GoTa集群系统中的PDS

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[摘要] 中兴通讯提出的GoTa技术填补了中国在集群通信领域知识产权的空白，对中国通信企业掌握核心技术，取得竞争优势具有重要意义。文章给出了中兴通讯GoTa数字集群通信系统的网络架构，并对系统中PDS状态机和接口进行了详细介绍。文章还展望了GoTa数字集群通信系统在中国的应用前景。

[关键词] 数字集群通信系统；行业标准；GoTa系统；即按即说；PTT调度服务器

[英文摘要]The GoTa technology developed by ZTE closes a gap of property right in the trunking communication field in China, and it is of great sense for Chinese communications corporations to master core technologies and sharp competition edge. This paper introduces the network framework of the digital trunk communication system of GoTa, and summarizes the state machinery and interfaces of PDS (PTT Dispatch Server) in GoTa. It also prospects the future of digital trunking communication systems in China.

[英文关键字] digital trunking communication system; industry criteria; GoTa system; PTT; PDS

    GoTa是中兴通讯自主推出的基于CDMA技术，面向未来技术演进的新一代数字集群通信系统。GoTa的含义是开放式集群架构，是为满足数字集群通信专网和共网用户的需要而开发的系统。GoTa数字集群通信系统可以提供共网集群和专业调度统一的业务模式，提高网络综合竞争能力，吸引更多专业和社会集群用户入网，创造更多运营收入。

1 GoTa系统网络架构
    中国数字集群移动通信系统推荐标准是Motorola的iDEN和ETSI的TETRA技术体制。这两种技术体制都采用时分多址(TDMA)方式[1,2]。中兴通讯推出的GoTa数字集群系统采用码分多址(CDMA)方式，通过对空中接口进行改造和优化，使其适应数字集群业务需求，具有容量大，覆盖面广，抗干扰能力强等优点[3,4]。

    GoTa数字集群系统无线接入部分主要是对空中接口进行扩展，以提供集群通信功能。核心网部分增加的主要物理设备是PTT调度客户端(PDC)、PTT调度服务器(PDS)、PTT归属寄存器(PHR)、调度台服务器(DAS)和调度台客户端(DAC)，并且要求移动交换中心/拜访位置寄存器(MSC/VLR)侧提供对集群通信业务的支持。

    PTT调度客户端(PDC)作为集群呼叫接入到PDS的语音数据网关，对反向集群语音业务流进行汇集，对前向集群语音流进行分发。PDC还建立到PDS的专用信令链路，在基站控制器(BSC)和PDS之间传送和集群呼叫有关的信令。

    PDS是集群呼叫的总控制点，完成集群调度呼叫的处理，包括鉴别集群用户，建立各种集群呼叫，如私密呼叫和群组呼叫、集群PTT(即按即说)通话权管理等。PDS作为调度服务器，还负责报文分发，接收反向链路来的集群语音数据，根据呼叫的性质再分发到对应的前向链路。
PTT归属寄存器(PHR)完成用户的集群业务鉴权、授权、计费、位置更新和动态群组管理功能，并为集群用户提供群组、用户的业务受理。

    调度台服务器(DAS)是集群虚拟专网的重要组成部分，是集团管理台执行业务管理、集团调度台执行调度操作的代理服务器，与调度台客户端(DAC)中的集团管理台、调度台一起为集团提供集群虚拟专网业务。

2 PDS综述
    PDS是PTT调度服务器，是GoTa集群通信系统中的总控制点。

2.1  PDS群组状态机
    GoTa集群系统作为PTT业务的提供者，群组呼叫是最基本的功能。私密呼叫基本也是采用群组呼叫的流程来实现的。在群组呼叫过程中，群组的状态划分主要有空、鉴权、寻呼、通话和释放。群组呼叫状态变化过程如图1所示。

    群组建立的主要步骤为：(1)主叫起呼。(2)向PHR鉴权。(3)鉴权成功，寻呼主叫和各被叫。(4)主叫寻呼成功以及至少有一个被叫寻呼成功，群组成功建立，主叫用户获得通话权，可以说话。

2.2  PDS通话状态机
    PDS作为GoTa集群系统PTT业务的服务器，控制着整个通话过程。在通话过程中，其状态划分为:空闲、授权、通话和释放4种状态。通话建立过程如图2所示。

    通话建立的主要步骤为：(1)用户申请通话。(2)权限检查。(3)插入通话申请队列。(4)如果请求用户不是话权队列中优先级最高者，则排队等待，流程结束。(5)如果请求用户是话权对列中优先级最高者，则授权，或者收回已经在说话用户的通话权，然后再授权；系统等待被授权用户回送确认消息。(6)收到被授权用户的确认消息，完成授权，被授权用户可以说话。

