1 必要性
武漢市城管局肩負(fù)著武漢市城市市政設(shè)施、環(huán)境衛(wèi)生、燃?xì)鉄崃ΑV告燈飾、占道夜市、拆違清障、110聯(lián)動一系列管理的重要責(zé)任。無線通訊網(wǎng)是城管指揮調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分。無線通訊已成為城管指揮調(diào)度、110聯(lián)動、處置突發(fā)事件、城管執(zhí)法以及日常工作聯(lián)絡(luò)等必不可少的重要通訊手段。隨著武漢市城市建設(shè)持續(xù)性的快速發(fā)展,武漢將建立“大城管制度”,包管各類城市小事,因而武漢市城管局對組建全市范圍內(nèi)的自動漫游、跨網(wǎng)呼叫,增強(qiáng)全市無線通訊有效覆蓋面積的無線通訊網(wǎng)絡(luò)需求也日益提高,因此武漢市城管局迫切需要建立適合自己業(yè)務(wù)特點(diǎn)的大范圍、多功能、多部門專用無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)現(xiàn)狀及分析
武漢市城管局全市共有13個區(qū)局,2個開發(fā)區(qū)執(zhí)法大隊,1個風(fēng)景區(qū)城市管理執(zhí)法局,1個直屬分局。其中市城管局直屬分局、7個中心城區(qū)城管局已經(jīng)各自建設(shè)了1套模擬常規(guī)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)系統(tǒng),另外,沌口開發(fā)區(qū)現(xiàn)行使用的是400兆防汛模擬常規(guī)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng),東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū)2008年自建了1套400兆頻段的模擬常規(guī)同頻同播無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。由于這些模擬常規(guī)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)分散建設(shè)且建設(shè)時間已久,因此,已不能滿足目前該局業(yè)務(wù)種類多、通信容量大的需求;另外,市局直屬分局、各城區(qū)城管局、開發(fā)區(qū)及風(fēng)景區(qū)各自獨(dú)立組建的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng),各部門之間無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)必須更換信道才能實(shí)現(xiàn)小范圍的無線指揮調(diào)度聯(lián)絡(luò),無法實(shí)現(xiàn)全區(qū)統(tǒng)一的無線指揮調(diào)度聯(lián)絡(luò)。
為了解決城管局現(xiàn)有無線通訊系統(tǒng)的種種問題,提升城管局統(tǒng)一調(diào)度指揮的能力,更好的服務(wù)于武漢的城市建設(shè),經(jīng)過多方論證和考察,武漢市城管局無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目于2010年正式啟動。
整個項(xiàng)目采用分期分批的建設(shè)方式,并于2010年1月開始了工程的建設(shè),系統(tǒng)選用摩托羅拉MOTOTRBO 400兆數(shù)字常規(guī)無線通訊系統(tǒng),目前是武漢市第一套400兆專用無線數(shù)字通訊系統(tǒng),主要對武漢市中心城區(qū)進(jìn)行無線信號覆蓋,覆蓋區(qū)域包括江漢區(qū)、江岸區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)、青山區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、東湖高新技術(shù)區(qū)、東湖風(fēng)景區(qū)、沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。整套系統(tǒng)在語音質(zhì)量,用戶分組規(guī)劃,覆蓋范圍相比于400兆無線模擬常規(guī)系統(tǒng)都有了很大的提升。
3 用戶需求
針對武漢市城市管理(執(zhí)法)局的現(xiàn)狀和通信指揮調(diào)度的需求,在規(guī)劃、建設(shè)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)時,采用先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。本次建設(shè)項(xiàng)目是武漢市城市管理(執(zhí)法)局無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)擴(kuò)容項(xiàng)目,將對武漢市城市管理(執(zhí)法)局已經(jīng)建成的無線通信指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)和終端設(shè)備的擴(kuò)容,并且為每個區(qū)局建設(shè)1套數(shù)字常規(guī)通信系統(tǒng),從而形成覆蓋全市(包含郊區(qū))無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)如下:
(1)新建2套市級400兆數(shù)字常規(guī)基站,并且能夠和已建的3個基站聯(lián)網(wǎng),形成一套能覆蓋中心城區(qū)和部分遠(yuǎn)城區(qū),提供2路話音信道無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
(2)為16個區(qū)局分別架設(shè)1套400兆數(shù)字常規(guī)系統(tǒng)供該區(qū)局使用,提供每個區(qū)城管局2路話音信道的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
(3)本期建設(shè)要求移動終端能夠兼容模擬信號,既能夠在數(shù)字模式下使用,也能在模擬狀態(tài)下使用,同時采用的設(shè)備必須和已經(jīng)建設(shè)的系統(tǒng)設(shè)備兼容,避免重復(fù)投資。
3.1 市級基站建設(shè)要求
本項(xiàng)目擬在沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),漢口地區(qū)選址建設(shè)2個數(shù)字常規(guī)基站,并和已經(jīng)建設(shè)的3個基站聯(lián)網(wǎng)。具體方案由承建單位在市無線電管理委員會的指導(dǎo)下進(jìn)行基站的選址,確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、優(yōu)化和系統(tǒng)的安裝方案。
1) 要求無線信號覆蓋穩(wěn)定,通話質(zhì)量好,中心城區(qū)覆蓋率,車載臺在覆蓋率達(dá)95%,手持機(jī)在覆蓋率達(dá)90%,重要地區(qū)覆蓋率達(dá)100%。
2) 工作模式:能夠在12.5KHz的信道上同時中繼2路話路,支持和實(shí)現(xiàn)IP多基站聯(lián)網(wǎng)、移動終端多基站間自動漫游。
3) 市局指揮中心可以任意呼叫各區(qū)城管局,可監(jiān)控各基站運(yùn)行情況。
4) 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對各個用戶終端進(jìn)行監(jiān)管,支持單呼、組呼、全呼、私密呼、遙斃/復(fù)活、遠(yuǎn)端監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)測等功能。除了進(jìn)行語音通信外,系統(tǒng)還需要支持短信息等數(shù)據(jù)應(yīng)用。
3.2 區(qū)級基站建設(shè)要求
本項(xiàng)目擬為16個區(qū)局每個區(qū)局建設(shè)1套400兆數(shù)字常規(guī)系統(tǒng)供該區(qū)局使用,提供每個區(qū)城管局2路話音信道的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
1) 基站的覆蓋范圍要求為每個區(qū)局所管轄的范圍。
2) 需要建設(shè)單位根據(jù)各個區(qū)局的實(shí)際情況考慮基站選址和頻率復(fù)用的問題。
3) 系統(tǒng)支持單呼、組呼、全呼、私密呼、遙斃/復(fù)活、遠(yuǎn)端監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)測等功能。除了進(jìn)行語音通信外,需支持短信息等數(shù)據(jù)應(yīng)用。
3.3 系統(tǒng)終端技術(shù)要求
1) 終端設(shè)備能夠兼容模擬信號,能夠在數(shù)字和模擬兩種模式下的掃描切換。
2) 終端設(shè)備要求防水、抗摔、一次充電能工作模擬在9小時以上,數(shù)字在13小時以上。
4 系統(tǒng)建設(shè)方案
本項(xiàng)目要求最終建設(shè)一套能覆蓋全市中心城區(qū)的提供2路聯(lián)網(wǎng)話音信道及在各個區(qū)局建設(shè)覆蓋本區(qū)的2路獨(dú)立話音信道的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。中心城區(qū)包括江岸區(qū)、江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)、東湖風(fēng)景區(qū)、東湖高新開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),遠(yuǎn)城區(qū)包括東西湖、蔡甸、漢南、江夏、新洲、黃陂。系統(tǒng)完成后,信號能夠覆蓋整個城區(qū)。
4.1 市級基站建設(shè)
目前龜山基站、東湖高新基站、青山基站通過IP聯(lián)網(wǎng)的2路話音信道,主要用于市級單位與區(qū)級單位之間的通信指揮調(diào)度。
結(jié)合目前已建系統(tǒng)的覆蓋范圍和用戶使用的實(shí)際情況,為優(yōu)化整套通信系統(tǒng)的信號覆蓋,現(xiàn)在漢口和沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)選址各增加一個單中繼臺基 站,并與現(xiàn)有的基站聯(lián)網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)2路聯(lián)網(wǎng)信號對整個武漢市區(qū)的信號覆蓋。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示,遠(yuǎn)程中繼診斷控制臺能夠?qū)π略黾拥幕具M(jìn)行監(jiān)視和控制。


