CN100388820C - 集群呼叫业务控制方法以及应用该方法的终端设备和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集群通信技术,特别涉及一种GSM制式集群呼叫业务控制方法以及应用该方法的终端设备和系统,以解决现有集群呼叫业务中,伴随话音的随路信令影响语音质量的问题。所述控制方法包括步骤:GSM制式集群通信系统网络侧为集群呼叫业务用户配置公共寻呼通知信道,并在所述公共寻呼通知信道发送下行呼叫控制信令;在呼叫用户加入所述集群呼叫时,通知该用户终端设备监听所述公共寻呼通知信道,并在该公共寻呼通知信道上接收该用户的下行呼叫控制信令。所述终端设备主要包括业务专用信道处理模块,公共寻呼通知信道处理模块和广播控制信道处理模块。所述控制系统主要包括上述终端设备和设置在GSM制式集群通信系统侧的基站和操作维护中心。

Description

集群呼叫业务控制方法以及应用该方法的终端设备和系统
技术领域
本发明涉及集群通信技术,特别涉及一种GSM制式集群呼叫业务控制方法以及应用该方法的终端设备和系统。
背景技术
集群通信系统是按照动态信道指配的方式实现多用户共享多信道的无线电移动通信系统。该系统一般由终端设备、基站和中心控制站等组成,具有调度、群呼、优先呼、虚拟专用网、漫游等功能。
集群通信业务是指利用具有信道共用和动态分配等技术特点的集群通信系统组成的集群通信网,为多个部门、单位等集团用户提供的专用指挥调度等通信业务。集群通信业务包括模拟集群通信业务和数字集群通信业务,数字集群通信业务是指利用数字集群通信网向集团用户提供的指挥调度等通信业务,数字集群通信网是二十世纪末兴起的新型移动通信系统,它除了具备公共移动通信网所能提供的个人移动通信服务外,还能实现个人与群体间的任意通信。
目前GSM(Globe System of Mobile Communication,全球通移动通讯系统)制式集群业务在信道分配技术上主要有以下两种模式:
一、1.5信道模式;
GSM集群1.5信道模式是在存在讲者的小区,集群通信系统网络侧需要指配两条业务信道,讲者占用其中一条作为讲者专用信道,听者占用另一条作为组呼信道,在没有讲者的小区,仅需要一条业务专用信道;
1.5信道模式优点是讲者无回音,可以同时收听调度台讲话,听者有上行空闲信道使用,缺点是浪费信道。
二、1.0信道模式
GSM集群1.0信道模式是无论小区内有无讲者,集群通信系统网络侧需要指配一条业务专用信道作为组呼信道,讲者和听者均在该条组呼信道上,讲者占用信道的上下行链路,听者监听下行链路;
1.0模式的优点是节省信道,缺点是听者没有上行空闲信道使用,在抢占等处理复杂,讲者可能听到回声。
在现有信道结构模式中,GSM集群采用了随路信令技术,信令通过伴随方式通过话音通道发送,在话音通道上传送信令,采用偷帧的方式,损失一部分话音资源用来传送信令。GSM采用了FACCH(Fast Associated ControlChannel,快速随路控制信道)偷帧方式,每个FACCH偷帧造成20ms的语音损失,这样对话音质量造成一定的影响,如果信令较多的化,话音质量损失较大,严重影响话音的可懂性。
需要偷帧发送的随路信令主要包括周期性发送的本组呼相关信息,偶然触发的讲者切换信息(只影响讲者小区的话音)和大量的组呼通知和寻呼通知等公共信息。由于网络不能确定组呼听者的位置,所以涉及到组呼通知或者寻呼命令均需要大范围发送,造成很多和本组呼无关的偷帧。
针对上述问题,虽然系统采用了流量控制机制,对周期性的偷帧消息等可控的消息,通过控制发送周期来降低对语音的干扰;对讲者切换命令等非可控消息中的非公共消息,通过减少讲者切换在讲话期间发生的次数以降低造成的影响;但是针对非可控消息中的大量公共消息,其他用户寻呼和组呼均影响本组呼或点呼用户,流量控制机制并不适用,依然存在话音质量降低等问题。
GSM制式集群协议GSM0368建议手机采用两套接收机,用于监听NCH(Notification Channel,通知信道)信道,避免对话音的影响,但这种方式对手机的要求很高,硬件需要增加,且处理复杂,目前实现困难。
