WO2012022091A1 - 实现微波通信网上公务电话的系统、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现微波通信网上公务电话的系统、装置及方法，所述系统包括主控交换装置以及多个调制解调单元，所述主控交换装置设置成：在一时间间隔内，针对本次通话，在每一语音通道中将除本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据进行混音，将混音后得到的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包发送给所述各空口语音通道相对应的调制解调单元；所述调制解调单元设置成将从所述主控交换装置接收到的语音数据包中的语音数据提取出来，并插入到空口数据帧中通过调制发送到微波空口。

Description

实现微波通信网上公务电话的系统、 装置及方法

技术领域

本发明涉及微波通信网公务电话技术， 尤其涉及实现微波通信网上公务 电话的系统、 装置及方法。

背景技术

微波通信技术已经问世半个多世纪了， 它是指用微波频率作载波携带信 息， 通过无线电波空间进行视距间的中继 （接力）通信的方式。 当前， 数字 微波通信、 光纤以及卫星一起被称为现代通信传输的三大支柱。

数字微波通信设备按传输的容量可分为小容量的点对点设备和中、 大容 量的节点设备。 传统的点对点设备的只能以视距的距离向一个空口的方向传 输用户数据。 但是随着用户数据量的剧增和工程组网的灵活多变， 小容量的 微波设备显然不能满足用户的需求， 因而大容量的节点设备或者汇聚设备便 应运而生。 节点设备首先是其容量一般都很大， 而且可以同时往多个空口传 输用户数据。

根据微波设备容量的不同， 在工程上， 微波通信网的组网形式也不一样。 如图 1所示是传统的微波网， 网内设备大部分使用的是点对点设备， 整个微 波网络都是以中继的形式从一站往下一站传递用户数据， 在主干道上很少有 分支。 如图 2所示则是现代微波网的组网形式， 从图中可以看到网络的边缘 是小容量的点对点微波设备， 在各中心节点处侧是利用大容量的节点设备， 它可以同时对接多路其它的微波设备， 如节点 E、 节点 H, 等等。

为了便于微波通信网工程的安装、 开局以及日后对工程调试和维护， 工 程上都会使用到公务电话。 与上面介绍的微波网的组网情况类似， 根据微波 设备容量的不同， 传统的微波公务电话一般是以点对点的通讯方式， 即在设 备上提供一个单独的电话接口， 将语音电话数据插入到微波数据帧结构中的 固定位置进行传输， 而在对方设备是从空口将接收到的微波数据帧内直接提 取出语音数据， 然后再输出到电话接口上。 在传统的点对点小容量的微波通信系统中， 微波工程的公务只支持一跳 节点设备（即相邻的节点设备）之间的通话。 它一般釆用 RJ11接口 （标准的 电话线接口） 以及 PCM ( 64KBits/s )编码方式， 通过直接摘挂机进行呼叫。

小容量的点对点微波通信系统中公务电话设备的原理框图如图 3所示： 在发送端 , 语音信号从 RJ11电话接口输入到 PCM编解码单元进行编码 后， 经过语音公务电话通道（由一段公务电话开销字节模拟成）后进入复分 解单元， 与其它数据进行复接形成语音公务数据后传输到远端， 同时， RJ11 电话接口输入的语音信号还传输到摘挂机检测电路（在振铃控制 -摘挂机检测 单元中 )以确定电话的状态， 电话的状态信息通过 CPU监控单元及网管通道 接入复分解单元； 网管数据经 RJ45网口接入 CPU监控单元， 然后经网管通 道接入复分解单元。

在接收端 ,远端传输过来的数据进入复分解单元后分解出公务语音数据、 电话状态信息以及网管数据等。 其中， 分解出的电话状态信息经网管通道进 入 CPU监控单元， 然后根据该信息激励振铃产生电路（在振铃控制-摘挂机 检测单元中）来产生振铃信号； 同时分解出的语音公务数据接入 PCM编解码 单元进行解码后经 RJ11 电话接口输出； 分解出的网管数据经网管通道传入 CPU监控单元后， 通过 RJ45网口输出。

上述点对点微波通信系统的公务电话釆用微波帧内专门的一段公务开销 字节进行传输， 即该段公务开销字节模拟成语音公务电话通道。

用上述传统的微波公务电话的方式实现级联节点或者跨节点的公务电话 比较复杂， 如图 4所示， 其一是它需要在图 3所示的点对点模式接口的基础 上额外添加一个拨号模块， 即图 4 中所示的双音多频 （Dual Tone Multi Frequency, DTMF )编解码单元， 其分别与 RJ11 电话接口、 振铃控制 -摘挂 机检测单元及 CPU监控单元相连。 另外在图 4所示的拨号模式下的 CPU监 控单元的功能也比点对点模式下复杂， 它通过对 DTMF码与本地 ID码进行 比较， 判断接收的语音公务数据是发给本地的或者是发给其它节点设备的。 对于本地的语音公务数据， 则接收并将本地语音公务数据送入复分解单元， 将其中的语音信息提取出来，然后送入 PCM编解码单元进行解码后再进行通 话； 对于非本地的语音公务数据， 则将该语音公务数据送往复分解单元而屏 蔽掉本地的语音公务数据。 在这种模式下， 本地电话可以通过 DTMF拨号来 访问网络中的任何一个节点设备。

