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摘要：现我省高速公路的无线通讯系统采用常规模拟对讲系统，存在同频干扰和无法联网问题。如何根据需要充分利用各高速公路内部的广域网组成覆盖全省的智能同播无线通讯网络，为疏导日益增长的高速公路交通流提供方便、快捷的无线通讯服务平台是我们交通通讯工作者的重要课题和努力方向。
关键词：智能无线通讯 应用
一、前言
‘十一五’期间广东新增高速公路通车里程１７００公里，全省高速公路通车总里程达到４８３５公里，随着我省高速公路的日益发展，‘十二五’期间，全省高速公路通车里程将达到６５００公里。无线通讯系统作为高速公路管理的重要支持系统，面临频率资源受限和信号同频干扰，造成管理调度指挥通信不畅等问题。本文充分利用高速公路已有的IP数据专网作为链路，通过采用先进的IP交换技术，构建应用于省级范围的高速公路智能无线同播通讯系统。
二、我省高速公路无线电通讯现状
由于我省高速公路建设起步较早，受当时无线电通讯技术的限制，作为高速公路管理重要支持系统的无线电通讯系统都采用常规模拟通讯系统，并且一直沿用至今。为了解决高速公路链状分布的信号覆盖和全线调度指挥的通信需求，个别路段在此基础上进行了系统的升级改造，将传统的常规模拟通讯系统改造成为具备同播功能的模拟同播无线通讯系统，实现一个路段（通常在130公里范围内）的区域通信，但由于受到标准时基信号传输时延和信噪比下降的限制，模拟同播系统无法满足大区域、广范围的组网技术要求。与此同时，高速公路为了收费和管理的需要都建设有先进的广域网。因此充分利用广域网的资源，构造一个能覆盖省级范围的、具备多级联网的智能同播无线通讯系统具有现实意义，它将成为实现统一管理、跨区域联动疏导交通的重要指挥系统。
三、智能同播无线电通讯系统概述
模拟同播无线通讯系统就是在一个区域内架设多个中转台，利用无线或有线的方式将这些中转台连接起来组成一个覆盖大区域的无线电通讯网络，网络中的任意一个呼叫即启动所有中转台同时发射和接收，实现大范围的无线电通讯。系统原理图(图1)中，所有的同频基站工作在相同的工作频率，这样就存在着覆盖重叠区，在重叠区内，用户台同时收到两个或多个同频中转基站传来的信号，当两个基站传来的信号功率差值在12dB以内时，用户的接收性能将会恶化（存在严重的干扰噪音）。这主要是由下列因素造成： 1、基站发射频率的漂移：在无线发射设备中，由于基准晶体频率不稳定等原因，两个基站的工作频率很难完全相同，会有一个偏差，用户台在覆盖重叠区会收到两个或多个的信号的叠加信号，而该叠加信号会形成一个频率为两个信号频率差值的信号（此差频称为拍频），此差频落在音频通带时（300～3000Hz），将影响话音质量。2、 时延问题：同频中转时延差导致接收音频信号的畸变，同频中转时延是由于在同频中转系统中，来自两台或多台发射机的信号到达时刻不同，但幅度相近，这样导致接收信号产生畸变。产生这种时延的原因主要有两种：一是话音信号离开不同发射机的实际时刻不同；二是从不同发射机到达接收机的传播路径不同。
正因为模拟同播无线通讯系统存在以上频率偏差和传输时延问题，所以难于實现多点（多级联）互联，更加谈不上实现全网的智能化管理，随着 IP网络和无线电通讯技术的发展，智能同播无线通讯系统得以应用。
四、 智能无线同播通讯系统构成
智能同播无线通讯系统由系统核心交换机、系统网管服务器、网管终端、语音中继网关、系统基站设备和移动终端组成（见图2）。
4.1 系统设计要点
要完成大区域（省级）智能同播系统，必须构建智能网管中心，根据无线同播系统的原理，网管中心主要由同播系统核心交换机、系统网管服务器和系统网管终端组成。系统交换机和网管服务器是保证系统安全稳定运行的核心设备，因此，系统交换机和网管服务器的电源和硬盘应采用热备份配置。每个基站通过交换机注册认证后，按照要求进入不同的同播组实现同播联网，负责整个系统基站之间的交换和管理，通过同播系统管理控制中心的管控，各基站既可以独立使用也可以联合成一个大网使用。可以由操作员控制任何网内某几个基站临时组成小的漫游子网以应对紧急任务，当任务结束后可以再恢复原网络拓扑结构。通过系统间的路由设置，可以实现网络内跨区域 IP 同播基站组成同播组，实现统一调度指挥功能。网管控制系统负责全网的调度和控制管理，具备灵活的组网、信道联网机制。基站管理和联网链路依托各高速公路现有的广域网。为了应对网内外的频率干扰，整网应尽量使用IP链路。同播判选控制器负责网络中同频交叉覆盖区信道机接收信号的判选，即在同频交叉覆盖区多个信道机接收的信号通过同播判选控制器进行判选后，向整个智能无线同播通讯系统输出一个基准的语音信号，同时同播控制器通过采用GPS高精度授时技术，解决多个信道机在同频交叉覆盖区发射信号的处理。
