專利名稱：數(shù)字集群通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及專用數(shù)字集群通信系統(tǒng)，主要用戶包括相關(guān)政府部門；鐵路、公路、石油等大型企業(yè)。數(shù)字集群系統(tǒng)需要解決方案是能同時解決數(shù)字短消息、數(shù)字化語音、 數(shù)據(jù)通信這三項通信基本業(yè)務(wù)的，融無線、有線通信交換、傳輸一體化設(shè)計的，并且能根據(jù)客戶擁有資源的不同，解決客戶本身業(yè)務(wù)需求問題的綜合性專用通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)80年代，全球?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)行業(yè)以模擬集群通信技術(shù)為代表的解決方案在該時期開始大規(guī)模發(fā)展起來。到了 20世紀(jì)90年代，隨著數(shù)字通信技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字集群通信系統(tǒng)解決方案應(yīng)運而生。數(shù)字集群通信系統(tǒng)與模擬集群通信系統(tǒng)相比，采用了先進(jìn)的數(shù)字信令方式、語音數(shù)字編碼技術(shù)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)，數(shù)字集群系統(tǒng)在頻譜利用率、抗無線信道衰落、保密性、業(yè)務(wù)支持等方面具有明顯優(yōu)勢，能夠提供指揮調(diào)度、電話互聯(lián)、數(shù)據(jù)傳輸、短消息收發(fā)等多種業(yè)務(wù)，可以為一些要求通話建立速度快、通話成功率高的指揮調(diào)度領(lǐng)域和部門提供有效的通信手段，具有較高的社會效益和經(jīng)濟效益。在過去近二十年里，全球集群通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化方向發(fā)展。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，由于半導(dǎo)體芯片技術(shù)、軟件技術(shù)以及信息感知、處理技術(shù)等眾多信息技術(shù)實現(xiàn)了快速發(fā)展，使得數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)備集成度越來越高，體積越來越小，價格越來越便宜，功能越來越全面，性能越來越強大，業(yè)務(wù)支撐能力越來越強，使得專用通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和解決方案產(chǎn)業(yè)和市場保持了較為平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢。由于經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，國家通過政府引導(dǎo)與帶動以及企業(yè)主導(dǎo)和推動等方式，積極推動集群通信面向多個行業(yè)的應(yīng)用步伐。在中國政府的大力引導(dǎo)和支持下，在鐵路運輸、船舶通信、港口導(dǎo)航、航空業(yè)務(wù)、氣象預(yù)報、森林、礦區(qū)作業(yè)、公安、電力、石油、災(zāi)難救助等眾多專用通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此機場、鐵路、輕軌、港口、碼頭、應(yīng)急通信、監(jiān)獄、林業(yè)等多個行業(yè)對集群通信系統(tǒng)都呈現(xiàn)出了巨大的需求，并且需求的內(nèi)涵正在不斷地擴大。隨著客戶認(rèn)識的提高，技術(shù)的不斷進(jìn)步，眾多產(chǎn)品及解決方案的出現(xiàn)，加上數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備價格的下調(diào)，一起推動了其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。鑒于各個行業(yè)性質(zhì)、任務(wù)、目標(biāo)不同，所以它們的需求方向、特點、側(cè)重點都存在差異，例如鐵路、輕軌行業(yè)對通信移動性要求較高，公安行業(yè)對信息安全和可靠性要求較高，因此，不同行業(yè)對產(chǎn)品及解決方案呈現(xiàn)出定制化要求，并且要求定制化要求正在不斷提高。由于專用通信網(wǎng)絡(luò)目前的標(biāo)準(zhǔn)往往是某個企業(yè)或某幾個企業(yè)基于自己對客戶需求的理解以及自身積累的技術(shù)、產(chǎn)品體系研發(fā)而成的，所以每個標(biāo)準(zhǔn)制定企業(yè)都極力推廣自己主導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于各個標(biāo)準(zhǔn)都形成了一定的部署局面，而且專用通信網(wǎng)絡(luò)不像公網(wǎng)那樣對標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性要求比較高，所以，專用通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)多種制式共存局面將在較長的時期內(nèi)存在和發(fā)展。目前一些主流的標(biāo)準(zhǔn)主要有APC025、Tetralpol、EDACS、TETRA、DIMRS、 IDRA、Geotek，Gota 等。集群通信的概念是依據(jù)頻率資源的綜合、隨機利用的原則，利用個人地址碼、空中
