（通信与信息系统专业论文）dimetra数字集群调度系统语音功能的研究与开发.pdf

中文摘要 摘要：d i m e t r a 数字集群系统是m o t o r o l a 公司基于t e t r ai p 技术开发的可扩展 型8 0 0 m h z 数字集群系统，具有快速接入、系统灵活、通信安全、设备可靠以及 易于扩展等优点，适合各专业部门选用其建设调度通信网。目前，北京、上海、 西安等大城市轨道交通部门的无线调度通信都采用d i m t r ai p 数字集群通信的解 决方案。 调度系统是数字集群系统的重要组成部分。调度员可以在调度系统上直接地 对系统资源进行操作，监视重要的通话组或者单个无线用户，实现方便而快捷的 指挥调度，因此调度系统软件的设计将直接影响到集群调度的效率。目前， d i m e t r a 数字集群系统使用m o t o r o l a 公司的c e n t r a c o me l i t e 调度系统，但该调 度系统的功能不能完全满足国内用户的实际需求。 本文首先综述了d i m e t r a 数字集群系统的特点以及目前国内外集群系统的 发展状况。然后，详细介绍了调度系统的网络结构、功能设计以及工作原理，利 用m o t o r o l a 公司提供的m c c7 5 0 0 a p i ，开发了调度系统的语音调度功能软件，所 开发的语音调度功能包括个呼、组呼、多组呼叫、紧急呼叫、通话组连接等。最 后，在仿真环境和实际网络中对这些语音功能进行了测试，测试结果表明所开发 的语音调度功能完全满足设计要求。 关键词：d i m e t r a ；调度系统；m c c7 5 0 0a p i ；语音调度 分类号：t n 9 2 9 5 2 a b s t r a c t a b s t r a c t ：d i m e t r ad i g i t a lt r u n k e ds y s t e m ，w h i c hi sd e v e l o p e db ym o t o r o l a c o m p a i l yb a s e do nt e c h n o l o g yo ft e t r a i v , i sa ne x p a n d a b l e8 0 0 m h zd i g i t a l 仃u 1 1 l 【e d c o 删n u m c a t i o ns y s t e mw i t hm a n ya d v a n t a g e ss u c ha sq u i c ka c c e s s ，f l e x i b l es y s t 锄， s a f ec o m 瑚u i l jc a t i o i l r e l i a b l ee q u i p m e n ta n de a s yt oe x t e n d t h u si t i ss u i t a b l ef o re a c h p r o f e s s i o n a ld e p a r t m e n tt of o u n dd i s p a t c h i n gc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k a tp r e s 饥t ， w i r e l e s sd i s p a t c h i n gc o m m u n i c a t i o ni nr a i lt r a n s p o r t a t i o ns e c t o r so fb e i j i n g ，s h a n 班a 1 ， ) ( i t a na n do t h e rm a j o rc i t i e s ，h a sa d o p t e dd i m t r a i ps o l u t i o n s d i s p a t c h i n gs y s t e mi sa ni m p o r t a n tp a r ti nd i g i t a lt r u n k e dc o m m u n i c a t i o ns y s t 觚 d i s p a t c h e r sc a l lo p e r a t es y s t e mr e s o u r c e sd i r e c t l y o nd i s p a t c h i n gs t a t i o n ，k e e pw a t c h0 n i m p o r t a n tc o m m u n i c a t i o ng r o u p so rs i n g l ew i r e l e s su s e r , a n dm a k e t h ec o m m 锄d 觚i d c o n 仃d lq u i c k l ya n dc o n v e n i e n t l y s o ，t h ed e s i g no fd i s p