港口無(wú)線(xiàn)調度通信系統
港口無(wú)線(xiàn)調度通信系統【1】
摘要：隨著(zhù)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(lái)越重，保證港口運輸在快速有序的狀況下進(jìn)行就成為日常港口調度指揮的核心任務(wù)，其主要手段就是無(wú)線(xiàn)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(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)通信;數字集群;調度;通信覆蓋;呼損率;背景噪聲
1概述
隨著(zhù)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(lái)越重，保證港口運輸在快速有序的狀況下進(jìn)行就成為日常港口調度指揮的核心任務(wù)，其主要手段就是無(wú)線(xiàn)調度通信系統。
港口調度通信主要特點(diǎn)：
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(wú)線(xiàn)調度通信業(yè)務(wù)以組通信(組呼叫)為主，實(shí)際功能需求較簡(jiǎn)單，呼叫建立要求迅速。
第三，背景噪聲較大，移動(dòng)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(chē)機
房等)。
依據上述要求，400M數字集群無(wú)線(xiàn)調度電話(huà)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(wǎng)絡(luò )系統，網(wǎng)絡(luò )結構較為復雜，系統功能齊備，價(jià)格比較高。
DMR標準制式的網(wǎng)絡(luò )為大區制系統，系統結構簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比較高，完全滿(mǎn)足港口調度通信的需求。
DMR數字集群系統是利用時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)將單個(gè)許可的12.5kHz信道分成兩個(gè)時(shí)隙、并使用全數字化編碼技術(shù)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(shí)用戶(hù)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(wú)線(xiàn)通信的需求，介紹系統的設計思路。
2400M數字集群無(wú)線(xiàn)調度系統規劃方案
2.1系統結構說(shuō)明
系統采用單基站形式，使用5對雙頻數字中繼臺，共10個(gè)時(shí)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(wèn)題。
同時(shí)配備調度控制臺對系統進(jìn)行控制、監控和調度，移動(dòng)用戶(hù)選配車(chē)載移動(dòng)臺、手持式移動(dòng)臺。
考慮整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋的特點(diǎn)，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(shí)隙基站，組成1套6時(shí)隙數字集群系統，另外2組頻率構成4個(gè)常規通話(huà)時(shí)隙。
同時(shí)利用直放站將全部5對頻率的信號傳送到翻車(chē)機房底層和封閉堆場(chǎng)實(shí)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(shí)滿(mǎn)足煤碼頭對于用戶(hù)容量以及港區的生產(chǎn)調度指揮的需求。
2.1.1時(shí)隙(即數字話(huà)音信道)的分配
4個(gè)常規時(shí)隙固定分配給系統中使用頻繁的用戶(hù)組使用，移動(dòng)用戶(hù)工作于常規模式且分組數不大于4個(gè)，確保通話(huà)暢通、及時(shí)。
6個(gè)集群時(shí)隙分配給系統中的其他用戶(hù)使用，移動(dòng)用戶(hù)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(hù)容量。
