CN102438209A

CN102438209A - 基于tetra数字集群技术的船舶通信系统

Info

Publication number: CN102438209A
Application number: CN2011103672083A
Authority: CN
Inventors: 马殿光; 赵国彬; 刘新; 苏淼; 李华国; 王元战; 黄长虹; 王立强; 刘臣
Original assignee: Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT; Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd; Tianjin Water Transport Engineering Survey and Design Institute
Current assignee: Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering MOT; Tianjin 712 Communication and Broadcasting Co Ltd; Tianjin Water Transport Engineering Survey and Design Institute
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明公开了一种基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，包括TETRA陆上调度子系统和TETRA船载子系统；所述TETRA陆上调度子系统包括一个或多个TETRA调度基站以及与基站通过网络连接的控制中心；所述TETRA船载子系统包括船载TETRA固定电台、船载TETRA终端和外部操作设备。本发明能够实现航道通航船舶之间、船与岸之间包括语音信号和数据信号的多种信号智能化传输，提高频谱利用率和通信质量，可以对内河航行船舶进行有效调度指挥，提高船舶航行的安全性，可广泛应用于水上船舶之间、船与岸之间包括语音信号和数据信号的通信。

Description

基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统

技术领域

本发明涉及一种海事通信系统，特别涉及一种基于TETRA（陆上集群无线电系统）数字集群技术的船舶通信系统。

背景技术

目前，现有的内河的船舶通信基本采用无中心的模拟集群移动通信方式，如频率调制FM，单边带SSB等，这种模拟的集群移动通信网络虽然可以实现频率复用来增加系统容量，但是模拟网的多址方式只采用频分多址（FDMA），即一个载波话路传一路话音，且模拟调频技术很难进一步压缩已调信号频谱，从而就抑制了频谱利用率的提高，使得模拟集群系统频谱利用率偏低，随着移动用户数量急剧增长，模拟集群网所能提供的容量已经不能满足用户需求；对于集群移动系统，信道衰落特性是影响无线传输质量的主要原因，须采用各种技术措施加以克服，在模拟无线传输中主要的抗衰落技术是分集接收，话音质量无法继续提高；在模拟集群网中，虽然也可以传输数据，但它是占用一个模拟话路进行传输的，需要在基带对数据信息进行数字调制，形成基带信号，然后再调制到载波上形成调频信号进行无线传输，这种二次调制方式的数据传输速率在1200bit/s或是2400bit/s，这么低的速率远远满足不了用户的需求；在模拟集群系统中，管理与控制依靠网内所传输的各种信令，模拟集群网的管理与控制信令是以数字信号方式传输的，而网络的用户信息是模拟信号，这种信令方式与信号方式的不一致，增加了网络管理与控制的难度；由于无线网传播是开放的，容易被窃听，无线网的保密性比有线网差，因此保密性问题长期以来一直是无线通信系统设计者重点关心的问题，虽然模拟系统也可以采用一些技术实现保密传输，如倒频技术或是模/数/模方式，但实现起来成本高、语音质量差，因此一般模拟系统通信的保密性差；由于山体阻挡或其他因素，模拟集群移动通信距离短，通信范围小，使船与船，船与岸之间的通讯不能达到通畅。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可实现多种信号传输、提高频谱利用率和通信质量的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，包括TETRA陆上调度子系统和TETRA船载子系统；所述TETRA陆上调度子系统包括一个或多个TETRA调度基站以及与基站通过网络连接的控制中心；所述TETRA船载子系统包括船载TETRA固定电台、船载TETRA终端和外部操作设备，其中，

所述船载TETRA固定电台包括TETRA单元、天馈单元、电源单元和固定电台接口单元，所述TETRA单元通过所述天馈单元与所述TETRA调度基站进行通信，通过所述固定电台接口单元与所述船载TETRA终端进行通信；

所述船载TETRA终端包括处理控制单元、显示单元、录音单元和终端接口单元，所述处理控制单元通过相互连接的所述终端接口单元和所述固定电台接口单元，与所述船载TETRA固定电台进行通信，所述处理控制单元还分别与所述显示单元和所述录音单元相连，控制处理信号的生成和显示；

所述外部操作设备包括人机界面和语音输入装置，通过所述固定电台接口单元与所述船载TETRA固定电台进行通信。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信为单工通信。

所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信为双工通信。

所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信为短信通信。

所述TETRA调度基站与所述控制中心通过以太网连接。

所述终端接口单元和所述固定电台接口单元之间通过无线或有线连接。

所述TETRA调度基站为双载频基站。

所述录音单元包括语音处理芯片和EEPROM存储器，所述语音处理芯片对语音信号进行编码，编码后的数据保存在所述EEPROM存储器中。

所述TETRA单元设有呼叫优先权控制器，对信令和接入资源进行排序确定接通顺序。

本发明具有的优点和积极效果是：TETRA数字集群系统是目前成熟的专用移动通信系统，是目前现有通信系统中调度指挥功能最为强大的系统，除了具备公众移动通信网所能提供的移动通信服务外，还能实现个人与群体间的任意通信，其安全保密性高、抗干扰能力强、数据业务应用功能丰富，具有公用网络不具备的调度、管理功能，真正全面实现了通讯智能化。本发明通过采用TETRA数字集群系统技术，实现航道通航船舶之间、船与岸之间包括语音信号和数据信号的多种信号的智能化传输，提高频谱利用率和通信质量，可以对内河航行船舶进行有效调度指挥，提高船舶航行的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的TETRA船载子系统结构示意图。

