摘要：隨著我國經(jīng)濟的較快速發(fā)展，港口運輸所承載的任務(wù)越來越重，保證港口運輸在快速有序的狀況下進行就成為日常港口調(diào)度指揮的核心任務(wù)，其主要手段就是無線調(diào)度通信系統(tǒng)。文章論述了400M 數(shù)字集群DMR標準制式的解決方案。

關(guān)鍵詞：無線通信；數(shù)字集群；調(diào)度；通信覆蓋；呼損率；背景噪聲

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）13-0018-03

1概述

隨著我國經(jīng)濟的較快速發(fā)展，港口運輸所承載的任務(wù)越來越重，保證港口運輸在快速有序的狀況下進行就成為日常港口調(diào)度指揮的核心任務(wù)，其主要手段就是無線調(diào)度通信系統(tǒng)。港口調(diào)度通信主要特點：

第一，區(qū)域性極強：一般港口范圍都不是很大，而且總體地勢相對比較平坦。

第二，無線調(diào)度通信業(yè)務(wù)以組通信（組呼叫）為主，實際功能需求較簡單，呼叫建立要求迅速。

第三，背景噪聲較大，移動設(shè)備，尤其是手機應(yīng)具有較強的抑制背景噪聲的能力。

第四，需要解決一些盲區(qū)的辦法（如翻車機

房等）。

依據(jù)上述要求，400M數(shù)字集群無線調(diào)度電話系統(tǒng)就是較為理想的解決方案。目前我國數(shù)字集群應(yīng)用較多的主要有Tetra標準制式，DMR標準制式。Tetra制式適用于小區(qū)制大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復雜，系統(tǒng)功能齊備，價格比較高。DMR標準制式的網(wǎng)絡(luò)為大區(qū)制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性價比較高，完全滿足港口調(diào)度通信的需求。

DMR數(shù)字集群系統(tǒng)是利用時分多址（TDMA）技術(shù)將單個許可的12.5kHz信道分成兩個時隙、并使用全數(shù)字化編碼技術(shù)的一種通信制式。采用DMR的通信系統(tǒng)既節(jié)約了頻率資源，同時用戶容量也可以提高一倍。

本文針對唐山港曹妃甸港區(qū)煤碼頭（二期）工程無線通信的需求，介紹系統(tǒng)的設(shè)計思路。

2400M數(shù)字集群無線調(diào)度系統(tǒng)規(guī)劃方案

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明

系統(tǒng)采用單基站形式，使用5對雙頻數(shù)字中繼臺，共10個時隙用于區(qū)域內(nèi)的通信，并采用一拖二光纖直放站解決盲區(qū)覆蓋問題。同時配備調(diào)度控制臺對系統(tǒng)進行控制、監(jiān)控和調(diào)度，移動用戶選配車載移動臺、手持式移動臺。考慮整個無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的特點，為了提高頻率的使用效率，以港區(qū)大部為基本通信區(qū)域，利用3對頻率設(shè)立6時隙基站，組成1套6時隙數(shù)字集群系統(tǒng)，另外2組頻率構(gòu)成4個常規(guī)通話時隙。同時利用直放站將全部5對頻率的信號傳送到翻車機房底層和封閉堆場實現(xiàn)盲區(qū)

覆蓋。

按照上述配置，全系統(tǒng)可以覆蓋港區(qū)及周邊25KM范圍，同時滿足煤碼頭對于用戶容量以及港區(qū)的生產(chǎn)調(diào)度指揮的需求。

2.1.1時隙（即數(shù)字話音信道）的分配

4個常規(guī)時隙固定分配給系統(tǒng)中使用頻繁的用戶組使用，移動用戶工作于常規(guī)模式且分組數(shù)不大于4個，確保通話暢通、及時。

6個集群時隙分配給系統(tǒng)中的其他用戶使用，移動用戶工作于集群模式，大大提高了頻率使用效率以獲得更高的用戶容量。

常規(guī)和集群中繼臺和移動臺完全相同，今后用戶可以根據(jù)實際需要對常規(guī)/集群時隙的比例進行調(diào)整，以滿足生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展和工作條件的變化。

2.1.2盲區(qū)直放站覆蓋

封閉堆場：直放站安裝于封閉堆場內(nèi)，采用定板狀定向天線覆蓋堆場內(nèi)部區(qū)域。板狀定向天線有較好的方向性，同時對安裝條件的要求較低。

翻車機房底層：直放站安裝于翻車機房底層，利用全向天線覆蓋機房內(nèi)部通道，也可以根據(jù)需求采用定向天線。

2.2400M 數(shù)字集群系統(tǒng)主要優(yōu)點

系統(tǒng)為數(shù)字集群系統(tǒng)，技術(shù)先進，體現(xiàn)在：第一，語音數(shù)字化，具有糾錯能力和抗干擾能力，大大提高了信噪比，特別是在嘈雜環(huán)境中能夠提供比模擬機更高的聲音質(zhì)量。即使在風噪聲、重型設(shè)備噪聲、拖拉機及推土機噪聲及各類生產(chǎn)噪聲導致模擬對講機很難清晰傳送話音。第二，采用TDMA技術(shù)，在每個模擬信道上提供2個通話時隙，相當于增加了一倍的信道數(shù)量。第三，移動臺操作與模擬機完全相同，不改變用戶的使用習慣，利于一線工人直接使用。第四，無需專用控制時隙，不浪費系統(tǒng)時隙（信道）容量，系統(tǒng)成本較低。第五，無需申請及準許機制，快速啟動通話，呼叫更快。