4.2智能无线同播通讯系统功能
组网及分组子网功能：系统管理员通过设置需要联网的同播基站，设置分组联网同播基站或组成相应的同播子网。
强插、强拆功能：智能同播网可以实现强插、强拆功能。强插功能分为有线强插和无线强插。同样通过网管系统可以将某个同播基站强行从同播组内分离，实现强拆功能。
呼叫功能：本地基站的对讲机互通—当没有联网时，可以完成本地基站内的对讲机之间的呼叫。跨基站的对讲机互通—当多个基站组成同播网时，可以实现多个基站之间全部对讲机的跨基站呼叫。有线电话呼叫同播网内的对讲机—可以通过有线电话或手机呼叫全网的对讲机，并能强行插入正在进行的通话，以保证指挥调度。
管理功能：统一配置，统一管理—根据业务需要灵活设置，将所需连接的基站加入同播组。 分级组网—省、区域、路段组网。故障检测和报警—可以对全网的工作状况进行监控。
五、 我省高速公路智能化无线电同播网系统的组网方案
按我省高速公路的实际，各高速公路按路段组建基于五个基站以下的子同播网络（对应服务130公里，符合广东省高速公路的路段管理现状），在组建子同播网络时，可以不考虑设置核心交换机和系统网管服务器，但需要在中心基站设置一台同播控制器。如果需要统一配置管理，可以增加系统网管服务器和系统网管终端。在完成各相应路段子同播系统的基础上，分别对应在广东的东、西、南、北和珠江三角洲区域的高速公路管理中心配置一台系统核心交换机和一台系统网管服务器，本区域的基站全部工作在此交换机下。在省交通集团（或省高速公路公司等省级最高级别管理单位）设置系统核心交换机和系统网管服务器；平时，各个基站独立工作，互不影响。当有需要全省统一指挥和调度时，可以对需要跨区调度的各基站进行联网，联网的设定可以由集团、区域中心的管理员在所辖权限内对各个基站进行快速设置，实现全省联网。
结束语：以上基于智能化的同播无线通讯系统，充分利用各高速公路现有的广域网和常规对讲通讯系统设备，通过增加核心交换机、系统网管服务器和同播控制器等，完成系统的联网和升级，为实现省级范围高速公路的统一调度指挥，联动疏导交通（特别是黄金周等节假日的交通流）提供强有力的通讯支持服务，同时也符合经济性原则，是一种可行的系统解决方案。
关键词：智能无线通讯 应用
一、前言
‘十一五’期间广东新增高速公路通车里程１７００公里，全省高速公路通车总里程达到４８３５公里，随着我省高速公路的日益发展，‘十二五’期间，全省高速公路通车里程将达到６５００公里。无线通讯系统作为高速公路管理的重要支持系统，面临频率资源受限和信号同频干扰，造成管理调度指挥通信不畅等问题。本文充分利用高速公路已有的IP数据专网作为链路，通过采用先进的IP交换技术，构建应用于省级范围的高速公路智能无线同播通讯系统。
二、我省高速公路无线电通讯现状
由于我省高速公路建设起步较早，受当时无线电通讯技术的限制，作为高速公路管理重要支持系统的无线电通讯系统都采用常规模拟通讯系统，并且一直沿用至今。为了解决高速公路链状分布的信号覆盖和全线调度指挥的通信需求，个别路段在此基础上进行了系统的升级改造，将传统的常规模拟通讯系统改造成为具备同播功能的模拟同播无线通讯系统，实现一个路段（通常在130公里范围内）的区域通信，但由于受到标准时基信号传输时延和信噪比下降的限制，模拟同播系统无法满足大区域、广范围的组网技术要求。与此同时，高速公路为了收费和管理的需要都建设有先进的广域网。因此充分利用广域网的资源，构造一个能覆盖省级范围的、具备多级联网的智能同播无线通讯系统具有现实意义，它将成为实现统一管理、跨区域联动疏导交通的重要指挥系统。
三、智能同播无线电通讯系统概述
模拟同播无线通讯系统就是在一个区域内架设多个中转台，利用无线或有线的方式将这些中转台连接起来组成一个覆盖大区域的无线电通讯网络，网络中的任意一个呼叫即启动所有中转台同时发射和接收，实现大范围的无线电通讯。系统原理图(图1)中，所有的同频基站工作在相同的工作频率，这样就存在着覆盖重叠区，在重叠区内，用户台同时收到两个或多个同频中转基站传来的信号，当两个基站传来的信号功率差值在12dB以内时，用户的接收性能将会恶化（存在严重的干扰噪音）。这主要是由下列因素造成： 1、基站发射频率的漂移：在无线发射设备中，由于基准晶体频率不稳定等原因，两个基站的工作频率很难完全相同，会有一个偏差，用户台在覆盖重叠区会收到两个或多个的信号的叠加信号，而该叠加信号会形成一个频率为两个信号频率差值的信号（此差频称为拍频），此差频落在音频通带时（300～3000Hz），将影响话音质量。2、 时延问题：同频中转时延差导致接收音频信号的畸变，同频中转时延是由于在同频中转系统中，来自两台或多台发射机的信号到达时刻不同，但幅度相近，这样导致接收信号产生畸变。产生这种时延的原因主要有两种：一是话音信号离开不同发射机的实际时刻不同；二是从不同发射机到达接收机的传播路径不同。