图中：1、TETRA船载子系统，2、TETRA陆上调度子系统，3、船载TETRA终端，4、船载TETRA固定电台。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，特举以下实施方式为例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图2，一种基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，包括TETRA陆上调度子系统2和TETRA船载子系统1；所述TETRA陆上调度子系统2包括一个或多个TETRA调度基站以及与基站通过网络连接的控制中心，所述TETRA调度基站可为双载频基站，所述TETRA调度基站与所述控制中心可通过以太网连接；

所述TETRA船载子系统包括船载TETRA固定电台4、船载TETRA终端3和外部操作设备，其中，

所述船载TETRA固定电台4包括TETRA单元、天馈单元、电源单元和固定电台接口单元，所述TETRA单元通过所述天馈单元与所述TETRA调度基站进行通信，通过所述固定电台接口单元与所述船载TETRA终端3进行通信，所述TETRA单元可设有呼叫优先权控制器，对信令和接入资源进行排序确定接通顺序；

所述船载TETRA终端3包括处理控制单元、显示单元、录音单元和终端接口单元，所述处理控制单元通过相互连接的所述终端接口单元和所述固定电台接口单元，与所述船载TETRA固定电台4进行通信，所述终端接口单元和所述固定电台接口单元之间可通过无线或有线连接；所述处理控制单元还分别与所述显示单元和所述录音单元相连，控制处理信号的生成和显示；所述录音单元包括语音处理芯片和EEPROM存储器，所述语音处理芯片对语音信号进行编码，编码后的数据保存在所述EEPROM存储器中；

所述外部操作设备包括人机界面和语音输入装置，通过所述固定电台接口单元与所述船载TETRA固定电台4进行通信；

所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信可以为单工通信，也可以为双工通信；所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信可以为短信通信。

上述实施例中，TETRA单元也称TETRA模块，在国标中有详细介绍，其标准号为SJ/T 11228-2000，在标准中其名称为：数字集群移动通信系统体制，市售产品有TETRA单元型号：MTM800E，摩托罗拉产品。

本发明的工作原理：

TETRA系统的单呼与普通电话呼叫是一样的：主叫用户拨打被叫用户的号码，然后按一个呼叫键。被叫用户的终端会振铃，应答后实现通话。

TETRA系统可以对个人用户的单呼权限进行细致定义，它包括TETRA网内的全双工单呼、半双工单呼，以及与PSTN/PABX（专用交换机）的全双工单呼，其中，发起呼叫和接收呼叫的权限是相互独立的。

发起快速呼叫时，主叫直接拨号，然后按下PTT键，被叫没有任何操作，直接进入呼叫状态。在快速呼叫里，双方按下PTT键以获得通话资源。

除了呼叫建立外，呼叫释放也与单呼挂机不同。在限定时间内，若双方都不按下PTT键，系统就结束呼叫。快速呼叫也能通过挂机键挂机。

紧急呼叫是TETRA系统中最重要的呼叫之一，对信令和接入资源具有最高优先级，系统在功能设计上要能在任何情况下都保证呼叫能被接通。在网络超负荷时，紧急呼叫具有预占优先权，能让系统自动释放低优先级呼叫所占用的资源。

所有移动台均有权发起紧急呼叫。紧急呼叫是一个高优先级单呼或组呼。如果用户本身不在危险之中，但是想对某个紧急状态发出提醒或告警，可以给调度员发出一个紧急的呼叫请求。

移动用户间、移动用户和调度员间、调度员间都可以发起单呼。组呼调度员在紧急呼叫中有特殊功能。如果组呼调度员正在操作多个组，组呼调度员可以对其他组执行静音模式，集中于紧急呼叫。此外，组呼调度员还可以打断紧急用户的通话。

当基站的所有信道都被占用时，新发起呼叫的用户将进行排队等待，有信道可用时系统会提示移动台。

TETRA系统有故障弱化功能，主要包括：单站集群提示，当基站进入单站模式自动通知移动台，并在移动台屏幕上有所显示；入网登记，用户数量无限制，在单站模式下，基站会自动接收用户的登记，基站下登记的用户数量没有限制；组呼在单站模式下，用户的通话组无需变化，只需按下PTT键就可发起组呼进行通信；单呼在单站模式下，用户可以进行一对一的单呼；紧急呼叫在单站模式下，按下移动台顶部的红色按键，可以自动发起紧急呼叫，并能在基站全忙时强拆信道；信道动态分配在单站模式下，基站会自动为用户的呼叫请求动态分配空闲的信道；控制信道备份在单站模式下，如果主控信道所在的主载频发生故障，基站能够自动将另一个载频作为主载频提供给控制信道。

Claims

1.一种基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，包括TETRA陆上调度子系统和TETRA船载子系统；所述TETRA陆上调度子系统包括一个或多个TETRA调度基站以及与基站通过网络连接的控制中心；所述TETRA船载子系统包括船载TETRA固定电台、船载TETRA终端和外部操作设备，其中，

2.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信为单工通信。

3.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信为双工通信。

4.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述TETRA调度基站和所述船载TETRA固定电台间通信为短信通信。

5.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述TETRA调度基站与所述控制中心通过以太网连接。

6.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述终端接口单元和所述固定电台接口单元之间通过无线或有线连接。

7.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述TETRA调度基站为双载频基站。

8.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述录音单元包括语音处理芯片和EEPROM存储器，所述语音处理芯片对语音信号进行编码，编码后的数据保存在所述EEPROM存储器中。

9.根据权利要求1所述的基于TETRA数字集群技术的船舶通信系统，其特征在于，所述TETRA单元设有呼叫优先权控制器，对信令和接入资源进行排序确定接通顺序。