基于TD-SCDMA煤炭专网的呼叫控制研究与实现

摘要

随着TD-SCDMA通信技术的推广普及和煤炭企业信息化的发展,基于TD煤炭专网通信系统是一个提供语音业务、数据业务、实时监控调度业务的综合性通信服务平台,既解决了目前煤炭行业通信系统技术比较落后的问题,又提高了生产效率,为人员生命财产安全提供有利保证,成功打造了数字化矿山。
　　课题首先分析了矿山安全生产与应急通信方面所面临的困境以及国内外煤炭专网通信技术的优缺点。然后详细阐述了煤矿井上井下通信特点和我国自主研发的第三代移动通信标准TD-SCDMA技术应用于专网的优势。依据上述特点本文引用了一种新型矿用无线通信系统——TD煤炭专网总体解决方案,通过与公网系统架构比较,更能突显出此网络的系统组成和功能特色在矿区特殊环境下的应用优势。那么,我们对TD煤炭专网通信系统进行了二次开发,也就是将核心网电路域MSC的功能集成到第一代设备TDR100中。本文主要对呼叫控制功能进行了研究,首先对专网电路域进行了优化设计,分别从系统功能、逻辑结构、协议栈结构来分析,系统采用模块化的设计原则,提出了电路域模块间结构设计。经过对主被叫呼叫信令流程和释放信令流程的设计优化,分别对业务状态机和软件处理流程进行了详细设计,来完成专网特有的呼叫控制处理模块的软件实现。并且为了实现煤矿调度业务引入了Nc接口,即根据3GPP协议和SIP协议将NAS消息转换为SIP消息,这样既降低了成本又提高了设备的通用性。最后,将应用程序移植到VxWorks单板环境下并搭建测试环境,完成联调测试工作。
　　测试结果表明,我们成功将电路域集成到TDR100中,形成第二代设备TDR200。新型的TD煤炭专网通信系统集成接入网和核心网于一体,在简化网元和优化协议后,有效实现了通信系统的基本语音呼叫功能,这为专网通信系统的推广和应用提供了有利依据。

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1 绪论

1.1研究背景

1.2课题的研究意义

1.3本文主要工作及内容安排

2 TD煤炭专网的理论基础

2.1 煤炭专网的通信特点

2.2 TD-SCDMA技术介绍

2.3 SIP协议介绍

2.4 本章小结

3 TD煤炭专网总体解决方案

3.1 基于TD技术的煤炭专网设计

3.2 TD煤炭专网CS域的优化设计

3.3 本章小结

4 TD煤炭专网呼叫控制设计与软件实现

4.1 CM子层概述

4.2 CS域结构设计

4.3 呼叫处理过程的信令设计

4.4 呼叫控制模块软件详细设计与实现

4.5 呼叫控制相关NAS消息与SIP消息互转

4.6 本章小结

5 呼叫控制过程的测试与分析

5.1 测试环境搭建

5.2 软件编译与移植过程

5.3 测试方法

5.4 呼叫过程相关测试用例设计

5.5 课题测试结果与分析

5.6 本章小结

6 结论

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附 录