專利名稱：一種基于VoIP的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，尤其涉及一種將VoIP^oiceover IP，互聯(lián) 網(wǎng)電話)技術(shù)與傳統(tǒng)礦用擴(kuò)播電話相結(jié)合的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，屬于礦山專用通信技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
礦用擴(kuò)播電話是礦井下經(jīng)常采用的一種通信設(shè)備，用于在礦井下實(shí)現(xiàn)操作員之間 的現(xiàn)場實(shí)時(shí)通信。傳統(tǒng)的礦用擴(kuò)播電話大多采用半雙工的通信方式，由多個(gè)擴(kuò)播電話連成 一條支路。例如在圖1所示的某種現(xiàn)有礦用擴(kuò)播系統(tǒng)中，每一條支路可以掛載的擴(kuò)播電話 為25臺左右。這些擴(kuò)播電話通過A、B、+、-四根信號線實(shí)現(xiàn)級聯(lián)。其中，+、-信號線作為 擴(kuò)播電話電源的供電信號線，A、B線用于實(shí)現(xiàn)總線搶占控制和模擬語音信號的傳輸。對于比較大型的礦井而言，礦井下所需要的擴(kuò)播電話很多。在上述的礦用擴(kuò)播系 統(tǒng)中，每一條支路可以支持的擴(kuò)播電話的數(shù)目受信號驅(qū)動能力的影響，往往只能實(shí)現(xiàn)25臺 擴(kuò)播電話的級聯(lián)，不利于整個(gè)礦用擴(kuò)播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度控制。因此，現(xiàn)有礦用擴(kuò)播電話的 容量有限就成為組建大型礦用擴(kuò)播系統(tǒng)的最大瓶頸。另一方面，VoIP是一種將話音或傳真信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包(DataPacket)，并使用互 聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和相應(yīng)的呼叫信令在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸話音的技術(shù)。它的實(shí)現(xiàn)過程為首先將發(fā)話端 的模擬語音信息進(jìn)行語音編碼；接下來將語音數(shù)據(jù)封包并加以壓縮，同時(shí)添加地址及控制 信息；然后，通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸封裝好的IP包，并根據(jù)IP包上的地址在IP網(wǎng)絡(luò)中尋找到傳 送的目的端。到達(dá)目的端之后，對IP包進(jìn)行譯碼和還原的工作，將其轉(zhuǎn)換成受話端能夠播 放的聲音信號。在VoIP系統(tǒng)中，語音網(wǎng)關(guān)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它一方面與IP網(wǎng)絡(luò)相連接，另 一方面與現(xiàn)有的公眾電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)相連接，以實(shí)現(xiàn)VoIP系統(tǒng)與公眾電話網(wǎng)絡(luò)的互連互
ο但是就申請人所知，目前尚沒有在礦用擴(kuò)播系統(tǒng)中使用VoIP語音網(wǎng)關(guān)的成熟技 術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于VoIP技術(shù)的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)。 該系統(tǒng)引入了礦用語音網(wǎng)關(guān)和中央調(diào)度臺的概念，可以將VoIP技術(shù)與傳統(tǒng)的礦用擴(kuò)播電 話相結(jié)合。為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種基于VoIP的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，其特征在于所述礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)由中央調(diào)度臺、多個(gè)IP傳輸媒介、多個(gè)礦用語音網(wǎng)關(guān)和多 臺礦用擴(kuò)播電話組成；其中，各IP傳輸媒介與所述中央調(diào)度臺相連接，該IP傳輸媒介連接所述礦用語音網(wǎng)關(guān)，所述礦用語音網(wǎng)關(guān)連接所述礦用擴(kuò)播電話；所述礦用語音網(wǎng)關(guān)包括處理器模塊、語音編解碼模塊和總線邏輯控制與模擬接口 模塊，所述總線邏輯控制與模擬接口模塊分別與所述處理器模塊和所述語音編解碼模塊相 連接，所述語音編解碼模塊與所述處理器模塊相互連接。