常規和集群中繼臺和移動(dòng)臺完全相同，今后用戶(hù)可以根據實(shí)際需要對常規/集群時(shí)隙的比例進(jìn)行調整，以滿(mǎn)足生產(chǎn)規模的發(fā)展和工作條件的變化。
2.1.2盲區直放站覆蓋
封閉堆場(chǎng)：直放站安裝于封閉堆場(chǎng)內，采用定板狀定向天線(xiàn)覆蓋堆場(chǎng)內部區域。
板狀定向天線(xiàn)有較好的方向性，同時(shí)對安裝條件的要求較低。
翻車(chē)機房底層：直放站安裝于翻車(chē)機房底層，利用全向天線(xiàn)覆蓋機房?jì)炔客ǖ�，也可以根據需求采用定向天線(xiàn)。
2.2400M 數字集群系統主要優(yōu)點(diǎn)
系統為數字集群系統，技術(shù)先進(jìn)，體現在：第一，語(yǔ)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(huán)境中能夠提供比模擬機更高的聲音質(zhì)量。
即使在風(fēng)噪聲、重型設備噪聲、拖拉機及推土機噪聲及各類(lèi)生產(chǎn)噪聲導致模擬對講機很難清晰傳送話(huà)音。
第二，采用TDMA技術(shù)，在每個(gè)模擬信道上提供2個(gè)通話(huà)時(shí)隙，相當于增加了一倍的信道數量。
第三，移動(dòng)臺操作與模擬機完全相同，不改變用戶(hù)的使用習慣，利于一線(xiàn)工人直接使用。
第四，無(wú)需專(zhuān)用控制時(shí)隙，不浪費系統時(shí)隙(信道)容量，系統成本較低。
第五，無(wú)需申請及準許機制，快速啟動(dòng)通話(huà)，呼叫更快。
2.3本設計方案的主要優(yōu)點(diǎn)
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(hù)，可以使用常規方式進(jìn)行通話(huà)，以避免其他用戶(hù)的影響。
分配原則是：分組數不大于時(shí)隙數。
第二，對于一般用戶(hù)，可以使用集群方式，分組數可以大于時(shí)隙數，有足夠的集群信道以滿(mǎn)足較大的用戶(hù)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(dòng)臺完全相同，今后用戶(hù)可以根據實(shí)際需要對常規/集群時(shí)隙的比例進(jìn)行調整，以滿(mǎn)足生產(chǎn)規模的發(fā)展和工作條件的變化。
第四，6時(shí)隙集群加4時(shí)隙常規混合使用，能夠在發(fā)揮集群系統性能優(yōu)勢的同時(shí)滿(mǎn)足部分特殊用戶(hù)的特別需求。
網(wǎng)絡(luò )結構組合靈活，用戶(hù)可以根據今后不斷發(fā)展的生產(chǎn)需要，非常容易的改變網(wǎng)絡(luò )結構，既可以將4個(gè)常規時(shí)隙單獨組成4個(gè)通話(huà)時(shí)隙的集群系統使用;也可以將所有10個(gè)時(shí)隙結合起來(lái)構建10個(gè)通話(huà)時(shí)隙的集群系統使用
第五，在港區地面架設主基站，翻車(chē)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(dòng)臺處于不同區域時(shí)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(hù)的所有頻率資源都可以用于基站建設。
第七，擴容時(shí)只需要在主基站增加信道，而不需要在翻車(chē)機房底層、封閉堆場(chǎng)增加設備。
第八，在翻車(chē)機房底層、封閉堆場(chǎng)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(shí)隙都會(huì )傳送到直放站中，所有移動(dòng)用戶(hù)(包括常規用戶(hù)和集群用戶(hù))都可以與翻車(chē)機房底層、封閉堆場(chǎng)通話(huà)，也可以到翻車(chē)機房底層、封閉堆場(chǎng)與地面上的其它用戶(hù)及調度臺通話(huà)。
