郭忠平 趙興華 王世俊

郭忠平:北京中瑞特通訊設(shè)備有限公司 高級工程師 100036北京

趙興華:北京中瑞特通訊設(shè)備有限公司 高級工程師 100036北京

王世俊:北京中瑞特通訊設(shè)備有限公司 工程師 100036 北京

DMR(數(shù)字移動(dòng)無線)技術(shù)是近幾年在專業(yè)無線領(lǐng)域逐步形成的，目前，在歐洲已形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。隨著各個(gè)領(lǐng)域數(shù)字化、IP化進(jìn)程的加快，未來在專業(yè)無線通信領(lǐng)域，它必將替代現(xiàn)有模擬常規(guī)無線系統(tǒng) (PMR等)，并且因其具有的優(yōu)秀性能，必將成為專業(yè)無線通信的新寵。

DMR是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了T1、T2、T3三個(gè)層面:T1、T2主要規(guī)定的是常規(guī)業(yè)務(wù)和簡單的數(shù)據(jù)、互聯(lián)業(yè)務(wù);T3提供規(guī)定的數(shù)字集群通信功能 (歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)102-361)。

DMR技術(shù)與產(chǎn)品正處于逐步成熟階段，眾多業(yè)內(nèi)制造商已開始向業(yè)界發(fā)布新的研究成果，其中包含摩托羅拉的新型MOTOTRBOTM系統(tǒng)產(chǎn)品與技術(shù)。目前大多數(shù)廠家還都是在T2上形成正式商用產(chǎn)品。

MOTOTRBOTM以其多方面的技術(shù)優(yōu)勢，提供了豐富的業(yè)務(wù)種類、更高的業(yè)務(wù)質(zhì)量和保密特性，以及靈活的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性能和更高的頻譜效率，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于民用、緊急事件處理等方面，為大多數(shù)國家的公共安全、公用事業(yè)以及政府部門采用。

但是，MOTOTRBOTM系統(tǒng)是一個(gè)通用的簡單互聯(lián)產(chǎn)品，在信道調(diào)配與管理、漫游等方面還存在很大缺陷，仍不能滿足很多特定客戶的復(fù)雜需求。因此，開發(fā)SUPOTRBO系統(tǒng)平臺(tái)具有很重要和深遠(yuǎn)的意義。在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可以結(jié)合行業(yè)用戶的實(shí)際需求，形成各種行業(yè)解決發(fā)案。

SUPOTRBO系統(tǒng)平臺(tái)是北京中瑞特通訊設(shè)備有限公司(簡稱 CRTE)在利用 MOTOROLA公司DMR信道設(shè)備的基礎(chǔ)上，自主研制的數(shù)字化移動(dòng)通信平臺(tái)，它具備“多信道、多基站、多業(yè)務(wù)”的控制管理和融合能力，能提供常規(guī)和集群用戶所需的基本功能，并能提供相應(yīng)的軟硬件實(shí)用接口。

1 SUPOTRBO系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)設(shè)計(jì)原則

1．利用現(xiàn)有 MOTOTRBOTM產(chǎn)品的特點(diǎn)和優(yōu)勢，盡量不改動(dòng)MOTO設(shè)備的軟硬件。

2．研究DMR技術(shù)，結(jié)合MOTO的專有系統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)，通過對信道狀態(tài)信息的提取、管理與維持，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)信道的集中管理與分配。

3．通過對DMR技術(shù)和 MOTOTRBOTM產(chǎn)品的研究，結(jié)合對專業(yè)無線通信的理解，做好融合，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)集群系統(tǒng)功能。不開發(fā)雙工通信功能。

4．通過對信道的靈活配置與管理，實(shí)現(xiàn)常規(guī)、數(shù)據(jù)、集群、應(yīng)急、控制與漫游等業(yè)務(wù)的統(tǒng)一控制與管理。

5．實(shí)現(xiàn)集群系統(tǒng)的基本功能，再逐步完善，并豐富產(chǎn)品系列。

2 SUPOTRBO系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路

1．利用MOTOTRBOTM產(chǎn)品的信道信息，對信道進(jìn)行集中控制與管理，實(shí)現(xiàn)信道共享，提高信道(頻率)資源的利用率。

2．利用DMR協(xié)議中信令，完成移動(dòng)終端的信道控制。

3．通過數(shù)據(jù)服務(wù)器完成移動(dòng)終端的移動(dòng)性管理，實(shí)現(xiàn)漫游功能。

4．在移動(dòng)終端加入OPTION BOARD，完成無線信道的鎖定，提供語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