4.2 區(qū)級系統(tǒng)建設(shè)
城管局下屬有10個主城區(qū)局,分別為江岸區(qū)、江漢區(qū)、江漢區(qū)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)、東湖風(fēng)景區(qū)、東湖高新開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū);6個遠(yuǎn)城區(qū)局,分別為東西湖、蔡甸、漢南、江夏、新洲、黃陂。由于覆蓋全市的通信網(wǎng)絡(luò)信道數(shù)量有限,主要用于市級調(diào)度,不能滿足區(qū)級單位日常的通信使用,并且遠(yuǎn)城區(qū)地理位置偏遠(yuǎn),主城區(qū)基站不能完全滿足遠(yuǎn)城區(qū)的信號覆蓋要求。因此需要在全市范圍內(nèi),為每個區(qū)局架設(shè)1個獨(dú)立中繼臺基站,提供2路話音供區(qū)局日常使用。
基站選址原則是該區(qū)局所管轄的范圍來選擇能夠覆蓋該區(qū)域的高層建筑為基站站址,同時需要考慮到機(jī)房供電,避雷等因素。區(qū)城管局目前還有部分模擬中繼系統(tǒng),因而基站選址時可以參考原先的模擬中繼臺的架設(shè)站址,同時也可以參考現(xiàn)有站址位置。
建議站址選擇參考如下配置,其中圖中各基站位置為其實(shí)際地理情況下的相對位置。例如青山區(qū)局的中繼臺可以架設(shè)在現(xiàn)有青山基站站址。具體基站組合如圖所示,然后需要在項(xiàng)目前期與用戶協(xié)調(diào)基站選址事宜,最后確定每個區(qū)局的基站架設(shè)位置。
區(qū)局基站為獨(dú)立基站,能夠同時容納2路通話,通過合理的頻率分組規(guī)劃,能夠?qū)崿F(xiàn)各單位內(nèi)部各個部門的獨(dú)立通訊而不會互相受到影響。 同時在日后有需要的時候,能夠通過IP聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)區(qū)局基站的聯(lián)網(wǎng)。
由于洪山區(qū)局,東湖高新區(qū)局,沌口區(qū)局管轄的范圍較大,單個基站將只能保證以基站為中心車臺10公里,手臺5公里的覆蓋半徑范圍,無法滿足區(qū)局內(nèi)車載臺在覆蓋率達(dá)95%,手持機(jī)在覆蓋率達(dá)90%的覆蓋要求。如果這些區(qū)局需要達(dá)到全區(qū)覆蓋需求,那么需要在全區(qū)選址架設(shè)2至3個數(shù)字中繼臺基站并進(jìn)行IP聯(lián)網(wǎng)。
5 頻率規(guī)劃
MOTOTRBO系統(tǒng)采用12.5k間隔的頻率,每對頻率上可以中繼兩路話音信號??紤]到系統(tǒng)規(guī)模及后期系統(tǒng)規(guī)劃,總計需要20對頻點(diǎn),其中無委會已經(jīng)分配了4對頻點(diǎn),其余16對頻點(diǎn)需要繼續(xù)向無委會進(jìn)行申請,在當(dāng)前頻率資源緊張的情況下,所能申請到的頻率可能無法滿足每個載波一對頻率的分配需求,因而采用蜂窩理論來進(jìn)行區(qū)域的頻率劃分。依據(jù)蜂窩通信理論,如下圖A區(qū)、D區(qū)、H區(qū)可用同一頻率,B區(qū)、E區(qū)、F區(qū)可用同一頻率,C區(qū)、G區(qū)可用同一頻率。依此類推,擴(kuò)大到整個覆蓋區(qū)域,此方式能夠有效解決常規(guī)通訊網(wǎng)中不同地區(qū)使用相同頻率而帶來的同頻干擾問題,并且提高了頻率資源的利用率。

下圖是武漢市地圖,各個數(shù)字及區(qū)域表示武漢市的各個區(qū),江岸區(qū)(07)、江漢區(qū)(08)、硚口區(qū)(09)、漢陽區(qū)(10)、武昌區(qū)(11)、青山區(qū)(12)、洪山區(qū)(06)、東西湖區(qū)(02)、蔡甸區(qū)(03)、江夏區(qū)(05)、黃陂區(qū)(01)、新洲區(qū)(13)、漢南區(qū)(04)。在頻率規(guī)劃當(dāng)中,對不相鄰的區(qū)域采取頻率復(fù)用的辦法來解決頻率資源緊張的問題。