以上点对点节点设备或跨节点设备之间的公务电话的实现方法存在以下 缺点：

( 1 )点对点公务电话只能适应于传统的点对点微波网， 对于当今多节点 的微波设备来讲， 不能满足支持多个方向的需求， 从而不能满足多方通话的 需求；

( 2 )跨节点设备之间的公务电话虽然可以满足节点设备到网内任意一个 节点设备的呼叫， 但需要添加 DTMF拨号模块， 不仅增加了硬件成本， 而且 CPU监控单元的软件实现比较复杂， 同时釆用现场可编程门阵列 （FPGA, Field Programmable Gate Array )逻辑对空口传输过来的语音公务数据进行提 取、 再传输以及进行复分解均带来一定的麻烦；

( 3 )点对点节点设备或跨节点设备之间的公务电话均不能满足现代微波 通信网中多节点公务通话的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现微波通信网上公务电话的系统、 装置及方 法， 以满足多方公务通话的需求。

为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种实现微波通信网上公务电话 的系统， 包括为建立在微波空口链路中的节点设备配置的主控交换装置以及 多个调制解调单元， 其中：

主控交换装置配置有本地语音通道及一个或多个空口语音通道， 并设置 成： 在一时间间隔内， 针对本次通话， 在每一语音通道中将除了本语音通道 之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据进行混音， 将混音后得到 的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包发送给所述各空口语音通 道相对应的调制解调单元；

调制解调单元设置成将从主控交换装置收到的语音数据包中的语音数据 提取出来， 并插入到空口数据帧中通过调制发送到微波空口。 上述系统还可包括本地公务电话设备， 其中： 该本地公务电话设备可设 置成： 发出本地模拟语音信号， 以及输出主控交换装置解码的本地模拟语音 信号；

主控交换装置还可设置成： 将本地公务电话设备发出的本地模拟语音信 号编码成本地新语音信息， 以及将混音后得到的本地语音通道的语音数据流 解码成本地模拟语音信号。

调制解调单元还可设置成： 将从微波空口接收的空口数据帧中解析出的 语音数据流， 连同地址信息和通道信息一起封装成语音数据帧输出到主控交 换装置；

主控交换装置还可设置成根据从语音数据帧中解析出的地址信息和通道 信息解析出本次通话中各空口语音通道的新语音信息。

主控交换装置可包括本地语音编解码单元、 语音公务数据处理模块以及 交换单元， 其中：

本地语音编解码单元可设置成： 将本地公务电话设备发出的本地模拟语 音信号编码成本地新语音信息； 将语音公务数据处理模块输出的本地语音通 道的语音数据流解码成本地模拟语音信号；

语音公务数据处理模块可设置成： 通过产生脉冲编码调制时隙控制读取 本地语音编解码单元编码的本地新语音信息， 并控制读取从交换单元输出的 语音数据帧中解析出的本次通话中各空口语音通道的新语音信息， 针对每一 语音通道将除了本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数 据进行累加求和及输出增益处理； 将处理的各空口语音通道的语音数据流封 装成语音数据包输出到交换单元， 将处理的本地语音通道的语音数据流输出 给本地语音编解码单元；

交换单元可设置成： 将从发自调制解调单元的语音数据帧输出到语音公 务数据处理模块； 将语音公务数据处理模块输出的语音数据包根据该语音数 据包中的地址信息和通道信息交换到调制解调单元上。

语音公务数据处理模块可包括空口语音时隙处理子模块和语音数据包解 析或成帧子模块， 其中： 空口语音时隙处理子模块可设置成： 通过脉冲编码调制时隙的前半时隙 控制从空口接收緩存读取到本次通话各空口语音通道的新语音信息， 在脉冲 编码调制时隙的后半时隙进行累加求和及输出增益处理， 将处理的各空口语 音通道的语音数据流緩存到空口发送緩存中， 将处理的本地语音通道的语音 数据流緩存到本地输出緩存中；

语音数据包解析或成帧子模块可设置成： 将来自交换单元的语音数据帧 中解析出的本次通话各空口语音通道的新语音信息緩存到空口接收緩存中； 将空口发送緩存中的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包后输出 到交换单元；

本地语音编解码单元可设置成将本地输出緩存中的语音数据解码成本地 模拟语音信号并输出。

空口语音时隙处理子模块还可设置成： 在脉冲编码调制时隙的后半时隙 进行累加求和时， 若累加求和的结果会产生溢出， 则将累加求和的结果除以 参与累加求和的语音通道的个数后得到不失真的语音数据， 再进行输出增益 处理。

本发明还提供了一种实现微波通信网上公务电话的主控交换装置， 配置 在微波空口链路中的节点设备上，

所述主控交换装置配置有本地语音通道及一个或多个空口语音通道， 并 设置成： 在一时间间隔内， 针对本次通话， 在每一语音通道中将除本语音通 道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据混音， 将混音后得到的 各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包交换输出。

