專利名稱：基于tetra數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海事通信系統(tǒng)，特別涉及一種基于TETRA (陸上集群無線電系統(tǒng)) 數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的內(nèi)河的船舶通信基本采用無中心的模擬集群移動通信方式，如頻率調(diào)制FM，單邊帶SSB等，這種模擬的集群移動通信網(wǎng)絡(luò)雖然可以實現(xiàn)頻率復(fù)用來增加系統(tǒng)容量，但是模擬網(wǎng)的多址方式只采用頻分多址(FDMA)，即一個載波話路傳一路話音，且模擬調(diào)頻技術(shù)很難進一步壓縮已調(diào)信號頻譜，從而就抑制了頻譜利用率的提高，使得模擬集群系統(tǒng)頻譜利用率偏低，隨著移動用戶數(shù)量急劇增長，模擬集群網(wǎng)所能提供的容量已經(jīng)不能滿足用戶需求；對于集群移動系統(tǒng)，信道衰落特性是影響無線傳輸質(zhì)量的主要原因，須采用各種技術(shù)措施加以克服，在模擬無線傳輸中主要的抗衰落技術(shù)是分集接收，話音質(zhì)量無法繼續(xù)提高；在模擬集群網(wǎng)中，雖然也可以傳輸數(shù)據(jù)，但它是占用一個模擬話路進行傳輸?shù)模?需要在基帶對數(shù)據(jù)信息進行數(shù)字調(diào)制，形成基帶信號，然后再調(diào)制到載波上形成調(diào)頻信號進行無線傳輸，這種二次調(diào)制方式的數(shù)據(jù)傳輸速率在1200bit/s或是MOObit/s，這么低的速率遠遠滿足不了用戶的需求；在模擬集群系統(tǒng)中，管理與控制依靠網(wǎng)內(nèi)所傳輸?shù)母鞣N信令，模擬集群網(wǎng)的管理與控制信令是以數(shù)字信號方式傳輸?shù)模W(wǎng)絡(luò)的用戶信息是模擬信號，這種信令方式與信號方式的不一致，增加了網(wǎng)絡(luò)管理與控制的難度；由于無線網(wǎng)傳播是開放的，容易被竊聽，無線網(wǎng)的保密性比有線網(wǎng)差，因此保密性問題長期以來一直是無線通信系統(tǒng)設(shè)計者重點關(guān)心的問題，雖然模擬系統(tǒng)也可以采用一些技術(shù)實現(xiàn)保密傳輸，如倒頻技術(shù)或是模/數(shù)/模方式，但實現(xiàn)起來成本高、語音質(zhì)量差，因此一般模擬系統(tǒng)通信的保密性差；由于山體阻擋或其他因素，模擬集群移動通信距離短，通信范圍小，使船與船，船與岸之間的通訊不能達到通暢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種可實現(xiàn)多種信號傳輸、提高頻譜利用率和通信質(zhì)量的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種基于TETRA 數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，包括TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)和TETRA船載子系統(tǒng)；所述 TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)包括一個或多個TETRA調(diào)度基站以及與基站通過網(wǎng)絡(luò)連接的控制中心；所述TETRA船載子系統(tǒng)包括船載TETRA固定電臺、船載TETRA終端和外部操作設(shè)備，其中，
所述船載TETRA固定電臺包括TETRA單元、天饋單元、電源單元和固定電臺接口單元， 所述TETRA單元通過所述天饋單元與所述TETRA調(diào)度基站進行通信，通過所述固定電臺接口單元與所述船載TETRA終端進行通信；
所述船載TETRA終端包括處理控制單元、顯示單元、錄音單元和終端接口單元，所述處理控制單元通過相互連接的所述終端接口單元和所述固定電臺接口單元，與所述船載 TETRA固定電臺進行通信，所述處理控制單元還分別與所述顯示單元和所述錄音單元相連， 控制處理信號的生成和顯示；
所述外部操作設(shè)備包括人機界面和語音輸入裝置，通過所述固定電臺接口單元與所述船載TETRA固定電臺進行通信。本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案
所述TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信為單工通信。所述TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信為雙工通信。所述TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信為短信通信。所述TETRA調(diào)度基站與所述控制中心通過以太網(wǎng)連接。所述終端接口單元和所述固定電臺接口單元之間通過無線或有線連接。所述TETRA調(diào)度基站為雙載頻基站。所述錄音單元包括語音處理芯片和EEPROM存儲器，所述語音處理芯片對語音信號進行編碼，編碼后的數(shù)據(jù)保存在所述EEPROM存儲器中。所述TETRA單元設(shè)有呼叫優(yōu)先權(quán)控制器，對信令和接入資源進行排序確定接通順序。