6 覆蓋區(qū)域分析
基站覆蓋范圍的預(yù)估是無線通信網(wǎng)總體設(shè)計的重要內(nèi)容之一。基站的地點(diǎn)、天線架設(shè)高度、天線有效輻射功率、接收機(jī)的靈敏度以及移動設(shè)備有關(guān)的技術(shù)參數(shù)等,直接影響無線通信網(wǎng)的覆蓋范圍與用戶服務(wù)區(qū)的大小。但是移動通信用戶電臺使用的環(huán)境復(fù)雜多變,加之信號場強(qiáng)分布的不確定性,使無線覆蓋區(qū)很難精確預(yù)估,何況目前用來做覆蓋的數(shù)學(xué)模型又有多種,計算結(jié)果也不盡相同。通常先根據(jù)無線基站與移動臺的有關(guān)參數(shù)選用某種數(shù)學(xué)?! ⌒妥鞒醪焦浪?,然后作實(shí)際基地臺--移動臺通信測試,以決定用戶服務(wù)區(qū)的大小。
這里選用Okumura模型,它以準(zhǔn)平滑地形為基礎(chǔ),是在70年代依據(jù)多個城市的實(shí)際測試資料進(jìn)行統(tǒng)計分析出的。后經(jīng)Hata進(jìn)行公式化,使用起來比較方便,它詳細(xì)的考慮了各種地形地物的影響(如城市或曠野,頻段,天線高等)引入了一系列修正系數(shù)。Okumura-Hata模型適用于頻率為100-1500Mhz,基站天線為30-200米,移動臺天線高度為1-10米的情況,這種模型以被很多國家采用,并列入了CCIR567-2號報告。
Okumura-Hat模型的基本傳輸路徑損耗經(jīng)驗(yàn)公式為:
L0(dB)=69.55+26.16logf-13.82loghb-α(hm)+(44.9-6.55loghb)logd
其中f為工作頻率(MHz),hb為基站天線有效高度(m),α(hm)為為移動臺天線高度校正因子,hm為移動臺天線高度(m),d為收發(fā)天線之間的距離(km)。
α(hm)=3.2(lg11.75hm)2-4.97 (f≥300MHz,大城市)
選用信道機(jī)發(fā)射功率40W,天線增益為8.5dBi,架設(shè)有效高度150m,饋線選用RF 1/2″-50型射頻電纜,在450MHz時百米損耗為4.2dB,移動臺天線高度1m,發(fā)射天饋部分及饋線接頭損耗8dB,無線覆蓋邊緣場強(qiáng)要求大于等于-107dBm。
由功率公式dBm = 10 x log(P mW)
信道機(jī)發(fā)射功率40W等于46dBm,則從天線發(fā)射出去的功率為
46dBm-4.2dB-8dB+8.5dBi=42.3dBm。
則滿足場強(qiáng)要求的傳輸損耗L0(dB)=42.24+107=149.3 dB。
移動臺天線高度校正因子α(hm)=3.2(lg11.75hm)2-4.97=3.2(lg11.75) 2-4.97=﹣1.31
L0(dB)=69.55+26.16logf-13.82loghb-α(hm)+(44.9-6.55loghb)logd=149.3
代入其他參數(shù)得出基站天線與移動臺天線之間距離d≈20km,則由理論計算得出滿足無線覆蓋邊緣場強(qiáng)要求大于等于-107dBm的區(qū)域半徑為20km。
以上計算的是車臺的覆蓋范圍,手持電臺因?yàn)榘l(fā)射功率小,天線增益低,故要達(dá)到理想的通話效果邊緣場強(qiáng)以-104dBm進(jìn)行計算。
下表是各個基站架設(shè)高度的理論覆蓋范圍。
根據(jù)前期項(xiàng)目建設(shè)的基站的實(shí)際覆蓋情況測試,基站的實(shí)際覆蓋范圍接近或小于以上理論值。
本項(xiàng)目中某些區(qū)中繼臺站址進(jìn)行了頻率復(fù)用,所以進(jìn)行頻率復(fù)用的站址天線架設(shè)高度不能過高以免進(jìn)行頻率復(fù)用的基站重疊區(qū)過大而影響通訊效果。
7 信道規(guī)劃
1. 聯(lián)網(wǎng)模式
武漢城管無線通訊系統(tǒng)的市級網(wǎng)絡(luò)是以龜山基站為中心,以東湖高新,青山,漢口,沌口的4個基站為分支的組成星型網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)提供2路支持漫游的話音信道。
2. 用戶頻道
由于劃分了區(qū)域,在每個電臺中都有“中心區(qū)域”、“東湖高新區(qū)域”、“青山區(qū)域”、“漢口區(qū)域”、“沌口區(qū)域”可供選擇。區(qū)域的功能是能夠讓用戶不自動漫游或關(guān)閉自動漫游功能的電臺時,手動選擇電臺工作所使用的基站。當(dāng)電臺使用自動漫游,用戶無論選擇的哪個區(qū)域,電臺都可以對當(dāng)前信號強(qiáng)度進(jìn)行比較并自動選擇最優(yōu)信號的基站進(jìn)行通訊。對于用戶而言,在電臺界面中將看見如下的頻道:
8 呼叫功能
數(shù)字電臺可配置為同時掃描多個數(shù)字邏輯信道和模擬信道,當(dāng)某個數(shù)字邏輯信道發(fā)起一個單呼或組呼時,相應(yīng)電臺收到一個單呼或接收組列表中的組呼時,則電臺用該邏輯信道響應(yīng)呼叫。當(dāng)某個模擬信道發(fā)起呼叫時,對應(yīng)掃描模擬信道的電臺,掃描到模擬信道上有呼叫,電臺將轉(zhuǎn)換到模擬模式下并響應(yīng)呼叫。
在電臺需要發(fā)起數(shù)字呼叫時,只需要鍵入單呼或組呼號碼按下PTT鍵發(fā)起呼叫,另外如果在該邏輯信道發(fā)射通信錄中預(yù)置一個呼叫,那么只需要按下PTT鍵就可以開始該預(yù)置呼叫。
1) 數(shù)字組呼:通話組可以共享一個信道,而不會干擾其他電臺用戶。發(fā)射端和接收端的電臺都必須在同一個邏輯信道(頻率和時隙)上。不同通話組的兩個電臺用戶即使在同一個邏輯信道(頻率和時隙)上,也不能相互通話。一個工作組的所有成員都可以相互通話,工作組與其他工作組的成員同樣可以進(jìn)行溝通。
2) 私密呼叫:電臺用戶可以直接與另一位電臺用戶進(jìn)行通信,而不論其是否屬于同一個通話組列表。通常,需要相互通信的電臺用戶可組成一個通話組,被配置為該通話組的成員。通過私密呼叫,可以在發(fā)射端和接收端的電臺之間進(jìn)行一對一通信。員工可以通過私密呼叫,私密地向特定管理者提示某個安全意外事件,而不是發(fā)起組呼,使全組成員都知道。
3) 全部呼叫:某個特權(quán)電臺可以與同一個邏輯信道上的其他電臺用戶進(jìn)行單向通話。特權(quán)電臺利用一個特殊的全部呼叫通話組,使得在同一個邏輯信道上的所有其他電臺用戶(不論其屬于哪個通話組)都能接收到該呼叫。這個功能特別適用于指揮中心與在同一個邏輯信道(頻率和時隙)上的所有電臺,而不是單獨(dú)的通話組或用戶進(jìn)行通信。全呼的呼叫ID為16777215,不可更改。
4) 遙斃:系統(tǒng)管理員可通過無線信令,遙斃系統(tǒng)內(nèi)的某個電臺。被遙斃的電臺的屏幕將顯示空白,并且不能發(fā)起或接聽呼叫。只能通過客戶端軟件(CPS)或另一臺系統(tǒng)管理員電臺發(fā)出的電臺解遙斃命令,啟用被遙斃的電臺。利用該功能,可以阻止任何不當(dāng)使用的電臺,或使被竊的電臺無法工作。
5) 遠(yuǎn)端監(jiān)控:遠(yuǎn)端用戶可以利用這個功能,在一段時間內(nèi)激活目標(biāo)電臺的麥克風(fēng)和發(fā)射機(jī)。從而不知不覺地在目標(biāo)電臺上建立呼叫,并遠(yuǎn)程控制其PTT功能,而最終用戶對此卻一無所知。該功能主要用于探明已開機(jī)但無響應(yīng)目標(biāo)電臺的狀態(tài)。包括諸如電臺被竊、電臺用戶不會使用等情況,或者允許緊急呼叫發(fā)起方在緊急狀況下進(jìn)行免提通信。
6) 遠(yuǎn)程監(jiān)測:發(fā)起方電臺可以檢查系統(tǒng)中的目標(biāo)電臺是否處于激活狀態(tài),而其用戶不會知道。除了繁忙LED指示燈,發(fā)射LED指示燈也會點(diǎn)亮(以表明發(fā)送了確認(rèn)消息)。目標(biāo)電臺上不會出現(xiàn)可以看見或聽見的指示。目標(biāo)電臺將不知不覺地自動向發(fā)起方電臺發(fā)送一條確認(rèn)消息。如果電臺用戶無響應(yīng),那么可以借助檢查電臺功能,確定目標(biāo)電臺是否開機(jī)并監(jiān)控信道。如果目標(biāo)電臺發(fā)出了確認(rèn)消息,那么,發(fā)起方可以執(zhí)行其他操作,如發(fā)出遠(yuǎn)程監(jiān)控命令,激活目標(biāo)電臺的 PTT。
7) 呼叫提示:發(fā)起方電臺基本上可以確保呼叫到另一位電臺用戶。當(dāng)目標(biāo)電臺收到呼叫提示命令后,將發(fā)出持續(xù)的視聽提示,并顯示該呼叫提示的發(fā)起方。如果當(dāng)呼叫提示屏幕處于激活狀態(tài)時,目標(biāo)電臺用戶按下了PTT鍵,那么,目標(biāo)電臺會向該呼叫提示的發(fā)起方發(fā)起私密呼叫。對于車載臺,該功能常常與喇叭和車燈結(jié)合使用。當(dāng)用戶不在車內(nèi)時,呼叫提示可以使車輛的喇叭鳴叫、車燈閃爍,從而告知用戶返回車輛,呼叫發(fā)起方。
8) 緊急呼叫:MOTOTRBO電臺允許處于危急狀況的電臺用戶,向調(diào)度臺發(fā)送經(jīng)確認(rèn)的緊急報警消息和緊急呼叫。緊急報警消息包含了發(fā)起方的電臺ID??梢灾付▽S糜诰o急狀況的回復(fù)信道。發(fā)起緊急報警和緊急呼叫的方法有三種:僅發(fā)起緊急報警、發(fā)起緊急報警和緊急呼叫、發(fā)起緊急報警并繼而發(fā)送語音信號。通過客戶端軟件(CPS),可以配置四種報警類型:禁用、常規(guī)、靜默、靜默帶語音。
9) 滯后加入:MOTOTRBO電臺具有滯后加入的功能,當(dāng)一個用戶在一個信道上發(fā)起呼叫時,該呼叫中包含的數(shù)字信息,如呼叫類型信息(單呼,組呼,全呼),個人識別信息和控制信息將會周期性的在本次通話過程中在該信道上重復(fù)播送,這就使得其他電臺能在該通話過程中滯后加入進(jìn)來
9 IP聯(lián)網(wǎng)
多個中繼基站需要通過IP聯(lián)網(wǎng)來完成組建通播數(shù)字常規(guī)網(wǎng),滿足多區(qū)范圍的無線電信號覆蓋。MOTOTRBO中繼臺在IP網(wǎng)絡(luò)中的形式為1個中心中繼臺和若干遠(yuǎn)端中繼臺,每臺中繼臺都需要一個唯一的IP地址。
本中繼聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對IP鏈路延遲要求為最大不超過90ms,當(dāng)延遲小于60ms時,在軟件中設(shè)置延遲為“正常”,在60至90之間時設(shè)置為“高”。
1個MOTOTRBO中繼聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最多可支持15個數(shù)字中繼臺的IP互聯(lián),考慮到以后的擴(kuò)容,以15個基站來計算所需要的鏈路帶寬。
其中主基站的所需鏈路帶寬是最大的,假定15個中繼臺的2個邏輯信道都參與聯(lián)網(wǎng),計算該鏈路帶寬。由官方給出的計算公式。
BWVC = 15 kbps =聯(lián)網(wǎng)所需帶寬
BWLM = 6 kbps = 鏈路管理所需帶寬
BWIR = 3 kbps = 主基站消息支持所需帶寬
BWRD = 55 kbps = RDAC消息所需帶寬
鏈路帶寬=時隙1聯(lián)網(wǎng)信道數(shù)* BWVC+時隙2聯(lián)網(wǎng)信道數(shù)* BWVC+聯(lián)網(wǎng)IP基站數(shù)* BWLM+聯(lián)網(wǎng)IP基站數(shù)* BWIR+RDAC消息帶寬=14*15+14*15+14*6+14*3+55=601 kbps。
則滿足上面聯(lián)網(wǎng)要求的每套中繼臺聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最小帶寬要求為601 kbps,在本方案中建設(shè)兩套中繼臺聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),則最小帶寬要求為1202kbps。
現(xiàn)在已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)的中心主站、青山基站與東湖高新基站使用的可靠性與安全性具佳的vpn網(wǎng),即虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。采用這種方式所有在廣域網(wǎng)上傳送的IP數(shù)據(jù)包都將由虛擬專用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行處理,對整個系統(tǒng)來說相當(dāng)于通過一個局域網(wǎng)來進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。在本期中即將聯(lián)網(wǎng)的漢口基站與沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)基站可同樣使用vpn專網(wǎng)。
10 用戶漫游
電臺可以在多個聯(lián)網(wǎng)的基站信道間自動漫游,自動判選信號最強(qiáng)的基站信道,漫游可以有兩種方式,被動基站掃描和主動基站掃描。
被動基站掃描:可以通過在電臺中預(yù)置電臺漫游列表,電臺漫游RSSI場強(qiáng)閾值,當(dāng)電臺當(dāng)前鎖定的基站信號強(qiáng)度低于RSSI場強(qiáng)閾值時,電臺將開始被動基站掃描,直到掃描到滿足場強(qiáng)值條件的基站信道。由于中繼臺在不工作的時候不發(fā)射信號,而電臺需要中繼臺的信號才能判定基站信號的強(qiáng)弱,于是系統(tǒng)采用信標(biāo)來實(shí)現(xiàn)這個功能,信標(biāo)功能可以使得中繼臺周期性的在空閑時發(fā)射一小段信標(biāo)信號給電臺。信標(biāo)持續(xù)時間和信標(biāo)間隔可以在軟件中編程設(shè)置,電臺通過信標(biāo)來判斷基站信道場強(qiáng)值。在電臺發(fā)射,接收信號,緊急呼叫,覆蓋信號滿足場強(qiáng)值,脫網(wǎng)模式等情況下電臺將停止被動掃描功能。
主動基站掃描:主動基站掃描用在電臺漫游時開始一個呼叫時或者手動開啟掃描功能。例如1個信標(biāo)間隔時間內(nèi)電臺可能從一個基站漫游到另一個基站,但是尚未鎖定到另一基站時,電臺發(fā)起一個呼叫,若它的先前歸屬基站信道沒有回應(yīng),電臺就會根據(jù)掃描列表開始進(jìn)行主動掃描,在發(fā)現(xiàn)滿足條件的基站信道時鎖定到新的基站信道。另一種情況是電臺用戶通過菜單功能或預(yù)置功能鍵手動開始一個主動掃描。在有多個中繼站信號覆蓋的情況下通常主動掃描會找到下一個可用的中繼站而不是信號最好的那個中繼站。