发明内容
本发明公开一种集群组呼业务控制方法以及应用该方法的终端设备和系统,以解决现有集群呼叫业务中,伴随话音的随路信令影响语音质量的问题。
一种集群呼叫业务控制方法,包括如下步骤:
A、GSM制式集群通信系统网络侧为集群呼叫业务用户配置公共寻呼通知信道,并通过所述公共寻呼通知信道发送下行呼叫控制信令;以及
B、在呼叫用户加入所述集群呼叫时,通知该用户终端设备监听所述公共寻呼通知信道,并在该公共寻呼通知信道上接收下行呼叫控制信令,所述终端设备通过一套收发机同时对业务信道以及所述公共寻呼通知信道进行监听。
所述方法还包括:所述用户终端设备通过所述公共寻呼通知信道将该用户的上行呼叫控制信令发送给所述集群通信系统网络侧。
所述步骤A还包括:所述集群通信系统网络侧为集群呼叫业务用户配置1条广播控制信道和多条业务信道,所述广播控制信道用于空闲状态的用户终端设备监听呼叫控制信令,所述业务信道用于传送语音信息。
所述方法还包括:所述集群通信系统网络侧在集群呼叫业务用户发起集群呼叫业务时,从所述多条业务信道中指配一条作为该呼叫业务的业务专用信道,并通过所述广播控制信道通知该组所有用户收听所述业务专用信道。
所述步骤B中还包括:所述终端设备在所述公共寻呼通知信道上接收到该用户的呼叫控制信令时,提示该用户。
一种集群呼叫业务控制系统,包括设置在集群通信系统网络侧的基站和通过无线信道连接所述基站的集群用户终端设备,所述终端设备通过一套收发机同时对业务信道以及所述公共寻呼通知信道进行监听,所述无线信道包括:
业务专用信道,用于承载语音信息;
公共寻呼通知信道,用于在所述集群用户终端设备通过所述业务专用信道收听所述语音信息的同时,承载所述集群通信系统网络侧发送的下行公共集群呼叫控制信令;和/或所述集群用户终端设备发送的上行集群呼叫控制信令;和
广播控制信道,用于承载空闲集群用户终端设备的集群呼叫控制信令。
所述控制系统还包括:连接所述基站的基站控制器和连接该基站控制器的操作维护中心,所述操作维护中心用于设置所述无线信道配置信息并发送给基站控制器,基站控制器控制基站根据所述无线信道配置信息建立所述业务专用信道、公共寻呼通知信道和广播控制信道。
所述终端设备包括:
业务专用信道处理模块,用于通过所述射频处理模块在所述业务专用信道收发语音信息;
公共寻呼通知信道处理模块,用于在所述业务专用信道收发所述语音信息的同时,通过所述射频处理模块在公共寻呼通知信道接收集群呼叫控制信令并在收到呼叫本终端的集群呼叫控制信令时,通过人机接口模块提示用户;和/或,将本终端设备用户通过人机接口模块输入的集群呼叫控制信令通过所述射频处理模块发送到所述公共寻呼通知信道上传送;
广播控制信道处理模块,用于在本终端设备空闲时,通过所述射频处理模块在所述广播控制信道收发集群呼叫控制信令。
所述终端设备还包括:信令处理模块,一端分别连接所述广播控制信道处理模块、公共寻呼通知信道处理模块和业务专用信道处理模块,另一端连接所述人机接口模块,用于处理在所述广播控制信道处理模块和公共寻呼通知信道处理模块收发的本终端设备的集群呼叫控制信令、和在所述业务专用信道处理模块收发的随路集群呼叫控制信令。
所述终端设备还包括:语音处理模块,连接在所述业务专用信道处理模块和人机接口模块之间,用于处理所述语音信息。
所述人机接口模块包括:键盘、扬声器、话筒和显示屏。
本发明的有益效果如下:
本发明所述方法是在集群系统信道结构中,建立1条公共寻呼通知信道,下行用于通知消息、寻呼消息以及其他信令消息的广播,上行可用于小区内或载频内所有听者的上行共享通道,由于该CPNCH仅仅提供信令的承载,不提供话音承载,所以不对话音有任何影响,尤其解决了大话务量的场景下呼叫信令对语音质量的影响。
附图说明
图1为CPNCH信道全速率26复帧结构示意图;
图2为CPNCH信道全速率26复帧结构中,每个信令块占用4个全速率TCH(F)时隙的示意图;
图3为CPNCH信道半速率26复帧结构示意图;
图4为CPNCH信道半速率26复帧结构中,每个信令块占用3个半速率TCH(H)时隙的示意图;
