PDT空中接口協(xié)議剖析（一）

時(shí)間：2012-06-05　來源：網(wǎng)絡(luò)　作者：秩名　點(diǎn)擊：次

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一代警用數(shù)字集群(PDT，Police Digital Trunking)標(biāo)準(zhǔn)由公安部信息通信局在2010年4月20日公布。新標(biāo)準(zhǔn)具有組網(wǎng)成本低、覆蓋區(qū)域大，互通性好以及能與現(xiàn)有公安的常規(guī)、模擬集群系統(tǒng)兼容等優(yōu)點(diǎn)。

為了與常規(guī)系統(tǒng)相兼容，PDT的空中接口協(xié)議在突發(fā)與幀結(jié)構(gòu)、FDD與TDD、上下行信道定時(shí)關(guān)系、隨路與嵌入信令等方面有其獨(dú)特之處。

1. PDT技術(shù)指標(biāo)

接入方式：TDMA

載波寬度：12.5KHz

載波速率：9.6 kbps

每載波信道數(shù)：2

調(diào)制方式：4-FSK

語音編碼：AMBE+AMBE ++/SELP

語音編碼速率：2.4kbps

最大數(shù)據(jù)速率：4.8 kbps(9.6kbps)

2. PDT協(xié)議框架

PDT協(xié)議框架遵循OSI-RM層次結(jié)構(gòu)，定義了如圖1所示的三層模型。協(xié)議的第一層為物理層，第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，在這一層協(xié)議被垂直分成兩部分，一個(gè)是用戶平面，另一個(gè)是控制平面。第三層為呼叫控制層，位于控制平面，用于提供PDT需要支持的服務(wù)。

3. 4FSK調(diào)制

PDT采用四級(jí)移頻鍵控(4FSK)調(diào)制方式，每一個(gè)調(diào)制符號(hào)(波特)攜帶2個(gè)比特的信息。該調(diào)制方式與TETRA的π/4DQPSK調(diào)制方式相比，具有相同的調(diào)制效率，但4FSK的已調(diào)載波包絡(luò)恒定，可以采用髙效的非線性功放，而π/4DQPSK的已調(diào)載波包絡(luò)不恒定，必須采用低效、昂貴的線性功放。

4. PDT突發(fā)與幀結(jié)構(gòu)

PDT系統(tǒng)采用基于2時(shí)隙的TDMA幀結(jié)構(gòu)。PDT集群系統(tǒng)將上、下行載波的每一幀劃分為兩個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙都被用作一個(gè)無線信道(物理信道)。一個(gè)無線信道由一對(duì)上、下行信道組成。BS連續(xù)發(fā)射，而MS僅在指定載頻兩個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)時(shí)隙上進(jìn)行發(fā)射，故MS的發(fā)射機(jī)是斷續(xù)工作的。

一個(gè)PDT突發(fā)為一段載有信息的己調(diào)載波，從而形成了PDT系統(tǒng)的物理信道，該物理信道可用以承載各種邏輯信道。邏輯信道分為兩類：業(yè)務(wù)信道與控制信道。

4.1 PDA的基本突發(fā)結(jié)構(gòu)

PDT的TDMA幀長(zhǎng)為60ms;一個(gè)幀分為時(shí)長(zhǎng)為30ms的兩個(gè)時(shí)隙(突發(fā))。PDT的基本的突發(fā)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包含兩個(gè)108bits的負(fù)載區(qū)域和一個(gè)48bits的同步(SYNC)或嵌入信令區(qū)域。

在每個(gè)上下行突發(fā)的中間區(qū)域用來承載同步圖案或者嵌入信令。

4.2 上行突發(fā)間的保護(hù)時(shí)間

從圖3的一個(gè)TDMA上行幀可見，在上行信道的每個(gè)突發(fā)之間，有2.5ms的保護(hù)時(shí)間，該保護(hù)時(shí)間用于：

保護(hù)功放輸出功率的上升沿和下降沿。

避免MS與BS信號(hào)之間因電波傳播延時(shí)不同，而造成不同MS上行突發(fā)之間的重疊現(xiàn)象。

MS雙工工作時(shí)，一個(gè)時(shí)隙用于發(fā)射，另一個(gè)時(shí)隙用于接收。保護(hù)時(shí)間提供了MS頻率合成器轉(zhuǎn)頻的鎖定時(shí)間和收發(fā)開關(guān)的切換時(shí)間。

4.3 下行突發(fā)間的CACH

PDT的下行幀結(jié)構(gòu)如圖4所示，下行幀連續(xù)發(fā)射，即使信道空閑，BS亦要發(fā)射空閑信息用來填滿整個(gè)下行時(shí)隙。下行幀亦由兩個(gè)時(shí)隙組成，下行幀兩個(gè)時(shí)隙之間的2.5ms間隙，用于承載公共廣播信道 (CACH，Common Announcement Channel)。

4.4 上下行幀結(jié)構(gòu)

PDT上下行幀結(jié)構(gòu)如圖5所示，兩個(gè)TDMA物理信道的時(shí)隙標(biāo)為信道1和信道2。上行標(biāo)為“MS TX”，下行標(biāo)為”BS TX”。

圖5 TDMA時(shí)序

因PDT上下行載波每幀分為兩個(gè)時(shí)隙，故可以提供兩對(duì)上下行信道，即兩個(gè)物理信道。

5. 對(duì)齊模式與偏移模式

語音和數(shù)據(jù)會(huì)話要求有一對(duì)上、下行信道，上、下行信道之間的定時(shí)關(guān)系既可以是對(duì)齊模式，亦可以是偏移模式。上、下行信道的邏輯關(guān)系如表1所示，由表可見一個(gè)邏輯信道包括上、下行信道，其中邏輯信道標(biāo)號(hào)與下行信道的標(biāo)號(hào)相同。

表1 上行和下行邏輯信道關(guān)系

控制信道以及業(yè)務(wù)信道一般都采用對(duì)齊模式，業(yè)務(wù)信道在全雙工通話時(shí)可采用偏移模式。

5.1 對(duì)齊模式

該模式僅適用雙頻FDD模式，如圖6所示，在對(duì)齊信道模式下，邏輯信道1由下行信道(時(shí)隙)1和上行信道(時(shí)隙)2組成，占用邏輯信道1的BS在下行信道1發(fā)射和接收上行信道2的發(fā)射;MS在上行信道2發(fā)射和接收下行信道1的發(fā)射。邏輯信道2不再贅述。

可見在對(duì)齊模式下的BS發(fā)MS收與MS發(fā)BS收同時(shí)(同一時(shí)隙)進(jìn)行，對(duì)齊模式適用于單工和半雙工。若用于雙工，MS需要利用上下行異頻來分開收發(fā)，即MS需要有雙工器。