集群通信系统、集群服务器、接入网络以及集群通信方法

摘要

集群通信系统、服务器、接入网络以及集群通信方法，该系统包括：集群管理服务器和接入网络，集群管理服务器包括集群呼叫业务控制模块和连接的集群呼叫媒体网关模块，集群呼叫媒体网关模块，用于接收集群UE中的UE通过接入网络发送的业务数据，根据业务数据的通信类型对所述业务数据进行转发，以实现集群UE的用户面通信；集群呼叫业务控制模块，用于接收集群UE中的UE通过接入网络发送的通信请求，根据所述通信请求的通信类型对集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现集群UE的控制面通信。本发明可以在集群通信过程中采用组播方式寻呼集群UE，提高了系统的接入性能和接入效率。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及集群通信系统、集群服务器、接入网络以及集群通信方法。

背景技术

集群通信是一群或者一组用户之间的呼叫，传统的集群通信系统无法满足各种宽带化业务的需求，例如视频通话，图片传输等。随着长期演进（Long Term Evolution,LTE）系统等先进的移动宽带通信系统的发展，现有技术,如即按即说蜂窝通信（Push to talk overCellular，POC）技术，将集群通信作为LTE网络承载的上层应用业务，集群通信的控制面管理和用户面数据均承载在LTE接入网的用户面，在进行集群通信时，LTE网络逐个寻呼群组内的终端，下行业务通过单播方式发送给群组内的终端。

集群通信系统可以按照动态信道指配的方式实现多用户共享多信道的无线电移动通信系统，该系统具有调度、群呼、优先呼、虚拟专用网、漫游等功能。集群通信可以应用在公共安全领域，在一个集群通信的群组内，当讲者用户设备（User Equipment，UE）开始通话后，该群组内的其它UE可以同时收听到通话内容。

发明人在对现有技术的研究过程中发现，由于现有集群通信过程采用逐个寻呼的方式寻呼群组内的终端，因此接入性能和效率较差，并且由于下行业务通过单播方式进行发送，因此增加了对系统中下行信道资源的占用。

发明内容

本发明实施例提供集群通信系统、集群服务器、接入网络以及集群通信方法，以解决现有技术中集群通信系统接入性能和接入效率不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

第一方面，提供一种集群通信系统，包括：集群管理服务器和接入网络，所述集群管理服务器包括集群呼叫业务控制模块和连接的集群呼叫媒体网关模块，所述接入网络包括相互通信的移动管理实体MME、接入网络网关和基站eNodeB，所述接入网络网关包括与所述集群呼叫媒体网关模块相互通信的公用数据网PDN网关和多媒体广播多播业务MBMS网关，其中，所述集群呼叫媒体网关模块与所述接入网络网关通信；

所述集群呼叫媒体网关模块，用于接收集群用户设备UE中的UE通过所述接入网络发送的业务数据，根据所述业务数据的通信类型对所述业务数据进行转发，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述集群呼叫业务控制模块，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的通信请求，根据所述通信请求的通信类型对所述集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现所述集群UE的控制面通信。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述接入网络网关还包括：与所述PDN网关通信的服务网关，所述服务网关和所述MBMS网关分别与所述eNodeB和MME通信；

所述接入网络还包括：分别与所述MME和eNodeB通信的多服务用户边界设备MCE。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述集群呼叫业务控制模块与所述MME之间通过SGt接口进行通信，或者所述集群呼叫业务控制模块通过SGmb接口与所述MBMS网关进行通信；所述集群呼叫媒体网关模块通过SGmb-i接口与所述MBMS网关进行通信；所述集群呼叫媒体网关模块通过SGi接口与所述PDN网关进行通信。

结合第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，

所述PDN网关、MBMS网关和所述服务网关合成在一个网元内；或者，

所述MME和MCE合成在一个网元内；或者，

所述集群属性管理模块和集群呼叫业务控制模块合成在一个网元内。

结合第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

所述集群呼叫媒体网关模块，具体用于当所述通信类型为点对点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据发送到所述PDN网关，由所述PDN网关通过所述服务网关转发到所述集群UE中的被叫UE所在的eNodeB，以使eNodeB将所述业务数据发送给所述被叫UE；以及

当所述通信类型为点对多点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据发送到所述MBMS网关，由所述MBMS网关将所述业务数据发送到所述集群UE中的监听UE所在的eNodeB，以使所述eNodeB将所述业务数据组播给所述监听UE。

结合第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，或第三种可能的实现方式，或第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，

所述集群业务控制模块，具体用于当所述通信类型为点对点通信时，向所述PDN网关发送所述集群UE中的UE的单播承载建立请求或单播承载释放请求，以使所述PDN网关为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的演进分组系统EPS承载；以及，

当所述通信类型为点对多点通信时，通过所述集群呼叫媒体网关模块向所述MBMS网关发送所述集群UE的集群业务发起请求，由所述MBMS网关通过所述MME将所述请求转发给所述MCE，以使所述MCE根据所述请求为所述集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

结合第一方面，或第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，或第三种可能的实现方式，或第四种可能的实现方式，或第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述集群管理服务器还包括：分别与所述集群呼叫业务控制模块相连的集群信息管理模块和集群属性管理模块；

所述集群信息管理模块，用于对集群UE信息和集群签约信息的定义、存储和更新等进行管理，所述签约信息包括群组标识、群组UE列表、集群UE的身份标识、集群UE的优先级定义；

所述集群属性管理模块，用于对群组属性信息的定义、存储、更新等进行管理，所述属性信息包括群组标识、群组优先级、群组区域、群组业务类型。

第二方面，提供一种集群管理服务器，所述服务器包括：集群呼叫业务控制模块和所连接的集群呼叫媒体网关模块，其中，

集群呼叫媒体网关模块，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的业务数据，根据所述业务数据的通信类型对所述业务数据进行转发，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述集群呼叫业务控制模块，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的通信请求，根据所述通信请求的通信类型对所述集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现所述集群UE的控制面通信。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，

所述集群呼叫媒体网关模块，具体用于当所述通信类型为点对点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据通过所述接入网络转发到所述集群UE中的被叫UE；以及

当所述通信类型为点对多点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据通过接入网络组播给所述集群UE中的监听UE。

结合第二方面，或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，

所述集群业务控制模块，具体用于当所述通信类型为点对点通信时，向所述接入网络发送所述集群UE中的UE的单播承载建立请求或单播承载释放请求，以使所述接入网络为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的EPS承载；以及，

当所述通信类型为点对多点通信时，通过所述集群呼叫媒体网关模块向所述接入网络发送集群业务发起请求，以使所述接入网络根据所述请求为所述集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

结合第二方面，或第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述服务器还包括：分别与所述集群呼叫业务控制模块相连的集群信息管理模块和集群属性管理模块；其中，

所述集群信息管理模块，用于对集群UE信息和集群签约信息的定义、存储和更新等进行管理，所述签约信息包括群组标识、群组UE列表、集群UE的身份标识、集群UE的优先级定义；

所述集群属性管理模块，用于对群组属性信息的定义、存储、更新等进行管理，所述属性信息包括群组标识、群组优先级、群组区域、群组业务类型。

第三方面，提供一种接入网络，所述接入网络包括：相互通信的MME、接入网络网关和eNodeB，所述接入网络网关包括与所述集群呼叫媒体网关模块相互通信的公用数据网PDN网关和多媒体广播多播业务MBMS网关；其中，

所述接入网络网关，用于向集群管理服务器转发集群UE发送的业务数据，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述MME，用于向所述集群管理服务器转发集群UE发送的通信请求，以实现所述集群UE的控制面通信。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述接入网络网关还包括：与所述PDN网关通信的服务网关，所述服务网关和所述MBMS网关分别与所述eNodeB和MME通信；

所述接入网络还包括：分别与所述MME和eNodeB通信的MCE。

结合第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述PDN网关，用于当实现所述集群UE的用户面通信，且通信类型为点对点通信时，接收所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据，并将所述业务数据发送到所述服务网关；所述服务网关，用于将所述业务数据转发到所述集群UE中的被叫UE所在的eNodeB；所述eNodeB，用于将所述业务数据发送给所述被叫UE；以及

