引言：
专用移动通信是指供各部门和单位内部使用的移动通信系统，主要提供指挥调度通信服务，故也称无线调度通信。该系统应用于国民经济各部门，对国民经济的发展，社会的稳定和人民生命财产的安全起着十分重要的作用。但是如何在保证专用移动通信的基础上实现普通电话网络和专用移动通信系统的可靠转接、确保通信质量一直是一个比较难以解决的问题。因此，本文介绍了一种有线/无线混合指挥调度通信系统方案，该方案主要以有线/无线转接子系统为基础，将无线对讲机网络和有线通信网经人工应答转接方式可靠的的连成一体，完成无线对讲机网络之间及无线对讲机网络和有线通信网的通信，同时实现指挥调度的功能。
系统组成
有线/无线混合指挥调度通信系统的网络结构如图1所示。
从图1可以看出，我们主要实现的是由数字程控交换机及所连接的有线电话、无绳电话构成的有线通信网和无线对讲机网之间的互连。因此，我们在研究数字程控交换机的有线传输方式和无线对讲机的无线通信方式的基础上，在两者之间增加一个有线/无线转接子系统，该有线/无线转接子系统由有线/无线转接器、双工基地台、基地台天馈系统组成，它主要有两个作用：一是完成语音信号、拨号信号的转接功能；二是根据对固定电话方的话音检测结果控制转接对讲机的收发状态。其中无线对讲机网中的对讲机具有异频单工频道及同频单工频道两个信道，共占用三个频率点；双工基地电台为异频双工方式，收发频率与手机异频单工频率互补。同时为了保证指挥调度通信工作准确进行，该子系统还同时完成以下功能：
* 对讲机脱网对讲
对讲机采用同频单工方式，可脱离双工基地台直接对讲。通话距离2-3Km。
* 对讲机入网通话
对讲机采用异频单工方式，通话由双工基地台及有线/无线转接器转发。通话距离：对讲机至基地台3-5Km，对讲机至对讲机最大6-10Km。
* 对讲机入网对讲
对讲机之间通过基地台及工作于无线/无线转接方式的转接器转发直接对讲，与任何有线电话及无绳电话互不干扰。
* 电话（或无绳电话）呼叫全部对讲机
一部有线电话（或无绳电话）拨号呼叫对讲机网占用的电话号码，振铃三次后，有线/无线转接器自动摘机，接通有线/无线及无线/无线话音通道，有线电话与全部对讲机以会议方式通话。通话完毕，有线方挂机，无线方听忙音三秒钟，有线/无线转接器拆掉有线/无线话音通道。
* 对讲机呼叫有线电话
一部对讲机按着PTT（Press To Talk）时按下 * 键，释放PTT后听见拨号音，再按着PTT拨某一部有线电话（或者无绳电话）号码，再释放PTT听回铃，有线方摘机双方通话，所有其他对讲机可参与通话。通话完毕，有线方挂机，无线方听忙音三秒钟，有线/无线转接器拆掉有线/无线话音通道。
* 召集会议
调度员可设置多部有线电话、无绳电话及对讲机（占用有线号码，包括所有对讲机）参加会议。会议最多60个有线用户号码，其中双向通话用户（双工用户）22 个号码。对讲机应设置为双向通话用户。指挥长为双向通话用户，统一指挥全部参加会议的用户，向全部会议用户发指令，会议中的其他双向通话用户（包括全部对讲机）可对指令应答。
整个系统可以实现无空隙覆盖很大范围内需要通话的地域，完成指挥调度通话任务，同时通过数字程控交换机上的二线环路中继板与外线市话相连，可以使系统内部用户和市话用户进行通信。
关键技术分析
对于有线/无线转接器来说，进行可靠的语音存在检测是实现对讲机入有线通信网及不同对讲机通话的基础。早期一般采用比较简单的能量检测方法，对噪声比较敏感，只适用于高信噪比的条件。改进后的一些方法，如过零率和自适应门限等，但是对于干扰强度大、类型复杂的无线信道或存在强干扰噪声条件下的有线信道仍然难以适应。对于我们这里的语音存在检测有自身的特点，首先，不能简单地按照话音的有无控制转接对讲机的收发状态，因为一般人说话的过程中难免会有停顿。其次，因为使用的环境并不能达到无噪的要求，如果背景噪声太大，那么必然会引起转接对讲机的状态不稳定。因此，在这里我们选用信令检测的方法，即通过程控交换机的用户线信令和对讲机的DTMF信号。国家标准规定的程控交换机用户线信令主要有铃流、拨号音、忙音、回铃音等。
如图2所示。当固定电话拨打对讲机的时候，有线/无线转接器通过单片机在检测到程控交换机振铃电流（25Hz）信令三次后自动摘机，接收来自交换机的语音信号，同时通过单片机控制转接对讲机的收/发状态。并在通话过程中，用固定电话的话音对对讲机进行控制，有话音的情况下将转接对讲机置于发射状态，无话音时置于接受状态；固定电话挂机后，有线/无线转接器接收来自交换机的忙音信令，自动挂机，并通过单片机控制PTT将对讲机置于接收状态。在对讲机拨打固定电话时，有线/无线转接器通过单音/DTMF检测模块接收来自对讲机的DTMF信号，这里的DTMF信号分为三种：“*”为呼叫有线，单音/DTMF检测模块检测到“*”信令之后，从中提取目标电话的号码，自动摘机，再生DTMF信号并发送到交换机，同时将转接对讲机置于发射状态，以便及时向通话对讲机反馈线路情况，如果目标电话忙，将忙音（450Hz+25Hz）发射到通话对讲机，并在10秒钟后自动挂机，将对讲机切回到接收状态，如果目标电话空闲则将回铃音发往通话对讲机，目标电话摘机后，信令检测电路重新开始工作；“#61”为开发射机，进行无线对讲机之间对讲，“#60”为关闭基站发射机。使用信令检测方式可以很好的避免噪声和话音控制等问题，同时还可以保证控制的准确性，在实践过程中证明是切实可行的。
