一种TETRA数字集群全网录音的设计与实现

李杨 赵贺刚

摘要：提出了一种实现陆上集群无线电（TETRA）数字集群系统全网录音功能的设计方案，描述了全网录音系统的构成、处理流程、软件结构、功能模块划分、录音接口软件和录音Web服务软件之间的关系、录音接口软件和录音Web服务软件所采用的设计方法及TETRA数字集群系统与录音Web服务软件之间的接口，论证了录音系统的重点问题解决与实现，为TETRA产品应用于轨道交通行业提供了技术保障。

关键词：TETRA数字集群系统；全网录音；录音接口软件；录音Web服务软件；TCP

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2018）15-64-3

Design and Implementation of Whole Network Recording for TETRA

LI Yang1， ZHAO Hegang2

（1. Shijiazhuang Metro Co.， Ltd， Shijiazhuang Hebei 050000， China； 2. Hebei Far-east Communication System Engineering Co.， Ltd.， Shijiazhuang Hebei 050200， China）

0引言

TETRA数字集群移动通信是一种专业的指挥调度移动通信的系统，TETRA数字集群系统采用数字话音编码、数字传输和交换技术，实现了系统功能和安全保密功能一体化设计，具有鉴权、空中接口加密和端到端加密等3种安全功能，配置使用灵活，具有较好的安全保密性，在全球许多国家得到了广泛的应用和快速的发展[1-2]。随着TETRA系统应用越来越广泛，在TETRA系统中实现方便、完善和可靠的全网录音功能，已经成为业界关注的重要课题[3-4]。

TETRA全网集群录音系统是将专网中的语音数据进行采集，然后存储到计算机硬盘中，用户可随时对以往的话音记录进行查询、记录及播放，同时还提供维护管理功能。录音接口软件用于实时监控录音服务器的状态，配置录音的相关数据，设置录音监听条件。

1总体设计

全网录音系统包括录音接口和录音Web服务2个软件。

①录音接口软件主要功能是与TETRA数字集群系统通信，分配资源并接收录音信息存储到数据库，同时与外部系统通信，比如告警系统、时钟系统和集中录音系统。

②录音Web服务软件主要功能是提供用户操作界面，能够查询、回放和统计录音信息，另外管理配置数据库和录音信息，可以监视全网录音系统内的设备接口狀态。

全网录音系统整体结构如图1所示。

2录音功能及结构设计

系统采用B/S和C/S混合架构设计，分为前台应用和后台应用。①前台应用采用B/S架构，以浏览器方式运行，通过访问录音Web服务，实现录音播放、检索、统计以及数据库的配置等功能；②后台应用采用C/S架构，与TETRA数字集群系统通信，接收录音信息。录音接口软件以及录音Web服务软件的功能模块划分如图2所示。

录音Web服务软件中的各功能如下：

（1）用户管理

具备对录音接口软件登录的用户进行鉴权的功能，保证登录用户的合法性及正确的操作权限，能够对用户进行添加、修改和删除操作。

（2）数据库配置管理

通过此模块可以查看或修改配置录音系统的基础信息，能够对数据库中信息表执行增、删、查、改等操作，对录音条件进行设置时，需要发送侦听请求给TETRA数字集群通信系统。

（3）数据库接口模块

数据库接口模块的功能是连接数据库，向数据库中存储录音信息和录音数据，以便录音Web服务软件能够检索和回放录音。

（4）录音信息管理

①录音检索：能够按照呼叫时间、呼叫类型、用户号码、基站ID及节点ID等单个信息或者以上多个组合信息进行检索，并且能够按照起始时间和结束时间检索数据库。

②录音播放：用户能够直接在检索结果中点击、选择对应的呼叫活动对其进行播放操作，系统支持单个播放、连续播放、暂停及快进等语音播放操作。

③录音导出：支持将录音数据下载或导出存储到文件系统或者外部存储器上。

（5）录音接口模块

录音接口模块通过Socket实现录音Web应用服务软件与录音接口软件通信，负责接收、处理和发送消息，分发过程如图3所示。

（6）日志文件管理

能够将软件运行的信息记录到日志文件中，具备日志生成和管理功能，自动记录录音系统的事件和运行信息，能够按照磁盘空间和时间的条件进行删除日志文件操作。

（7）磁盘管理

磁盘管理模块具备磁盘管理功能，该模块在磁盘不足的情况下能够根据磁盘剩余情况在用户界面进行提示，并删除指定时间的日志信息。在消息处理线程初始化时订制定时任务，当磁盘使用率达到阈值时，删除指定时间的日志信息，如图4所示。

