专利名称：数字集群通信系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及专用数字集群通信系统，主要用户包括相关政府部门；铁路、公路、石油等大型企业。数字集群系统需要解决方案是能同时解决数字短消息、数字化语音、 数据通信这三项通信基本业务的，融无线、有线通信交换、传输一体化设计的，并且能根据客户拥有资源的不同，解决客户本身业务需求问题的综合性专用通信网络。
背景技术：
20世纪80年代，全球专用通信网络行业以模拟集群通信技术为代表的解决方案在该时期开始大规模发展起来。到了 20世纪90年代，随着数字通信技术的快速发展，数字集群通信系统解决方案应运而生。数字集群通信系统与模拟集群通信系统相比，采用了先进的数字信令方式、语音数字编码技术和调制解调技术，数字集群系统在频谱利用率、抗无线信道衰落、保密性、业务支持等方面具有明显优势，能够提供指挥调度、电话互联、数据传输、短消息收发等多种业务，可以为一些要求通话建立速度快、通话成功率高的指挥调度领域和部门提供有效的通信手段，具有较高的社会效益和经济效益。在过去近二十年里，全球集群通信网络产业向数字化方向发展。进入二十一世纪以后，由于半导体芯片技术、软件技术以及信息感知、处理技术等众多信息技术实现了快速发展，使得数字通信系统设备集成度越来越高，体积越来越小，价格越来越便宜，功能越来越全面，性能越来越强大，业务支撑能力越来越强，使得专用通信网络设备和解决方案产业和市场保持了较为平稳的发展态势。由于经济、社会的不断发展，国家通过政府引导与带动以及企业主导和推动等方式，积极推动集群通信面向多个行业的应用步伐。在中国政府的大力引导和支持下，在铁路运输、船舶通信、港口导航、航空业务、气象预报、森林、矿区作业、公安、电力、石油、灾难救助等众多专用通信领域得到广泛的应用。因此机场、铁路、轻轨、港口、码头、应急通信、监狱、林业等多个行业对集群通信系统都呈现出了巨大的需求，并且需求的内涵正在不断地扩大。随着客户认识的提高，技术的不断进步，众多产品及解决方案的出现，加上数字集群系统设备价格的下调，一起推动了其应用领域不断拓宽。鉴于各个行业性质、任务、目标不同，所以它们的需求方向、特点、侧重点都存在差异，例如铁路、轻轨行业对通信移动性要求较高，公安行业对信息安全和可靠性要求较高，因此，不同行业对产品及解决方案呈现出定制化要求，并且要求定制化要求正在不断提高。由于专用通信网络目前的标准往往是某个企业或某几个企业基于自己对客户需求的理解以及自身积累的技术、产品体系研发而成的，所以每个标准制定企业都极力推广自己主导的标准。鉴于各个标准都形成了一定的部署局面，而且专用通信网络不像公网那样对标准的统一性要求比较高，所以，专用通信网络标准多种制式共存局面将在较长的时期内存在和发展。目前一些主流的标准主要有APC025、Tetralpol、EDACS、TETRA、DIMRS、 IDRA、Geotek，Gota 等。集群通信的概念是依据频率资源的综合、随机利用的原则，利用个人地址码、空中
3信令及控制、交换技术组成的一种频率资源共享，多信道共用的可选择性呼叫的，以一对多通信业务为主的专用无线通信系统。集群通信系统的可用信道可为系统的全体用户共用， 在网内不同的客户群体用虚拟网的概念共同使用，资源共享、费用分担，在一个小组内以单工对话的方式为主，通信资源的利用率非常高。数字集群通信系统是一个多用途、高效能的无线调度通信系统，主要适用于各种以集团调度指挥通信为核心的各种专业移动通信领域。到目前为止，数字集群系统已经在全球许多地区得到了广泛的应用，用户总数已经达到了数千万，覆盖的区域遍及很多主要国家和地区。