3信令及控制、交換技術(shù)組成的一種頻率資源共享，多信道共用的可選擇性呼叫的，以一對多通信業(yè)務(wù)為主的專用無線通信系統(tǒng)。集群通信系統(tǒng)的可用信道可為系統(tǒng)的全體用戶共用， 在網(wǎng)內(nèi)不同的客戶群體用虛擬網(wǎng)的概念共同使用，資源共享、費用分擔(dān)，在一個小組內(nèi)以單工對話的方式為主，通信資源的利用率非常高。數(shù)字集群通信系統(tǒng)是一個多用途、高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng)，主要適用于各種以集團(tuán)調(diào)度指揮通信為核心的各種專業(yè)移動通信領(lǐng)域。到目前為止，數(shù)字集群系統(tǒng)已經(jīng)在全球許多地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，用戶總數(shù)已經(jīng)達(dá)到了數(shù)千萬，覆蓋的區(qū)域遍及很多主要國家和地區(qū)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了在多用戶量的大中城市中可滿足如下目標(biāo)的數(shù)字集群系統(tǒng)。射頻頻率在380MHz，設(shè)備小型化，通信區(qū)域化，支持話音和短信加密，可快速部署，應(yīng)用機動靈活。在現(xiàn)在的較緊缺的頻率資源下，找到一種可滿足要求的越區(qū)切換方法支持終端在不同基站的覆蓋區(qū)之間移動時通信不中斷。本實用新型采用2個信道通信，2個信道均為轉(zhuǎn)發(fā)信道，其中1個預(yù)留有線電話接口。利用兩線環(huán)路(GSM/CDMA模塊或外掛GSM/CDMA手機)實現(xiàn)與公共電話網(wǎng)的話音互連；有 PTT-ID的識別能力，可進(jìn)行用戶的鑒權(quán)管理；信道機容許模擬對講機使用中繼功能。支持話音軟加密；具有基本故障告警功能(如天線饋線、信道機、控制、電源等故障告警的顯示)， 支持本地和遠(yuǎn)程告警方式。實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是這種通信系統(tǒng)包括核心網(wǎng)、基站、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、移動終端(手持或車載終端)，其中核心網(wǎng)包括移動終端、基站設(shè)備、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、以太網(wǎng)交換機，其中移動終端經(jīng)基站設(shè)備、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、以太網(wǎng)交換機分別連接呼叫中心、數(shù)據(jù)中心、組呼中心和媒體網(wǎng)關(guān)。該技術(shù)方案還包括所述的媒體網(wǎng)關(guān)包括用戶單元、通信控制單元、數(shù)字中繼單元、主控單元、環(huán)路中繼單元、網(wǎng)路交換單元、聲碼單元，其中用戶單元經(jīng)通信控制單元、數(shù)字中繼單元、主控單元、環(huán)路中繼單元、網(wǎng)路交換單元連接聲碼單元。所述的基站設(shè)備包括基站控制板、以太網(wǎng)交換板、信道控制板、接收模塊、激勵模塊、合路器、功放模塊、雙工器、分路器、前面板，其中基站控制板經(jīng)以太網(wǎng)交換板、信道控制板分別連接接收模塊和激勵模塊，激勵模塊再經(jīng)合路器、功放模塊連接雙工器，雙工器再分別連接前面板、和經(jīng)分路器連接接收模塊。所述的前面板分別設(shè)有以太網(wǎng)接口、測試接口、電源接口、指示燈和天線。本實用新型具有的有益效果1).增加客戶容量，增加傳輸距離；2).增加傳輸距離提高糾錯能力、增強通信可靠性；3).提供該頻段的集群手機雙工通話(國際首創(chuàng))4). 簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝難度，提高了其機動性能，并提供了模塊異地備份能力；5).解決了城市環(huán)境的覆蓋和容量問題；6).可在通話過程中完成過網(wǎng)切換、短信、數(shù)傳業(yè)務(wù)，以及來電提示、三方通話等功能；7).組網(wǎng)靈活，降低運營成本。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)連接示意圖。[0015]圖2為本實用新型的數(shù)字集群基站原理框圖。