资源描述
郑州机场数字集群系统
二期扩容技术方案
空中客车防务与空间公司
2014年12月
目 录
1 总体说明 8
2 总体结构 8
2.1 系统配置说明 8
2.2 系统拓扑结构 9
2.3 供货设备范围 10
3 系统功能性能 11
3.1 系统容量计算 11
3.2 网络规划 12
3.2.1 用户需求 12
3.2.2 网络规划 12
3.3 频率规划 15
3.3.1 概述 16
3.3.2 方法 16
3.3.3 干扰矩阵的计算 16
3.3.4 信道间隔矩阵的计算 17
3.3.5 总干扰概率的降低 17
3.3.6 郑州机场TETRA系统频率使用 17
3.3.7 远期频率规划建议 17
3.4 天馈系统规划 18
3.5 系统基本功能 19
3.5.1 组呼 19
3.5.2 单呼 23
3.5.3 系统全呼 25
3.5.4 电话互联 26
3.5.5 区域选择 27
3.5.6 预占优先呼叫 27
3.5.7 限时通话 27
3.5.8 优先呼叫 28
3.5.9 迟后加入 30
3.5.10 动态重组 32
3.5.11 自动重发 32
3.5.12 呼叫显示 32
3.5.13 主叫、被叫显示限制 32
3.5.14 呼叫提示 33
3.5.15 讲话方识别显示 33
3.5.16 缩位寻址 34
3.5.17 至忙用户呼叫完成 35
3.5.18 至无应答用户呼叫完成 35
3.5.19 呼叫限制 35
3.5.20 移动台遥毙/复活 36
3.5.21 超出服务区指示 36
3.5.22 短数据传输 36
3.5.23 分组数传 37
3.5.24 可修改和配置任一通话组的功能参数 38
3.5.25 可对用户群进行层次划分,可随时关闭不同层次用户的通信功能 38
3.5.26 可修改和配置任一用户的功能参数 38
3.5.27 可对任一用户终端状态进行追踪 38
3.6 扩展功能 39
3.6.1 紧急呼叫 39
3.6.2 强拆强插 40
3.6.3 环境监听 40
3.6.4 发射关闭 40
3.6.5 电话互联限制 40
3.6.6 二次拨号 40
3.6.7 缩位拨号 41
3.6.8 优先级和权限:管理员权限、用户终端、通话组可设置多优先级。 41
3.6.9 通播组呼叫(或多组呼叫) 41
3.6.10 短数据业务和话音业务能同时进行 41
3.7 二次开发 41
3.7.1 提供第三方能进行各类二次开发所需的各类技术资料,包括但不限于有关各类开发接口、数传速率等相关资料,二次开发所需的各类数据格式及内容定义,供二次开发的软件开发包(SDK)等,并提供软件开发包的详细使用说明。投标方须提供技术资料清单并附加说明; 41
3.7.2 预留各类二次开发所需的系统资源,包括但不限于IP地址、端口号、网关数量等;投标方须提供预留资源清单并附加说明; 42
3.7.3 提供系统连接其他计算机系统或数据服务器的解决方案; 42
3.7.4 投标方须提供系统计费系统的开发接口、计费数据格式定义及其它相关数据资料,保证第三方能顺利进行计费软件的开发。 43
3.7.5 提供用SDS实现同其他电信运营单位实现互通的解决方案 43
3.8 机房监控方案(可选,需扩展开发) 44
3.9 空中客车TETRA系统可靠性与安全性描述 44
3.9.1 传输链路的冗余设计 44
3.9.2 核心网络元素的内部备份 45
3.9.3 交换机和网络层的可靠性 46
3.9.4 鉴权 49
3.9.5 虚拟专网 51
4 与TD-LTE互通方案 53
5 系统测试 53
5.1 系统测试简介 53
5.1.1 目的 53
5.1.2 范围 53
5.1.3 网络组成元素 54
5.1.4 过程 54
5.2 系统测试综述 54
5.2.1 测试设备 54
5.3 运行维护 55
5.3.1 对交换机的监测 55
5.3.2 对基站的监测 55
5.3.3 故障管理 56
5.4 语音通信服务 57
5.4.1 个呼 57
5.4.2 组呼通信 60
5.4.3 专网呼叫 60
5.4.4 漫游 61
5.4.5 主叫号码服务 61
5.4.6 讲话方号码显示 62
5.4.7 数据信道使用为话务信道 62
