在TEKLOGIX手持終端上實(shí)現(xiàn)基于TD-LTE的語音集群功能

王振全

【摘要】本文主要介紹在TEKLOGIX工業(yè)級手持終端XT15上實(shí)現(xiàn)語音集群功能的方法。首先，本文簡單介紹了華為TD-LTE寬帶集群的特點(diǎn)及港口的需求情況。其次，本文介紹了TEKLOGIXXT15的軟件平臺和硬件接口，同時介紹了華為TD-LTE集群通信模塊EM350的特點(diǎn)及接口形式。接下來，本文提出了將EM350模塊嫁接到XT15上的基本思路和實(shí)現(xiàn)方法。最后，本文描述了在XT15上通過虛擬串口調(diào)用EM350的AT指令集實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)呼叫和群組呼叫的軟件實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】TEKLOGIXTD-LTE手持終端語音集群CE

我國自主知識產(chǎn)權(quán)的4G標(biāo)準(zhǔn)TD-LTE的快速發(fā)展，推動了港口行業(yè)的無線網(wǎng)絡(luò)由多頻點(diǎn)、多制式向一網(wǎng)多能的演進(jìn)，即一張TD-LTE專用網(wǎng)絡(luò)同時實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音和視頻信息的傳輸。然而，由于港口行業(yè)對于無線終端的特殊要求（三防、全鍵盤、條碼掃描等），現(xiàn)有的TD-LTE終端無法滿足港口的需要，而能夠滿足港口需要的無線終端又無法接入TD-LTE網(wǎng)絡(luò)并支持集群功能。因此，在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)終端上適配基于TD-LTE的集群通信模塊使其成為多功能的集群終端，對TD-LTE在港口行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文采用工業(yè)級終端廠商TEKLOGIX的手持終端XT15作為基本終端，通過在其上擴(kuò)展接入華為EM350集群模塊，使之成為多功能集群終端。

一、TEKLOGIXXT15和華為EM350介紹

1.TEKLOGIXXT15

XT15是一款基于Window CE6.0的智能手持終端，具有堅(jiān)固耐用、接口豐富、擴(kuò)展容易的特點(diǎn)，被廣泛用作港口工人的無線理貨終端。XT15具有很好的靈活性，可以通過擴(kuò)展SD插槽、TTL串口、USB接口、GPIO接口接入第三方模塊。

2.華為EM350介紹

華為EM350 模塊是一塊TD-LTE制式的Mini PCIe集群通信模塊，將該模塊集成到終端設(shè)備中，作為LTE Modem使用，提供無線數(shù)據(jù)接口，就可以實(shí)現(xiàn)集群語音通話以及空口數(shù)據(jù)傳輸功能。

EM350的物理接口包括Mini PCIe接口和天線接口。Mini PCIe接口可以擴(kuò)展出USB接口、SIM卡接口、語音接口和電源接口。天線接口通過射頻連接器外接天線。

3.XT15的接口適配

通過分析XT15的擴(kuò)展槽和EM350的外部接口，本文提出對二者進(jìn)行適配的基本思路：在XT15的硬件擴(kuò)展槽上加裝mini PCIe母槽，將EM350插接到此母槽上，然后通過連接母槽的針腳分別連接XT15的USB接口、語音接口、電源接口、SIM卡接口等[1]。

本文主要探討USB接口的適配，其它接口直接連接對應(yīng)部件即可。

USB 接口電路設(shè)計(jì)參考圖如下：

EM350通過USB接口與XT15終端通信，在XT15終端上虛擬出AT口、Diag口和數(shù)據(jù)口，AT口是AT指令的執(zhí)行口。

二、集群功能的軟件實(shí)現(xiàn)

XT15和EM350的接口適配完成后，需要在XT15上開發(fā)一款專門的軟件來實(shí)現(xiàn)群組呼叫功能。本文采用.Net框架和C#語言來實(shí)現(xiàn)上述功能，通過在虛擬AT串口上執(zhí)行AT命令來完成對EM350的操作。

1.AT指令介紹

AT 命令是TE（Terminal Equipment）和MT（Mobile Terminal）之間的通信命令協(xié)議。AT命令是以AT做首，回車字符結(jié)束的字符串。AT 命令的返回值包括兩部分，響應(yīng)信息和結(jié)果碼，AT 命令的響應(yīng)數(shù)據(jù)包在回車換行字符中。

