引言：

    專用移動(dòng)通信是指供各部門和單位內(nèi)部使用的移動(dòng)通信系統(tǒng)，主要提供指揮調(diào)度通信服務(wù)，故也稱無線調(diào)度通信。該系統(tǒng)應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全起著十分重要的作用。但是如何在保證專用移動(dòng)通信的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)普通電話網(wǎng)絡(luò)和專用移動(dòng)通信系統(tǒng)的可靠轉(zhuǎn)接、確保通信質(zhì)量一直是一個(gè)比較難以解決的問題。因此，本文介紹了一種有線/無線混合指揮調(diào)度通信系統(tǒng)方案，該方案主要以有線/無線轉(zhuǎn)接子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將無線對(duì)講機(jī)網(wǎng)絡(luò)和有線通信網(wǎng)經(jīng)人工應(yīng)答轉(zhuǎn)接方式可靠的的連成一體，完成無線對(duì)講機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間及無線對(duì)講機(jī)網(wǎng)絡(luò)和有線通信網(wǎng)的通信，同時(shí)實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度的功能。

  系統(tǒng)組成

    有線/無線混合指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    從圖1可以看出，我們主要實(shí)現(xiàn)的是由數(shù)字程控交換機(jī)及所連接的有線電話、無繩電話構(gòu)成的有線通信網(wǎng)和無線對(duì)講機(jī)網(wǎng)之間的互連。因此，我們?cè)谘芯繑?shù)字程控交換機(jī)的有線傳輸方式和無線對(duì)講機(jī)的無線通信方式的基礎(chǔ)上，在兩者之間增加一個(gè)有線/無線轉(zhuǎn)接子系統(tǒng)，該有線/無線轉(zhuǎn)接子系統(tǒng)由有線/無線轉(zhuǎn)接器、雙工基地臺(tái)、基地臺(tái)天饋系統(tǒng)組成，它主要有兩個(gè)作用：一是完成語音信號(hào)、撥號(hào)信號(hào)的轉(zhuǎn)接功能；二是根據(jù)對(duì)固定電話方的話音檢測(cè)結(jié)果控制轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)的收發(fā)狀態(tài)。其中無線對(duì)講機(jī)網(wǎng)中的對(duì)講機(jī)具有異頻單工頻道及同頻單工頻道兩個(gè)信道，共占用三個(gè)頻率點(diǎn)；雙工基地電臺(tái)為異頻雙工方式，收發(fā)頻率與手機(jī)異頻單工頻率互補(bǔ)。同時(shí)為了保證指揮調(diào)度通信工作準(zhǔn)確進(jìn)行，該子系統(tǒng)還同時(shí)完成以下功能：

* 對(duì)講機(jī)脫網(wǎng)對(duì)講
    對(duì)講機(jī)采用同頻單工方式，可脫離雙工基地臺(tái)直接對(duì)講。通話距離2-3Km。
* 對(duì)講機(jī)入網(wǎng)通話
    對(duì)講機(jī)采用異頻單工方式，通話由雙工基地臺(tái)及有線/無線轉(zhuǎn)接器轉(zhuǎn)發(fā)。通話距離：對(duì)講機(jī)至基地臺(tái)3-5Km，對(duì)講機(jī)至對(duì)講機(jī)最大6-10Km。

* 對(duì)講機(jī)入網(wǎng)對(duì)講
    對(duì)講機(jī)之間通過基地臺(tái)及工作于無線/無線轉(zhuǎn)接方式的轉(zhuǎn)接器轉(zhuǎn)發(fā)直接對(duì)講，與任何有線電話及無繩電話互不干擾。

 * 電話（或無繩電話）呼叫全部對(duì)講機(jī)

    一部有線電話（或無繩電話）撥號(hào)呼叫對(duì)講機(jī)網(wǎng)占用的電話號(hào)碼，振鈴三次后，有線/無線轉(zhuǎn)接器自動(dòng)摘機(jī)，接通有線/無線及無線/無線話音通道，有線電話與全部對(duì)講機(jī)以會(huì)議方式通話。通話完畢，有線方掛機(jī)，無線方聽忙音三秒鐘，有線/無線轉(zhuǎn)接器拆掉有線/無線話音通道。

