城市轨道交通通信与信号项目十三无线集群调度系统.ppt

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1、4/24/20231项目十三项目十三无线集群调度系统无线集群调度系统 知识要点知识要点 1 1了解移动通信的分类。了解移动通信的分类。2 2了解城市轨道交通无线集群调度系统基本结构、设备了解城市轨道交通无线集群调度系统基本结构、设备组成。组成。3 3掌握城市轨道交通无线集群调度系统设备设置及用户掌握城市轨道交通无线集群调度系统设备设置及用户组别配置。组别配置。4 4掌握城市轨道交通无线集群调度系统特点及操作。掌握城市轨道交通无线集群调度系统特点及操作。4/24/20232理论内容理论内容 随着我国城市轨道交通的发展，行车密度的不断增加，行随着我国城市轨道交通的发展，行车密度的不断增加，行车间隔

2、的不断减小，对行车的组织安全保障提出了更高的要求。车间隔的不断减小，对行车的组织安全保障提出了更高的要求。行车调度员除了利用有线调度系统与列车驾驶员、车站值班员行车调度员除了利用有线调度系统与列车驾驶员、车站值班员进行通信联络外，在紧急情况下，还需要通过无线通信直接进进行通信联络外，在紧急情况下，还需要通过无线通信直接进行应急抢险和指挥工作。行应急抢险和指挥工作。这种以列车运输调度为目的，利这种以列车运输调度为目的，利用无线电进行传输，完成移动体用无线电进行传输，完成移动体与固定体之间或移动体与移动体与固定体之间或移动体与移动体之间信息通信的系统，称为列车之间信息通信的系统，称为列车无线调度通

3、信系统。这是一种专无线调度通信系统。这是一种专用的移动通信系统，在城市轨道用的移动通信系统，在城市轨道交通上得到广泛的应用，是调度交通上得到广泛的应用，是调度通信系统的重要组成部分。通信系统的重要组成部分。4/24/20233一、移动通信的分类一、移动通信的分类 1 1移动通信的分类方法移动通信的分类方法 移动通信有以下多种分类方法：移动通信有以下多种分类方法：1)1)按使用对象可分为按使用对象可分为民用民用设备和设备和军用军用设备；设备；2)2)按使用环境可分为按使用环境可分为陆地陆地通信、通信、海上海上通信和通信和空中空中通信；通信；4/24/20234 3)3)按多址方式可分为按多址方式

4、可分为频分多址频分多址(FDMA)(FDMA)、时分多址、时分多址(TDMA)(TDMA)和码分多址和码分多址(CDMA)(CDMA)等；等；FDMAFDMA，频分多址（，频分多址（frequencydivisionmultipleaccessfrequencydivisionmultipleaccess），），是把分配给无线蜂窝电话通讯的是把分配给无线蜂窝电话通讯的频段频段分为分为3030个信道，每一个个信道，每一个信道都能够传输语音通话、数字服务和数字数据。频分多址信道都能够传输语音通话、数字服务和数字数据。频分多址是模拟高级移动电话服务是模拟高级移动电话服务(AMPS)(AMPS)中的一

5、种基本的技术，是北中的一种基本的技术，是北美地区应用最广泛的美地区应用最广泛的蜂窝电话系统蜂窝电话系统。采用频分多址，每一个。采用频分多址，每一个信道每一次只能分配给一个用户。频分多址还用于信道每一次只能分配给一个用户。频分多址还用于全接入通全接入通信系统信系统(TACS)(TACS)。4/24/20235TDMATDMA：Time Division Multiple Access Time Division Multiple Access 时分多址时分多址 。时分多时分多址址是把是把时间分割时间分割成周期性的帧成周期性的帧(Frame)(Frame)每一个帧再分割成若干每一个帧再分割成若干个

6、时隙向基站发送个时隙向基站发送信号信号，在满足定时和同步的条件下，基站，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。4/24/20236CDMA CDMA(Code Division Multiple Access)(Co

7、de Division Multiple Access)又称码分多址，又称码分多址，是在无线通讯上使用的技术，是在无线通讯上使用的技术，CDMACDMA允许所有使用者同时使用允许所有使用者同时使用全部频带全部频带(1.2288Mhz)(1.2288Mhz)，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，且把其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞完全不必考虑到讯号碰撞(collision)(collision)问题。问题。CDMACDMA中所提中所提供语音编码技术，通话品质比目前供语音编码技术，通话品质比目前GSMGSM好，且可把用户对话好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性