其中，所述總線邏輯控制與模擬接口模塊由總線邏輯處理模塊和模擬語音信號處 理模塊組成。所述總線邏輯控制與模擬接口模塊中還具有總線狀態(tài)檢測邏輯單元和總線占用 控制邏輯單元，所述總線狀態(tài)檢測邏輯單元用于檢測當(dāng)前礦用擴(kuò)播電話總線是否處在忙碌 狀態(tài)，所述總線占用控制邏輯單元用于實(shí)現(xiàn)對礦用擴(kuò)播電話總線的占用或釋放；所述總線 狀態(tài)檢測邏輯單元和總線占用控制邏輯單元分別連接在礦用擴(kuò)播電話總線與所述總線邏 輯處理模塊之間。所述模擬語音信號處理模塊包括語音編解碼信號處理單元、通道方向選通單元、 發(fā)送側(cè)模擬信號處理電路和接收側(cè)模擬信號處理電路；所述通道方向選通單元直接與所述 礦用擴(kuò)播電話相連接，所述發(fā)送側(cè)模擬信號處理電路和所述接收側(cè)模擬信號處理電路分別 連接在所述語音編解碼信號處理單元和所述通道方向選通單元之間。本發(fā)明所提供的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)通過采用VoIP語音網(wǎng)關(guān)的相關(guān)技術(shù)，并與傳 統(tǒng)的礦用擴(kuò)播電話技術(shù)相融合，成功地實(shí)現(xiàn)了礦用擴(kuò)播電話的IP語音傳輸，從而大幅度提 高了原有擴(kuò)播系統(tǒng)的容量，并實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)管理和信息交互功能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1為某種現(xiàn)有的礦用擴(kuò)播系統(tǒng)中，每一條支路上的擴(kuò)播電話的連接關(guān)系示意 圖；圖2為采用礦用語音網(wǎng)關(guān)組建的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為礦用語音網(wǎng)關(guān)與礦用擴(kuò)播電話之間總線占用與釋放的邏輯控制圖；圖4為礦用語音網(wǎng)關(guān)與礦用擴(kuò)播電話之間的模擬語音信號處理模塊的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明所提供的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)由中央調(diào)度臺、多個(gè)IP傳輸媒介、 多個(gè)礦用語音網(wǎng)關(guān)和多臺礦用擴(kuò)播電話組成。其中各IP傳輸媒介都與中央調(diào)度臺相連接， 同時(shí)該IP傳輸媒介連接礦用語音網(wǎng)關(guān)，該礦用語音網(wǎng)關(guān)連接礦用擴(kuò)播電話。上述的IP傳 輸媒介是用于傳輸IP包的通信設(shè)備的統(tǒng)稱，例如路由器、交換機(jī)等。在本礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)中，礦用語音網(wǎng)關(guān)是一種可以支持礦用擴(kuò)播電話的VoIP 語音網(wǎng)關(guān)。與一般的VoIP語音網(wǎng)關(guān)不同的是，該礦用語音網(wǎng)關(guān)除了包括傳統(tǒng)的處理器模塊 和語音編解碼模塊之外，還包括與礦用擴(kuò)播電話相連接的總線邏輯控制與模擬接口模塊。 該總線邏輯控制與模擬接口模塊由總線邏輯處理模塊和模擬語音信號處理模塊組成，并分 別與上述的處理器模塊和語音編解碼模塊相連接，該語音編解碼模塊與處理器模塊相互連 接。該礦用語音網(wǎng)關(guān)既可以將每條支路的語音信息通過因特網(wǎng)傳遞至中央調(diào)度臺，又可以將中央調(diào)度臺的控制命令下發(fā)給各條支路。由于礦用語音網(wǎng)關(guān)與礦用擴(kuò)播電話相連 接，所以在接口設(shè)計(jì)上必須滿足礦用擴(kuò)播電話的連接要求。傳統(tǒng)的礦用擴(kuò)播電話都是采用 半雙工通信的方式，具備總線占用和釋放的邏輯功能。另外，礦用擴(kuò)播電話的音頻信號在信 令和硬件特性上與普通VoIP語音網(wǎng)關(guān)的用戶線接口電路存在著一定的差異。所以，礦用語 音網(wǎng)關(guān)在與礦用擴(kuò)播電話的接口連接上需要通過電路設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的總線邏輯處理模塊 和模擬語音信號處理模塊。