a t c h i n gs y s t e m s o t t 、a r ew 1 儿 a f f e c tt h ee f f i c i e n c yo fd i s p a t c h i n gd i r e c t l y a tp r e s e n t ，d i m e t r ad i g i t a lt r u n k e d s v s t 锄h a sa d o p t e dc e n t r a c o me l i t ed i s p a t c h i n gs y s t e mo fm o t o r o l ac o m p a n y , b u t 1 t s 劬c t i o nc 趾n o tm e e tt h ed o m e s t i cu s e r sa c t u a lr e q u i r e m e n t sc o m p l e t e l y f i r s to fa 1 1 t l l et h e s i ss u m m a r i z e st h ef e a t u r eo fd i m e t r a d i g i t a lt m n c k e ds y s t e m 狃d “sd e v e l o p i n gs i t u a t i o na th o m ea n da b o a r d t h e n ，t h et h e s i si n t r o d u c e st h en 咖o r k s 仃u c t u r e 缸l c t i o nd e s i g na n dw o r k i n gp r i n c i p l eo fd i s p a t c h i n gs y s t e mm d e t a i l t h e v o i c ed i s p a t c m n gs o f f w a r eo fd i s p a t c h i n gs y s t e m ，w h o s ef u n c t i o n si n c l u d ei n d i v i d u a l c a l l ，g r o u pc a l l ，m u l t i g r o u pc a l l ，e m e r g e n c yc a l l a n dp a t c h ，i sd e v e l o p e dw i t hm c c 7 5 0 0a p ip r o v i d e db ym o t o r o l ac o m p a n y f i n a l l y , e a c hv o i c ef u n c t i o nl s t e s t e d1 n s i m u l a t i o ne n v i 啪m e n ta n da c t u a ln e t w o r k ，a n dt h et e s tr e s u l ts h o w st h a tm e v 0 1 c e d i s p a t c h i n gf u n c t i o n ss a t i s f yt h ed e s i g nr e q u i r e m e n t s k e y w o r d s ：d i m e t r a ；d i s p a t c h i n gs y s t e m ；m c c7 5 0 0 a p i ；v o i c ed i s p a t c h i n g c l a s s n o ：t n 9 2 9 5 2 图2 1 图2 2 图2 3 图3 1 图3 2 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图4 5 图4 6 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 0 图4 1 l 图4 1 2 图4 1 3 图4 1 4 图4 1 5 图4 1 6 图4 1 7 图4 18 图4 1 9 图4 2 0 图4 2 1 图4 2 2 图4 2 3 图4 2 4 图4 2 5 图4 2 6 图 d i m e t r a i p 调度系统网络结构7 调度系统获取资源配置的流程9 调度系统的硬件结构1 1 调度系统软件的体系结构1 6 调度系统软件的功能模块2 7 调度系统软件开发的流程3 1 调度系统的登录与注销流程。3 2 调度系统的注册流程3 2 用户激活流程3 3 用户鉴权流程3 4 资源分配的流程。