上圖為漫游示意圖,在本期項(xiàng)目中,總共有5個聯(lián)網(wǎng)基站,電臺需要在這5個中繼站站之間漫游,每個基站有2個邏輯信道可供漫游。例如當(dāng)一部電臺守候在基站1的信道1上并開始從A區(qū)向B區(qū)移動,所有聯(lián)網(wǎng)基站會每隔一段時間發(fā)射一個信標(biāo)來使得電臺能夠檢測到當(dāng)前歸屬基站的信號強(qiáng)度,當(dāng)這部電臺在A區(qū)和B區(qū)的重疊區(qū)移動過程中檢測到A區(qū)基站1的信道信號強(qiáng)度低于電臺中預(yù)設(shè)RSSI閾值,那么電臺將開始掃描漫游列表中的信道直到找到下一個高于該RSSI閾值的信道并且守候在該信道上,如B區(qū)基站2的信道,電臺開始守候在B區(qū)基站2的信道上并且停止掃描。
當(dāng)電臺漫游時發(fā)現(xiàn)當(dāng)前信道信號強(qiáng)度低于電臺中預(yù)設(shè)RSSI閾值但是掃描沒有發(fā)現(xiàn)符合要求的信道時,電臺將仍然工作在當(dāng)前信道上。電臺也支持手動基站鎖定,鎖定基站后電臺將不會進(jìn)行自動漫游。在實(shí)際使用過程中可以將一組漫游列表中的所有信道的接收組呼列表與PTT發(fā)射預(yù)置呼叫設(shè)為一致,那么在電臺漫游過程中,對用戶來說仍然接收同樣的組呼與預(yù)置發(fā)射同樣的呼叫,不會因?yàn)殡娕_漫游時,當(dāng)前守候信道的變化而帶來操作上的變化。
11 設(shè)備性能特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)
11.1 數(shù)字常規(guī)中繼臺
摩托羅拉 XiR R8200 中繼臺可以在模擬和數(shù)字模式下工作,提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。
XiR R8200中繼臺的主要特點(diǎn) :
? 可為模擬或數(shù)字運(yùn)行進(jìn)行配制,促進(jìn)模擬到數(shù)字運(yùn)行的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換
? 支持?jǐn)?shù)字 TDMA 模式下的 2 個同步語音或數(shù)據(jù)通道;
? 采用通過 TDMA 技術(shù),將 1 個 12.5KHz 信道呼叫容量提高兩倍;
? LED 指示燈可顯示開啟、中繼臺禁用、數(shù)字模式、模擬模式、每個時隙 TX/RX狀態(tài);
? 堅固的手柄使安裝和搬運(yùn)更輕松;
? 100% 連續(xù)工作周期;
? 集成可充電電源,自動電池備份,在給設(shè)備供電的同時給蓄電池充電,在斷電的情況下直接啟動蓄電池供電,保證了系統(tǒng)能正常工作;
? 支持墻壁或機(jī)架安裝。