上述主控交换装置可包括本地语音编解码单元、 语音公务数据处理模块 以及交换单元， 其中：

本地语音编解码单元可设置成：将模拟语音信号编码成本地新语音信息； 将语音公务数据处理模块输出的本地语音通道的语音数据流解码成本地模拟 语音信号；

语音公务数据处理模块可设置成： 通过产生脉冲编码调制时隙控制读取 所述本地语音编解码单元编码的本地新语音信息， 并控制读取从交换单元输 出的语音数据帧中解析出的本次通话中各空口语音通道的新语音信息， 针对 每一语音通道对除了本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语 音数据进行累加求和及输出增益处理； 将处理的各空口语音通道的语音数据 流封装成语音数据包输出到交换单元， 将处理的本地语音通道的语音数据流 输出给本地语音编解码单元；

交换单元可设置成： 将接收到的语音数据帧输出到语音公务数据处理模 块； 将语音公务数据处理模块输出的语音数据包根据该数据包中的地址信息 和通道信息交换输出。

语音公务数据处理模块可包括空口语音时隙处理子模块和语音数据包解 析或成帧子模块， 其中：

空口语音时隙处理子模块可设置成： 通过脉冲编码调制时隙的前半时隙 控制从空口接收緩存读取到本次通话各空口语音通道的新语音信息， 在脉冲 编码调制时隙的后半时隙进行所述累加求和及输出增益处理， 将处理的各空 口语音通道的语音数据流緩存到空口发送緩存中， 将处理的本地语音通道的 语音数据流緩存到本地输出緩存中；

语音数据包解析或成帧子模块可设置成： 将来自交换单元的语音数据帧 中解析出的本次通话各空口语音通道的新语音信息緩存到空口接收緩存中； 将空口发送緩存中的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包后输出 到交换单元；

本地语音编解码单元可设置成将本地输出緩存中的语音数据流解码成本 地模拟语音信号并输出。

空口语音时隙处理子模块还可设置成： 在脉冲编码调制时隙的后半时隙 进行累加求和时， 若累加求和的结果会产生溢出， 则将累加求和的结果除以 参与累加求和的语音通道的个数后得到不失真的语音数据， 再进行增益放大 处理。

本发明还提供一种实现微波通信网上公务电话的方法， 包括： 为建立在微波空口链路中的节点设备进行本地语音通道及一个或多个空 口语音通道的配置；

节点设备接收到本地公务电话设备发出的公务通话呼叫后， 将该呼叫的 模拟语音信号编码成本地新语音信息緩存； 以及

参与本次通话的节点设备在一时间间隔内针对本次通话， 将每一语音通 道中除本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据进行混 音， 将混音后得到的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包调制发 送到 ϋ波空口。

将每一语音通道中除本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道 的语音数据进行混音的步骤可包括：

将从各空口语音通道的语音数据帧中解析出的新语音信息緩存； 通过产生脉冲编码调制时隙的前半时隙控制读取緩存的本地新语音信息 及各空口语音通道的新语音信息， 通过脉冲编码调制时隙的后半时隙针对每 一语音通道将除了本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音 数据进行累加求和及输出增益处理； 将处理的各空口语音通道的语音数据流 封装成语音数据包调制发送， 将处理的本地语音通道的语音数据流解码输出 到本地公务电话设备上。

上述方法还可包括： 参与本次通话的节点设备在脉冲编码调制时隙的后 半时隙进行累加求和时， 若累加求和的结果会产生溢出， 则将累加求和的结 果除以参与累加求和的语音通道的个数后得到不失真的语音数据， 再进行增 益放大处理。

本发明通过节点设备上的主控交换装置实现多方公务电话功能， 通过引 入统一网管配置， 釆用语音通道可配的方式使得工程人员能在微波通信网上 灵活开展点对点的公务， 多方会议公务以及跨点之间的公务活动。

此外， 本发明在技术上解决了因微波空口带来数据延时造成的语音杂音 问题， 同时本发明在各路语音输出时可实现语音自动增益动态调整。 附图概述

图 1是传统的微波网主干道接力通信的结构示意图；

图 2是现代微波通信网多节点设备组网结构示意图；

图 3是传统的点对点微波通信系统中只支持一跳节点的公务电话设备的 原理框图；

图 4是传统的微波网支持级联模式下的公务电话设备的原理框图； 图 5 是本发明的实现微波通信网上公务电话的系统实施例的结构示意 图；

图 6是图 5所示的系统实施例中主控交换装置通过 PCM时隙控制多路语 音数据混合的示意图；

图 7是图 5所示的系统实施例中语音公务数据处理模块的实施例的结构 示意图；

图 8是本发明的实现微波通信网上公务电话的系统实施例中公务语音数 据流示意图。

本发明的较佳实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细的阐述。 以下 例举的实施例仅仅用于说明和解释本发明， 而不构成对本发明技术方案的限 制。