第十，系統中出現新的盲區時(shí)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(wǎng)絡(luò )結構改變集群信道數量(增加或減少)時(shí)無(wú)需對直放站部分做更改，只需在主基站進(jìn)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(dòng)臺與一組用戶(hù)進(jìn)行一對多的通話(huà)，移動(dòng)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(gè)移動(dòng)臺可被編程多個(gè)通話(huà)組，用戶(hù)可以很簡(jiǎn)單地選擇進(jìn)入那個(gè)通話(huà)組，用戶(hù)可以隨時(shí)進(jìn)入另一個(gè)通話(huà)組。
一旦選擇一個(gè)通話(huà)組，移動(dòng)臺不需任何動(dòng)作，便可自動(dòng)監聽(tīng)接收這個(gè)組的呼叫。
要發(fā)起一個(gè)呼叫，用戶(hù)僅需按下PTT即可講話(huà)。
接收揚聲器音量通過(guò)旋扭可調，也可將音量旋扭調至為零而關(guān)閉移動(dòng)臺。
用戶(hù)臺發(fā)起組呼時(shí)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(hù)臺在組呼模式下接聽(tīng)當前組呼無(wú)需任何操作。
組呼為單工方式，只占用一個(gè)信道(時(shí)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(shí)，僅通話(huà)雙方可以聽(tīng)到通信內容，系統管理員可以配置用戶(hù)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(gè)時(shí)間講話(huà)，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系統呼叫
系統呼叫將發(fā)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(huì )立即加入。
繁忙——正在接收的對講機會(huì )在一秒之內加入。
繁忙——正在發(fā)射的對講機會(huì )在PTT結束后加入。
用戶(hù)在緊急情況下可發(fā)起當前所在通話(huà)組的系統呼叫。
系統呼叫是單工組呼，只占用基站一個(gè)信道(時(shí)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(yǔ)音系統中傳送，或翻轉到指定的數據時(shí)隙中傳送。
4綜述
在專(zhuān)用通信網(wǎng)數字化的大趨勢下，人們走到一個(gè)誤區：選就要選最好的Tetra體制的數字集群系統。
然而從技術(shù)角度來(lái)看，DMR體制的無(wú)線(xiàn)通信系統采用的是最新的技術(shù)，其具有大區制覆蓋、系統結構簡(jiǎn)單、維護維修方便、功能實(shí)用等特征。
港口無(wú)線(xiàn)調度通信系統【2】
摘要 改革開(kāi)放以后，我國與世界經(jīng)濟的聯(lián)系越來(lái)越緊密，港口在經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中所起到的作用也變得越來(lái)越重要。
所以我們必須要加強對港口的管理力度，確保港口的有序運行，而無(wú)線(xiàn)電調度通信系統就是重要的方式。
關(guān)鍵詞 港口管理;無(wú)線(xiàn)調度;通信系統;數字集群
1 概述
近幾年，隨著(zhù)我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高與對外貿易的不斷擴大，港口所要承擔的任務(wù)也逐漸加重。
為了確保港口運輸的正常進(jìn)行，我們必須要加強對港口的管理力度，其中無(wú)線(xiàn)調度通信系統就是一種重要的方式。
一般來(lái)說(shuō)，港口調度通信具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1)具有較強的區域性，通常來(lái)說(shuō)一個(gè)港口的范圍不是很大，但是這些港口所在的位置地勢都比較平坦。
2)以組通信即組呼叫為主要的無(wú)線(xiàn)調度通信業(yè)務(wù)。
這種形式的業(yè)務(wù)對功能的需求較為簡(jiǎn)單，但是要迅速。
3)背景存在較大的噪聲，各種設備特別是手機必須要具有很強的抗噪聲能力。
4)采取措施解決盲區問(wèn)題，比如翻車(chē)機房等問(wèn)題。
