TETRA数字集群调度系统动态复用的研究和应用

赵文强

（广州市地下铁道总公司运营事业总部，广东 广州 510308）

1 引言

TETRA（Terrestrial Trunked Radio，陆上集群无线电）数字集群调度系统（以下简称“调度系统”）是基于TETRA数字集群通信系统研发的通信指挥调度系统，它支持语音调度、短数据及分组数据等业务功能，能提供“快捷、高效、灵活”的专网管理与通信调度。近几年，TETRA数字集群通信系统在我国得到了快速发展，在各行各业都得到了广泛应用，特别是在公共安全、交通调度、应急通信等领域。

调度系统是TETRA 数字集群系统网络中最基础的通信调度应用系统，它应用在各个TETRA 网络中，是指挥调度的核心应用。目前的调度系统，由于本身资源的限制，通常都是部署在固定位置，并且数量有限，因而不能得到灵活而大量的应用。为解决这一难题，本文以Airbus（空中客车公司）的TETRA数字集群通信系统为例，来研究和实现调度系统资源的动态复用。

2 调度系统现状分析

Airbus 的TETRA 数字集群通信系统完全基于TETRA数字集群标准开发设计，它采用全IP的数据交换方式。具有快速接入、灵活组网、安全可靠等优点，广泛应用在各个行业专网通信。目前，北京、广州、深圳、南京等大型城市的政务、公安、交通等部门均采用了Airbus的TETRA数字集群通信系统（以下简称“TETRA系统”）。

目前，调度系统基本都是部署在固定位置，进行固定指挥调度。这主要是由于调度系统接入TETRA系统需要系统分配的调度号码以及对应的时隙链路，而且调度号码本身数量有限，不能随意自由的分配。因此，调度系统不能得到充分灵活的应用。如何灵活、合理的复用调度系统是需要研究的方向。

3 调度系统动态复用的设计

调度系统动态复用充分考虑用户实际业务的具体需求，通过对线路和调度号码资源进行统一管理和分配，采用“请求-分配-使用-释放”的动态使用模式，打破原有线路和号码资源绑定的资源固定模式，以期提高资源的利用率和调度系统的安装使用范围，达到灵活、合理、动态复用调度系统的目的。

在Airbus系统中，调度系统采用TCP/IP方式接入TETRA系统，实现语音通信调度。它通过系统分配的调度号码登录TCS（TETRA Connectivity Server，TETRA 连接服务器），实现与系统的信令交互，通过调度台IP 地址与TVG（TETRA Voice Gateway，TETRA语音网关）端口绑定，实现语音交互。

针对Airbus的TETRA系统，结合实际需求，调度系统动态复用整体实现设计分为2个部分，动态复用平台和复用调度台。动态复用平台统一分配和管理调度系统连接TCS和TVG的资源。复用调度台部署调度系统软件，通过动态复用平台请求资源，实现语音调度。

3.1 动态复用网络结构

TETRA通过IP和E1方式分别与TCS 服务器和语音网关通信，动态复用平台通过IP交换机与TCS服务器和语音网关互联，三者组建一个核心局域网络，对外设防火墙。复用调度台穿过防火墙访问动态服务平台。动态复用网络结构如图1所示。

3.2 动态复用交互流程

动态复用采用的是“请求-分配-使用-释放”的方式，整个动态复用具体交互流程如图2所示。

复用调度台请求资源，动态复用平台分配资源，调度台根据分配资源登录系统。调度台通信调度结束，退出系统，释放资源。具体步骤如下：

（1）调度台向平台请求资源登陆；

（2）平台查询资源，如有空闲资源则同意调度台请求，否则拒绝；

（3）平台分配调度台号码，同时与调度系统建立一个语音交互通道；

（4）调度台获取号码资源，连接TCS服务器，登陆系统；

（5）调度台发起语音呼叫，信令通过TCS下发，语音通过动态复用平台透传到TVG下发；

（6）终端回复呼叫，语音上传TVG，再由动态复用平台透传至调度台；

（7）调度台退出登录，调度资源释放。

图1 动态复用网络结构图

图2 动态复用交互流程图

图3 动态复用系统结构图

4 调度系统动态复用的实现

4.1 动态复用平台功能模块

动态复用平台软件系统主要包括六大功能模块，如图3所示为动态复用系统结构图。

（1）资源配置模块

资源配置模块负责对动态复用平台的资源调度以及使用规则配置。资源配置包括调度号码、IP地址、语音端口；使用规则配置指示该调度资源是否进行工作、该资源只针对指定调度台提供服务，并调用数据库接口对配置数据进行存储。