侧音消除是一个极其重要的问题，因为在进行转接对讲机收发控制的时候，不仅来自固定电话的话音会进入话音检测电路，同样的，来自通话对讲机的话音会进入话音检测电路当中，这样势必会导致转接对讲机收发状态混乱，无法完成正常通话。应用有线/无线转接器的二/四线转换消侧音电路可以减轻这一问题。同时也可完成用户信号到接收机和发射机的二/四线转换。
对于通话中由于信令检测及PTT握键等造成的延时，使对讲机用户可能听不到有线用户开始讲话时的几个音节，降低了转接的通信效果。我们可以通过单片机中的软件编程来实现对有线语音信号进行可靠的延时，从而克服由PTT延时造成的剪音现象。
系统实现
在该系统的硬件设计中，对于重要的有线/无线转接器部分，我们采用专用的DTMF编解码芯片结合51系列单片机加上必要的通话电路完成。主要实现与有线通信网的接口，根据接收到的交换机信号完成自动摘挂机操作，DTMF信号的接收、分解和恢复以及信号状态灯光指示等功能。在实际应用中，电话通话芯片我们选用的是荷兰飞利浦公司的TEA1062，DTMF编解码芯片我们选用的是Mitel公司的MT8880，单片机我们选用的是Atmel公司的89C51。
对于89C51单片机和MT8880之间的接口问题，一直以来存在二个问题，首先89C51芯片没有一个单一的R/ 引脚，而分为 、两个引脚，无法和MT8880的R/ 端直接相连。另外89C51不能给出MT8880所需的Ф2脉冲。过去一般是采用添加硬件来解决，但是附加硬件不仅增加设备的体积，而且降低电路工作的可靠性。在这里我们采用的是MT8880与89C51单片机的最简单接口方法。
在图3中，将MT8880的D0—D3、R/ 、RS0、Ф2脚直接接在89C51的某一组I/O端口，片选直接接地，恒选通。当89C51对MT8880进行读写操作时，首先根据要进行的操作，确定出相应的控制字。进行写操作时，先把控制字送到P1口，给出 MT8880端口所需的电平及输入数据。然后从P1.6口送入正脉冲Ф2。具体程序如下：
MOV P1,#**H；送控制字
CPW：SETB P1.6 ；发Ф2正脉冲上升沿
NOP
NOP
CLR P1.6 ；发Ф2正脉冲下降沿
实用中，将标号CPW开始的语句写成子程序CPW，则使用更方便，写MT8880的程序可简化为：
MOV P1，#**H
LCALL CPW
同样，读MT8880时,先送控制字,再送Ф2脉冲。程序如下：
MOV P1，#**H
LCALL CPR
其中读MT8880的Ф2脉冲子程序CPR与上面写MT8880的Ф2脉冲子程序CPW稍有不同，如下所示：
CPR：SETB P1.6 ；发Ф2正脉冲上升沿
NOP
NOP
MOV A，P1 ；将读出数据存入ACC
ANL A，#0FH；数据在ACC低四位
CLR P1.6 ；发Ф2正脉冲下降沿
RET
按以上方法就可以对MT8880内部的数据寄存器、控制器及状态寄存器进行读写操作，控制MT8880工作。
有线/无线转接系统软件是为了满足通信之间的连接而设计的，其基本任务是识别各种输入信号，控制有关硬件电路完成转接关系并输出规定的显示信息。系统的输入包括操作过程中的按键输入和信道远端的呼叫请求，输出则体现为操作目的的实现和相应的声光信号。另外，为了保证系统在各种环境中正常运转，软件中必须采取抗干扰、采样延时等措施，提高系统的可靠性。本软件采用结构化程序设计方法，把按键处理、呼叫处理、灯光指示、自动拆线分别作成模块，彼此通过一族系统变量建立联系。这一组系统变量包含了接口控制、状态序号以及显示模式三部分。在不影响程序可读性的前提下，还加入了系统重入、复位陷阱等安全措施。
结语
本有线/无线混合指挥调度通信系统采用信令检测、处理及控制技术，提高了系统的可靠性、稳定性和实用性，该系统经过性能测试、功能试验、通信试验，其性能指标及控制功能均达到要求。与国内同类产品相比，具有功能全、可靠性高、抗干扰能力强、通话质量好的特点，达到国内先进水平。目前该系统已应用于有关大型试验场，满足其指挥调度通信要求。当然它强大的功能使得它不经改动或通过细微的改动就能应用到其它许多有有线/无线转接的系统上，有着较为理想的发展前景。