5.5 调度台功能 62
5.5.1 动态重组 62
5.5.2 组呼监视 63
5.5.3 快速合并通话组(多组通播) 63
5.6 数据通信 63
5.6.1 状态信息 63
5.6.2 短数据服务 65
6 系统详细配置 65
6.1 交换机 66
6.1.1 简介 66
6.1.2 我方TETRA系统中的DXT 67
6.1.3 基本架构 67
6.1.4 功能 69
6.1.5 容量 73
6.1.6 软件 74
6.1.7 硬件 75
6.1.8 管理 77
6.1.9 技术指标 80
6.2 基站 81
6.2.1 概述 81
6.2.2 TB3特点 82
6.2.3 TB3的结构 83
6.2.4 TB3基站收发信机指标 86
6.2.5 TB3技术规范 89
6.3 语音和管理调度台 91
6.3.1 硬件描述 92
6.3.2 功能描述 93
6.4 鉴权设备 95
6.4.1 鉴权中心及管理设备 95
6.4.2 AKDCTETRA鉴权服务器(鉴权密钥与分发服务器) 96
6.5 录音系统 98
6.5.1 PowerRec语音数据记录仪简介 98
6.5.2 郑州机场录音系统需求 99
6.5.3 各系统拓扑图 99
6.5.4 录音系统设计 101
6.5.5 128路语音记录仪双机热备系统 105
6.5.6 后期1800M及塔迪兰内话扩容方案 106
6.5.7 PowerRec语音数据记录仪主要功能介绍 108
6.6 综合管理平台 124
6.6.1 概述 124
6.6.2 系统结构 124
6.6.3 系统功能 126
6.6.4 系统性能指标 140
6.7 手持终端TH1n 140
6.7.1 广泛适用性的终端 141
6.7.2 专业用户的选择 141
6.7.3 简单易用 141
6.7.4 TH1n TETRA手持终端参数 141
6.7.5 手持电台型号核准证 145
6.8 车载终端TMR880i(RC-16型号) 145
6.8.1 TMR880i型车载/固定台产品参数 145
6.8.2 面板主机分离式连接 151
6.8.3 TMR880i背面连接器 152
6.8.4 TMR880i正面连接接口 152
6.8.5 带有可扩展AT-命令集的先进PEI 152
6.8.6 GPS天线连接口 153
6.8.7 车载电台型号核准证 153
6.9 终端编程工具 153
6.10 其他产品说明 154
6.10.1 3层以太网交换机(IP三层交换机) 154
6.10.2 交换机供电交直流转换模块 158
6.10.3 传输模电转换设备(光纤/E1转换模块) 160
6.10.4 天线 161
6.10.5 告警打印机 163
6.10.6 综合管理电脑 170
6.11 产品样本 173
6.11.1 DXT交换机 173
6.11.2 TB3基站 175
6.11.3 手持终端TH1nRC-41 176
6.11.4 车载终端TMR880iRC-16 177
7 施工工艺描述 178
7.1 机柜配置及安装说明 178
7.1.1 交换中心 178
7.1.2 基站现场 187
7.2 防雷说明 197
7.2.1 概述 197
7.2.2 通信基站组成 197
7.2.3 防雷配置指南 197
7.2.4 防雷系统示意图 198
7.3 系统电磁兼容建议书 199
7.3.1 空中客车TETRA设备的抗电磁干扰能力 199
7.3.2 我方设备抗电磁干扰的能力 199
7.3.3 无线通信系统内干扰分析及措施 200
8 工程详细供货清单 203
1 总体说明
机场800兆数字集群通信系统主要服务于机场各方面的管理调度和生产经营,其建设目的是实现对整个机场资源的合理调配,从而有效地增强机场管理者应付各种复杂、紧急情况的响应能力,有力地提高管理水平与运营效率,大大提高公众对机场服务的满意度。
郑州机场于2009年7月份通过公开招标建设了TETRA体制的郑州机场800兆数字集群通信系统,替代了原模拟集群通信系统,空中客车防务与空间公司(以下简称空中客车)提供了全套的系统核心设备,现有网络系统规模为2个互为冷备份的4载波TB3基站组成,天线铁塔架设于现信息综合楼后的院内。自2009年底开始运营,目前服务用户600多个。