3 4 发起个呼的流程一3 5 h o o k 乎叫流程3 6 直接呼叫流程3 7 断开个呼的流程3 7 个呼呼入的流程3 8 个呼的语音传输的流程3 9 个呼功能界面4 2 紧急个呼处理界面4 4 发起组呼的主要流程4 5 组呼资源的分配流程4 5 发起和断开组呼的流程4 6 组呼强插流程4 7 紧急组呼的流程4 7 组呼分配资源的界面4 9 监控通话组的界面5 0 立即传输界面5 0 多组呼叫的开发流程5 1 多选组的操作流程5 2 调度系统发起与结束多组呼叫的流程5 3 多组呼叫界面5 4 图4 2 7 图4 2 8 图4 2 9 图4 3 0 图4 3 0 图4 3 l 图4 3 2 发起多组呼叫界面5 4 派接的开发流程5 5 派接组的操作流程5 6 调度系统发起与结束派接呼叫流程5 7 通话组派接界面5 8 派接组被占用界面5 8 添加通话组界面5 9 表 表4 1 c t a l k c h a n 类成员函数与变量4 0 表4 2r c d b 类的成员变量。4 9 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期：巩甜夕年多月2 尹日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：专 导师签名知听 签字日期：a 呻年月，。日 签字日期：a 扣7 年莎月，p 日 致谢 本论文的工作是在我的导师孙听副教授的悉心指导下完成的，孙昕副教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来 孙老师对我的关心和指导。 孙听副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向孙老师表示衷心的谢意。 孙昕副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多宝贵意见，在此表示衷心 的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，郑言、张伟男以及李洪涛等同学在协议理解 和编程方面给了我很多有益的意见，在此向他们表达我的感激之情。 最后还要感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学 、l k 。 序 随着我国经济的发展，t e t r a 数字集群系统在我国的应用越来越广泛，需求 不断加大，具有广阔的市场前景。d i m e t r a 系统作为t e t r a 家族的优秀成员， 在我国防汛指挥、机场、轨道交通等部门已经得到广泛的应用，但是配套的调度 软件并不完全符合市场的需求，因此开发操作简便和功能实用的数字集群调度软 件具有重要意义。 本文研究了d i m e t r a 数字集群调度系统语音功能，主要目的是开发一套具 有较强的通信处理能力、系统扩展能力以及数据处理能力的语音调度软件，该软 件能够满足公安和交通等特种行业的通信调度要求，并且软件的功能能够根据业 务需求不断拓展，满足用户的实际需求。 1 引言 1 1 概述 集群通信诞生于2 0 世纪7 0 年代，是一种共享资源、分担费用、共用信道设 备及服务的多用途、高效能的无线通信系统。集群通信通过中央集中控制管理系 统信道，以动态方式迅速把空闲信道分给需要发起呼叫的用户，以实现用少量信 道为大量用户提供通信服务的目的，可以缓解频率资源紧缺的状况。集群通信是 处理紧急或突发事件的最有效的调度指挥通信工具，适用于一些对于指挥、调度 功能有较高要求的公安、水利、交通、司法、民航、铁路等部门【l j 。 t e t r a ( t e r r e s t r i a lt r u n k e dr a d i o ，陆地集群无线通信) 数字集群标准由e t s i 下的r e s 0 6 分会负责制定，旨在满足集群用户在不断变化环境中的多种需求。 t e t r a 数字集群系统可提供话音、电路数据、短数据、分组数据业务以及直通模 式( 移动台对移动台) 的通信，并支持多种附加业务。t e t r a 数字集群系统是一 种非常灵活的系统，具有兼容性好、开放性好、频谱利用率高以及保密功能强等 优点，是目前国际上制定最周密、开放性最好、技术最先进、参与生产厂商最多 的数字集群标准。 1 2d i m e t r a 数字集群通信系统 d i m e t r a ( d l g i t a lm o t o r o l ae n h a n c e dt r u n k e dr a d i o ) 由m o t o r o l a 公司开发， 完全符合t e t r a ( t e r r e s t r i a lt r u n k e dr a d i o ，陆地集群无线通信) 系统的开放标准。 d i m e t r a 数字集群通信系统基于t d m a 时分多址技术，a c e l p 话音编码技术， 和刀4 d q p s k 调制技术，集调度指挥、双工互联电话、短消息、数据通信于一体， 提供了一种有效的无线通信平台。 随着i p 技术的发展，目前m o t o r o l a 公司已经把d i m e t r a 升级为全i p 网络 的d i m e t r a i p 系统【2 】。