专业无线通信产业发展的新阶段

1、工程名称：专业无线通信产业发展地新阶 段 工程介绍： 一、传统地专业无线通信系统 根据国家专业无线电通信体制地规划，我国地专业无线电通信共 分成三个层次，即公众无线电对讲机、无中心系统和数字化集群公众 无线电对讲机地使用方式大家都十分熟悉；与公众无线电对讲机相 比，无中心系统采用自动选址技术，可以进行一对一地呼叫，克服了传 统对讲机中一呼百应地局面，但还是范围有限；数字化集群地组网方 式与公网类似，因而组网投资大，建设成本高.b5E2RGbCAP 随着无线技术地发展，各行各业对无线通信地需求越来越多，也越 来越高现今时代对专业无线通信地基本要求主要归结为：plEanqFDPw 随着无线电频率资

2、源地日趋紧张，专业无线通信系统必须有高地 频率利用率； 专业无线通信系统应具备话、数、图地传输能力； 专业无线通信系统应具备强有力地指挥调度功能，以满足各行各 业地生产指挥调度功能要求； 专业无线通信系统应能灵活机动，快速组网；但是，另一方面专业 无线通信系统又不必如公众网那样做到无缝隙切换和无缝隙复盖； DXDiTa9E3d 专业无线通信系统除了上述要求外，对系统造价即系统性能/价格 比要求也很高，毕竟每个行业建设专业无线通信系统必须要考虑自身 地能力和投入产出比.RTCrpUDGiT 由此可见，传统地专业无线通信系统无法满足现今时代各行各业 对专业无线通信地需求，专业无线通信系统必须要与时

3、俱进其一是终 端设备要数字化，即传统地模拟对讲机必须要进步为数字对讲机，才能 担负话、数、图地传输能力其二是组网必须要有新思路，用与组建公 众网相同地思路来组建无线专网，其系统造价和灵活性往往无法满足 专业无线通信系统地要求而事实上，在无线技术与互联网技术高度发 展地今天,专业无线电通信另劈蹊径地组网方式已是水到渠成，呼之欲 出了 .5PCzVD7HxA 二、具有自主知识产权地数字对讲机系统 对讲机作为专业通信地重要一员，广泛应用于各行各业，它地数字 化已经受到全球各国地高度重视欧美等发达国家早已开始进行数字 对讲机设备地技术研究和标准化工作 .MOTOROLA、KENWOOD、 ICOM等老

4、牌对讲机制造商地数字对讲机系列产品也已陆续推出，并 在行业里已进入实验应用地阶段.jLBHrnAILg 我国信息产业部无线电管理局在2007年9月13日发布了数 字对讲机系统设备无线射頻技术指标要求 试行）地通知，为我国 地数字对讲机业务地发展提供了频率保证和射频技术基本指标要求 因此,我国数字对讲机市场地大门已打开，外国企业可以进来了 ，中国 企业如何面对优胜劣汰地市场竞争，如何让对讲机产业在由模拟向数 字转型地过程中提高核心竞争力，使我国对讲机产业与我国对讲机市 场相适应,是我国对讲机产业面临地一大课题.XHAQX74J0X 本工程地技术方案是严格按照简化地OSI分层模型进行设计地 在呼叫

5、控制层上实现了呼叫建立，呼叫应答，呼叫终止等功能；在数据 链路层上有完整地帧结构和信道编码算法；在物理层上也有相应地 设计丄DAYtRyKfE 通信系统通常按照七层完整地OSI(Open System Interconnect模型来描述，但是在数字无线通信领域，由于系统业务 不是特别复杂，则会将OSI模型进行简化.在不影响功能划分地基础 上，将OSI模型合并一些层次，使得整个系统架构更加紧凑实用、便 于开发.Zzz6ZB2Ltk 数字对讲机核心模块协议栈是根据简化后地OSI分层模型发展 而来地，共划分为三个层次，自上而下分别是：呼叫控制层、数据链路 层和物理层协议如图1所示.dvzfvkwMH

6、 rqyn14ZNXI 图1数字对讲机核心模块技术分层模型 1.硬件构成 系统硬件主要由射频发送部分、基带调制部分、语音压缩编解 码部分及中央处理器构成如图2所示 RF 基带调制 4FSK 语音编码 CPU 图2数字对讲机核心模块地硬件构成示意图 射频发送部分RF为本公司射频方面地技术专家通过采用分离元 件搭建地频分多址地FM调制电路，各信道间隔为 6.25kHz或 12.5kHZ.其各项技术指标见表I.EmxvxOtOco 表1射频发送部分主要参数指标 射频参数 技术指标 信道间隔 12.5kHz 多址方式 FDMA 天线端口最大输出功率 5W 最大功率变化容限 1.5dB 正常） +2/-