8、能而言，时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性能而言，CDMACDMA不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分不但有良好的认证体制，更因其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力大大增强。用户，防止被人盗听的能力大大增强。Wideband Wideband CDMA(WCDMA)CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为宽带码分多址传输技术，为IMT-2000IMT-2000的重要基的重要基础技术，将是第三代数字础技术，将是第三代数字无线通信系统无线通信系统标准之一。标准之一。4/24/20237 4)4)按覆盖范围可分为宽域网和局域网；按覆盖范围可分为宽域网和局域网；5)

9、5)按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；“宽带王宽带王”是指是指光纤光纤+局局域网域网（FTTX+LANFTTX+LAN）的接入）的接入方式，也就是光纤到小区方式，也就是光纤到小区或楼栋，五类线入户的方或楼栋，五类线入户的方式。现在小区里的宽带接式。现在小区里的宽带接入大都采用这种方式，其入大都采用这种方式，其到用户终端的带宽可以达到用户终端的带宽可以达到到10Mbps10Mbps。局域网（局域网（Local Area NetworkLocal Area Network，LANLAN）是指在某一区域内由多台计）是指在某一区域内由多台计算机互联

10、成的计算机组。一般是方算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、件管理、应用软件应用软件共享、打印机共共享、打印机共享、享、工作组工作组内的日程安排、电子邮内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。内的上千台计算机组成。4/24/20238 6)6)按工作方式可分为同频单工、双频单工、双频双工和按工作方式可分为同频单工、双频单工、双频双工和半双工；半双工；7)7

11、)按服务范围可分为专用网和公用网；按服务范围可分为专用网和公用网；8)8)按信号形式可分为模拟网和数字网；按信号形式可分为模拟网和数字网；9)9)按交通工具形式可分为汽车、坦克、火车、船舶、飞按交通工具形式可分为汽车、坦克、火车、船舶、飞机和航天飞行器等的移动通信，还有个人便携移动通信；机和航天飞行器等的移动通信，还有个人便携移动通信；10)10)按应用系统可分为蜂窝式公用移动通信系统、集群调按应用系统可分为蜂窝式公用移动通信系统、集群调度移动通信系统、无绳电话系统、无线电寻呼系统、卫星移度移动通信系统、无绳电话系统、无线电寻呼系统、卫星移动通信系统、分组无线网等。动通信系统、分组无线网等。4

12、/24/20239 2 2移动通信的工作方式移动通信的工作方式 移动通信有多种工作方式，包括单向信道的单工方式和双移动通信有多种工作方式，包括单向信道的单工方式和双向信道的单工、半双工和双工方式等。向信道的单工、半双工和双工方式等。(1)(1)单向单工方式单向单工方式 单向单工即单方向工作，如图单向单工即单方向工作，如图13-113-1所所示。最典型的是无线寻呼系统，即寻呼发射台用单频发出信息，示。最典型的是无线寻呼系统，即寻呼发射台用单频发出信息，用户则以此频率接收信息，这是一种单工工作方式。用户则以此频率接收信息，这是一种单工工作方式。图图13-1单向单工方式单向单工方式(寻呼系统寻呼系统

13、)单单工工传传输输:任任意意时时刻刻只只允允许许向向一一个个方方向向进进行行信信息息传传输输，例例如如：广播方式的传输。广播方式的传输。4/24/202310 (2)(2)双向同频单工方式双向同频单工方式 这种方式是指通信双方使用同一这种方式是指通信双方使用同一个工作频率，但各方收发设备不同时工作的通信方式，如图个工作频率，但各方收发设备不同时工作的通信方式，如图13-213-2所示。通常通信双方都处于此频率点上的接收守候状态。所示。通常通信双方都处于此频率点上的接收守候状态。当当A A方讲话时，按下讲话键，此时发射机工作、接收机关闭，方讲话时，按下讲话键，此时发射机工作、接收机关闭，B B方

14、处于守候接收状态；方处于守候接收状态；A A方讲完方讲完B B方接收后，方接收后，A A方松开讲话键变方松开讲话键变成接收状态，成接收状态，B B方按下讲话键，仍在此频率上进行讲话，方按下讲话键，仍在此频率上进行讲话，A A方接方接收。如此反复交替工作，直到双方信息交换完毕。收。如此反复交替工作，直到双方信息交换完毕。图图13-2双向同频单工方式双向同频单工方式对讲机对讲机4/24/202311 (3)(3)双向异频双向异频(双频双频)单工方式单工方式 通信双方使用两个通信双方使用两个不同不同频频率，两频率有一定的间隔，以防止发射机对接收机产生干扰。率，两频率有一定的间隔，以防止发射机对接收机