图5为本发明所述集群业务控制系统结构示意图,其中,终端设备和集群通信网络侧之间通过无线信道连接,该无线信道中包括专用的CPNCH信道;
图6为用于实现本发明所述方法的支持多时隙功能的终端设备结构示意图;
图7为本发明所述控制方法的流程图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的上述问题,提出GSM集群1.1信道模式,即在集群系统信道结构中,将其中1条业务信道配置为CPNCH(CommonPaging and Notification Channel,公共寻呼通知信道)信道,用于承载公共组呼信令,下行用于通知消息、寻呼消息以及其他信令消息的广播,每个信令利用偷帧随路信令编码方式发送,上行用于小区内所有听者的上行共享通道。
目前GSM有全速率和半速率两种速率模式,其中:全速率1.1信道模式的一种结构如表1所示:
表1.全速率1.1信道结构模式
  时隙号   逻辑信道   逻辑信道作用
  0   组合BCCH   用于空闲手机监听
  1   CPNCH(公共寻呼通知信道)   用于在组呼听者状态的手机监听(全速率)
  2   TCH/F   业务信道(全速率)
  3   TCH/F   业务信道(全速率)
  4   TCH/F   业务信道(全速率)
  5   TCH/F   业务信道(全速率)
  6   TCH/F   业务信道(全速率)
  7   TCH/F   业务信道(全速率)
在全速率模式下,网络侧每个时隙对应一条全速率业务信道。通常为集群组呼业务用户分配1条组合BCCH(Broadcast Control Channel,广播控制信道)信道,用于空闲手机监听控制信令;1条公共寻呼通知信道,用于在组呼听者状态的手机监听;6条业务信道,用于承载用户的语音信息;其中:公共寻呼通知信道、组合BCCH信道和每条业务信道分别占用一个时隙。
CPNCH由原来的1条业务信道扩展得到,可以设置在1~7时隙的任意1个时隙上。
在GSM制式下,一个TDMA(Time Division Multiple Addressing,时分多址)帧为4.6ms,多个TDMA帧组成复帧,其结构有两种,一种为51复帧结构,主要用于信令信道,26复帧结构用于业务信道,其中,包括24个用于传送全速率语音的TCH/F(Full Rate,全速率)时隙,一个用于传送SACCH(SlowAssociated Control Channel,慢速随路控制信道)时隙和一个空闲时隙。如图1所示,在全速率模式下,CPNCH采用26复帧结构,和TCH的信道编码一样。
如图2所示,CPNCH上的信令采用TCH中的偷帧随路信令编码方式发送,在全速率信道上,每个信令块占用4个全速率TCH时隙,全速率下每个26复帧可以有6个偷帧块用于FACCH传送。
在半速率模式下1.1信道模式如表2所示:
表2.半速率1.1信道结构模式
  时隙号   逻辑信道   逻辑信道作用
  0   组合BCCH   用于空闲手机监听
  1(0)   CPNCH(公共寻呼通知信道)   用于在组呼听者状态的手机监听(半速率)
  1(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
  2(0)   TCH/H   业务信道(半速率)
  2(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
  3(0)   TCH/H   业务信道(半速率)
  3(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
  4(0)   TCH/H   业务信道(半速率)
  4(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
  5(0)   TCH/H   业务信道(半速率)
  5(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
  6(0)   TCH/H   业务信道(半速率)
