地铁车载通信装置及主MMI音视频流通道切换控制方法与流程

地铁车载通信装置及主mmi音视频流通道切换控制方法
技术领域
1.本发明涉及地铁通信网络技术领域，尤其是涉及一种地铁车载通信装置主mmi音视频流通道切换的控制方法。


背景技术：

2.随着无线宽带通信技术与垂直行业的融合发展，地铁行业正在积极推进lte-m/5g技术在行业的发展和应用，地铁车载通信装置需要在支持tetra/gsm等原有窄带业务的基础上，支持lte-m/5g等宽带业务，这是地铁行业调度通信业务发展的大趋势。
3.例如中国专利申请cn200510078272.4所公开方案，地铁既有车载装置主要面向tetra/gsm等窄带调度通信业务需求，采用窄带总线、模拟音频等硬件架构，在既有架构上，各业务单板到操作显示终端mmi音频流通道的切换主要根据mmi发出的切换指令，控制板通过打开或关闭自身单板上相应的音频通道开关来实现音频流通道的切换；对于各业务单板到主mmi视频流通道的切换，由于既有装置设计架构的限制，无法实现lte-m/5g等视频通信功能，也无法实现各业务单板到主mmi 5g视频流通道切换控制功能。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地铁车载通信装置及主mmi音视频流通道切换控制方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.作为本发明的第一方面，提供一种地铁车载通信装置，所述车载通信装置包括车载主机以及多个操作显示终端mmi；所述车载主机上设置有交换板、控制板以及业务板；所述mmi与所述交换板连接，所述交换板分别与所述控制板和业务板连接；
7.所述业务板以及mmi上分别设置有基于以太网的对内接口处理模块和mmi接口处理模块；其中，所述对内接口处理模块和mmi接口处理模块分别设置有业务板媒体流端口和mmi媒体流端口。
8.进一步的，所述
9.控制板还包括基于以太网的控制板接口处理模块和控制信息处理模块；
10.所述控制板接口处理模块包括控制板网口驱动、控制板ip层、控制板广播端口以及控制板控制端口。
11.进一步的，所述
12.业务板还包括与业务板接口处理模块连接的业务处理模块；
13.所述业务板接口处理模块还包括业务板网口驱动、业务板ip层、业务板广播端口以及业务板控制端口。
14.进一步的，所述业务板设置有对外接口处理模块，所述对外接口处理模块与外部系统连接。
15.进一步的，所述业务板设置有多个分别与外部系统匹配。
16.进一步的，多个所述业务板所匹配的外部系统包括5g网络、gsm网络、tetra网络和wifi网络。
17.进一步的，所述mmi还包括分别与mmi接口处理模块连接的人机操作模块和媒体信息处理模块；
18.所述mmi接口处理模块还包括mmi网口驱动、mmi ip层、mmi广播端口以及mmi控制端口。
19.进一步的，所述交换板设有两个，两个所述交换板级联。
20.作为本发明的第二方面，提供一种地铁车载通信装置的主mmi音视频流通道切换控制方法，所述控制方法应用于如上所述的地铁车载通信装置，步骤包括：
21.人机操作处理模块接收申请进入主控状态输入并生成申请主控消息；
22.mmi接口处理模块经由交换板，通过控制通道将申请主控消息发送给控制板；
23.控制板接口处理模块收到申请主控消息后，将消息转发给控制信息处理模块；
24.控制信息处理模块修改广播信息中主副控mmi指示信息，经由交换板，通过广播通道将主副控mmi指示信息发送给所有的业务板和mmi；
25.人机操作处理模块经mmi接口处理模块接收广播信息中主副控mmi指示信息后，切换主副控状态；
26.业务流处理模块经对内接口处理模块收到广播信息中主副控mmi指示信息后，将媒体流端口的目标ip地址修改为主控制mmi的ip地址，并在交换板的参与下，建立业务板与主控制mmi之间的音视频通道。
27.进一步的，所述
28.车载通信装置开机时，车载主机和mmi启动；
29.控制信息处理模块读取主副控mmi状态信息进行初始化，并在广播消息中加入主副控mmi指示信息；
30.mmi收到主副控mmi指示信息后，进入初始主副控状态。
31.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
32.地铁车载装置面向多种调度通信业务融合通信的需要，采用全以太网架构，其音频流、视频流在设备内部各单板间都以ip包的形式在装置内部进行交换，因此，各业务单板到主mmi音视频流通道的切换，主要根据mmi发出的切换指令，在控制板的控制下，将相应的信息广播给各通信业务板卡，各通信业务板卡根据广播里的主副mmi信息，实现到主mmi的音视频流通道的切换。