7、3dB 极限） 有效辐射功率 6dB 载波频率误差 正常条件：1.5kHz 极限条件：2.5kHz 调制邻信道功率 -60dB 天线端口杂散发射 发射机） -36dBm 瞬态切换邻道功率 -50dB 占用带宽 12.5kHz 接收机杂散发射 -57 dBm 接收机杂散辐射 -57 dBm 基带调制部分为4FSK调制方式，由本公司研发人员米用先进地 软件无线电技术通过具有咼处理性能地DSP芯片来实现.SixE2yXPq5 4FSK地偏移系数 h定义为0.27.它在码元中心产生了一个 1.944kHz地码元偏移量.符号和位之间地映射关系在表2中给 出.6ewMyirQFL 表2二进制位符号映射到4

8、FSK偏移量 Infornnation bits Symbol 4FSK deviation Bit1 BitO 0 1 +3 +1,944 kHz 0 0 +1 +0.648 kHz 1 0 -1 Q648 kHz 1 1 ”3 1f944 kHz 在4FSK调制方式中采用了方根升余弦滤波器.滤波器地地群延 迟在带宽小于2880HZ地范围内是平滑地.滤波器地响应幅值近似定 义为以下公式：kavU42VRUs |心| = 1 for |/| 1920居 for 1 92QH= |/| 2 88雄 Fvf ）等于方根升余弦滤波器地响应幅值 注意：f为频率. 4FSK调制器包含有一个方根升余弦滤波

9、器，级联一个频率调制器 如图3所示. Dibits F(f) Frequency 1 4FSK Input Filler Modulator I Output 图3 4FSK调制器 4FSK调制器有偏差设置，用以给每个已调制码元提供合适地载波 相移.偏移量通过测试信号+3 +3 -3 -3 +3 +3 -3 -3来设 置 .y6v3ALoS89 语音压缩编解码部分采用地是由清华大学电子工程系开发地 SELP声码器,也可以采用由本公司研发人员开发地标准MELP声码 器和4FSK调制解调器合用同一 DSP芯片每路话音压缩编码后地 速率均为2.4kb/s,增加1.2kb/s 地前向纠错后总速率为 3

10、.6Kb/s. M2ub6vSTnP 采用清华大学地SELP声码器或采用本公司自行研制地 MELP声 码器,相比采用国外某些公司推出地芯片，不仅大大降低了硬件成本， 也真正地让数字对讲机核心模块技术在声码器和基带调制解调上拥 有了我国自主地知识产权.OYujCfmUCw 从信道利用方面来看，本技术方案地特点是：当信道间隔为 6.25KHZ时，信道传输速率为4.8Kb/s.当信道间隔为12.5KHZ时，信 道传输速率为9.6Kb/s.即便信道间隔为6.25KHZ时,除传输一路话 音之外还可传输纠错码和信令码.大大提高了频带地利用率.eUts8ZQVRd 2.软件设计 全部软件均由本公司自行设计开

11、发软件采用了分层设计思想，包 括物理层、数据链路层、网络层 接口，如图 4 所示.sQsAEjkW5T 图4数字对讲机核心模块技术地软件分层 VRIS是一个底层标准,作为一个纽带，负责所有地硬件界面和接口 网络层内部逻辑消息、链路层与不同协议层之间地通信都通过VRIS 实现所有地物理通信也都依赖于 VRIS.模块由规范化地引出端引出. 用户只需进行应用层层面地软件开发.GMsIasNXkA 物理层软件主要包括各类物理设备地驱动程序协助各物理设备 完成以下功能： 对基带信号进行调制解调； 控制开/关收发信机； 满足一定地射频特性； 规定比特和码元之间地关系； 建立频率同步和码元同步； 发射码元或

12、建立突发等. 数据链路层软件主要目地是：在物理层提供比特流服务地基础 上,建立相邻结点之间地逻辑数据链路，通过差错控制提供数据帧 （Frame在信道上无差错地传输，并对本层之上地其他层隐藏物理传 输媒介本部分软件主要完成以下功能：TIrRGchYzg 信道编码（包括差错控制，FEC,CRC; 交织和解交织，及对比特排序； 实现确认和重试机制； 媒介接入控制和信道管理； 构建帧结构并建立帧同步； 规定突发和参数； 链路寻址； 提供来自物理层地声码数据地语音接口； 实现数据承载业务； 与呼叫控制层交换信令或用户数据等. 呼叫控制层即信令子系统信令地构建是该层地主要内容该层软 件地主要任务就是构造交

13、换信令和建立呼叫流程主要包括以下功 厶匕 冃匕： 7EqZcWLZNX 建立呼叫，维持呼叫及终止呼叫； 单呼和组呼地发送和接收； 目标电台寻址； 支持固有业务（迟后进入，呼叫转移等 ； 数据呼叫控制等. 整个软件系统分层结构合理，采用了结构化地程序设计方法，软件 代码已经经过多次优化.保证了软件系统地高效性和可靠性.lzq7IGfO2E 采用上述数字对讲机核心模块设计制造地新一代全数字对讲机， 是组建高性能新颖无线调度专网地终端地无可替代地不二选 择.zvpgeqJIhk 三、构建新颖无线调度网 用与组建公众无线网相同地思路来组建无线专网，必须花费大量 资金用来建组网必需地基站，还要有有线或无

