數字集群系統的關鍵技術研究

摘 要：數字集群通信系統是專業移動通信系統中具有極大優勢的系統技術，在幾大關鍵技術的支持下能夠使數字集群移動通信系統獲得更好通信質量、更高的頻譜利用率及更大的系統容量。數字集群系統可提供話音、數據、圖像等多種通信業務，具有優于公用移動通信系統的優點所在，如接入快速、團組通話、保密通話、強行插入與拆出、脫網直通等功能與優勢，能夠實現專業團組群體用戶的特殊通信需求。如此，數字集群系統將會在專用通信領域獲得更廣泛的應用，本文將重點研究數字集群系統中的幾大關鍵技術。

關鍵詞：公安機關；數字集群系統；關鍵技術

自20世紀80年代開始，我國移動通信獲得了快速發展，并逐步走向大眾化。隨之，移動通信系統也開始逐步升級，形成了公用、專用兩種性質的移動通信系統。在90年代，伴隨數字調制技術、數字信令控制、數字話音編碼、數字語音終端等數字技術在集群通信系統中的廣泛應用，專用移動通信系統又研發升級了一種新的系統技術，即數字集群通信系統。數字集群通信系統是一種專用高級指揮調度系統，面向團體用戶，具有調度功能和靈活的分群分組編號方式，主要分為公網化專用通信網、中小容量專用通信網兩大發展方向，其可提供話音、數據、圖像等多種通信業務。未來，隨著數字交換設備（如PSTN、ISDN、PDN等）的逐步完善，有線資源可通過無線接入轉化為無線資源，數字集群系統可通過接口實現無線資源的利用，如此數字集群系統將會在專用通信領域獲得更廣泛的應用。

1 π/4-DQPSK調制解調技術

在數字集群系統中，π/4-DQPSK調制解調技術是其系統技術支持的一種。在綜合了QPSK、OQP-SK兩種調制方式優點之后，π/4-DQPSK作為一種新的調制方式開始應用于數字集群系統，不僅能夠有效進行差分檢測、限幅鑒頻等非相干解調，而且還可降低QPSK信號的包絡波動，從而在一定程度上提高了數字集群的通信質量。與恒包絡的數字調制GMSK及TFM對比的話，π/4-DQPSK屬于線性調制，其載波相移限制為±π/4或±3π/4，因信號星座的轉換不經過原點，所以相位不會產生±π的瞬間變化。如此，降低了它的包絡波動，能夠獲得更好的輸出頻譜特性，具有更高的頻譜效率，還可在實際操作應用中簡單、快捷的實現并達到良好的通信效果。

2 信道編解碼技術

信道編解碼技術是數字集群系統中的又一技術支持，該技術是基于ACELP語音編碼計算法而取得的第三類碼數據組，其作用是利用第三類碼數據組對數碼流進行相應的處理，通過CRC檢查數碼流在傳送中誤碼的發生，從而確保數字集群通信系統中語音數據的準確性。在信道編解碼技術中，主要使用RCPC收縮卷積編碼來進行隨機糾錯，以增加系統的可靠性。在通信系統無線信道中，為提高傳輸過程中的可靠性，可采用卷積碼這一性能優于線性碼的糾錯碼進行隨機糾正，卷積碼可以在惡劣的信道條件（衰減、干擾）下糾正與解決突發錯誤，同時對卷積碼進行收縮可以在有限的帶寬中實現通信速率的有效提高。實際的數字集群系統有別于模擬的集群系統，其具有通信帶寬較窄、頻帶利用率較高的特點，因而需采用RCPC收縮卷積編碼在相對較窄的帶寬與系統性能降低的條件下實現有效傳輸，以保證通信速率。此外，信道編解碼技術還需與交織技術相結合應用在數字集群系統中，因交織技術具有時隙內交織的特點，能夠使成群誤差趨向于隨機分布以降低碼組的誤碼率，從而協助信道編解碼技術有效提高糾錯性能，以確保數字集群通信系統中無線信道的可靠性傳輸。

3 話音編解碼技術

一般，數字通信與通信系統中的傳輸信號形式各有不同，數字信號是數字通信過程中信息傳輸的一種主要形式，需要將模擬信息互轉成數字信號而后傳輸至通信系統中的發送端、接收端。而在通信系統中，話音信號、圖像信號其是模擬信號的主要表達形式，在對模擬信號進行數字信號轉換時，實質上就是進行話音編碼、話音解碼、圖像編碼、圖像解碼的過程。通常情況下，話音信號是數字集群移動通信中使用最廣泛的信息形式，因而話音編解碼技術是數字集群移動通信系統中不可忽視的技術支持。話音編碼是模擬網到數字網關鍵性的一個流程，作為一種信源編碼其主要負責將信道中傳輸的模擬話音信號轉換成數字信號或將數字信號轉換成話音信號。其中，波形編碼、聲源編碼、混合編碼是話音編碼技術中的三種主要方式，要獲得較低的比特速率可使用混合編碼來實現。在數字集群移動通信系統中，話音編碼方式與話音編碼技術都會直接影響到系統中的通信質量、頻譜利用率、系統容量，因而需采用高質量、低速率的話音編碼技術及高效率的數字調制技術，以此來保障數字集群移動通信的良好效果。

4 結語

綜上所述，π/4-DQPSK調制解調技術、信道編解碼技術、話音編解碼技術這三種是數字集群移動通信系統中的關鍵技術支持，發揮這三種技術的有效功能與作用能夠使數字集群移動通信系統獲得更好通信質量、更高的頻譜利用率及更大的系統容量。如此可見，數字集群通信系統是專業移動通信系統中極具優勢的系統技術，其具有接入快速、團組通話、保密通話、強行插入與拆出、脫網直通等功能與優勢，能夠實現專業團組群體用戶的特殊通信需求，這些都是公用移動通信系統無法比擬的優點所在。現如今，隨著人們對信息交流與共享需求的不斷提高，建立數字集群通信專網能夠更好滿足人們交互式交流的需求，從而便于人們的生活與工作。鑒于數字集群移動通信系統的穩定性、安全性、高效性，數字集群系統越來越廣泛應用到各個領域的通信系統中，其發展前景十分廣闊令人看好。

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