[0001] 本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种融合通信数字对讲系统。

[0002] 无线对讲系统具有机动灵活、操作简便、语音传递快捷、使用经济之特点，是实现生产调度自动化和管理现代化的基础手段。无线对讲系统是一个独立的以放射式的双频双向自动重复方式通讯系统，解决因使用通讯范围或建筑结构等因素引起的通讯信号无法覆盖，便于在何时何地精准使用于联络如保安、工程、操作及服务的人员，在管理场所内非固定的位置执行职责。

[0003] 现有对讲系统，通过多台手台进行无线对话，呼叫范围无障碍3‑5公里。对于野外作业，在没有手机信号覆盖下，无线对讲系统仅能实现现场作业人员之间的短距离通信，居于远程中心人员无法参与现场人员的指挥工作，同时也不能满足现场区域较大情形下的范围覆盖。

[0004] 现有技术中，受限于手台射频覆盖范围，无线对讲系统通常通信距离很短，仅能实现现场小范围内的人员呼叫，中心管理无法与现场互动，多个相距稍远的野外组之间也无法建立有效的信息互动。

[0040] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0041] 基于对用户需求的基本分析，如图1所示，针对传统对讲机的短板，需要针对性的建立一个通信的中心，能够承担不同现场的传统对讲机之间的远程通信。因而，本发明实施例结合卫星通信和数字窄带通讯相关技术，利用一套简单的现有组件，通过卫星通信或地面3G/4G/5G/LTE/LAN通信，实现多种通讯方式的互通互联，在拓展无线电集群通信的覆盖范围的同时，延续对讲式的简便使用情景。

[0042] 图2为本发明实施例一中融合通信数字对讲系统结构示意图。如图2所示，该融合通信数字对讲系统包括卫星设备、移动网关、网管平台和手台电台，其中，所述手台电台连接移动网关，移动网关通过卫星设备或其它通信设备相互连接，所述网管平台通过其它通信设备连接移动网关；包括：

[0043] 移动网关，用于接收手台电台的通信数据，通过卫星设备或其它通信设备经过卫星通信系统或其它通信系统发送所述通信信息；接收卫星设备或其它通信设备经过卫星通信系统或其它通信系统发送的通信数据并转发所述手台电台；

[0044] 卫星设备，用于通过卫星通信系统发送或接收所述移动网关发送的通信数据；

[0045] 手台电台，用于接收用户产生的所述通信数据并发送移动网关；

[0046] 网管平台，用于管理所述移动网关，管理用户信息，控制通信过程。

[0047] 本发明实施例中，若干台所述手台电台连接一台所述移动网关；每台所述移动网关对应连接一台或若干台所述卫星设备；所述网关设备能够设置若干台，每台所述网关设备对应连接管理若干台移动网关。

[0048] 所述移动网关设置有网络接口，通过所述网络接口连接各个通信系统或网管平台；所述通信系统包括但不限于：互联网通信系统、移动通信系统、专用网络通信系统或传统语音通信系统，也即卫星通信或地面3G/4G/5G/LTE/LAN通信。

[0049] 所述手台电台包括手台与电台，所述手台与电台能够支持VHF甚高频无线电通信网络、UHF超高频无线电网络、模拟电台网络和数字窄带通信网络；

[0050] 其中，

[0051] 所述手台，用于接收用户产生的所述通信数据并发送所述电台；

[0052] 所述电台，用于接收所述手台发送的通信数据并转发所述移动网关。

[0053] 所述卫星终端为卫星通信系统接收/发送终端，能够进行一种或若干种卫星通信系统对应的卫星链路通信。

[0054] 所述网管平台与所述移动网关直接连接或通过通信系统连接所述移动网关；对连接所述移动网关的用户进行分组、分区域的管理操作。

[0055] 所述网管平台根据用户属性或设置至少一个工作组，在工作组中添加每个工作组对应的移动网关；为每一个连接的所述移动网关分配相关配置，实现移动网关的动态管理。

[0056] 所述移动网关能够独立连接声音收集设备和声音播放设备，用于接收用户发送的语音数据及向用户播放语音数据。

[0057] 所述用户的语音数据通过声音收集设备输入移动网关；

[0058] 所述移动网关通过滤波电路、信号放大电路进入高速AD采样后，所述语音数据转变为数字信号；

[0059] 将所述数字信号通过音频编码后通过卫星设备、卫星通信系统或其它通信系统分发给同一用户分组对应的一台或多台对端移动网关；

[0060] 对端移动网关将所述语音数据解码后，通过手台电台或声音播放设备播放。

[0061] 所述移动网关包括加密模块，用于将通信数据根据256位AES‑CTR加密算法进行加密或解密。

[0062] 如图3所示，为本发明实施例提供的一个具体数字对讲实施方案结构图，系统组成包含：

[0063] 1、卫星设备。支持各类海事卫星终端、VSAT卫星终端。

[0064] 2、移动网关。移动网关是方案中用户端的中枢组件，是基于IP的无线电和数据通信设备，支持卫星/3G/4G/5G/LTE/LAN多种通路与陆地移动通讯系统(LMR)或船载无线电集成，在任何情况下实现可用网络之间的无缝切换。