EM350的AT命令結(jié)果碼分為主動式和被動式。被動式結(jié)果碼是指在TE（XT15）側(cè)執(zhí)行AT命令后才返回的結(jié)果碼，相當(dāng)于函數(shù)的返回值。而主動式結(jié)果碼無須執(zhí)行任何AT命令，是由MT（EM350）定期發(fā)送給TE（XT15），類似于事件[2]。

2.XT15串口訪問

本文通過.Net提供的串口訪問類SerialPort來是實(shí)現(xiàn)對虛擬AT串口的操作。

打開串口代碼：

serialPort = new SerialPort(portName, baudRate);

serialPort.Open();

關(guān)閉串口代碼：

serialPort.Close();

寫入數(shù)據(jù)代碼：

serialPort.WriteLine(command);

同步讀取數(shù)據(jù)代碼：

res = serialPort.ReadExisting();

異步讀取數(shù)據(jù)代碼：

DataReceived事件被觸發(fā)時，通過以下函數(shù)處理。

void serialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)

3.AT結(jié)果碼解析

EM350在執(zhí)行部分AT指令時可能會占用較長的時間，此時，主動響應(yīng)結(jié)果碼就會穿插在正常響應(yīng)結(jié)果碼中返回，從而出現(xiàn)響應(yīng)結(jié)果碼不完整的情況。為了避免這種情況，本文先創(chuàng)建一個字節(jié)隊(duì)列，將串口中讀出的數(shù)據(jù)字節(jié)保存在此字節(jié)隊(duì)列中。另外開啟一個線程，負(fù)責(zé)從字節(jié)隊(duì)列中解析出特定的結(jié)果碼。完整的結(jié)果碼將被直接解析出，不完整的結(jié)果碼，則會留在隊(duì)列總，直到不斷有新的字節(jié)從串口讀出并寫入隊(duì)列，使得結(jié)果碼完整后再進(jìn)行解析。

創(chuàng)建隊(duì)列代碼：

private List responses;

隊(duì)列寫入數(shù)據(jù)代碼：

數(shù)據(jù)寫入串口緩存時，在DataReceived事件中將串口緩存中的數(shù)據(jù)讀出寫入隊(duì)列

byte[] buffer = new byte[this.serialPort.BytesToRead];

int readCount = this.serialPort.Read(buffer, 0, buffer.Length);

this.responses.AddRange(buffer);

命令解析線程函數(shù)

private void ParseReceivedData(object obj){ {

string res = Encoding.Default.GetString(this.responses.ToArray(), 0, responses.Count);

int commandEndIndex = res.IndexOf(" ");

if (commandEndIndex >= 0){

string command = res.Substring(0, commandEndIndex + 2);

命令處理部分

this.responses.RemoveRange(0, commandEndIndex + 2);

}

}

群組呼叫實(shí)現(xiàn)

加入群組代碼：

res = ExecuteCommand("AT+CTGS=" + groupId, "+CTGS:");

話權(quán)申請代碼：

res = ExecuteCommand("AT+CAPTTD=" + cCInstance + "," + groupCallVoice + "," + priority + ","" + calledPartyId + """, "");

話權(quán)申請成功結(jié)果碼：

+CAPTTG:,,,

信道建立結(jié)果碼：

+CTCC:,< Comms Typ>

開始釋放話權(quán)代碼：

res = ExecuteCommand("AT+CAPTTR=" + cCInstance + "," + groupId + "", "");

信道斷開結(jié)果碼：

+CTCR:,,

群組關(guān)閉代碼：

res =ExecuteCommand("AT+CTGR=" + cCInstance + "," + groupId + "", "");

三、結(jié)論

本文通過在TEKLOGIXXT15手持終端上擴(kuò)展接入華為EM350集群通信模塊的方法將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)終端升級成兼容TD-LTE的多功能集群終端。經(jīng)過測試，適配后的終端能夠很好地實(shí)現(xiàn)XT15終端之間、XT15和華為集群終端EP680之間的集群對講。本文描述的方法同樣適用于XP平臺、Android平臺手持或車載終端的TD-LTE集群改造。在當(dāng)前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)剛剛起步、TD-LTE工業(yè)級終端匱乏的情況下，通過本文描述的方法對實(shí)現(xiàn)TD-LTE終端多樣化，推動TD-LTE技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳杰，TETRA數(shù)字集群終端語音功能的開發(fā)，北京交通大學(xué)圖書館，北京交通大學(xué)，2007：2-3

[2]3GPP-TS-27.007，AT command set for User Equipment (UE)[S]