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专用无线数字通信技术标准及应用研究

出处:论文网
时间:2017-03-28

专用无线数字通信技术标准及应用研究

  1 专用无线通信概述

  专用无线电是指在一些行业、部门或单位内部,为满足其组织管理、安全生产、调度指挥等需要所建设的通信网络,随着社会的进步,专用无线电的地位和作用愈加突出,即时的语音沟通、数据采集和图像、视频传输,为国防、公共安全、经济建设起到了无法替代的作用。

  2 专用无线数字通信技术标准

  2.1 APCO-25(P25)

  由美国电信工业协会(TIA)制定,经美国国家标准协会(ANSI)认可的标准。P25(Project 25)是ITU提出的全球开放的数字通讯标准之一。用户主要是军队、公共安全、交通运输、应急通信等高端专业用户。

  P25标准的演进分为两个阶段,第一阶段采用FDMA (频分多址)技术,每个信道带宽12.5kHz,上行、下行传输速率均为9.6kb/s,兼容模拟技术;第二阶段采用TDMA时分多址双时隙技术,等效信道带宽6.25kHz,上行速率9600b/s,下行速率12000b/s。

  P25标准是开放式的,允许各设备厂商的产品互相兼容;且具有向后兼容性,以融合现在的模拟通信技术。还包含了对语音通信加密的要求;并将12.5kHz的频谱带宽分成6.25kHz或等效的频谱,通过缩窄带宽,提高频谱效率,P25采用广域设计,中继基站功率可达100W、移动终端功率不低于5W。单个中继基站覆盖100km2,组建独立通信系统需要的中继基站数量少,适合广域覆盖、调度功能要求高的用户使用。

  2.2 TETRA

  TETRA(Terrestrial Trunked Radio ?C 陆上集群无线电)数字集群通信系统是ETSI(欧洲通信标准协会)为了满足专业部门对移动通信的需要而设计、制订统一标准的开放性系统,采用数字TDMA技术的专用移动通信系统。

  TETRA数字集群通信系统可以在同一平台提供语音通信和数据传输,支持移动终端脱网直通互联,可实现鉴权、具有空中接口加密和终端对终端加密功能。还具有虚拟专有网络功能,可在一个物理网络同时为互不关联的多个个体、群组服务。TETRA具有频谱利用率高、通信质量好、组网方式灵活的优点,目前已实现如图像数据传输、移动互联查询等许多新的应用。所以 TETRA数字集群系统一投入商用就得到了迅速的发展。 TETRA 系统抗干扰能力强,支持用户点对点单呼、点对多点组呼、应答组呼、单向点对多点广播呼叫以及语音加密通话。

  2.3 DMR

  欧洲通信标准协会为了满足小范围用户对专用无线电通信的需要,制订了DMR(Digital?Mobile?Radio)数字集群通信标准。该标准主要应用在小区域服务,如中小企业、住宅小区等用户。

  DMR标准采用TDMA技术方式,频率信道间隔6.25kHz,上、下行传输速率为9.6kb/s。DMR具有技术简单、中继基站和移动终端设备价格低,可扩展兼容模拟系统,网络建设简单,后期使用方便,维护成本低的优点。

  2.4 PDT

  PDT标准是中国自主的专用数字通信技术,由中国公安部牵头,国内主要专用通信生产厂家共同制定,可满足高端专用通信行业用户的要求。PDT标准遵循高性价比、大区制、可扩展和兼容DMR标准协议的五大原则,解决了多种应急通信网融合通信的问题。

  PDT标准分为常规标准和集群标准两个版本,并兼容DMR标准。PDT标准采用TDMA多址方式,信道间隔6.25kHz、上下行速率为9.6kb/s,抗干扰能力强。在满足基本业务的同时,具有同播、频率资源动态分配等功能。PDT后续演进是提升传输速率和拓展业务功能。

  为满足不同层次用户需求及实际网络建设需要,PDT标准支持单中继基站区域通信,也能组合成高效的多中继基站大范围的覆盖,以及全国范围应急通信指挥网的建设要求。在应对自然灾害、群体事件等紧急指挥调度中,能迅速接入现有GIS调度平台,实现组网灵活、指挥调度便捷、语音质量优及数据传输速率高等优点,并具有抗干扰能力强、安全保密的特点。

  PDT具有频谱利用高,可广域组网,能从正现使用的模拟MPT1327标准平滑过渡到数字通信。该标准技术参数功能全面,同时系统结构简单,终端成本低,网络建设速度快,后勤运维成本较低。总之,PDT在专业无线通讯领域技术优势明显。其支持的隐私安全加密技术,特别适合公共安全用户保密需求

  2.5 MCWiLL

  MCWiLL(Multi Carrier Wireless Information Local Loop,多载波无线系统)是基于SCDMA衍生出来的宽带无线技术,建立在本地环路专网,可以满足不同行业层次的专网应用需求。

  2.5.1 可以同时支持数据、语音宽带多媒体无线接入。

  2.5.2 频谱利用率高:单基站占用5MHz的带宽,下行速率为15Mbit/s,上行速率为3Mbit/s,能支持300信道。

  2.5.3 终端种类多样:有CPE、M-IAD、PCMCIA卡、无线话机、无线伴侣、PDA等类型。具有简单易用、方便灵活、即插即用、零安装等特点,开放第三方应用开发的终端通信模块,支持各种移动宽带接入应用,既可以直接与POTS电话、PC等设备直接使用,又可以通过IAD、互联网等设备来扩展可连接的终端数量,便于发展个体、中小企业和各种行业用户。以提供语音业务、无线宽带接入业务、农村信息化应用、城市信息化应用、无线远程数据采集与视频监控等多种业务。

  3 专用无线数字通信技术发展前景

  目前,由于知识产权的束缚,专用无线数字通信技术存在互联互通能力差。未能体现数字通信技术在频谱资源利用、系统设备、综合服务的共享和集中管理的优势,市场实际应用不尽人意。

  专用无线数字通信系统为了促进规模应用,和进一步提高无线电频谱使用率,在应用上开始向系统共建共享的方向发展。将多个专用无线数字通信系统结合在一起统一管理和使用,具有共用频谱资源、通信业务、共享覆盖区域、共担费用等优点,有利于进一步开拓应用市场。

  目前国际上正在积极开展宽带多媒体无线数字通信的研究工作。但是由于现有专用无线窄带数字系统自身体制的限制,向宽带化演进存在较多困难,这为我国在该领域提供了很好的发展机遇。可以说,建设具有我国自主知识产权的专用宽带数字无线通信系统势在必行。

  随着全球无线城市的建设以及移动互联网的飞速发展,超高传输速率将成为无线通信的发展趋势。在技术上也向开放、终端功能多样化的方向发展。从具体的应用角度看,主要体现建立在高传输速率基础之上的多种应用,包括集群调度、视频监控、数据采集、IP网络接入、城市应急联动等方面。

  4 结束语

  综上所述,专用无线数字通信技术已日趋成熟。但在其技术算法、应用功能开发、信道频谱利用率、中继基站优化、跨区域平台构建与开放式标准化制定方面还有大量工作要继续深入研究。以目前发展趋势来看,超高传输速率的专用无线电已经不远。

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