[0065] 主要实现甚高频，模拟电台，数字窄带通讯终端处理，是网络端与电台之间的数据处理，灵活的连接方式可以实现多种不同环境下的互联，也是本发明硬件部分的主体；本设备可用于用于现场和中心。现场主要用于连接卫星设备和电台，负责现场的网络通信；中心管理主要连接专线，也可以连接4G网络实现临时的移动管理中心。

[0066] 3、网管平台。网管平台的形式可作为一个基于互联网的门户网站，从而确保所有移动网关的配置简单易行，无论身在何处，都可以通过网络对用户系统进行无接触式的更新和管理。

[0067] 网管平台是布置在专线上的一套软件系统服务，可分用户、分组、分区域方式管理，中心可以设立多个独立分组，实现现场的分离管理，也可以实现多个现场的互通互联。

[0068] 为了防止不同用户之间的串扰或同一用户对不同作业组的分别管控，整个系统通过网管平台的分组管理实现；网管平台设置了多个工作组，并在工作组中添加各自的移动网关(每个网关拥有唯一ID号)，网管平台将为每一个连接的移动网关分配相关配置，实现终端的动态管理。

[0069] 4、手台电台。通过电台实现现场手台呼叫信息与卫星设备、移动网关互联。

[0070] 电台设备主要负责与手台终端的分、集通信，是手台与移动网关的连接器；支持标准VHF/UHF电台。首台设备主要实现现场人员之间的通信设备，兼容现有手台。

[0071] 本系统能够实现多频率融合：VHF甚高频无线电通信网络A和UHF超高频无线电网络B之间通过本系统实现实时互联。在接入到本系统以后，还可以通过IP网络对接其他专有网络和调度系统。如图4所示，为多频率的不同网络之间实现融合的示意图。

[0072] 本发明设备端核心部件是移动网关，如图5所示，为移动网关接口示意图，图6为移动网关结构框架示意图，其中，

[0073] 通过I/O接口，移动网关对接电台的语音和PTT(Push‑to‑Talk，控制器)控制。

[0074] 移动网关主要接口包括：

[0075] 手持机接口：用于连接手持机(手持机包含扬声器和麦克风)，用于接听和发送语音。

[0076] 网络接口：用于语音信号于后台网管平台的数据连接。

[0077] 电源口：提供设备所需电源。

[0078] I/O控制：用于电台控制和扩展功能上的使用。

[0079] USB扩展维护：主要用于升级系统和系统功能扩展使用。

[0080] 由通用PTT使用特点界定，移动网关使用效果来说语音信息传递是半双工模式，这样的使用模式在满足用户语音通信的同时极大的降低带宽占用，同时也延长电池的使用寿命。

[0081] 语音信号由麦克风输入移动网关，网关通过滤波电路、信号放大电路进入高速AD采样，采样后语音信号变为数字信号，通过音频编码(码率32k～64k)后将数据发往网络网管平台上；通过网管平台的管理，语音数据将分发给同一组内的一台或多台移动网关；最后由其它移动网关解码后将语音播发出来。具体如图7所示。

[0082] 为了防止语音数据在网络传输过程中被监听，语音数据传输前使用256位AES‑CTR加密算法进行加密。加密后的数据传输不用担心数据被第三方截获还原，极大保障用户通信的安全性和可靠性。

[0083] 图8为移动网关可以采用的一种音频采样电路图，图9为语音输出电路图，图10a、图10b、图10c、图10d分别为移动网关主处理器原理图。

[0084] 本发明的技术方案提出了一种融合通信数字对讲系统，所述系统包括卫星设备、移动网关、网管平台和手台电台，其中，所述手台电台连接移动网关，移动网关通过卫星设备或其它通信设备相互连接，所述网管平台通过其它通信设备连接移动网关；包括：移动网关，用于接收手台电台的通信数据，通过卫星设备或其它通信设备经过卫星通信系统或其它通信系统发送所述通信信息；接收卫星设备或其它通信设备经过卫星通信系统或其它通信系统发送的通信数据并转发所述手台电台；卫星设备，用于通过卫星通信系统发送或接收所述移动网关发送的通信数据；手台电台，用于接收用户产生的所述通信数据并发送移动网关；网管平台，用于管理所述移动网关，管理用户信息，控制通信过程。

[0085] 本发明结合卫星通信和数字窄带通讯相关技术，利用一套简单的现有组件，通过卫星通信或地面3G/4G/5G/LTE/LAN通信，实现多种通讯方式的互通互联，在拓展无线电集群通信的覆盖范围的同时，延续对讲式的简便使用情景，通信链路更安全，通信群组更灵活，后台管理更直观。可广泛用于公共安全、公用事业、海上作业、采矿以及石油和天然气等领域。

[0086] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0087] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0088] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0089] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0090] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。