发明内容本实用新型的目的是为了在多用户量的大中城市中可满足如下目标的数字集群系统。射频频率在380MHz，设备小型化，通信区域化，支持话音和短信加密，可快速部署，应用机动灵活。在现在的较紧缺的频率资源下，找到一种可满足要求的越区切换方法支持终端在不同基站的覆盖区之间移动时通信不中断。本实用新型采用2个信道通信，2个信道均为转发信道，其中1个预留有线电话接口。利用两线环路(GSM/CDMA模块或外挂GSM/CDMA手机)实现与公共电话网的话音互连；有 PTT-ID的识别能力，可进行用户的鉴权管理；信道机容许模拟对讲机使用中继功能。支持话音软加密；具有基本故障告警功能(如天线馈线、信道机、控制、电源等故障告警的显示)， 支持本地和远程告警方式。实现本实用新型的技术方案是这种通信系统包括核心网、基站、IP网络传输设备、移动终端(手持或车载终端)，其中核心网包括移动终端、基站设备、IP网络传输设备、以太网交换机，其中移动终端经基站设备、IP网络传输设备、以太网交换机分别连接呼叫中心、数据中心、组呼中心和媒体网关。该技术方案还包括所述的媒体网关包括用户单元、通信控制单元、数字中继单元、主控单元、环路中继单元、网路交换单元、声码单元，其中用户单元经通信控制单元、数字中继单元、主控单元、环路中继单元、网路交换单元连接声码单元。所述的基站设备包括基站控制板、以太网交换板、信道控制板、接收模块、激励模块、合路器、功放模块、双工器、分路器、前面板，其中基站控制板经以太网交换板、信道控制板分别连接接收模块和激励模块，激励模块再经合路器、功放模块连接双工器，双工器再分别连接前面板、和经分路器连接接收模块。所述的前面板分别设有以太网接口、测试接口、电源接口、指示灯和天线。本实用新型具有的有益效果1).增加客户容量，增加传输距离；2).增加传输距离提高纠错能力、增强通信可靠性；3).提供该频段的集群手机双工通话(国际首创)4). 简化了网络设备的安装难度，提高了其机动性能，并提供了模块异地备份能力；5).解决了城市环境的覆盖和容量问题；6).可在通话过程中完成过网切换、短信、数传业务，以及来电提示、三方通话等功能；7).组网灵活，降低运营成本。
图1为本实用新型的系统连接示意图。[0015]图2为本实用新型的数字集群基站原理框图。图中1移动终端手持或车载终端、2基站、3 IP网络传输设备、4以太网交换机、5 呼叫中心、6数据中心、7组呼中心、8媒体网关、81用户单元、82通信控制单元、83数字中继单元、84主控单元、85环路中继单元、86网路交换单元、87声码单元、9基站控制板、10以太网交换板、11信道控制板、12接收模块、13激励模块、14合路器、15功放模块、16双工器、17 分路器、18电源、19前面板、20以太网接口、21测试接口、22指示灯、23电源接口、M天线、 25网管中心、26短信中心、27调度台。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，本系统由移动终端(手持或车载终端)1、基站2、IP网络传输设备3、 核心网组成。核心网由以太网交换机4、呼叫中心5、数据中心6、组呼中心7、媒体网关8组成， 媒体网关8组成，媒体网关8由用户单元81、通信控制单元82、数字中继单元83、主控单元 84、环路中继单元85、网路交换单元86、声码单元87组成。各单元模块功能描述网管中心网管中心主要完成对全网设备的管理工作，提供对管理终端的操作接口。硬件平台选用19英寸高度为4U的插箱式工控机，操作系统采用WIN2003。短信中心短信中心主要为系统内无线移动终端提供短信服务，并提供查询与统计接口。硬件平台选用19英寸高度为4U的插箱式工控机，操作系统采用WIN2003。呼叫中心呼叫中心控制所有呼叫的接续控制。实现系统支持的各类呼叫，主要有无线到无线、无线到有线、无线到中继及有线到中继；组呼及群呼(通过组呼中心实现)；包容呼叫(具体内容未定)；调度呼叫(支持多组多调度台呼叫，支持调度排除和话务分担)；紧急呼叫和告警呼叫。插箱高度设计为2U，主处理机采用MOTOROLA公司的MPC8260通信处理器，操作系统采用VxWorks实时操作系统。数据中心数据中心为呼叫中心提供用户位置服务，并记录各分设备及基站设备的参数配置。数据中心管理的主要数据有设备数据网络内合法设备的相关参数，如IP地址，设备编号，设备类型，设备配置参数等用户数据用户类型、权限、位置等数据，用户可分为无线、调度、中继和有线用户；运行数据话单记录，网关运行状态记录和告警记录。插箱高度设计为2U，主处理机采用MOTOROLA公司的MPC8260通信处理器，操作系统采用VxWorks实时操作系统。[0036]组呼中心组呼中心是专为集群系统组呼呼叫提供媒体流处理的功能模块。