CN107770184B - 一种散射通信系统的多功能复接器 - Google Patents

一种散射通信系统的多功能复接器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种散射通信系统的多功能复接器，它由包括模拟用户模块、媒体压缩模块、主控制器模块和散射调制解调器接口模块等部件组成。本发明中散射调制解调器接口模块负责整个多功能复接器的协议处理。负责整个设备的针对设备信道的业务自适应传输的处理。根据当前话音使用时隙占用的情况，对发送的帧结构进行动态调整。一旦发送端调整完成之后，接收后端根据发送端的帧结构情况，动态调整接收的帧结构，从而完成整个的通信无损自适应切换的过程。本发明解决了散射信道下的基于SIP的话音与以太网业务混合传输和自适应传输的需求。本设备具有设置简单、多种传输速率和集成度高等优点,在散射通信系统中有着比较广泛的应用前途。

Description

一种散射通信系统的多功能复接器
技术领域
本发明公开了一种散射通信系统的多功能复接器，该设备特别针对散射信道的窄带和高误码率特性进行优化设计,可以应用在散射信道下的多业务传输。
背景技术
在散射通信系统中，由于存在窄带和高误码率的信道特点，基于SIP的话音与以太网业务的混合传输一直是一个技术瓶颈，普通的用户复用设备不能满足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种在散射通信系统中实现基于SIP的话音与以太网混合传输和业务自适应。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：
一种散射通信系统的多功能复接器，包括模拟用户模块1、媒体压缩模块2、主控制器模块3、散射调制解调器接口模块4和电源模块10；
发送过程：
模拟用户模块1接收外部输入的模拟电话话音信号，并进行模拟数字转化和脉冲编码调制编码，得到话音和信令，将话音和信令发送至主控制器模块3；
主控制器模块3接收模拟用户模块1输入的话音和信令以及外部输入的以太网业务，分离出话音并发送至媒体压缩模块2，并接收媒体压缩模块2输出的压缩之后的话音；并将收到的信令、压缩之后的话音和以太网业务进行IP化后，打包发送至散射调制解调器接口模块4；
媒体压缩模块2将话音压缩成所需的格式，并将压缩之后的话音发送至主控制器模块3；
散射调制解调器接口模块4将IP化的数据转换成所需的帧结构之后输出；
接收过程：
散射调制解调器接口模块4将接收到的带有帧结构的数据进行时钟变换,变换成本地时钟之后，将带有帧结构的数据转换成IP数据，并将IP数据发送至主控制器模块3；
主控制器模块3将IP数据中的话音数据发送至媒体压缩模块2，将IP数据中的以太网数据发送至以太网接口；并接收媒体压缩模块2输入的解压缩后的话音，将IP数据中的信令和解压缩后的话音发送至模拟用户模块1；
媒体压缩模块2将话音进行解压缩，并将解压缩后的话音发送至主控制器模块3；
模拟用户模块1将信令和解压缩后的话音转换成模拟电话话音信号并输出。
其中，所述的散射调制解调器接口模块4包括业务分离模块5、业务自适应模块6、散射AMI接口模块7、话音使用时隙模块8和帧结构调整模块9；
发送过程：
业务分离模块5将从主控制器模块3接收到的IP化的数据进行业务分离，并将分离后的数据根据业务类型的不同，使用不同的方式发送至业务自适应模块6，即将话音数据和信令通过内部FIFO发送至业务自适应模块6，将以太网业务通过网桥发送至自适应模块6；业务分离模块5提取出话音占用信息，将话音占用信息发送至话音使用时隙模块8；话音使用时隙模块8对话音占用信息进行分析，计算出话音数量和话音占用时隙信息，并将话音数量和话音占用时隙信息用串口发送至帧结构调整模块9；帧结构调整模块9根据当前的话音数量和话音占用时隙信息对帧结构进行调整，并将调整结果发送至业务自适应模块6，调整的规则为话音占用的时隙为话音传输，没有话音的时隙传输以太网业务；业务自适应模块6根据帧结构调整结果对数据的帧结构信息进行业务自适应，并将业务自适应后的数据发送至散射AMI接口模块7进行发送。
接收过程：
散射AMI接口模块7将从信道上接收的数据进行分接之后，将AMI信号转换成数字信号之后，发送至业务自适应模块6，业务自适应模块6根据发送端时隙的分配，将数据发送至业务分离模块5，业务分离模块5将收到的数据进行IP化之后，发送至主控制器模块。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1.本发明的使用配置简单，仅需要对设备配置IP地址、子网掩码和默认网关即可，任何一个设备的区号可以根据需要配置成2-5位位均可。