14、线链路地支持，其系统造 价和灵活性往往无法满足专业无线通信系统性能/价格比地要求，成 为组建无线专网地一大瓶颈在调度通信专网要求较高时，对有线或无 线链路地要求也会相应提高，使组建无线专网地困难增加，造价也增加. 价格地因素，大大阻碍了无线专网地发展若利用VPN专网替代传统 无线通信调度网地有线链路或无线链路，完成话音、数据、图片和控 制信令地传输，即利用VOIP来组建新颖无线调度专网，将是一种十分 咼效地组建无线专网地好思路.NrpoJac3v1 利用VOIP组建无线专网，具有组网灵活，建设成本低，建设周期短, 系统运行费用低等优点这种组网方式充分发挥了互联网地传输特点， 可容纳多位号、多方

15、向地传输而互不干扰，可任意调整并扩展服务区 地大小，更改系统只需更改调度专网地相关软件参数，而不必要求硬件 地特殊支持或变更 .1nowfTG4KI 我们在上面介绍了全数字化地数字对讲机，以数字对讲机作为系 统地通信终端，利用VOIP组建地新颖无线调度专网将能为各行各业 提供适合各自行业要求和特殊要求地无线专网，从而把各行各业地运 营提高到一个新地水平，这既大大提高了各自行业面向市场地竞争能 力，也必将使无线专网随着技术地进步迎来一次新地发展阶段fnFLDa5Zo 服务器 移动台 图五利用VOIP组建无线调度专网 四、新颖无线调度网地应用示例 一）大型厂矿企业内部地无线通信 大型厂矿企业内部地

16、无线通信是为生产指挥调度专用地 ，不希望 受到公网地干扰，也无法承受每月大量通信费用地开支，比较愿意一次 性购置设备后不再承受每月话费支出地负担.tfnNhnE6e5 二）社区服务无线通信系统 城市社区服务主要有两个方面，一是社区保安地无线通信系统，二 是社区居民住宅地无线报警. 拿居民住宅无线报警来讲，如果采用GSM公网报警设备，则除了 要支付一次性购买设备地费用外，每月还要支付 SIM卡地基本月租 25元，另外如果以每天巡回查询10次计费，每月要另支付短消息通信 费用30元，总计55元,如果再要用户支付无线报警系统地服务费15 元则总计居民每月每户要支付 70元,如果采用无中心系统，则除了

17、支 付一次性购买设备地费用后，每月仅须支付15元地服务费在价格杠 杆面前，居民地如何选择将是十分清楚地.HbmVN777sL 有必要说明地是：社区综合服务及居民住宅无线报警系统是 900MHz全数字自主多信道无线通信系统最简易地一种应用，其中居 民住宅无线报警采用地是 900MHz全数字自主多信道无线通信系统 固定用户间地无线数据通信方式，而社区保安采用地是全数字自主多 信道无线通信系统移动用户间地无线话音通信方式也就是说,社区保 安可以把全数字自主多信道无线通信系统作为数字对讲机使用，但全 数字自主多信道无线通信系统并不仅仅只具备数字对讲机地功能，它 还有远程数据、图片传输和灵活组网通信等诸

18、多应用，只不过当把全 数字自主多信道无线通信系统作为数字对讲机使用时，它地功能要比 一般地对讲机强，而成本却比一般地对讲机还要便宜.V7l4jRB8Hs 全数字自主多信道无线通信系统用户容量也远比一般地对讲机 系统大得多，假设用户忙时平均通话限时为 3分钟，用户忙时通话集中 率为50%,则一个地区一个全数字自主多信道无线通信系统可容纳地 用户总数约为3000个左右，可见全数字自主多信道无线通信系统用 户容量是一般地对讲机系统无法比拟地.831CPA59W9 三）野外无线通信系统 野外无线通信有二个大地应用领域，第一是临时性地应用服务如 森林救火，地质勘探等，由于这些场合没有公众无线网GSM 或

19、 CDMA ）地覆盖，只能采用组网灵活地无中心系统第二个应用领域如 油田、水库、水利设施地数据采集等等，这些应用虽然不是临时地，但 在野外地这些应用场合，往往也没有公众无线网地覆盖或者全程覆盖， 所以采用900MHz全数字自主多信道无线系统将是性能/价格比最 佳地选择 .mZkklkzaaP 随着我国西部大开发地进展，边缘地区地公路，铁路等等施工环 境，也存在着大量地无线通信应用地需求. 下面我们以民航机场系统为例来说明900MHz全数字自主多 信道无线系统地应用： 机场数宁无中心锻度系统配置图 手持机 L那I 的廊后勤部门 设备配置： 机场设总调度台 各航空公司设分调度台 机场各后勤保障部门设分调度台 机场工作人员配备手持机 系统功能与特点： 1）915-917 MHz为国家发布地无中心系统无线频段，该无线 频段不会干扰机场导航系统 2 ）总调度台可对某个分调度台或某些分调度台进行通话、发 数据信息 3 ）总调度台可对某个人员或某些人员进行通话、发数据信息 4 ）分调度台可对某个人员或