5．利用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)，研究DMR信令，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和各項(xiàng)調(diào)度業(yè)務(wù)，以及第三方應(yīng)用業(yè)務(wù)。

6．通過對AMBE3000的研究，實(shí)現(xiàn)對 DMR語言的編解碼。

3 SUPOTRBO系統(tǒng)核心功能描述

SUPOTRBO系統(tǒng)平臺(tái)增加了信道共享和移動(dòng)性管理功能，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)數(shù)字集群系統(tǒng)功能。在技術(shù)和系統(tǒng)容量上滿足中型共網(wǎng)的建設(shè)要求，能提供集群語音通信、電話互聯(lián)、數(shù)據(jù)傳輸、短消息收發(fā)等多種業(yè)務(wù)。用戶在離開系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域時(shí)，可以啟用脫網(wǎng)功能，實(shí)施單機(jī)直通。

1．信道管理。利用MOTOTRBOTM產(chǎn)品的信道信息，由控制服務(wù)器對信道集中控制，集中使用?？刂品?wù)器自動(dòng)查詢和記錄系統(tǒng)全部信道的狀態(tài)，循環(huán)掃描空閑的控制信道，向正在申請服務(wù)的設(shè)備或用戶發(fā)送信令，自動(dòng)分配信道，提高信道 (頻率)資源的利用率，避免了信道極端擁擠和極端空閑的情況。同時(shí)也方便了用戶的使用操作，不必?fù)?dān)心信道是否被占用，更不需要旋動(dòng)波道旋鈕來選擇是否有空閑信道。當(dāng)信道全忙時(shí)，用戶電臺(tái)會(huì)自動(dòng)發(fā)出線路忙的提示音，稍后再撥打即可。

圖1 單節(jié)點(diǎn)控制中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2．移動(dòng)性管理。MOTOTRBOTM不能提供完整的移動(dòng)性管理功能，為此采用控制服務(wù)器統(tǒng)一管理，完善了DMR系統(tǒng)移動(dòng)終端注冊 (登錄)/去注冊功能、漫游和組身份碼附屬/去附屬功能等主要功能。

3．CSBK PDU增強(qiáng)功能。利用CSBK信令，通過基站廣播無線信道號、終端接收信號、OB板解析信令，轉(zhuǎn)換為XCMP命令，改變當(dāng)前控制信道號。通過控制軟件，完成信道共享功能。

4 SUPOTRBO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單基站、多基站、多信道、多級系統(tǒng)互聯(lián)和管理。以單節(jié)點(diǎn)控制中心為例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4.1 基站單元

基站由若干基本無線收發(fā)信機(jī)、天線共用器、天饋線系統(tǒng)和電源等設(shè)備組成。基站單元的基本配置為信道單元、天饋單元、交換控制單元 (服務(wù)器、軟件)、配置管理單元 (軟件、服務(wù)器可選)、監(jiān)控單元 (軟件、服務(wù)器可選)。

1．信道單元:提供系統(tǒng)所需的數(shù)字無線信道，完成DMR語音和數(shù)據(jù)的空中接續(xù)、轉(zhuǎn)發(fā)，以及系統(tǒng)互聯(lián)控制等功能?？筛鶕?jù)用戶實(shí)際需求，配置相應(yīng)數(shù)量的MOTOTRBOTM數(shù)字中繼臺(tái)。

2．天饋單元:是多信道射頻處理設(shè)備，包括合路器、分配器、天饋線等。可根據(jù)信道數(shù)的不同和用戶實(shí)際的需求，選擇相應(yīng)的天饋產(chǎn)品。

3．交換控制單元:提供系統(tǒng)語音、數(shù)據(jù)、信令的路由選擇、控制和交換功能?？刂普麄€(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，主要包括系統(tǒng)注冊、合法性判斷、呼叫管理、消息管理、移動(dòng)性管理、信令分析和處理、調(diào)度接口軟件等軟硬件模塊。

4．配置管理單元:對系統(tǒng)信息進(jìn)行配置和管理，包括添加/刪除組和用戶、信道功能設(shè)置、設(shè)備狀態(tài)控制等。

5．監(jiān)控單元:對系統(tǒng)中繼臺(tái)、移動(dòng)臺(tái)等系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理。

4.2 調(diào)度和控制中心

系統(tǒng)提供的第三方應(yīng)用開發(fā)接口，可針對行業(yè)用戶的調(diào)度指揮應(yīng)用界面進(jìn)行功能開發(fā)。CRTE可提供普通或定制的有線調(diào)度臺(tái)。

