数字中继系统构架设计说明书.docx
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数字中继系统构架设计说明书
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公开
版本号
V1.0
文件编号
系统构架设计说明书
数字中继
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批准
发行日期
摘要
陈维明
2010/2/22
目录
1文档历史3
2文档目的3
3背景介绍3
4系统分析4
4.1系统框图4
4.2系统信息流分析7
4.3系统接口14
5开发环境14
5.1硬件平台和开发装置14
5.2软件开发环境15
6系统各部分或子系统设计16
7测试相关设计18
8集成测试或单元测试用例18
9参考文献18
10缩略语19
11致谢19
1文档历史
版本号
日期
修改的原因
修改人
0.1
2012/3/15
创建初稿
孙陟
2文档目的
Ø写此文档的目的:
后续开发提供技术规范，方便维护以及扩展为.
Ø此文档所要起的作用，相关使用人:
开发人员，及感兴趣的相关人员。
Ø该文档所要包括的内容：
ROIP网关的简要介绍，框架接口，和关键模块的设计。
3背景介绍
Ø随着Internet网络的普及，一种可以通过IP网络传输语音、视频等业务的VoIP技术迅速发展。
VoIP技术是广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，主要提供语音传输的服务，完成世界各地有网络覆盖地区之间的语音连接，比较传统的全球通话业务，VoIP的语音通信费用更低，组网更加方便，具有非常大的市场需求，才得以让VoIP技术迅速发展，充分体现了IP数据网络的巨大作用和应用潜力。
纵使VoIP的应用如此广泛，但VoIP仍不能完成无线电与IP网络互联的应用。
ØROIP-GW是一种专用的无线通讯终端网络接入设备，通过先进的语音处理技术和软交换技术可以使不同类型，不同频段的对讲机无缝接入到IP网络。
既可实现远距离的无线对讲通讯，也可实现无线设备与有线设备的互连互通，方便解决无线网络调度，管理，及大范围组网调度中存在的难题，可广泛适用于铁路，公安，军队以及其他有无线对讲机业务的单位，实现远距离大规模无线组网通信。
Ø转来自WIKI的原文描述：
RadiooverInternetProtocol,orRoIP,issimilartoVoIP,butaugmentstwo-wayradiocommunicationsratherthantelephonecalls.Fromthesystempointofview,itisessentiallyVoIPwithPTT（PushToTalk）.Totheuseritcanbeimplementedlikeanyotherradionetwork.WithRoIP,atleastonenodeofanetworkisaradio（oraradiowithanIPinterfacedevice）connectedviaIPtoothernodesintheradionetwork.Theothernodescanbetwo-wayradios,butcouldalsobedispatchconsoleseithertraditional（hardware）ormodern（softwareonaPC）,POTStelephones,softphoneapplicationsrunningonacomputersuchasSkypephone,PDA,smartphone,orsomeothercommunicationsdeviceaccessibleoverIP.RoIPcanbedeployedoverprivatenetworksaswellasthepublicInternet.Itisusefulinlandmobileradiosystemsusedbypublicsafetydepartmentsandfleetsofutilitiesspreadoverabroadgeographicarea.[1]Likeothercentralizedradiosystemssuchastrunkedradiosystems,issuesofdelayorlatencyandrelianceoncentralizedinfrastructurecanbeimpedimentstoadoptionbypublicsafetyagencies.