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)是目前成熟的專用移動通信系統(tǒng)，是目前現(xiàn)有通信系統(tǒng)中調(diào)度指揮功能最為強大的系統(tǒng)，除了具備公眾移動通信網(wǎng)所能提供的移動通信服務(wù)外，還能實現(xiàn)個人與群體間的任意通信，其安全保密性高、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用功能豐富，具有公用網(wǎng)絡(luò)不具備的調(diào)度、管理功能，真正全面實現(xiàn)了通訊智能化。本發(fā)明通過采用TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)航道通航船舶之間、船與岸之間包括語音信號和數(shù)據(jù)信號的多種信號的智能化傳輸，提高頻譜利用率和通信質(zhì)量，可以對內(nèi)河航行船舶進行有效調(diào)度指揮，提高船舶航行的安全性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的TETRA船載子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、TETRA船載子系統(tǒng)，2、TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)，3、船載TETRA終端，4、船載 TETRA固定電臺。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，特舉以下實施方式為例，并配合附圖詳細說明如下
請參見圖1 圖2，一種基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，包括TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)2和TETRA船載子系統(tǒng)1 ；所述TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)2包括一個或多個TETRA調(diào)度基站以及與基站通過網(wǎng)絡(luò)連接的控制中心，所述TETRA調(diào)度基站可為雙載頻基站，所述 TETRA調(diào)度基站與所述控制中心可通過以太網(wǎng)連接；
所述TETRA船載子系統(tǒng)包括船載TETRA固定電臺4、船載TETRA終端3和外部操作設(shè)備，其中，所述船載TETRA固定電臺4包括TETRA單元、天饋單元、電源單元和固定電臺接口單元，所述TETRA單元通過所述天饋單元與所述TETRA調(diào)度基站進行通信，通過所述固定電臺接口單元與所述船載TETRA終端3進行通信，所述TETRA單元可設(shè)有呼叫優(yōu)先權(quán)控制器，對信令和接入資源進行排序確定接通順序；
所述船載TETRA終端3包括處理控制單元、顯示單元、錄音單元和終端接口單元，所述處理控制單元通過相互連接的所述終端接口單元和所述固定電臺接口單元，與所述船載 TETRA固定電臺4進行通信，所述終端接口單元和所述固定電臺接口單元之間可通過無線或有線連接；所述處理控制單元還分別與所述顯示單元和所述錄音單元相連，控制處理信號的生成和顯示；所述錄音單元包括語音處理芯片和EEPROM存儲器，所述語音處理芯片對語音信號進行編碼，編碼后的數(shù)據(jù)保存在所述EEPROM存儲器中；
所述外部操作設(shè)備包括人機界面和語音輸入裝置，通過所述固定電臺接口單元與所述船載TETRA固定電臺4進行通信；
所述TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信可以為單工通信，也可以為雙工通信；所述TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信可以為短信通信。上述實施例中，TETRA單元也稱TETRA模塊，在國標(biāo)中有詳細介紹，其標(biāo)準(zhǔn)號為SJ/ T 112^-2000，在標(biāo)準(zhǔn)中其名稱為數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制，市售產(chǎn)品有TETRA單元型號MTM800E，摩托羅拉產(chǎn)品。本發(fā)明的工作原理
TETRA系統(tǒng)的單呼與普通電話呼叫是一樣的主叫用戶撥打被叫用戶的號碼，然后按一個呼叫鍵。被叫用戶的終端會振鈴，應(yīng)答后實現(xiàn)通話。TETRA系統(tǒng)可以對個人用戶的單呼權(quán)限進行細致定義，它包括TETRA網(wǎng)內(nèi)的全雙工單呼、半雙工單呼，以及與PSTN/PABX (專用交換機)的全雙工單呼，其中，發(fā)起呼叫和接收呼叫的權(quán)限是相互獨立的。發(fā)起快速呼叫時，主叫直接撥號，然后按下PTT鍵，被叫沒有任何操作，直接進入呼叫狀態(tài)。在快速呼叫里，雙方按下PTT鍵以獲得通話資源。除了呼叫建立外，呼叫釋放也與單呼掛機不同。在限定時間內(nèi)，若雙方都不按下 PTT鍵，系統(tǒng)就結(jié)束呼叫。快速呼叫也能通過掛機鍵掛機。緊急呼叫是TETRA系統(tǒng)中最重要的呼叫之一，對信令和接入資源具有最高優(yōu)先級，系統(tǒng)在功能設(shè)計上要能在任何情況下都保證呼叫能被接通。在網(wǎng)絡(luò)超負荷時，緊急呼叫具有預(yù)占優(yōu)先權(quán)，能讓系統(tǒng)自動釋放低優(yōu)先級呼叫所占用的資源。所有移動臺均有權(quán)發(fā)起緊急呼叫。緊急呼叫是一個高優(yōu)先級單呼或組呼。如果用戶本身不在危險之中，但是想對某個緊急狀態(tài)發(fā)出提醒或告警，可以給調(diào)度員發(fā)出一個緊急的呼叫請求。移動用戶間、移動用戶和調(diào)度員間、調(diào)度員間都可以發(fā)起單呼。組呼調(diào)度員在緊急呼叫中有特殊功能。