主頁（http://www.130131.com）：一種PDT系統(tǒng)的越區(qū)切換技術(shù)

1、前言

我國警用集群通信系統(tǒng)即將從模擬的MPT1327升級到數(shù)字化的PDT 體制。PDT是一種大區(qū)制組網(wǎng)的專業(yè)無線通信系統(tǒng)，由公安部牽頭、國內(nèi)廠商參與制訂的基于中國國情的警用無線數(shù)字集群系統(tǒng)新體制。PDT采用數(shù)字及TDMA技術(shù)，相對模擬的MPT1327來講，從技術(shù)上到性能上都有很大的提升，其中就包括有完善的越區(qū)切換功能。集群通信雖然是一個大區(qū)制系統(tǒng)，但也存在通信覆蓋區(qū)的臨界點，特別是在多基站的重疊區(qū)域來回移動以及不同的地理環(huán)境造成的各覆蓋區(qū)域信號質(zhì)量的不平衡；另外，集群系統(tǒng)和公網(wǎng)移動通信有一個明顯的不同點就是集群系統(tǒng)中大部分業(yè)務(wù)是有多方參與的組呼，這些參與方分布在各個不同的交換機和不同的基站下，需要一種有效的技術(shù)來解決多交換機、多基站同時參與的越區(qū)切換問題。

2 、PDT越區(qū)切換技術(shù)

  PDT系統(tǒng)采用2時隙的TDMA技術(shù)，既考慮到大區(qū)制的特性而使用低速率傳輸數(shù)據(jù)，又要滿足服務(wù)的多樣性和復(fù)雜性而采用TDMA技術(shù)。其中越區(qū)切換就充分依賴這種時分機制來解決模擬系統(tǒng)無法有效完成的功能。
  2.1 PDT越區(qū)切換的設(shè)計原則
  PDT越區(qū)切換的設(shè)計原則主要是解決以下問題：
  1) 在會話過程中，移動用戶希望隨時，且盡可能獲取上行和下行的無線通道情況；
  2) 申請切換的用戶主體，應(yīng)能夠被系統(tǒng)判知他的切換去向，以幫助系統(tǒng)能夠把隨后的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給他；
  3) 為保持切換過程中媒體的連續(xù)性，切換主體的原接入點應(yīng)保持不變，這樣即使會話的雙方任意越區(qū)，也能夠和原會話的對端保持媒體特性的不變；
  4) 當(dāng)移動用戶能夠和基站保持聯(lián)系，在切換前應(yīng)告知基站，基站在完成相關(guān)會話的轉(zhuǎn)移后再通知移動用戶進行切換，以實現(xiàn)媒體的不間斷特性；
  5) 當(dāng)移動用戶無法和基站保持聯(lián)系，移動用戶應(yīng)自行選擇最佳小區(qū)，并在新小區(qū)向基站告知自己的遷移，這樣可能造成媒體的短暫中斷；
  6) 系統(tǒng)應(yīng)支持加密媒體的節(jié)點變更，加密媒體自身攜帶密鑰序列，不依賴基站的私有特性；
  7) 組呼業(yè)務(wù)中，考慮盡量減少多成員切換的帶來的空中接口開銷。
  PDT鑒借了3G R5標(biāo)準(zhǔn)版本提出的IMS核心網(wǎng)系統(tǒng)，PDT交換機可以設(shè)計成相當(dāng)于IMS(IP Multimedia Subsystem，即IP多媒體子系統(tǒng))體系的S-CSCF，HSS等實體的集合；其他各類接入系統(tǒng)，包括無線和有線則類似于P-CSCF實體。實體間的通信協(xié)議主要使用pSIP(PDT Session Initiation Protocol，一種用于PDT系統(tǒng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn))。由于公網(wǎng)的IMS體系架構(gòu)是建立在電路域和分組域的接入系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，IMS系統(tǒng)本身不關(guān)心各類終端的接入方法和手段，且IMS體系是以歸屬方為基礎(chǔ)的路由機制，所以IMS體系不會涉及到移動用戶的位置遷移，即不管移動用戶漫游到何處，會話總是匯聚到歸屬交換機。
  2.2 越區(qū)切換模型
  PDT系統(tǒng)從設(shè)計初衷來講，是希望盡量參考IMS標(biāo)準(zhǔn)中IP通信的特點，實現(xiàn)用戶需求的多樣性和復(fù)雜性，同時方便和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)互聯(lián)，另一方面又不希望把PDT系統(tǒng)設(shè)計得太復(fù)雜，影響系統(tǒng)的運行效率，同時考慮空中接口承載能力為窄帶特性，所以PDT核心網(wǎng)采用拜訪方和歸屬方相結(jié)合為基礎(chǔ)的路由機制。為提高系統(tǒng)設(shè)計的完整性和效率，核心網(wǎng)會參與移動用戶的越區(qū)切換的活動控制。由于SIP協(xié)議本身并不支持越區(qū)切換功能，所以pSIP在SIP標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加此項功能。為滿足前述所提的越區(qū)設(shè)計原則所要解決的問題，我們參考了3G CS域和PS域切換的標(biāo)準(zhǔn)流程，同時結(jié)合集群系統(tǒng)所特有的組呼業(yè)務(wù)以及大區(qū)制引起的上下無線通道的不平衡特性而導(dǎo)致移動用戶可能無法告知基站自己的位置變更，最終建立了越區(qū)切換的四個最基本邏輯模型，即單呼通告型切換、組呼通告型切換、單呼不通告型切換、組呼不通告型切換模型，以及一個補充模型，即組呼成員廣播通知越區(qū)切換。