33.1)对于主mmi音视频流通道切换控制功能的实现，地铁既有车载装置的控制板需要在软件的控制下实现对控制板上模拟音频电路通道开关的切换操作。地铁车载通信装置内部，新的实现方案中，控制板只参与音视频流通道的控制功能，由各通信业务板执行其到主mmi的音视频流通道切换操作。
34.2)地铁车载通信装置主mmi音视频流通道切换的控制方法，减少了控制板的硬件设计复杂度，让控制板主要负责整机的逻辑控制功能，不参与音视频媒体面的处理，这使得控制板的功能定义更加清晰。
35.3)相较于地铁既有车载装置，在装置内部，不会因为控制板硬件上多路模拟音频电路的合并，或模拟音频线路过长而导致的音频质量下降。因此新的实现方法也有利于提
升语音通信质量。
36.4)由于地铁车载通信装置的控制板不参与音视频媒体面的处理，后续如果需要扩充新的通信业务板时，对于主mmi音视频流通道切换功能的实现不需要更改控制板的软硬件，这具有很强的灵活性和可扩展性，也有利于降低产品的维护成本。
附图说明
37.图1为本发明地铁车载通信装置连接示意框图；
38.图2为本发明车载通信装置的结构示意图；
39.图中标号所示：1、车载主机，11、交换板，12、控制板，121、控制板接口处理模块，1211、控制板网口驱动，1212、控制板ip层，1213、控制板广播端口，1214、控制板控制端口，122、控制信息处理模块，13、业务板，131、业务板处理模块，132、对内接口处理模块，1321、业务板网口驱动，1322、业务板ip层，1323、业务板广播端口，1324、业务板控制端口，1325、业务板媒体流端口，133、对外接口处理模块，2、mmi，21、mmi接口处理模块，211、mmi网口驱动，212、mmi ip层，213、mmi广播端口，214、mmi控制端口，215、mmi媒体流端口，22、人机操作处理模块，23、媒体信息处理模块。
具体实施方式
40.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
41.实施例1
42.如图1所示，本发明地铁车载通信装置连接示意图，车载通信装置包括车载主机1和mmi2，其中车载主机1上设置有交换板11、多个控制板12以及若干个业务板13。mmi2通过交换板11与各控制板12与业务板13通信连接。
43.进一步的，交换板11通过星形拓扑方式分别与控制板12和业务板13相连，交换板11设置有两个，两个交换板11级联并互为备份。
44.进一步的，控制板12包括基于以太网的控制板接口处理模块121和控制信息处理模块122；控制板接口处理模块121包括控制板网口驱动1211、控制板ip层1212、控制板广播端口1213、以及控制板控制端口1214。
45.进一步的，业务板13包括：业务板接口处理模块131、业务处理模块132以及外接口处理模块133；业务板接口处理模块121还包括业务板网口驱动1211、业务板ip层1212、业务板广播端口1213、业务板控制端口1314以及业务板媒体流端口1315。业务板13通过外接口处理模块133，与外部系统匹配连接，所匹配的外部系统包括5g网络、gsm网络、tetra网络和wifi网络。
46.进一步的，mmi 2还包括分别与mmi接口处理模块21连接的人机操作模块22和媒体信息处理模块23；mmi接口处理模块21还包括mmi网口驱动211、mmi ip层212、mmi广播端口213、mmi控制端口214以及mmi媒体流端口215。
47.进一步的，由控制板控制端口1214、业务板控制端口1314以及mmi控制端口214经由交换板11相互通信连接组成控制通道，用于传递控制信号。其中，各控制端口间采用udp
协议进行连接。
48.进一步的，由控制板广播端口1 213、业务板广播端口1313以及mmi广播端口213经由交换板11相互通信连接组成广播通道，用于传递广播信息。其中，各广播端口间采用udp协议进行连接。
49.进一步的，由业务板媒体流端口1315以及mmi媒体流端口215经由交换板11相互通信连接组成音视频通道，用于传递媒体流信息。其中，rtp媒体流端口间采用udp协议进行连接。
50.进一步的，由外接口处理模块133与外部系统连接构成外部业务通道。
