2020-04-24 09:23:32
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相對于數字無(wú)線(xiàn)通信系統，由于模擬專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的局限性，在鐵路無(wú)線(xiàn)通信系統的使用上模擬無(wú)線(xiàn)電系統存在以下弊端：
(1)頻率資源缺乏，面對電務(wù)、工務(wù)、鐵路公安等多部門(mén)、多線(xiàn)路通信需求，時(shí)常無(wú)法分配合適的頻率;
(2) 相鄰工區相互干擾影響正常通信;
(3)對工務(wù)施工人員進(jìn)行統一的調度管理的需求日趨迫切;
(4)中國鐵路高速化后站間距離加長(cháng)，要求信號覆蓋范圍更廣;
(5)靠現有的模擬信令無(wú)法完全避免非法用戶(hù)盜用系統中繼站;
(6)現有模擬同頻同播系統雖然可以做到跨站呼叫及終端漫游等功能，但其建造成本及設計施工難度也限制了其廣泛的使用。
在此背景下，為滿(mǎn)足中國鐵路高速化后，實(shí)際工作中作業(yè)段跨度長(cháng)、頻率資源緊張、多部門(mén)間需要合理調度管理的通信需求，亟需構建一套基于IP網(wǎng)絡(luò )的甚窄帶異頻同播數字無(wú)線(xiàn)通信系統。
使用環(huán)境及實(shí)際要求
此工務(wù)部門(mén)要求架設多基站聯(lián)網(wǎng)的數字通信系統。通信覆蓋范圍方面對所負責區段的鐵路進(jìn)行全覆蓋，同時(shí)還要和段指揮個(gè)心和車(chē)站進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信。另外，在所負責區段全長(cháng)約137公里，兩個(gè)天線(xiàn)塔的距離最遠達到40公里，天線(xiàn)塔高度平均為35米，要求手持機全區段可以呼通。也就是手持機單向呼叫距離要達到20公里以上才能滿(mǎn)足要求。
在終端用戶(hù)管理方面根據不同通話(huà)需求將用戶(hù)區分開(kāi)，使區域日常通信互不干擾。按使用權限可限制用戶(hù)漫游區域。中繼臺可以屏蔽非法用戶(hù)，即非網(wǎng)內用戶(hù)無(wú)法開(kāi)啟使用中繼臺。
具體方案
經(jīng)過(guò)技術(shù)評估，根據使用的環(huán)境及實(shí)際應用要求，主要在滿(mǎn)足全線(xiàn)覆蓋的前提下從更高效的使用頻率資源及可設定呼叫及漫游權限、劃分不同用戶(hù)工作范圍兩點(diǎn)出發(fā)架設一套基站聯(lián)網(wǎng)的數字無(wú)線(xiàn)通信系統。因此，最終選擇了可工作在甚窄帶6.25kHz且具有用戶(hù)列表及基站組表格功能的常規多中轉臺聯(lián)網(wǎng)方案。
該系統統可以工作在甚窄帶6.25kHz的信道間隔下，由此每個(gè)工作信道所占用的帶寬僅為25kHz模擬寬帶信道帶寬的四分之一，12.5kHz模擬窄帶信道帶寬的二分之一。
原有模擬25kHz帶寬中繼頻點(diǎn)，在加減6.25kHz后即可達成對原有的一對25kHz帶寬頻點(diǎn)的復用，從而通過(guò)IP互聯(lián)實(shí)現甚窄帶異頻同播。在常規IP互聯(lián)系統中可以為每個(gè)中繼臺設置跨站呼叫和漫游通信功能。另外還可以通過(guò)用戶(hù)列表功能來(lái)限制終端用戶(hù)跨站呼叫和漫游通信的使用權限。終端用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò )中漫游時(shí)，用戶(hù)終端通過(guò)判斷信標信號強度，可以自動(dòng)選擇最佳的中繼臺進(jìn)行通信。
跨站呼叫：可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )跨站呼叫不可覆蓋區域的終端。
漫游通信：終端用戶(hù)可以通過(guò)判斷各個(gè)中繼臺下發(fā)的信標信號強度，來(lái)自動(dòng)選擇最佳的中繼臺進(jìn)行通信。
另外，基于數字中繼臺的用戶(hù)列表功能，可以有效的劃分網(wǎng)內用戶(hù)的使用權限及防止其他非法用戶(hù)的占用。在本案實(shí)際利用用戶(hù)列表功能將整套網(wǎng)絡(luò )按工作性質(zhì)分為3個(gè)工作區域，其中1個(gè)為控制中心，其余2個(gè)分別為鐵路沿線(xiàn)上的兩個(gè)工務(wù)段?？刂浦行闹饕撠煂θ€(xiàn)工務(wù)段的日常工作監控及發(fā)布調度指令，其使用權限最大可以進(jìn)行全線(xiàn)跨站呼叫及自動(dòng)漫游，也可以有選擇的單獨對兩個(gè)工務(wù)段區域進(jìn)行選擇呼叫。而兩個(gè)工務(wù)段的工作人員呼叫權限將受到限制，只可以在各自工作區域內漫游及跨站呼叫所屬段內其他基站。具體示意圖如下：
如圖，在鐵路沿線(xiàn)架設了4個(gè)數字中轉臺，段指揮中心架設了1個(gè)中轉臺，通過(guò)IP聯(lián)網(wǎng)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗，在覆蓋距離方面沒(méi)有問(wèn)題，即使相距40公里的兩個(gè)中轉臺之間手持機也全線(xiàn)可通。反而距離區指揮中心較近的車(chē)站因為金屬結構問(wèn)題，通信效果不理想。為此分別在兩個(gè)車(chē)站內部增加了1個(gè)中轉臺，從而解決了車(chē)站的金屬結構對無(wú)線(xiàn)信號的屏蔽問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)實(shí)際使用，通信效果完全滿(mǎn)足要求，全線(xiàn)呼通。在時(shí)速340公里的高速列車(chē)上使用數字對講機呼叫，話(huà)音清晰，效果良好。兩個(gè)工作區段可獨立工作在各自區域，無(wú)相互干擾發(fā)生。而這7個(gè)中轉臺使用頻率的帶寬總合也就是原來(lái)模擬中轉臺1個(gè)25kHz信道而已。解決了大部分模擬時(shí)代在無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)上無(wú)法避免的問(wèn)題。確保此段工務(wù)人員的正常的通信作業(yè)，并且利用多種便利的功能大大提高了工作效率及安全性。