15、产生干扰。因而一个基地台可同时使用多对频率而不会引起干扰，容量也因而一个基地台可同时使用多对频率而不会引起干扰，容量也可扩展。可扩展。半半双双工工传传输输:可以交替改变方向的信息传输，但在任一特定时刻，信息只能向一个方向传输，即半双工传输是一种可切换方向的单工传输，例如：对话方式的传输。4/24/202312 (4)(4)双向异频双向异频(双频双频)半双工方式半双工方式 这种通信方式是通信双方这种通信方式是通信双方收发信机分别使用两个频率，一方使用双工方式，另一方使用收发信机分别使用两个频率，一方使用双工方式，另一方使用单工方式。基地台是双工方式，即收发信机同时工作，而移动单工方式。基地台是双

16、工方式，即收发信机同时工作，而移动台是按键讲话的异频单工方式，如图台是按键讲话的异频单工方式，如图13-313-3所示。基地台用两副所示。基地台用两副天线天线(或采用天线共用器用一副天线或采用天线共用器用一副天线)同时工作，移动台通常处同时工作，移动台通常处于收信守候状态。于收信守候状态。全双工传输全双工传输:任意时刻信任意时刻信息都可进行双向的信息传息都可进行双向的信息传输。全双工传输是两个单输。全双工传输是两个单工传输的结合，要求收发工传输的结合，要求收发设备都具有独立的收发能设备都具有独立的收发能力。力。4/24/202313 (5)(5)双向异频双向异频(双频双频)双工方式双工方式 异

17、频双工方式是指每个方异频双工方式是指每个方向使用一个频率，通话时无需按下发话键，与普通手机使用情向使用一个频率，通话时无需按下发话键，与普通手机使用情况类似。这种使用方式最受欢迎，使用方便，收发话音可同时况类似。这种使用方式最受欢迎，使用方便，收发话音可同时进行，如图进行，如图134134所示。所示。图图134双向异频双向异频(双频双频)双工方式双工方式4/24/202314二、集群通信系统介绍二、集群通信系统介绍 l.l.集群通信系统的工作方式集群通信系统的工作方式 传统的专用业务移动通信系统使用的频率是固定的，一旦传统的专用业务移动通信系统使用的频率是固定的，一旦用户选择了某信道，那么它的

18、通话就只能在这一信道上进行，用户选择了某信道，那么它的通话就只能在这一信道上进行，直至通话结束；如果这一信道已被其他用户占用，则它就不能直至通话结束；如果这一信道已被其他用户占用，则它就不能选择其他空闲信道，从而出现拥塞。选择其他空闲信道，从而出现拥塞。集群通信系统的主要业务是调度台的收发信机与一群集群通信系统的主要业务是调度台的收发信机与一群(组组)移动台之间建立一条单工或半双工的无线通信线路，或移动台移动台之间建立一条单工或半双工的无线通信线路，或移动台用户用户(车载台或手持台车载台或手持台)之间建立一条单工或半双工的无线通信之间建立一条单工或半双工的无线通信线路。在一个多信道调度无线系统

19、中，线路。在一个多信道调度无线系统中，“集群集群”是指向正在申是指向正在申请服务的用户自动分配信道，集群系统分配信道的基本技术有请服务的用户自动分配信道，集群系统分配信道的基本技术有以下几种。以下几种。4/24/202315 (1)(1)信息集群信息集群 信息集群称为消息集群，在整个通话期间，给该通话组信息集群称为消息集群，在整个通话期间，给该通话组用户分配一条无线信道。从移动台按键开始，此信道就被占用户分配一条无线信道。从移动台按键开始，此信道就被占用，只有通话双方结束通话后一定时间，此信道才被释放。用，只有通话双方结束通话后一定时间，此信道才被释放。这种技术效率低，因为在每次通话结束后所约

