Dimetra数字集群无线通信系统

令朝

　　随着我国铁路和城市轨道交通的迅速发展，用于铁路及地铁系统的专用业务移动通信也得到长足的进步，特别是进入20世纪90年代以来，中国从国外引进的集群无线通信系统正在逐步替代原有单信道有线/无线转接系统。近年来，一种先进的集群通信技术(TETRA)又将替代模拟集群通信技术，在铁路和城市轨道交通系统种崭露头角，备受各方面的关注。

　　铁路集群通信是一个专用的先进的无线电调度通信系统，它涉及有线交换技术、计算机技术和超大规模集成电路技术等领域，可用来解决行车调度、站场作业、列车运行、线路维护及公安等部门有关人员相互之间的通信联络。与传统的同频单工对讲电台方式相比，集群通信系统其内部可用信道可为所有用户共用，且具有自动选择信道功能，必要时用户可以享有不同的优先级别，能够提供电话互联、保密通信、呼叫限时、小组大组呼叫、广播呼叫、繁忙时用户排队和空闲回呼、紧急呼叫、拒绝呼叫、车辆定位等多种功能，十分适合于现代铁路和城市轨道交通系统生产调度指挥的需要。数字集群通信依靠单一网络，在一个无线终端上可以提供双向对讲、短信息、无线分组数据、无线因特网4种服务功能。

　　目前铁路和城市轨道交通系统应用的集群通信技术主要由UNIDEN和MOTOROLA公司提供，例如，符合国家信息产业部推荐标准的MOTOROLA公司开发的Dimetra数字集群无线通信系统就是其中一个范例。

一、Dimetra数字集群无线通信系统的特点

1.采用TDMA时分多址技术，频谱利用率高。通常每个载频分为4个时隙，即可以同时传送4路信号，与模拟集群无线通信系统相比其频谱利用率为原来的4倍，在相同的频宽内可以容纳更多的用户。

2.数字集群技术使得通信系统的功能大幅度提升。例如，系统通过接口可以接受来自列车控制系统的各种数据，可以在调度室控制屏幕上显示列车车次、呼叫时列车位置、值乘人员等信息，列车无论在线路行驶还是在车辆段维修，其呼叫信息都可以传送到各自的调度室，并实现自动转换。

3.采用ACELP话音编码技术和π/4-DQPSK调制技术，抗干扰能力强，传输质量和话音质量好。其中，代数码激励线性预测(ACELP)编码器能够重新产生准确的模拟信号，在每一级编码过程中，经过与原信号比较及加权计算，能自动调节输出信号，具有较高的精度。

4.系统采用大规模集成电路芯片组成控制电路，其网络管理功能和控制功能的自由度和扩展性较强，可以实现漫游、话组增减 、位置登录、过区切换、故障通话等功能，满足铁路及城际轨道交通点多线长生产调度指挥的需要。

二、系统结构及服务功能

1.系统结构

　　Dimetra数字集群无线通信系统由基站、移动台、信号分配单元和中央控制单元4个部分组成。整个系统包含了行车调度、车辆调度、工务调度、电务调度、公安调度等无线电通信系统，在设备、频率和覆盖区域等资源共享的条件下，各子系统的通话组可以自由操作互不妨碍。系统通过铁路或城市轨道交通内部的有线传输网络将所有基站组合起来，在车站及车辆段等区域采用天线方式实现无线信号覆盖，通过中央控制单元的区域控制器、网络交换器、路由器、基站连接器、网络管理系统以及基站的控制器、分配器等装置将机车台、车站台、便携台等无线用户与调度台调度员之间建立通信联络。

2.服务功能

　　Dimetra数字集群无线通信系统的服务功能包括语音服务、数据服务和辅助服务3大类。

　　语音服务是集群通信的主要服务功能，它为调度员、列车司机、车站值班员、调车员、养路工、信号工、公安人员等用户在得到网络管理员授权的前提下提供话音通信服务。这种话音服务可以是一个用户与一组用户(通话组)之间的组呼叫话音通信，可以是一个用户与多个通话组之间的通播呼叫话音通信，可以是具有最高排队优先权的紧急组呼话音通信，可以是调度台与移动台或移动台之间的私密呼叫话音通信，可以是移动台用户与有线固定电话用户之间的话音通信，也可以是移动台用户直通模式话音通信。

　　数据服务是数字集群技术的特色，它可以为用户和系统管理员提供所需的数据信息。例如，系统可以为管理人员及时提供各种设备状态的数据信息服务，以便管理人员了解系统运行情况及故障状况；当用户使用紧急呼叫时，在相应的调度台上或集中告警终端上能够显示紧急告警信息；系统还可以为用户提供短数据信息传送服务，等等。

　　辅助服务是数字集群通信系统灵活性和扩展性的主要体现。它可以为用户提供诸如遇忙排队回叫、优先呼叫、通话方识别、动态重组、迟后加入等特殊服务功能；系统也可以根据需要将信道分配设置为动态站分配和关键站分配两种方式。动态站分配方式是指在该站有被呼叫的用户组时其信道才能建立，关键站分配方式是指只有被设置为关键站用户有空闲信道时其信道才能建立，以便提高信道利用率和确保关键用户不会错过呼叫。系统也可以将组呼叫设置为全部启动和快速启动两种方式，全部启动方式是指用户组呼叫时如不是所有用户都能获得空闲信道时，系统将等到所有用户均能接入时为止，快速启动方式是指用户组呼时不管是否所有用户都能接入，系统立即实施呼叫。

----《现代通信》