2.本发明的支持多种速率传输，支持128k～8Mbps之间多种速率传输。
3.本发明集成化程度高，因此体积小，重量轻，性能稳定可靠。
4.本设备支持标准的AMI接口，可以和任何标准的AMI接口的传输设备连接。
附图说明
图1是本发明的电原理方框图；
图2是散射调制解调器接口模块的电原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体方式做进一步详细说明。
参照图1，本发明是一种散射通信系统的多功能复接器，包括模拟用户模块1、媒体压缩模块2、主控制器模块3、散射调制解调器接口模块4和电源模块10，图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。模拟用户模块1接收的模拟电话话音信号经过模拟数字转化之后，进行PCM脉冲编码调制编码，之后将话音和信令发送至主控制器模块3；主控制器模块3将话音和信令分离之后，将话音发送至媒体压缩模块2进行话音压缩成符合G.723、G.729或者AMBE标准的压缩数据，媒体压缩模块2将话音压缩成所需的格式之后，将压缩之后的数据发送至主控制器模块3，主控制器模块3将受到的信令、压缩之后的话音和以太网业务三种业务进行IP化之后，将业务打包之后的IP数据流发送至散射调制解调器接口模块4，散射调制解调器接口模块4将IP化的数据进行处理之后，将数据转换成散射调制解调器所需的符合散射AMI接口的帧结构之后，将数据发送给散射调制解调器。
散射调制解调器接口模块4将从散射调制解调器接收到的带有帧结构的信号接收之后,进行时钟变换,变换成本地时钟之后,将数据进行分接之后，重新将信令、话音和以太网数据转换成合乎格式的IP数据,并将数据发送至主控制器模块3；主控制器模块3将话音数据发送至媒体压缩模块2,将以太网数据发送至以太网接口,媒体压缩模块2将接收到的压缩话音进行解压缩,并将解压缩后的数据发送至主控制器模块3,主控制器模块3将解压缩后的PCM话音送至模拟用户模块1。
参照图2，散射调制解调器接口模块4包括业务分离模块5、业务自适应模块6、散射AMI接口模块7、话音使用时隙模块8和帧结构调整模块9组成，业务分离模块5将从主控制器模块3接收到的数据进行业务分离，分离的原则是根据话音、以太网数据的端口号不同，并将分离后的数据根据业务类型的不同，使用不同的方式发送至业务自适应模块6，即将话音数据和信令数据通过内部FIFO发送至业务自适应模块6，将以太网数据通过网桥发送至自适应模块6，以保证以太网数据的透明传输；业务分离模块5将收到的话音占用信息发送至话音使用时隙模块8；话音使用时隙模块8对信息进行分析，计算出话音数量和话音占用时隙信息，并将信息用串口发送至帧结构调整模块9；帧结构调整模块9根据当前的话音数量和话音占用时隙信息对帧结构进行调整，并将调整结果发送至业务自适应模块6，调整的规则为话音占用的时隙为话音传输，没有话音的时隙传输以太网业务；业务自适应模块6根据帧结构信息进行业务自适应，并将帧结构发送至散射AMI接口模块7进行发送和接收。
散射AMI接口模块7将从信道上接收的数据进行分接之后，将AMI信号转换成数字信号之后，发送至业务自适应模块6，业务自适应模块6根据发送端时隙的分配，将数据发送至业务分离模块5，业务分离模块5将收到的数据进行IP化之后，发送至主控制器模块。
本发明模拟用户模块1负责模拟用户的输入和输出，本设计中所采用的核心器件有SHC603芯片、W681512RG芯片。
本发明媒体压缩模块2负责话音数据的压缩和解压缩功能、数字部分电路采用DSP完成，根据本设计需要的计算量，DSP选用TI公司的TMS320C6416芯片。
本发明主控制器3负责基于SIP的话音的实现，本设计采用ARM+FPGA架构完成，ARM负责整个软交换的协议实现，FPGA实现接口的功能，FPGA选用低功耗的ALTERA公司的CYCLONE III系列的EP3C80F780C4芯片。
本发明电源10提供整个电路的直流工作电压，实施例采用市售通用集成稳压直流电源块制作，其输出+V电压为+12V，供电电流为3A。
本发明简要工作原理如下：
散射调制解调接口模块是本发明的核心，负责整个设备的速率自适应传输的处理。根据当前话音使用时隙占用的情况，对发送的帧结构进行动态调整，并将发送端的帧结构特征作为数据封装在帧结构中进行发送。一旦发送端调整完成之后，接收后端根据发送端的帧结构情况，将帧结构进行特征提取，动态调整接收的帧结构，从而完成整个的通信无损自适应切换的过程。
本发明安装结构如下：
把图1中所有每个模块为一块印制板，将所有印制板安装在一个标准的2U机柜上，组装成本发明。