d i m e t r a i p 基于i p 交换技术，采用i p 核心交换平台， 使得不同业务类型( 语音、数据、控制等) 可以采用统一的核心网络的交换控制 过程，各无线基站的各种业务都通过i p 数据包的方式传送到核心网络并进行i p 路 由交换。d i m e t r a i p 系统兼具性能、分布性和组网灵活性上的诸多优点，系统 设计上满足大容量话音和数据通信能力，提供增强的组呼广播技术、q o s 控制、 管理数据和业务数据压缩技术以及冗余和故障自动恢复技术，并能提供丰富的可 由用户自行开发的功能应用。 d i m e t r a 系统主要提供下列三种类型的服务： ( 1 ) 语音服务 语音服务是集群通信的主要服务功能，它为调度员、无线用户提供话音通信 的服务。语音服务的类型主要包括个呼、组呼、多组呼叫以及紧急呼叫。 1 ) 个呼 个呼是无线用户之间一对一的通信，也称为私密呼叫，通话的内容只能由通 话的双方听到。个呼很容易由用户发起，只需要输入对方的号码，按下p t t 键即 可发起呼叫。目前大部分的个呼采用半双工的模式，同一时间只允许有一方讲话。 如用户a 之间b 建立起来一个呼叫，用户a 按下p t t 键申请到语音信道开始讲话， 用户b 此时按下p t t 键系统会提示呼叫排队，只能等待用户a 通话结束后才能讲 话。 为了充分利用系统资源，通话的任何一方松开p t t 键后，系统会启动信道保 留定时，超过规定的时间，如果双方没有人再讲话，系统会中断呼叫。 2 ) 组呼 组呼是无线用户或者调度员与组用户进行一对多的通信，是d i m e t r a 系 统默认的语音服务模式。通话组是集群通信中基本的单元，系统管理员可以根据 业务需求，将关联密度大的用户分配到一个通话组中，这样组中任何一个用户发 起呼叫，全组人员都能接收，有利于发挥集群调度系统的实时性。 一般来说，移动台会默认选择一个通话组，这样不需要任何操作，就可以监 听本组内的语音呼叫。移动台也可以同时监视几个通话组的状况，以便随时收听 这些组中的呼叫：这可以通过移动台软件编程，或者通过网络管理员进行配置， 将要监视的通话组写入移动台的扫描列表中。 在一次组呼中，任何一个组成员通话结束，系统会启动信道保留定时，在此 时间内，如果通话组中有其他成员按下p t t 讲话，信道马上可以使用，不需要重 新发起呼叫。超过信道保留时问，系统会自动将本次组呼结束。从用户角度来看， 发起组呼非常简单快捷，只需要按下p t t 讲话，讲话结束后松开p t t 即可。 3 ) 多组呼叫 多组呼叫是一种一点对多点，同时与多个通话组进行通信的呼叫方式。 d i m e t r a i p 系统是通过通播组的方式来实现多组呼叫，通播组是一个特殊的组， 可以包含多个通话组，由网络管理员配置通播组罩的组列表。当移动台转换到一 个通播组上发起呼叫时，此通播组中所有的组成员都能接收到呼叫，类似广播模 式。 4 ) 紧急呼叫 2 紧急呼叫拥有最高的排队优先级，即使系统忙时，紧急呼叫也能立刻抢占信 道，不管其他用户是否受到影响。当用户使用紧急呼叫时，在相应的调度系统上 或集中告警终端上能够显示紧急告警信息；紧急呼叫可以是组呼，也可以是个呼， 呼叫的目标地址一般是调度系统或者重要的通话组，可以由网络管理员进行配置。 ( 2 ) 数据服务 数据业务是数字集群通信系统的特色，它可以为用户和系统管理员提供所需 的数据信息，例如：系统可以为管理人员及时提供各种设备状态的数据，以便管 理人员及时了解系统运行情况和故障状况；系统还可以为用户提供短数据传送业 务，为用户提供文本短信的业务。 d i m e t r a i p 系统还可以提供分组数据业务( p a c k e td a t as e r v i c e ，p d s ) ，可以 提供用户之间通过口进行数据传输。p d s 大大延展了d i m e t r a i p 系统的功能， 它允许移动台与采用l p 的固定网络设备之间进行通信【3 】。 ( 3 ) 补充业务 补充业务是数字集群通信系统灵活性和扩展性的主要体现，d i m e t r a i p 系 统主要的补充业务有优先级排队、遇忙排队和回叫、新近用户优先、强拆、动态 基站分配、多重选择、通话组派接、优先监视以及动态重组等。优先级的划分是 集群调度系统的特色，根据用户的重要程度分配不同的排队等级，保证优先级高 的用户优先得到处理。在组呼或者个呼的过程中，高等级的用户可以抢占低等级 用户的信道。动态基站分配指系统探测到每个移动台的位置，在呼叫建立时不需 要轮询所有的基站，节约了时间和系统资源。多选组允许调度员向多个通话组同 时发送话音，多选组仅在调度员按p t t 发送时存在；通话组派接允许不同通话组 的成员相互通信，包括单个移动用户或电话用户【4 】。 d i m e t r a i p 系统采用了许多新技术，如单播口与多播口、口虚拟专网 ( v p n ) 、永久虚链路( p v c ) 以及动态主机配置等。