Refertohttp:
//en.wikipedia.org/wiki/RoIP
4系统分析
4.1系统框图
-BizEngine负责主要的业务逻辑，并派发任务给其他组件。
-SipListenerImpl负责监听来自SIP网络的呼叫进入和数据，并转发至BizEngine做进一步处理。
-DpmrListenerImpl负责监听来自DPMR模块的数据进入，并转发至BizEngine做进一步处理。
-SipDpmrManager负责发送消息数据至SIP网络和DPMR模块。
-SIPPackage支持ROIP-GW在SIP网络中扮演SIPUA的角色，支持SIP协议，和其他SIPUA交互（有些开源的项目的实现，如doubango）。
-DPMRPackage是DPMR功能模块，支持ROIP-GW与DPMR无线网设备通信。
-ROIP-GW由HOST和DPMR模块组成。
-HOST模块通过SIPAgent（doubango）与SIP网络通信。
-HOST模块通过DPMRAdapter组件与ROIP-GW模块交互（目前是基于串口和模拟音频接口）。
-DPMR模块可以是具体的DPMR对讲机，通过DPMRAdapterStub组件与HOST模块通信。
同时还与其他DPMR对讲机通信。
4.2系统信息流分析
TODO:
-呼叫流程图是否可以区分单呼和组呼的情况？
4.2.1.1SIP端发起代理方式呼叫流程
1．用户A（SIPUA）向其所属的域代理服务器（软交换）PROXY1发起INVITE请求消息，在该消息中的消息体中带有用户A的媒体属性SDP描述；
2．PROXY1返回407响应，要求鉴权；
3．用户A发送ACK确认消息；
4．用户A重新发送带有鉴权信息的INVITE请求；
5．经过路由分析，PROXY1将请求转发到ROIP-GW;
6．PROXY1向用户A发送确认消息”100TRYING”，表示正在对收到的请求进行处理。
7．ROIP-GW向PROXY1发送确认消息”100TRYING”；
8．ROIP-GW向PROXY1转发”180RINGING”；
9．PROXY1向用户A转发”180RINGING”，用户A所属的终端播放回铃音；
10．ROIP-GW（模拟用户摘机），向PROXY1返回对INVITE请求的”200OK”响应，在该消息中的消息体中带有ROIP-GW（模拟用户）的媒体属性SDP描述；
11．PROXY1向用户A转发”200OK”；
12．用户A向PROXY1发送针对200响应的ACK确认请求消息；
13．PROXY1向ROIP-GW转发ACK请求消息，用户A与ROIP-GW之间建立双向RTP媒体流；
14.ROIP-GW向DPMR用户B发起H:
E帧，请求建立连接。
（可选）
15.DPMR用户B向ROIP-GW回应ACK，确认连接请求。
（可选）
CASE#1：
SIP用户A开始说话
16.SIP用户A按“模拟PTT键”，SIPUA向PROXY申请话语权（用于组呼）。
17.用户A申请话语权成功后，解释“模拟PTT键”，并以SIPINFO命令发送至PROXY1.
18PROXY1转发此命令至ROIP-GW。
19.ROIP-GW收到此命令，检查信道可用，并进入PTT按下状态（发射状态）。
（需要ACK？
？
）
20.SIP用户A说话，并发送SIP/RTP语音帧至PROXY1.
21.PROXY1转发RTP语音帧至ROIP-GW。
22.ROIP-GW对收到的RTP语音帧转码（G.7xx=>CMX618）,并发送至DPMR用户B。
CASE#2：
DPMR用户B开始说话
23.DPMR用户B按PPT说话，
24.DPMR语音帧被发送至ROIP-GW。
25.ROIP-GW首先向PROXY申请话语权（用于组呼）。
26.ROIP-GW申请话语权成功后，对收到的DPMR语音帧转码（CMX618=>G.7xx）,并发送SIP语音帧至PROXY1.
27.PROXY1转发SIP/RTP语音帧至SIP用户A。
CASE#4:
DPMR用户B主动挂断
28.DPMR用户B按挂断键，结束通话。
29.DPMR用户B发送H:
E:
H:
E帧至ROIP-GW。
30.ROIP-GW解释H:
E:
H:
E帧为SIP挂断命令，发送BYE至PROXY1。
31.PROXY1转发BYE命令至SIP用户A。
32.SIP用户A发送确认200至PROXY1.
33.PROXY1转发200至ROIP-GW。
整个通话结束。
CASE#5:
SIP用户A结束说话
-用户A结束说话，并松开“模拟PPT键”。
-用户A发送“松开PPT键”命令至PROXY1.
