一种实现宽窄数字集群系统间互联互通设备的制作方法

1.本发明属于宽窄带数字集群通信领域，尤其是涉及一种宽窄带数字集群系统互联互通设备。


背景技术：

2.数字集群通信系统是一种专业移动通信系统，窄带tetra数字集群通信系统设备技术掌握在少数国外厂商手中，虽然etsi协会制定了tetra系统的系统间互联标准（isi），但标准公布后却未有厂家积极支持该方面工作的进展，且isi规范是多年前制定的，已不适合现有的网络解决方案。目前大多数tetra网络制造商已经演进到基于ip的网络架构，系统之间互联采用psip协议。宽带b-trunc宽带数字集群系统在保证兼容lte数据业务的基础上，增强了语音集群基本业务和补充业务，以及多媒体集群调度等宽带集群业务功能，具有灵活带宽、高频谱效率、低时延、高可靠性的特征，能够满足专业用户对语音集群、宽带数据、应急指挥调度等需求，b-trunc第二阶段标准规定了b-trunc与非b-trunc系统间互联互通技术要求，定义了互联互通网关的功能要求，以及b-trunc系统与互联互通网关间的接口模型、信令流程等内容。
3.市场上对宽窄带数字集群通信系统间互联互通需求是很迫切的，集中体现在国内地铁无线通信系统。tetra只能满足传统基本语音通信，不能实现图片、视频、高速数据等宽带通信，不能满足宽带集群业务需要。b-trunc宽带集群在语音、短消息等基本业务的基础上，增加了现场视频、高速数据传输等功能，尤其是视频业务加入，使得可采用数据传输加强语音、视频通信的多媒体应用方式，增强对事态的感知和信息共享能力，实现更高效率的指挥调度。考虑到对既有线路tetra窄带集群系统建设投资的保护，以及后续既有线路与新建线路的共线、跨线运营需求，不同线路之间的专用无线通信系统实现互联互通已成必然趋势。
4.当前不同厂家数字集群通信系统间互通方式主要是通过数字集群车台嵌入到对端系统实现互联，即使用背靠背的方式，但是这种方式只能实现组呼的一对一互通，扩容困难，使用受限，功能简单。但用户的需求往往不仅包含系统间组呼，还包括系统间单呼，系统间短数据，系统间调度业务等互通业务。通过现有的方式很难满足日益增长的系统间互连互通需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出了一种宽窄带数字集群系统互联互通的设备，该设备能够实现不同厂家tetra与b-trunc数字集群系统间的互联，支持系统间组呼、个呼、短数据、多路呼叫、调度业务等功能。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种实现宽窄数字集群系统间互联互通设备，包括配置管理模块、信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块和b-trunc适配模块；
所述配置管理模块用于读取数据库和配置文件中的配置信息，检测数据配置是否有效；如果配置信息无效，则系统处于待机，如果配置信息有效将配置信息发送给信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块、b-trunc适配模块；所述信令控制模块对于来自tetra适配模块或b-trunc适配模块的消息，分别存储上下文信息；对组呼、个呼业务，构造媒体控制消息，向媒体处理模块发送媒体控制消息；所述媒体处理模块用于解析来自信令控制模块的消息，存储包括媒体流向和格式在内的相关信息；所述tetra适配模块用于相互转换psip协议信息和通信消息；所述b-trunc适配模块用于相互转换sip协议信息和通信消息；tetra数字集群系统流向b-trunc数字集群系统的信令控制流程：tetra适配模块收到tetra数字集群系统发送的psip协议的控制信令，tetra适配模块解析psip协议，将解析后的psip信令转换为通信消息，并将通信消息发送给信令控制模块；信令控制模块根据收到的通信消息，首先判断通信消息的来源，并根据信令控制模块当前状态处理消息；对于来自tetra适配模块的消息，存储上下文信息，如果为组呼、个呼业务，构造媒体控制消息，向媒体处理模块发送媒体控制信息；之后，将内部消息发送给b-trunc适配模块；媒体处理模块收到信令控制模块信息后，解析信息，存储包括媒体流向和格式在内的相关信息；b-trunc适配模块收到信令控制模块消息，将消息内容转换为sip格式，并填充必要信息，发送给b-trunc数字集群系统；b-trunc数字集群系统流向tetra数字集群系统的信令控制流程：b-trunc适配模块收到b-trunc数字集群系统的sip协议的控制信令，b-trunc适配模块解析sip协议，将解析后的sip信令转换为内部的通信消息，并将通信消息发送给信令控制模块；信令控制模块根据收到的通信消息，判断其来源，并根据信令控制模块当前状态处理消息；对于来自b-trunc适配模块的消息，存储必要的上下文信息，如果为组呼、个呼业务，构造媒体控制消息，则向媒体处理模块发送媒体控制消息；之后，将内部消息发送给tetra适配模块；媒体处理模块收到信令控制模块消息后，解析消息，存储包括媒体流向和格式在内的相关信息；tetra适配模块收到信令控制模块消息，将消息内容转换为psip格式，并填充必要信息，发送给tetra数字集群系统。
7.进一步的，系统开机启动，进入初始化流程，配置管理模块读取数据库和配置文件中的配置信息，检测数据配置是否有效，如果配置信息无效，则系统处于待机，如果配置信息有效将配置信息分别发送给信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块和b-trunc适配模块；信令控制模块、tetra适配模块和b-trunc适配模块收到配置信息后，检查配置信息是否有效，如果配置数据无效，则向配置模块返回失败，如果配置信息有效，则初始化模块信息，包含ip、端口号等信息，当配置完毕，模块完成启动，整个设备处于运行状态。
8.进一步的，tetra数字集群系统向b-trunc数字集群系统的媒体传输流程：媒体处理模块收到tetra数字集群系统发送来的acelp编解码形式的媒体流，解析数据来源，并确定该数据流来自tetra系统；媒体处理模块对收到的数据进行解码，解码为
pcma格式；媒体处理模块根控制信息确定该数据流需要发送到b-trunc数字集群系统；媒体处理模块将pcma格式的数据流编码为amr格式，并发送给b-trunc数字集群系统。
9.trunc数字集群系统向tetra数字集群系统的媒体传输流程：媒体处理模块收到b-trunc数字集群系统发送来的amr编解码形式的媒体流，解析数据来源，确定该数据流来自b-trunc系统；媒体处理模块对收到的数据进行解码，解码为pcma格式；媒体处理模块根控制信息确定该数据流需要发送到tetra数字集群系统；媒体处理模块将pcma格式的数据流编码为acelp格式，并发送给tetra数字集群系统。
10.与现有技术相比，本发明的优势在于：业务丰富：提供了系统间组呼、个呼、短数据、多路呼叫、调度业务等多种业务，充分满足线路间调度要求；适配性好：通过提出并实现符合tetra数字集群系统、b-trunc数字集群系统对外的接口规范设备，可满足不同厂家tetra数字集群系统、b-trunc数字集群系统之间互联互通。
11.部署简单：在tetra数字集群系统、b-trunc数字集群系统网络之间部署该设备，只需简单配置即可实现系统间互联互通。
附图说明
12.图1是系统间互联架构图。
13.图2是宽窄带数字集群系统间互联互通的设备软件架构图。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
15.下面针对本实施例简要说明，本实施例具体是：参照图1和图2，本实施例解决不同厂家tetra系统与b-trunc系统之间的互联互通问题，提出一种实现宽窄带数字集群系统间互联互通设备的技术方案。本系统采用的通用的x86硬件平台，其操作系统为linux。其中tetra系统为tetra数字集群系统，b-trunc系统为b-trunc数字集群系统。
16.该宽窄带数字集群系统间互联互通的设备（简称互联互通网关）一端通过以太网连接窄带tetra数字集群系统，一端通过以太网连接宽带b-trunc数字集群系统。系统间互联架构如图1所示。
17.系统的软件架构图如图2所示，包含配置管理模块、信令控制模块，媒体处理模块、tetra适配模块、b-trunc适配模块。配置模块负责软件基本参数配置，信令控制模块负责组呼、个呼、短数据、多路呼叫、调度业务等业务信令控制，媒体处理模块负责tetra系统与b-trunc系统之间的媒体转换和分发，tetra适配模块和b-trunc适配模块分别负责tetra系统和b-trunc系统的信令适配。
18.为实现上述功能，所设计的宽窄带数字集群系统间互联互通的设备主要包括开机启动流程，信令控制、媒体传输等三个部分，这三部分具体描述如下：具体实施步骤如下：开机启动流程，