d i m e t r a i p 继承了传统专 业无线调度通信系统中几乎所有的功能特色，并且增加了许多新的功能，例如： 多时隙分组数据传输业务、动态分组数据业务时隙、双工私密呼叫、被叫遇忙的 强拆功能、坏境监听功能、鉴权功能。对于电路交换的系统，d i m e t r a i p 系统 的功能更强大，数据应用方面更灵活p j 。 1 3 国外数字集群调度系统的发展状况 国外在数字集群通信系统的建设和应用方面已经很成熟，知名的国外大型公 司如e a d s 、摩托罗拉，已经开发出了多种型号的数字集群调度系统。国外厂商研 制出的数字集群调度系统，除了具有传统专业移动通信网上的组呼、广播呼叫、 3 紧急呼叫、强拆强插、优先呼叫和动态重组等调度指挥功能外，还具有数据传输 功能。 随着t e t r a 系统m 化的发展，数字集群调度系统也逐步从以往的e 1 或i s d n 链路转向网络化，在t c p i p 协议的基础上开发各种业务，例如：无线应用协议 ( w i r e l e s sa p p l i c a t i o np r o t o c o l ：w a p ) 应用、企业内部网应用、电子邮件、数据 库查询、遥测、监视、自动车辆定位、导航以及文件传递等业务6 1 。 1 4 国内数字集群调度系统的发展状况 t e t r a 数字集群系统有巨大的市场，而我国对t e t r a 数字集群系统的开发 还处于起步阶段，没有自主知识产权的t e t r a 数字集群系统。目前所用的t e t r a 数字集群系统基本依靠进口，由于国外生产的t e t r a 数字集群系统价格昂贵，阻 碍了t e t r a 数字集群系统在我国的发展。 我国已建设了铁路、地铁、轻轨、水利、公安、安全等3 0 多个t e t r a 数字 集群网，2 0 0 3 年公安部已经制定3 5 0 m h zt e t r a 数字集群行业标准，并在广州组 建了试验网。特别是，为迎接2 0 0 8 年北京奥运会，作为“数字北京”、“数字奥运 的无线通信指挥调度网络平台，由北京正通公司于2 0 0 3 年建设了北京市政府六十 项重大工程之一北京市8 0 0 m h z 数字集群无线政务网，目前已投入使用并正 在扩容。该网络能够在净化北京电磁环境、节约频率资源和社会资源的同时，极 大地提高北京国际化大都市的应急指挥调度能力，满足公安、安全、卫生、消防、 防汛、防火、急救等政府部门的指挥调度需求【_ 7 1 。 目前已经建设的t e t r a 数字集群网还在采用国外厂商提供的调度系统软件， 实现最基本的语音和数据调度业务。近些年来，随着轨道交通、公安、机场、应 急防汛等专业部门对集群调度业务的需求不断的提高，原来的调度系统已经不能 满足用户的实际需求。t e t r a 系统的提供商，例如e a d s 和m o t o r o l a 公司都开放 了一部分调度系统的接口，允许第三方的软件接入到t e t r a 系统中。因此对数字 集群调度系统进行二次开发，使调度系统满足集群用户新的业务需求，成为国内 调度系统开发的趋势。 1 5 论文的选题意义和主要工作 我国在数字集群调度系统软件的开发方面还刚刚起步，目前投入使用的调度 系统基本都是国外厂商提供的配套设施，只有基本的通信调度功能，不能满足用 户的使用要求。近年来，数据库查询、自动车辆定位等数据业务有较大的需求， 4 现在已经投入使用的北京市交通管理局和武警总队的t e t r a8 0 0 m 无线调度指挥 系统就是自动车辆定位的一个应用，该系统将语音调度和g i s 地图结合起来，使 操作更为简洁直观，但目前基于m 分组数据的业务还没有大规模应用，与国外先 进水平还存在很大的差距。因此，研制具有自主知识产权的数字集群调度系统具 有重要的意义l 引。 本论文主要针对d i m e t r a 数字集群调度系统的语音调度功能进行研究与开 发。第一章综述了d i m e t r a 数字集群系统的功能及其特点，第二章详细地分析 了d i m e t r a 数字集群调度系统的硬件结构和工作原理。第三章主要阐述了 d i m e t r a 数字集群调度软件的开发工具和开发方法。第四章论述了d i m e t r a 数 字集群调度系统语音调度软件的设计与实现过程。第五章对全文进行了总结。 5 2d i m e t r a 数字集群调度系统的结构和工作原理 调度系统是d i m e t r a 数字集群系统的重要组成部分，它不仅负责调度员与 其他集群用户进行通信调度，还可以对系统中的用户进行管理。调度系统是一个 面向d i m e t r a 数字集群系统的窗口，可以高效地完成以下操作： 管理、监督和控制所管辖的无线通话； 监督无线网络的状态【9 1 。 调度系统是调度系统中人机交互的部分，d i m e t r a 调度系统是由一台多媒体 p c 机和调度软件组成，多媒体p c 机还包括语音调度所需的桌面麦克风、扬声器、 头戴式耳机和送话器、脚踏p t t 开关等可选设备。调度系统内置语音编解码功能， 可以完成p c m 编码与t e t r a a c e l p 编码的相互转化。 