    * 對(duì)講機(jī)呼叫有線電話

  一部對(duì)講機(jī)按著PTT（Press To Talk）時(shí)按下 * 鍵，釋放PTT后聽見撥號(hào)音，再按著PTT撥某一部有線電話（或者無繩電話）號(hào)碼，再釋放PTT聽回鈴，有線方摘機(jī)雙方通話，所有其他對(duì)講機(jī)可參與通話。通話完畢，有線方掛機(jī)，無線方聽忙音三秒鐘，有線/無線轉(zhuǎn)接器拆掉有線/無線話音通道。

    * 召集會(huì)議

    調(diào)度員可設(shè)置多部有線電話、無繩電話及對(duì)講機(jī)（占用有線號(hào)碼，包括所有對(duì)講機(jī)）參加會(huì)議。會(huì)議最多60個(gè)有線用戶號(hào)碼，其中雙向通話用戶（雙工用戶）22 個(gè)號(hào)碼。對(duì)講機(jī)應(yīng)設(shè)置為雙向通話用戶。指揮長為雙向通話用戶，統(tǒng)一指揮全部參加會(huì)議的用戶，向全部會(huì)議用戶發(fā)指令，會(huì)議中的其他雙向通話用戶（包括全部對(duì)講機(jī)）可對(duì)指令應(yīng)答。

    整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)無空隙覆蓋很大范圍內(nèi)需要通話的地域，完成指揮調(diào)度通話任務(wù)，同時(shí)通過數(shù)字程控交換機(jī)上的二線環(huán)路中繼板與外線市話相連，可以使系統(tǒng)內(nèi)部用戶和市話用戶進(jìn)行通信。

    關(guān)鍵技術(shù)分析

對(duì)于有線/無線轉(zhuǎn)接器來說，進(jìn)行可靠的語音存在檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)入有線通信網(wǎng)及不同對(duì)講機(jī)通話的基礎(chǔ)。早期一般采用比較簡單的能量檢測(cè)方法，對(duì)噪聲比較敏感，只適用于高信噪比的條件。改進(jìn)后的一些方法，如過零率和自適應(yīng)門限等，但是對(duì)于干擾強(qiáng)度大、類型復(fù)雜的無線信道或存在強(qiáng)干擾噪聲條件下的有線信道仍然難以適應(yīng)。對(duì)于我們這里的語音存在檢測(cè)有自身的特點(diǎn)，首先，不能簡單地按照話音的有無控制轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)的收發(fā)狀態(tài)，因?yàn)橐话闳苏f話的過程中難免會(huì)有停頓。其次，因?yàn)槭褂玫沫h(huán)境并不能達(dá)到無噪的要求，如果背景噪聲太大，那么必然會(huì)引起轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)的狀態(tài)不穩(wěn)定。因此，在這里我們選用信令檢測(cè)的方法，即通過程控交換機(jī)的用戶線信令和對(duì)講機(jī)的DTMF信號(hào)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的程控交換機(jī)用戶線信令主要有鈴流、撥號(hào)音、忙音、回鈴音等。