2.3  PDS接口
    PDS是整个GoTa集群系统的总控制点，它与各个物理设备的接口非常重要。

    PDS与PDC之间的接口是无线网络-分组数据服务节点接口，即R-P接口，信令基于标准的3GPP2 的A10/A11信令，使集群业务和由PCF与PDSN提供的分组数据业务位于同一个系统，并开发具有普通语音呼叫业务，使得分组数据业务和集群呼叫业务的多功能终端成为可能。PDS和PDC的信令通道是公共集群消息链路(CTML)，负责集群消息的承载和传输，以及对集群数据传输的控制。CTML链路在系统初始化时建立，而且PDS和PDC之间只能有一条CTML链路。PDS和PDC的数据通道是共享集群数据链路(STDL)，负责集群数据的传输。STDL的建立是动态的，每个群组呼叫有一个STDL。语音数据包直接采用通用路由封装协议(GRE)封装，并在链路上传输，这样可以降低协议开销和网络负荷。

    PDS与PDS之间的接口是P-P(PDS-PDS)接口。当用户漫游时使用该接口。PDS与PDS之间传输信令的CTML通过P-P接口实现，而语音通过实时传送协议/实时传输控制协议(RTP/RTCP)传输。在整个漫游呼叫当中，PDS可以分为主控PDS、协作PDS和中间PDS。主控PDS是指在整个集群呼叫过程中控制整个呼叫流程的主控PDS；协作PDS是指在呼叫过程中不是主控的PDS，并且作为呼叫的终结点存在；中间PDS负责主控PDS和协作PDS之间的通信，可能有多个。

    PDS与PHR之间的接口类似于CDMA2000 1x中的PDSN和鉴权、认证、计费(AAA)接口，采用客户机/服务器模式通信。PDS作为客户端，PHR作为服务器端，并通过远程拨号用户认证(RADIUS)报文通信，主要负责鉴权和计费。

    PDS与DAS之间的接口是中兴通讯自定义的D-P(DAS-PDS)接口，采用客户机/服务器模式通信。主要负责DAS与PDS之间的通信。实现的功能跟调度管理台相关，包括呼叫调度台、调度员呼叫等，对集团通信特别重要。

3 系统技术特点
    GoTa的空中接口在CDMA2000技术基础上进行了优化和改造，使之能够满足现代集群通信的技术要求。GoTa采用的呼叫方式是集群通信中所特有的PTT方式的话音呼叫，为了提高呼叫接续速度，GoTa定义了一套相应的体制结构和协议栈，以满足集群通信系统的快速连接；为了支持群组呼叫，GoTa优化了空中接口，从而达到在同一个小区/载频下同一群组的用户在呼叫时能够共享同一条空中信道的目的；GoTa在处理通信连接时采用了共享的方式，这将减少网络处理呼叫时的时延，而且对用户来说，信道选择和分配的过程是透明的。因此，GoTa具有快速接入，高信道效率和频谱使用率，高用户私密性，易扩展性和支持业务种类多等技术优点。

4 结论
    集群通信的发展趋势是：由专网走向共网，由模拟走向数字。开拓集群系统在调度指挥移动通信方面的应用范围，充分发挥集群的优势和特点，扩大用户数量和培育市场，是中国集群移动通信所面临的问题。

    中兴通讯提出的GoTa技术填补了中国在集群通信领域知识产权的空白，对中国通信企业掌握核心技术，取得竞争优势无疑具有重要的意义。采用GoTa技术的集群通信系统的良好发展前景势必吸引更多移动运营商、设备制造商、应用方案提供商和终端制造商的关注。

5 参考文献
[1] 郑祖辉. 数字集群移动通信系统 [M]. 北京:电子工业出版社, 2002,1.
[2] 陈如明. 中国数字集群务实发展 [N]. 中国电子报, 2004-3-25.
[3] 闫跃龙. 数字集群酿中国标准，集群移动将互渗透 [N]. 通信世界报. 2004-3-12.
[4] 李小虎. 数字集群共网的最新动态与市场前景 [N]. 通信世界报. 2004-4-15.

收稿日期：2004-11-11