步骤一：系统开机启动，进入初始化流程，互联互通网关的配置管理模块读取数据库和配置文件中的配置信息，检测数据配置是否有效，如果配置信息无效，则系统处于待机，如果配置信息有效将配置信息发送给信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块、b-trunc适配模块；步骤二：信令控制模块，tetra适配模块、b-trunc适配模块收到配置信息后，检查配置信息是否有效，如果配置数据无效或非法，则向配置模块返回失败，如果配置信息有效，则初始化本模块信息，包含ip、端口号等信息，当配置完毕，模块完成启动，整个设备处于运行状态；配置管理模块收到信令控制模块、tetra适配模块或b-trunc适配模块返回的失败信息后，认为配置失败，系统返回待机状态。
19.信令控制流程，tetra系统流向b-trunc系统：步骤三：互联互通网关的tetra适配模块收到tetra系统发送的psip协议的控制信令，tetra适配模块解析该psip协议的控制信令，将psip协议信令转换为内部通信消息，并将消息发送给信令控制模块；步骤四：信令控制模块根据收到的消息，判断来自于哪个模块的消息，并根据模块当前状态处理消息。对于来自tetra适配模块的消息，存储必要的上下文信息，如果为组呼、个呼业务，则构造媒体控制消息，向媒体处理模块发送媒体控制消息。处理完来自tetra适配模块的消息之后，构造内部消息并将内部消息发送给b-trunc适配模块；步骤五：媒体处理模块收到信令控制模块消息后，解析消息，存储媒体流向、格式等相关信息，用于呼叫建立之后的媒体格式转换及媒体流转发；步骤六：b-trunc适配模块收到信令控制模块消息，将消息内容转换为sip协议格式，并填充必要信息，发送给b-trunc系统。
20.b-trunc系统流向tetra系统：步骤七：互联互通网关的b-trunc适配模块收到b-trunc系统的sip协议的控制信令，b-trunc适配模块解析该sip协议的控制信令，将sip协议信令转换为内部通信消息，并将消息发送给信令控制模块；步骤八：信令控制模块根据收到的消息，判断来自于哪个模块的消息，并根据模块当前状态处理消息。对于来自b-trunc适配模块的消息，存储必要的上下文信息，如果为组呼、个呼业务，则构造媒体控制消息，向媒体处理模块发送媒体控制消息，处理完来自b-trunc适配模块的消息之后，构造内部消息并将内部消息发送给tetra适配模块；步骤九：媒体处理模块收到信令控制模块消息后，解析消息，存储媒体流向、格式等相关信息，用于呼叫建立之后的媒体格式转换及媒体流转发；步骤十：tetra适配模块收到信令控制模块消息，将消息内容转换为psip协议格式，并填充必要信息，发送给tetra系统。
21.媒体传输，tetra系统流向b-trunc系统：步骤十一：互联互通网关媒体处理模块收到tetra系统发送来的acelp编解码形式的媒体流，解析数据来源，确定该数据流来自tetra系统；步骤十二：媒体处理模块对收到的数据进行解码，解码为pcma格式；
步骤十三：媒体处理模块根控制信息确定该数据流需要发送到b-trunc系统；步骤十四：媒体处理模块将pcma格式的数据流编码为amr格式，并发送给b-trunc系统。
22.b-trunc系统流向tetra系统：步骤十五：互联互通网关媒体处理模块收到b-trunc系统发送来的amr编解码形式的媒体流，解析数据来源，确定该数据流来自b-trunc系统；步骤十六：媒体处理模块对收到的数据进行解码，解码为pcma格式；步骤十七：媒体处理模块根控制信息确定该数据流需要发送到tetra系统；步骤十八：媒体处理模块将pcma格式的数据流编码为acelp格式，并发送给tetra系统。
23.综上所述，以上仅为本发明的较佳应用示例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种实现宽窄数字集群系统间互联互通设备，其特征在于，包括配置管理模块、信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块和b-trunc适配模块；所述配置管理模块用于读取数据库和配置文件中的配置信息，检测数据配置是否有效；如果配置信息无效，则系统处于待机，如果配置信息有效将配置信息发送给信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块、b-trunc适配模块；所述信令控制