  6(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
  7(0)   TCH/H   业务信道(半速率)
  7(1)   TCH/H   业务信道(半速率)
在半速率模式下,网络侧每个时隙可以被时分为2个半速率业务信道,通常为集群组呼业务用户分配1条组合BCCH信道,用于空闲手机监听;1条公共寻呼通知信道,用于在组呼听者状态的手机监听;13条业务信道,用于承载用户的语音信息;其中:组合BCCH信道占用1个时隙,公共寻呼通知信道和每条业务信道分别占用半速率业务信道。
同理,CPNCH由原来的1条业务信道扩展得到,可以设置在1~13之间的任意半速率信道上。
如图3所示,为在半速率模式下26复帧结构,每个全速率业务信道可以再拆分为2个半速率业务信道。一个26复帧结构可以拆分为2个13复帧结构。在每个拆分后的13复帧结构中,包括12个用于传送半速率语音的TCH/H(HalfRate,半速率)时隙,一个用于传送SACCH(Slow Associated Control Channel,慢速随路控制信道)时隙。
如图4所示,每个信令块占用3个半速率TCH/H时隙,每个信令块偷帧随路信令编码方式发送,在半速率模式下,每个13复帧可以有4个偷帧块用于FACCH传送。
CPNCH不承载语音,在下行通过FACCH发送信令,包括寻呼消息,通知消息等需要组呼用户收听的公共消息。手机在收听组呼信道时,同时监听CPNCH,需要手机支持多时隙能力;手机根据CPNCH的FACCH中的寻呼命令判定是否有寻呼本手机的消息,如果有,提示用户;手机根据CPNCH的FACCH中的通知命令判定是否有新的组呼,如果有本手机相关的组呼,则提示用户,如果优先级高,则加入组呼。下面以具体实现详细说明本发明所述方法的实施。
如图5所示,为本发明所述GSM制式集群业务控制系统结构示意图,包括GSM制式集群通信系统网络侧和终端设备,GSM制式集群通信系统网络侧包括用于接入控制的BSS(Base Station Subsystem,基站子系统)和用于业务控制的NSS(Network Switch Subsystem,网络交换子系统),以及进行系统配置和操作维护的操作维护中心。其中:基站子系统中设置有BTS(BaseTransceiver Station,基站收发信台或基站)和BSC(Base Station Controller,基站控制器),BSC连接操作维护中心,操作维护中心设置有网络信道配置表,通过该配置表建立本发明所述的GSM集群1.1信道模式,在该配置表中输入表1或表2中所述的各信道的配置信息,其中包括CPNCH信道的配置信息,然后通过操作维护中心和BSC的接口将该配置表下发到BSC,由BSC控制BTS根据所述网络信道配置表建立集群业务专用信道,根据本发明所述方法,
1.1集群业务专用信道结构包括:
1、业务专用信道,用于承载语音信息;
由集群通信系统网络侧在集群呼叫业务用户发起呼叫时,从表1或表2所示的多个业务信道中为该集群业务指配一条作为业务专用信道。
2、广播控制信道,用于承载空闲集群用户终端设备的集群呼叫控制信令;
当集群呼叫业务用户发起呼叫后,集群通信系统网络侧通过广播控制信道通知该集群所有用户收听指配的业务专用信道收听语音信息。
3、公共寻呼通知信道,用于在所述集群用户终端设备通过所述业务专用信道收听所述语音信息的同时,承载所述集群通信系统网络侧发送的下行公共集群呼叫控制信令;和/或所述集群用户终端设备发送的上行集群呼叫控制信令;
公共寻呼通知信道为本发明提出的专用信道,承载大量的公共寻呼控制信令,从而避免控制信令伴随语音发送时,对语音质量造成的影响。
用于集群呼叫业务的终端设备可以是移动台、车载台或移动调度台,为实现本发明所述方法,终端设备需要支持多时隙功能,如图6所示,终端设备包括如下结构:
1、射频处理模块;
2、人机接口模块;
3、业务专用信道处理模块,用于通过所述射频处理模块在所述业务专用信道收发语音信息;