2.3本設(shè)計方案的主要優(yōu)點

第一，對于使用非常頻繁、并且要求接近100%的呼叫成功率的部分用戶，可以使用常規(guī)方式進行通話，以避免其他用戶的影響。分配原則是：分組數(shù)不大于時隙數(shù)。

第二，對于一般用戶，可以使用集群方式，分組數(shù)可以大于時隙數(shù)，有足夠的集群信道以滿足較大的用戶數(shù)量，大大提高了信道利用率。

第三，常規(guī)和集群的中繼臺和移動臺完全相同，今后用戶可以根據(jù)實際需要對常規(guī)/集群時隙的比例進行調(diào)整，以滿足生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展和工作條件的變化。

第四，6時隙集群加4時隙常規(guī)混合使用，能夠在發(fā)揮集群系統(tǒng)性能優(yōu)勢的同時滿足部分特殊用戶的特別需求。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組合靈活，用戶可以根據(jù)今后不斷發(fā)展的生產(chǎn)需要，非常容易的改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既可以將4個常規(guī)時隙單獨組成4個通話時隙的集群系統(tǒng)使用；也可以將所有10個時隙結(jié)合起來構(gòu)建10個通話時隙的集群系統(tǒng)使用

第五，在港區(qū)地面架設(shè)主基站，翻車機房底層架設(shè)直放站遠端設(shè)備，之間采用光纖鏈路連接。移動臺處于不同區(qū)域時不需要漫游和切換。

第六，直放站不需要占用額外的頻率資源，用戶的所有頻率資源都可以用于基站建設(shè)。

第七，擴容時只需要在主基站增加信道，而不需要在翻車機房底層、封閉堆場增加設(shè)備。

第八，在翻車機房底層、封閉堆場增加新的工作組，不需要增加任何設(shè)備。

第九，主基站中所有時隙都會傳送到直放站中，所有移動用戶（包括常規(guī)用戶和集群用戶）都可以與翻車機房底層、封閉堆場通話，也可以到翻車機房底層、封閉堆場與地面上的其它用戶及調(diào)度臺通話。

第十，系統(tǒng)中出現(xiàn)新的盲區(qū)時容易處理，只需要在該盲區(qū)處增加直放站遠端機即可。

第十一，今后根據(jù)需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變集群信道數(shù)量（增加或減少）時無需對直放站部分做更改，只需在主基站進行軟件編程設(shè)置即可。

3系統(tǒng)功能

3.1組呼

組呼是集群通信最基本的呼叫，它允許移動臺與一組用戶進行一對多的通話，移動臺缺省是工作在組呼模式下，而且非常便于發(fā)起和接收組呼。

每個移動臺可被編程多個通話組，用戶可以很簡單地選擇進入那個通話組，用戶可以隨時進入另一個通話組。

一旦選擇一個通話組，移動臺不需任何動作，便可自動監(jiān)聽接收這個組的呼叫。要發(fā)起一個呼叫，用戶僅需按下PTT即可講話。接收揚聲器音量通過旋扭可調(diào)，也可將音量旋扭調(diào)至為零而關(guān)閉移動臺。

用戶臺發(fā)起組呼時只需按下PTT鍵即可發(fā)起當前所在組的呼叫，也可以撥組號后按PTT鍵發(fā)起組號；用戶臺在組呼模式下接聽當前組呼無需任何操作。組呼為單工方式，只占用一個信道（時隙）

資源。

3.2單呼

系統(tǒng)支持單呼（私密呼叫），當處于私密呼叫時，僅通話雙方可以聽到通信內(nèi)容，系統(tǒng)管理員可以配置用戶是否具備私密呼叫能力。私密呼叫處于半雙工方式，即僅通信一方可以在一個時間講話，這對在困難的條件下，保持通信的清晰是尤其重

要的。

3.3緊急呼叫

緊急呼叫將發(fā)送給同組的對講機，具備強拆功能，能夠在信道全部占用的情況下建立呼叫。

3.4系統(tǒng)呼叫

系統(tǒng)呼叫將發(fā)送給全部系統(tǒng)中的對講機，包括空閑及繁忙的對講機。

空閑對講機會立即加入。

繁忙——正在接收的對講機會在一秒之內(nèi)

加入。

繁忙——正在發(fā)射的對講機會在PTT結(jié)束后

加入。

用戶在緊急情況下可發(fā)起當前所在通話組的系統(tǒng)呼叫。系統(tǒng)呼叫是單工組呼，只占用基站一個信道（時隙）資源。

3.5短數(shù)據(jù)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)功能包括：GPS、短信、其他遙測應(yīng)用、數(shù)據(jù)可以在語音系統(tǒng)中傳送，或翻轉(zhuǎn)到指定的數(shù)據(jù)時隙中傳送。

4綜述

在專用通信網(wǎng)數(shù)字化的大趨勢下，人們走到一個誤區(qū)：選就要選最好的Tetra體制的數(shù)字集群系統(tǒng)。然而從技術(shù)角度來看，DMR體制的無線通信系統(tǒng)采用的是最新的技術(shù)，其具有大區(qū)制覆蓋、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護維修方便、功能實用等特征。

作者簡介：李燦旭（1978-），男，陜西咸陽人，河北港口集團唐山曹妃甸煤炭港務(wù)有限公司工程師，研究方向：自動控制。

（責任編輯：王書柏）