模块对于来自tetra适配模块或b-trunc适配模块的消息，分别存储上下文信息；对组呼、个呼业务，构造媒体控制消息，向媒体处理模块发送媒体控制消息；所述媒体处理模块用于解析来自信令控制模块的消息，存储包括媒体流向和格式在内的相关信息；所述tetra适配模块用于相互转换psip协议信息和通信消息；所述b-trunc适配模块用于相互转换sip协议信息和通信消息；tetra数字集群系统流向b-trunc数字集群系统的信令控制流程：tetra适配模块收到tetra数字集群系统发送的psip协议的控制信令，tetra适配模块解析psip协议，将解析后的psip信令转换为通信消息，并将通信消息发送给信令控制模块；信令控制模块根据收到的通信消息，首先判断通信消息的来源，并根据信令控制模块当前状态处理消息；对于来自tetra适配模块的消息，存储上下文信息，如果为组呼、个呼业务，构造媒体控制消息，向媒体处理模块发送媒体控制信息；之后，将内部消息发送给b-trunc适配模块；媒体处理模块收到信令控制模块信息后，解析信息，存储包括媒体流向和格式在内的相关信息；b-trunc适配模块收到信令控制模块消息，将消息内容转换为sip格式，并填充必要信息，发送给b-trunc数字集群系统；b-trunc数字集群系统流向tetra数字集群系统的信令控制流程：b-trunc适配模块收到b-trunc数字集群系统的sip协议的控制信令，b-trunc适配模块解析sip协议，将解析后的sip信令转换为内部的通信消息，并将通信消息发送给信令控制模块；信令控制模块根据收到的通信消息，判断其来源，并根据信令控制模块当前状态处理消息；对于来自b-trunc适配模块的消息，存储必要的上下文信息，如果为组呼、个呼业务，构造媒体控制消息，则向媒体处理模块发送媒体控制消息；之后，将内部消息发送给tetra适配模块；媒体处理模块收到信令控制模块消息后，解析消息，存储包括媒体流向和格式在内的相关信息；tetra适配模块收到信令控制模块消息，将消息内容转换为psip格式，并填充必要信息，发送给tetra数字集群系统。2.根据权利要求1所述的一种实现宽窄数字集群系统间互联互通设备，其特征在于，系统开机启动，进入初始化流程，配置管理模块读取数据库和配置文件中的配置信息，检测数据配置是否有效，如果配置信息无效，则系统处于待机，如果配置信息有效将配置信息分别发送给信令控制模块、媒体处理模块、tetra适配模块和b-trunc适配模块；信令控制模块、tetra适配模块和b-trunc适配模块收到配置信息后，检查配置信息是否有效，如果配置数据无效，则向配置模块返回失败，如果配置信息有效，则初始化模块信息，包含ip和端口号信息，当配置完毕，模块完成启动，整个设备处于运行状态。3.根据权利要求1所述的一种实现宽窄数字集群系统间互联互通设备，其特征在于，tetra数字集群系统向b-trunc数字集群系统的媒体传输流程：
媒体处理模块收到tetra数字集群系统发送来的acelp编解码形式的媒体流，解析数据来源，并确定该数据流来自tetra系统；媒体处理模块对收到的数据进行解码，解码为pcma格式；媒体处理模块根控制信息确定该数据流需要发送到b-trunc数字集群系统；媒体处理模块将pcma格式的数据流编码为amr格式，并发送给b-trunc数字集群系统；b-trunc数字集群系统向tetra数字集群系统的媒体传输流程：媒体处理模块收到b-trunc数字集群系统发送来的amr编解码形式的媒体流，解析数据来源，确定该数据流来自b-trunc系统；媒体处理模块对收到的数据进行解码，解码为pcma格式；媒体处理模块根控制信息确定该数据流需要发送到tetra数字集群系统；媒体处理模块将pcma格式的数据流编码为acelp格式，并发送给tetra数字集群系统。

技术总结
本发明公开一种实现宽窄数字集群系统间互联互通设备，属于宽窄带数字集群通信领域，其包括配置管理模块、信令控制模块、媒体处理模块、TETRA适配模块和B-Trunc适配模块。本发明能够实现不同厂家TETRA与B-TrunC数字集群系统间的互联，支持系统间组呼、个呼、短数据、多路呼叫、调度业务等功能。调度业务等功能。调度业务等功能。


技术研发人员：景元广 杨雄瑞 时序松 张成斌 王硕 马飞宇 王重宇 袁文江 冯康
受保护的技术使用者：济南轨道交通集团建设投资有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/7/12