圖中1移動終端手持或車載終端、2基站、3 IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、4以太網(wǎng)交換機、5 呼叫中心、6數(shù)據(jù)中心、7組呼中心、8媒體網(wǎng)關(guān)、81用戶單元、82通信控制單元、83數(shù)字中繼單元、84主控單元、85環(huán)路中繼單元、86網(wǎng)路交換單元、87聲碼單元、9基站控制板、10以太網(wǎng)交換板、11信道控制板、12接收模塊、13激勵模塊、14合路器、15功放模塊、16雙工器、17 分路器、18電源、19前面板、20以太網(wǎng)接口、21測試接口、22指示燈、23電源接口、M天線、 25網(wǎng)管中心、26短信中心、27調(diào)度臺。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示，本系統(tǒng)由移動終端(手持或車載終端)1、基站2、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備3、 核心網(wǎng)組成。核心網(wǎng)由以太網(wǎng)交換機4、呼叫中心5、數(shù)據(jù)中心6、組呼中心7、媒體網(wǎng)關(guān)8組成， 媒體網(wǎng)關(guān)8組成，媒體網(wǎng)關(guān)8由用戶單元81、通信控制單元82、數(shù)字中繼單元83、主控單元 84、環(huán)路中繼單元85、網(wǎng)路交換單元86、聲碼單元87組成。各單元模塊功能描述網(wǎng)管中心網(wǎng)管中心主要完成對全網(wǎng)設(shè)備的管理工作，提供對管理終端的操作接口。硬件平臺選用19英寸高度為4U的插箱式工控機，操作系統(tǒng)采用WIN2003。短信中心短信中心主要為系統(tǒng)內(nèi)無線移動終端提供短信服務(wù)，并提供查詢與統(tǒng)計接口。硬件平臺選用19英寸高度為4U的插箱式工控機，操作系統(tǒng)采用WIN2003。呼叫中心呼叫中心控制所有呼叫的接續(xù)控制。實現(xiàn)系統(tǒng)支持的各類呼叫，主要有無線到無線、無線到有線、無線到中繼及有線到中繼；組呼及群呼(通過組呼中心實現(xiàn))；包容呼叫(具體內(nèi)容未定)；調(diào)度呼叫(支持多組多調(diào)度臺呼叫，支持調(diào)度排除和話務(wù)分擔(dān))；緊急呼叫和告警呼叫。插箱高度設(shè)計為2U，主處理機采用MOTOROLA公司的MPC8260通信處理器，操作系統(tǒng)采用VxWorks實時操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心為呼叫中心提供用戶位置服務(wù)，并記錄各分設(shè)備及基站設(shè)備的參數(shù)配置。數(shù)據(jù)中心管理的主要數(shù)據(jù)有設(shè)備數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)合法設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，如IP地址，設(shè)備編號，設(shè)備類型，設(shè)備配置參數(shù)等用戶數(shù)據(jù)用戶類型、權(quán)限、位置等數(shù)據(jù)，用戶可分為無線、調(diào)度、中繼和有線用戶；運行數(shù)據(jù)話單記錄，網(wǎng)關(guān)運行狀態(tài)記錄和告警記錄。插箱高度設(shè)計為2U，主處理機采用MOTOROLA公司的MPC8260通信處理器，操作系統(tǒng)采用VxWorks實時操作系統(tǒng)。[0036]組呼中心組呼中心是專為集群系統(tǒng)組呼呼叫提供媒體流處理的功能模塊。插箱高度設(shè)計為2U，主處理機采用MOTOROLA公司的MPC8260通信處理器，操作系統(tǒng)采用 Vxfforks實時操作系統(tǒng)。媒體網(wǎng)關(guān)媒體網(wǎng)關(guān)是本通信系統(tǒng)與其它通信系統(tǒng)的互聯(lián)接口，它提供與自動電話網(wǎng)(PSTN)數(shù)字中繼接口(E1)，用戶線接口(SLIC)，自動電話網(wǎng)的二線環(huán)路中繼接口 (CO)。以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)第二層交換功能，選用端口數(shù)量不少于8個的通用以太網(wǎng)交換機。調(diào)度臺采用臺式計算機，220V交流供電，操作系統(tǒng)采用WIN2003，使用聲卡+耳麥作為話音輸入/輸出設(shè)備，在調(diào)度臺上由軟件實現(xiàn)聲碼話到PCM話音的雙向轉(zhuǎn)換。如圖2所示，基站2由基站控制板9、以太網(wǎng)交換板10、信道控制板11、接收模塊 12、激勵模塊13、合路器14、功放模塊15、雙工器16、分路器17、電源18、前面板19組成。前面板19設(shè)有以太網(wǎng)接口 20、測試接口 21、指示燈22、電源接口 23、天線對。本數(shù)字集群通信系統(tǒng)主要由核心網(wǎng)、基站、手持和車載終端等設(shè)備組成。具有多種特殊功能，以適應(yīng)各不同專業(yè)客戶的需求。