郑州机场二期T2航站楼和GTC楼建设面积约76万平方米,根据远期业务量预测,至2040年机场的年旅客吞吐量将达7000万人次,年货运吞吐量将达165万吨。据此初步估计到2040年机场内手机服务用户数约为3000个。本系统业务模型采用等待制,可采用Erlang-C公式进行话务量计算,在本系统中,假设每用户的忙时话务量为12mErl,服务等级为排队时间大于5秒的概率不大于5%。根据覆盖分析和容量估算,以及郑州机场年旅客流量的远期规划,空中客车公司提出以下系统建设方案:
在ITC楼弱电机房配置1套核心数字交换机和1台8载波TETRA TB3基站,主要覆盖T2航站楼和GTC交通换乘中心;在新空管塔台配置1台8载波TETRA TB3基站及天线,主要覆盖工作区及飞行区;在信息中心配置1台8载频TB3基站。即购置1台8载频基站,扩容2台4载频TB3基站至8载频(1台原地使用,1台移到ITC或新空管塔台弱电机房使用)。
2 总体结构
2.1 系统配置说明
空中客车公司提供的TB3基站已经在郑州机场稳定工作多年,为超过600个无线用户提供了可靠的集群通信业务。本期系统以扩展无线覆盖,丰富系统功能为目的,主要针对新增的T2航站楼和GTC交通换乘中心,新增1台8载波TB3型基站,同时扩容既有2台4载频基站至8个载波。从核心网络角度,本期系统配置1台空中客车DXT3c型电信级TETRA数字集群交换机,用于连接3个TB3基站,控制网络内的资源,实现不同基站覆盖区域下的用户呼叫、数据业务等功能。
DXT3c型TETRA交换机将作为扩容后网络的核心网元,集中控制系统的各类资源,不仅为基站提供连接接口,还可以为语音调度台、用户管理系统、网络管理系统提供互联接口。其采用空中客车DX200核心交换架构,重要的业务处理单元均采用双机热备份配置,之中的任何单点故障均不会造成用户业务层面的影响。
TB3型TETRA基站用于提供无线覆盖,并支持平滑扩容,本期不仅为新覆盖区域新增1台TB3基站,还可以平滑扩容既有的2台TB3基站。扩容套件包括扩展机柜,模块化板卡等。扩展安装后,空中客车为保证系统的一致性,将统一为基站进行升级,最终达到统一的软件版本与功能。
本期系统内,空中客车还将为用户配置2台基于标准PC架构的有线语音调度台,并配置扬声器、麦克风、耳麦、PTT按键等多种附件用于调度员发起、监听、参与用户组呼叫;与此同时,基于该语音调度台PC硬件,还配置用户管理软件,系统管理员可以通过友好的图形化中文界面对网络中的无线用户、通话组、调度员、组织结构等实体进行创建、删除以及属性修改等操作。
TETRA鉴权服务器(鉴权与密钥分发服务器)作为系统内用户鉴权数据的管理和上传接口,也包含在本次配置的设备之中。服务器通过IP链路方式与DXT3c交换机相连接,提供图形化用户界面,可以便捷的通过文件导入、手动导入等方式将用户终端的鉴权密钥数据导入至系统交换机内。当系统开启鉴权功能后,只有经过鉴权密钥匹配认证的终端才能在网内使用,其他无法通过认证的终端将被视作非法用户,其注册请求将被拒绝。
本期系统由于新增的核心交换网元DXT3c,其相应的网络管理功能得到了很大的提升。NMS综合管理平台(网络管理系统)将通过网管接口与交换机互联,实时或定期收取交换机运行指标数据,包含:实时告警信息、运行日志、系统业务量统计报告等。网管系统通过对上述数据的分析与处理,最终以图形化界面的方式通过网管终端进行展示,网络运维人员可以通过观察网管终端的数据进行网络监控,了解设备运行状态,掌握网络性能指标。录音系统作为另外一个网络辅助管理系统采用E1和IP方式与核心交换机相连接,对网络中的重点通话组呼叫进行录音,并将录音数据以文件的方式保存在录音服务器内,供系统管理人员调取,回放。
2.2 系统拓扑结构
本期系统内各个网元之间的拓扑连接方式如下图所示:
根据标书要求,在ITC弱电机房配置DXT3c核心交换机,分别为基站、语音和管理调度台、录音系统、TETRA鉴权服务器(鉴权密钥与分发服务器)以及网络管理系统提供E1或IP接口。位于同一站点的基站1以及两台语音和管理调度台都采用E1链路方式进行连接,每个设备需要独立的1条2M E1链路,空中客车提供的TB3型基站内置E1处理板卡,支持链路的直接连接。对于语音和管理调度台,空中客车提供Xgear型E1链路接口卡,该卡基于PCIe接口标准,可以安装在普通PC内使用。