正因为模拟同播无线通讯系统存在以上频率偏差和传输时延问题，所以难于實现多点（多级联）互联，更加谈不上实现全网的智能化管理，随着 IP网络和无线电通讯技术的发展，智能同播无线通讯系统得以应用。
四、 智能无线同播通讯系统构成
智能同播无线通讯系统由系统核心交换机、系统网管服务器、网管终端、语音中继网关、系统基站设备和移动终端组成（见图2）。
4.1 系统设计要点
要完成大区域（省级）智能同播系统，必须构建智能网管中心，根据无线同播系统的原理，网管中心主要由同播系统核心交换机、系统网管服务器和系统网管终端组成。系统交换机和网管服务器是保证系统安全稳定运行的核心设备，因此，系统交换机和网管服务器的电源和硬盘应采用热备份配置。每个基站通过交换机注册认证后，按照要求进入不同的同播组实现同播联网，负责整个系统基站之间的交换和管理，通过同播系统管理控制中心的管控，各基站既可以独立使用也可以联合成一个大网使用。可以由操作员控制任何网内某几个基站临时组成小的漫游子网以应对紧急任务，当任务结束后可以再恢复原网络拓扑结构。通过系统间的路由设置，可以实现网络内跨区域 IP 同播基站组成同播组，实现统一调度指挥功能。网管控制系统负责全网的调度和控制管理，具备灵活的组网、信道联网机制。基站管理和联网链路依托各高速公路现有的广域网。为了应对网内外的频率干扰，整网应尽量使用IP链路。同播判选控制器负责网络中同频交叉覆盖区信道机接收信号的判选，即在同频交叉覆盖区多个信道机接收的信号通过同播判选控制器进行判选后，向整个智能无线同播通讯系统输出一个基准的语音信号，同时同播控制器通过采用GPS高精度授时技术，解决多个信道机在同频交叉覆盖区发射信号的处理。
4.2智能无线同播通讯系统功能
组网及分组子网功能：系统管理员通过设置需要联网的同播基站，设置分组联网同播基站或组成相应的同播子网。
强插、强拆功能：智能同播网可以实现强插、强拆功能。强插功能分为有线强插和无线强插。同样通过网管系统可以将某个同播基站强行从同播组内分离，实现强拆功能。
呼叫功能：本地基站的对讲机互通—当没有联网时，可以完成本地基站内的对讲机之间的呼叫。跨基站的对讲机互通—当多个基站组成同播网时，可以实现多个基站之间全部对讲机的跨基站呼叫。有线电话呼叫同播网内的对讲机—可以通过有线电话或手机呼叫全网的对讲机，并能强行插入正在进行的通话，以保证指挥调度。
管理功能：统一配置，统一管理—根据业务需要灵活设置，将所需连接的基站加入同播组。 分级组网—省、区域、路段组网。故障检测和报警—可以对全网的工作状况进行监控。
五、 我省高速公路智能化无线电同播网系统的组网方案
按我省高速公路的实际，各高速公路按路段组建基于五个基站以下的子同播网络（对应服务130公里，符合广东省高速公路的路段管理现状），在组建子同播网络时，可以不考虑设置核心交换机和系统网管服务器，但需要在中心基站设置一台同播控制器。如果需要统一配置管理，可以增加系统网管服务器和系统网管终端。在完成各相应路段子同播系统的基础上，分别对应在广东的东、西、南、北和珠江三角洲区域的高速公路管理中心配置一台系统核心交换机和一台系统网管服务器，本区域的基站全部工作在此交换机下。在省交通集团（或省高速公路公司等省级最高级别管理单位）设置系统核心交换机和系统网管服务器；平时，各个基站独立工作，互不影响。当有需要全省统一指挥和调度时，可以对需要跨区调度的各基站进行联网，联网的设定可以由集团、区域中心的管理员在所辖权限内对各个基站进行快速设置，实现全省联网。
结束语：以上基于智能化的同播无线通讯系统，充分利用各高速公路现有的广域网和常规对讲通讯系统设备，通过增加核心交换机、系统网管服务器和同播控制器等，完成系统的联网和升级，为实现省级范围高速公路的统一调度指挥，联动疏导交通（特别是黄金周等节假日的交通流）提供强有力的通讯支持服务，同时也符合经济性原则，是一种可行的系统解决方案。