數(shù)字集群系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

摘 要：數(shù)字集群通信系統(tǒng)是專業(yè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中具有極大優(yōu)勢的系統(tǒng)技術(shù)，在幾大關(guān)鍵技術(shù)的支持下能夠使數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)獲得更好通信質(zhì)量、更高的頻譜利用率及更大的系統(tǒng)容量。數(shù)字集群系統(tǒng)可提供話音、數(shù)據(jù)、圖像等多種通信業(yè)務(wù)，具有優(yōu)于公用移動(dòng)通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)所在，如接入快速、團(tuán)組通話、保密通話、強(qiáng)行插入與拆出、脫網(wǎng)直通等功能與優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)專業(yè)團(tuán)組群體用戶的特殊通信需求。如此，數(shù)字集群系統(tǒng)將會(huì)在專用通信領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用，本文將重點(diǎn)研究數(shù)字集群系統(tǒng)中的幾大關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公安機(jī)關(guān)；數(shù)字集群系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

自20世紀(jì)80年代開始，我國移動(dòng)通信獲得了快速發(fā)展，并逐步走向大眾化。隨之，移動(dòng)通信系統(tǒng)也開始逐步升級，形成了公用、專用兩種性質(zhì)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。在90年代，伴隨數(shù)字調(diào)制技術(shù)、數(shù)字信令控制、數(shù)字話音編碼、數(shù)字語音終端等數(shù)字技術(shù)在集群通信系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，專用移動(dòng)通信系統(tǒng)又研發(fā)升級了一種新的系統(tǒng)技術(shù)，即數(shù)字集群通信系統(tǒng)。數(shù)字集群通信系統(tǒng)是一種專用高級指揮調(diào)度系統(tǒng)，面向團(tuán)體用戶，具有調(diào)度功能和靈活的分群分組編號方式，主要分為公網(wǎng)化專用通信網(wǎng)、中小容量專用通信網(wǎng)兩大發(fā)展方向，其可提供話音、數(shù)據(jù)、圖像等多種通信業(yè)務(wù)。未來，隨著數(shù)字交換設(shè)備（如PSTN、ISDN、PDN等）的逐步完善，有線資源可通過無線接入轉(zhuǎn)化為無線資源，數(shù)字集群系統(tǒng)可通過接口實(shí)現(xiàn)無線資源的利用，如此數(shù)字集群系統(tǒng)將會(huì)在專用通信領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。

1 π/4-DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)

在數(shù)字集群系統(tǒng)中，π/4-DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)是其系統(tǒng)技術(shù)支持的一種。在綜合了QPSK、OQP-SK兩種調(diào)制方式優(yōu)點(diǎn)之后，π/4-DQPSK作為一種新的調(diào)制方式開始應(yīng)用于數(shù)字集群系統(tǒng)，不僅能夠有效進(jìn)行差分檢測、限幅鑒頻等非相干解調(diào)，而且還可降低QPSK信號的包絡(luò)波動(dòng)，從而在一定程度上提高了數(shù)字集群的通信質(zhì)量。與恒包絡(luò)的數(shù)字調(diào)制GMSK及TFM對比的話，π/4-DQPSK屬于線性調(diào)制，其載波相移限制為±π/4或±3π/4，因信號星座的轉(zhuǎn)換不經(jīng)過原點(diǎn)，所以相位不會(huì)產(chǎn)生±π的瞬間變化。如此，降低了它的包絡(luò)波動(dòng)，能夠獲得更好的輸出頻譜特性，具有更高的頻譜效率，還可在實(shí)際操作應(yīng)用中簡單、快捷的實(shí)現(xiàn)并達(dá)到良好的通信效果。

2 信道編解碼技術(shù)