（2）资源控制模块

资源控制模块主要控制动态复用平台对调度资源进行断开连接操作，并通知连接的调度台下线，同时通知资源状态维护模块更新资源状态，使系统支持对调度资源进行手动控制回收、强制客户端下线的功能。

（3）资源动态分配

资源动态分配模块主要用于接收调度台资源分配请求，通过资源状态维护模块查询所有调度资源状态，选择空闲资源分配给调度台。如果无空余资源或空余资源存在特殊配置不能提供给该调度台使用，则将资源分配失败的消息反馈给调度台。

（4）TVG语音交互模块

TVG语音交互模块实现与TVG语音网关进行语音交互。它接收来自TVG的语音IP包，解析获取语音数据后，转发给调度系统语音交互模块；接收来自调度系统语音交互的语音数据，进行语音IP化后，发送给TVG，和调度系统语音交互一起在TVG语音网关和调度系统之间实现语音的透传功能。

（5）调度系统语音交互模块

调度系统语音交互模块实现与调度系统进行语音交互，它接收来自调度系统的语音IP包，解析获取语音数据后，转发给TVG语音交互模块；接收来自TVG语音交互模块的语音数据，进行语音IP化后，发送给调度系统。调度系统语音交互模块是动态复用平台与调度台进行语音IP包传输的基础功能模块。

（6）资源状态维护模块

资源状态维护模块根据动态复用平台调度资源状态周期性报告，实时更新维护所有调度资源状态，并调用数据库操作接口将所有资源状态数据进行存储。在资源分配过程中，为资源分配模块提供所有调度资源的实时状态以及可选的空闲资源；在资源状态展现过程中，为系统提供所有调度资源的实时状态。

4.2 动态复用平台语音交互实现

动态复用平台采用虚拟IP方式与TVG语音端口绑定，实现语音交互。动态复用平台虚拟一组IP地址，TVG配置虚拟IP与端口绑定，使TVG的下发语音通过虚拟IP全部指向动态复用平台。动态复用平台将每一个调度号码、虚拟IP和语音端口作为一组调度资源。

调度台申请登录，动态复用平台从资源中动态分配一组空闲资源，并与调度台建立语音交互通道；调度台退出登录，归还调度资源，同时释放语音交互通道。

动态复用平台与TVG、调度系统之间语音交互通过以下方法实现：

创建本机接收Session（语音交互通道）

创建语音转发Session

接收TVG个呼触发事件

接收TVG个呼数据处理

接收TVG组呼触发事件

接收TVG组呼数据处理

接收调度系统语音触发事件

接收调度系统语音数据处理

4.3 调度系统与TCS交互实现

调度系统通过TETRA系统提供的API接口，调用TCS的客户端组件，接入TCS，实现与TETRA系统信令和数据的交互。

调度系统与TCS的交互，主要调用以下方法实现：

呼叫选择处理方法

处理呼入个呼方法

接听个呼呼入

申请个呼通话权

处理呼入组呼方法发起或取消组呼

监控或移除通话组处理通话权请求处理释放通话权

5 结束语

在TETRA 数字集群系统中的调度系统存在资源受限，无法灵活、广泛应用等不足，不能满足当今政府、公安、交通和大型企业等用户在应用过程中大范围灵活推广的应用需求。调度系统动态复用平台经测试，系统运行安全可靠、功能完善，可以对调度系统进行灵活、动态、可复用的分配，使其得到最大化的利用。现在该平台已经在公安部门取得了很好的应用效果，为调度系统动态复用应用的发展打下了良好的基础。

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