數字無(wú)中心系統呼叫控制協(xié)議的設計和實(shí)現

無(wú)中心系統的數字化是將語(yǔ)音和控制信令進(jìn)行數字化編碼，以二進(jìn)制碼流形式傳播。本系統平臺使用CML公司MX618芯片進(jìn)行語(yǔ)音編碼，MX7041芯片對語(yǔ)音和信令進(jìn)行4FSK基帶調制，ARM7處理器作為系統的運算控制核心。在此開(kāi)發(fā)環(huán)境下，本文以數字無(wú)中心呼叫控制層協(xié)議為研究對象，提出并設計了一套基于無(wú)中心體制的呼叫控制協(xié)議數字化解決方案。該方案已應用于數字無(wú)中心對講機的嵌入式系統開(kāi)發(fā)中。

1 數字無(wú)中心呼叫控制協(xié)議概述
ETSITS 102490-DPMR標準描述了無(wú)中心系統的協(xié)議分層結構，如圖2所示。呼叫控制協(xié)議處于無(wú)中心系統協(xié)議棧第三層，位于數據鏈路層之上，應用層之下，是無(wú)中心系統的控制核心。

它為整個(gè)系統提供基本通話(huà)的建立、保持、拆線(xiàn)；點(diǎn)對點(diǎn)通話(huà)以及組呼；通話(huà)對象的選擇；遲后進(jìn)入、呼叫轉移等功能的支持。同時(shí)為承載數據、語(yǔ)音業(yè)務(wù)的數據鏈路層以及實(shí)施具體功能的應用層提供接口，并且需要提供完備的上下層通用接口為將來(lái)的協(xié)議升級預留空間。
呼叫控制協(xié)議的設計包括呼叫控制流程、呼叫控制信令的設計以及后期的程序實(shí)現編碼，繼而形成獨立的呼叫控制協(xié)議功能模塊。

2 呼叫控制流程的設計
按照數字無(wú)中心對講機的工作原理，設計了一套符合實(shí)際應用的呼叫控制流程。呼叫控制流程描述了通信終端從通話(huà)建立到通話(huà)終結過(guò)程中產(chǎn)生的一系列動(dòng)作和事件。
處于待機狀態(tài)的移動(dòng)臺A和移動(dòng)臺B在控制信道守候。當移動(dòng)臺A按呼叫鍵呼叫移動(dòng)臺B，A在控制信道廣播發(fā)送針對B的呼叫建立請求信令，并轉到選擇的通話(huà)信道接收。B收到呼叫建立請求信令后若同意建立連接則轉到信令中標識的通話(huà)信道，同時(shí)在此通話(huà)信道向A發(fā)送確認信令。A接收到確認信令后，雙方都進(jìn)入可通話(huà)狀態(tài)。若A按下PTT會(huì )向B發(fā)送語(yǔ)音頭幀+語(yǔ)音幀。
松開(kāi)PTT后，發(fā)送尾幀表示此次A方的通話(huà)結束。B此時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音幀的接收直至收到尾幀，A，B都進(jìn)入可通話(huà)狀態(tài)。之后雙方重復如上過(guò)程進(jìn)行通話(huà)。一旦A按下拆線(xiàn)鍵，就會(huì )向B發(fā)送拆線(xiàn)信令，雙方回到待機狀態(tài)。此流程如圖3所示。

3 呼叫控制協(xié)議的設計和實(shí)現
呼叫控制信令和隨路信令分別在控制信道和通話(huà)信道進(jìn)行傳輸。根據無(wú)中心多信道選址移動(dòng)通信系統體制，控制信令傳輸通道(控制信道)與通話(huà)信道完全分開(kāi)，它整合若干條通話(huà)線(xiàn)路的控制信令，獨占一條公共的控制信道進(jìn)行傳送控制信令。
3．1 信道
控制信道控制信道主要用于廣播傳輸呼叫建立信令以及作為其他用途的信令的發(fā)送通道?？刂菩诺赖姆?wù)體制采用順序等待制原則，待前一條信令在控制信道中傳送完成后，接續的信令才能正常傳送。否則，進(jìn)行等待直到判斷出控制信道空閑。
通話(huà)信道通話(huà)信道負責傳送呼叫建立后雙方的語(yǔ)音、數據，同時(shí)通話(huà)信道也用于傳輸隨路信令。隨路信令包括了通話(huà)過(guò)程中一系列必要的控制信令。通話(huà)信道的服務(wù)體制采用呼損制原則，兩臺終端設備建立連接并占用一條通話(huà)信道后，此信道不能再被其他終端使用，直到終端拆線(xiàn)并釋放次通話(huà)信道。
如圖4所示，頻率為915．012 5 MHz的控制信道只用于通信雙方傳輸呼叫建立信令，通話(huà)信道則可以傳輸拆線(xiàn)信令、應答信令等隨路信令。移動(dòng)臺在兩種信道間轉換，通話(huà)時(shí)守候在通話(huà)信道，通話(huà)結束或待機時(shí)返回控制信道。

無(wú)中心多信道選址移動(dòng)通信系統的信道間隔為12．5 kHz時(shí)，系統共有158個(gè)信道。其中第一個(gè)信道915．012 5 MHz為控制信道，所有的呼叫信令都在該信道發(fā)出，其余157個(gè)為通話(huà)信道。呼叫控制的流程由控制信道和通話(huà)信道中控制信令的傳輸而貫通。由此，如何制定控制信令，如何處理通話(huà)信令流程中的所有狀態(tài)轉移事件便成為呼叫控制協(xié)議設計的主要內容。
3．2 無(wú)中心呼叫控制信令的設計
呼叫控制信令是無(wú)中心系統中各種狀態(tài)轉換的控制信號，傳遞系統消息和命令。呼叫控制信令按照功能分為呼叫建立請求信令、呼叫應答信令、拆線(xiàn)信令、語(yǔ)音始發(fā)信令、語(yǔ)音終結信令。