所述MBMS网关，用于当实现所述集群UE的用户面通信，且通信类型为点对多点通信时，接收所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据，并将所述业务数据发送到所述集群UE中的监听UE所在的eNodeB；所述eNodeB，用于将所述业务数据组播给所述监听UE。

结合第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述PDN网关，用于当实现所述集群UE的控制面通信，且通信类型为点对点通信时，接收所述集群UE发送的单播承载建立请求或单播承载释放请求，为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的EPS承载；

所述MBMS网关，用于当实现所述集群UE的控制面通信，且通信类型为点对多点通信时，接收所述集群管理服务器发送的所述集群UE的集群业务发起请求，并将所述集群业务发起请求发送给所述MME；所述MME，用于将所述集群业务发起请求转发给所述MCE；所述MCE，用于根据所述集群业务发起请求为所述集群UE的集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

第四方面，提供一种集群通信方法，所述方法包括：

集群管理服务器接收集群UE中的第一UE通过接入网络发送的群组建立请求；

所述集群管理服务器根据所述群组建立请求为所述集群UE分配上行承载标识和下行承载标识；

所述集群管理服务器根据所述上行承载标识和下行承载标识，通过接入网络分别为所述第一UE建立上行讲者承载和下行组播承载，以使所述集群UE中的讲者UE通过所述上行讲者承载，以及所述群组通过所述下行组播承载向听者UE发送讲者业务。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，根据所述上行承载标识和下行承载标识，通过接入网络分别为所述集群UE建立上行讲者承载，包括：

所述集群管理服务器向接入网络发送包含上行讲者承载标识的上行讲者承载建立请求消息，以使所述接入网络根据所述上行讲者承载建立请求消息为所述群组UE中的讲者UE分配上行讲者承载标识，建立上行讲者单播承载，并建立所述讲者单播承载与所述上行讲者承载标识之间的映射关系。

结合第四方面，或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，根据所述上行承载标识和下行承载标识，通过接入网络为所述集群UE建立下行组播承载，包括：

所述集群管理服务器向接入网络发送群组呼叫开始请求消息，以使所述接入网络根据所述群组呼叫开始请求消息为所述群组分配下行承载标识和互联网协议IP组播地址，并将所述IP组播地址与所述下行承载标识进行绑定；

所述接入网络向所述群组的UE所在的基站发送群组会话开始请求消息，以使所述基站根据所述群组会话开始请求消息向所述群组的UE发送按组寻呼通知消息；以及，向所述群组的UE所在的eNodeB发送群组资源调度消息，以使所述eNodeB加入与所述IP组播地址对应的组播群组，并根据所述群组资源调度消息向所述群组UE发送群组资源更新通知消息。

结合第四方面，或第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述集群管理服务器接收所述集群UE中的第一UE发送的群组结束请求消息；

所述集群管理服务器根据所述群组结束请求消息释放为所述集群UE分配的上行承载标识和下行承载标识；以及

所述集群管理服务器向所述接入网络发送群组呼叫结束请求消息，以使所述接入网络释放为所述集群UE建立的上行讲者承载和下行组播承载。

结合第四方面，或第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述集群管理服务器接收所述集群UE中的讲者UE发送的上行话权申请请求消息，并根据所述上行话权申请请求消息为所述讲者UE分配上行承载标识；

所述集群管理服务器向所述接入网络发送群组状态更新消息，所述群组状态更新消息中包括所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，所述讲者UE状态忙，以使所述接入网络的eNodeB向所述集群UE组播所述群组状态更新消息；以及

所述集群管理服务器向所述接入网络发送讲者承载建立请求消息，所述讲者承载建立请求消息中包括所述上行承载标识，所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，以使所述接入网络为所述讲者UE建立EPS承载。

结合第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述集群管理服务器接收所述讲者UE发送的上行话权释放请求消息，并根据所述上行话权释放请求消息释放为所述讲者UE分配的上行承载标识；

所述集群管理服务器向所述接入网络发送群组状态更新消息，所述群组状态更新消息中包括所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，所述讲者UE主讲状态空闲，以使所述接入网络的eNodeB向所述集群UE组播所述群组状态更新消息；以及

所述集群管理服务器向所述接入网络发送讲者承载释放请求消息，所述讲者承载释放请求消息中包括所述上行承载标识，所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，以使所述接入网络释放为所述讲者UE建立EPS承载。

结合第四方面，或第一种可能的实现方式，或第二种可能的实现方式，或第三种可能的实现方式，或第四种可能的实现方式，或第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述集群管理服务器接收所述集群UE通过接入网络发送的集群用户注册请求消息，以及向所述接入网络返回包含所述集群管理服务器的IP地址的集群用户注册请求响应消息，以使所述接入网络将所述集群用户注册请求响应消息转发给所述集群UE；

所述集群管理服务器接收所述集群UE按照所述集群管理服务器的IP地址发送的集群用户注册请求消息，并向所述集群UE返回集群用户注册请求响应消息。

本发明实施例中的集群通信系统包括集群管理服务器和接入网络，集群管理服务器包括集群呼叫业务控制模块和连接的集群呼叫媒体网关模块，接入网络包括相互通信的MME、接入网络网关和eNodeB，集群呼叫媒体网关模块接收集群UE通过接入网络发送的业务数据，根据业务数据的通信类型对业务数据进行转发，以实现集群UE的用户面通信；集群呼叫业务控制模块接收集群UE通过接入网络发送的通信请求，根据通信请求的通信类型对集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现集群UE的控制面通信。本发明实施例可以根据通过通信类型的不同实现集群UE的用户面通信和控制面通信，因此可以在集群通信过程中采用组播方式寻呼集群UE，提高了系统的接入性能和接入效率，相应的，由于下行业务可以通过组播方式进行发送，因此也减少了对系统中下行信道资源的占用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明集群通信系统的实施例框图；

图2A为本发明实施例中第一个LTE增强型eMBMS系统架构实施方案图；

图2B为应用本发明集群通信系统实施例的第二个LTE增强型eMBMS系统架构实施方案图；

图2C为应用本发明集群通信系统实施例的第三个LTE增强型eMBMS系统架构实施方案图；

图2D为应用本发明集群通信系统实施例的第四个LTE增强型eMBMS系统架构实施方案图；

图2E为应用本发明集群通信系统实施例的第五个LTE增强型eMBMS系统架构实施方案图；

图2F为本发明实施例中的协议栈示意图；

图2G为对图2F进行补充的协议栈示意图；

图3为本发明集群通信方法的第一个实施例流程图：

图4A为本发明集群通信方法的第二个实施例流程图；

图4B现有集群通信系统中的MBMS session的投放示意图；

图4C为本发明实施例中的MBMS session的投放示意图；

图5为本发明集群通信方法的第三个实施例流程图；

图6为本发明集群通信方法的第四个实施例流程图；

图7为本发明集群通信方法的第五个实施例流程图；

图8为本发明集群通信方法的第六个实施例流程图；

图9为本发明集群通信方法的第七个实施例流程图；

图10为本发明集群管理服务器的一个实施例框图；

图11为本发明集群管理服务器的另一个实施例框图；

图12为本发明接入网络的实施例框图。

具体实施方式

本发明如下实施例提供了集群通信系统、集群服务器、接入网络以及集群通信方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中技术方案作进一步详细的说明。

参见图1，为本发明集群通信系统的实施例框图：

该集群通信系统包括：集群管理服务器110和接入网络120，所述集群管理服务器110包括集群呼叫业务控制模块111和连接的集群呼叫媒体网关模块112，所述接入网络120包括相互连接的移动管理实体MME121、接入网络网关122和基站eNodeB123。其中，接入网络网关122包括与所述集群呼叫媒体网关模块111相互通信的PDN网关12210和MBMS网关12220，所述集群呼叫业务控制模块111可以与所述MME121直接通信，或者与所述接入网络网关122直接通信，所述集群呼叫业务控制模块111也可以通过所述集群呼叫媒体网关模块112与所述接入网络网关122通信。集群呼叫媒体网关模块112与所述接入网络网关122通信。