在ITC弱电机房内,我方DXT3c交换机通过外置的互为备份的2台3层以太网络交换机与外部IP网元进行连接,包括网络管理系统、录音系统服务器、TETRA鉴权服务器(鉴权与密钥分发服务器)等。
对于新空管塔台站点以及信息中心站点,分别需要1条2M E1链路与基站2和基站3进行互联。如上所述,空中客车TB3型基站支持E1链路的连接,接口类型为RJ-45电口,如站点之间的链路资源为光纤的形式,本次项目中还配置了成对使用的光纤-E1传输转换设备,支持将基站本地的2M链路转换连接至光纤中使用。
本期系统的互联拓扑结构采用最为稳定的星型连接方式,交换机配置了32个连接接口,完全满足本期设备连接需求以及后期扩容需求。
2.3 供货设备范围
本期项目空中客车所提供的设备具体如下:
郑州机场二期扩容设备:
l 1台TETRA数字集群交换机DXT3c
u 配置连接3个基站24个载波
u 3000 HLR(调度用户容量)
u 连接PSTN公务电话交换机的E1端口2个,协议为ISDN PRI。
u 32个E1接口
l 1台TETRA基站TB3,为8载频配置,支持3分集接收。
l 2套基站扩容套件,用于将现有的4载频TB3基站扩展升级为8载频基站,支持3分集接收。
l 1套综合管理平台
l 2套语音和管理调度台 (DWSx CM) ,包含音频附件及E1接口卡。
l 1套录音系统
l 1套TETRA鉴权服务器
l 800部TH1n手持终端
l 100部TMR880i(RC-16)型车载终端
l 2套终端编程工具
l 备品备件1批
l 其他附件
u 天馈系统,包含天线、馈线、跳线及辅助材料
u 交换机供电交直流转换模块
u 3层以太网交换机(IP三层交换机)
u 传输模电转换设备(光纤转E1)
3 系统功能性能
3.1 系统容量计算
根据规划,郑州机场本期TETRA网络扩建完成后,系统容量为3000用户的使用需求。由于数字集群系统是一个呼等制的系统,所以在对容量进行规划时有如下3个条件成为制约因素:
· 每个基站可用的载频数
· 用户(组)忙时话务量
· 服务等级(GoS)
此外,在对系统容量做出规划时应采用Erlang-C公式:
根据业界的平均值以及考虑到机场话务量的特殊性,结合客户要求,我们假设对于单个用户而言,忙时话务量为0.012 Erl,系统服务等级为排队时间大于5s的概率小于5%。
根据上述公式和假设条件,我们可以算出郑州机场8载波基站所支持的话务量、用户数量等,具体请参加下表:
基站话务量、用户数表
基站
每个8载波
话务量
30.43 Erl
支持的用户数
2541
条件:排队时间大于5秒的概率小于5%
通过计算可见,郑州机场每个8载波基站可共容纳用户约2541人,本期完成后整体系统共有3个8载波容量的基站,因此所支持的用户数量完全满足需求。
如果以系统内最为常用的组呼业务为参考计算系统容量,我们建议采用机场业内较为普遍使用的0.167Erl/每组的统计均值进行计算,结果如下:
基站话务量、通话组数表
基站
每个8载波
话务量
30.43 Erl
支持的通话组数
182
条件:排队时间大于5秒的概率小于5%
可见,每个基站支持的通话组数量约为182个,即使考虑到用户分布的情况,每个通话组呼叫可能在3个基站下均分配信道,系统容量也完全满足实际的使用需求。
3.2 网络规划
3.2.1 用户需求
郑州机场预计建设3个8载波基站,主要对机场航站楼、跑道外场、工作区、生活区等地方进行覆盖。
需要特别说明的是所作的覆盖预测依照假设参数作为计算机模拟预测依据,计算结果与参数条件直接相关。所以在实际实施时,基站应该根据实地观测所能获得的站址的环境条件再作进一步调整。
3.2.2 网络规划
覆盖预测由空中客车的网络规划工具——NetAct Planner完成,NetAct Planner是可以提供覆盖预测、频率规划、干扰分析等功能的无线网络规划工具。
3.2.2.1 NetAct Planner概述