本发明的实现微波通信网上公务电话的系统实施例如图 5所示， 该系统 包括配置在节点设备上的主控交换装置、 多个调制解调单元（譬如图 5中调 制解调单元 1 ~6 ) 以及本地公务电话设备， 其中：

调制解调单元设置成： 从主控交换装置封装的语音数据包中提取语音数 据后， 插入到空口数据帧的固定位置调制发送到微波空口； 从微波空口接收 的解调的空口数据帧的固定位置上解析出语音数据流， 将解析出的语音数据 流连同地址信息和通道信息一起封装成语音数据帧输出给主控交换装置； 例如， 调制解调单元从该调制解调单元相对应通道的语音数据包中提取 出 64Kbps的语音数据流，插入到空口数据帧中的固定位置上待调制发送； 在 接收的解调的空口数据帧中的固定位置上解析出 64Kbps 的语音数据流待封 装。

地址信息包括调制解调单元的源地址、 目的地址， 是用来标识调制解调 单元的。

主控交换装置配置有本地语音通道以及一个或多个空口语音通道， 主控 交换装置设置成： 在一时间间隔内从各个语音数据帧中解析出本次通话各语 音通道内的新语音信息， 针对每一语音通道输出除本语音通道之外的产生新 语音信息的其它语音通道的语音数据总和； 将各空口语音通道的语音数据流 封装成语音数据包发送给各空口语音通道相对应的调制解调单元；

主控交换装置根据从语音数据帧中解析出的源地址得知该语音数据帧来 自哪一调制解调单元， 即来自哪一个语音通道（一个调制解调单元只处理一 个语音通道务） ， 根据解析出的目的地址得知经混合处理及封装的语音数据 包该发向哪一调制解调单元， 即发向哪一个语音通道。

本地公务电话设备设置成发出本地模拟语音信号发送给主控交换装置。 主控交换装置还设置成： 将本地公务电话设备输出的模拟语音信号编码 成本地语音通道的新语音信息， 以及将混合成的本地语音通道的语音数据流 解码成模拟语音信号输出到本地公务电话设备上；

本地公务电话设备还设置成接收并输出主控交换装置解码成的模拟语音 信号。

例如， 图 2所示的汇聚节点 E上的主控交换装置， 收到本地公务电话设 备发出的本次公务通话呼叫， 譬如呼叫边缘节点 A、 B、 C及 D, 分别被配置 为 1~4#通道， 节点 E被配置为 5#通道。 该主控交换装置在一 PCM时隙内从 微波空口收到 1~3#通道及本地 5#通道的语音数据帧，从收到的语音数据帧中 解析出各自的新语音信息， 而在该时隙内 4#通道未解析出新语音信息， 因此 在该时隙内 4#通道的语音信息不参与混音， 并且依次地， 去除 1#通道的语音 信息， 将 2、 3、 5#通道的语音信息混合成 1#通道的语音数据流， 连同该 1# 通道的目的地址、 源地址以及通道号一起封装成 1#语音数据包； ... ...去除 4# 通道的语音信息， 将 1、 2、 3、 5#通道的语音信息混合成 4#通道的语音数据 流，连同该 4#通道的目的地址、源地址以及通道号一起封装成 4#语音数据包； 最后， 去除 5#通道的语音信息， 将 1~3#通道的语音信息混合成 5#通道（本 地通道）的语音数据流。 该主控交换装置将 1~4#语音通道的语音数据包发送 给相应的调制解调单元（譬如 3~6#调制解调单元）待调制发送， 将本地通道 (即 5#通道）的语音数据流解码成模拟的语音信号输出到本地公务电话设备 上。

以往， 对于数字语音混音的处理， 业界一般的做法是针对每一个语音通 道输出除本语音通道之外的所有语音通道的语音数据的累加和。 这种控制方 法控制实现起来较简单， 针对有线固网传输来说， 因其数据延时固定， 且延 时小， 能得到较好的混音效果； 但是对于微波系统来讲， 数据在微波空口传 输容易受到天气等因素的影响， 因此数据延时较大且不固定， 使得在求语音 数据累加和时每个通道的语音信息到达的时间不一致， 若让那些没有新语音 信息到达的通道也参与混音， 会带来较大的杂音， 使得混音效果不能满足要 求。

因此，本发明提出一种新思路来实现混音， 即在一 PCM时隙内针对每一 语音通道输出除本语音通道之外的其它产生新语音信息的语音通道的语音数 据总和。 具体地， 由图 5所示的主控交换装置控制产生 PCM时隙， 如图 6 所示，该主控交换装置在每一 PCM时隙的前半段时间内，分别尝试读取每个 语音通道的接收数据緩存中的语音数据， 将能读出新数据的语音通道标注上 参与混音的记号， 换句话说， 对那些未读出新数据的语音通道则不让其参与 混音， 以有效地避免杂音的产生； 在每一 PCM时隙的后半段时间内， 通过状 态机分别控制每一个通道的混音处理， 分三个状态阶段：