所述集群呼叫媒体网关模块112，用于接收集群用户设备UE中的UE通过所述接入网络120发送的业务数据，根据所述业务数据的通信类型对所述业务数据进行转发，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述集群呼叫业务控制模块111，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络120发送的通信请求，根据所述通信请求的通信类型对所述集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现所述集群UE的控制面通信。

其中，所述接入网络网关122还可以包括：与所述PDN网关12220通信的服务网关，所述服务网关和所述MBMS网关12210分别与所述eNodeB123和MME121连接；所述接入网络120还可以包括：分别与所述MME121和eNodeB123相连的多服务用户边界设备MCE124。所述集群管理服务器110还可以包括：分别与所述集群呼叫业务控制模块111相连的集群信息管理模块和集群属性管理模块（图1中未示出）。

其中，所述集群呼叫业务控制模块111与所述MME121之间可以通过SGt接口进行通信，或者所述集群呼叫业务控制模块111可以SGmb接口与所述MBMS网关12210进行通信；所述集群呼叫媒体网关模块112可以通过SGmb-i接口与所述MBMS网关12210进行通信；所述集群呼叫媒体网关模块112可以通过SGi接口与所述PDN网关12220进行通信。

可选的，所述PDN网关12220、MBMS网关12210和所述服务网关合成在一个网元内；或者，

所述MME121和MCE124合成在一个网元内；或者，

所述集群属性管理模块和集群呼叫业务控制模块合成在一个网元内。

具体的，所述集群呼叫媒体网关模块112，可以具体用于当所述通信类型为点对点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据发送到所述PDN网关12220，由所述PDN网关12220通过所述服务网关转发到所述集群UE中的被叫UE所在的eNodeB，以使eNodeB将所述业务数据发送给所述被叫UE；以及，当所述通信类型为点对多点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据发送到所述MBMS网关12210，由所述MBMS网关12210将所述业务数据发送到所述集群UE中的监听UE所在的eNodeB，以使所述eNodeB将所述业务数据组播给所述监听UE。

具体的，所述集群业务控制模块111，可以具体用于当所述通信类型为点对点通信时，向所述PDN网关12220发送所述集群UE中的UE的单播承载建立请求或单播承载释放请求，以使所述PDN网关12220为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的演进分组系统EPS承载；以及，当所述通信类型为点对多点通信时，通过所述集群呼叫媒体网关模块向所述MBMS网关12210发送所述集群UE的集群业务发起请求，由所述MBMS网关12210通过所述MME将所述请求转发给所述MCE，以使所述MCE根据所述请求为所述集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

进一步，所述集群信息管理模块，可以用于对集群UE信息和集群签约信息的定义、存储和更新等进行管理，所述签约信息包括群组标识、群组UE列表、集群UE的身份标识、集群UE的优先级定义；所述集群属性管理模块，可以用于对群组属性信息的定义、存储、更新等进行管理，所述属性信息包括群组标识、群组优先级、群组区域、群组业务类型。

由上述实施例可见，该实施例可以根据通过通信类型的不同实现集群UE的用户面通信和控制面通信，因此可以在集群通信过程中采用组播方式寻呼集群UE，提高了系统的接入性能和接入效率，相应的，由于下行业务可以通过组播方式进行发送，因此也减少了对系统中下行信道资源的占用。

下面在对本发明实施例进行详细描述之前，首先对本发明实施例中涉及到的集群通信中的角色进行定义，这些角色主要包括业务UE、主叫业务UE、讲者业务UE和听者业务UE。其中：

业务UE：指集群通信中的任何一个UE，如果某个UE在HLR中签约了某个组ID，便成为该组的业务UE，业务UE可以具有发起和接收群组呼叫的权利；

主叫业务UE（简称主叫UE或主叫）：如果某个业务UE发起一个群组呼叫，则该业务UE就是本次呼叫的主叫业务UE，主叫业务UE可以结束群组呼叫。

讲者业务UE（简称讲者UE或讲者）：讲者UE可以对群组中其他UE讲话，或者上传数据。业务UE成为讲者前，需要先向集群管理服务器发出申请，若集群管理服务器允许了这次请求，则该业务UE成为讲者；讲者通过释放请求，可以转化为听者业务UE；

听者业务UE（简称听者UE或听者）：在呼叫过程中，除了讲者，加入到群组呼叫中的业务UE都是听者UE，听者UE只能接听语音或者数据，不能上传语音和数据。

参见图2A，为应用本发明集群通信系统实施例的一个LTE增强型广播多播服务（enhanced Multimedia Broadcast and Multicast Service，eMBMS）系统架构示意图：该系统架构中主要包括集群管理服务器、接入网络和UE侧三部分。图2中的接入网络可以具体指LTE接入网络。

图2A中，集群管理服务器包括：集群用户信息和组签约信息管理模块、集群属性管理模块、集群呼叫业务控制模块和集群呼叫媒体网关模块；接入网络可以包括：用户归属服务器、移动管理实体（Mobile Management Entity，MME）、多服务用户边界设备（Multi-serviceCustomer Edge，MCE）、eNodeB、多媒体广播多播业务（Multimedia Broadcast MulticastService，MBMS）网关、（Public Data Network，PDN）网关P-GW、服务网关S-GW等；UE侧主要包括集群UE，该集群UE包括属于同一个群组的UE，也可称为群组UE，即集群和群组指代相同的含义。本发明实施例中对于集群UE中获取到讲话权的UE称为讲者UE。

在不同的应用实例中，上述LTE增强型eMBMS系统中的集群用户信息和组签约信息管理模块和用户归属服务器可以合成为一个网元，如图2B所示，合成后的网元可以命名为用户归属、集群用户和组签约信息管理模块，该模块可以分别通过Cug接口与集群呼叫业务控制模块，以及通过S6a接口与MME相连，该模块可以设置在集群管理服务器内，也可以设置在接入网络，用以共享集群用户和组签约信息，对此本发明实施例不进行限制；或者，PDN网关、MBMS网关、和服务网关可以合成为一个网元，如图2C所示；或者MME和MCE可以合成为一个网元，如图2D所示；或者集群属性管理模块和集群呼叫业务控制模块可以合成为一个网元，如图2E所示。另外，图2A中的集群属性管理模块以及集群用户信息和组签约信息管理模块可以合并为一个模块，在此不再通过图例示出。需要说明的是，本发明实施例中集群管理服务器中的各个模块和接入网络的各个网元在实际应用中，可以根据需要灵活组合，对此本发明实施例不进行限制。

其中，在集群管理服务器内：

集群用户信息和组签约信息管理模块，用于对集群用户信息和集群签约信息的定义、存储和更新等进行管理，上述管理的信息包括但不限于集群用户的身份标识、优先级定义、签约群组的标识、群组优先级、服务质量（Quality of Service，QOS）或安全信息等；其中，集群用户信息和组签约信息管理模块中管理的任意一个集群用户的身份标识与接入网络内用户归属服务器保存的该集群用户的身份标识一致，以便接入网络可以根据身份标识识别集群用户；

集群属性管理模块，用于对群组属性的定义、存储、更新等进行管理，上述管理的信息包括但不限于群组标识、群组区域定义、群组类型、群组业务类型、QOS或安全信息等；

集群呼叫业务控制模块，用于对集群呼叫的业务流程进行管理，上述业务流程包括集群呼叫的发起、集群呼叫的结束、集群呼叫上行讲者话权管理、呼叫前转、临时邀请成员加入、授权监听等；以及对群组状态和集群用户状态进行管理，其中群组状态可以包括开始、结束、主讲空闲、主讲忙、主讲身份及优先级等，集群用户装置包括集群用户注册、集群用户注销、主讲或监听、空闲或业务进行等；

集群呼叫媒体网关模块，用于转发集群用户数据面数据，以及进行媒体网关与接入网络网关之间的承载管理，以及在集群呼叫业务控制模块与接入网络网关之间透传集群应用层信令，例如组呼叫业务发起请求、上行讲者话权申请、群组状态更新、安全密钥等，以及通过协议栈转换支持来自不同网络的集群业务数据的交换。