這兩個(gè)模塊分別提供礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)的總線占用與釋放功能 以及語音通道的信號處理功能。下面對此展開詳細(xì)的說明。圖3顯示了礦用語音網(wǎng)關(guān)與礦用擴(kuò)播電話之間總線占用與釋放的邏輯控制關(guān)系。 前已述及，礦井下使用的礦用擴(kuò)播電話一般是采用半雙工的通信方式。多個(gè)礦用擴(kuò)播電話 掛載在同一條總線上。如果某臺礦用擴(kuò)播電話要進(jìn)行通話，就必須查看總線是否處在空閑 狀態(tài)。如果總線處于忙碌狀態(tài)時(shí)候，就不得搶占總線。所以在總線邏輯處理模塊的電路設(shè) 計(jì)上，應(yīng)當(dāng)有一個(gè)總線狀態(tài)檢測邏輯單元，用于檢測當(dāng)前礦用擴(kuò)播電話總線是否處在忙碌 狀態(tài)。倘若總線處于空閑狀態(tài)，則表明當(dāng)前情況下可以占用總線，所以在總線邏輯處理模塊 的電路設(shè)計(jì)上還必須有一個(gè)總線占用控制邏輯單元，用于實(shí)現(xiàn)對礦用擴(kuò)播電話總線的占用 或釋放。當(dāng)總線被占用后，其他設(shè)備就不得占用總線。通話完成后，總線占用控制邏輯單元 還要完成釋放總線的動作，以保證其他的設(shè)備在接下來的時(shí)間里可以占用和控制總線。上 述的總線狀態(tài)檢測邏輯單元和總線占用控制邏輯單元連接在礦用擴(kuò)播電話總線與總線邏 輯處理模塊之間，具體的電路設(shè)計(jì)需要遵循有關(guān)廠家的總線協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。這是本領(lǐng)域技術(shù) 人員都能實(shí)現(xiàn)的常規(guī)設(shè)計(jì)，在此就不詳細(xì)贅述了。下面進(jìn)一步介紹本礦用語音網(wǎng)關(guān)中的模擬語音信號處理模塊。如圖4所示，該模 擬語音信號處理模塊包括語音編解碼信號處理單元、通道方向選通單元、發(fā)送側(cè)模擬信號 處理電路和接收側(cè)模擬信號處理電路等幾部分。其中通道方向選通單元直接與礦用擴(kuò)播電 話相連接，發(fā)送側(cè)模擬信號處理電路和接收側(cè)模擬信號處理電路分別連接在語音編解碼信 號處理單元和通道方向選通單元之間，分別傳送Tx和Rx信號。在輸出通道方向，語音編解碼信號處理單元輸出的語音信號經(jīng)過發(fā)送側(cè)模擬信號 處理電路，再經(jīng)過通道方向選通單元進(jìn)入礦用擴(kuò)播電話。該發(fā)送側(cè)模擬信號處理電路主要 用于完成一些信號增益調(diào)整以及阻抗匹配、隔離保護(hù)等功能。在輸入通道方向，礦用擴(kuò)播電 話進(jìn)來的語音信號經(jīng)過通道方向選通單元之后，送入接受側(cè)模擬信號處理電路，隨后進(jìn)入 語音編解碼信號處理單元進(jìn)行處理。接受側(cè)模擬信號處理電路與發(fā)送側(cè)模擬信號處理電路 的功能類似，在此不再贅述。通道方向選通單元用于完成從全雙工到半雙工之間的轉(zhuǎn)換功能。因?yàn)榈V用擴(kuò)播電 話系統(tǒng)是半雙工的，而VoIP語音網(wǎng)關(guān)一般是全雙工的，所以在電路實(shí)現(xiàn)上需要增添一個(gè)通 道方向選通單元。在發(fā)送語音時(shí)，通道方向選通單元使發(fā)送方向的通道打開，接受方向的通 道關(guān)閉，反之亦然。這樣，經(jīng)過通道方向選通單元后，語音信號就可以傳送到礦用擴(kuò)播電話一側(cè)。本發(fā)明中的礦用語音網(wǎng)關(guān)可以通過各種IP通信方式與中央調(diào)度臺相連。中央調(diào) 度臺作為一個(gè)中央調(diào)度單元，實(shí)現(xiàn)的功能包括線路選通、監(jiān)控每條支路的語音通話信息、對 每條支路的語音信息進(jìn)行存儲備份、同時(shí)對其中一條或者多條支路通話、同時(shí)接受井下一 條或者多條支路的通話、顯示各條線路的在線狀態(tài)等。該中央調(diào)度臺可以選用單個(gè)或者多個(gè)服務(wù)器，配合一些常規(guī)的人機(jī)交互軟件以及具體的語音通信協(xié)議(比如SIP、H. 323等) 來實(shí)現(xiàn)，在此就不詳細(xì)贅述了。本礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)通過采用VoIP語音網(wǎng)關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與礦用擴(kuò)播電話的互 連，并進(jìn)一步通過IP語音包將每條支路的語音信息傳遞至中央調(diào)度臺，從而很好地解決了 傳統(tǒng)礦用擴(kuò)播電話的通信瓶頸問題。