51.图2是车载通信装置主mmi音视频流通道切换的控制处理示意图。外部系统，可以是5g网络、gsm网络、tetra网络、wifi网络等等，通过相应通信业务板接入车载装通信装置。在车载通信装置内部，各单板间的通信通道都采用了基于以太网总线的ip分组通道，其中有主要包括控制通道、广播通道、音视频通道等。车载通信装置主mmi音视频流通道切换的控制处理，其实现方法如下：
52.(1)控制板存储有mmi1和mmi2的主副控状态信息(有三种状态定义：mmi1主控且mmi2副控，mmi2主控且mmi1副控，mmi1和mmi2均为副控)，本例中假设刚开机时，控制板的存储器中存储的mmi1和mmi2的状态均为副控。车载通信装置开机，主机和mmi正常启动，控制信息处理模块从存储器中读取主副控mmi状态信息进行初始化，并在广播消息中加入主副控mmi指示信息(mmi1和mmi2均为副控)
①
。mmi1和mmi2收到消息
①
后，均进入副控状态。
53.(2)用户在mmi1上通过按键操作申请进入主控状态，mmi1的人机操作处理模块生成申请主控消息
②
，经过mmi1的接口处理模块，在交换板的参与下，通过控制通道将申请主控消息
②
发送给控制板。
54.(3)控制板的接口处理模块收到消息
②
后，将该消息转发给控制信息处理模块。控制信息处理模块立即修改广播信息中主副控mmi指示信息(mmi1主控且mmi2副控)
③
，在交换板的参与下，通过广播通道立即将该消息发送给所有的业务板、mmi1和mmi2。
55.(4)mmi1的人机操作处理模块，经接口处理模块，收到广播信息中主副控mmi指示信息(mmi1主控且mmi2副控)
③
后，切换到主控状态；mmi2的人机操作处理模块，经接口处理模块，收到广播信息中主副控mmi指示信息(mmi1主控且mmi2副控)
③
后，保持副控状态。
56.(5)业务板的业务流处理模块，经对内接口处理模块，收到广播信息中主副控mmi指示信息(mmi1主控且mmi2副控)
③
后，将rtp媒体流的目标ip地址修改为主控制mmi的ip地址(此时，即为mmi1的ip地址)，在交换板的参与下，建立该业务板与mmi1之间的音视频通道，后续的音视频数据包
④
将通过该通道在主mmi(此时，即为mmi1)和该业务板之间通信。
57.(6)根据使用需要，用户需要将主mmi从mmi1切换到mmi2。此时，用户在mmi2上通过按键操作申请进入主控状态，mmi2的人机操作处理模块生成申请主控消息
⑤
，经过mmi2的接口处理模块，在交换板的参与下，通过控制通道将申请主控消息
⑤
发送给控制板。
58.(7)控制板的接口处理模块收到消息
⑤
后，将该消息转发给控制信息处理模块。控制信息处理模块立即修改广播信息中主副控mmi指示信息(mmi2主控且mmi1副控)
⑥
，在交换板的参与下，通过广播通道将该消息发送给所有的业务板、mmi1和mmi2。
59.(8)mmi1的人机操作处理模块，经接口处理模块，收到广播信息中主副控mmi指示信息(mmi2主控且mmi1副控)
⑥
后，切换到副控状态；mmi2的人机操作处理模块，经接口处理
模块，收到广播信息中主副控mmi指示信息(mmi2主控且mmi1副控)
⑥
后，切换到主控状态。
60.(9)业务板的业务流处理模块，经对内接口处理模块，收到广播信息中主副控mmi指示信息(mmi2主控且mmi1副控)
⑥
后，将rtp媒体流的目标ip地址修改为主mmi的ip地址(此时，即为mmi2的ip地址)，在交换板的参与下，拆除该业务板与mmi1之间的音视频通道，建立该业务板与mmi2之间的音视频通道，后续的音视频数据包
⑦
将通过该通道在主mmi(此时，即为mmi2)和该业务板之间通信。完成主mmi音视频流通道从mmi1到mmi2的切换。
61.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种地铁车载通信装置，所述车载通信装置包括车载主机(1)以及多个操作显示终端mmi(2)；所述车载主机(1)上设置有交换板(11)、控制板(12)以及业务板(13)；所述mmi(2)与所述交换板(11)连接，所述交换板(11)分别与所述控制板(12)和业务板(13)连接；其特征在于，所述业务板(13)以及mmi(2)上分别设置有基于以太网的对内接口处理模块(131)和mmi接口处理模块(21)；其中，所述对内接口处理模块(131)和mmi接口处理模块(21)分别设置有业务板媒体流端口(1315)和mmi媒体流端口(215)。2.