上述集群管理服务器可以通过集群呼叫业务控制模块上设置的SGt或者SGmb接口，以及集群呼叫媒体网关模块上设置的SGi接口和SGmb-i接口实现与接入网络的对接。其中，SGt接口是集群呼叫业务控制模块与接入网络的MME之间的通信接口，用于传输集群管理服务器应用层与接入网络之间的网络管理类消息，例如，UE的位置信息，UE在接入网络的状态信息，群组呼叫在接入网络的分布范围信息等，需要说明的是，SGt接口为可选的接口，集群呼叫业务控制模块也可以通过集群呼叫媒体网关模块实现与接入网络的通信；SGmb-i接口是集群呼叫媒体网关模块与接入网络的P-GW之间的通信接口，用于传输集群业务的用户面数据或控制面数据；SGmb-i接口是集群呼叫媒体网关模块与接入网络的MBMS网关之间的通信接口，主要用于传输点对多点集群业务的用户面数据或控制面数据。

其中，在接入网络内：

MME分别与用户归属服务器、MCE、eNodeB、MBMS网关和服务网关通信，MCE、MBMS网关和服务网关分别与eNodeB通信，服务网关与PDN网关通信，其中由eNodeB与UE侧的LTE集群UE进行通信。本发明实施例中的接入网络可以在现有LTE标准定义的网络功能基础上，增加具有群组区域管理功能的MCE，以及支持单小区MBSFN area模式的MBMS网关；同时在eNodeB与UE侧的LTE集群终端之间的空中接口上增加按组寻呼机制，包括按组发送功能以及按组接收功能；修改了M2接口、M3接口和Uu接口上的部分MBMS参数，以匹配群组业务的发起、结束、以及群组区域的更新等。

其中，集群呼叫业务控制模块与MME之间可以通过SGt接口进行通信；集群呼叫业务控制模块可以通过SGmb接口（LTE接口）与MBMS网关之间进行通信，或者也可以直接与MBMS网关通信；集群业务控制模块可以通过集群呼叫媒体网关的SGi接口与PDN网关通信，或者也可以直接与PDN网关通信；集群呼叫媒体网关模块可以通过SGmb-i（LTE接口）接口与MBMS网关进行通信；集群呼叫媒体网关模块可以通过SGi接口与PDN网关进行通信。

基于上述接入网络，本发明实施例可以实现支持按组寻呼，当群组业务发起时，接入网络可以以群组为单位通知集群用户该群组即将发起业务，以使集群终端可以在收到该通知后，根据集群终端的签约信息等确定是否接收该群组的业务，以及在确定接收该群组的业务后进行接收的准备；本发明实施例还可以实现支持按组信道共享，在一个小区内，一个群组的下行监听用户通过共享一个群组信道获取该群组的业务；本发明实施例还可以实现群组区域管理，根据集群用户的移动位置以及群组自定义的有效区域，动态管理群组区域，为发起群组通知、结束群组通知、分配群组资源等操作确定对应的小区级范围。

基于前述图2A至图2E示出的LTE增强型eMBMS系统，其中集群管理服务器与接入网络的网元之间的通信包括点对点通信和点对多点通信，不同类型的通信可选地基于本发明实施例所列举的协议栈实现，如图2F所示，为本发明实施例中的协议栈示意图。

图2F中包括：点对点协议栈A，点对多点用户面协议栈B和点对多点控制面协议C，其中，透传对应的英文为Relay，鉴权认证和计费协议对应的英文为Diameter。

在应用图2F中的协议栈实现用户面通信时，对于所述的点对点通信和点对多点通信，讲者UE传输的业务数据均基于协议栈A发送到集群呼叫媒体网关模块。集群呼叫媒体网关根据通信类型转发数据时，如果通信类型为点对点通信，则集群呼叫媒体网关模块将讲者UE的业务数据通过比如SGi接口发送到PDN网关，然后基于协议栈A，发送到被叫UE；如果通信类型为点对多点通信，则集群呼叫媒体网关模块将讲者UE的业务数据通过比如SGmb-i接口发送到MBMS网关，然后基于协议栈B，MBMS网关将业务数据通过M1接口转发到讲者UE所在群组的相关eNodeB，由eNodeB通过Uu接口将业务数据组播给该群组内的所有监听UE。

在应用图2F中的协议栈实现控制面通信时，无论对于点对点通信或者点对多点通信，呼叫的发起请求，结束请求，讲者话权申请请求，或者讲者话权释放请求都由群组中相应的UE基于协议栈A发送到集群呼叫业务控制模块。集群呼叫业务控制模块根据通信类型进行呼叫控制和承载管理，如果通信类型为点对点通信，则集群业务呼叫控制模块通过比如SGi接口向接入网络，可以是PDN网关，发送主叫UE或被叫UE的单播承载建立请求，或单播承载释放请求，然后由PDN网关建立满足主叫UE的QOS的演进分组系统（Evolved Packet System，EPS）承载，或者释放与被叫UE对应的EPS承载。集群呼叫业务控制模块根据通信类型进行呼叫控制和承载管理，如果通信类型为点对多点通信，集群呼叫业务控制模块接口，比如SGmb接口，基于协议栈C向MBMS网关发送群组业务的发起请求，或者群组业务的结束请求，MBMS网关通过比如Sm接口向MME发送控制消息，MME将控制消息通过M3接口转发给MCE，MCE根据该控制消息建立下行组播承载，并为群组业务分配资源，同时通过M2接口转发给eNodeB，由eNodeB将为该群组业务建立的下行组播承载和分配的资源通过Uu接口组播给群组内的所有UE；或者，群业务呼叫控制模块向被叫UE发起单播呼叫建立请求，被叫UE向EPC发起单播承载建立请求，EPC建立完成后给UE回应答，UE收到后向PTT Server返回单播被叫承载建立完成。

进一步，上述图2A至图2E示出的系统架构中，对于集群用户信息和组签约信息管理模块，以及用户归属服务器单独设置的系统架构，还可以在上述集群用户信息和组签约信息管理模块，和用户归属服务器之间设置Chh接口进行连接。当集群用户信息和组签约信息管理模块，以及用户归属服务器初次连接，或者集群用户和组签约信息管理模块更新集群用户和组签约信息后，通知用户归属服务器可以通过Chh接口获取集群用户信息和组签约信息管理模块中群组标识与对应的集群用户身份标识之间的映射关系，从而使用户归属服务器在其内部建立群组标识与群组用户标识(例如IMIS)，或者群组用户在接入网络IP间的映射关系；其中，更新集群用户和组签约信息包括但不限于在已有群组内增加或者删除群组的成员，以及新增群组及其群组成员。相应地，MME也可以从Sm接口或者SGt接口获得群组ID信息后，从用户归属服务器获取群组用户对应的UE ID(例如IMIS)、UE IP等信息。通过在集群用户信息和组签约信息管理模块，以及用户归属服务器之间设置Chh接口可以减少控制面的信令交互，从而减少群组建立的时延和群组通信用户面时延。

参见图2G，为对图2F进行补充的协议栈示意图，包括用户归属服务器与集群用户和组签约信息管理模块之间的协议栈，以及用户归属服务器、集群用户和组签约信息管理模块与集群呼叫业务控制模块之间的协议栈。

参见图3，为本发明集群通信方法的一个实施例流程图，该集群通信方法可以应用在如前述图1所述的集群通信系统中：

步骤301：集群管理服务器接收集群UE中的第一UE通过接入网络发送的群组建立请求。

本实施例中的第一UE即为前面定义的主叫业务UE。

步骤302：所述集群管理服务器根据所述群组建立请求为所述集群UE分配上行承载标识和下行承载标识。

步骤303：所述集群管理服务器根据所述上行承载标识和下行承载标识，通过接入网络分别为所述集群UE建立上行讲者承载和下行组播承载，以使所述集群UE中的讲者UE通过所述上行讲者承载，以及所述群组通过所述下行组播承载向听者UE发送讲者业务。

具体的，所述集群管理服务器向接入网络发送包含上行承载标识的上行讲者承载建立请求消息，以使所述接入网络根据所述上行讲者承载建立请求消息为所述群组UE中的讲者UE分配上行讲者承载标识，建立上行讲者单播承载，并建立所述讲者单播承载与所述上行讲者承载标识之间的映射关系。