数据累加阶段， 每一语音通道只对满足三个条件的数据进行累加， 即对 已配置为参与本次公务通话的通道、 且从其接收緩存中读到了新数据（标注 有参与混音的记号） 以及是非当前处理通道的新数据进行累加求和， 并记下 累加通道的个数；

数据防溢出阶段， 如果累加和会产生数据溢出， 则将该累加和数据除以 累加通道的个数， 得到一个真实不失真的语音数据； 输出增益阶段， 根据累加和数据真实不失真的语音数据进行相应的放大 或者缩小处理。

本发明为图 2所示的现代微波通信网中的节点设备所配置的主控交换装 置的实施例， 该主控交换装置的结构亦如图 5所示， 包括本地语音编解码单 元、 语音公务数据处理模块以及交换单元， 其中：

本地语音编解码单元设置成： 将本地公务电话设备发出的模拟语音信号 编码成本地新语音信息； 以及， 将语音公务数据处理模块处理的本地通道的 语音数据流解码成模拟的语音信号， 输出到本地公务电话设备上；

本地语音编解码单元包括 RJ45接口、语音编解码芯片以及语音编解码芯 片的外围电路（图中未示） 。

图 5所示的语音公务数据处理模块包括语音时隙处理子模块以及语音数 据包解析或成帧子模块， 其中：

语音时隙处理子模块设置成：通过产生的 PCM时隙的前半时隙控制从空 口接收緩存（图中未示）读取本次通话中各空口语音通道内的新语音信息， 并从本地接收緩存中读取本地语音编解码单元编码的本地新语音信息； 通过 该 PCM 时隙的后半时隙针对每一语音通道将除本语音通道之外的产生新语 音信息的其它语音通道的语音数据进行累加求和、 防数据溢出以及输出增益 处理， 将处理的各空口语音通道的语音数据流传输到空口发送緩存（图中未 示） 中， 同时将处理的本地语音通道的语音数据流传输到本地输出緩存（图 中未示） 中；

语音数据包解析或成帧子模块设置成将从交换单元输入的空口语音通道 的语音数据帧中解析出的语音数据緩存到空口接收緩存（图中未示） 中， 将 空口发送緩存中的语音数据流连同含目的地址和源地址的地址信息和通道信 息一起封装成语音数据包， 输出到交换单元；

交换单元设置成将发自调制解调单元的语音数据帧输出到语音数据包解 析或成帧子模块； 将语音数据包解析或成帧子模块输出的语音数据包交换到 相应的调制解调单元上。

图 7表示出图 5所示的语音公务数据处理模块实施例的结构， 包括依次 连接的空口接收緩存、 本地接收緩存、 使能和选择器 1、 A律 -PCM16线性补 码转换单元、混音控制单元、 PCM13线性码 -A律转换单元、使能和选择器 2、 空口发送緩存、 本地输出緩存， 还包括分别与混音控制单元连接的緩存读写 控制单元、 PCM时隙产生单元以及 CPU配置单元， 其中：

空口接收緩存设置成緩存交换单元输出的除本地通道之外的其它各通道 压缩的语音信息；

本地输出緩存设置成緩存本地通道压缩的语音信息；

使能和选择器 1设置成在混音控制单元的控制下使能并选择空口接收緩 存端口或本地接收緩存端口输出压缩的语音信息；

A律 -PCM16 线性补码转换单元设置成将压缩的 A律语音码解压缩成

PCM16线性码， 再将 PCM16线性码变换成 PCM16线性补码；

A律 -PCM16线性补码转换单元之所以釆用 PCM16线性码而不是标准的 PCM13线性码， 是因为当多路语音信号的 PCM13线性码累加时会有溢出的 可能， 由此会导致语音的失真。 因此， 在此用 PCM16线性码。

混音控制单元设置成： 通过状态机控制-通道处理单元在 PCM时隙产生 单元产生的 PCM时隙的前半段时隙内 ,控制从各接收緩存端口读取并解压的 各语音通道中的新语音数据；在 PCM时隙的后半段时隙内依次控制累加单元 完成新语音数据累加、 除法单元完成数据防溢出处理以及输出增益单元完成 对累加和数据真实不失真的语音数据放大或缩小处理；

PCM13 线性码 -A律转换单元设置成将混音控制单元输出的各语音通道 的 PCM13线性语音码压缩成 A律语音码；

使能和选择器 2设置成在混音控制单元的控制下使能并选择空口发送緩 存端口或本地输出緩存端口； 緩存读写控制单元设置成： 在混音控制单元的控制下，在 PCM时隙的前 半段时隙依次读取空口接收緩存或本地接收緩存中的新语音数据到相应的接 收緩存端口上； 在 PCM时隙的后半段时隙， 将 PCM13线性码 -A律转换单元 压缩的相应通道的 A律语音码緩存在使能和选择器 2选择的空口发送緩存或 本地输出緩存中； PCM时隙产生单元设置成产生 PCM的时隙信号，以及产生帧同步信号、 本地语音编解码单元的读写时钟信号、 读写数据信号；