    如圖2所示。當(dāng)固定電話撥打?qū)χv機(jī)的時(shí)候，有線/無線轉(zhuǎn)接器通過單片機(jī)在檢測(cè)到程控交換機(jī)振鈴電流（25Hz）信令三次后自動(dòng)摘機(jī)，接收來自交換機(jī)的語音信號(hào)，同時(shí)通過單片機(jī)控制轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)的收/發(fā)狀態(tài)。并在通話過程中，用固定電話的話音對(duì)對(duì)講機(jī)進(jìn)行控制，有話音的情況下將轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)置于發(fā)射狀態(tài)，無話音時(shí)置于接受狀態(tài)；固定電話掛機(jī)后，有線/無線轉(zhuǎn)接器接收來自交換機(jī)的忙音信令，自動(dòng)掛機(jī)，并通過單片機(jī)控制PTT將對(duì)講機(jī)置于接收狀態(tài)。在對(duì)講機(jī)撥打固定電話時(shí)，有線/無線轉(zhuǎn)接器通過單音/DTMF檢測(cè)模塊接收來自對(duì)講機(jī)的DTMF信號(hào)，這里的DTMF信號(hào)分為三種：“*”為呼叫有線，單音/DTMF檢測(cè)模塊檢測(cè)到“*”信令之后，從中提取目標(biāo)電話的號(hào)碼，自動(dòng)摘機(jī)，再生DTMF信號(hào)并發(fā)送到交換機(jī)，同時(shí)將轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)置于發(fā)射狀態(tài)，以便及時(shí)向通話對(duì)講機(jī)反饋線路情況，如果目標(biāo)電話忙，將忙音（450Hz+25Hz）發(fā)射到通話對(duì)講機(jī)，并在10秒鐘后自動(dòng)掛機(jī)，將對(duì)講機(jī)切回到接收狀態(tài)，如果目標(biāo)電話空閑則將回鈴音發(fā)往通話對(duì)講機(jī)，目標(biāo)電話摘機(jī)后，信令檢測(cè)電路重新開始工作；“#61”為開發(fā)射機(jī)，進(jìn)行無線對(duì)講機(jī)之間對(duì)講，“#60”為關(guān)閉基站發(fā)射機(jī)。使用信令檢測(cè)方式可以很好的避免噪聲和話音控制等問題，同時(shí)還可以保證控制的準(zhǔn)確性，在實(shí)踐過程中證明是切實(shí)可行的。

     側(cè)音消除是一個(gè)極其重要的問題，因?yàn)樵谶M(jìn)行轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)收發(fā)控制的時(shí)候，不僅來自固定電話的話音會(huì)進(jìn)入話音檢測(cè)電路，同樣的，來自通話對(duì)講機(jī)的話音會(huì)進(jìn)入話音檢測(cè)電路當(dāng)中，這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)接對(duì)講機(jī)收發(fā)狀態(tài)混亂，無法完成正常通話。應(yīng)用有線/無線轉(zhuǎn)接器的二/四線轉(zhuǎn)換消側(cè)音電路可以減輕這一問題。同時(shí)也可完成用戶信號(hào)到接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的二/四線轉(zhuǎn)換。

     對(duì)于通話中由于信令檢測(cè)及PTT握鍵等造成的延時(shí)，使對(duì)講機(jī)用戶可能聽不到有線用戶開始講話時(shí)的幾個(gè)音節(jié)，降低了轉(zhuǎn)接的通信效果。我們可以通過單片機(jī)中的軟件編程來實(shí)現(xiàn)對(duì)有線語音信號(hào)進(jìn)行可靠的延時(shí)，從而克服由PTT延時(shí)造成的剪音現(xiàn)象。

    系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

     在該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，對(duì)于重要的有線/無線轉(zhuǎn)接器部分，我們采用專用的DTMF編解碼芯片結(jié)合51系列單片機(jī)加上必要的通話電路完成。主要實(shí)現(xiàn)與有線通信網(wǎng)的接口，根據(jù)接收到的交換機(jī)信號(hào)完成自動(dòng)摘掛機(jī)操作，DTMF信號(hào)的接收、分解和恢復(fù)以及信號(hào)狀態(tài)燈光指示等功能。在實(shí)際應(yīng)用中，電話通話芯片我們選用的是荷蘭飛利浦公司的TEA1062，DTMF編解碼芯片我們選用的是Mitel公司的MT8880，單片機(jī)我們選用的是Atmel公司的89C51。

     對(duì)于89C51單片機(jī)和MT8880之間的接口問題，一直以來存在二個(gè)問題，首先89C51芯片沒有一個(gè)單一的R/ 引腳，而分為 、兩個(gè)引腳，無法和MT8880的R/ 端直接相連。另外89C51不能給出MT8880所需的Ф2脈沖。過去一般是采用添加硬件來解決，但是附加硬件不僅增加設(shè)備的體積，而且降低電路工作的可靠性。在這里我們采用的是MT8880與89C51單片機(jī)的最簡單接口方法。