插箱高度设计为2U，主处理机采用MOTOROLA公司的MPC8260通信处理器，操作系统采用 Vxfforks实时操作系统。媒体网关媒体网关是本通信系统与其它通信系统的互联接口，它提供与自动电话网(PSTN)数字中继接口(E1)，用户线接口(SLIC)，自动电话网的二线环路中继接口 (CO)。以太网交换机以太网交换机实现第二层交换功能，选用端口数量不少于8个的通用以太网交换机。调度台采用台式计算机，220V交流供电，操作系统采用WIN2003，使用声卡+耳麦作为话音输入/输出设备，在调度台上由软件实现声码话到PCM话音的双向转换。如图2所示，基站2由基站控制板9、以太网交换板10、信道控制板11、接收模块 12、激励模块13、合路器14、功放模块15、双工器16、分路器17、电源18、前面板19组成。前面板19设有以太网接口 20、测试接口 21、指示灯22、电源接口 23、天线对。本数字集群通信系统主要由核心网、基站、手持和车载终端等设备组成。具有多种特殊功能，以适应各不同专业客户的需求。核心网用于控制网络内部和网络间的移动用户位置服务、呼叫接续和交换；提供与网络内和网络间的联网接口、与外网间的接口、内部调度接口和维护管理接口。基站主要完成无线链路的管理以及无线链路和有线链路的转换，是移动终端与核心网系统之间的桥梁。终端无线信号通过基站天线端口输入到基站，经过双工器、分路器后，到达基站接收模块，接收模块把射频信号解调为基带信号后送达信道控制板，由基站信道控制板完成基带信号的解调，形成数字信息码流，然后通过信道解码后完成信令协议和数据信息的分析，信道控制板根据分析完成后的结果做相应的处理，并通过以太网与完成和基站控制板的数据交互；基站控制板根据通过以太网把需要处理的信息发送到核心网； 这样就完成了终端上行数据和信令信息的处理。同样，下行信令和信息通过以太网从核心网到达基站控制板，基站控制板把相应信息发送给基站信道控制板，基站信道控制板完成信令分析和数据处理后，通过信道编码形成发送的数字码流，并形成基带信号，然后通过激励模块调制为射频信号，射频信号经过合路器、功放和双工器，最终通过天线发射到空中； 这样就完成了下行数据的发射。基站通过对上行数据和下行数据的处理，完成了终端和核心网等交换设备的数据交互。终端就是移动客户设备部分，需要完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。移动台是集群移动通信网中用户使用的设备。移动台的类型包括手持机和车载台。
权利要求1.一种数字集群通信系统，包括核心网、基站、IP网络传输设备、移动终端，其特征是所述核心网包括以太网交换机、呼叫中心、数据中心、组呼中心和媒体网关，其中移动终端经基站设备、IP网络传输设备、以太网交换机分别连接呼叫中心、数据中心、组呼中心和媒体网关。
2.如权利要求1所述的数字集群通信系统，其特征是所述的媒体网关包括用户单元、 通信控制单元、数字中继单元、主控单元、环路中继单元、网路交换单元、声码单元，其中用户单元经通信控制单元、数字中继单元、主控单元、环路中继单元、网路交换单元连接声码单元。
3.如权利要求1所述的数字集群通信系统，其特征是所述的基站设备包括基站控制板、以太网交换板、信道控制板、接收模块、激励模块、合路器、功放模块、双工器、分路器、前面板，其中基站控制板经以太网交换板、信道控制板分别连接接收模块和激励模块，激励模块再经合路器、功放模块连接双工器，双工器再分别连接前面板、和经分路器连接接收模块。
4.如权利要求3所述的数字集群通信系统，其特征是所述的前面板分别设有以太网接口、测试接口、电源接口、指示灯和天线。
专利摘要一种数字集群通信系统，包括核心网、基站、IP网络传输设备、移动终端，其中核心网包括以太网交换机、呼叫中心、数据中心、组呼中心和媒体网关，其中移动终端经基站设备、IP网络传输设备、以太网交换机分别连接呼叫中心、数据中心、组呼中心和媒体网关。
文档编号H04W84/08GK202168219SQ20112025204
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者王浙安, 胡忠 申请人:北京市信息技术应用研究所, 协同智迅通信技术(深圳)有限公司, 湖南省生态环境建设管理办公室, 福建信息技术研究所