具体的，所述集群管理服务器向接入网络发送群组呼叫开始请求消息，以使所述接入网络根据所述群组呼叫开始请求消息为所述群组分配下行承载标识和互联网协议IP组播地址，并将所述IP组播地址与所述下行承载标识进行绑定；所述接入网络向所述群组的UE所在的基站发送群组会话开始请求消息，以使所述基站根据所述群组会话开始请求消息向所述群组的所有UE发送按组寻呼通知消息；以及，向所述群组的UE所在的eNodeB发送群组资源调度消息，以使所述eNodeB加入与所述IP组播地址对应的组播群组，并根据所述群组资源调度消息向所述群组UE发送群组资源更新通知消息。

进一步，上述方法还可以包括：所述集群管理服务器接收所述集群UE中的第一UE发送的群组结束请求消息；所述集群管理服务器根据所述群组结束请求消息释放为所述集群UE分配的上行承载标识和下行承载标识；以及所述集群管理服务器向所述接入网络发送群组呼叫结束请求消息，以使所述接入网络释放为所述集群UE建立的上行讲者承载和下行组播承载。

进一步，上述方法还可以包括：所述集群管理服务器接收所述集群UE中的讲者UE发送的上行话权申请请求消息，并根据所述上行话权申请请求消息为所述讲者UE分配上行承载标识；所述集群管理服务器向所述接入网络发送群组状态更新消息，所述群组状态更新消息中包括所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，所述讲者UE状态忙，以使所述接入网络的eNodeB向所述集群UE组播所述群组状态更新消息；以及所述集群管理服务器向所述接入网络发送讲者承载建立请求消息，所述讲者承载建立请求消息中包括所述上行承载标识，所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，以使所述接入网络为所述讲者UE建立EPS承载。

进一步，上述方法还可以包括：所述集群管理服务器接收所述讲者UE发送的上行话权释放请求消息，并根据所述上行话权释放请求消息释放为所述讲者UE分配的上行承载标识；所述集群管理服务器向所述接入网络发送群组状态更新消息，所述群组状态更新消息中包括所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，所述讲者UE主讲状态空闲，以使所述接入网络的eNodeB向所述集群UE组播所述群组状态更新消息；以及所述集群管理服务器向所述接入网络发送讲者承载释放请求消息，所述讲者承载释放请求消息中包括所述上行承载标识，所述集群UE的群组标识，所述讲者UE的标识，所述讲者UE的主讲身份信息，以使所述接入网络释放为所述讲者UE建立EPS承载。

进一步，上述方法还可以包括：所述集群管理服务器接收所述集群UE通过接入网络发送的集群用户注册请求消息，以及向所述接入网络返回包含所述集群管理服务器IP地址的集群用户注册请求响应消息，以使所述接入网络将所述集群用户注册请求响应消息转发给所述集群UE。

进一步，上述方法还可以包括：所述集群管理服务器可以接收所述集群UE按照所述集群管理服务器IP地址发送的集群用户注册请求消息，或者也可以接收所述集群UE按照所述集群管理服务器标识发送的集群用户注册请求消息，并向所述集群UE返回集群用户注册请求响应消息。

由上述实施例可见，该实施例可以根据通过通信类型的不同实现集群UE的用户面通信和控制面通信，因此可以在集群通信过程中采用组播方式寻呼集群UE，提高了系统的接入性能和接入效率，相应的，由于下行业务可以通过组播方式进行发送，因此也减少了对系统中下行信道资源的占用。

下面结合图2A至图2F示出的系统架构及协议栈对本发明集群通信方法的实施例进行详细描述。

参见图4A，为本发明集群通信方法的第二个实施例流程图，该实施例描述了集群通信时群组建立的过程，其中，集群的主叫UE可以是群组中的任意一个UE：

步骤400：群组中的集群UE进入无线资源控制（Radio Resource Control，RRC）连接状态，建立与PDN网关之间的演进分组系统（Evolved Packet System，EPS）承载，同时使能协议栈A。

步骤401：集群主叫UE基于协议栈A，向集群呼叫业务控制模块发送基于应用层的群组建立请求消息，该群组建立请求消息中可以包括群组标识，主叫身份，组呼类型，业务标识等。

步骤402：集群呼叫业务控制模块向集群呼叫媒体网关模块发送群组承载建立请求消息，用于请求为该群组分配对应的上行承载标识和下行承载标识。

步骤403：集群呼叫媒体网关模块为该群组分配上行承载标识和下行承载标识等资源。

步骤404：集群呼叫媒体网关模块向集群呼叫业务控制模块发送群组承载建立请求响应消息，该群组承载建立请求响应消息中携带分配的上行承载标识和下行承载标识。其中，上行承载标识和下行承载标识用于集群呼叫媒体网关模块后续与PDN网关和MBMS网关进行用户面数据交换时，可以识别交换数据所属的群组。例如，如果集群呼叫媒体网关模块为群组1分配的上行承载标识为10，下行承载标识为20，则集群呼叫媒体网关模块会将标识为10的上行承载上的数据交换给标识为20的下行承载，从而实现群组1中讲者UE在上行承载10上发送的数据可以通过下行承载20转发给群组1中的其它UE。

步骤405：集群呼叫业务控制模块通过查询集群属性管理模块，确认该群组建立请求消息是否有效，当有效时，则向该集群UE发送基于应用层的群组建立请求响应消息；其中，群组建立请求响应消息可以包括群组标识，群组成员列表、组呼类型，业务标识等信息，表示已经受理该消息。另外，如果该群组建立请求消息无效，则集群呼叫业务控制模块可以不响应该群组建立请求消息，并停止后续操作。

步骤406至步骤418：为群组中的UE建立下行组播承载：

步骤406：集群呼叫业务控制模块通过集群呼叫媒体网关模块的SGmb-i接口向MBMS网关发送群组呼叫开始请求消息，该群组呼叫开始请求消息中携带集群呼叫媒体网关模块为该群组分配的下行承载标识，以及群组标识、QOS等参数。

步骤407：MBMS网关为群组分配IP组播地址，将IP组播地址与SGmb-i接口上该群组的下行承载标识进行映射，以便后续集群呼叫媒体网关可以根据该映射关系将下行群组业务传输到该IP组播地址对应的小区。

步骤408：MBMS网关通过Sm接口向MME发送群组会话开始请求消息（作为一个MBMSService Session），该群组会话开始请求消息中可以携带群组标识（例如，可以为TMGI）、群组成员列表、群组区域定义、QOS等信息。

步骤409：MME根据群组会话开始请求消息，通过M3接口向MCE发送MBMS会话开始请求消息，该MBMS会话开始请求消息中可以携带群组标识、群组业务发起初始区域、QOS等信息。

步骤410：MCE通过M2接口向eNodeB转发MBMS会话开始请求消息。

步骤411：收到MBMS会话开始请求消息的eNodeB通过Uu接口向该群组的UE发送按组寻呼通知消息，以使群组内的UE接收到该按组寻呼通知消息后准备接收群组业务数据，包括与接入网络建立承载链接和初始化应用层配置等。

步骤412：收到MBMS会话开始请求消息的eNodeB通过M2接口向MCE发送MBMS会话开始请求响应消息。

步骤413：MCE根据群组业务发起的初始区域，通过M2接口向eNodeB发送MBMS网关资源调度消息，为该群组下行业务分配对应的无线资源。

步骤414：收到MBMS网关资源调度消息的eNodeB根据资源调度消息，在空口更新MBMS资源指示信道，并向群组内的UE发送群组资源更新通知消息，该群组资源更新通知消息中包括群组下行业务信道的资源信息。

步骤415：收到MBMS网关资源调度消息的eNodeB通过M2接口向MCE发送MBMS网关资源调度响应消息。

步骤415a：与步骤315同步，收到MBMS网关资源调度消息的eNodeB加入该群组的IP组播地址；

步骤416：MCE接收到MBMS网关资源调度响应消息后，通过M3接口向MME发送MBMS会话开始请求响应消息。

步骤417：MME向MBMS网关发送群组会话开始请求响应消息。

步骤418：MBMS网关向集群呼叫业务控制模块发送群组会话开始请求响应消息；

步骤419至步骤422：为群组内的讲者UE建立上行承载，该步骤419至步骤422可以与前述步骤406至步骤418同步执行：

步骤419：集群呼叫业务控制模块通过集群呼叫媒体网关模块的SGi接口向接入网络，比如PDW网关发送上行讲者承载建立请求消息，该消息中携带集群呼叫媒体网关模块为该群组内的讲者UE分配的上行讲者UE承载标识、群组标识、讲者UE标识、QOS参数等。