信道編解碼技術(shù)是數(shù)字集群系統(tǒng)中的又一技術(shù)支持，該技術(shù)是基于ACELP語音編碼計(jì)算法而取得的第三類碼數(shù)據(jù)組，其作用是利用第三類碼數(shù)據(jù)組對數(shù)碼流進(jìn)行相應(yīng)的處理，通過CRC檢查數(shù)碼流在傳送中誤碼的發(fā)生，從而確保數(shù)字集群通信系統(tǒng)中語音數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在信道編解碼技術(shù)中，主要使用RCPC收縮卷積編碼來進(jìn)行隨機(jī)糾錯(cuò)，以增加系統(tǒng)的可靠性。在通信系統(tǒng)無線信道中，為提高傳輸過程中的可靠性，可采用卷積碼這一性能優(yōu)于線性碼的糾錯(cuò)碼進(jìn)行隨機(jī)糾正，卷積碼可以在惡劣的信道條件（衰減、干擾）下糾正與解決突發(fā)錯(cuò)誤，同時(shí)對卷積碼進(jìn)行收縮可以在有限的帶寬中實(shí)現(xiàn)通信速率的有效提高。實(shí)際的數(shù)字集群系統(tǒng)有別于模擬的集群系統(tǒng)，其具有通信帶寬較窄、頻帶利用率較高的特點(diǎn)，因而需采用RCPC收縮卷積編碼在相對較窄的帶寬與系統(tǒng)性能降低的條件下實(shí)現(xiàn)有效傳輸，以保證通信速率。此外，信道編解碼技術(shù)還需與交織技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用在數(shù)字集群系統(tǒng)中，因交織技術(shù)具有時(shí)隙內(nèi)交織的特點(diǎn)，能夠使成群誤差趨向于隨機(jī)分布以降低碼組的誤碼率，從而協(xié)助信道編解碼技術(shù)有效提高糾錯(cuò)性能，以確保數(shù)字集群通信系統(tǒng)中無線信道的可靠性傳輸。

3 話音編解碼技術(shù)

一般，數(shù)字通信與通信系統(tǒng)中的傳輸信號形式各有不同，數(shù)字信號是數(shù)字通信過程中信息傳輸?shù)囊环N主要形式，需要將模擬信息互轉(zhuǎn)成數(shù)字信號而后傳輸至通信系統(tǒng)中的發(fā)送端、接收端。而在通信系統(tǒng)中，話音信號、圖像信號其是模擬信號的主要表達(dá)形式，在對模擬信號進(jìn)行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換時(shí)，實(shí)質(zhì)上就是進(jìn)行話音編碼、話音解碼、圖像編碼、圖像解碼的過程。通常情況下，話音信號是數(shù)字集群移動(dòng)通信中使用最廣泛的信息形式，因而話音編解碼技術(shù)是數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)中不可忽視的技術(shù)支持。話音編碼是模擬網(wǎng)到數(shù)字網(wǎng)關(guān)鍵性的一個(gè)流程，作為一種信源編碼其主要負(fù)責(zé)將信道中傳輸?shù)哪M話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號或?qū)?shù)字信號轉(zhuǎn)換成話音信號。其中，波形編碼、聲源編碼、混合編碼是話音編碼技術(shù)中的三種主要方式，要獲得較低的比特速率可使用混合編碼來實(shí)現(xiàn)。在數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)中，話音編碼方式與話音編碼技術(shù)都會(huì)直接影響到系統(tǒng)中的通信質(zhì)量、頻譜利用率、系統(tǒng)容量，因而需采用高質(zhì)量、低速率的話音編碼技術(shù)及高效率的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，以此來保障數(shù)字集群移動(dòng)通信的良好效果。

4 結(jié)語

綜上所述，π/4-DQPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)、信道編解碼技術(shù)、話音編解碼技術(shù)這三種是數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)支持，發(fā)揮這三種技術(shù)的有效功能與作用能夠使數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)獲得更好通信質(zhì)量、更高的頻譜利用率及更大的系統(tǒng)容量。如此可見，數(shù)字集群通信系統(tǒng)是專業(yè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中極具優(yōu)勢的系統(tǒng)技術(shù)，其具有接入快速、團(tuán)組通話、保密通話、強(qiáng)行插入與拆出、脫網(wǎng)直通等功能與優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)專業(yè)團(tuán)組群體用戶的特殊通信需求，這些都是公用移動(dòng)通信系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)所在。現(xiàn)如今，隨著人們對信息交流與共享需求的不斷提高，建立數(shù)字集群通信專網(wǎng)能夠更好滿足人們交互式交流的需求，從而便于人們的生活與工作。鑒于數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、高效性，數(shù)字集群系統(tǒng)越來越廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域的通信系統(tǒng)中，其發(fā)展前景十分廣闊令人看好。

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