从数字集群网络总体的角度来看，调度系统可以看做是一个特殊的无线用户。 在d i m e t r a 系统中，每个无线用户都有一个i s s i ( i n d i v i d u a ls h o r ts u b s c r i b e r i d e n t i t y ，单用户短识别码) ，通话组也有一个g s s i ( g r o u ps h o r ts u b s c r i b e ri d e n t i t y , 通话组短用户识别码) ，调度系统也对应一个标识号码。d i m e t r ai p 系统在i p 链 路上承载调度系统的语音和数据业务，调度系统可以位于网络的任何位置，既可 以位于基站下，也可以与网管终端一同置于管理控制中心，还可以通过广域网接 入实现远程调度【l o l 。 2 1 调度系统的网络结构 图2 1 示出了单个交换结点的d i m e t r a i p 调度系统网络结构【】。d i m e t r a 集群调度系统分为m c c7 5 0 0 调度系统站址和c e n t r a c o m 调度系统两种类型， c e n t r a c o m 调度系统位于主站址内，而m c c7 5 0 0 调度系统站址通过以太网与 主站址相连接。 6 图2 1d i m e t r a - i p 调度系统网络结构 f i g u r e2 1 a r c h i t e c t u r eo fd i m e t r a - i pd i s p a t c h i n gs y s t e m d i m e t r ai p 数字集群系统中所有的网络元素都是通过局域网连接到网络的 核心设备上的。移动台通过空中接口经过射频站址( 基站) 接入到集群通信系统 中，射频站址连接到常规信道网关( c c g w ) ，完成音频与i p 数据之间的转换。调 度系统通过交换机、路由器接入到d i m e t r ai p 数字集群网络中，对系统资源进 行访问和控制。 2 1 1主站址 主站址是d i m e t r a i p 系统的网络核心，包括网络管理子系统和区域控制器。 ( 1 ) 区域控制器( z c ) 区域控制器是整个系统的中心处理设备，主要功能如下： 处理和产生与呼叫有关的信令； 监视呼叫的数量和网络话务量，配置音频交换机的话音路由； 控制和分配空中接口资源； 移动台注册和组注册，移动性管理； 跟踪无线用户，以便调度系统和射频站址能参与到每个呼叫中： 7 负责调度系统和无线用户之间的呼叫建立。 ( 2 ) 网络管理子系统( n e t w o r km a n a g e m e n ts u b s y s t e m ) 网络管理( n m ) 系统由多台服务器和用户终端组成，所有的服务器和终端都 通过以太网进行连接。运行在网管服务器上的不同网络管理应用能通过任何与网 络管理( n m ) 局域网进行i p 连接的用户终端进行接入。网络管理系统能使系统 管理员应用全面的网络管理功能。 在d i m e t r a 系统中，网络管理n m 可以为普通站址和集群射频站址等配置 系统资源，管理通话组，分配音频资源。在实际应用中，往往有很多部门会共用 一套d i m e t r a 网络，比如机场、公安局、地铁等单位，为了使无线用户在业务 上不会相互干扰，d i m e t r a 系统引入了“安全组机制，不同单位的用户位于各 自的安全组中，实现共网运行。因此，n m 的一个重要功能是给系统中的无线用户 和调度员分配权限，规定他们能访问哪些安全组，并为这些安全组分配所有的资 源( 通话组、音频资源以及常规信道) 【1 2 1 。 调度系统可以看做是d i m e t r a 数字集群系统的一个网元，调度系统的资源 配置最终是由网络管理子系统( n m ) 中的无线系统中心配置数据库来完成的，资 源配置信息通过l d a p 服务器向调度系统发送，图2 2 示出了调度系统从n m 中 获取资源配置的流程。 8 网络管理子系统( 肌) 调度台舡服务看 图2 2 调度系统获取资源配置的流程 f i g u r e2 2p r o c e d u r eo fd i s p a t c h i n gs y s t e mt oo b t a i nt h er e s o u r c e sa l l o c a t i o n 首先，调度系统会作为一个客户端向l d a p 服务器注册，当中心配置数据库 的资源配置发生变化时，获取数据的模块将配置信息更新到本地资源配置数据库 中，然后通过资源配置a p i 和调度系统接口服务a p i 将资源配置信息发送到调度 系统。 2 1 2 集群射频站址 集群射频站址包含一些中继器和站址控制设备，用于无线用户和调度系统之 间的通信。中继器不仅可以用于调度系统和无线用户之问消息的接收与发送，也 可以在无线用户之间转发消息，或者向下一个中继器转发，其作用类似公共移动 通信网中的直放站，无线网络覆盖受地形的影响因素较大，山体阻挡或者密集建 筑物都会带来覆盖盲点，集群射频站址作为主基站的补充，可以扩大覆盖面积， 填补主基站覆盖的盲区【1 3 】。 