調(diào)度臺(tái)是能夠?qū)σ苿?dòng)臺(tái)進(jìn)行指揮、調(diào)度和管理的設(shè)備，分有線和無線調(diào)度臺(tái)2種;控制中心包括系統(tǒng)控制器、系統(tǒng)管理終端和電源等設(shè)備，主要控制和管理整個(gè)集群通信系統(tǒng)的運(yùn)行、交換和接續(xù)。

4.3 移動(dòng)臺(tái)

用于運(yùn)行中或停留在某未定地點(diǎn)進(jìn)行通信的用戶臺(tái)，包括車載臺(tái)、便攜臺(tái)的手持臺(tái)。在MOTOROLA電臺(tái)內(nèi)加裝CRTE的OB軟硬件，可提供用戶各種移動(dòng)臺(tái)配合SUPOTRBO系統(tǒng)使用。如:P8800/P8808，P8800D/P8808D，M8220/M8228 等。

5 SUPOTRBO系統(tǒng)主要特點(diǎn)

1．信道共享。用戶可以共享系統(tǒng)所有信道資源，實(shí)現(xiàn)同一基站覆蓋區(qū)內(nèi)的語音呼叫和數(shù)據(jù)傳輸。

2．基站互聯(lián)?？赏ㄟ^IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多基站網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)跨基站語音呼叫和數(shù)據(jù)傳輸。

3．自動(dòng)漫游。移動(dòng)用戶可全網(wǎng)自動(dòng)漫游。

4．有線調(diào)度。可提供IP接入的有線調(diào)度臺(tái)，及可定制的調(diào)度功能。

5．信道配置?？蓪?shí)現(xiàn)信道的靈活配置和統(tǒng)一管理。

6．系統(tǒng)可裁剪性。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可根據(jù)用戶的專業(yè)化程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)裁剪，降低部分系統(tǒng)造價(jià)。

7．終端的實(shí)用性?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需求，定制系統(tǒng)內(nèi)數(shù)字對講機(jī)的功能與操作。

8．系統(tǒng)可定制性。可根據(jù)各行業(yè)用戶的特殊業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速定制和多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)并存，提供不同行業(yè)的系統(tǒng)解決方案。

9．高性價(jià)比。更高的性能價(jià)格比和實(shí)用性。

6 SUPOTRBO系統(tǒng)主要功能

基本功能:組呼、個(gè)呼、全呼、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、GPS定位業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)、遙斃/激活/檢測/監(jiān)聽、有線電話接口網(wǎng)關(guān) (待開發(fā))、遲后接入、限時(shí)通話、呼叫保持、移動(dòng)性管理功能、信道管理與控制、中繼臺(tái)和MS的合法性管理功能、UDP數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)、系統(tǒng)監(jiān)控軟件平臺(tái)等。

擴(kuò)展功能:自定義功能擴(kuò)展與業(yè)務(wù)定制、系統(tǒng)分級管理、動(dòng)態(tài)重組、開放第三方應(yīng)用接口、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存與管理、系統(tǒng)通話錄音功能、遠(yuǎn)程調(diào)度等。

7 SUPOTRBO系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

1．機(jī)柜尺寸:1.8 m×0.6 m×0.8 m

2．工作溫度:－30℃ ～+60℃

3．供電電源:AC 220 V，1 kW

4．接入方式:時(shí)分多址 (TDMA)，每載頻2時(shí)隙

5．頻段:403M～470 MHz

6．信道間隔:12.5 kHz

7．接續(xù)時(shí)間:≤400 ms

8．接收靈敏度:5%BER，0.3 μV

9．天線端口特性阻抗:50 Ω不平衡

10．鄰近信道選擇性:60dB@12.5 kHz

11．音頻失真@ 額定音頻:3%(典型)

12．交流聲與噪聲:－40 dB@12.5 kHz

13．音頻響應(yīng):+1、－3 dB

14．調(diào)制方式:4FSK

15．話音編碼方式:AMBE+2FM，3.6 kb/s(含F(xiàn)EC)

16．?dāng)?shù)字協(xié)議:ETSI-TS102361-1

［1］ Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM;Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part 1:DMR Air Interface(AI)protocol，ETSI TS 102 361 － 1 V1．4．5(2007 －12)

［2］ Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM;Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part 2:DMR voice and generic services and facilities，TS 102361－2 V1．2．6(2007 －12)

［3］ MOTOTRBOTMXCMP RDAC Commands

［4］ MOTOTRBOTMRepeater XCMP Development Guide

［5］ MOTOTRBOTMSystem Planner