根据权利要求1所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，所述控制板(12)还包括基于以太网的控制板接口处理模块(121)和控制信息处理模块(122)；所述控制板接口处理模块(121)包括控制板网口驱动(1211)、控制板ip层(1212)、控制板广播端口(1213)以及控制板控制端口(1214)。3.根据权利要求1所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，所述业务板(13)还包括与业务板接口处理模块(131)连接的业务处理模块(132)；所述业务板接口处理模块(121)还包括业务板网口驱动(1211)、业务板ip层(1212)、业务板广播端口(1213)以及业务板控制端口(1314)。4.根据权利要求3所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，所述业务板(13)设置有对外接口处理模块(133)，所述对外接口处理模块(133)与外部系统连接。5.根据权利要求4所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，所述业务板(13)设置有多个分别与外部系统匹配。6.根据权利要求5所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，多个所述业务板(13)所匹配的外部系统包括5g网络、gsm网络、tetra网络和wifi网络。7.根据权利要求1所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，所述mmi(2)还包括分别与mmi接口处理模块(21)连接的人机操作模块(22)和媒体信息处理模块(23)；所述mmi接口处理模块(21)还包括mmi网口驱动(211)、mmiip层(212)、mmi广播端口(213)以及mmi控制端口(214)。8.根据权利要求1所述的一种地铁车载通信装置，其特征在于，所述交换板(11)设有两个，两个所述交换板(11)级联。9.一种地铁车载通信装置的主mmi音视频流通道切换控制方法，其特征在于，所示控制方法应用于如权利要求1-8任一所述的地铁车载通信装置，步骤包括：人机操作处理模块(22)接收申请进入主控状态输入并生成申请主控消息；mmi接口处理模块(21)经由交换板(11)，通过控制通道将申请主控消息发送给控制板(12)；控制板接口处理模块(121)收到申请主控消息后，将消息转发给控制信息处理模块(122)；控制信息处理模块(122)修改广播信息中主副控mmi指示信息，经由交换板(11)，通过广播通道将主副控mmi指示信息发送给所有的业务板(13)和mmi(2)；人机操作处理模块(22)经mmi接口处理模块(21)接收广播信息中主副控mmi指示信息后，切换主副控状态；业务流处理模块(13)经对内接口处理模块(131)收到广播信息中主副控mmi指示信息
后，将媒体流端口(1315)的目标ip地址修改为主控制mmi的ip地址，并在交换板(11)的参与下，建立业务板(13)与主控制mmi之间的音视频通道。10.根据权利要求9所述的一种地铁车载通信装置的主mmi音视频流通道切换控制方法，其特征在于，所述车载通信装置开机时，车载主机(1)和mmi(2)启动；控制信息处理模块(122)读取主副控mmi状态信息进行初始化，并在广播消息中加入主副控mmi指示信息；mmi(2)收到主副控mmi指示信息后，进入初始主副控状态。

技术总结
本发明涉及一种地铁车载通信装置及主MMI音视频流通道切换控制方法，车载通信装置包括车载主机以及多个操作显示终端MMI；所述车载主机上设置有交换板、控制板以及业务板；所述MMI与所述交换板连接，交换板分别与所述控制板和业务板连接；业务板以及MMI上分别设置有基于以太网的对内接口处理模块和MMI接口处理模块；对内接口处理模块和MMI接口处理模块分别设置有业务板媒体流端口和MMI媒体流端口。与现有技术相比，本发明采用全以太网架构,音频流、视频流在设备内部各单板间都以IP包的形式在装置内部进行交换，控制板只参与控制，不需要更改控制板的软硬件，具有很强的灵活性和可扩展性，并利于提升语音通信质量。并利于提升语音通信质量。并利于提升语音通信质量。


技术研发人员：肖正杰 谌介人 包俊 孙迪 牛明强 顾雪 俞志祥 许少年 张春英
受保护的技术使用者：通号通信信息集团上海有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/6