼组内用户
空中信道指配
寻呼响应
空中信道指配
一
个键就立即通话,刚好满足了用户快
速通话的要求。对运营商而言,该方案
具有较高的安全性和可靠性,不用对现
有移动网络做改动,只需要增加新的功
能节点即可实现手机的PTT功能。随着
群呼叫建立完 L‘
话权授权提示
话权占用提示
匕 ] [== ==] [== ] 匕 ==] [== ==] [ ]
中国3 G牌照的发放,将会给T D—
SCDMA带来更加深刻的影响,也将给
基于TD—SCDMA网的PTT手机带来
图6组呼呼叫建立流程
无限发展机会。 囹
(1 拨象99 )
ByteNum<8;ByteNum++)
RXD at a
收的数据,两个指针的前后
次序通过标志位
【ByteNum]=ReadFrom2401();
}
②串行口程序设计
(bFlag一0rder) 0另0,当它
们的位置重合时则表示没有
有效数据。读写指针相对位
采用中断方式进行串口管理。串行 置与存储的数据之间的关系 图4读写指针相对位置与存储数据之间的关系示意图
通信中对数据流的处理采用突发处理方 如图4所示。阴影部分表示有效数据。
式。针对RAM空间有限的情况,利用
软件模拟FIFO寄存器结构。
串口的接收和发送工作是相对独立
结论
nRF2401是一款性价比很高的单片
无线收发芯片,利用A T 8 9 S 5 2和
nRF2401芯片设计的无线数据传输系
随着Internet的飞速发展,从WAN
统,成本低,体积小,应用灵活,具有
的,构建两个环形缓冲区来实现具有 到MAN,再到LAN、PAN,这些技术
良好的通用性和可靠性。\通过调试结
FIFO功能的缓冲区队列。每一个环形
已逐渐成熟。无线网络在各类网络中最 果表明,nRF2401芯片可以与微控制器
缓冲区都对应有写入(Ptr—Wr)*u读出
具增长潜力。由于各种无线标准自身的
连接实现无线数据通信,进而实现TPC
(Ptr—Rd)两个指针,从写指针到读指针
技术也有待于不断完善和提高,无线技
之间的无线通信,并且通信质量可靠稳
之间的相对区域存储的是待发送或已接
术的应用还有很大的市场空间。
定。 囹
叠 今日电子・208年1月