核心網(wǎng)用于控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部和網(wǎng)絡(luò)間的移動用戶位置服務(wù)、呼叫接續(xù)和交換；提供與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和網(wǎng)絡(luò)間的聯(lián)網(wǎng)接口、與外網(wǎng)間的接口、內(nèi)部調(diào)度接口和維護(hù)管理接口?；局饕瓿蔁o線鏈路的管理以及無線鏈路和有線鏈路的轉(zhuǎn)換，是移動終端與核心網(wǎng)系統(tǒng)之間的橋梁。終端無線信號通過基站天線端口輸入到基站，經(jīng)過雙工器、分路器后，到達(dá)基站接收模塊，接收模塊把射頻信號解調(diào)為基帶信號后送達(dá)信道控制板，由基站信道控制板完成基帶信號的解調(diào)，形成數(shù)字信息碼流，然后通過信道解碼后完成信令協(xié)議和數(shù)據(jù)信息的分析，信道控制板根據(jù)分析完成后的結(jié)果做相應(yīng)的處理，并通過以太網(wǎng)與完成和基站控制板的數(shù)據(jù)交互；基站控制板根據(jù)通過以太網(wǎng)把需要處理的信息發(fā)送到核心網(wǎng)； 這樣就完成了終端上行數(shù)據(jù)和信令信息的處理。同樣，下行信令和信息通過以太網(wǎng)從核心網(wǎng)到達(dá)基站控制板，基站控制板把相應(yīng)信息發(fā)送給基站信道控制板，基站信道控制板完成信令分析和數(shù)據(jù)處理后，通過信道編碼形成發(fā)送的數(shù)字碼流，并形成基帶信號，然后通過激勵模塊調(diào)制為射頻信號，射頻信號經(jīng)過合路器、功放和雙工器，最終通過天線發(fā)射到空中； 這樣就完成了下行數(shù)據(jù)的發(fā)射。基站通過對上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)的處理，完成了終端和核心網(wǎng)等交換設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。終端就是移動客戶設(shè)備部分，需要完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。移動臺是集群移動通信網(wǎng)中用戶使用的設(shè)備。移動臺的類型包括手持機和車載臺。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，包括核心網(wǎng)、基站、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、移動終端，其特征是所述核心網(wǎng)包括以太網(wǎng)交換機、呼叫中心、數(shù)據(jù)中心、組呼中心和媒體網(wǎng)關(guān)，其中移動終端經(jīng)基站設(shè)備、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、以太網(wǎng)交換機分別連接呼叫中心、數(shù)據(jù)中心、組呼中心和媒體網(wǎng)關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征是所述的媒體網(wǎng)關(guān)包括用戶單元、 通信控制單元、數(shù)字中繼單元、主控單元、環(huán)路中繼單元、網(wǎng)路交換單元、聲碼單元，其中用戶單元經(jīng)通信控制單元、數(shù)字中繼單元、主控單元、環(huán)路中繼單元、網(wǎng)路交換單元連接聲碼單元。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征是所述的基站設(shè)備包括基站控制板、以太網(wǎng)交換板、信道控制板、接收模塊、激勵模塊、合路器、功放模塊、雙工器、分路器、前面板，其中基站控制板經(jīng)以太網(wǎng)交換板、信道控制板分別連接接收模塊和激勵模塊，激勵模塊再經(jīng)合路器、功放模塊連接雙工器，雙工器再分別連接前面板、和經(jīng)分路器連接接收模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，其特征是所述的前面板分別設(shè)有以太網(wǎng)接口、測試接口、電源接口、指示燈和天線。
專利摘要一種數(shù)字集群通信系統(tǒng)，包括核心網(wǎng)、基站、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、移動終端，其中核心網(wǎng)包括以太網(wǎng)交換機、呼叫中心、數(shù)據(jù)中心、組呼中心和媒體網(wǎng)關(guān)，其中移動終端經(jīng)基站設(shè)備、IP網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備、以太網(wǎng)交換機分別連接呼叫中心、數(shù)據(jù)中心、組呼中心和媒體網(wǎng)關(guān)。
文檔編號H04W84/08GK202168219SQ20112025204
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者王浙安, 胡忠 申請人:北京市信息技術(shù)應(yīng)用研究所, 協(xié)同智迅通信技術(shù)(深圳)有限公司, 湖南省生態(tài)環(huán)境建設(shè)管理辦公室, 福建信息技術(shù)研究所