（8）状态监控

状态监控模块在界面显示系统服务状态及内部接口状态，状态监控模块在Web服务端与客户端之间建立Web Socket连接，通过该连接将状态信息实时地更新到客户端页面，同时也更新到数据库中。状态更新流程如图5所示。

（9）统计管理

支持呼叫信息的统计报告。

3重点问题解决及实现

3.1与TETRA数字集群系统的接口设计

基于全网录音系统的需求、录音接口软件以及录音Web服务软件的特点，在录音管理和录音Web服务软件之间定义了3个接口，为了消息传输的可靠性，均采用TCP协议[6]进行传输。

TCP接口1：录音Web服务软件侧为TCP服务端，TETRA数字集群系统侧为TCP客户端。主要用于传递录音业务信令相关信息，包括TETRA数字集群系统发送给录音Web服务软件的录音信令交互消息。

TCP接口2：TETRA数字集群系统侧为TCP服务端，录音Web服务软件侧为TCP客户端。主要用于管理数据，包括TETRA数字集群系统发送给录音Web服务软件的录音条件处理响应消息，录音条件处理包括添加、删除、查询及修改等处理。

TCP接口3：TETRA数字集群系统侧为TCP服务端，录音Web服务软件侧为TCP客户端。主要用于传递录音服务器状态检测消息，包括TETRA数字集群系统发送给录音Web服务软件的状态检测交互消息。

通过以上接口设计，可以保证TETRA数字集群系统与录音Web服务软件之间消息高效、准确地进行传递，为TETRA全网录音系统功能实现提供可靠的保证。

3.2录音系统软件可靠性设计

为保证整个录音系统软件的可靠运行，要求各子系统尤其是核心子系统的设计中，满足以下可靠性设计要求。

（1）容错和恢复机制

监测录音软件的工作状态，捕获到系统软件工作异常后，产生错误日志，以告警的方式通知操作人员，并且还需后台实现对错误数据和错误状态进行自动修复，以保證系统软件长时间的可用性。

（2）内部看护和外部看护

在系统内部建立看护线程，监视所有的线程工作状态，定时向线程发送心跳，发现某个线程没有响应后，重启该线程，由外部看护程序重启系统软件，并且在独立运行的系统之外，实现看护程序定时检查系统软件运行状态，如果系统软件停止运行，则重新启动。

（3）数据安全和恢复

保证系统崩溃时的数据安全和恢复，除了采用集中存储系统、磁盘阵列或数据库本身的安全和恢复机制外，在用户界面应提供数据备份和数据恢复的功能，能够定制数据备份计划，逾期不备份时产生告警。

4设计验证

TETRA数字集群全网录音的功能测试通过系统集成测试完成，通过测试，TETRA系统支持的单呼、组呼、紧急呼叫、广播呼叫、调度台呼叫及PSTN呼叫等功能，均能够正确地进行录音，满足TETRA数字集群全网录音系统的要求。

测试结果证明，设计的TETRA数字集群全网录音系统能够正确实现设计所需的功能及TETRA系统要求，其设计及实现是正确的。

5结束语

该设计方案实现了TETRA数字集群全网录音功能，模块划分清晰，采用B/S和C/S混合架构设计。目前该设计实现已被多次应用于实践开发，对于同类的开发和研究项目也是一种有益参考。

参考文献

[1]宋力.数字集群技术及应用前景分析[J].无线电工程，2006， 36（9）：26-28.

[2] ETSI.ETSI EN 300 392-1，Terrestrial Trunked Radio（TETRA） Voice plus Data （V+D）.Part 1：General Network Design[S]. Nice，ETSI，2003.

[3]徐涛.数字集群移动通信系统原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008：295-380.

[4]郑祖辉，陆锦华，丁锐，等.数字集群移动通信系统（第三版）[M].北京：电子工业出版社，2008：272-442.

[5]王云磊，刘碧波.软交换中IP录音的设计[J].计算机与网络， 2010，36（23）：46-48.

[6]鲁力，卢毅.TCP协议及工作原理浅析[J].信息与电脑（理论版），2010（3）：34-37.