NetAct Planner 5.0是一个高级网络规划工具,广泛地用于GSM、TETRA等无线网络的规划。经过了在大量的网络规划设计和现场测试的实践中,NetAct Planner 5.应用软件被不断改进和完善,使其具有很好的实用性和准确性。它可以基于多种常用无线传播模型进行无线覆盖预测。
该网络规划工具使用被覆盖区域的地形(地形高度)和地貌(地物类型)地图,并利用天线的高度、类型、输出功率等站址信息预测一个或多个蜂窝小区基站的覆盖范围。
该网络规划工具还能够通过输入实际测量的结果进一步完善传播模型,以适合特定环境。
3.2.2.2 传播模型
无线电波传播预测是基于传播模型的,传播模型是基于基站位置、发射功率、天线增益、频率、地形信息、接收机位置等参数的精确预测信号强度轮廓。
在实际的无线网络规划中,要求精确的传播预测进行覆盖范围的计算、干扰分析、频率指配等。这些精确预测需要根据不同无线环境对传播模型进行修正。
TETRA现场测量预测所使用的传播模型是Okumura-Hata模型,Okumura-Hata模型是一个宏小区模型。使用该模型的原因是该模型是一个常用传播模型且适合800MHz频率范围的预测。
Okumura-Hata模型为:
L = 69.55 + 26.16 log f – 13.82 log hb – a(hm) + (44.9 – 6.55 log hb) log d
其中
L: 路径损耗 [dB]
f: 频率 [MHz]
hb:基站天线有效高度 [m]
hm:移动台天线高度 [m]
d: 移动台与基站之间的距离 [km]
a(hm):移动台天线增益因子
3.2.2.3 空间损耗计算
按照目前郑州机场现状,基站天线高度按照40m计算,移动台天线高度1.5米,发射功率为866MHz计算,其公式可简化为:
L= 69.55 + 26.16lg 866 – 13.82lg40 – 1.5 + (44.9 – 6.55lg40) lgd= 120.32 +33.25lgd
根据上面公式,我们可以容易的算出,距离天线顶端直线距离1、2、3、5、10、20公里时的Okumura-Hata传输损耗。
1公里:Ls= 120.32 +33.25lg 1 = 120.32 dB
2公里:Ls= 120.32 +33.25lg 2 = 130.33 dB
3公里:Ls= 120.32 +33.25lg 3 = 136.18 dB
5公里:Ls= 120.32 +33.25lg 5 = 143.56 dB
10公里:Ls= 120.32 +33.25lg 10 = 153.57 dB
20公里:Ls= 120.32 +33.25lg 20 = 163.58 dB
3.2.2.4 基站天线顶端单载波发射功率
下图描述了一个从TETRA基站到发射天线具体的连接过程:
图:TETRA系统基站至天线连接示意图
由上图可见,整个连接过程为:基站-1/2跳线-避雷器-7/8馈线-软跳线-天线,各部分连接之间需要转接头。其中除了天线系统有一定增益外,其它线路或者器件都有一定损耗。按照通常业内算法,各部分损耗如下:
· 1/2跳线:7dB/100米
· 7/8馈线:4.03dB/100米
· 连接头:0.05dB/个
· 避雷器:0.5dB/个
根据现场勘查:
· 1/2跳线需要约2米,其损耗为:7×2/100=0.14 dB
· 7/8馈线需要至少30米,其损耗为:4.03×30/100=1.21 dB
· 避雷器需要至少1个,其损耗为:0.5×1=0.5 dB
· 连接头需要10个,其损耗为:0.05×10= 0.5 dB
所以,郑州机场馈线系统合计损耗为:0.14+1.21+0.5+0.5= 2.35 dB
根据TETRA标准,基站顶端出口每个载波的功率最大为25W(44dBm)
至于天线的增益,按照目前全向天线最大的增益计算,约11dBi。
所以,郑州机场基站系统天馈线顶端的单载波发射功率为:
44 +11-2.35=52.65 dBm
3.2.2.5 据天线不同距离的场强计算
根据上面的计算,用户在距天线直线距离分别为1、2、3、5、10、20公里处时场强分别为(基于Okumura-Hata模型):
· 1公里:52.65-120.32 = -67.67 dBm
· 2公里:52.65- 130.33= -77.68 dBm