-PROXY1转发“松开PPT键”命令至ROIP-GW。
-ROIP-GW收到“松开PPT键”命令，（发送“完毕”语音提示至用户B），并进入PPT松开状态（等待状态）。
（需要ACK？
？
）
CASE#6:
SIP用户A主动挂机：
-用户A挂机，用户A向PROXY1发送BYE请求消息。
-PROXY1向ROIP-GW转发BYE请求消息；
-ROIP-GW发送H:
E:
H:
E挂断请求帧至用户B。
-ROIP-GW向PROXY1转发200OK请求消息；
-PROXY1向用户A转发200OK响应消息，通话结束。
-
4.2.1.2DPMR端发起呼叫流程
-DPMR用户端按PPT，开始说话。
-ROIP-GW收到DPMR语音帧，并解析出被呼号码，如果该号码的SESSION还未建立，则开始以下与SIP用户端建立连接过程（同时，缓存DPMR语音帧）：
-同时，在ROIP-GW与SIP用户端连接建立前，来自DPMR用户的语音帧被缓存至ROIP-GW。
-在ROIP-GW与SIP用户端连接建立后，如果是组呼，需要先向PROXY申请话权。
-然后，ROIP-GW对DPMR语音帧转码，发送至PROXY1。
-PROXY1转发语音帧至SIP用户端。
-后续过程（话语权切换，结束通话）参见SIP端发起呼叫流程相应部分。
。
。
4.2.1.3话权仲裁机制？
-ROIP-GW在发送来自DPMR的语音时，需要向PROXY（或其他SIP服务）申请话权。
-SIPUA发起的呼叫也需要向PROXY申请话权。
-话权申请有多种方式，DDMR/VAD/SIPINFO
-目前暂时考虑的是通过SIPINFO将PTT命令发出。
4.2.1.4ROIP-GW主模块与其DPMR模块命令交互
UART串口
//HOST模块向DPMR模块发送命令
#defineCMD_HOST_TO_DPMR_PTT_ON0
#defineCMD_HOST_TO_DPMR_PTT_OFF1
#defineCMD_HOST_TO_DPMR_SMS2
#defineCMD_HOST_TO_DPMR_VOICE3
#defineCMD_HOST_TO_DPMR_DISCONN4
typedefstruct{
unsignedcharmb_id;//theidofassociateddpmr模块
unsignedcharcmd;//命令ID,见宏定义
charto_dpmr_call_num[10];//被呼叫的DPMR终端号码
intlen;//后续数据包的长度，如果没有数据，设为
unsignedchar*data;//数据包（短信，语音）
}struct_host_to_dpmr;
//DPMR模块向HOST模块发送命令
#defineCMD_DPMR_TO_HOST_SMS0
#defineCMD_DPMR_TO_HOST_VOICE1
#defineCMD_DPMR_TO_HOST_VOICE_STOP2
#defineCMD_DPMR_TO_HOST_HANGUP3
typedefstruct{
unsignedcharcmd;
charto_sip_call_num[10];//被呼叫的SIP终端号码
intlen;
unsignedchar*data;
}struct_dpmr_to_host;
//HOST模块向SIPAGENT模块发送命令
#defineCMD_HOST_TO_SIP_INVITE0
#defineCMD_HOST_TO_SIP_SMS1
#defineCMD_HOST_TO_SIP_VOICE2
#defineCMD_HOST_TO_SIP_VOICE_STOP3
#defineCMD_HOST_TO_SIP_HANGUP4
typedefstruct{
unsignedcharcmd;
unsignedcharto_sip_call_num;//被呼叫的SIP终端号码
intlen;
unsignedchar*data;
}struct_host_to_sip;
//SIPAGENT模块向HOST模块发送命令
#defineCMD_SIP_TO_HOST_CONN0//ROIP-GW与SIP端建立连接
#defineCMD_SIP_TO_HOST_PTT_ON1
#defineCMD_SIP_TO_HOST_PTT_OFF2
#defineCMD_SIP_TO_HOST_VOICE3
#defineCMD_SIP_TO_HOST_DISCONN4
typedefstruct{
unsignedcharcmd;
charto_dpmr_call_num[10];//被呼叫的DPMR终端号码
intlen;
unsignedchar*data;
}struct_sip_to_host;
//HOST模块向DPMR模块发送语音数据
//TODO。
。
。
4.2.1.5ROIP-GW呼叫号码映射表
typedefstruct{
charsip_num[10];
chardpmr_num[10];
charuart_num;
}struct_sip_dpmr_call_num;
4.2.1.6ROIP-GW提示音文件列表
//提示音文件列表
typedefstruct{
unsignedcharno;
charpath[512];
charfilename[64];
}struct_audio_rec_list;
4.3系统接口
4.3.1.1系统的外部接口
-ROIP-GW与SIP端的交互，遵循SIP协议，实现上基于doubango开源项目，扮演SIPUA角色。
-ROIP-GW与DPMR端的交互，遵循DPMR协议。
4.3.1.2系统的内部接口
//hostside
inthost_to_dpmr_send（struct_host_to_dpmr*data）;
inthost_to_sip_send（struct_host_to_sip*data）;
intsip_to_host_send（struct_sip_to_host*data）;
voidon_dpmr_to_host_recv（struct_dpmr_to_host*data）;
voidon_host_to_sip_recv（struct_host_to_sip*data）;
voidon_sip_to_host_recv（struct_sip_to_host*data）;
//dpmrside
intdpmr_to_host_send（struct_dpmr_to_host*data）;
voidon_host_to_dpmr_recv（struct_host_to_dpmr*data）;
5开发环境
5.1硬件平台和开发装置
-阶段一：
X86+DPMR对讲机+UART+模拟AUDIO
-阶段二：
ARM9+DPMR板+硬件解决方案（UART+PCM?