2.3 各個模型的切換方法
2.3.1 單呼通告型越區(qū)切換模型
 （1）PREPARE：B向A通告期望切換到B'；
 （2）PREPARE：期望B'分配越區(qū)切換號；
 （3）OK：B'分配越區(qū)切換號；
 （4）INVITE：A向B'建立新的越區(qū)會話；
 （5）BYE：A刪除和B的越區(qū)會話，并告知移動用戶進行切換；
2.3.2 組呼通告型越區(qū)切換模型
 （1）PREPARE：PB向C通告期望切換到PB'；
 （2）PREPARE：期望PB'分配越區(qū)切換號；
 （3）OK：PB'分配越區(qū)切換號；
 （4）INVITE：C向PB'建立新的越區(qū)會話；
2.3.3 單呼無通告型越區(qū)切換模型
 （1）RESTORE：B'向B通告用戶已在B'等候切換，且已分配越區(qū)切換號；
 （2）RESTORE：B請求A向B'建立新的越區(qū)會話；
 （3）INVITE：A向B'建立新的越區(qū)會話；
 （4）BYE：A刪除和B的原越區(qū)會話；
2.3.4 組呼無通告型越區(qū)切換模型
 （1）RESTORE：PB'向PB通告用戶已在PB'等候切換，且已分配越區(qū)切換號；
 （2）RESTORE：PB請求C向B'建立新的越區(qū)會話；
 （3）INVITE：C向B'建立新的越區(qū)會話；
  注意：組呼業(yè)務(wù)中主叫用戶為會話的明確參與方，交換機必須明確獲知他在會話中的存在以及位置變更。所以處理他的越區(qū)切換流程應(yīng)參見單呼越區(qū)切換機制；而作為被叫成員，由于他是作為組的代表呈現(xiàn)業(yè)務(wù)的角色，所以不存在他的個體身份，即交換機無需獲知作為組成員用戶所體現(xiàn)的個人身份所在的位置。
2.3.5 組呼主叫通告型越區(qū)切換模型
 （1）PREPARE：OB向OA通告期望切換到OB'；
 （2）PREPARE：期望OB'分配越區(qū)切換號；
 （3）OK：OB'分配越區(qū)切換號；
 （4）INVITE：OA向OB'建立新的越區(qū)會話；
 （5）BYE：OA刪除和OB的越區(qū)會話，并告知移動用戶進行切換；
2.3.6 組呼主叫無通告型越區(qū)切換模型
 （1）RESTORE：OB'向OB通告用戶已在OB'等候切換，且已分配越區(qū)切換號；
 （2）RESTORE：OB請求OA向OB'建立新的越區(qū)會話；
 （3）INVITE：OA向OB'建立新的越區(qū)會話；
 （4）BYE：OA刪除和OB的原越區(qū)會話由于前述的組呼成員的某個個體不具備明確會話參與方，所以系統(tǒng)無須關(guān)心個體的移動，為減少成員個體和系統(tǒng)的交互，系統(tǒng)將廣播可能的鄰近基站的信道信息，這樣成員個體獲知后，將自行前往鄰近基站。
  在空中接口標(biāo)準(zhǔn)方面，系統(tǒng)通過反向的嵌入信令以及約定的反向嵌入信令接收圖案機制，能夠幫助用戶即使是在講話的過程中，也能隨時進行背景檢測鄰近基站的相關(guān)無線信息，并通過和基站的交互，最終實現(xiàn)在基站的引導(dǎo)下實現(xiàn)無縫的越區(qū)切換。

3、結(jié)束語

  目前PDT系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)已將越區(qū)切換技術(shù)納入到整個協(xié)議族內(nèi)，并按照上述流程增加了相關(guān)pSIP標(biāo)準(zhǔn)的擴充規(guī)定。承聯(lián)通信自主研制的ADT-6000數(shù)字集群（PDT）通信系統(tǒng)及AP-330、AP-550 PDT數(shù)字集群移動終端已經(jīng)實現(xiàn)了上述越區(qū)切換功能，并實際應(yīng)用到北京、天津、杭州、舟山、四川、重慶等公安350兆PDT數(shù)字集群系統(tǒng)項目中。