為了滿(mǎn)足以上要求，一般我們會(huì )選擇2400M數字集群無(wú)線(xiàn)調度電話(huà)系統來(lái)進(jìn)行港口管理。
現在，在我國最常使用的數字集群有兩種，一個(gè)是Tetra標準制式，一個(gè)是DMR標準制式。
其中，Tetra制式比較適合在小區制的大型網(wǎng)絡(luò )系統中使用，這種系統相對來(lái)說(shuō)比較復雜，系統的功能比較全面，但是成本價(jià)格也很高。
而DMR標準制式一般應用于大區制的網(wǎng)絡(luò )系統中，這種系統的結構比較簡(jiǎn)單，價(jià)格合理，適合用于進(jìn)行港口調度。
由于在使用DMR數字集群系統時(shí)，可以將單個(gè)許可的12.5 kHz信道通過(guò)時(shí)分多址的方式分成兩個(gè)時(shí)隙，另外還可以利用數字化編碼技術(shù)將系統的通信制式統一。
這樣如果我們選擇這種通信系統就可以節約大量頻率資源，也可以有效的提高用戶(hù)容量。
2 方案概況
2.1 調度系統結構
目前我國在港口調度時(shí)使用的通信系統為單基站形式。
這種系統主要依靠五個(gè)雙頻數字中繼站臺和十個(gè)時(shí)隙來(lái)進(jìn)行通信。
在解決盲區覆蓋問(wèn)題時(shí)采取了一拖二光纖直放站的方式。
此外這一系統還配置了調度控制臺，這樣就可以實(shí)現對系統的監督、控制和調度。
一般調度臺分為手持式移動(dòng)臺以及車(chē)載式移動(dòng)臺。
在設計通信系統時(shí)要對整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )的覆蓋狀況進(jìn)行詳細的分析，要將整個(gè)港區都作為基本的通信區域，這樣才能提高頻率的使用效率。
在設計時(shí)，應該建立一套6時(shí)數字集群系統，即用3對頻率設置6時(shí)隙基站。
此外還要建立4個(gè)由兩組頻率組成的常規通話(huà)時(shí)隙。
與此同時(shí)要在封閉堆場(chǎng)以及翻車(chē)機房等盲區安置5對頻率信號。
如果嚴格按照上面的方式設計就可以保證港區以及周?chē)?5 km內有信號覆蓋。
這樣就可以實(shí)現對整個(gè)港口的生產(chǎn)調度和指揮。
1)分配時(shí)隙的方式。
要想保證通話(huà)順暢、及時(shí)就要將4個(gè)常規時(shí)隙按照固定的方式分配給系統中使用次數較多的用戶(hù)組，移動(dòng)用戶(hù)的分組數一般以大于4個(gè)。
而其他的用戶(hù)則分配6個(gè)集群的時(shí)隙。
移動(dòng)用戶(hù)一般使用集群的模式。
只有這樣設計才能提高頻率資源的使用效率，增加客戶(hù)容量。
因為常規與集群的移動(dòng)臺和中繼站是沒(méi)有區別的，所以用戶(hù)以后可以按照自己的實(shí)際需要調整時(shí)隙的比例，這樣就可以更好為生產(chǎn)服務(wù)。
2)盲區直放站的覆蓋。
封閉堆場(chǎng)覆蓋：作為主要的盲區，要想使封閉堆場(chǎng)也覆蓋信號就要安裝直放站，一般采取在堆放場(chǎng)內部安裝定板狀的直放站的方式。
這種直放站對安裝條件的要求較低，天線(xiàn)的方向性也較好。
翻車(chē)機房底層覆蓋：一般在翻車(chē)機房的底層安裝直放站會(huì )采取全向天線(xiàn)覆蓋的方式，也可以按照實(shí)際要求安裝定向的天線(xiàn)。
2.2 400 M數字集群系統的優(yōu)勢
2400 M數字集群系統在我國港口管理過(guò)程中得到了廣泛的應用，該系統有先進(jìn)的技術(shù)，是一種數字集群系統。
優(yōu)點(diǎn)主要表現在以下幾個(gè)方面：一是數字化的語(yǔ)言，這種系統具有強大的抗干擾和糾錯能力，這樣即使在嘈雜的環(huán)境中也可以確保聲音質(zhì)量。
比如說(shuō)在港口中經(jīng)常有風(fēng)噪聲、設備噪聲、生產(chǎn)噪聲等等。
二是這一系統采取了TDMA技術(shù)，這就相當于在每一個(gè)模擬信道上可以提供兩個(gè)通話(huà)時(shí)隙，大大提高了信道的數量。
三是該系統的模擬機和移動(dòng)操作臺無(wú)差異，用戶(hù)可以依據自己的需要選擇。
四是系統的成本低，不用控制時(shí)隙，提高時(shí)隙容量的利用效率。
五是不用進(jìn)行機制的申請，通話(huà)和呼叫速度快。
2.3 該方案的優(yōu)點(diǎn)