武漢市城管局肩負(fù)著武漢市城市市政設(shè)施、環(huán)境衛(wèi)生、燃?xì)鉄崃ΑV告燈飾、占道夜市、拆違清障、110聯(lián)動一系列管理的重要責(zé)任。無線通訊網(wǎng)是城管指揮調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分。無線通訊已成為城管指揮調(diào)度、110聯(lián)動、處置突發(fā)事件、城管執(zhí)法以及日常工作聯(lián)絡(luò)等必不可少的重要通訊手段。隨著武漢市城市建設(shè)持續(xù)性的快速發(fā)展,武漢將建立“大城管制度”,包管各類城市小事,因而武漢市城管局對組建全市范圍內(nèi)的自動漫游、跨網(wǎng)呼叫,增強(qiáng)全市無線通訊有效覆蓋面積的無線通訊網(wǎng)絡(luò)需求也日益提高,因此武漢市城管局迫切需要建立適合自己業(yè)務(wù)特點(diǎn)的大范圍、多功能、多部門專用無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)現(xiàn)狀及分析
武漢市城管局全市共有13個區(qū)局,2個開發(fā)區(qū)執(zhí)法大隊,1個風(fēng)景區(qū)城市管理執(zhí)法局,1個直屬分局。其中市城管局直屬分局、7個中心城區(qū)城管局已經(jīng)各自建設(shè)了1套模擬常規(guī)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)系統(tǒng),另外,沌口開發(fā)區(qū)現(xiàn)行使用的是400兆防汛模擬常規(guī)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng),東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū)2008年自建了1套400兆頻段的模擬常規(guī)同頻同播無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。由于這些模擬常規(guī)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)分散建設(shè)且建設(shè)時間已久,因此,已不能滿足目前該局業(yè)務(wù)種類多、通信容量大的需求;另外,市局直屬分局、各城區(qū)城管局、開發(fā)區(qū)及風(fēng)景區(qū)各自獨(dú)立組建的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng),各部門之間無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)必須更換信道才能實(shí)現(xiàn)小范圍的無線指揮調(diào)度聯(lián)絡(luò),無法實(shí)現(xiàn)全區(qū)統(tǒng)一的無線指揮調(diào)度聯(lián)絡(luò)。
為了解決城管局現(xiàn)有無線通訊系統(tǒng)的種種問題,提升城管局統(tǒng)一調(diào)度指揮的能力,更好的服務(wù)于武漢的城市建設(shè),經(jīng)過多方論證和考察,武漢市城管局無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目于2010年正式啟動。
整個項(xiàng)目采用分期分批的建設(shè)方式,并于2010年1月開始了工程的建設(shè),系統(tǒng)選用摩托羅拉MOTOTRBO 400兆數(shù)字常規(guī)無線通訊系統(tǒng),目前是武漢市第一套400兆專用無線數(shù)字通訊系統(tǒng),主要對武漢市中心城區(qū)進(jìn)行無線信號覆蓋,覆蓋區(qū)域包括江漢區(qū)、江岸區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)、青山區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、東湖高新技術(shù)區(qū)、東湖風(fēng)景區(qū)、沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。整套系統(tǒng)在語音質(zhì)量,用戶分組規(guī)劃,覆蓋范圍相比于400兆無線模擬常規(guī)系統(tǒng)都有了很大的提升。
3 用戶需求
針對武漢市城市管理(執(zhí)法)局的現(xiàn)狀和通信指揮調(diào)度的需求,在規(guī)劃、建設(shè)無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)時,采用先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)。本次建設(shè)項(xiàng)目是武漢市城市管理(執(zhí)法)局無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)擴(kuò)容項(xiàng)目,將對武漢市城市管理(執(zhí)法)局已經(jīng)建成的無線通信指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)和終端設(shè)備的擴(kuò)容,并且為每個區(qū)局建設(shè)1套數(shù)字常規(guī)通信系統(tǒng),從而形成覆蓋全市(包含郊區(qū))無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)如下:
(1)新建2套市級400兆數(shù)字常規(guī)基站,并且能夠和已建的3個基站聯(lián)網(wǎng),形成一套能覆蓋中心城區(qū)和部分遠(yuǎn)城區(qū),提供2路話音信道無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
(2)為16個區(qū)局分別架設(shè)1套400兆數(shù)字常規(guī)系統(tǒng)供該區(qū)局使用,提供每個區(qū)城管局2路話音信道的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
(3)本期建設(shè)要求移動終端能夠兼容模擬信號,既能夠在數(shù)字模式下使用,也能在模擬狀態(tài)下使用,同時采用的設(shè)備必須和已經(jīng)建設(shè)的系統(tǒng)設(shè)備兼容,避免重復(fù)投資。
3.1 市級基站建設(shè)要求
本項(xiàng)目擬在沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),漢口地區(qū)選址建設(shè)2個數(shù)字常規(guī)基站,并和已經(jīng)建設(shè)的3個基站聯(lián)網(wǎng)。具體方案由承建單位在市無線電管理委員會的指導(dǎo)下進(jìn)行基站的選址,確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、優(yōu)化和系統(tǒng)的安裝方案。
1) 要求無線信號覆蓋穩(wěn)定,通話質(zhì)量好,中心城區(qū)覆蓋率,車載臺在覆蓋率達(dá)95%,手持機(jī)在覆蓋率達(dá)90%,重要地區(qū)覆蓋率達(dá)100%。
2) 工作模式:能夠在12.5KHz的信道上同時中繼2路話路,支持和實(shí)現(xiàn)IP多基站聯(lián)網(wǎng)、移動終端多基站間自動漫游。
3) 市局指揮中心可以任意呼叫各區(qū)城管局,可監(jiān)控各基站運(yùn)行情況。
4) 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對各個用戶終端進(jìn)行監(jiān)管,支持單呼、組呼、全呼、私密呼、遙斃/復(fù)活、遠(yuǎn)端監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)測等功能。除了進(jìn)行語音通信外,系統(tǒng)還需要支持短信息等數(shù)據(jù)應(yīng)用。
3.2 區(qū)級基站建設(shè)要求
本項(xiàng)目擬為16個區(qū)局每個區(qū)局建設(shè)1套400兆數(shù)字常規(guī)系統(tǒng)供該區(qū)局使用,提供每個區(qū)城管局2路話音信道的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。
1) 基站的覆蓋范圍要求為每個區(qū)局所管轄的范圍。
2) 需要建設(shè)單位根據(jù)各個區(qū)局的實(shí)際情況考慮基站選址和頻率復(fù)用的問題。
3) 系統(tǒng)支持單呼、組呼、全呼、私密呼、遙斃/復(fù)活、遠(yuǎn)端監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)測等功能。除了進(jìn)行語音通信外,需支持短信息等數(shù)據(jù)應(yīng)用。
3.3 系統(tǒng)終端技術(shù)要求
1) 終端設(shè)備能夠兼容模擬信號,能夠在數(shù)字和模擬兩種模式下的掃描切換。
2) 終端設(shè)備要求防水、抗摔、一次充電能工作模擬在9小時以上,數(shù)字在13小時以上。
4 系統(tǒng)建設(shè)方案
本項(xiàng)目要求最終建設(shè)一套能覆蓋全市中心城區(qū)的提供2路聯(lián)網(wǎng)話音信道及在各個區(qū)局建設(shè)覆蓋本區(qū)的2路獨(dú)立話音信道的無線通信指揮調(diào)度系統(tǒng)。中心城區(qū)包括江岸區(qū)、江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)、東湖風(fēng)景區(qū)、東湖高新開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),遠(yuǎn)城區(qū)包括東西湖、蔡甸、漢南、江夏、新洲、黃陂。系統(tǒng)完成后,信號能夠覆蓋整個城區(qū)。
4.1 市級基站建設(shè)
目前龜山基站、東湖高新基站、青山基站通過IP聯(lián)網(wǎng)的2路話音信道,主要用于市級單位與區(qū)級單位之間的通信指揮調(diào)度。
結(jié)合目前已建系統(tǒng)的覆蓋范圍和用戶使用的實(shí)際情況,為優(yōu)化整套通信系統(tǒng)的信號覆蓋,現(xiàn)在漢口和沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)選址各增加一個單中繼臺基 站,并與現(xiàn)有的基站聯(lián)網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)2路聯(lián)網(wǎng)信號對整個武漢市區(qū)的信號覆蓋。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示,遠(yuǎn)程中繼診斷控制臺能夠?qū)π略黾拥幕具M(jìn)行監(jiān)視和控制。




城管局下屬有10個主城區(qū)局,分別為江岸區(qū)、江漢區(qū)、江漢區(qū)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)、東湖風(fēng)景區(qū)、東湖高新開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū);6個遠(yuǎn)城區(qū)局,分別為東西湖、蔡甸、漢南、江夏、新洲、黃陂。由于覆蓋全市的通信網(wǎng)絡(luò)信道數(shù)量有限,主要用于市級調(diào)度,不能滿足區(qū)級單位日常的通信使用,并且遠(yuǎn)城區(qū)地理位置偏遠(yuǎn),主城區(qū)基站不能完全滿足遠(yuǎn)城區(qū)的信號覆蓋要求。因此需要在全市范圍內(nèi),為每個區(qū)局架設(shè)1個獨(dú)立中繼臺基站,提供2路話音供區(qū)局日常使用。
基站選址原則是該區(qū)局所管轄的范圍來選擇能夠覆蓋該區(qū)域的高層建筑為基站站址,同時需要考慮到機(jī)房供電,避雷等因素。區(qū)城管局目前還有部分模擬中繼系統(tǒng),因而基站選址時可以參考原先的模擬中繼臺的架設(shè)站址,同時也可以參考現(xiàn)有站址位置。
建議站址選擇參考如下配置,其中圖中各基站位置為其實(shí)際地理情況下的相對位置。例如青山區(qū)局的中繼臺可以架設(shè)在現(xiàn)有青山基站站址。具體基站組合如圖所示,然后需要在項(xiàng)目前期與用戶協(xié)調(diào)基站選址事宜,最后確定每個區(qū)局的基站架設(shè)位置。