如果組呼調(diào)度員正在操作多個組，組呼調(diào)度員可以對其他組執(zhí)行靜音模式，集中于緊急呼叫。此外，組呼調(diào)度員還可以打斷緊急用戶的通話。當(dāng)基站的所有信道都被占用時，新發(fā)起呼叫的用戶將進行排隊等待，有信道可用時系統(tǒng)會提示移動臺。TETRA系統(tǒng)有故障弱化功能，主要包括單站集群提示，當(dāng)基站進入單站模式自動通知移動臺，并在移動臺屏幕上有所顯示；入網(wǎng)登記，用戶數(shù)量無限制，在單站模式下，基站會自動接收用戶的登記，基站下登記的用戶數(shù)量沒有限制；組呼在單站模式下，用戶的通話組無需變化，只需按下PTT鍵就可發(fā)起組呼進行通信；單呼在單站模式下，用戶可以進行一對一的單呼；緊急呼叫在單站模式下，按下移動臺頂部的紅色按鍵，可以自動發(fā)起緊急呼叫，并能在基站全忙時強拆信道；信道動態(tài)分配在單站模式下，基站會自動為用戶的呼叫請求動態(tài)分配空閑的信道；控制信道備份在單站模式下，如果主控信道所在的主載頻發(fā)生故障，基站能夠自動將另一個載頻作為主載頻提供給控制信道。
權(quán)利要求
1.一種基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，包括TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)和TETRA船載子系統(tǒng)；所述TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)包括一個或多個TETRA調(diào)度基站以及與基站通過網(wǎng)絡(luò)連接的控制中心；所述TETRA船載子系統(tǒng)包括船載TETRA固定電臺、船載 TETRA終端和外部操作設(shè)備，其中，所述船載TETRA固定電臺包括TETRA單元、天饋單元、電源單元和固定電臺接口單元， 所述TETRA單元通過所述天饋單元與所述TETRA調(diào)度基站進行通信，通過所述固定電臺接口單元與所述船載TETRA終端進行通信；所述船載TETRA終端包括處理控制單元、顯示單元、錄音單元和終端接口單元，所述處理控制單元通過相互連接的所述終端接口單元和所述固定電臺接口單元，與所述船載 TETRA固定電臺進行通信，所述處理控制單元還分別與所述顯示單元和所述錄音單元相連， 控制處理信號的生成和顯示；所述外部操作設(shè)備包括人機界面和語音輸入裝置，通過所述固定電臺接口單元與所述船載TETRA固定電臺進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信為單工通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信為雙工通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 TETRA調(diào)度基站和所述船載TETRA固定電臺間通信為短信通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 TETRA調(diào)度基站與所述控制中心通過以太網(wǎng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述終端接口單元和所述固定電臺接口單元之間通過無線或有線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 TETRA調(diào)度基站為雙載頻基站。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述錄音單元包括語音處理芯片和EEPROM存儲器，所述語音處理芯片對語音信號進行編碼，編碼后的數(shù)據(jù)保存在所述EEPROM存儲器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，其特征在于，所述 TETRA單元設(shè)有呼叫優(yōu)先權(quán)控制器，對信令和接入資源進行排序確定接通順序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于TETRA數(shù)字集群技術(shù)的船舶通信系統(tǒng)，包括TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)和TETRA船載子系統(tǒng)；所述TETRA陸上調(diào)度子系統(tǒng)包括一個或多個TETRA調(diào)度基站以及與基站通過網(wǎng)絡(luò)連接的控制中心；所述TETRA船載子系統(tǒng)包括船載TETRA固定電臺、船載TETRA終端和外部操作設(shè)備。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)航道通航船舶之間、船與岸之間包括語音信號和數(shù)據(jù)信號的多種信號智能化傳輸，提高頻譜利用率和通信質(zhì)量，可以對內(nèi)河航行船舶進行有效調(diào)度指揮，提高船舶航行的安全性，可廣泛應(yīng)用于水上船舶之間、船與岸之間包括語音信號和數(shù)據(jù)信號的通信。
文檔編號H04W4/10GK102438209SQ201110367208
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者劉新, 劉臣, 李華國, 王元戰(zhàn), 王立強, 蘇淼, 趙國彬, 馬殿光, 黃長虹 申請人:交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所, 天津七一二通信廣播有限公司, 天津水運工程勘察設(shè)計院