4、公共寻呼通知信道处理模块,用于在所述业务专用信道收发所述语音信息的同时,通过所述射频处理模块在公共寻呼通知信道接收集群呼叫控制信令并在收到呼叫本终端的集群信令时,通过人机接口模块提示用户;和/或,将本终端设备用户通过人机接口模块输入的集群呼叫控制信令通过所述射频处理模块发送到所述公共寻呼通知信道上传送;
5、广播控制信道处理模块,用于在本终端设备空闲时,通过所述射频处理模块在所述广播控制信道收发集群呼叫控制信令;
6、信令处理模块,一端分别连接所述广播控制信道处理模块、公共寻呼通知信道处理模块和业务专用信道处理模块,另一端连接所述人机接口模块,用于处理在所述广播控制信道处理模块和公共寻呼通知信道处理模块收发的本终端设备的集群呼叫控制信令和在所述业务专用信道处理模块收发的随路集群呼叫控制信令。
7、语音处理模块,连接在所述业务专用信道处理模块和人机接口模块之间,用于处理所述语音信息。
其中,人机接口模块包括:键盘、扬声器、话筒和显示屏。
在组呼业务过程中,网络侧通过CPNCH信道下发寻呼消息或通知消息,终端侧根据收到的寻呼命令判定有寻呼本终端的消息时,提示用户;根据收到的通知命令判定有新的和用户相关的组呼时,提示用户,如果优先级高,则加入组呼。如果组呼用户需要申请话权,可以通过CPNCH上行信道向网络侧发送申请话权申请消息,也可以通过空闲的组呼信道的上行链路路发送话权申请消息。
再如某用户正在组呼信道上收听,同时监听CPNCH信道。此时有一个针对该用户的寻呼消息在CPNCH上发送,寻呼该用户。该用户收到寻呼消息后在显示屏显示有新的呼叫,并振铃或震动提示。该用户可以通过特定键退出正在进行的组呼,接受寻呼,或者拒绝寻呼消息,继续组呼业务。
综上所述,如图7所示,本发明所述的控制方法包括如下两个步骤:
S1、GSM制式集群通信系统网络侧为集群呼叫业务用户配置1条CPNCH信道,并在所述CPNCH信道发送下行呼叫控制信令;
CPNCH信道配置在1条业务信道上,通过随路信令编码方式发送下行呼叫控制信令,如果采用全速率模式,则参考表1信道分配结构,如果是半速率模式,则参考表2信道分配结构。
S2、在呼叫用户加入所述集群呼叫时,通知该用户终端设备监听所述CPNCH信道,并在该CPNCH信道上接收该用户的下行呼叫控制信令。
CPNCH信道上还可以承载该用户发送给集群通信系统网络侧的上行呼叫控制信令。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种集群呼叫业务控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、GSM制式集群通信系统网络侧为集群呼叫业务用户配置公共寻呼通知信道,并通过所述公共寻呼通知信道发送下行呼叫控制信令;以及
B、在呼叫用户加入所述集群呼叫时,通知该用户终端设备监听所述公共寻呼通知信道,并在该公共寻呼通知信道上接收下行呼叫控制信令;所述终端设备通过一套收发机同时对业务信道以及所述公共寻呼通知信道进行监听。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:用户终端设备通过公共寻呼通知信道将该用户的上行呼叫控制信令发送给集群通信系统网络侧。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述公共寻呼通知信道配置在1条业务信道上,所述控制信令通过偷帧随路信令编码方式发送。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述步骤A还包括:所述集群通信系统网络侧为集群呼叫业务用户配置1条广播控制信道和多条业务信道,所述广播控制信道用于空闲状态的用户终端设备监听呼叫控制信令,所述业务信道用于传送语音信息。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:所述集群通信系统网络侧在集群呼叫业务用户发起集群呼叫业务时,从所述多条业务信道中指配一条作为该呼叫业务的业务专用信道,并通过所述广播控制信道通知该组所有用户收听所述业务专用信道。