Claims (2)

1.一种散射通信系统的多功能复接器，包括模拟用户模块(1)、媒体压缩模块(2)、主控制器模块(3)、散射调制解调器接口模块(4)和电源模块(10)，其特征在于：
发送过程：
模拟用户模块(1)接收外部输入的模拟电话话音信号，并进行模拟数字转化和脉冲编码调制编码，得到话音和信令，将话音和信令发送至主控制器模块(3)；
主控制器模块(3)接收模拟用户模块(1)输入的话音和信令以及外部输入的以太网业务，分离出话音并发送至媒体压缩模块(2)，并接收媒体压缩模块(2)输出的压缩之后的话音；并将收到的信令、压缩之后的话音和以太网业务进行IP化后，打包发送至散射调制解调器接口模块(4)；
媒体压缩模块(2)将话音压缩成所需的格式，并将压缩之后的话音发送至主控制器模块(3)；
散射调制解调器接口模块(4)将IP化的数据转换成所需的帧结构之后输出；
接收过程：
散射调制解调器接口模块(4)将接收到的带有帧结构的数据进行时钟变换,变换成本地时钟之后，将带有帧结构的数据转换成IP数据，并将IP数据发送至主控制器模块(3)；
主控制器模块(3)将IP数据中的话音数据发送至媒体压缩模块(2)，将IP数据中的以太网数据发送至以太网接口；并接收媒体压缩模块(2)输入的解压缩后的话音，将IP数据中的信令和解压缩后的话音发送至模拟用户模块(1)；
媒体压缩模块(2)将话音进行解压缩，并将解压缩后的话音发送至主控制器模块(3)；
模拟用户模块(1)将信令和解压缩后的话音转换成模拟电话话音信号并输出。
2.根据权利要求1所述的一种散射通信系统的多功能复接器，其特征在于：所述的散射调制解调器接口模块(4)包括业务分离模块(5)、业务自适应模块(6)、散射AMI接口模块(7)、话音使用时隙模块(8)和帧结构调整模块(9)；
发送过程：
业务分离模块(5)将从主控制器模块(3)接收到的IP化的数据进行业务分离，并将分离后的数据根据业务类型的不同，使用不同的方式发送至业务自适应模块(6)，即将话音数据和信令通过内部FIFO发送至业务自适应模块(6)，将以太网业务通过网桥发送至自适应模块(6)；业务分离模块(5)提取出话音占用信息，将话音占用信息发送至话音使用时隙模块(8)；话音使用时隙模块(8)对话音占用信息进行分析，计算出话音数量和话音占用时隙信息，并将话音数量和话音占用时隙信息用串口发送至帧结构调整模块(9)；帧结构调整模块(9)根据当前的话音数量和话音占用时隙信息对帧结构进行调整，并将调整结果发送至业务自适应模块(6)，调整的规则为话音占用的时隙为话音传输，没有话音的时隙传输以太网业务；业务自适应模块(6)根据帧结构调整结果对数据的帧结构信息进行业务自适应，并将业务自适应后的数据发送至散射AMI接口模块(7)进行发送；
接收过程：
散射AMI接口模块(7)将从信道上接收的数据进行分接之后，将AMI信号转换成数字信号，并发送至业务自适应模块(6)；业务自适应模块(6)根据发送端时隙的分配，将数据发送至业务分离模块(5)；业务分离模块(5)将收到的数据进行IP化后，发送至主控制器模块(3)。
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