淺析港口無線調度通信系統

摘要：隨著我國經濟的較快速發展，港口運輸所承載的任務越來越重，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度指揮的核心任務，其主要手段就是無線調度通信系統。文章論述了400M 數字集群DMR標準制式的解決方案。

關鍵詞：無線通信；數字集群；調度；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

隨著我國經濟的較快速發展，港口運輸所承載的任務越來越重，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度指揮的核心任務，其主要手段就是無線調度通信系統。港口調度通信主要特點：

第一，區域性極強：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，無線調度通信業務以組通信（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，移動設備，尤其是手機應具有較強的抑制背景噪聲的能力。

第四，需要解決一些盲區的辦法（如翻車機

房等）。

依據上述要求，400M數字集群無線調度電話系統就是較為理想的解決方案。目前我國數字集群應用較多的主要有Tetra標準制式，DMR標準制式。Tetra制式適用于小區制大型網絡系統，網絡結構較為復雜，系統功能齊備，價格比較高。DMR標準制式的網絡為大區制系統，系統結構簡單，性價比較高，完全滿足港口調度通信的需求。

DMR數字集群系統是利用時分多址（TDMA）技術將單個許可的12.5kHz信道分成兩個時隙、并使用全數字化編碼技術的一種通信制式。采用DMR的通信系統既節約了頻率資源，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煤碼頭（二期）工程無線通信的需求，介紹系統的設計思路。

2400M數字集群無線調度系統規劃方案

2.1系統結構說明

系統采用單基站形式，使用5對雙頻數字中繼臺，共10個時隙用于區域內的通信，并采用一拖二光纖直放站解決盲區覆蓋問題。同時配備調度控制臺對系統進行控制、監控和調度，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絡覆蓋的特點，為了提高頻率的使用效率，以港區大部為基本通信區域，利用3對頻率設立6時隙基站，組成1套6時隙數字集群系統，另外2組頻率構成4個常規通話時隙。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盲區

覆蓋。

按照上述配置，全系統可以覆蓋港區及周邊25KM范圍，同時滿足煤碼頭對于用戶容量以及港區的生產調度指揮的需求。

2.1.1時隙（即數字話音信道）的分配

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

6個集群時隙分配給系統中的其他用戶使用，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。

常規和集群中繼臺和移動臺完全相同，今后用戶可以根據實際需要對常規/集群時隙的比例進行調整，以滿足生產規模的發展和工作條件的變化。

2.1.2盲區直放站覆蓋

封閉堆場：直放站安裝于封閉堆場內，采用定板狀定向天線覆蓋堆場內部區域。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部通道，也可以根據需求采用定向天線。

2.2400M 數字集群系統主要優點

系統為數字集群系統，技術先進，體現在：第一，語音數字化，具有糾錯能力和抗干擾能力，大大提高了信噪比，特別是在嘈雜環境中能夠提供比模擬機更高的聲音質量。即使在風噪聲、重型設備噪聲、拖拉機及推土機噪聲及各類生產噪聲導致模擬對講機很難清晰傳送話音。第二，采用TDMA技術，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，不浪費系統時隙（信道）容量，系統成本較低。第五，無需申請及準許機制，快速啟動通話，呼叫更快。

2.3本設計方案的主要優點

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，可以使用常規方式進行通話，以避免其他用戶的影響。分配原則是：分組數不大于時隙數。

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

第三，常規和集群的中繼臺和移動臺完全相同，今后用戶可以根據實際需要對常規/集群時隙的比例進行調整，以滿足生產規模的發展和工作條件的變化。

第四，6時隙集群加4時隙常規混合使用，能夠在發揮集群系統性能優勢的同時滿足部分特殊用戶的特別需求。網絡結構組合靈活，用戶可以根據今后不斷發展的生產需要，非常容易的改變網絡結構，既可以將4個常規時隙單獨組成4個通話時隙的集群系統使用；也可以將所有10個時隙結合起來構建10個通話時隙的集群系統使用

第五，在港區地面架設主基站，翻車機房底層架設直放站遠端設備，之間采用光纖鏈路連接。移動臺處于不同區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。

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度臺通話。

第十，系統中出現新的盲區時容易處理，只需要在該盲區處增加直放站遠端機即可。

第十一，今后根據需要調整網絡結構改變集群信道數量（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置即可。

3系統功能

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，便可自動監聽接收這個組的呼叫。要發起一個呼叫，用戶僅需按下PTT即可講話。接收揚聲器音量通過旋扭可調，也可將音量旋扭調至為零而關閉移動臺。

用戶臺發起組呼時只需按下PTT鍵即可發起當前所在組的呼叫，也可以撥組號后按PTT鍵發起組號；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容，系統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系統呼叫

系統呼叫將發送給全部系統中的對講機，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

加入。

繁忙——正在發射的對講機會在PTT結束后

加入。

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

3.5短數據

系統的數據功能包括：GPS、短信、其他遙測應用、數據可以在語音系統中傳送，或翻轉到指定的數據時隙中傳送。

4綜述

在專用通信網數字化的大趨勢下，人們走到一個誤區：選就要選最好的Tetra體制的數字集群系統。然而從技術角度來看，DMR體制的無線通信系統采用的是最新的技術，其具有大區制覆蓋、系統結構簡單、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有限公司工程師，研究方向：自動控制。

（責任編輯：王書柏）