原创《基于家庭基站分布式PBX的系统架构和设计》：这是一篇与系统架构论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：现有IP-PBX均基于有线网络构建而无法满足用户对移动通信的需求,并且大都采用集中式控制而增加其系统瘫痪的风险.因此,该文提出一种基于家庭基站技术的分布式PBX系统即FD-PBX,依托家庭基站使其具备移动通信能力,基于Asterisk和SoC构建具有小容量的呼叫控制和交换功能的FAP使其兼具分布式系统的优点.
关键词：家庭基站；PBX；Asterisk；SoC；分布式系统
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）01-0089-02
数据通信需求的推动、IP技术的发展,同时伴随着VoIP（Voice over Internet Protocol,基于因特网的语音通信,俗称IP电话或因特网电话或IP语音）技术的成熟,各种IP-PBX（VoIP based Private Branch Exchange,基于IP语音的用户级交换机）系统层出不穷[1-3].通常,IP-PBX系统中均设置核心部件CM（Call Manager,呼叫管理器）实现对所有IP电话的呼叫管理和控制；由于基于VoIP,以太网电话机和Soft phone[3]即软电话能直接接入该系统.然而仔细分析不难发现,依托IP使其具备了强大的数据通信乃至视频通信功能,但是仍然没有摆脱线缆的束缚,移动通信更是无从谈起；同时,CM属于集中式控制方式,一旦其出现故障,整个系统将处于瘫痪状态.另一方面,近年飞蜂窝Femtocell（又叫家庭基站）以其低功耗、高吞吐率以及通过有线宽带网络回程等优势被广泛接纳,在宽带移动通信领域,已成为解决室内深度覆盖的首选技术[4].家庭基站典型应用系统的结構如图1所示,由图可知,家庭基站通常部署在用户家中,属用户私有.用户设备如手机、笔记本电脑等通过FAP（Femto Access Point,家庭基站接入点）实现无线连接,FAP通过用户家里的宽带线路如DSL（Digital Subscriber Line,数字用户线）、FTTH（Fiber To The Home,光纤入户）等作为其回程链路并最终接入到移动CN（Core Network,核心网）.此时用户设备所进行的移动通信承载在廉价且高普及率的Internet上,移动核心网主要提供其呼叫管理和控制功能,这与PBX有相通之处.因此,若进一步将移动核心网的呼叫管理和控制功能下移到家庭基站的FAP中,则FAP完全成为了用户家中一个独立私有的“移动通信网络”.因此,本文给出一种基于家庭基站技术实现的分布式PBX系统即FD-PBX（Femtocell based Distributed PBX,基于家庭基站分布式PBX）.
1 FD-PBX系统架构与功能
FD-PBX系统的总体架构及典型应用场景如图2所示.由图可知,FD-PBX系统基于家庭基站技术,采用FMC（Fixed Mobile Convergence,固定与移动融合）思路和分布式系统架构,依托Ethernet、DSL、FTTH等固定宽带技术实现Internet的接入,同时充分利用PLMN（Public Land Mobile Network,公共陆地移动网络）的特点和优势,最终实现企业PBX功能的移动化且将其应用延伸到企业以外的所有区域.
分析图2可知,由于能无缝兼容到原有的IP-PBX系统,使得FD-PBX系统几乎实现了现行所有方式的通信.业务类型包括语音、数据乃至视频,通信终端涉及普通固定电话机（包括在企业内部使用的和在家居区域使用的两种）、IP电话机、基于PC的Soft phone以及PDA（Personal Digital Assistant,个人数字助理）、手机等移动终端设备,通信发生的范围包括企业内部、企业分支机构、家居生活区、PLMN覆盖区以及PSTN（Public Switched Telephone Network,公共交换电话网络）等区域内部或区域之间.
2 FD-PBX设计
根据前述分析可知,FD-PBX系统功能的实现主要集中在FAP上,下面的阐述主要围绕FAP展开.
FAP其实就是一个集成了传统基站所有功能的小型基站,如TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分多址接入）系统中FAP的原理如图3所示.由图可知,FAP的原有部件已经对移动语音的射频、基带以及无线资源管理等进行了处理,因此只需要在FAP中增加呼叫接续、号码翻译、路由选择以及IP交换等原属于MSC（Mobile Switching Center,移动交换中心）的功能,而MSC的鉴权和加密、移动性管理等需要HLR（Home Location Register,归属位置寄存器）、VLR（Visitor Location Register,访问位置寄存器）、AUC（Authentication Centre,鉴权中心）和EIR（Equipment Identity Register,设备识别寄存器）配合才能完成的其他功能仍然依托其CN中的相应功能实体实现.据此思路设计的FAP,其硬件结构如图4所示.
图4中,除了SSIC（Soft Switch Integrated Circuit,软交换集成电路）及与其配套的SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步动态随机存储器）和Flash Memory之外,包括各RFIC（Radio Frequency Integrated Circuit,射频集成电路）、Router（路由器）等在内的其余模块都是传统FAP的功能模块,在FD-PBX系统中,没有改动其硬件,限于篇幅不做阐述.SSIC是FAP中实现FD-PBX系统功能的核心部件,硬件上可采用OpenWRT等SoC（System on Chip,系统级芯片）芯片实现,鉴于相关的文献和工业应用均已有解决方案[1],本文不再重复.然后在SSIC中运行Asterisk以使FAP具有呼叫控制功能和IP交换能力.同样的,Asterisk的应用已有很多成功案例[1],限于篇幅不做阐述.
系统架构论文参考资料：
结论：基于家庭基站分布式PBX的系统架构和设计为适合系统架构论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关系统架构开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