· 3公里:52.65- 136.18 = -83.53 dBm
· 5公里:52.65- 143.56=- 90.91dBm
· 10公里:52.65-153.57= -100.92 dBm
· 20公里:52.65- 163.58 = -110.93 dBm
按照覆盖机场半径5km计算,在边缘地区场强依旧有-94.91 dBm,基本满足用户需要。
3.3 频率规划
频率规划是实施TETRA网络的重要组成。频率规划的质量影响网络的性能。频率复用是频谱效率和干扰特性的平衡。在TETRA系统中,需要19dB的载干比(C/Ic),因此与GSM系统相比它需要更宽松的频率复用度。
有两种频率分配方法:固定分组分配和随机分配。下图显示了固定分组分配的情况,频率是按组复用的。
固定分组分配示例
与此对应随机分配法则依据网络环境。它可以提供更好的频谱效率和干扰特性,因为各个TBS和环境是不同的。另外系统可获得的频率资源有限,要提供良好的服务质量必须进行合适的频率规划。
3.3.1 概述
采用空中客车网络规划工具——NetAct Planner 5.0进行数字集群通信系统的频率规划。规划时以实际地形、地貌为依据,根据给定的各基站的天线高度、天线增益、收发信机的参数等条件,对所有基站的信号在每一基站覆盖范围的场强逐一进行分析,保证采用相同频率的不同基站在该基站范围内C/(N+I)小于19dB,并依此对频率的分布给出建议。
当然,在一期只建设一个8载波基站的情况下,频率规划非常简单。但是,当后期系统扩容但频率资源相对短缺时,会遇到频率复用的问题,此时,对整个系统进行频率规划就显得尤为重要。
下面简要对空中客车频率规划原则进行介绍:
3.3.2 方法
通过空中客车网络规划工具——NetAct Planner 5.0中的自动频率分配功能完成移动网络的频率规划。每个站址配置一个带有11.0 dBi增益全向天线的单扇区。传播模型是已根据环境进行过校准的Okumura-Hata模型。
通过一种探索式算法分配频率,该算法使用一个分离矩阵作为输入。该矩阵是利用有关网络拓扑结构、所有基站载波之间相互干扰以及与其它系统相关参数的信息生成的。频率分配的目标是为每个小区提供所需要的信道数量,并满足载干比干扰的要求。
频率分配过程由后续章节中说明的3个阶段构成。
3.3.3 干扰矩阵的计算
设置下列参数计算干扰矩阵:
参数
值
说明
主边缘门限
4 dB
规定小区主区域的门限值
同频C/I门限
19 dB
同频场强产生干扰的门限值。在TETRA标准中,在动态情况下,建议值为19dB。
邻道 C/I门限
-45 dB
邻频场强产生干扰的门限值。在TETRA标准中,在动态情况下,建议值为-45dB。
覆盖门限
-90.8 dBm
规定小区覆盖区域的门限值。通过手持收发信机的灵敏度和链路预测章节中计算的路径损耗,确定这个值。
场强的StDev
8 dB
对于干扰概率计算、载波的标准差以及干扰场强值
3.3.4 信道间隔矩阵的计算
设置下列参数计算信道间隔矩阵:
参数
值
说明
同小区信道间隔
12
为小区站址指配的两信道之间最小信道间隔。由于合路器要求300kHz间隔,所以合路器需要12个信道间隔。
同站址信道间隔
1
同站址小区的信道间隔
最大同频C/I概率
1%
尽可能低于同频干扰概率的门限值
最大邻道C/I概率
1%
尽可能低于邻道干扰概率的门限值
间隔计算
双向
计算上行链路和下行链路的频率间隔
3.3.5 总干扰概率的降低
由于已分配了信道,通过降低同频和邻道干扰概率进一步改善计算结果。
下表示出了全部计算结果的干扰概率:
Co-channel Interference Probability
0.0%
Adjacent channel Interference Probability
0.0%
3.3.6 郑州机场TETRA系统频率使用
本期郑州机场计划建设的3个8载波基站,应具备24对频点。根据基站设备本身的特点,要求在同一基站内的各频点之间间隔不小于150KHz。
3.3.7 远期频率规划建议
远期建设频率规划将考虑各站点的实际情况,将考虑频率复用的方式。
