趙文強

（廣州市地下鐵道總公司運營事業(yè)總部，廣東 廣州 510308）

1 引言

TETRA（Terrestrial Trunked Radio，陸上集群無線電）數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)（以下簡稱“調(diào)度系統(tǒng)”）是基于TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)研發(fā)的通信指揮調(diào)度系統(tǒng)，它支持語音調(diào)度、短數(shù)據(jù)及分組數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)功能，能提供“快捷、高效、靈活”的專網(wǎng)管理與通信調(diào)度。近幾年，TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)在我國得到了快速發(fā)展，在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，特別是在公共安全、交通調(diào)度、應(yīng)急通信等領(lǐng)域。

調(diào)度系統(tǒng)是TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中最基礎(chǔ)的通信調(diào)度應(yīng)用系統(tǒng)，它應(yīng)用在各個TETRA 網(wǎng)絡(luò)中，是指揮調(diào)度的核心應(yīng)用。目前的調(diào)度系統(tǒng)，由于本身資源的限制，通常都是部署在固定位置，并且數(shù)量有限，因而不能得到靈活而大量的應(yīng)用。為解決這一難題，本文以Airbus（空中客車公司）的TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)為例，來研究和實現(xiàn)調(diào)度系統(tǒng)資源的動態(tài)復(fù)用。

2 調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

Airbus 的TETRA 數(shù)字集群通信系統(tǒng)完全基于TETRA數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)設(shè)計，它采用全IP的數(shù)據(jù)交換方式。具有快速接入、靈活組網(wǎng)、安全可靠等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在各個行業(yè)專網(wǎng)通信。目前，北京、廣州、深圳、南京等大型城市的政務(wù)、公安、交通等部門均采用了Airbus的TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)（以下簡稱“TETRA系統(tǒng)”）。

目前，調(diào)度系統(tǒng)基本都是部署在固定位置，進行固定指揮調(diào)度。這主要是由于調(diào)度系統(tǒng)接入TETRA系統(tǒng)需要系統(tǒng)分配的調(diào)度號碼以及對應(yīng)的時隙鏈路，而且調(diào)度號碼本身數(shù)量有限，不能隨意自由的分配。因此，調(diào)度系統(tǒng)不能得到充分靈活的應(yīng)用。如何靈活、合理的復(fù)用調(diào)度系統(tǒng)是需要研究的方向。

3 調(diào)度系統(tǒng)動態(tài)復(fù)用的設(shè)計

調(diào)度系統(tǒng)動態(tài)復(fù)用充分考慮用戶實際業(yè)務(wù)的具體需求，通過對線路和調(diào)度號碼資源進行統(tǒng)一管理和分配，采用“請求-分配-使用-釋放”的動態(tài)使用模式，打破原有線路和號碼資源綁定的資源固定模式，以期提高資源的利用率和調(diào)度系統(tǒng)的安裝使用范圍，達到靈活、合理、動態(tài)復(fù)用調(diào)度系統(tǒng)的目的。

在Airbus系統(tǒng)中，調(diào)度系統(tǒng)采用TCP/IP方式接入TETRA系統(tǒng)，實現(xiàn)語音通信調(diào)度。它通過系統(tǒng)分配的調(diào)度號碼登錄TCS（TETRA Connectivity Server，TETRA 連接服務(wù)器），實現(xiàn)與系統(tǒng)的信令交互，通過調(diào)度臺IP 地址與TVG（TETRA Voice Gateway，TETRA語音網(wǎng)關(guān)）端口綁定，實現(xiàn)語音交互。

針對Airbus的TETRA系統(tǒng)，結(jié)合實際需求，調(diào)度系統(tǒng)動態(tài)復(fù)用整體實現(xiàn)設(shè)計分為2個部分，動態(tài)復(fù)用平臺和復(fù)用調(diào)度臺。動態(tài)復(fù)用平臺統(tǒng)一分配和管理調(diào)度系統(tǒng)連接TCS和TVG的資源。復(fù)用調(diào)度臺部署調(diào)度系統(tǒng)軟件，通過動態(tài)復(fù)用平臺請求資源，實現(xiàn)語音調(diào)度。

