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数字无中心选址移动通信系统标准初探
[作者]:黄 清 李亚光 李进良 [来源]:集群通信网 [时间]:2008-9-19 17:51:00


 
1 引言
无中心多信道选址移动通信系统(以下简称无中心系统)是二十世纪九十年代初期我国应用广泛的一种专业移动通信系统,它采用数字信令、模拟话音通信方式,具有无中心控制组网、多信道自动选取空闲信道和数字选呼自动接续等三大特点,在我国专业移动通信由高到低4个层次的技术体制中,处于仅次于集群的第二个层次,具有举足轻重的地位。
    随着技术、器件的成熟,无中心系统的数字化近两年呼声很高,因为采用数字技术能够提高频谱效率、增加通信容量、提高通话质量、降低设备成本、支持更多业务,是专业移动通信的发展方向。1993年欧洲电信标准协会(ETSI)提出的数字短程电台(DSRR)无线设备和系统标准ETS 300168,可以作为我国制订数字无中心系统标准的参考,下面对该标准做一个简要的介绍并对我国开发数字无中心提出一些建议。
2 DSRR设备特性
DSRR是适用于专用陆地移动通信业务的低功率无线电台,它采用数字传输技术和自动多波道共用技术,提供短距离无线语音和数据通信业务。DSRR系统由便携台、车载台、基站台和转发台组成,根据工作方式的不同,把这些电台分为设备、主设备和转发设备三大类。
2.1设备
设备是指工作于单工方式的电台,可以采用同频单工或异频单工,便携台、车载台、基站台可以作为设备使用,具体工作在哪种方式由厂商决定。
在同频单工方式下,设备能在933-935MHz频段的任一信道上轮流的进行发送和接收;在异频单工方式下,设备必须在低频段信道(频段范围888-890MHz)上发送,并在相应的高频段信道(频段范围933-935MHz)上接收。设备必须能工作在这两个频段中的任一信道,也就是说,在任一时刻,设备或是在888-890MHz频段上发送,或是在933-935MHz频段上接收。
2.2主设备
主设备是指工作于异频半双工方式且无中继功能的电台,便携台、车载台、基站台可以作为主设备使用。
主设备的频率分配与设备正好相反,它在933-935MHz频段上的任一信道发送,而在888-890MHz频段的对应信道上接收。在通信过程中,主设备还负责管理业务信道,即当它不发送用户信息时,它将连续地发送一个信道占用信号。
主设备能检测所有高频段信道的射频电平,以确定空闲的业务信道。
2.3 中继设备
中继设备是指工作在异频双工方式且有中继功能的电台,也就是说,它在任一低频段信道上接收的同时,还在对应的高频段信道上发送。转发信号时,中继设备必须转发包括64ms前置码的完整的信令信号。转发台是DSRR系统的中继设备,中继设备作为两个或多个设备间的中间链路,用于建立和保持一个通信。
中继设备在低频段信道上接收的同时,还能检测所有高频段信道的射频电平,以确定空闲的业务信道。
为防止非授权用户接入中继设备,每个中继设备中都有一个数据库,存储了所有允许使用该中继设备的用户地址码,因此,两个用户若要通过中继设备建立通信,要求其中至少有一个用户地址码注册在该中继设备中,没有注册的用户只能作为访问用户接入中继设备,并与注册用户进行通信。中继设备对访问用户的接入响应有一个延迟,以避免与访问用户注册的中继设备发生干扰。如果在一个区域内有多个中继设备,用户地址码只能注册在其中一个中继设备中。
2.4 电台间通信方式
根据DSRR协议,在以下设备间可进行通信:

3 DSRR的主要技术指标
DSRR的主要技术指标见表1。
表1 DSRR的主要技术指标

项目

指标

频率范围

同频工作时:933 - 935 MHz

异频工作时:933-935 MHz 和888 - 890 MHz

信道间隔

25 kHz

调制方式

语音和数据:GMSK ,BT= 0.3

信令:GMSK ,BT= 0.5

传输速率

语音和数据:16 kb/s

信令:4 kb/s

语音编码速率

13kb/s,同GSM规范

信道数

共78 个

Ch01频率:同频工作时:

933,0375 MHz 设备发射和接收

异频工作时:

933,0375 MHz 中继设备/主设备发射

888,0375 MHz 设备发射

Ch78频率:同频工作时:

934,9625 MHz 设备发射和接收

异频工作时:

934,9625 MHz 中继设备/主设备发射

889,9625 MHz 设备发射

信道分配方式

2 个控制信道, CH26和 CH52

同频单工工作时:

     CH26:933.6625MHz

     CH52:934.3125MHz

异频半双工工作时:

     CH26:933.6625MHz发、888.6625 MHz收

     CH52:934.3125MHz发、889.3125MHz收

76 个业务信道, CH01 ~25, CH27~51, CH53~78

发射机最大载波功率

4 W

载波电平检测门限

比最大可用灵敏度低6dB

用户电话号码

10进制7位数字的用户电话号码,包括单呼号、组呼号等,经编码后变成24比特的二进制码

转发

异频转发

业务

语音和数据业务

4 DSRR的通信流程
在DSRR系统中,不同的电台(设备、主设备、中继设备)、不同的工作方式(同频、异频)、不同的呼叫类别(单呼、组呼)具有不同的通信流程,下面以设备的同频单工单呼方式为例,介绍DSRR的通信流程,见图1。
图中,主叫发起呼叫时,首先选择被叫用户号码及采用的工作方式(单频或双频,单呼或组呼),然后发起呼叫,此时将启动一个业务信道扫描程序,以寻找一个空闲的业务信道,一旦找到空闲业务信道,主叫将记下信道号,并切换到被叫所在的主控制信道上,判断该信道是否空闲,确认空闲后,再经过T_SWITCH时间,主叫发送呼叫建立信令,发送完毕后,主叫切换到接收状态接收来自被叫的确认信息,如果从主叫发送完SSC起的T_RX_ACK时间内没有收到被叫的确认信息,或在此期间接收到其他SSC,主叫将执行控制信道重试程序。如果在T_RX_ACK时间内收到确认信息,或在重试后T_RX_ACK时间内收到确认信息,主叫电台将切换到先前已找到的空闲业务信道上并检测信道是否被占用,如果确定信道被占用,主叫返回待机模式并激活系统忙指示,如果信道没被占用,则在业务信道上再次发送呼叫建立信令,该信令的格式与控制信道上发送的呼叫建立信令相同。
发送完毕后,主叫在T_SWTICH时间内切换到接收状态,等待来自被叫的确认信息。如果在发送完毕后的T_RX_ACK时间内,没有收到确认信息,主叫返回待机状态并显示系统忙指示。如果接收到确认信息,主叫进入通信模式,且在T_COM_WAIT时间内必须开始通信,如果在这段时间内没有进行通信,主叫将退出通信模式并返回待机模式。
除了上述情况外,如果在通信过程中,在 T_COM_HOLD时间内信道中没有有效的语音/数据信息,则主被叫退出通信模式并返回待机模式。
在通信过程中,当主叫或被叫用户松开PTT时,电台将接收业务信道上的语音/数据,若没有接收到有效语音/数据,电台将执行信令检测程序,以检测信道上是否有4 kbit/s的信令,如果有,电台将对该信令进行解调,如果是干扰信令,电台将返回待机模式并激活“呼叫终止”指示,否则的话电台继续检测业务信道上的语音/数据。

图1 DSRR的工作流程(设备,单频、单工,单呼)
5结束语
数字无中心标准ETS 300168制定于1993年,其后一直停滞不前,究其原因,标准不完善是其中的一个方面,例如该标准中没有规定语音/数据帧格式、纠错编码方式,也没有规定主控制信道、从控制信道和用户之间的关系等。今日中国的技术水平比20年前有了很大的提高,一个有利于自主创新的良好氛围正在我国逐步形成,因此,对于发展我国的数字无中心我们要吸取过去“以市场换技术”的教训,抓住信息科技更新换代的难得机遇,通过引进消化吸收再创新,取其精华、去其糟粕,研制具有自主知识产权的数字无中心产品。

参考文献
[1]  I-ETS 300 168 Radio Equipment and Systems (RES); Digital Short Range Radio (DSRR)
[2]  GB15160-2007 无中心多信道选址移动通信系统体制

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