利用GoTa數字集群通信系統解決中小型水庫預警通信研究

□劉 緩 □李倩瑜 □劉志強

（1河南省農田水利水土保持技術推廣站 2漯河水利技工學校 3河南省水利第一工程局）

1 概述

1975年8月，河南省淮河流域發生的震驚世界的特大洪水災難，給國民經濟建設和人民生命財產帶來了重大損失，其重要原因之一就是在發生暴雨洪水的關鍵時刻，通信中斷，水庫與外界失去聯系，庫區情況不明，指揮調度系統失靈，水庫陷入孤立無援的被動狀態，最終導致大壩潰決，給下游的人民生命財產造成了慘痛損失。為吸取“75.8”特大洪水的慘痛教訓，開始建設河南省防汛通信專用網。經過多年發展，網絡規模不斷擴大，逐步建立起以鄭州為中心，由干線、支線和基層網組成的可通達各市及省直屬大型水管單位的防汛專用通信網絡。河南省共有2242座中小型水庫，是防汛工程體系和水利基礎設施的重要組成部分。據統計，全省2242座中小型水庫中，有60%的水庫沒有任何通信預警手段，即使已有的水庫通信設施也大多陳舊落后，可靠性差，在發生暴雨洪水時，非常容易發生通信中斷或擁塞，給水庫調度帶來很大的難度。因此，解決中小型水庫的預警通信問題，已成為防汛指揮部門的當務之急。

隨著科技的發展，各種新興的通信技術應運而生，數字集群通信作為一種專用的調度通信系統非常適用于中小型水庫密集地區的通信預警，中興公司基于CDMA技術的GoTa開放式集群結構（GlobalopenTrunkingArchitechture），是我國自主創新，擁有自己的關鍵技術和核心知識產權。與其他集群系統相比，GoTa具有價位、高速多媒體增值業務能力、演進潛力及安全保密處理等方面的優勢。因此，這里就利用GoTa數字集群通信系統作為解決河南省中小型水庫通信的方案之一進行介紹和探討。

2 集群通信與GoTa數字集群通信系統

2.1 集群通信的定義

集群通信系統（TrunkingCommunicationSystem）是專用調度通信系統，最早是從對講機發展起來的。專用指揮調度通信從一對一對講的形式、同頻單工組網形式、異頻單工組網形式、單信道一呼百應以及進一步帶選呼的系統，發展到多信道自動撥號系統。隨著通信技術的發展逐步向更高層次演進，成為多信道用戶共享的調度系統，這種系統稱為集群通信系統。系統內多個用戶共用一組無線電信道，并動態地使用這些信道。

2.2 數字集群通信系統

集群通信早期是模擬集群通信，系統內采用模擬話音進行通信，沒有數字技術。后來為了使通信連接更為可靠，采用了數字信令，使用戶連接可靠性和連通速度有所提高，系統功能也相應增加。

數字集群通信系統各個環節都是數字處理的，除數字信令外，其中最重要的是多址方式、語音編碼技術、調制技術，還需配合使用同步技術、檢錯糾錯技術及分集技術等。數字集群具有抗干擾能力強、分組調度靈活、迅速的接續速度、保密的話音通信，智能化的網絡管理、高效的頻譜利用和優良的資源共享等技術優勢，已成為無線通信調度指揮的主要手段。

2.3 GoTa數字集群通信系統

GoTa的含義是開放式集群結構（GlobalopenTrunkingArchitechture），它是中興公司開發的基于CDMA的數字集群通信系統。GoTa的空中接口在cdma2000技術基礎上進行了優化和改造，使之能夠滿足現代集群通信的技術要求。GoTa采用的呼叫方式是集群通信中所特有的PTT方式的話音呼叫；為了提高呼叫接續速度，GoTa定義了一套相應的體制結構和協議棧，以滿足集群通信系統的快速連接；為了支持群組呼叫，GoTa優化了空中接口，從而達到在同一個小區／載頻下同一群組的用戶在呼叫時能夠共享同一條空中信道的目的。GoTa在處理通信連接時也采用了共享的方式，這將減少網絡處理呼叫時的時延。對用戶來說，信道選擇和分配的過程卻是透明的。因此，GoTa具有快速的接入、高信道效率和頻譜使用率，較高的用戶私密性、易擴展性和支持業務種類多等技術優點。

3 GoTo技術在中小型水庫通信中的應用模式

3.1 系統網絡結構

利用GoTa數字集群通信系統可以組成中小型水庫通信的解決方案，GoTa數字集群通信系統在中小型水庫通信中可以用作點到點的報警通信和組網通信，如果傳輸距離不夠或傳輸途徑有高山阻擋，可以在適當位置加移動臺，以擴展數字集群的通信距離。以市/縣水利局為中心節點，與若干個村鎮和水庫庫區的通信點之間組成星型網絡結構，見圖1；網絡拓撲示意圖見圖2。

3.2 GoTa網絡模式

GoTa系統的網絡結構如圖3所示。

3.3 GoTa數字集群解決中小型水庫通信的優點

第一，信道穩定，通信質量好。

第二，有單呼、組呼、全呼、緊急呼叫等豐富的調度功能，給防汛指揮統一調度提供方便。

第三，手持對講機體積小、重量輕，適用于在防汛搶險現場指揮通信。

第四，可進行數據傳輸并可與其他通信網絡互聯，可以進行水文和水情信息傳輸，組成自動水文或水情測報系統。

圖1 GoTa數字集群水庫通信示意圖

圖2 GoTa數字集群通信網拓撲圖

圖3 GoTa系統網絡結構圖

第五，在應急機動通信車上可安裝超短波電臺進行應急機動通信，作為現場指揮的通信手段之一。

第六，組網靈活，集群通信系統的基本形式是單區單基站網，隨著網絡容量和覆蓋區擴大，可發展以基本系統為基本模塊，由基本模塊疊加而成的多基站、多區的區域網，甚至成為多區、多層次網絡，便于多個水庫群之間通信網絡的連接。

第七，具有完整的自主知識產權，GoTa數字集群通信系統為國內公司自主研發，無須向國外公司支付知識產權費，網絡和終端設備成本低，易于系統升級和網絡演進，適合投資額小的小型水庫群通信項目。

4 結語

加快中小型水庫通信預警設施建設，切實改善通信條件，因地制宜地制定切實可行、可靠的水庫通信方案，確保每座中小型水庫都具備兩套互為有效備用的通信預警手段，從根本上扭轉中小型水庫通信落后狀況，是各級防汛指揮部門的迫切要求。GoTa數字通信系統以其優越的技術性能，更適應中小型水庫搶險救災、預警調度的現實需求，建議推廣應用。