3.1 動態(tài)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

TETRA通過IP和E1方式分別與TCS 服務(wù)器和語音網(wǎng)關(guān)通信，動態(tài)復(fù)用平臺通過IP交換機與TCS服務(wù)器和語音網(wǎng)關(guān)互聯(lián)，三者組建一個核心局域網(wǎng)絡(luò)，對外設(shè)防火墻。復(fù)用調(diào)度臺穿過防火墻訪問動態(tài)服務(wù)平臺。動態(tài)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 動態(tài)復(fù)用交互流程

動態(tài)復(fù)用采用的是“請求-分配-使用-釋放”的方式，整個動態(tài)復(fù)用具體交互流程如圖2所示。

復(fù)用調(diào)度臺請求資源，動態(tài)復(fù)用平臺分配資源，調(diào)度臺根據(jù)分配資源登錄系統(tǒng)。調(diào)度臺通信調(diào)度結(jié)束，退出系統(tǒng)，釋放資源。具體步驟如下：

（1）調(diào)度臺向平臺請求資源登陸；

（2）平臺查詢資源，如有空閑資源則同意調(diào)度臺請求，否則拒絕；

（3）平臺分配調(diào)度臺號碼，同時與調(diào)度系統(tǒng)建立一個語音交互通道；

（4）調(diào)度臺獲取號碼資源，連接TCS服務(wù)器，登陸系統(tǒng)；

（5）調(diào)度臺發(fā)起語音呼叫，信令通過TCS下發(fā)，語音通過動態(tài)復(fù)用平臺透傳到TVG下發(fā)；

（6）終端回復(fù)呼叫，語音上傳TVG，再由動態(tài)復(fù)用平臺透傳至調(diào)度臺；

（7）調(diào)度臺退出登錄，調(diào)度資源釋放。

圖1 動態(tài)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖2 動態(tài)復(fù)用交互流程圖

圖3 動態(tài)復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4 調(diào)度系統(tǒng)動態(tài)復(fù)用的實現(xiàn)

4.1 動態(tài)復(fù)用平臺功能模塊

動態(tài)復(fù)用平臺軟件系統(tǒng)主要包括六大功能模塊，如圖3所示為動態(tài)復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

（1）資源配置模塊

資源配置模塊負(fù)責(zé)對動態(tài)復(fù)用平臺的資源調(diào)度以及使用規(guī)則配置。資源配置包括調(diào)度號碼、IP地址、語音端口；使用規(guī)則配置指示該調(diào)度資源是否進行工作、該資源只針對指定調(diào)度臺提供服務(wù)，并調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口對配置數(shù)據(jù)進行存儲。

（2）資源控制模塊

資源控制模塊主要控制動態(tài)復(fù)用平臺對調(diào)度資源進行斷開連接操作，并通知連接的調(diào)度臺下線，同時通知資源狀態(tài)維護模塊更新資源狀態(tài)，使系統(tǒng)支持對調(diào)度資源進行手動控制回收、強制客戶端下線的功能。

（3）資源動態(tài)分配

資源動態(tài)分配模塊主要用于接收調(diào)度臺資源分配請求，通過資源狀態(tài)維護模塊查詢所有調(diào)度資源狀態(tài)，選擇空閑資源分配給調(diào)度臺。如果無空余資源或空余資源存在特殊配置不能提供給該調(diào)度臺使用，則將資源分配失敗的消息反饋給調(diào)度臺。

（4）TVG語音交互模塊

TVG語音交互模塊實現(xiàn)與TVG語音網(wǎng)關(guān)進行語音交互。它接收來自TVG的語音IP包，解析獲取語音數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)度系統(tǒng)語音交互模塊；接收來自調(diào)度系統(tǒng)語音交互的語音數(shù)據(jù)，進行語音IP化后，發(fā)送給TVG，和調(diào)度系統(tǒng)語音交互一起在TVG語音網(wǎng)關(guān)和調(diào)度系統(tǒng)之間實現(xiàn)語音的透傳功能。

