TD-LTE寬帶集群呼叫控制功能設計

朱麗莎

摘要：針對TD-LTE寬帶集群呼叫業務，分析了不同呼叫類型的業務特點，提出了一種高可靠、低時延和主被叫獨立管理的集群呼叫控制設計方案。介紹了TD-LTE寬帶集群系統核心網的組成架構，闡述了寬帶集群呼叫控制的主要功能和實現架構，對其關鍵業務的核心處理流程進行了說明，并通過集成測試驗證了設計方案的可行性。

關鍵詞：TD-LTE；寬帶集群；呼叫控制

中圖分類號：TP393文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2018）19-66-2

Design on Trunking Call Control Function Based on TD-LTE

ZHU Lisha（Hebei Far-east Communication System Engineering Co.， Ltd.， Shijiazhuang Hebei 050081， China）

0引言

近年來隨著LTE無線通信技術的迅猛發展，寬帶集群產品更為人們所熟知。相比于傳統窄帶數字集群產品，寬帶集群在寬帶接入的基礎上具備更快的數據傳輸，可以滿足用戶對于視頻通信的需求，這使得寬帶集群產品在軌道交通、公安人防以及電力等行業的應用也更加廣泛[1-3]。集群呼叫作為寬帶集群通信最為基本也是最為重要的業務，其信令控制功能是寬帶集群核心網的核心功能。本文以集群呼叫業務實際需求為背景，設計了以高可靠性為前提，同時具備并發處理、多級優先處理和低延遲處理的呼叫控制實現方案，并通過TD-LTE寬帶集群集成測試環境對所設計的集群呼叫控制功能進行了驗證，證明了其可行性。

1總體設計

1.1 TD-LTE寬帶集群核心網

TD-LTE寬帶集群核心網是提供寬帶集群業務的網絡，包括eMME、xGW、eHSS、TCF和TMF五個邏輯實體，這些邏輯實體根據實際部署可合設形成實際網元設備[4-5]，分解結構如圖1所示。

①eMME是移動管理實體，負責移動性和承載管理；

②eHSS是簽約數據管理中心和鑒權中心，負責維護簽約用戶的信息；

③xGW是服務網關和數據網關，負責集群業務承載管理、集群數據路由和轉發；

④TCF是集群控制功能體，負責集群呼叫/消息業務的調度管理；

⑤TMF是集群媒體功能體，負責集群業務的數據傳輸。

1.2集群呼叫控制功能設計

集群呼叫控制是集群控制功能體TCF的核心功能，負責完成集群呼叫業務的調度管理，具體功能實現包括：①支持集群音視頻呼叫流程管理；②支持點對點的個呼和群組呼叫；③支持群組呼叫話權申請、授予、排隊及搶占等一系列管理；④支持區域調度、強插、強拆及預占呼叫等復雜集群補充業務[6-7]。

1.2.1設計實現架構

基于寬帶集群核心網對呼叫業務的要求，所設計的集群呼叫控制將以下2點作為設計原則：①呼叫高可靠性；②信令處理低時延。最終設計的呼叫控制架構如圖2所示。

其中集群呼叫控制包括配置管理模塊、高可用模塊、話權管理模塊、主叫管理模塊和被叫管理模塊5個模塊，各模塊功能如下：①配置管理模塊：負責與操作維護中心進行通信，配置集群管理中心參數；②高可用模塊：負責集群媒體管理中心的主備切換和冗余管理工作；③話權管理模塊：負責維護整個系統呼叫建立、釋放以及組呼業務的話權管理工作；④主叫管理模塊：負責維護呼叫業務中的發起方的用戶信息和用戶鑒權；⑤被叫管理模塊：負責維護呼叫業務中的被叫方的用戶信息、用戶鑒權及呼叫資源分配請求與處理。

1.2.2關鍵點說明

（1）呼叫控制高可靠性

為了避免呼叫過程中呼叫控制異常導致終端呼叫無人及管理錯亂等問題，在設計時考慮了冗余的問題，其中利用系統的并聯模型來提高系統的可靠性。將集群呼叫控制按照主備架的方式進行部署，在主架處理業務的同時也將呼叫相關數據備份到備架側，若主架故障，則備架可以切換到主架狀態，進行后續的呼叫控制工作。

（2）信令處理低時延

寬帶集群系統對于呼叫的建立和話權的申請都有嚴格的時長要求，所以設計的集群呼叫控制采用主被叫分離控制的方法，即呼叫維護模塊只控制整個呼叫流程，而使用主叫管理模塊和被叫管理模塊分別對主被叫信息進行維護，這樣的設計使得模塊分工明確，不僅可以減輕呼叫維護模塊的壓力，同時也達到了并發的性能要求，在多個終端同時發起呼叫信令時，集群呼叫控制可以分別進行處理，從而加快信令處理的速度。

2核心處理流程

2.1呼叫建立流程

呼叫建立流程如下：①終端發送呼叫建立請求到寬帶集群接入網，由其通知集群呼叫控制啟動呼叫流程；②集群呼叫控制依次向集群資源管理查詢主叫和被叫信息并鑒權；③鑒權通過后，集群呼叫控制向集群資源管理申請主被叫資源；④收到響應后向被叫方發送呼叫建立指示；⑤被叫方響應呼叫后，將呼叫應答指示傳遞給主叫方，從而建立呼叫。具體流程如圖3所示。

2.2話權管理流程

話權管理流程如下：①話權授權和釋放由呼叫維護模塊負責處理，每次話權變化需通知話權變化用戶和組內其他用戶；②話權申請終端將話權申請請求送到呼叫維護模塊后，呼叫維護模塊此時會向用戶信息管理對應網元進行用戶信息查詢，呼叫維護根據返回的用戶信息來完成是否授權的判斷；③話權管理功能由呼叫維護模塊進行管理，呼叫維護模塊負責控制是否授權。具體流程如圖4所示。

3測試驗證

通過搭建TD-LTE寬帶集群系統集成測試環境，對所設計的呼叫控制進行了驗證，部署了TD-LTE寬帶集群系統，并在系統中配置了LTE集群手持終端。測試結果如表1所示。

4結束語

以高可靠性和高處理速度要求為設計的出發點設計了寬帶集群呼叫控制，并通過實際集成測試環境進行測試，完成了驗證工作。結果表明，所設計方案可以完成呼叫管理及話權管理等功能，且處理速度完全滿足相關的指標要求。隨著LTE寬帶集群系統的不斷發展，寬帶集群呼叫控制的功能也將更加被重視，還會為不同的業務場景開發不同的呼叫業務，功能的多樣化注定了集群呼叫控制的可深入研究空間還很大，因此對于集群呼叫控制的研究還應更進一步。

參考文獻

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