CPU配置单元设置成接收来自网管的配置数据， 确定参与本次公务电话 的通道（用户） 、 每个通道输出的增益以及是否进行屏蔽本地语音（静音） 操作。

利用图 5所示的本发明的系统实施例实现微波通信网上公务电话的方法 实施例 1 , 譬如图 2中节点 A需要和汇聚节点 E进行点对点通话， 包括以下 步骤：

步骤 1 : 通过本地网管或者统一网管为每一节点设备的主控交换装置配 置并使能各语音通道， 包括本地语音通道和空口语音通道； 并配置与多个调 制解调单元交互语音数据包的交换路由表；

交换路由表含交互语音数据包用的调制解调单元的源地址、 目的地址以 及标识语音业务的通道信息。

通常， 在配置语音通道后还要为调制解调单元配置空口的带宽和调制方 式； 以及为主控交换装置配置交换路由表。

例如， 通过统一网管分别在图 2所示节点设备 I、 K、 Η、 Μ上完成如同 点对点通话的节点的配置， 即首先配置通道信息， 即分别打开节点设备 I、 Κ、 Η、 Μ的各本地通道和其分别对应的节点设备 J的空口通道； 其次在各节点 设备的调制解调单元和主控交换装置上配置媒体接入控制 （MAC , Media Access Control )数据帧的源地址、 目的地址以及通道信息； 然后在各节点设 备的主控交换装置上配置交换路由表信息， 即保证调制解调单元和主控交换 装置的语音数据帧能进行交互；然后配置调制解调单元的空口带宽业务模式。

节点设备 J上的配置稍微复杂一些。 首先配置通道信息， 即打开节点设 备 J的本地通道和 4个空口通道（对应于节点设备 I、 K、 Η、 Μ的空口通道）， 展开多方的会议模式； 在节点设备 J的各个调制解调单元和主控交换装置上 配置 MAC数据帧的源地址、 目的地址以及通道信息； 然后在主控交换装置 上配置交换路由表信息， 即保证各个调制解调单元和主控交换装置的语音数 据帧能进行交互； 然后配置调制解调单元的空口带宽业务模式， 并等待微波 空口链路的建立。

步骤 2: 在建立微波空口链路后， 一节点设备接收到来自本地公务电话 设备的公务通话呼叫后，将该呼叫的模拟语音信号编码成本地语音信息緩存； 譬如图 2中所示的汇聚节点设备 H接收到来自本地公务电话设备的公务 通话呼叫后， 将该呼叫的模拟语音信号编码成本地语音信息緩存。

步骤 3: 参与本次公务通话的各节点设备按时隙通过其调制解调单元从 微波空口收到或从本地读取到本次通话各语音通道的语音数据帧， 从中解析 出新语音信息， 将去除当前处理语音通道语音信息的其它各语音通道的新语 音信息混合成当前处理通道的语音数据流； 将混合成的空口语音通道的语音 数据流连同地址信息和通道信息一起封装成语音数据包， 通过相应的调制解 调单元发送到微波空口； 将混合成的本地通道的语音数据流解码成模拟的语 音信号输出到本地公务电话设备上。

图 8表示出本发明的上述方法实施例中的公务语音数据流， 调制解调单 元解析了空口数据后， 封装成语音数据帧交换到主控交换装置； 由主控交换 装置从语音数据帧提取及緩存本地语音通道的新语音数据和空口语音通道的 新语音数据， 并进行各语音通道的语音混音处理， 将处理的空口语音通道的 语音数据流封装并緩存， 然后交换到相应的调制解调单元， 由调制解调单元 从语音数据包中提取语音数据插入到空口数据帧的固定位置发送到微波空 口。 如图 2所示的中继节点设备 I、 J、 K和边缘节点设备 M均为参与本次公 务通话的节点设备。

譬如节点设备 J按 PCM时隙通过其调制解调单元从微波空口收到本次通 话各通道（1、 K、 Μ及 Η ) 的语音数据帧， 或从本地（J设备）读取到本地 通道的语音数据帧， 分别从各通道中解析出新语音信息， 然后依次地， 去除 I设备通道的语音信息， 将其它各设备（Κ、 Μ、 Η及 J )通道的新语音信息 混合成 I设备通道的语音数据流， 去除 K设备通道的语音信息， 将其它各设 备（ I、 M、 H及 J )通道的新语音信息混合成 K设备通道的语音数据流， ... ...， 最后去除本地 J设备通道的语音信息， 将其它各设备（1、 M、 H及 K )通道 的新语音信息混合成本地 J设备通道的语音数据流； 将混合成的 I、 M、 H及 K设备各通道的语音数据流连同地址信息和通道信息一起封装成语音数据 包， 通过相应的调制解调单元发送到微波空口； 将混合成的本地 J设备通道 的语音数据流解码成模拟的语音信号输出到本地公务电话设备上。