在圖3中，將MT8880的D0—D3、R/ 、RS0、Ф2腳直接接在89C51的某一組I/O端口，片選直接接地，恒選通。當(dāng)89C51對(duì)MT8880進(jìn)行讀寫操作時(shí)，首先根據(jù)要進(jìn)行的操作，確定出相應(yīng)的控制字。進(jìn)行寫操作時(shí)，先把控制字送到P1口，給出 MT8880端口所需的電平及輸入數(shù)據(jù)。然后從P1.6口送入正脈沖Ф2。具體程序如下：

   MOV   P1,#**H；送控制字
CPW：SETB  P1.6   ；發(fā)Ф2正脈沖上升沿
     NOP
     NOP
     CLR    P1.6    ；發(fā)Ф2正脈沖下降沿
實(shí)用中，將標(biāo)號(hào)CPW開始的語句寫成子程序CPW，則使用更方便，寫MT8880的程序可簡化為：
     MOV   P1，#**H
     LCALL  CPW
同樣，讀MT8880時(shí),先送控制字,再送Ф2脈沖。程序如下：
     MOV   P1，#**H
     LCALL  CPR
其中讀MT8880的Ф2脈沖子程序CPR與上面寫MT8880的Ф2脈沖子程序CPW稍有不同，如下所示：
CPR：SETB  P1.6    ；發(fā)Ф2正脈沖上升沿
      NOP
      NOP
      MOV   A，P1  ；將讀出數(shù)據(jù)存入ACC
      ANL   A，#0FH；數(shù)據(jù)在ACC低四位
      CLR    P1.6    ；發(fā)Ф2正脈沖下降沿
      RET

    按以上方法就可以對(duì)MT8880內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器、控制器及狀態(tài)寄存器進(jìn)行讀寫操作，控制MT8880工作。

    有線/無線轉(zhuǎn)接系統(tǒng)軟件是為了滿足通信之間的連接而設(shè)計(jì)的，其基本任務(wù)是識(shí)別各種輸入信號(hào)，控制有關(guān)硬件電路完成轉(zhuǎn)接關(guān)系并輸出規(guī)定的顯示信息。系統(tǒng)的輸入包括操作過程中的按鍵輸入和信道遠(yuǎn)端的呼叫請(qǐng)求，輸出則體現(xiàn)為操作目的的實(shí)現(xiàn)和相應(yīng)的聲光信號(hào)。另外，為了保證系統(tǒng)在各種環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)，軟件中必須采取抗干擾、采樣延時(shí)等措施，提高系統(tǒng)的可靠性。本軟件采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，把按鍵處理、呼叫處理、燈光指示、自動(dòng)拆線分別作成模塊，彼此通過一族系統(tǒng)變量建立聯(lián)系。這一組系統(tǒng)變量包含了接口控制、狀態(tài)序號(hào)以及顯示模式三部分。在不影響程序可讀性的前提下，還加入了系統(tǒng)重入、復(fù)位陷阱等安全措施。

    結(jié)語

    本有線/無線混合指揮調(diào)度通信系統(tǒng)采用信令檢測(cè)、處理及控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)用性，該系統(tǒng)經(jīng)過性能測(cè)試、功能試驗(yàn)、通信試驗(yàn)，其性能指標(biāo)及控制功能均達(dá)到要求。與國內(nèi)同類產(chǎn)品相比，具有功能全、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、通話質(zhì)量好的特點(diǎn)，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。目前該系統(tǒng)已應(yīng)用于有關(guān)大型試驗(yàn)場(chǎng)，滿足其指揮調(diào)度通信要求。當(dāng)然它強(qiáng)大的功能使得它不經(jīng)改動(dòng)或通過細(xì)微的改動(dòng)就能應(yīng)用到其它許多有有線/無線轉(zhuǎn)接的系統(tǒng)上，有著較為理想的發(fā)展前景。