在d i m e t r a 系统里，所有的中继和控制都包含在e b t s ( e n h a n c e db a s e t r a n s c e i v e rs t a t i o n ，增强型基站) 里，e b t s 由射频分配系统太过、收发信机、t e t r a 9 基站控制器、环境告警系统、g p s 同步系统、电源子系统和e 1 链路接口设备组成， 是系统空中接口与交换设备之间的网关。 2 1 3m c c7 5 0 0 调度系统站址 调度系统站址是d i m e t r a 系统中能控制整个无线系统操作运行的区域，包 含以下几个组成部分【1 4 】： ( 1 ) 常规的射频站点 可以是基站或者直放站，用于调度员与无线用户以及无线用户之间的语音和 数据的转发。 ( 2 ) 常规的信道网关 c c g w ( 常规信道网关) 是连接常规射频站点和调度系统站点的设备。c c g w 允许一个或多个常规射频站点连接到m 网络，一个调度系统站址中可能有多个 c c g w ，c c g w 负责模拟音频与p 网络上的数字音频之间的转换。 ( 3 ) m c c 7 5 0 0 调度系统 调度员使用m c c 7 5 0 0 调度系统不仅可以和网内的无线用户通信，也可以控制 外部设备，以及和其他网络的用户( 如公共移动通信网) 进行通信。 m c c7 5 0 0 调度系统以语音调度为基本业务，对网内的无线用户可以进行个 呼、组呼、多组呼叫、派接通话组、动态重组、紧急呼叫等语音调度业务；除此 之外，还可以呼叫其他的调度系统。m c c7 5 0 0 调度系统还可以监控网络中的组呼 信令和语音，并且可以控制外部设备语音的输入与输出 ( 4 ) m c c 7 5 0 0 记录系统 d i m e t r a 调度系统里有专门的业务记录系统，将各种系统事件和音频记录下 来，方便调度员日后对这些数据进行查询和分析。业务记录系统主要包括三种类 型的设备：m c c 7 5 0 0 存档接口服务器、录音设备以及记录回放设备。m o t o r o l a 公 司已经为第三方软件开发者制定了音频和事件的记录接口。 2 2m c c 7 5 0 0 调度系统的硬件结构 调度系统主要由两个部分组成，调度系统p c 和g p i o m 。图2 3 示出了 m c c 7 5 0 0 调度系统的硬件结构。 l o 团 图2 3 调度系统的硬件结构 f i g u r e2 3 h a r d w a r es t r u c t u r e o f d i s p e t c h i l g s y s t e m 调度系统p c 内置声卡，声卡处理音频格式与口语音包之间的转换，安全卡 是可选的设备，对声卡的语音进行加密。m c c7 5 0 0 调度系统分为加密语音系统和 无加密语音系统。在无加密语音系统中调度系统p c 端没有安全卡，声卡连到局域 网收发m 包的音频；而在加密的语音系统中，p c 端既有一个安全卡也有一个声卡， 安全卡连接到局域网收发i p 包的音频( 加密的) ，同时声卡负责收发数字音频到 g p i o m 。调度系统通过交换机和路由器接入到d i m e t r a 数字集群系统中。 2 2 1 调度系统p c 调度系统p c 安装有m c c 7 5 0 0 的a p i 开发包和浯音调度软件，调度系统软件 运行在w i n d o w s 环境f ，通过m o t o r o l a 公司提供的a p 接口函数实现语音调度功 能。p c 机上的声卡通过1 3 9 4 接口与g p l o m ( g e n e r a lp u r p o s e i n p u t o u t p u t m o d u l e ， 输，u 输出模块) 相连接，用于发起呼叫和监听语音。 声卡负责音频格式与i p 语音包之间的转换，在收到到来的呼叫语音时，声卡 将口包转成音频信号，经过1 3 9 4 接口发送给g p i o m ：调度系统发起语音呼叫时， 音频信息从g p i o m 发送到声卡，然后由声卡转换为包，发送到d i m e t r ai p 数字集群通信网中的射频站点，最终到达移动台。 2 2 2g p i o m 、 g 啦由m ( g e i l e r a lp u r p o s ei n p u t o u t p u tm o d u l e ，输入输出模块) 通过i e e e13 9 4 接口连接到调度系统p c 机的声卡上，用于模拟和数字信号的转换。发起呼叫时将 麦克风的模拟信号转换到数字音频信号，发送到p c 机的声卡处理，转换成适合网 络传输的i p 包；收听呼叫时，将从调度系统p c 机声卡过来的数字信号转变为模 拟信号，然后由扬声器或者耳机发出声音。