在进行频率复用的考虑时,需要采用类似蜂窝系统的频率复用方式。从理论上来讲,小区覆盖是一种近似六边形的覆盖区域,多个这种小区组合在一起形成一个小区群,每个这样的一群小区适用一组频率,在整个系统的服务区内实现对这一组频率及小区群的同时复用。
频率复用的距离取决于无线调制对共信道干扰的容忍程度,并用C/I(载干比)加以量化。在讨论频率复用模式时有两个重要的参数:
· D是两个具有相同载波频率的基站之间的距离,它决定了共信道干扰的强度
· R是全向小区的覆盖半径
搭载有用信息的载波必须高于所有干扰信号的总和,TETRA系统采用p/4 DQPSK调制方式,可在C/(I+N)³19dB的情况提供高质量的话音信号,并实现90%的区域覆盖率。19dB的比值是TETRA多基站系统的最小设计指标。理论上12全向基站的复用模式满足这一指标要求。
当然实际情况不可能如上图这样理想。不能简单的从以上分析中简单的说明12小区复用是足够满足要求的,根据空中客车的实践经验,实际中通常采用19小区复用能够满足要求。
3.4 天馈系统规划
本期系统基站室外无线覆盖建议采用1发3收的天线配置方式,基站载频软件均按3分集方式配置。如下图所示,配置1根全向天线用于发射,位于高层平台,配置3根板状天线用于接收,位于低层平台。
基站内8个载频的信号通过合路器进行信号合路后由跳线、避雷器、馈线等连接至天线平台,最终通过全向天线进行发射。3个板状天线分别从不同方向进行信号接收,最终连接至基站,再经过信号耦合后由载频单元进行信号处理。
所建议的天线选型如下:
全向发射天线:凯瑟琳738192 v-pol
定向接收天线:凯瑟琳 730378 v02 v-pol
3.5 系统基本功能
3.5.1 组呼
空中客车 TETRA系统支持强大的组呼功能,包括成员资格认证、通话组扫描、优先扫描、组呼区域、动态站分配、动态重组,迟后进入、通话组合并、新近用户优先、最后一个调度员通知,预占优先、紧急组呼等等功能。
基于降低用户成本的设计理念,空中客车 TETRA系统的策略是所有与呼叫有关的参数均在系统侧进行设定,参数变更无需对终端进行重新编程,使呼叫管理与配置非常的灵活及高效,而且不会影响用户的正常运作。
空中客车 TETRA系统每个通话组内的成员数量没有限制。
3.5.1.1 基本特性
准开放信道呼叫。空中客车 TETRA系统的组呼通信采用TETRA标准中的准开放信道呼叫。每次建立呼叫时不需要定义参加成员,组呼成员就能相互通信。用户只需用组呼选择旋钮选择一个组,就能听见组内通信,而按下PTT键就能说话。系统自动处理呼叫建立和释放。空中客车 TETRA系统的组呼采用半双工方式。
组呼的操作
而与传统的开放信道通信相比,空中客车 TETRA系统有很多明显的优点:
首先,系统能控制组呼的接入权,只有被系统授权的用户才能参与通信,而一个非本组成员发起的呼叫,会被系统拒绝。
组呼的接入控制
一个组的通话范围不只是局限于一个基站,它可扩展至全网(包括不同交换机)的范围内。当用户从一个基站进入到另一个基站的覆盖范围内,他不需要考虑信道的改变,组的选择是实时且自动的。
组呼范围
在进行组呼通信前,需在无线终端中事先编组。一个组的基本信息包括:
· TETRA地址
· 组的名称
· 组成员(无线终端用户及调度台)
· 组呼范围(从一个基站至整个网络的所有基站)
用户对组的区分大多根据组的名称。而在组呼建立时,系统是根据组的地址来呼叫组成员的,而不是根据组的号码。这样可以尽可能加快组呼建立时间。
对无线终端的编组可通过如下两种方式进行:
· 预先对无线终端进行编组
预先编程
· 经授权的调度员或系统管理员可通过空中无线路径将组编入终端
动态重组
对于同一个无线终端,均可采用以上两种方式对其编组
一个组可以非常大。对于一个普通的组,其成员数量没有具体限制。
移动台选择了组后就可以参与通信。若需要,整个网络的多个组织都可以加入同一个组。在空中客车 TETRA系统里,组呼可以包括无线用户,调度员,和其它无线系统,例如常规PMR系统。一个组可以包括多个调度员。在他的限定权力之内,调度员/系统管理员可以增加/删除成员。
3.5.1.2 信号格式
根据TETRA MOU互可操作性规范,组呼的信令格式如下:
图 31 组呼建立信令格式及流程
组呼结束格式及流程
3.5.1.3 资源管理