步骤420：接入网络，比如PDW网关根据上行讲者承载建立请求消息，为群组中的讲者UE建立上行讲者单播承载；该上行讲者单播承载为能满足讲者UE的业务QOS要求的单播承载。

本实施例中，上行讲者UE可以为步骤401中的主叫UE。

步骤421：PDN网关建立该上行讲者单播承载与SGi接口上该群组的讲者承载标识之间的映射。

步骤422：PDW网关向集群呼叫业务控制模块发送上行讲者承载建立请求响应消息。

步骤423：在LTE接入网络完成该群组上行和下行承载的建立后，集群呼叫业务控制模块可以通过SGi口，基于协议栈A，或者也可以基于点对多点协议栈B，发送讲者话权授予消息，例如，可以向群组中的主叫UE发送该讲者话权授予消息，收到该讲者话权授予消息的UE，即可开始作为群组中的讲者UE，发送主讲业务数据；

讲者话权授予消息下发是群组业务成功发起的必要条件之一，例如主叫UE作为讲者UE接收到该讲者话权授予消息后，就可以开始所申请的群组业务，如语音通话等。此时对于上行单播通信，讲者UE的群组业务数据根据协议栈A发送到集群呼叫媒体网关模块；对于下行组播通信，集群呼叫媒体网关模块通过SGmb-i接口将组播数据发送给MBMS网关，MBMS-GW根据协议栈B将组播数据发给该群组内的其它UE所在的eNodeB，eNodeB在空口按照LTE的eMBMS的机制以信道共享的方式将组播数据发送给该群组的其它UE；通常一个群组的业务可以看作一个MBMS session。

步骤424：集群呼叫业务控制模块向MBMS网关发送基于应用层的群组状态更新通知消息，该群组状态更新通知消息中包括讲者UE的标识，以及讲者UE的优先级等。

步骤425：MBMS网关通过M1接口将群组状态更新通知消息发送到eNodeB。

步骤426：eNodeB将群组状态更新通知消息转发给集群中的其它UE。

需要说明的是，上述图4A示出的实施例中，步骤419和步骤403可以并行执行，步骤423也可以与步骤403并行执行；步骤418后可以直接执行步骤423；步骤418可以提前到步骤406之后执行；步骤406可以与步骤419并行执行，对此图4A示出的流程图不进行限制。

另外UE在发起步骤401的同时,也可以向接入网络的PDN网关发起讲者承载建立，以代替步骤419至步骤422(从UE侧建立的专用承载)。具体来说，可以先执行图4A中的步骤420，其中传输的消息名称修改为UE发起上行讲者承载建立和承载建立完成消息，然后执行步骤419，其中传输的消息名称修改为讲者承载标识和上行讲者承载映射请求消息，最后执行步骤422，其中传输的消息名修改为讲者承载标识和上行讲者承载映射响应消息。

另外，与图4A由集群管理服务器发起上行承载建立不同（步骤419至步骤422），在一种可选的实施例中，集群UE可以在执行步骤401发送群组建立请求的同时，向接入网络发起上行讲者承载建立请求，并通过与接入网络的eNB、MME和PDN网关交互完成集群UE的上行讲者承载建立。

上述实施例中，在实现群组下行业务时，可以基于现有的LTE MBMS机制，将一个群组业务看作一个MBMS session，由LTE接入网络为该MBMS Session分配对应的临时移动组标识（Temporary Mobile Group Identity，TMGI）和逻辑信道标识。通常一个群组业务的投放区域，一般由该群组UE的实际位置决定，即由该群组UE所在的小区的集合构成该群组业务的投放区域；或者，也可以预定义该群组的有效区域，并将该有效区域作为群组属性。

现有MBMS session的投放示意图如图4B所示，群组业务投放区域可以由若干个MBSFNareas组成，其中同一个群组的业务可以映射到不同的MBMS单频网（MBMS over the SingleFrequency Network，MBSFN）areas（区域）内，在同一个MBSFN area内，同一个群组的业务看做一个MBMS Session，承载在该MBSFN area内的一个MBMS点到多点业务信道（MBMSpoint-to-multipoint Traffic Channel，MTCH）上，每个MTCH承载来自同一个群组的业务。图4B中，MBSFN area1，MBSFN area2部分区域在某个群组业务所要求的投放区域之外，根据现有的LTE eMBMS机制，在这些区域上实际也投放了该群组的业务，因此浪费了网络资源。

本发明实施例中可以通过缩小MBSFN area的方式克服上述缺陷，如图4C所示，为本发明实施例中的MBMS session的投放示意图，其中一种投放方式可以为：每个MBSFN area内仅有一个小区，仍然复用原有MBSFN area多小区模式下的MBSFN子帧设计，即MBSFN子帧内仍使用长循环前缀CP，以及MBSFN导频，MBSFN area-specific加扰；其中，另一种投放方式可以为：每个MBSFN area内仅有一个小区，此时在MBSFN子帧内采用该小区非MBSFN子帧所采用的CP长度和CRS导频（包括CRS导频信号生成和CRS导频分布格式，CRS导频数目），根据CRS导频数目支持单天线接口（single-antenna port）或发射分集模式。

对于上述图4C中示出的MBMS Session的单小区模式，可以在系统信息块（SystemInformation Block，SIB）13中增加标识（如1比特），以指示给定个MBSFN area是MBMS多小区模式还是单小区模式。

参见图5，为本发明集群通信方法的第三个实施例流程图，该实施例描述了集群通信时群组结束的过程：

步骤500：群组中的主叫UE进入RRC连接状态，建立与P-GW之间的EPS承载，同时使能协议栈A。

步骤501：主叫UE基于协议栈A，向集群呼叫业务控制模块发送群组结束请求消息，该群组结束请求消息中包括群组标识、业务标识等；

步骤502：集群呼叫业务控制模块确认该群组结束请求消息是否有效，如果有效，则向该主叫UE发送群组结束请求响应消息，该群组结束请求响应消息包括群组标识，组呼类型，业务标识等信息，表示已经受理该消息；否则不响应该群组结束请求响应消息，停止后续操作。

步骤503：集群呼叫业务控制模块向集群呼叫媒体网关模块发送群组承载释放请求消息，用于请求释放为该群组分配的上行承载标识和下行承载标识。

步骤504：集群呼叫媒体网关模块向集群呼叫业务控制模块发送群组承载释放请求响应消息。

步骤505至步骤513：为群组内的UE释放下行组播承载：

步骤505：集群呼叫业务控制模块通过SGmb接口向MBMS网关发送群组呼叫结束请求消息。

步骤506：MBMS网关向MME转发群组呼叫结束请求消息。

步骤507：MME通过M3接口向MCE发送MBMS会话结束请求消息。

步骤508：MCE通过M2接口向eNodeB转发MBMS会话结束请求消息。

步骤509a：eNodeB根据MBMS会话结束请求消息释放群组资源。

步骤509b：eNodeB向群组内的UE发送群组资源更新通知消息。

步骤509c：eNodeB退出该群组的组播IP地址。

步骤510：eNodeB通过M2接口向MCE返回MBMS会话结束请求响应消息。

步骤511：MCE通过M3接口向MME转发MBMS会话结束请求响应消息。

步骤512：MME向MBMS网关返回群组呼叫结束请求响应消息。

步骤513：MBMS网关向集群呼叫业务控制模块转发群组呼叫结束请求响应消息。

步骤514：集群呼叫业务控制模块通过SGi接口向PDW网关发送上行讲者承载释放请求消息。

步骤515：PDN网关根据上行讲者承载释放请求消息，释放为群组中的讲者UE建立的上行讲者单播承载。

步骤516：PDW网关向集群呼叫业务控制模块返回上行讲者承载释放请求响应消息。

参见图6，为本发明集群通信方法的第四个实施例流程图，该实施例描述了集群通信过程中，当群组建立后群组中的集群UE申请上行讲者话权的过程：

步骤600：eNodeB通过向集群UE发送群组状态指示消息，通知集群UE当前处于上行空闲状态。

步骤601：集群UE基于协议栈A，向集群呼叫业务控制模块发送基于应用层的上行话权申请请求消息，该上行话权申请请求消息中包括群组标识、集群UE作为主叫UE的身份信息（例如，UE标识）、组呼类型、业务标识等。