g p i o m 包括了很多音频输入输出接口， 主要有以下几个部分组成： ( 1 ) 音频输出外围设备 g p i o m 将数字信号转化为音频信号，并由音频输出外围设备输出。主要包括 桌面扬声器和耳机插孔。 ( 2 ) 音频输入外围设备 将调度员的语音转换成音频信号输入到g p i o m 中，包括桌面麦克风和耳麦。 ( 3 ) 其它外围设备 除了输入输出外围设备( 麦克风，耳麦和扩音器) 之外，下列几种外围设备 也可以连接到g p i o m ： 1 ) 脚踏开关 脚踏开关用来控制常规传输。允许调度系统操作员不必去点击调度软件的p t t 按键就可以发起常规传输。在调度系统操作员双手没有空闲时，使用脚踏开关是 非常有用的。 2 ) 外部寻呼编码器端口 外部寻呼编码端口允许调度系统使用外部音频寻呼编码器用来提供音频寻呼 业务。编码器产生的模拟寻呼音频由调度系统在选中的集群或常规得无线资源上 传输。每个调度系统都提供一个端口，用来连接外部寻呼编码器。 3 ) 电话耳麦端口 允许一个外部电话机连到调度系统。调度系统操作员的耳麦可以和电话机上 通信。 4 1 即时回放记录端口 允许将回放记录机连到调度系统。回放记录机可以记录到调度系统的一部分 语音呼叫，可以由调度员很方便地回放以及收到但未接听的音频。 5 ) 长期同志记录端口 允许一个外部记录器连接到调度系统。位于这个端口上的音频的配置跟物理 调度系统相关，因此无论什么样的用户连接到这个调度系统，记录的音频类型都 是一致的。这个音频的配置是在网络管理子系统中完成的。长期记录端口可以用 1 2 来记录下列形式的音频： 从当前已经选择的无线资源接收到的音频； 由调度员发送的麦克风音频； 被调度系统产生的，出现在扩音器中的任何语音； 由外部寻呼编码器产生的语音。 1 3 3 调度系统软件的开发方案 3 1 开发语言 调度系统语音调度软件采用c + + 语言编写，贝尔实验室的本贾尼斯特劳斯 特卢普( w ：e n ：b j a r n es t r o u s t r u p ) 博士在2 0 世纪8 0 年代发明并实现了c + + ( 最初 这种语言被称作“cw i 廿lc l a s s e s ) 。一开始c + + 是作为c 语言的增强版出现的， 从给c 语言增加类开始，不断的增加新特性。虚函数( v i r t u a lf u n c t i o n ) 、运算符重 载( o p e r a t o ro v e r l o a d i n g ) 、多重继承( m u l t i p l ei n h e r i t a n c e ) 、模板( t e m p l a t e ) 、异 常( e x c e p t i o n ) 、i m i 、名字空间( n a m es p a c e ) 逐渐被加入标准。1 9 9 8 年国际标 准组织( i s o ) 颁布了c + + 程序设计语言的国际标准i s o i e c1 4 8 8 2 1 9 9 8 。 c + + 语言的主要特点表现在两个方面，一方面是全面兼容c ，另一方面是支 持面向对象的方法【1 5 】。 3 2 开发工具 v i s u a lc + + 6 0 是微软公司推出的开发w i n 3 2 应用程序( w i n d o w s 9 5 9 8 2 0 0 0 x p n t ) 的、面向对象的可视化集成工具。它的最大优点就是提供了功 能强大的m f c 类库，m f c 是一个很大的c 类层次结构，其中封装了大量的类及 其函数，很多w i n d o w s 程序所共有的标准内容可以由m f c 的类来提供。 m f c 的英文全称是m i c r o s o f tf u n d a t i o nc l a s s e s ，即微软的基本类库，m f c 的 本质就是一个包含了许多微软公司已经定义好的对象的类库虽然我们要编写的程 序在功能上是千差万别的，但从本质上来讲，都可以化归为用户界面的设计，对 文件的操作，多媒体的使用，数据库的访问等等一些最主要的方面。这一点正是 微软提供m f c 类库最重要的原因，在这个类库中包含了一百多个程序丌发过程中 最常用到的对象。在进行程序设计的时候，如果类库中的某个对象可以完成所需 要的功能，只要简单地调用已有对象的方法就可以了。还可以利用面向对象技术 中很重要的“继承 方法从类库中的已有对象派生出自己的对象，这时派生出来 的对象除了具有类库中的对象的特性和功能之外，还可以由自己根据需要加上所 需的特性和方法，产生一个更专门的，功能更为强大的对象。正是由于m f c 编程 方法充分利用了面向对象技术的优点，它使得编程时极少需要关心对象方法的实 现细节，同时类库中的各种对象的强大功能足以完成程序中的绝大部分所需功能， 1 4 这使得应用程序中程序员所需要编写的代码大为减少，有力地保证了程序的良好 的可调试性。 m f c 类库在提供的对象的各种属性和方法都是经过谨慎的编写和严格的测 试，可靠性很高，这就保证了使用m f c 类库不会影响程序的可靠性和正确性。 m f