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

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)制組網的專業(yè)無線通信系統(tǒng)，由公安部牽頭、國內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，相對模擬的MPT1327來講，從技術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)域信號質量的不平衡；另外，集群系統(tǒng)和公網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

  PDT系統(tǒng)采用2時隙的TDMA技術，既考慮到大區(qū)制的特性而使用低速率傳輸數(shù)據(jù)，又要滿足服務的多樣性和復雜性而采用TDMA技術。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)切換的設計原則
  PDT越區(qū)切換的設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) 當移動用戶能夠和基站保持聯(lián)系，在切換前應告知基站，基站在完成相關會話的轉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) 當移動用戶無法和基站保持聯(lián)系，移動用戶應自行選擇最佳小區(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標準版本提出的IMS核心網系統(tǒng)，PDT交換機可以設計成相當于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)議標準)。由于公網的IMS體系架構是建立在電路域和分組域的接入系統(tǒng)的基礎之上，IMS系統(tǒng)本身不關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)從設計初衷來講，是希望盡量參考IMS標準中IP通信的特點，實現(xiàn)用戶需求的多樣性和復雜性，同時方便和標準系統(tǒng)互聯(lián)，另一方面又不希望把PDT系統(tǒng)設計得太復雜，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核心網采用拜訪方和歸屬方相結合為基礎的路由機制。為提高系統(tǒng)設計的完整性和效率，核心網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標準基礎上增加此項功能。為滿足前述所提的越區(qū)設計原則所要解決的問題，我們參考了3G CS域和PS域切換的標準流程，同時結合集群系統(tǒng)所特有的組呼業(yè)務以及大區(qū)制引起的上下無線通道的不平衡特性而導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。
  在空中接口標準方面，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無線信息，并通過和基站的交互，最終實現(xiàn)在基站的引導下實現(xiàn)無縫的越區(qū)切換。

3、結束語

  目前PDT系統(tǒng)聯(lián)網已將越區(qū)切換技術納入到整個協(xié)議族內，并按照上述流程增加了相關pSIP標準的擴充規(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實現(xiàn)了上述越區(qū)切換功能，并實際應用到北京、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。