由于洪山區(qū)局,東湖高新區(qū)局,沌口區(qū)局管轄的范圍較大,單個基站將只能保證以基站為中心車臺10公里,手臺5公里的覆蓋半徑范圍,無法滿足區(qū)局內(nèi)車載臺在覆蓋率達(dá)95%,手持機(jī)在覆蓋率達(dá)90%的覆蓋要求。如果這些區(qū)局需要達(dá)到全區(qū)覆蓋需求,那么需要在全區(qū)選址架設(shè)2至3個數(shù)字中繼臺基站并進(jìn)行IP聯(lián)網(wǎng)。
5 頻率規(guī)劃
MOTOTRBO系統(tǒng)采用12.5k間隔的頻率,每對頻率上可以中繼兩路話音信號??紤]到系統(tǒng)規(guī)模及后期系統(tǒng)規(guī)劃,總計需要20對頻點(diǎn),其中無委會已經(jīng)分配了4對頻點(diǎn),其余16對頻點(diǎn)需要繼續(xù)向無委會進(jìn)行申請,在當(dāng)前頻率資源緊張的情況下,所能申請到的頻率可能無法滿足每個載波一對頻率的分配需求,因而采用蜂窩理論來進(jìn)行區(qū)域的頻率劃分。依據(jù)蜂窩通信理論,如下圖A區(qū)、D區(qū)、H區(qū)可用同一頻率,B區(qū)、E區(qū)、F區(qū)可用同一頻率,C區(qū)、G區(qū)可用同一頻率。依此類推,擴(kuò)大到整個覆蓋區(qū)域,此方式能夠有效解決常規(guī)通訊網(wǎng)中不同地區(qū)使用相同頻率而帶來的同頻干擾問題,并且提高了頻率資源的利用率。


下圖是武漢市地圖,各個數(shù)字及區(qū)域表示武漢市的各個區(qū),江岸區(qū)(07)、江漢區(qū)(08)、硚口區(qū)(09)、漢陽區(qū)(10)、武昌區(qū)(11)、青山區(qū)(12)、洪山區(qū)(06)、東西湖區(qū)(02)、蔡甸區(qū)(03)、江夏區(qū)(05)、黃陂區(qū)(01)、新洲區(qū)(13)、漢南區(qū)(04)。在頻率規(guī)劃當(dāng)中,對不相鄰的區(qū)域采取頻率復(fù)用的辦法來解決頻率資源緊張的問題。


6 覆蓋區(qū)域分析
基站覆蓋范圍的預(yù)估是無線通信網(wǎng)總體設(shè)計的重要內(nèi)容之一。基站的地點(diǎn)、天線架設(shè)高度、天線有效輻射功率、接收機(jī)的靈敏度以及移動設(shè)備有關(guān)的技術(shù)參數(shù)等,直接影響無線通信網(wǎng)的覆蓋范圍與用戶服務(wù)區(qū)的大小。但是移動通信用戶電臺使用的環(huán)境復(fù)雜多變,加之信號場強(qiáng)分布的不確定性,使無線覆蓋區(qū)很難精確預(yù)估,何況目前用來做覆蓋的數(shù)學(xué)模型又有多種,計算結(jié)果也不盡相同。通常先根據(jù)無線基站與移動臺的有關(guān)參數(shù)選用某種數(shù)學(xué)?! ⌒妥鞒醪焦浪?,然后作實(shí)際基地臺--移動臺通信測試,以決定用戶服務(wù)區(qū)的大小。
這里選用Okumura模型,它以準(zhǔn)平滑地形為基礎(chǔ),是在70年代依據(jù)多個城市的實(shí)際測試資料進(jìn)行統(tǒng)計分析出的。后經(jīng)Hata進(jìn)行公式化,使用起來比較方便,它詳細(xì)的考慮了各種地形地物的影響(如城市或曠野,頻段,天線高等)引入了一系列修正系數(shù)。Okumura-Hata模型適用于頻率為100-1500Mhz,基站天線為30-200米,移動臺天線高度為1-10米的情況,這種模型以被很多國家采用,并列入了CCIR567-2號報告。
Okumura-Hat模型的基本傳輸路徑損耗經(jīng)驗(yàn)公式為:
L0(dB)=69.55+26.16logf-13.82loghb-α(hm)+(44.9-6.55loghb)logd
其中f為工作頻率(MHz),hb為基站天線有效高度(m),α(hm)為為移動臺天線高度校正因子,hm為移動臺天線高度(m),d為收發(fā)天線之間的距離(km)。
α(hm)=3.2(lg11.75hm)2-4.97 (f≥300MHz,大城市)
選用信道機(jī)發(fā)射功率40W,天線增益為8.5dBi,架設(shè)有效高度150m,饋線選用RF 1/2″-50型射頻電纜,在450MHz時百米損耗為4.2dB,移動臺天線高度1m,發(fā)射天饋部分及饋線接頭損耗8dB,無線覆蓋邊緣場強(qiáng)要求大于等于-107dBm。
由功率公式dBm = 10 x log(P mW)
信道機(jī)發(fā)射功率40W等于46dBm,則從天線發(fā)射出去的功率為
46dBm-4.2dB-8dB+8.5dBi=42.3dBm。
則滿足場強(qiáng)要求的傳輸損耗L0(dB)=42.24+107=149.3 dB。
移動臺天線高度校正因子α(hm)=3.2(lg11.75hm)2-4.97=3.2(lg11.75) 2-4.97=﹣1.31
L0(dB)=69.55+26.16logf-13.82loghb-α(hm)+(44.9-6.55loghb)logd=149.3
代入其他參數(shù)得出基站天線與移動臺天線之間距離d≈20km,則由理論計算得出滿足無線覆蓋邊緣場強(qiáng)要求大于等于-107dBm的區(qū)域半徑為20km。
以上計算的是車臺的覆蓋范圍,手持電臺因?yàn)榘l(fā)射功率小,天線增益低,故要達(dá)到理想的通話效果邊緣場強(qiáng)以-104dBm進(jìn)行計算。
下表是各個基站架設(shè)高度的理論覆蓋范圍。


本項(xiàng)目中某些區(qū)中繼臺站址進(jìn)行了頻率復(fù)用,所以進(jìn)行頻率復(fù)用的站址天線架設(shè)高度不能過高以免進(jìn)行頻率復(fù)用的基站重疊區(qū)過大而影響通訊效果。
7 信道規(guī)劃
1. 聯(lián)網(wǎng)模式
武漢城管無線通訊系統(tǒng)的市級網(wǎng)絡(luò)是以龜山基站為中心,以東湖高新,青山,漢口,沌口的4個基站為分支的組成星型網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)提供2路支持漫游的話音信道。
2. 用戶頻道
由于劃分了區(qū)域,在每個電臺中都有“中心區(qū)域”、“東湖高新區(qū)域”、“青山區(qū)域”、“漢口區(qū)域”、“沌口區(qū)域”可供選擇。區(qū)域的功能是能夠讓用戶不自動漫游或關(guān)閉自動漫游功能的電臺時,手動選擇電臺工作所使用的基站。當(dāng)電臺使用自動漫游,用戶無論選擇的哪個區(qū)域,電臺都可以對當(dāng)前信號強(qiáng)度進(jìn)行比較并自動選擇最優(yōu)信號的基站進(jìn)行通訊。對于用戶而言,在電臺界面中將看見如下的頻道:
8 呼叫功能
數(shù)字電臺可配置為同時掃描多個數(shù)字邏輯信道和模擬信道,當(dāng)某個數(shù)字邏輯信道發(fā)起一個單呼或組呼時,相應(yīng)電臺收到一個單呼或接收組列表中的組呼時,則電臺用該邏輯信道響應(yīng)呼叫。當(dāng)某個模擬信道發(fā)起呼叫時,對應(yīng)掃描模擬信道的電臺,掃描到模擬信道上有呼叫,電臺將轉(zhuǎn)換到模擬模式下并響應(yīng)呼叫。
在電臺需要發(fā)起數(shù)字呼叫時,只需要鍵入單呼或組呼號碼按下PTT鍵發(fā)起呼叫,另外如果在該邏輯信道發(fā)射通信錄中預(yù)置一個呼叫,那么只需要按下PTT鍵就可以開始該預(yù)置呼叫。
1) 數(shù)字組呼:通話組可以共享一個信道,而不會干擾其他電臺用戶。發(fā)射端和接收端的電臺都必須在同一個邏輯信道(頻率和時隙)上。不同通話組的兩個電臺用戶即使在同一個邏輯信道(頻率和時隙)上,也不能相互通話。一個工作組的所有成員都可以相互通話,工作組與其他工作組的成員同樣可以進(jìn)行溝通。
2) 私密呼叫:電臺用戶可以直接與另一位電臺用戶進(jìn)行通信,而不論其是否屬于同一個通話組列表。通常,需要相互通信的電臺用戶可組成一個通話組,被配置為該通話組的成員。通過私密呼叫,可以在發(fā)射端和接收端的電臺之間進(jìn)行一對一通信。員工可以通過私密呼叫,私密地向特定管理者提示某個安全意外事件,而不是發(fā)起組呼,使全組成員都知道。
3) 全部呼叫:某個特權(quán)電臺可以與同一個邏輯信道上的其他電臺用戶進(jìn)行單向通話。特權(quán)電臺利用一個特殊的全部呼叫通話組,使得在同一個邏輯信道上的所有其他電臺用戶(不論其屬于哪個通話組)都能接收到該呼叫。這個功能特別適用于指揮中心與在同一個邏輯信道(頻率和時隙)上的所有電臺,而不是單獨(dú)的通話組或用戶進(jìn)行通信。全呼的呼叫ID為16777215,不可更改。
4) 遙斃:系統(tǒng)管理員可通過無線信令,遙斃系統(tǒng)內(nèi)的某個電臺。被遙斃的電臺的屏幕將顯示空白,并且不能發(fā)起或接聽呼叫。只能通過客戶端軟件(CPS)或另一臺系統(tǒng)管理員電臺發(fā)出的電臺解遙斃命令,啟用被遙斃的電臺。利用該功能,可以阻止任何不當(dāng)使用的電臺,或使被竊的電臺無法工作。
5) 遠(yuǎn)端監(jiān)控:遠(yuǎn)端用戶可以利用這個功能,在一段時間內(nèi)激活目標(biāo)電臺的麥克風(fēng)和發(fā)射機(jī)。從而不知不覺地在目標(biāo)電臺上建立呼叫,并遠(yuǎn)程控制其PTT功能,而最終用戶對此卻一無所知。該功能主要用于探明已開機(jī)但無響應(yīng)目標(biāo)電臺的狀態(tài)。包括諸如電臺被竊、電臺用戶不會使用等情況,或者允許緊急呼叫發(fā)起方在緊急狀況下進(jìn)行免提通信。
6) 遠(yuǎn)程監(jiān)測:發(fā)起方電臺可以檢查系統(tǒng)中的目標(biāo)電臺是否處于激活狀態(tài),而其用戶不會知道。除了繁忙LED指示燈,發(fā)射LED指示燈也會點(diǎn)亮(以表明發(fā)送了確認(rèn)消息)。目標(biāo)電臺上不會出現(xiàn)可以看見或聽見的指示。目標(biāo)電臺將不知不覺地自動向發(fā)起方電臺發(fā)送一條確認(rèn)消息。如果電臺用戶無響應(yīng),那么可以借助檢查電臺功能,確定目標(biāo)電臺是否開機(jī)并監(jiān)控信道。如果目標(biāo)電臺發(fā)出了確認(rèn)消息,那么,發(fā)起方可以執(zhí)行其他操作,如發(fā)出遠(yuǎn)程監(jiān)控命令,激活目標(biāo)電臺的 PTT。
7) 呼叫提示:發(fā)起方電臺基本上可以確保呼叫到另一位電臺用戶。當(dāng)目標(biāo)電臺收到呼叫提示命令后,將發(fā)出持續(xù)的視聽提示,并顯示該呼叫提示的發(fā)起方。如果當(dāng)呼叫提示屏幕處于激活狀態(tài)時,目標(biāo)電臺用戶按下了PTT鍵,那么,目標(biāo)電臺會向該呼叫提示的發(fā)起方發(fā)起私密呼叫。對于車載臺,該功能常常與喇叭和車燈結(jié)合使用。當(dāng)用戶不在車內(nèi)時,呼叫提示可以使車輛的喇叭鳴叫、車燈閃爍,從而告知用戶返回車輛,呼叫發(fā)起方。

