基于IP网络的集群调度系统的研究与开发

摘要

近年来，随着集群通信系统的发展，它的方便、快捷、灵活、信道资源共享等特点日益突出，使得其对跨地市之间的通信、调度需求也更加迫切。然而，模拟集群通信系统存在着很多缺点，如技术落后、功能单一、不易联网、不便加密、系统容量小、频率利用率低等，而数字集群通信系统由于其兼容性、开放性、频谱利用率高及保密功能强等特点已成为集群通信发展的必然趋势。 MPT1327是模拟信令时代的典范，而TETRA数字集群通信系统作为新一代数字集群系统，它公开的标准以及能够提供多种业务的特性使得其应用越来越广泛。目前我国正处于一个模拟集群向数字集群过渡的阶段，由于模拟集群技术的成熟性、广泛的应用及相对低廉的造价在一定时间内仍将继续存在，研究和实现模拟与数字集群信令同时共存的终端设备具有重大的现实意义和理论价值。 本文在收集MPT1327和TETRA集群标准的基础上，分析了MPT1327信令标准和TETRA数字集群通信系统采用的网络结构及接口：采用当前比较流行的嵌入式技术和IP技术构建了以ARM+DSP为核心，包括音频采样、语音编码/解码、网络及E1收发器等芯片的硬件平台，在设计中采用了在线可编程芯片，简化了硬件设计，便于系统维护和升级：完成了引导装载程序U-Boot及嵌入式Linux在基于S3C2410芯片的硬件平台上的移植：完成了语音处理模块及网络模块的驱动程序设计；设计了调度系统的软交换控制协议，同时采用Socke网络编程实现了软交换协议，并利用IP组播技术解决了调度系统中如何实现多方会议的问题：利用VC++设计了一个PC机上的配制服务器，用以集中对终端设备进行参数配置。最后对系统中的语音处理、网络、整体性能及系统管理配置进行了测试，测试结果表明本文构建的系统平台是一个可行的调度系统平台，并能在集群通信中有很好的应用和发展前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章概述

1.1集群通信系统发展概述

1.1.1同频单工对讲

1.1.2常规通信

1.1.3集群通信

1.2集群通信系统与公众移动通信系统的差异

1.3国外集群系统发展情况

1.3.1 MPT1327系统

1.3.2 TETRA系统

1.3.3 iDEN系统

1.4我国集群通信标准发展情况

1.5论文开发背景及主要工作

第2章集群系统标准体制介绍

2.1 MPT1327信令

2.1.1 MPT1327信令简介

2.1.2主要技术特性

2.2 TETRA集群系统

2.2.1 TETRA网络结构

2.2.2 TETRA接口

2.2.3 TETRA技术体制和标准

第3章系统总体实现方案

3.1系统组成

3.2系统功能介绍

3.2.1系统常规功能

3.2.2系统控制与管理功能

3.2.3系统诊断和可靠性功能

3.2.4系统功能模块

3.3 IP媒体流的实时传输与控制

3.3.1实时传输协议(RTP)

3.3.2实时传输控制协议(RTCP)

3.3.3语音IP流的实现

3.4嵌入式系统的构建

3.4.1 U-Boot的移植

3.4.2嵌入式Linux的移植

3.4.3文件系统的构建

第4章基于DSP的语音处理系统设计

4.1语音编解码介绍

4.1.1语音编码分类

4.1.2常用语音编码介绍

4.2 TETRA中的语音编解码技术

4.2.1 ACELP编码器

4.2.2 ACELP解码器

4.3语音处理模块设计

4.3.1 AC48304控制器简介

4.3.2语音硬件设计接口

4.3.3 DSP驱动程序设计

4.4解码应用程序设计

第5章基于ARM的嵌入式以太网接入设计

5.1嵌入式以太网接入介绍

5.2以太网接口设计

5.2.1 LAN9211以太网控制器简介

5.2.2以太网接入硬件设计

5.3 LAN9211驱动程序设计

5.3.1网络驱动模型

5.3.2驱动程序设计

5.4网络防火墙的构建

第6章软交换功能模块设计

6.1系统总体流程

6.2软交换协议设计

6.2.1格式设计

6.2.2功能设计

6.2.3工作流程

6.3软交换的实现及主要技术

6.3.1 IP组播技术

6.3.2 IP组播的应用程序接口

第7章系统功能测试及结论

7.1语音处理系统调试及分析

7.2网络通信调试及分析

7.3系统整体测试

7.4配置服务器设计及调试

结论

参考文献

致 谢

附录