（5）調(diào)度系統(tǒng)語音交互模塊

調(diào)度系統(tǒng)語音交互模塊實現(xiàn)與調(diào)度系統(tǒng)進行語音交互，它接收來自調(diào)度系統(tǒng)的語音IP包，解析獲取語音數(shù)據(jù)后，轉(zhuǎn)發(fā)給TVG語音交互模塊；接收來自TVG語音交互模塊的語音數(shù)據(jù)，進行語音IP化后，發(fā)送給調(diào)度系統(tǒng)。調(diào)度系統(tǒng)語音交互模塊是動態(tài)復(fù)用平臺與調(diào)度臺進行語音IP包傳輸?shù)幕A(chǔ)功能模塊。

（6）資源狀態(tài)維護模塊

資源狀態(tài)維護模塊根據(jù)動態(tài)復(fù)用平臺調(diào)度資源狀態(tài)周期性報告，實時更新維護所有調(diào)度資源狀態(tài)，并調(diào)用數(shù)據(jù)庫操作接口將所有資源狀態(tài)數(shù)據(jù)進行存儲。在資源分配過程中，為資源分配模塊提供所有調(diào)度資源的實時狀態(tài)以及可選的空閑資源；在資源狀態(tài)展現(xiàn)過程中，為系統(tǒng)提供所有調(diào)度資源的實時狀態(tài)。

4.2 動態(tài)復(fù)用平臺語音交互實現(xiàn)

動態(tài)復(fù)用平臺采用虛擬IP方式與TVG語音端口綁定，實現(xiàn)語音交互。動態(tài)復(fù)用平臺虛擬一組IP地址，TVG配置虛擬IP與端口綁定，使TVG的下發(fā)語音通過虛擬IP全部指向動態(tài)復(fù)用平臺。動態(tài)復(fù)用平臺將每一個調(diào)度號碼、虛擬IP和語音端口作為一組調(diào)度資源。

調(diào)度臺申請登錄，動態(tài)復(fù)用平臺從資源中動態(tài)分配一組空閑資源，并與調(diào)度臺建立語音交互通道；調(diào)度臺退出登錄，歸還調(diào)度資源，同時釋放語音交互通道。

動態(tài)復(fù)用平臺與TVG、調(diào)度系統(tǒng)之間語音交互通過以下方法實現(xiàn)：

創(chuàng)建本機接收Session（語音交互通道）

創(chuàng)建語音轉(zhuǎn)發(fā)Session

接收TVG個呼觸發(fā)事件

接收TVG個呼數(shù)據(jù)處理

接收TVG組呼觸發(fā)事件

接收TVG組呼數(shù)據(jù)處理

接收調(diào)度系統(tǒng)語音觸發(fā)事件

接收調(diào)度系統(tǒng)語音數(shù)據(jù)處理

4.3 調(diào)度系統(tǒng)與TCS交互實現(xiàn)

調(diào)度系統(tǒng)通過TETRA系統(tǒng)提供的API接口，調(diào)用TCS的客戶端組件，接入TCS，實現(xiàn)與TETRA系統(tǒng)信令和數(shù)據(jù)的交互。

調(diào)度系統(tǒng)與TCS的交互，主要調(diào)用以下方法實現(xiàn)：

呼叫選擇處理方法

處理呼入個呼方法

接聽個呼呼入

申請個呼通話權(quán)

處理呼入組呼方法發(fā)起或取消組呼

監(jiān)控或移除通話組處理通話權(quán)請求處理釋放通話權(quán)

5 結(jié)束語

在TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)中的調(diào)度系統(tǒng)存在資源受限，無法靈活、廣泛應(yīng)用等不足，不能滿足當(dāng)今政府、公安、交通和大型企業(yè)等用戶在應(yīng)用過程中大范圍靈活推廣的應(yīng)用需求。調(diào)度系統(tǒng)動態(tài)復(fù)用平臺經(jīng)測試，系統(tǒng)運行安全可靠、功能完善，可以對調(diào)度系統(tǒng)進行靈活、動態(tài)、可復(fù)用的分配，使其得到最大化的利用?，F(xiàn)在該平臺已經(jīng)在公安部門取得了很好的應(yīng)用效果，為調(diào)度系統(tǒng)動態(tài)復(fù)用應(yīng)用的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。

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