在空中客车 TETRA系统的组呼过程中,只有在通话时信道才被占用。系统中的所有信道是被所有用户共享的。在呼叫建立时,系统自动将空闲信道分配给组呼用户,而经过一定时间无人通话后,该信道将被释放。这保证了对系统无线资源的有效利用。
· 快速建立
从系统的角度来看,当第一个组呼成员要求开始通话时,该次组呼就开始被建立;而当通话时间超过系统规定的通话时长后,该次组呼结束。该时长在系统中是一个可调的参数。
当第一个组呼成员要求开始通话时,系统为该次组呼分配了无线资源。如果此时所有的话务信道都被占用,系统将该呼叫置入排队序列中。当有空闲信道时,该信道将分配给排队队列中第一个优先级最高的用户。
3.5.2 单呼
3.5.2.1 基本特性
空中客车 TETRA系统的个呼与普通电话呼叫是一样的:主叫用户拨打他想通话的用户号码,然后按一个键。被叫用户的终端振铃,然后应答。用户接口随移动台类型变化而变化。
空中客车 TETRA系统可以对个人用户的个呼权限进行细致的定义。它包括TETRA网内的全双工个呼、半双工个呼,以及与PSTN/PABX的全双工个呼(电话互联)。其中,发起呼叫和接收呼叫的权限是相互独立的。
除了移动用户间,移动用户和调度员间,以及调度员间可以发起个呼。
组呼调度员有特殊的个呼特性。如果他正操作多个组呼,他可以对这些组静音,集中于个呼。
3.5.2.2 信号格式
根据TETRA MOU互可操作性规范,个呼的信令格式如下:
个呼呼叫建立信令格式
个呼拆线信令格式
3.5.2.3 资源管理
个呼建立时,只要被叫用户应答,系统马上占用资源。当系统所有信道被占用时,该次呼叫将被置入排队序列。一旦资源空闲,就预留给第一个优先级最高的排队用户。
在通话过程中,信道一直被占用,直到某一方挂机或超过呼叫限时。如果个呼某一方进入另一区域,系统将分配新资源,同时释放不必要的资源。否则,只有当某一方挂机或通话时间,系统资源才被释放。但是对于紧急呼叫、环境监听和预占优先呼叫,系统可以终止一个呼叫以获得资源。
3.5.3 系统全呼
空中客车 TETRA的系统全呼的独特之处在于,该呼叫具有最高的扫描优先级,而且无论终端开启扫描与否,它一直都被扫描。由于具备最高的扫描优先级,因此系统全呼一旦发起,即使终端正在进行其他的组呼,也会自动转入系统全呼。非常适用于重要信息的发布。
系统全呼是一种特殊的组呼,是针对系统内全体用户的呼叫。
在空中客车的TETRA系统里,只需把系统里的所有用户编入一个背景组就可以了。背景组需要预先写进移动台。与普通组不同的是,背景组具有最高的扫描优先级,而且无论用户是否启动扫描,作为系统全呼的背景组一直都被扫描。这样可以确保即使用户没有启动扫描,并在其他通话组内通话,也能保证这些用户及时参与系统全呼。
为了确保安全型,系统全呼仅由授权的调度员发起。
背景组呼建立信令格式及流程
背景组呼结束格式及流程
3.5.4 电话互联
空中客车 TETRA系统的电话互联业务与普通电话呼叫是一样的:主叫用户拨打他想通话的用户号码,然后按一个键。被叫用户的终端振铃,然后应答。用户接口随移动台类型变化而变化。
空中客车 TETRA系统可以对个人用户的电话互联权限进行细致的定义,它包括出局和入局的权限。
详细描述请参考“单呼”技术章节
3.5.5 区域选择
对于某些组织来说,经常需要对某个区域内的所有人员进行通播。在空中客车的TETRA系统里,调度员可以选择设置相应的基站区进行呼叫。
调度员可以选择基站的区域,然后发起呼叫,这样所选区域内的所有用户都可以收到呼叫,即使用户在其他组呼中也能收到。
区域选择
3.5.6 预占优先呼叫
预占优先功能可以保证TETRA系统内重要通信优先获得通信资源,即使是没有空闲信道时,也能保证重要通信信息的即时传送。
具有预占优先权限的呼叫业务可以强拆信道资源,拥有该权限的无线用户在发起呼叫时,如信道忙,系统将强拆最低优先级别的呼叫,以保证其所需的信道资源。
预占优先通话时段管理。预占优先通话时段分配功能,可以保证调度员和有该功能权限的无线用户在一个组呼通话过程中打断当前发言者,获得通话时段使用权并讲话。
3.5.7 限时通话
空中客车
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