6.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述步骤B中还包括:所述终端设备在所述公共寻呼通知信道上接收到该用户的呼叫控制信令时,提示该用户。
7.一种终端设备,包括:射频处理模块和人机接口模块;其特征在于,所述终端设备还包括:
业务专用信道处理模块,用于通过所述射频处理模块在所述业务专用信道收发语音信息;
公共寻呼通知信道处理模块,用于在所述业务专用信道收发所述语音信息的同时,通过所述射频处理模块在公共寻呼通知信道上接收集群呼叫控制信令并在收到呼叫本终端的集群信令时,通过人机接口模块提示用户;和/或,将本终端设备用户通过人机接口模块输入的集群呼叫控制信令通过所述射频处理模块发送到所述公共寻呼通知信道上传送;
广播控制信道处理模块,用于在本终端设备空闲时,通过所述射频处理模块在所述广播控制信道收发集群呼叫控制信令。
8.如权利要求7所述的终端设备,其特征在于,所述终端设备还包括:
信令处理模块,一端分别连接广播控制信道处理模块、公共寻呼通知信道处理模块和业务专用信道处理模块,另一端连接人机接口模块,用于处理在广播控制信道处理模块和公共寻呼通知信道处理模块收发的本终端设备的集群呼叫控制信令和在所述业务专用信道处理模块收发的随路集群呼叫控制信令。
9.如权利要求7所述的终端设备,其特征在于,所述终端设备还包括:
语音处理模块,连接在所述业务专用信道处理模块和人机接口模块之间,用于处理所述语音信息。
10.如权利要求7、8或9所述的终端设备,其特征在于,所述人机接口模块包括:键盘、扬声器、话筒和显示屏。
11.一种集群呼叫业务控制系统,包括设置在GSM制式集群通信网络中的基站和通过无线信道连接所述基站的集群用户终端设备,其特征在于,所述终端设备通过一套收发机同时对业务信道以及所述公共寻呼通知信道进行监听,所述无线信道包括:
业务专用信道,用于承载语音信息;
公共寻呼通知信道,用于在所述集群用户终端设备通过所述业务专用信道收听所述语音信息的同时,承载所述集群通信系统网络侧发送的下行公共集群呼叫控制信令;和/或所述集群用户终端设备发送的上行集群呼叫控制信令;和
广播控制信道,用于承载空闲集群用户终端设备的集群呼叫控制信令。
12.如权利要求11所述的集群呼叫业务控制系统,其特征在于,所述控制系统还包括:连接所述基站的基站控制器和连接该基站控制器的操作维护中心,所述操作维护中心用于设置所述无线信道配置信息并发送给基站控制器,基站控制器控制基站根据所述无线信道配置信息建立所述业务专用信道、公共寻呼通知信道和广播控制信道。
13.如权利要求11所述的集群呼叫业务控制系统,其特征在于,所述终端设备包括:
业务专用信道处理模块,用于通过所述射频处理模块在所述业务专用信道收发语音信息;
公共寻呼通知信道处理模块,用于在所述业务专用信道收发所述语音信息的同时,通过所述射频处理模块在公共寻呼通知信道接收集群呼叫控制信令并在收到呼叫本终端的集群呼叫控制信令时,通过人机接口模块提示用户;和/或,将本终端设备用户通过人机接口模块输入的集群呼叫控制信令通过所述射频处理模块发送到所述公共寻呼通知信道上传送;
广播控制信道处理模块,用于在本终端设备空闲时,通过所述射频处理模块在所述广播控制信道收发集群呼叫控制信令。
14.如权利要求13所述的集群呼叫业务控制系统,其特征在于,所述终端设备还包括:
信令处理模块,一端分别连接所述广播控制信道处理模块、公共寻呼通知信道处理模块和业务专用信道处理模块,另一端连接所述人机接口模块,用于处理在所述广播控制信道处理模块和公共寻呼通知信道处理模块收发的本终端设备的集群呼叫控制信令、和在所述业务专用信道处理模块收发的随路集群呼叫控制信令。
15.如权利要求14所述的集群呼叫业务控制系统,其特征在于,所述终端设备还包括:
语音处理模块,连接在所述业务专用信道处理模块和人机接口模块之间,用于处理所述语音信息。
16.如权利要求13、14或15所述的集群呼叫业务控制系统,其特征在于,所述人机接口模块包括:键盘、扬声器、话筒和显示屏。
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