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港口無線調度通信系統
港口無線調度通信系統【1】
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
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。
港口無線調度通信系統【2】
摘要 改革開放以后，我國與世界經濟的聯系越來越緊密，港口在經濟發展過程中所起到的作用也變得越來越重要。
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，而無線電調度通信系統就是重要的方式。
關鍵詞 港口管理;無線調度;通信系統;數字集群
1 概述
近幾年，隨著我國經濟發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也逐漸加重。
為了確保港口運輸的正常進行，我們必須要加強對港口的管理力度，其中無線調度通信系統就是一種重要的方式。
一般來說，港口調度通信具有以下幾個特點：
1)具有較強的區域性，通常來說一個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線調度通信業務。
這種形式的業務對功能的需求較為簡單，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題，比如翻車機房等問題。
為了滿足以上要求，一般我們會選擇2400M數字集群無線調度電話系統來進行港口管理。
現在，在我國最常使用的數字集群有兩種，一個是Tetra標準制式，一個是DMR標準制式。
其中，Tetra制式比較適合在小區制的大型網絡系統中使用，這種系統相對來說比較復雜，系統的功能比較全面，但是成本價格也很高。
而DMR標準制式一般應用于大區制的網絡系統中，這種系統的結構比較簡單，價格合理，適合用于進行港口調度。
由于在使用DMR數字集群系統時，可以將單個許可的12.5 kHz信道通過時分多址的方式分成兩個時隙，另外還可以利用數字化編碼技術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使用的通信系統為單基站形式。
這種系統主要依靠五個雙頻數字中繼站臺和十個時隙來進行通信。
在解決盲區覆蓋問題時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，這樣就可以實現對系統的監督、控制和調度。
一般調度臺分為手持式移動臺以及車載式移動臺。
在設計通信系統時要對整個無線通信網絡的覆蓋狀況進行詳細的分析，要將整個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，應該建立一套6時數字集群系統，即用3對頻率設置6時隙基站。
此外還要建立4個由兩組頻率組成的常規通話時隙。
與此同時要在封閉堆場以及翻車機房等盲區安置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圍的25 km內有信號覆蓋。
這樣就可以實現對整個港口的生產調度和指揮。
1)分配時隙的方式。
要想保證通話順暢、及時就要將4個常規時隙按照固定的方式分配給系統中使用次數較多的用戶組，移動用戶的分組數一般以大于4個。
而其他的用戶則分配6個集群的時隙。
移動用戶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，增加客戶容量。
因為常規與集群的移動臺和中繼站是沒有區別的，所以用戶以后可以按照自己的實際需要調整時隙的比例，這樣就可以更好為生產服務。
2)盲區直放站的覆蓋。
封閉堆場覆蓋：作為主要的盲區，要想使封閉堆場也覆蓋信號就要安裝直放站，一般采取在堆放場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，天線的方向性也較好。
翻車機房底層覆蓋：一般在翻車機房的底層安裝直放站會采取全向天線覆蓋的方式，也可以按照實際要求安裝定向的天線。
2.2 400 M數字集群系統的優勢
2400 M數字集群系統在我國港口管理過程中得到了廣泛的應用，該系統有先進的技術，是一種數字集群系統。
優點主要表現在以下幾個方面：一是數字化的語言，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境中也可以確保聲音質量。
比如說在港口中經常有風噪聲、設備噪聲、生產噪聲等等。
二是這一系統采取了TDMA技術，這就相當于在每一個模擬信道上可以提供兩個通話時隙，大大提高了信道的數量。
三是該系統的模擬機和移動操作臺無差異，用戶可以依據自己的需要選擇。
四是系統的成本低，不用控制時隙，提高時隙容量的利用效率。
五是不用進行機制的申請，通話和呼叫速度快。
2.3 該方案的優點
1)該方案可以在通話十分頻繁的情況下保證用戶的通話，防止對其它用戶造成影響。
在分配時要遵循分組數小于時隙數的原則。
2)一般的用戶可以采用集群的方式，分組數可以比時隙數大，這樣就可以提高信道利用率，滿足用戶的需求。
3)相同的中繼臺與移動臺。
這樣用戶就可以依據自身的實際需要選擇適當的時隙比例。
4)混合使用6時隙集群和4時隙常規，這樣就可以將集群系統的優勢充分發揮出來，使一些特殊用戶的需求得以滿足。
這種方式的網絡結構也比較靈活，用戶以后可以根據自身的需要選擇適當的網絡結構。
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臺時就不用進行切換和漫游了。
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現擴容。
8)如果想在封閉堆場或者是翻車機房底層增加工作組，不用增加設備。
9)主基站中所有時隙都會傳送到直放站中，所有移動用戶都可以與翻車機房底層、封閉堆場通話。
10)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。
11)今后根據需要調整網絡結構改變集群信道數量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。
3.2 單呼
系統支持單呼，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。
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。
參考文獻
[1]徐國勝，苗曉宏.無線通信系統在礦山調度管理中的應用[J].中國無線電，2011，06.
[2]許丹丹.GSM-R系統在鐵路無線通信系統中的應用與發展[J].價值工程，2010，30.
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