步骤602：集群呼叫业务控制模块通过查询集群用户信息和组签约信息管理模块确认该上行话权申请请求消息是否有效，如果有效，则向集群呼叫媒体网关模块发送群组讲者承载建立请求消息，用于请求为讲者UE分配对应的上行承载标识。

步骤603：集群呼叫媒体网关模块向集群呼叫业务控制模块返回群组讲者承载建立响应消息，该群组讲者承载建立响应消息中包含在群组建立过程中为该群组分配的上行承载标识。

步骤604：集群呼叫业务控制模块向集群呼叫媒体网关模块发送群组状态更新消息，该群组状态更新消息中包含群组标识、主讲状态忙，主讲身份信息，主讲优先级。

步骤604a：集群呼叫媒体网关透传该群组状态更新消息至MBMS网关。

步骤604b：MBMS网关透传该群组状态更新消息至eNodeB。

步骤604c：eNodeB向群组内的UE组播该群组状态更新消息，以使群组内的UE收到该消息后，停止讲者话权的申请，除非某个UE的优先级高于当前申请讲者话权的集群UE的优先级。

步骤605：集群呼叫业务控制模块向PDN网关发送讲者承载建立请求消息，该讲者承载建立请求消息中包含上行承载标识，群组标识，主讲标识，QOS参数。

步骤606：PDN网关向MME转发讲者承载建立请求消息。

步骤606a：MME为作为讲者UE的集群UE建立EPS承载。

步骤607：MME向PDN网关返回讲者承载建立完成消息，以使PDN网关完成讲者承载集群与EPS承载的映射。

步骤608：PDN网关向集群呼叫业务控制模块发送讲者承载建立完成消息。

步骤609：集群呼叫业务控制模块通过SGi接口，基于协议栈A，向群组内的讲者UE发送讲者话权授权消息，以使讲者UE接收到该消息后发起主讲业务。

需要说明的是，上述步骤602和步骤605可以并行执行；UE在执行步骤601的同时,可以向接入网络的PDN网关发起讲者承载建立，代替步骤606至步骤607(从UE侧建立的专用承载)。具体来说，可以首先执行图6中的步骤606a，其中消息名称修改为上行讲者承载建立和承载建立完成消息，然后执行步骤606，其中消息名称修改为讲者承载标识和上行讲者承载映射请求消息，最后执行步骤608，其中消息名称修改为讲者承载标识和上行讲者承载映射响应消息。另外，图6中的“群组状态更新”可以在“为讲者建立接入网络承载”后执行，此时步骤609为可选的步骤，同时可以删除步骤607。

另外，与图6由集群管理服务器发起为主讲建立上行EPS承载（步骤419至步骤422）不同，在一种可选的实施例中，集群UE可以在执行步骤601发送上行话权申请请求的同时，向接入网络发起主讲EPS承载建立的请求，并通过与接入网络的eNB、MME和PDN网关和服务网关交互为讲者UE建立上行EPS承载。

上述图6示出的流程可以与前述图4A示出的流程并行处理。

参见图7，为本发明集群通信方法的第五个实施例流程图，该实施例描述了集群通信时上行讲者话权的释放过程：

步骤701：讲者UE基于协议栈A，向集群呼叫业务控制模块发送上行话权释放请求消息，该上行话权释放请求消息中包括群组标识，主叫身份，组呼类型，业务标识等。

步骤702：集群呼叫业务控制模块向集群呼叫媒体网关模块发送群组讲者承载释放请求消息，用于请求释放为主讲分配的上行承载标识。

步骤703：集群呼叫媒体网关模块向集群呼叫业务控制模块发送群组讲者承载释放响应消息。

步骤704：集群呼叫业务控制模块向集群呼叫媒体网关发送群组状态更新消息，该消息中包括群组标识，主讲状态空闲，主讲身份信息，主讲优先级。

步骤704a：集群呼叫媒体网关透传该群组状态更新消息至MBMS网关。

步骤704b：MBMS网关透传该群组状态更新消息至eNodeB。

步骤704c：eNodeB向群组内的UE组播该群组状态更新消息。

步骤705：集群呼叫业务控制模块向PDN网关发送群组讲者承载释放请求消息。

步骤706：PDN网关向MME转发群组讲者承载释放请求消息。

步骤706a：MME释放为讲者UE建立的EPS承载。

步骤707：MME向PDN网关返回讲者承载释放完成消息，以使PDN网关删除讲者承载集群与EPS承载的映射。

步骤708：PDN网关向集群呼叫业务控制模块转发讲者承载释放完成消息。

参见图8，为本发明集群通信方法的第六个实施例流程图，该实施例描述了实现集群通信时集群UE的一种注册过程，该实施例中的集群UE预先不知道集群呼叫业务控制模块的IP地址：

步骤801：集群UE开机后，向MME发送接入请求（Attach Request）消息，该接入请求消息中包含UE集群能力标识及安全信息。

步骤802：集群UE，MME和用户归属服务器之间完成LTE网络内的认证和安全流程（Authentication/Security）；

步骤803：MME根据UE集群能力标识识别出集群UE后，向集群呼叫业务控制模块发送集群用户注册请求消息，该集群用户注册请求消息中包含唯一标识一个集群UE的身份标识，例如为国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity,IMSI）。

步骤804：集群UE，集群呼叫业务控制模块，集群用户信息和组签约信息管理模块之间进行群认证和安全认证（Authentication/Security）。

步骤805：集群呼叫业务控制模块向MME发送集群用户注册请求响应消息，该集群用户注册请求响应消息中包括集群呼叫业务控制模块的IP地址。

步骤805a：MME向集群UE转发集群用户注册请求响应消息。

参见图9，为本发明集群通信方法的第七个实施例流程图，该实施例描述了集群通信时集群终端的另一种注册过程，该实施例中的集群UE预先知道集群呼叫业务控制模块的IP地址：

步骤901：集群UE开机后，向MME发送接入请求（Attach Request）消息，该接入请求消息中包含UE集群能力标识及安全信息。

步骤902：集群UE，MME和用户归属服务器之间完成LTE网络内的认证和安全流程（Authentication/Security）。

步骤902a：MME向集群UE返回接入请求响应消息。

步骤903：集群UE向集群呼叫业务控制模块发送集群用户注册请求消息。

步骤904：集群UE，集群呼叫业务控制模块，集群用户信息和组签约信息管理模块之间进行群认证和安全认证（Authentication/Security）。

步骤905：集群呼叫业务控制模块向集群UE返回集群用户注册请求响应消息，该集群用户注册请求响应消息中可以包括集群业务呼叫控制模块的IP地址。

上述群组通信实施例中，群组的状态管理主要由集群呼叫控制模块负责，通过状态管理可以实现：一方面向集群UE提供当前集群业务运行的状态信息，以方便调度或统计；另一方面，可以向接入网络发布当前的群组状态信息，如群组UE根据群组主讲状态信息适时申请讲者话权。

