□劉 緩 □李倩瑜 □劉志強

（1河南省農(nóng)田水利水土保持技術(shù)推廣站 2漯河水利技工學校 3河南省水利第一工程局）

1 概述

1975年8月，河南省淮河流域發(fā)生的震驚世界的特大洪水災(zāi)難，給國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生命財產(chǎn)帶來了重大損失，其重要原因之一就是在發(fā)生暴雨洪水的關(guān)鍵時刻，通信中斷，水庫與外界失去聯(lián)系，庫區(qū)情況不明，指揮調(diào)度系統(tǒng)失靈，水庫陷入孤立無援的被動狀態(tài)，最終導致大壩潰決，給下游的人民生命財產(chǎn)造成了慘痛損失。為吸取“75.8”特大洪水的慘痛教訓，開始建設(shè)河南省防汛通信專用網(wǎng)。經(jīng)過多年發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，逐步建立起以鄭州為中心，由干線、支線和基層網(wǎng)組成的可通達各市及省直屬大型水管單位的防汛專用通信網(wǎng)絡(luò)。河南省共有2242座中小型水庫，是防汛工程體系和水利基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。據(jù)統(tǒng)計，全省2242座中小型水庫中，有60%的水庫沒有任何通信預警手段，即使已有的水庫通信設(shè)施也大多陳舊落后，可靠性差，在發(fā)生暴雨洪水時，非常容易發(fā)生通信中斷或擁塞，給水庫調(diào)度帶來很大的難度。因此，解決中小型水庫的預警通信問題，已成為防汛指揮部門的當務(wù)之急。

隨著科技的發(fā)展，各種新興的通信技術(shù)應(yīng)運而生，數(shù)字集群通信作為一種專用的調(diào)度通信系統(tǒng)非常適用于中小型水庫密集地區(qū)的通信預警，中興公司基于CDMA技術(shù)的GoTa開放式集群結(jié)構(gòu)（GlobalopenTrunkingArchitechture），是我國自主創(chuàng)新，擁有自己的關(guān)鍵技術(shù)和核心知識產(chǎn)權(quán)。與其他集群系統(tǒng)相比，GoTa具有價位、高速多媒體增值業(yè)務(wù)能力、演進潛力及安全保密處理等方面的優(yōu)勢。因此，這里就利用GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)作為解決河南省中小型水庫通信的方案之一進行介紹和探討。

2 集群通信與GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)

2.1 集群通信的定義

集群通信系統(tǒng)（TrunkingCommunicationSystem）是專用調(diào)度通信系統(tǒng)，最早是從對講機發(fā)展起來的。專用指揮調(diào)度通信從一對一對講的形式、同頻單工組網(wǎng)形式、異頻單工組網(wǎng)形式、單信道一呼百應(yīng)以及進一步帶選呼的系統(tǒng)，發(fā)展到多信道自動撥號系統(tǒng)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展逐步向更高層次演進，成為多信道用戶共享的調(diào)度系統(tǒng)，這種系統(tǒng)稱為集群通信系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)多個用戶共用一組無線電信道，并動態(tài)地使用這些信道。

2.2 數(shù)字集群通信系統(tǒng)

集群通信早期是模擬集群通信，系統(tǒng)內(nèi)采用模擬話音進行通信，沒有數(shù)字技術(shù)。后來為了使通信連接更為可靠，采用了數(shù)字信令，使用戶連接可靠性和連通速度有所提高，系統(tǒng)功能也相應(yīng)增加。

數(shù)字集群通信系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)都是數(shù)字處理的，除數(shù)字信令外，其中最重要的是多址方式、語音編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)，還需配合使用同步技術(shù)、檢錯糾錯技術(shù)及分集技術(shù)等。數(shù)字集群具有抗干擾能力強、分組調(diào)度靈活、迅速的接續(xù)速度、保密的話音通信，智能化的網(wǎng)絡(luò)管理、高效的頻譜利用和優(yōu)良的資源共享等技術(shù)優(yōu)勢，已成為無線通信調(diào)度指揮的主要手段。