1)該方案可以在通話(huà)十分頻繁的情況下保證用戶(hù)的通話(huà)，防止對其它用戶(hù)造成影響。
在分配時(shí)要遵循分組數小于時(shí)隙數的原則。
2)一般的用戶(hù)可以采用集群的方式，分組數可以比時(shí)隙數大，這樣就可以提高信道利用率，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。
3)相同的中繼臺與移動(dòng)臺。
這樣用戶(hù)就可以依據自身的實(shí)際需要選擇適當的時(shí)隙比例。
4)混合使用6時(shí)隙集群和4時(shí)隙常規，這樣就可以將集群系統的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來(lái)，使一些特殊用戶(hù)的需求得以滿(mǎn)足。
這種方式的網(wǎng)絡(luò )結構也比較靈活，用戶(hù)以后可以根據自身的需要選擇適當的網(wǎng)絡(luò )結構。
5)將主基站架設在港區的地面上，并且將直放站遠端設備安裝在翻車(chē)機房底層等盲區中，這之間使用光纖鏈路連接。
在不同區域使用移動(dòng)臺時(shí)就不用進(jìn)行切換和漫游了。
6)安裝直放站不用占用額外的頻率資源，提高頻率的利用率。
7)只在主基站增加信道，不用在一些盲區加設備就可以實(shí)現擴容。
8)如果想在封閉堆場(chǎng)或者是翻車(chē)機房底層增加工作組，不用增加設備。
9)主基站中所有時(shí)隙都會(huì )傳送到直放站中，所有移動(dòng)用戶(hù)都可以與翻車(chē)機房底層、封閉堆場(chǎng)通話(huà)。
10)系統中出現新的盲區時(shí)容易處理，只需要在該盲區處增加直放站遠端機即可。
11)今后根據需要調整網(wǎng)絡(luò )結構改變集群信道數量時(shí)無(wú)需對直放站部分做更改，只需在主基站進(jìn)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(dòng)臺與一組用戶(hù)進(jìn)行一對多的通話(huà)，移動(dòng)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(gè)移動(dòng)臺可被編程多個(gè)通話(huà)組，用戶(hù)可以很簡(jiǎn)單地選擇進(jìn)入那個(gè)通話(huà)組，用戶(hù)可以隨時(shí)進(jìn)入另一個(gè)通話(huà)組。
一旦選擇一個(gè)通話(huà)組，移動(dòng)臺不需任何動(dòng)作，便可自動(dòng)監聽(tīng)接收這個(gè)組的呼叫。
3.2 單呼
系統支持單呼，當處于私密呼叫時(shí)，僅通話(huà)雙方可以聽(tīng)到通信內容，系統管理員可以配置用戶(hù)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(gè)時(shí)間講話(huà)，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 系統呼叫
系統呼叫將發(fā)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(huì )立即加入。
用戶(hù)在緊急情況下可發(fā)起當前所在通話(huà)組的系統呼叫。
系統呼叫是單工組呼，只占用基站一個(gè)信道資源。
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(yǔ)音系統中傳送，或翻轉到指定的數據時(shí)隙中傳送。
4 綜述
在專(zhuān)用通信網(wǎng)數字化的大趨勢下，人們走到一個(gè)誤區：選就要選最好的Tetra體制的數字集群系統。
然而從技術(shù)角度來(lái)看，DMR體制的無(wú)線(xiàn)通信系統采用的是最新的技術(shù)，其具有大區制覆蓋、系統結構簡(jiǎn)單、維護維修方便、功能實(shí)用等特征。
參考文獻
[1]徐國勝，苗曉宏.無(wú)線(xiàn)通信系統在礦山調度管理中的應用[J].中國無(wú)線(xiàn)電，2011，06.
[2]許丹丹.GSM-R系統在鐵路無(wú)線(xiàn)通信系統中的應用與發(fā)展[J].價(jià)值工程，2010，30.
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