9) 滯后加入:MOTOTRBO電臺具有滯后加入的功能,當(dāng)一個用戶在一個信道上發(fā)起呼叫時,該呼叫中包含的數(shù)字信息,如呼叫類型信息(單呼,組呼,全呼),個人識別信息和控制信息將會周期性的在本次通話過程中在該信道上重復(fù)播送,這就使得其他電臺能在該通話過程中滯后加入進(jìn)來
9 IP聯(lián)網(wǎng)
多個中繼基站需要通過IP聯(lián)網(wǎng)來完成組建通播數(shù)字常規(guī)網(wǎng),滿足多區(qū)范圍的無線電信號覆蓋。MOTOTRBO中繼臺在IP網(wǎng)絡(luò)中的形式為1個中心中繼臺和若干遠(yuǎn)端中繼臺,每臺中繼臺都需要一個唯一的IP地址。
本中繼聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對IP鏈路延遲要求為最大不超過90ms,當(dāng)延遲小于60ms時,在軟件中設(shè)置延遲為“正常”,在60至90之間時設(shè)置為“高”。
1個MOTOTRBO中繼聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最多可支持15個數(shù)字中繼臺的IP互聯(lián),考慮到以后的擴(kuò)容,以15個基站來計算所需要的鏈路帶寬。
其中主基站的所需鏈路帶寬是最大的,假定15個中繼臺的2個邏輯信道都參與聯(lián)網(wǎng),計算該鏈路帶寬。由官方給出的計算公式。
BWVC = 15 kbps =聯(lián)網(wǎng)所需帶寬
BWLM = 6 kbps = 鏈路管理所需帶寬
BWIR = 3 kbps = 主基站消息支持所需帶寬
BWRD = 55 kbps = RDAC消息所需帶寬
鏈路帶寬=時隙1聯(lián)網(wǎng)信道數(shù)* BWVC+時隙2聯(lián)網(wǎng)信道數(shù)* BWVC+聯(lián)網(wǎng)IP基站數(shù)* BWLM+聯(lián)網(wǎng)IP基站數(shù)* BWIR+RDAC消息帶寬=14*15+14*15+14*6+14*3+55=601 kbps。
則滿足上面聯(lián)網(wǎng)要求的每套中繼臺聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)最小帶寬要求為601 kbps,在本方案中建設(shè)兩套中繼臺聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),則最小帶寬要求為1202kbps。
現(xiàn)在已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)的中心主站、青山基站與東湖高新基站使用的可靠性與安全性具佳的vpn網(wǎng),即虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。采用這種方式所有在廣域網(wǎng)上傳送的IP數(shù)據(jù)包都將由虛擬專用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行處理,對整個系統(tǒng)來說相當(dāng)于通過一個局域網(wǎng)來進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)。在本期中即將聯(lián)網(wǎng)的漢口基站與沌口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)基站可同樣使用vpn專網(wǎng)。
10 用戶漫游
電臺可以在多個聯(lián)網(wǎng)的基站信道間自動漫游,自動判選信號最強(qiáng)的基站信道,漫游可以有兩種方式,被動基站掃描和主動基站掃描。
被動基站掃描:可以通過在電臺中預(yù)置電臺漫游列表,電臺漫游RSSI場強(qiáng)閾值,當(dāng)電臺當(dāng)前鎖定的基站信號強(qiáng)度低于RSSI場強(qiáng)閾值時,電臺將開始被動基站掃描,直到掃描到滿足場強(qiáng)值條件的基站信道。由于中繼臺在不工作的時候不發(fā)射信號,而電臺需要中繼臺的信號才能判定基站信號的強(qiáng)弱,于是系統(tǒng)采用信標(biāo)來實(shí)現(xiàn)這個功能,信標(biāo)功能可以使得中繼臺周期性的在空閑時發(fā)射一小段信標(biāo)信號給電臺。信標(biāo)持續(xù)時間和信標(biāo)間隔可以在軟件中編程設(shè)置,電臺通過信標(biāo)來判斷基站信道場強(qiáng)值。在電臺發(fā)射,接收信號,緊急呼叫,覆蓋信號滿足場強(qiáng)值,脫網(wǎng)模式等情況下電臺將停止被動掃描功能。
主動基站掃描:主動基站掃描用在電臺漫游時開始一個呼叫時或者手動開啟掃描功能。例如1個信標(biāo)間隔時間內(nèi)電臺可能從一個基站漫游到另一個基站,但是尚未鎖定到另一基站時,電臺發(fā)起一個呼叫,若它的先前歸屬基站信道沒有回應(yīng),電臺就會根據(jù)掃描列表開始進(jìn)行主動掃描,在發(fā)現(xiàn)滿足條件的基站信道時鎖定到新的基站信道。另一種情況是電臺用戶通過菜單功能或預(yù)置功能鍵手動開始一個主動掃描。在有多個中繼站信號覆蓋的情況下通常主動掃描會找到下一個可用的中繼站而不是信號最好的那個中繼站。



