某省林业部门ADUCS数字超短波通信系统

李瑞琼

一、设计概述

在当今世界无线通信技术的发展中，数字化已成为今后相当长一段时间发展的方向。在专业调度通信中，集群数字通信技术已经崭露头脚。某省位于中国西北部，森林资源丰富的省区之一，生态环境恶劣，森林总量大，虽然现有的常规模拟通信系统在实际的应用中还有着一定的存在和发展的空间， 但同时近年来森林防火部门应急通讯对无线指挥调度也提出了更高的业务要求，例如高效率的信道利用率、GPS定位数传业务、话音加密等。本着技术先进，功能齐全、稳定可靠的原则，此方案采用ADUCS（阿达科思 Advanced Digital Ultra-shortwave Communication System）数字超短波通信系统无线集群专网，以实现移动指挥调度和地理信息系统的无缝链接。

无线集群数字通信网采用8个基站覆盖整个森林防火区域，每个基站4个载频，可分为8个信道，按大区制同频同播网设计，各基站基于TCP/IP或链路机连接，手持机覆盖半径9km，车载台覆盖半径20km，基站覆盖半径200km。

二、用户需求分析

某省位于中国西北部，森林火险区划为一、二、三级，其中：一级火险区范围是**山、**山、*山3大天然次森林区；二级火险区范围是某省南部山区6县以及省一级火险区以外的其他国营林场；三级火险区范围主要是某省平原各县（市、区）的经济林、农田林网和四旁林木；某省森林火灾的重点地区是3大天然次森林区，其需求如下：（1）需要实现一级火险区和部分二级火险区实现话音互通；（2）GPS定位和指挥中心实时监控；（3）与GSM/CDMA、BGAN互通，用于远程指挥调度；（4）数字网和常规模拟通信网能够互联互通。

三、采用ADUCS系统的理由

3.1 彻底解决了人员定位和文件数据传输问题

此系统数字手台、车台和转信台全部内嵌GPS模块，在通话、传文件的同时，GPS定位信息全部同步传输，不占用额外信道。每一个用户，指挥员都可以在下列地点查询他所在位置和轨迹：（1）在林业系统内网上（通过超短波网关接入）；（2）在手提电脑上（接入任何一台数字手台、车台和转信台）；（3）在内嵌PDA的手持式指挥台上。

此系统和森林防火GIS地理信息指挥系统配套联网，效果尤其显著。

此系统数字手台、车台和转信台全部带有数据传输功能，接上手提电脑或PDA，可以收发文件（WORD/EXCELL等）、短信和传输图片。加强型手台可以直接收发短信。

系统可以和COFDM高清晰图像移动传输台联网。

系统和CDMA、卫星、GSM、有线电话和IP网联网，实现语音，数据双向互通。

3.2 解决了林区通信设备的供电问题

ADUCS系统所有设备，包括数字手台、车台和转信台与同等条件下的模拟设备相比，工作耗电减少4倍，同样容量电池连续工作时间提高约3.5倍，体积重量减少2-6倍。（视网络和具体设备而定）。这一革命性的进步，将使林区通信设备供电难的问题成为历史。带上二块3600mAh标配锂电，数字手台约可工作3-4天，而模拟台仅1-2天。

3.3 解决了大规模火场通信的频率拥堵问题

本系统的频谱利用率为常规模拟系统的4倍，也就是1个单频点能起到2组双频点（4个成对频点）的作用，加上数字集群技术和数字同频通播技术，本系统的实际的频谱利用率约为模拟方式的5-10倍左右（视组网模式而定），这样，大规模、多支扑火队伍的火场通信频率拥堵问题就此得到很好的解决。

3.4 解决了无线通信设备架设难、维护难和林业部门专业技术人员缺乏的问题

常规模拟对讲机和转信组网要求一定的专业技术水平，特别是在频率分配规划、多级转信、同频同播等复杂多级联网情况下，如何解决干扰和信号传输始终困扰着林业部门。许多基层林业部门缺乏无线电专业技术人员，无线通信设备架设难、维护难、使用不便（用户要知道频道亚音切换等专业操作知识），而全数字系统组网和用户操作是完全自动和智能化的，一架就通，一开就通，固定设备全部为加固封闭防水型，特别适合林业部门使用。

3.5 系统建设速度快、投资省、兼容原有模拟设备

此系统设备投资与模拟系统相比要低，还可以大大节省人工、电源、铁塔、机房等建站费用，建设速度快，维护费用低。系统可以通过模拟网关接口继续兼容林业系统的原有模拟对讲机设备，以避免前期投资的浪费。

3.6 此系统已经在08年奥运会上大规模使用，质量和可靠性有保证

四、系统设计说明

4.1 系统构成

系统设计容量为集群手台600部，分32个基本通话组。

各基站架设后，对全部覆盖区进行电测，若山腰、山坡等特殊区域有盲区，在该盲区放置一台独立基站（在转信模式），以保证信号覆盖。

各基站用局域网互联（需求方提供）或者是链路机互联。

各基站包括：载频收发信机、系统交换控制中心、节点控制器/网管服务器、GSM电话网关、GPS网关、鉴权设备等，配1个管理终端。

各基站使用的频率相同，使用GPS授权各基站同步，从而实现同频同播。

4.2 基站地理位置图

基站地理位置图如图1所示。

4.3 模拟系统与数字系统的兼容问题

各地林业防火部门对模拟通信还有很大的依赖，因此，数字超短波系统在实际的应用中必须和原有的模拟系统互联互通，以数字超短波系统作为互联平台，有效地整合常规、同播和模拟集群通信系统，最大限度地发挥无线通信系统的指挥调度作用。

数/模混合网由于两者之间编码和调制方式的不同，因此需要一个中间连接过渡平台即接入网关，网关能将模拟通信的信号调制成数字系统能识别的信号；同理，也可以将数字信号转换成模拟系统能识别的模拟信号，其互联互通原理图如图2所示：