一种基于RCS的MCX与VoNR半双工集群通信的方法与流程

本发明涉及移动通信和关键任务通信，具体是涉及了一种基于rcs的mcx与vonr半双工集群通信的方法。

背景技术：

1、关键任务通信系统（mcx）是3gpp release 13及后续版本定义的标准化通信体系，专注于公安、消防、医疗、急救等公共安全领域的专业集群通信，支持半双工语音/视频单呼、群组呼叫、话权控制、紧急升级、动态重组等丰富的集群业务。vonr是5g独立组网（sa）架构下的原生语音通话解决方案，由移动网络运营商向公众用户提供基于5g nr承载的高质量语音服务。

2、mcx与vonr均基于5g核心网（5gc）及ip多媒体子系统（ims）网络架构，遵循3gpp标准组织定义的技术规范。然而，由于两者在账号体系（mcx采用mcx id，vonr采用msisdn/impi）、安全策略（mcx采用mbms或单播安全机制，vonr采用ims aka）、信令流程（mcx采用sip扩展及rtcp话权控制，vonr采用标准sip/rtp）以及应用领域（专网vs公网）等方面存在本质差异，3gpp标准组织至今未对mcx与vonr的互通进行标准化定义。

3、在实际应用中，用户对公众网及mcx网络往往存在跨域通信需求，现有的跨域通信方式主要包括：

4、1、终端侧，用户同时携带两个终端，一个注册mcx网络用于专业集群通信，一个注册公众网络用于vonr通话。该方案虽然实现简单，但无法进行网络切换、漫游和互通，两种业务完全割裂，无法实现平滑衔接，且增加用户携带负担。

5、2、终端侧，采用可同时驻留mcx网络和公众网络的多模终端，支持网络切换。但除面临上述业务割裂问题外，专网与公网的安全隔离问题较为突出，且终端形态受限，无法利用公众用户已有的通用vonr终端。

6、3、网络侧，基于边界网元互通，通常基于会话边界控制器（sbc）实现mcx与vonr网络的信令互通和媒体代理。该方法对网络账号映射、路由策略、安全策略均有极高要求，实现复杂，且现有sbc主要解决标准sip全双工会话的互通，对于mcx特有的半双工集群业务（如话权控制、传输控制、紧急升级等）缺乏支持能力，导致互通业务仅限于最基本的语音单呼，无法满足集群通信的核心需求。

7、现有技术中采用的mcx与vonr的跨域通信方法在理论上可解决基本的通信互通问题，但实际部署案例极少，且业务仅限于全双工单呼，对于公共安全领域丰富且重要的半双工集群业务互通问题均无法解决，如集群话权控制、半双工语音单呼、半双工视频单呼、群组语音呼叫、群组视频呼叫、紧急呼叫升级。

技术实现思路

1、本发明为了解决mcx网络用户与vonr公众网用户之间无法进行半双工集群通信的技术问题，提供了一种基于rcs的mcx与vonr半双工集群通信的方法，在vonr网络与该网络终端之间的边界部署轻量化轻量化集群交换网关，作为mcx网络与vonr网络用户之间的话权控制代理，实现mcx与vonr用户之间的半双工集群通信互通，并且无需对用户终端和客户端进行任何改造。

2、本发明采用的技术方案是，提供了一种基于rcs的mcx与vonr半双工集群通信的方法，基于vonr网络的终端采用rcs富媒体卡片作为与mcx网络的终端进行交互的ui载体，在vonr网络与vonr网络终端之间的网络边界部署轻量化集群交换网关，作为vonr网络与mcx网络的话权控制代理节点；

3、所述的轻量化集群交换网关包括话权代理模块、话权与rcs映射管理模块、rcs管理模块和协议栈模块；

4、所述的话权代理模块用于代理vonr网络完成与mcx网络之间的业务逻辑处理、媒体面侦听与缓存；所述的话权与rcs映射管理模块内置有映射规则库，用于维护话权状态与rcs富媒体卡片数据格式之间的映射策略，执行数据格式翻译、存储和转换；所述的rcs管理模块用于管理多种话权状态的rcs卡片模板库，每种话权状态对应一个json模板；所述的协议栈模块用于rtp/rtcp/sip/http基础协议的收发、解析及编码处理，支持mcx网络侧的rtcp扩展字段解析及vonr网络侧的标准sip消息封装；

5、在此基础上，所述的方法包括以下步骤，

6、s1、mcx网络终端通过mcx网络发起话权控制信令；

7、s2、轻量化集群交换网关通过rtp/rtcp媒体面侦听获取mcx网络发出的话权控制信令；

8、s3、轻量化集群交换网关根据预设的信令映射转换策略，将侦听获取的mcx标准rtcp话权控制信令，转换为符合gsma rcs通用规范的rcs富媒体卡片的json结构化数据；

9、s4、轻量化集群交换网关通过sip message消息将生成的rcs富媒体卡片数据下发至vonr网络终端；

10、s5、vonr网络终端通过原生拨号应用或短信应用内置的rcs渲染引擎自动解析、渲染，并呈现可视化话权状态交互界面；

11、s6、vonr网络用户通过vonr网络终端呈现的rcs富媒体卡片交互界面触发集群通信操作指令，

12、s7、轻量化集群交换网关接收并解析vonr网络终端的交互操作指令，将交互操作指令转换为mcx标准rtcp话权控制信令并发送至mcx网络；

13、s8、mcx网络终端通过mcx网络接收交互操作指令，完成mcx网络和vonr网络的话权控制信令交互。

14、所述的json模板包括卡片标题、状态图标、操作按钮、颜色标识和提示文本。

15、s1步骤中所述的话权控制信令包括话权请求、授权、释放、拒绝、撤销及状态通知。

16、所述的轻量化集群交换网关部署的方法包括将轻量化集群交换网关独立部署于vonr网络边界，作为独立网元接入ims核心网。

17、所述的轻量化集群交换网关部署的方法包括将轻量化集群交换网关与会话边界控制器部署于同一物理网元内，共享网络边界资源。

18、本发明的有益效果是：

19、（1）无需终端改造，充分利用现网已大规模部署的rcs/新通话基础设施，vonr网络终端通过原生拨号应用即可接收和交互话权控制卡片，无需安装专用app或刷写定制固件，有效解决了公众网终端无法支持集群业务的弊端。

20、（2）业务完整性，不仅支持基本的语音单呼，更完整支持半双工集群通信的核心业务，包括群组语音呼叫、群组视频呼叫、话权申请/释放/抢占、话权排队和紧急呼叫升级，实现了mcx与公众网之间集群业务的真正互通。

21、（3）部署轻量化，tsgw作为边界网关，仅对话权控制信令进行协议转换，呼叫建立信令及媒体rtp数据直接透传转发，处理逻辑轻量，可独立部署或与现有sbc合设，网络改造成本低。

22、（4）安全隔离性，tsgw位于网络边界，可在网关上实施mcx与公众网之间的安全策略隔离，避免多模终端方案中终端侧的安全风险，同时支持账号映射和路由控制，满足跨域通信的安全合规要求。

23、（5）实时交互性，rcs富媒体卡片支持实时状态更新和按键交互，话权状态变化可在毫秒级时间内同步至vonr终端，用户体验接近原生集群终端。