利用中央調(diào)度臺上的軟件設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的系 統(tǒng)管理和信息交互功能。上面對本發(fā)明所述的基于VoIP的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng) 域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改 動，都將構(gòu)成對本發(fā)明專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求
1.一種基于VoIP的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，其特征在于所述礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)由中央調(diào)度臺、多個(gè)IP傳輸媒介、多個(gè)礦用語音網(wǎng)關(guān)和多臺礦 用擴(kuò)播電話組成；其中，各IP傳輸媒介與所述中央調(diào)度臺相連接，該IP傳輸媒介連接所述礦用語音網(wǎng)關(guān)，所述 礦用語音網(wǎng)關(guān)連接所述礦用擴(kuò)播電話；所述礦用語音網(wǎng)關(guān)包括處理器模塊、語音編解碼模塊和總線邏輯控制與模擬接口模 塊，所述總線邏輯控制與模擬接口模塊分別與所述處理器模塊和所述語音編解碼模塊相連 接，所述語音編解碼模塊與所述處理器模塊相互連接。
2.如權(quán)利要求1所述的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，其特征在于所述總線邏輯控制與模擬接口模塊由總線邏輯處理模塊和模擬語音信號處理模塊組成。
3.如權(quán)利要求2所述的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，其特征在于所述總線邏輯控制與模擬接口模塊中還具有總線狀態(tài)檢測邏輯單元和總線占用控制 邏輯單元，所述總線狀態(tài)檢測邏輯單元用于檢測當(dāng)前礦用擴(kuò)播電話總線是否處在忙碌狀 態(tài)，所述總線占用控制邏輯單元用于實(shí)現(xiàn)對礦用擴(kuò)播電話總線的占用或釋放；所述總線狀 態(tài)檢測邏輯單元和總線占用控制邏輯單元分別連接在礦用擴(kuò)播電話總線與所述總線邏輯 處理模塊之間。
4.如權(quán)利要求2所述的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)，其特征在于所述模擬語音信號處理模塊包括語音編解碼信號處理單元、通道方向選通單元、發(fā)送 側(cè)模擬信號處理電路和接收側(cè)模擬信號處理電路；所述通道方向選通單元直接與所述礦用 擴(kuò)播電話相連接，所述發(fā)送側(cè)模擬信號處理電路和所述接收側(cè)模擬信號處理電路分別連接 在所述語音編解碼信號處理單元和所述通道方向選通單元之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于VoIP的礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)。該礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)由中央調(diào)度臺、多個(gè)IP傳輸媒介、多個(gè)礦用語音網(wǎng)關(guān)和多臺礦用擴(kuò)播電話組成；其中，各IP傳輸媒介與中央調(diào)度臺相連接，該IP傳輸媒介連接礦用語音網(wǎng)關(guān)，礦用語音網(wǎng)關(guān)連接礦用擴(kuò)播電話；礦用語音網(wǎng)關(guān)包括處理器模塊、語音編解碼模塊和總線邏輯控制與模擬接口模塊，總線邏輯控制與模擬接口模塊分別與處理器模塊和語音編解碼模塊相連接，語音編解碼模塊與處理器模塊相互連接。本礦用擴(kuò)播電話系統(tǒng)成功地實(shí)現(xiàn)了礦用擴(kuò)播電話的IP語音傳輸，從而大幅度提高了原有擴(kuò)播系統(tǒng)的容量，并實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)管理和信息交互功能。
文檔編號H04M7/00GK102118525SQ20091024455
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者叢遠(yuǎn)建, 侯玉成, 賈思遠(yuǎn), 魏小博 申請人:北京大唐高鴻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司