其它节点设备的做法类似于节点设备 J, 在此不再赘述。

以上实施例例举的是多点的公务通话， 釆用本发明的上述方法还可以进 行跨节点的公务通话， 譬如图 2中所示的节点设备 A和节点设备 D之间进行 跨节点的公务通话。 在节点设备 A和 D上分别完成如同点对点通话的配置。 在节点设备 E上的配置则要使得它只对应 A、 D节点的空口参与会议， 禁止 本地的语音通道参与会议， 其它的配置与前述相同。 这样相当于在节点设备 A、 D、 E上都是两方会议。 所以节点设备 E相当于一个交换节点。 节点设备 A在本地听到的是节点设备 D通过空口传输到节电设备 E, 再交换后传输到 节点设备 A的语音， 同理节点设备 D也是一样。依次原理， 节点设备 A可以 和跨越更多的节点设备进行通话， 比如和节点设备0、 H、 M, 等等。

本发明通过以上步骤的混音操作， 可以实时根据语音通道的状态， 动态 累加计算求和， 动态输出防溢出控制， 有效地解决了微波传输带来的数据延 迟问题， 从而有效地抑制了混音所出现语音杂音。

工业实用性

与现有技术相比， 本发明通过节点设备上的主控交换装置实现多方公务 电话功能， 通过引入统一网管配置， 釆用语音通道可配的方式使得工程人员 能在微波通信网上灵活开展点对点的公务， 多方会议公务以及跨点之间的公 务活动。 此外， 本发明在技术上解决了因微波空口带来数据延时造成的语音 杂音问题， 同时本发明在各路语音输出时可实现语音自动增益动态调整。

Claims

权 利 要 求 书

1、一种实现微波通信网上公务电话的系统， 包括为建立在微波空口链路 中的节点设备配置的主控交换装置以及多个调制解调单元， 其中：

所述主控交换装置配置有本地语音通道及一个或多个空口语音通道， 并 设置成： 在一时间间隔内， 针对本次通话， 在每一语音通道中将除本语音通 道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据进行混音， 将混音后得 到的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包发送给所述各空口语音 通道相对应的调制解调单元；

所述调制解调单元设置成将从所述主控交换装置接收到的语音数据包中 的语音数据提取出来， 并插入到空口数据帧中通过调制发送到微波空口。

2、 按照权利要求 1所述的系统， 还包括本地公务电话设备， 其中， 所述本地公务电话设备设置成： 发出本地模拟语音信号， 以及输出所述 主控交换装置解码的本地模拟语音信号；

所述主控交换装置还设置成： 将所述本地公务电话设备发出的本地模拟 语音信号编码成本地新语音信息， 以及将混音后得到的本地语音通道的语音 数据流解码成本地模拟语音信号。

3、 按照权利要求 2所述的系统， 其中，

所述调制解调单元还设置成将从所述微波空口接收的空口数据帧中解析 出的语音数据流， 连同地址信息和通道信息一起封装成语音数据帧输出到所 述主控交换装置；

所述主控交换装置还设置成根据从所述语音数据帧中解析出的所述地址 信息和通道信息解析出本次通话中各空口语音通道的新语音信息。

4、 按照权利要求 2或 3所述的系统， 其中， 所述主控交换装置包括本地 语音编解码单元、 语音公务数据处理模块以及交换单元， 其中，

所述本地语音编解码单元设置成： 将所述本地公务电话设备发出的本地 模拟语音信号编码成本地新语音信息； 将所述语音公务数据处理模块输出的 本地语音通道的语音数据流解码成本地模拟语音信号； 所述语音公务数据处理模块设置成： 通过产生脉冲编码调制时隙控制读 取所述本地语音编解码单元编码的本地新语音信息， 并控制读取从所述交换 单元输出的语音数据帧中解析出的本次通话中各空口语音通道的新语音信 息， 针对每一语音通道将除了本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音 通道的语音数据进行累加求和及输出增益处理； 将处理的各空口语音通道的 语音数据流封装成所述语音数据包输出到所述交换单元， 将处理的本地语音 通道的语音数据流输出给所述本地语音编解码单元；

所述交换单元设置成： 将从发自所述调制解调单元的语音数据帧输出到 所述语音公务数据处理模块； 根据所述语音公务数据处理模块输出的语音数 据包中的地址信息和通道信息将该语音数据包交换到调制解调单元上。

5、 按照权利要求 4所述的系统， 其中， 所述语音公务数据处理模块包括 空口语音时隙处理子模块和语音数据包解析或成帧子模块， 其中，

所述空口语音时隙处理子模块设置成： 通过所述脉冲编码调制时隙的前 半时隙控制从空口接收緩存读取到本次通话各空口语音通道的新语音信息， 在所述脉冲编码调制时隙的后半时隙进行所述累加求和及输出增益处理， 将 处理的各空口语音通道的语音数据流緩存到空口发送緩存中， 将处理的本地 语音通道的语音数据流緩存到本地输出緩存中；

所述语音数据包解析或成帧子模块设置成： 将来自所述交换单元的所述 语音数据帧中解析出的本次通话各空口语音通道的新语音信息緩存到所述空 口接收緩存中； 将所述空口发送緩存中的所述各空口语音通道的语音数据流 封装成语音数据包后输出到所述交换单元；