當(dāng)電臺漫游時發(fā)現(xiàn)當(dāng)前信道信號強(qiáng)度低于電臺中預(yù)設(shè)RSSI閾值但是掃描沒有發(fā)現(xiàn)符合要求的信道時,電臺將仍然工作在當(dāng)前信道上。電臺也支持手動基站鎖定,鎖定基站后電臺將不會進(jìn)行自動漫游。在實(shí)際使用過程中可以將一組漫游列表中的所有信道的接收組呼列表與PTT發(fā)射預(yù)置呼叫設(shè)為一致,那么在電臺漫游過程中,對用戶來說仍然接收同樣的組呼與預(yù)置發(fā)射同樣的呼叫,不會因?yàn)殡娕_漫游時,當(dāng)前守候信道的變化而帶來操作上的變化。
11 設(shè)備性能特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)
11.1 數(shù)字常規(guī)中繼臺
摩托羅拉 XiR R8200 中繼臺可以在模擬和數(shù)字模式下工作,提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。

? 可為模擬或數(shù)字運(yùn)行進(jìn)行配制,促進(jìn)模擬到數(shù)字運(yùn)行的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換
? 支持?jǐn)?shù)字 TDMA 模式下的 2 個同步語音或數(shù)據(jù)通道;
? 采用通過 TDMA 技術(shù),將 1 個 12.5KHz 信道呼叫容量提高兩倍;
? LED 指示燈可顯示開啟、中繼臺禁用、數(shù)字模式、模擬模式、每個時隙 TX/RX狀態(tài);
? 堅固的手柄使安裝和搬運(yùn)更輕松;
? 100% 連續(xù)工作周期;
? 集成可充電電源,自動電池備份,在給設(shè)備供電的同時給蓄電池充電,在斷電的情況下直接啟動蓄電池供電,保證了系統(tǒng)能正常工作;
? 支持墻壁或機(jī)架安裝。
















11.9 數(shù)字常規(guī)手持電臺
MOTOTRBO 的 XiR P8260 數(shù)字常規(guī)手持雙向無線電臺可以在許可頻率下,定制用戶化的關(guān)鍵業(yè)務(wù)通信解決方案,是專業(yè)人員的理想選擇。這款手持設(shè)備可提供更清晰的語音通信和更長的電池壽命,實(shí)現(xiàn)從模擬到數(shù)字的輕松轉(zhuǎn)換。
XiR P8260電臺的主要特點(diǎn):
? 數(shù)字話音質(zhì)量 ,通過數(shù)字糾錯,靜電和噪聲抑制,在更大的范圍內(nèi)提供比模擬無線電臺更清晰的話音質(zhì)量;
? 利用 TDMA 技術(shù),在一個許可頻率,可獲得兩倍的呼叫容量;
? 可以為模擬或數(shù)字運(yùn)行進(jìn)行專門的軟件配置 - 實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換;
? 延長了電池壽命。與傳統(tǒng)模擬電臺相比,TDMA 數(shù)字雙向無線電臺在兩次充電之間的電池使用時間最多可高出 40%;
? 集成語音和數(shù)據(jù),既可以提高無線電臺的工作效率,又可以為多種應(yīng)用提供支持;
? 三色 LED 可對呼叫、掃描和監(jiān)控作出清晰指示;
? 電臺支持多基站漫游,自動選擇信號最優(yōu)的基站提供最優(yōu)通訊效果。
? 緊急報警按鍵可在緊急情況下給管理人員或調(diào)度人員發(fā)送報警;
? 符合 IP57 標(biāo)準(zhǔn) - 水下 1 米處可停留 30 分鐘;
? 可編程的側(cè)面按鍵可輕松訪問常用功能;
? 中文菜單界面顯示,友好的圖標(biāo)和兩行文字顯示讓閱讀和操控更加方便。




MOTOTRBO 的 XiR P8260 數(shù)字常規(guī)手持雙向無線電臺可以在許可頻率下,定制用戶化的關(guān)鍵業(yè)務(wù)通信解決方案,是專業(yè)人員的理想選擇。這款手持設(shè)備可提供更清晰的語音通信和更長的電池壽命,實(shí)現(xiàn)從模擬到數(shù)字的輕松轉(zhuǎn)換。
XiR P8260電臺的主要特點(diǎn):
? 數(shù)字話音質(zhì)量 ,通過數(shù)字糾錯,靜電和噪聲抑制,在更大的范圍內(nèi)提供比模擬無線電臺更清晰的話音質(zhì)量;
? 利用 TDMA 技術(shù),在一個許可頻率,可獲得兩倍的呼叫容量;
? 可以為模擬或數(shù)字運(yùn)行進(jìn)行專門的軟件配置 - 實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換;
? 延長了電池壽命。與傳統(tǒng)模擬電臺相比,TDMA 數(shù)字雙向無線電臺在兩次充電之間的電池使用時間最多可高出 40%;
? 集成語音和數(shù)據(jù),既可以提高無線電臺的工作效率,又可以為多種應(yīng)用提供支持;
? 三色 LED 可對呼叫、掃描和監(jiān)控作出清晰指示;
? 電臺支持多基站漫游,自動選擇信號最優(yōu)的基站提供最優(yōu)通訊效果。
? 緊急報警按鍵可在緊急情況下給管理人員或調(diào)度人員發(fā)送報警;
? 符合 IP57 標(biāo)準(zhǔn) - 水下 1 米處可停留 30 分鐘;
? 可編程的側(cè)面按鍵可輕松訪問常用功能;
? 中文菜單界面顯示,友好的圖標(biāo)和兩行文字顯示讓閱讀和操控更加方便。








11.10 數(shù)字常規(guī)車載電臺
MOTOTRBO 的 XiR M8268 數(shù)字車載臺可以在許可頻率下,定制用戶化的關(guān)鍵業(yè)務(wù)通信解決方案,是專業(yè)人員的理想選擇。這款車載設(shè)備可提供更清晰的語音通信,實(shí)現(xiàn)從模擬到數(shù)字的輕松轉(zhuǎn)換。
XiR M8268車載臺的主要特點(diǎn):
? 數(shù)字話音質(zhì)量 ,通過數(shù)字糾錯,靜電和噪聲抑制,在更大的范圍內(nèi)提供比模擬無線電臺更清晰的話音質(zhì)量;
? 利用 TDMA 技術(shù),在一個許可頻率,可獲得兩倍的呼叫容量;
? 可以為模擬或數(shù)字運(yùn)行進(jìn)行專門的軟件配置 - 實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換;
? 集成的 GPS 模塊開拓了新的跟蹤和定位服務(wù)應(yīng)用,同時提高了安全性;
? 集成語音和數(shù)據(jù),既可以提高無線電臺的工作效率,又可以為多種應(yīng)用提供支持;
? 多色 LED 可對呼叫、掃描和監(jiān)控作出清晰指示;
? 電臺支持多基站漫游,自動選擇信號最優(yōu)的基站提供最優(yōu)通訊效果,也可以選擇普通型無漫游功能,以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。
? 緊急報警按鍵可在緊急情況下給管理人員或調(diào)度人員發(fā)送報警;
? 配件連接器支持 USB 和更強(qiáng)大的音頻功能;
? 可編程的側(cè)面按鍵可輕松訪問一鍵撥號等常用功能;
? 中文菜單界面顯示方便閱讀和操控。
MOTOTRBO 的 XiR M8268 數(shù)字車載臺可以在許可頻率下,定制用戶化的關(guān)鍵業(yè)務(wù)通信解決方案,是專業(yè)人員的理想選擇。這款車載設(shè)備可提供更清晰的語音通信,實(shí)現(xiàn)從模擬到數(shù)字的輕松轉(zhuǎn)換。
XiR M8268車載臺的主要特點(diǎn):
? 數(shù)字話音質(zhì)量 ,通過數(shù)字糾錯,靜電和噪聲抑制,在更大的范圍內(nèi)提供比模擬無線電臺更清晰的話音質(zhì)量;
? 利用 TDMA 技術(shù),在一個許可頻率,可獲得兩倍的呼叫容量;
? 可以為模擬或數(shù)字運(yùn)行進(jìn)行專門的軟件配置 - 實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換;
? 集成的 GPS 模塊開拓了新的跟蹤和定位服務(wù)應(yīng)用,同時提高了安全性;
? 集成語音和數(shù)據(jù),既可以提高無線電臺的工作效率,又可以為多種應(yīng)用提供支持;
? 多色 LED 可對呼叫、掃描和監(jiān)控作出清晰指示;
? 電臺支持多基站漫游,自動選擇信號最優(yōu)的基站提供最優(yōu)通訊效果,也可以選擇普通型無漫游功能,以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。
? 緊急報警按鍵可在緊急情況下給管理人員或調(diào)度人員發(fā)送報警;
? 配件連接器支持 USB 和更強(qiáng)大的音頻功能;
? 可編程的側(cè)面按鍵可輕松訪問一鍵撥號等常用功能;
? 中文菜單界面顯示方便閱讀和操控。











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