2.3 GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)

GoTa的含義是開放式集群結(jié)構(gòu)（GlobalopenTrunkingArchitechture），它是中興公司開發(fā)的基于CDMA的數(shù)字集群通信系統(tǒng)。GoTa的空中接口在cdma2000技術(shù)基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化和改造，使之能夠滿足現(xiàn)代集群通信的技術(shù)要求。GoTa采用的呼叫方式是集群通信中所特有的PTT方式的話音呼叫；為了提高呼叫接續(xù)速度，GoTa定義了一套相應(yīng)的體制結(jié)構(gòu)和協(xié)議棧，以滿足集群通信系統(tǒng)的快速連接；為了支持群組呼叫，GoTa優(yōu)化了空中接口，從而達到在同一個小區(qū)／載頻下同一群組的用戶在呼叫時能夠共享同一條空中信道的目的。GoTa在處理通信連接時也采用了共享的方式，這將減少網(wǎng)絡(luò)處理呼叫時的時延。對用戶來說，信道選擇和分配的過程卻是透明的。因此，GoTa具有快速的接入、高信道效率和頻譜使用率，較高的用戶私密性、易擴展性和支持業(yè)務(wù)種類多等技術(shù)優(yōu)點。

3 GoTo技術(shù)在中小型水庫通信中的應(yīng)用模式

3.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

利用GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)可以組成中小型水庫通信的解決方案，GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)在中小型水庫通信中可以用作點到點的報警通信和組網(wǎng)通信，如果傳輸距離不夠或傳輸途徑有高山阻擋，可以在適當位置加移動臺，以擴展數(shù)字集群的通信距離。以市/縣水利局為中心節(jié)點，與若干個村鎮(zhèn)和水庫庫區(qū)的通信點之間組成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，見圖1；網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖見圖2。

3.2 GoTa網(wǎng)絡(luò)模式

GoTa系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.3 GoTa數(shù)字集群解決中小型水庫通信的優(yōu)點

第一，信道穩(wěn)定，通信質(zhì)量好。

第二，有單呼、組呼、全呼、緊急呼叫等豐富的調(diào)度功能，給防汛指揮統(tǒng)一調(diào)度提供方便。

第三，手持對講機體積小、重量輕，適用于在防汛搶險現(xiàn)場指揮通信。

第四，可進行數(shù)據(jù)傳輸并可與其他通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可以進行水文和水情信息傳輸，組成自動水文或水情測報系統(tǒng)。

圖1 GoTa數(shù)字集群水庫通信示意圖

圖2 GoTa數(shù)字集群通信網(wǎng)拓撲圖

圖3 GoTa系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

第五，在應(yīng)急機動通信車上可安裝超短波電臺進行應(yīng)急機動通信，作為現(xiàn)場指揮的通信手段之一。

第六，組網(wǎng)靈活，集群通信系統(tǒng)的基本形式是單區(qū)單基站網(wǎng)，隨著網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋區(qū)擴大，可發(fā)展以基本系統(tǒng)為基本模塊，由基本模塊疊加而成的多基站、多區(qū)的區(qū)域網(wǎng)，甚至成為多區(qū)、多層次網(wǎng)絡(luò)，便于多個水庫群之間通信網(wǎng)絡(luò)的連接。

第七，具有完整的自主知識產(chǎn)權(quán)，GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)為國內(nèi)公司自主研發(fā)，無須向國外公司支付知識產(chǎn)權(quán)費，網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備成本低，易于系統(tǒng)升級和網(wǎng)絡(luò)演進，適合投資額小的小型水庫群通信項目。

4 結(jié)語

加快中小型水庫通信預警設(shè)施建設(shè)，切實改善通信條件，因地制宜地制定切實可行、可靠的水庫通信方案，確保每座中小型水庫都具備兩套互為有效備用的通信預警手段，從根本上扭轉(zhuǎn)中小型水庫通信落后狀況，是各級防汛指揮部門的迫切要求。GoTa數(shù)字通信系統(tǒng)以其優(yōu)越的技術(shù)性能，更適應(yīng)中小型水庫搶險救災(zāi)、預警調(diào)度的現(xiàn)實需求，建議推廣應(yīng)用。