）
5.2软件开发环境
-阶段一：
Host部分：
Windows+VS2008+doubango
DPMR部分：
UCOS+KEIL
-阶段二：
Host部分：
Linux+AMR9
DPMR部分：
UCOS+KEIL
6系统各部分或子系统设计
6.1.1.1DPMR子模块
ØHost模块发送音频数据至dpmr模块:
-ROIP-GWHost收到SIP/RTP音频帧，解码成PCM后，通过模拟音频接口发送至dpmr模块的CMX618芯片的PCM接口，CMX618然后进行AD转换，压缩后，通过中断输出到recvtask（618enc）.
-Recvtask（618enc）转发编码音频数据至sendtask（7141）.
-Sendtask（7141）通过CML7141发送音频数据，最终至空口。
ØHost模块发送消息数据至dpmr模块:
-ROIP-GWHost通过UART发送消息数据至DPMR模块。
-DPMR模块的uartrecvtask接受消息数据，并转发给maintask进行进一步处理。
Ødpmr模块发送音频数据至host模块:
-CML7141芯片接收音频数据，并通过中断通知recvtask（7141）.
-Recvtask（7141）发送音频数据至618dectask。
-618dectask把音频数据写入CML618.
-CML618对编码的音频数据进行解码成PCM数据，并输出到模拟音频接口。
-模拟音频信号在HOST模块端接收，并AD转换成PCM，做进一步处理。
Ødpmr模块发送消息数据至host模块:
-DPMR模块的maintask发送消息数据至uartsendtask.
-Uartsendtask通过UART发送至HOST模块。
6.1.1.2HOST子模块
ØHost模块处理来自DPMR模块的消息数据:
-Uartrecvthread通过串口收到来自dpmr模块的消息数据后，转发给mainthread.
ØHost模块处理来自DPMR模块的模拟音频信号:
-Host模块的音频设备收到模拟音频信号，并通过音频驱动，转换成PCM数据给maintask.
-Mainthread收到pcm数据后，解析出被呼号码，检查该dpmr模块是否已连接到此SIPUA，如果没有，则开始建立SIP连接（查找与当前dpmr模块关联）。
并执行后续步骤。
-Mainthread压缩编码pcm数据，通过调用doubangoAPI，封装并发送RTP语音帧。
ØHost模块处理来自SIPUA的数据:
-通过doubango，来自远端SIPUA的呼入和语音数据被转发给mainthread.
-Mainthread收到数据后，根据业务逻辑，执行具体操作，例如：
1.解码RTP语音帧成PCM数据。
2.通过串口，发送消息数据至相应的dpmr模块。
3.通过音频设备，转换PCM数据从模拟音频信号至DPMR模块。
4.响应SIP命令和请求。
5.打开关闭SIP连接。
7测试相关设计
Ø测试模块或测试工具的设计？
Ø特殊的信息输出或记录？
Ø测试接口预留？
8集成测试或单元测试用例
Ø集成测试用例？
Ø单元测试用例？
可按系统各部分或子系统分别描述。
9参考文献
-IP调度系统设计V1.doc
-SIP协议简介与典型呼叫流程.doc
-FreeSwitch总体架构.doc
-数字无线对讲机系统构架设计说明书.doc
-Doubango开源项目
-RadiooverIP-TechnicalClass.pdf
-互联网相关信息搜索
-其他类似产品介绍
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