数字无线通信技术在集中供热行业中应用

    一、数字无线通信技术应用背景

在热力远程监控数据传输方面，目前大部分采用施工简单、成本低廉的无线传输通信方式，包括公网传输和专网传输等方式。在专网方面是用无线电台完成数据传输，随着无线通讯的高速发展和频率资源的日趋紧张，国际范围内预计在2013年要将所有电台的信道间隔控制在12.5kHZ内，2015年电台应具备（或相当）6.25kHZ信道通信能力。显然模拟电台已不能适应现代通讯的需要。

数字通信技术的推出，为无线电通信带来了多项革命性的变革，也为我们热力的无线数传监测和应急通讯指挥系统提供了广阔的发展空间。首先，数字系统可以更好的利用频谱资源，频率占用带宽仅为（或相当）以前模拟方式电台的四分之一，能充分利用有限的无线电频率资源，以现有的模拟通讯方式的频率划分为例，频道间隔为25kHZ，若用数字方式划分频道间隔为6.25kHZ；

即在原25kHZ一个信道带宽下可容纳4个信道。在数传方面采用数字技术传输，传输速率也得到较大的提高。从而使系统容量得到巨大提升，为日益发展的热力无线通信业务打下良好的基础，具有长远意义。其二，数字电台采用数字加密技术更为安全可靠，使得网外社会电台根本无法进入本网进行监听和通讯，极大提高了系统的保密性和抗干扰能力。其三，单机通信范围提高约20%左右，通信质量也得了极大到改善，消除了模拟方式的背景噪声，有效地提高了信噪比。其四，多基站联网变为简单易行，由于多个基站可以通过IP等手段联网，理论上可实现通信覆盖范围的无限扩大，甚至实现异地传输，满足我们热力业务日益扩大的要求。

    二、数字无线通信技术应用优势

目前数字无线通信主要采用时分多址和频分多址两种方式，它们共同具备了鲜明的优点：1.清晰的话音。2.数话同传：在传输语音的同时也可传输数据。3.数字静噪：由于数字接收能够比模拟调频更能准确地检测出信号，因此通讯中没有烦人的噪声打扰。4.紧急报警：人员遇到危险倒地时电台自动通报异常情况。5.数据传输：无需调制解调器的高速传输。6.GPS坐标：移动台的位置坐标可实时传输到控制中心。7.个呼；组呼；全呼。8.高度加密：用于抵御外来安全威胁，同时在同一系统和通话群组内提供保密性。9.后台管理，控制中心对所属电台的是否在线，位置，通话记录，授权等管理。10.文本信息：由于是中文显示，通话双方可互发短信息，适用于闹市嘈杂的场合等等。但是两种方式各有所长。

现有的二时隙TDMA方式，是采用12.5kHZ双时隙TDMA技术其特点是在不添加额外设备或降低性能的前提下，一个中继台同时可容纳两组通话或数据传输实现双倍的半双工信道，较模拟中继台硬件效率提高一倍，不会增加两组通话间信道干扰风险。另外较模拟方式省电约40%左右。而FDMA方式是采用6.25kHZ信道间隔，积木式设计，不改变既有硬件设备，完全以软件方式完成模数兼容模式→数字常规模式→数字集群集群模式→数字集群广域IP网络的步步升级。在同一信道内自动识别模拟和数字方式，真正做到了模数兼容，完成模拟向数字的平滑过渡，AMBE+2声码器是空中接口的一个关键组件，它能在对语音进行数字化的同时保持自然的语音音色，能执行噪音抑制，能进行前向纠错，还将语音数据进行压缩以适应陆上移动无线电通信的数据速率。对讲机的数字信号处理器（DSP）通过协议将声码器、信令、控制及更多FEC（前向纠错）数据打包，转换成进行了特殊过滤的4级频移键控数字波形，对发射机进行调制。从而形成了误码率非常低的数字空中接口，即使在微弱信号强度区域也能提供强有力的通信。

三、数字无线通信技术实测数据

我们热力部门若利用数字无线通信已经成熟的技术，发展和完善无线电专网数传和语音生产调度系统，充分利用宝贵的自有无线电频率资源，实施专网和公网（CDMA或GPRS）并存互补，发挥专网的运行成本低廉；自主性、保密性强；应急突发抢险的快速、灵活、便捷，通讯不受外界因素干扰等和公网施工简单，网络资源共享的优势，对我们的工作将起到很大的推动作用。

2009年北京热力集团为健全和发展无线通讯系统，对数字无线通讯技术和设备做了较充分的调研工作，并做了大量的实测和试运行工作。在测试方面首先在实验室阶段测试满意后，对设备进行了实地架设测试，本次实地实验性测试分为三个阶段，1.自有频率细分后的常规通讯测试：一台中继设备在12.5kHZ带宽的基础上模拟和数字方式混用，效果达到音质清晰，www.china-heating.com模数自动识别转换。2.自有频率细分组合后以6.25kHZ带宽的单基站三信道数字集群通讯野外测试：在一组通信的同时插入另外一组通信，系统自动转入另一空闲信道，传送信号准确、通信清晰，未发现临道干扰。3.通讯覆盖范围的测试：基站简易架设在北京某山山顶，移动电台在北京城区及郊区移动，测试结果令人满意，为我们将来的工作获取了大量的实测数据。

另外，在语音测试的同时，我们也做了数据传输的实验，实验验证了数字无线电通讯较模拟通信的优势，即传输速率高，误码率低等。在此基础上我们已建立了10个数字通讯设备在模拟方式下运行的无线监测站，运行正常，性能可靠，为数字设备作无线数传的可靠性获得经验，也为模拟向数字化方面转换做好准备。

    四、结论

热力部门现一般拥有大量的模拟无线监测站，运行可靠，抢险调度中也应用着大量的模拟电台，一次性升级模拟通信为数字通信，势必造成一定的设备损失，若先运行于模数兼容方式，随着旧的模拟设备的步步更新，逐步实现数字化是我们比较理想选择。
（责编：董光帅）
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