Dimetra數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)

令朝

　　隨著我國鐵路和城市軌道交通的迅速發(fā)展，用于鐵路及地鐵系統(tǒng)的專用業(yè)務(wù)移動通信也得到長足的進步，特別是進入20世紀(jì)90年代以來，中國從國外引進的集群無線通信系統(tǒng)正在逐步替代原有單信道有線/無線轉(zhuǎn)接系統(tǒng)。近年來，一種先進的集群通信技術(shù)(TETRA)又將替代模擬集群通信技術(shù)，在鐵路和城市軌道交通系統(tǒng)種嶄露頭角，備受各方面的關(guān)注。

　　鐵路集群通信是一個專用的先進的無線電調(diào)度通信系統(tǒng)，它涉及有線交換技術(shù)、計算機技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)等領(lǐng)域，可用來解決行車調(diào)度、站場作業(yè)、列車運行、線路維護及公安等部門有關(guān)人員相互之間的通信聯(lián)絡(luò)。與傳統(tǒng)的同頻單工對講電臺方式相比，集群通信系統(tǒng)其內(nèi)部可用信道可為所有用戶共用，且具有自動選擇信道功能，必要時用戶可以享有不同的優(yōu)先級別，能夠提供電話互聯(lián)、保密通信、呼叫限時、小組大組呼叫、廣播呼叫、繁忙時用戶排隊和空閑回呼、緊急呼叫、拒絕呼叫、車輛定位等多種功能，十分適合于現(xiàn)代鐵路和城市軌道交通系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度指揮的需要。數(shù)字集群通信依靠單一網(wǎng)絡(luò)，在一個無線終端上可以提供雙向?qū)χv、短信息、無線分組數(shù)據(jù)、無線因特網(wǎng)4種服務(wù)功能。

　　目前鐵路和城市軌道交通系統(tǒng)應(yīng)用的集群通信技術(shù)主要由UNIDEN和MOTOROLA公司提供，例如，符合國家信息產(chǎn)業(yè)部推薦標(biāo)準(zhǔn)的MOTOROLA公司開發(fā)的Dimetra數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)就是其中一個范例。

一、Dimetra數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)的特點

1.采用TDMA時分多址技術(shù)，頻譜利用率高。通常每個載頻分為4個時隙，即可以同時傳送4路信號，與模擬集群無線通信系統(tǒng)相比其頻譜利用率為原來的4倍，在相同的頻寬內(nèi)可以容納更多的用戶。

2.數(shù)字集群技術(shù)使得通信系統(tǒng)的功能大幅度提升。例如，系統(tǒng)通過接口可以接受來自列車控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，可以在調(diào)度室控制屏幕上顯示列車車次、呼叫時列車位置、值乘人員等信息，列車無論在線路行駛還是在車輛段維修，其呼叫信息都可以傳送到各自的調(diào)度室，并實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換。

3.采用ACELP話音編碼技術(shù)和π/4-DQPSK調(diào)制技術(shù)，抗干擾能力強，傳輸質(zhì)量和話音質(zhì)量好。其中，代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)編碼器能夠重新產(chǎn)生準(zhǔn)確的模擬信號，在每一級編碼過程中，經(jīng)過與原信號比較及加權(quán)計算，能自動調(diào)節(jié)輸出信號，具有較高的精度。

4.系統(tǒng)采用大規(guī)模集成電路芯片組成控制電路，其網(wǎng)絡(luò)管理功能和控制功能的自由度和擴展性較強，可以實現(xiàn)漫游、話組增減 、位置登錄、過區(qū)切換、故障通話等功能，滿足鐵路及城際軌道交通點多線長生產(chǎn)調(diào)度指揮的需要。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及服務(wù)功能

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Dimetra數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)由基站、移動臺、信號分配單元和中央控制單元4個部分組成。整個系統(tǒng)包含了行車調(diào)度、車輛調(diào)度、工務(wù)調(diào)度、電務(wù)調(diào)度、公安調(diào)度等無線電通信系統(tǒng)，在設(shè)備、頻率和覆蓋區(qū)域等資源共享的條件下，各子系統(tǒng)的通話組可以自由操作互不妨礙。系統(tǒng)通過鐵路或城市軌道交通內(nèi)部的有線傳輸網(wǎng)絡(luò)將所有基站組合起來，在車站及車輛段等區(qū)域采用天線方式實現(xiàn)無線信號覆蓋，通過中央控制單元的區(qū)域控制器、網(wǎng)絡(luò)交換器、路由器、基站連接器、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及基站的控制器、分配器等裝置將機車臺、車站臺、便攜臺等無線用戶與調(diào)度臺調(diào)度員之間建立通信聯(lián)絡(luò)。

2.服務(wù)功能

　　Dimetra數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)的服務(wù)功能包括語音服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和輔助服務(wù)3大類。

　　語音服務(wù)是集群通信的主要服務(wù)功能，它為調(diào)度員、列車司機、車站值班員、調(diào)車員、養(yǎng)路工、信號工、公安人員等用戶在得到網(wǎng)絡(luò)管理員授權(quán)的前提下提供話音通信服務(wù)。這種話音服務(wù)可以是一個用戶與一組用戶(通話組)之間的組呼叫話音通信，可以是一個用戶與多個通話組之間的通播呼叫話音通信，可以是具有最高排隊優(yōu)先權(quán)的緊急組呼話音通信，可以是調(diào)度臺與移動臺或移動臺之間的私密呼叫話音通信，可以是移動臺用戶與有線固定電話用戶之間的話音通信，也可以是移動臺用戶直通模式話音通信。

　　數(shù)據(jù)服務(wù)是數(shù)字集群技術(shù)的特色，它可以為用戶和系統(tǒng)管理員提供所需的數(shù)據(jù)信息。例如，系統(tǒng)可以為管理人員及時提供各種設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息服務(wù)，以便管理人員了解系統(tǒng)運行情況及故障狀況；當(dāng)用戶使用緊急呼叫時，在相應(yīng)的調(diào)度臺上或集中告警終端上能夠顯示緊急告警信息；系統(tǒng)還可以為用戶提供短數(shù)據(jù)信息傳送服務(wù)，等等。

　　輔助服務(wù)是數(shù)字集群通信系統(tǒng)靈活性和擴展性的主要體現(xiàn)。它可以為用戶提供諸如遇忙排隊回叫、優(yōu)先呼叫、通話方識別、動態(tài)重組、遲后加入等特殊服務(wù)功能；系統(tǒng)也可以根據(jù)需要將信道分配設(shè)置為動態(tài)站分配和關(guān)鍵站分配兩種方式。動態(tài)站分配方式是指在該站有被呼叫的用戶組時其信道才能建立，關(guān)鍵站分配方式是指只有被設(shè)置為關(guān)鍵站用戶有空閑信道時其信道才能建立，以便提高信道利用率和確保關(guān)鍵用戶不會錯過呼叫。系統(tǒng)也可以將組呼叫設(shè)置為全部啟動和快速啟動兩種方式，全部啟動方式是指用戶組呼叫時如不是所有用戶都能獲得空閑信道時，系統(tǒng)將等到所有用戶均能接入時為止，快速啟動方式是指用戶組呼時不管是否所有用戶都能接入，系統(tǒng)立即實施呼叫。

----《現(xiàn)代通信》