所述本地语音编解码单元是设置成将所述本地输出緩存中的语音数据流 解码成本地模拟语音信号并输出。

6、 按照权利要求 5所述的系统， 其中，

所述空口语音时隙处理子模块还设置成： 在所述脉冲编码调制时隙的后 半时隙进行所述累加求和时， 若累加求和的结果会产生溢出， 则将所述累加 求和的结果除以参与累加求和的语音通道的个数后得到不失真的语音数据， 再对所述不失真的语音数据进行输出增益处理。

7、 一种实现微波通信网上公务电话的主控交换装置， 其特征在于， 所述 主控交换装置配置在微波空口链路中的节点设备上，

所述主控交换装置配置有本地语音通道及一个或多个空口语音通道， 并 设置成： 在一时间间隔内， 针对本次通话， 在每一语音通道中将除本语音通 道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据混音， 将混音后得到的 各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包交换输出。

8、 按照权利要求 7所述的装置， 其中， 所述主控交换装置包括本地语音 编解码单元、 语音公务数据处理模块以及交换单元， 其中， 所述本地语音编解码单元设置成： 将模拟语音信号编码成本地新语音信 息； 将所述语音公务数据处理模块输出的本地语音通道的语音数据流解码成 本地模拟语音信号；

所述语音公务数据处理模块设置成： 通过产生脉冲编码调制时隙控制读 取所述本地语音编解码单元编码的本地新语音信息， 并控制读取从所述交换 单元输出的语音数据帧中解析出的本次通话中各空口语音通道的新语音信 息， 针对每一语音通道对除了本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音 通道的语音数据进行累加求和及输出增益处理； 将处理的各空口语音通道的 语音数据流封装成语音数据包输出到所述交换单元， 将处理的本地语音通道 的语音数据流输出给所述本地语音编解码单元；

所述交换单元设置成： 将接收到的语音数据帧输出到所述语音公务数据 处理模块； 将所述语音公务数据处理模块输出的语音数据包根据该语音数据 包中的地址信息和通道信息交换输出。

9、 按照权利要求 8所述的装置， 其中， 所述语音公务数据处理模块包括 空口语音时隙处理子模块和语音数据包解析或成帧子模块， 其中，

所述空口语音时隙处理子模块设置成： 通过所述脉冲编码调制时隙的前 半时隙控制从空口接收緩存读取到本次通话各空口语音通道的新语音信息， 在所述脉冲编码调制时隙的后半时隙进行所述累加求和及输出增益处理， 将 处理的各空口语音通道的语音数据流緩存到空口发送緩存中， 将处理的本地 语音通道的语音数据流緩存到本地输出緩存中； 所述语音数据包解析或成帧子模块设置成： 将来自所述交换单元的所述 语音数据帧中解析出的本次通话各空口语音通道的新语音信息緩存到所述空 口接收緩存中； 将所述空口发送緩存中的所述各空口语音通道的语音数据流 封装成语音数据包后输出到所述交换单元；

所述本地语音编解码单元是设置成将所述本地输出緩存中的语音数据流 解码成本地模拟语音信号并输出。

10、 按照权利要求 9所述的装置， 其中，

所述空口语音时隙处理子模块还设置成： 在所述脉冲编码调制时隙的后 半时隙进行所述累加求和时， 若累加求和的结果会产生溢出， 则将所述累加 求和的结果除以参与累加求和的语音通道的个数后得到不失真的语音数据， 再对所述不失真的语音数据进行输出增益处理。

11、 一种实现微波通信网上公务电话的方法， 包括：

为建立在微波空口链路中的节点设备进行本地语音通道及一个或多个空 口语音通道的配置；

所述节点设备接收到本地公务电话设备发出的公务通话呼叫后， 将该呼 叫的模拟语音信号编码成本地新语音信息緩存； 以及

参与本次通话的节点设备在一时间间隔内针对本次通话， 将每一语音通 道中除本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据进行混 音， 将混音后得到的各空口语音通道的语音数据流封装成语音数据包调制发 送到微波空口。

12、 按照权利要求 11所述的方法， 其中， 将每一语音通道中除本语音通 道之外的产生新语音信息的其它语音通道的语音数据进行混音的步骤包括： 将从各空口语音通道的语音数据帧中解析出的新语音信息緩存； 通过产生脉冲编码调制时隙的前半时隙控制读取緩存的本地新语音信息 及各空口语音通道的新语音信息， 通过所述脉冲编码调制时隙的后半时隙针 对每一语音通道将除了本语音通道之外的产生新语音信息的其它语音通道的 语音数据进行累加求和及输出增益处理； 将处理的各空口语音通道的语音数 据流封装成语音数据包调制发送， 将处理的本地语音通道的语音数据流解码 输出到本地公务电话设备上。

13、 按照权利要求 12所述的方法， 还包括：

所述参与本次通话的节点设备在所述脉冲编码调制时隙的后半时隙进行 所述累加求和时， 若累加求和的结果会产生溢出， 则将所述累加求和的结果 除以参与累加求和的语音通道的个数后得到不失真的语音数据， 再对所述不 失真的语音数据进行输出增益处理。