群组的状态管理功能分为用户级状态管理（user-level）,和群组级状态管理group-level，如下表1，为一种群组状态管理功能的示例：

表1

本发明实施例中由集群呼叫业务控制模块对群组状态进行管理，下面分别描述上表1中示出的各个状态管理：

attached/detached：通过前述实施例示出的集群UE的注册和注销流程完成；

dedicated（busy/free），由集群呼叫业务控制模块决定是否受理点呼发起和结束请求，标识某个UE是否在进行点呼业务；LTE接入网络基于协议栈A透传群组UE点呼发起和点呼结束等集群应用层消息及点呼的业务数据，如果应用层交互出现中断或超，集群呼叫业务控制模块可以通过SGt接口向MME请求相关UE在接入网络的状态信息以辅助其状态管理；

group transmission：集群呼叫业务控制模块决定将群组的讲者话权授权给哪个群组中的某个UE，集群呼叫业务控制模块可以标识某个UE是否为组呼主讲状态；LTE接入网络基于协议栈A透传集群UE的主讲申请和主讲释放，以及讲者话权授予等群组的应用层消息；

group received：集群呼叫业务控制模块根据当前群组的业务状态、主讲状态信息，或集群UE的主动状态反馈信息，确定该集群UE是否为群组接收状态。如果群组业务发起后，某个集群UE未被授予为该群组的讲者UE，则默认处于群组接收状态；也可以要求集群UE在接收到群组业务发起通知后，通过应用层消息主动向集群呼叫业务控制模块报告自己已接入该群组，从而辅助集群呼叫业务控制模块完成群组接收状态的维护；如果该集群UE主动退出该群组业务，则可以基于协议栈A发送应用层消息，通知集群呼叫业务控制模块其已退出该群组，以便集群呼叫业务控制模块更新该UE的状态。此外，集群呼叫业务控制模块也可以通过SGt接口向MME发送请求，以获得某个群组当前的监听UE状态（ECM-IDLE/CONNECTED），MME可以通过SGt接口将相关的UE状态告知集群呼叫业务控制模块；

group start/end：集群呼叫业务控制模块维护群组的业务状态，LTE接入网络基于协议栈B透传群组主讲状态等集群应用层消息；

uplink busy（trigger ID,trigger priority）/free：集群呼叫业务控制模块维护群组的讲者话权状态管理，LTE接入网络基于协议栈B透传群组主讲状态等集群应用层消息。其中，当集群呼叫业务控制模块进行主讲申请的响应、主讲的授权或释放操作后，都可以在LTE接入网络中更新群组主讲状态；群组中如果没有UE被授权为讲者UE，则群组讲者UE空闲；如果有UE被授权为讲者UE，则群组讲者UE忙，且可以通知该群组的其他UE讲者UE的身份信息及优先级相关的信息。

其中，群组状态更新流程在前述图6（步骤604至步骤604c）和图7（步骤704至步骤704c）的实施例中已经描述，在此不再赘述。

与本发明集群通信系统的实施例以及集群通信方法的实施例相对应，本发明还提供了集群管理服务器和接入网络的实施例，这些集群管理服务器和接入网络实施例的具体实现方式和功能可以参见前述图1至图9所示实施例描述。

参见图10，为本发明集群管理服务器的一个实施例框图：

该集群管理服务器包括：集群呼叫业务控制模块1010和所连接的集群呼叫媒体网关模块1020。

其中，集群呼叫媒体网关模块1020，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的业务数据，根据所述业务数据的通信类型对所述业务数据进行转发，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述集群呼叫业务控制模块1010，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的通信请求，根据所述通信请求的通信类型对所述集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现所述集群UE的控制面通信。

具体的，所述集群呼叫媒体网关模块1020，可以具体用于当所述通信类型为点对点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据通过所述接入网络转发到所述集群UE中的被叫UE；以及当所述通信类型为点对多点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据通过接入网络组播给所述集群UE中的监听UE。

具体的，所述集群业务控制模块1010，可以具体用于当所述通信类型为点对点通信时，向所述接入网络发送所述集群UE中的UE的单播承载建立请求或单播承载释放请求，以使所述接入网络为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的EPS承载；以及，当所述通信类型为点对多点通信时，通过所述集群呼叫媒体网关模块向所述接入网络发送集群业务发起请求，以使所述接入网络根据所述请求为所述集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

参见图11，为本发明集群管理服务器的另一个实施例框图：

该集群管理服务器包括：集群呼叫业务控制模块1110和所连接的集群呼叫媒体网关模块1120、集群信息管理模块1130和集群属性管理模块1140。

其中，集群呼叫媒体网关模块1120，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的业务数据，根据所述业务数据的通信类型对所述业务数据进行转发，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述集群呼叫业务控制模块1110，用于接收集群UE中的UE通过所述接入网络发送的通信请求，根据所述通信请求的通信类型对所述集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现所述集群UE的控制面通信；

所述集群信息管理模块1130，用于对集群UE信息和集群签约信息的定义、存储和更新等进行管理，所述签约信息包括群组标识、群组UE列表、集群UE的身份标识、集群UE的优先级定义；

所述集群属性管理模块1140，用于对群组属性信息的定义、存储、更新等进行管理，所述属性信息包括群组标识、群组优先级、群组区域、群组业务类型。

具体的，所述集群呼叫媒体网关模块1120，可以具体用于当所述通信类型为点对点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据通过所述接入网络转发到所述集群UE中的被叫UE；以及当所述通信类型为点对多点通信时，将所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据通过接入网络组播给所述集群UE中的监听UE。

具体的，所述集群业务控制模块1110，可以具体用于当所述通信类型为点对点通信时，向所述接入网络发送所述集群UE中的UE的单播承载建立请求或单播承载释放请求，以使所述接入网络为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的EPS承载；以及，当所述通信类型为点对多点通信时，通过所述集群呼叫媒体网关模块向所述接入网络发送集群业务发起请求，以使所述接入网络根据所述请求为所述集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

参见图12，为本发明接入网络的实施例框图：

该接入网络包括：相互通信的MME1210、接入网络网关1220和eNodeB1230。所述接入网络网关1220包括PDN网关1222和MBMS网关1221。

其中，所述接入网络网关1220，用于向集群管理服务器转发集群UE发送的业务数据，以实现所述集群UE的用户面通信；

所述MME1210，用于向所述集群管理服务器转发集群UE发送的通信请求，以实现所述集群UE的控制面通信。

进一步，所述接入网络网关可以具体包括（图12中未示出）：与所述PDN网关1222通信的服务网关，所述服务网关和所述MBMS网关1221分别与所述eNodeB1230和MME1210通信；所述接入网络还可以包括：分别与所述MME1210和eNodeB1230通信的MCE1240。

可选的，所述PDN网关1220，用于当实现所述集群UE的用户面通信，且通信类型为点对点通信时，接收所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据，并将所述业务数据发送到所述服务网关；所述服务网关，用于将所述业务数据转发到所述集群UE中的被叫UE所在的eNodeB；所述eNodeB，用于将所述业务数据发送给所述被叫UE；以及所述MBMS网关，用于当实现所述集群UE的用户面通信，且通信类型为点对多点通信时，接收所述集群UE中的讲者UE发送的业务数据，并将所述业务数据发送到所述集群UE中的监听UE所在的eNodeB；所述eNodeB，用于将所述业务数据组播给所述监听UE。

可选的，所述PDN网关1220，用于当实现所述集群UE的控制面通信，且通信类型为点对点通信时，接收所述集群UE发送的单播承载建立请求或单播承载释放请求，为所述UE建立EPS承载，或者释放建立的EPS承载；

所述MBMS网关1210，用于当实现所述集群UE的控制面通信，且通信类型为点对多点通信时，接收所述集群管理服务器发送的所述集群UE的集群业务发起请求，并将所述集群业务发起请求发送给所述MME；所述MME，用于将所述集群业务发起请求转发给所述MCE；所述MCE，用于根据所述集群业务发起请求为所述集群UE的集群业务建立下行组播承载，并为所述集群业务分配资源。

由上述实施例可见，本发明实施例中的集群通信系统包括集群管理服务器和接入网络，集群管理服务器包括集群呼叫业务控制模块和连接的集群呼叫媒体网关模块，接入网络包括相互通信的MME、接入网络网关和eNodeB，集群呼叫媒体网关模块接收集群UE通过接入网络发送的业务数据，根据业务数据的通信类型对业务数据进行转发，以实现集群UE的用户面通信；集群呼叫业务控制模块接收集群UE通过接入网络发送的通信请求，根据通信请求的通信类型对集群UE进行呼叫控制和承载管理，以实现集群UE的控制面通信。本发明实施例可以根据通过通信类型的不同实现集群UE的用户面通信和控制面通信，因此可以在集群通信过程中采用组播方式寻呼集群UE，提高了系统的接入性能和接入效率，相应的，由于下行业务可以通过组播方式进行发送，因此也减少了对系统中下行信道资源的占用。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。