20、定的时间内如这种技术效率低，因为在每次通话结束后所约定的时间内如果没有通话，此信道仍然会被占用。果没有通话，此信道仍然会被占用。(2)(2)传输集群传输集群 传输集群又称发射集群。当传输集群又称发射集群。当A A、B B双方用户在单工或半双工双方用户在单工或半双工工作时，工作时，A A用户按下讲话键后，就占用一个空闲信道，当用户按下讲话键后，就占用一个空闲信道，当A A用户用户第一个消息发送完毕松开讲话键时，就有一个第一个消息发送完毕松开讲话键时，就有一个“传输完毕传输完毕”的的信令送到基地台的控制器，这个信令用来指示基地台这个信道信令送到基地台的控制器，这个信令用来指示基地台这个信道可以被别

21、的用户使用。因而在传输集群方式中不会由于通话暂可以被别的用户使用。因而在传输集群方式中不会由于通话暂停而仍然占用信道，从而提高信道利用率。停而仍然占用信道，从而提高信道利用率。4/24/202316 (3)(3)准传输集群准传输集群 准传输集群也称为准发射集群，它是相准传输集群也称为准发射集群，它是相对于传输集群而言的，是为了克服传输集群的缺点而改进的。对于传输集群而言的，是为了克服传输集群的缺点而改进的。准传输集群兼顾信息集群和传输集群的优点，它缩短了信准传输集群兼顾信息集群和传输集群的优点，它缩短了信道的保留时间，用户每次发话完毕，松开讲话键后，信道保留道的保留时间，用户每次发话完毕，松开

22、讲话键后，信道保留约为约为0 05 51s1s，而不会使消息中断。，而不会使消息中断。4/24/202317 2 2集群通信系统技术集群通信系统技术 (1)(1)多址技术多址技术 集群通信系统由基地台和移动台组成。一集群通信系统由基地台和移动台组成。一个移动台由一个用户使用，为单路，而基地台是多路的，所以个移动台由一个用户使用，为单路，而基地台是多路的，所以集群通信也是单路和多路混合的一种特殊通信方式。由于有多集群通信也是单路和多路混合的一种特殊通信方式。由于有多路工作方式，就存在多路复用即多址方式的选择。路工作方式，就存在多路复用即多址方式的选择。目前多址方式有频分多址目前多址方式有频分多址

23、(FDMA)(FDMA)、时分多址、时分多址(TDMA)(TDMA)、码分、码分多址多址(CDMA)(CDMA)、空分多址、空分多址(SDMA)(SDMA)、混合多址以及随机多址等方式。、混合多址以及随机多址等方式。传输模拟信号时，仅有频分和码分两种方式；而传输数字信号传输模拟信号时，仅有频分和码分两种方式；而传输数字信号时，则有频分、时分和码分方式。采用何种多址方式对于移动时，则有频分、时分和码分方式。采用何种多址方式对于移动通信获得高质量、大容量、高抗干扰性和满足使用要求来说，通信获得高质量、大容量、高抗干扰性和满足使用要求来说，是十分重要的。是十分重要的。4/24/202318 (2)(

24、2)信道控制技术信道控制技术 信道控制技术指的是信道共用的体信道控制技术指的是信道共用的体制。大区制移动通信系统采用多信道共用的技术，多个无线制。大区制移动通信系统采用多信道共用的技术，多个无线信道同时为多个移动台所共用，网络内大量用户共享若干无信道同时为多个移动台所共用，网络内大量用户共享若干无线信道，其目的也是为了提高信道利用率。线信道，其目的也是为了提高信道利用率。多信道共用的信道分配方式不是将每个信道固定指配给多信道共用的信道分配方式不是将每个信道固定指配给某些用户使用，而是根据需要实时地将空闲信道分配给申请某些用户使用，而是根据需要实时地将空闲信道分配给申请通话的用户使用，信道的指配

25、是动态的，每个信道可以被任通话的用户使用，信道的指配是动态的，每个信道可以被任意用户使用。意用户使用。信道分配模式，大体上分为：固定信道指配模式、动态信道分配模式，大体上分为：固定信道指配模式、动态信道指配模式和混合信道指配模式。信道指配模式和混合信道指配模式。信道信道定义：定义：在两点之间用于收发信号的单向或双向通路。在两点之间用于收发信号的单向或双向通路。4/24/202319 (3)(3)信令技术信令技术 信令是移动台与交换系统之间、交换系统信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系统之间相互传送的地址信息、管理信息与交换系统之间相互传送的地址信息、管理信息(包括建立通包括建立通话、信

26、道分配、保持信息、拆线信息以及计费管理信息等话、信道分配、保持信息、拆线信息以及计费管理信息等)以以及其他交换信息。及其他交换信息。集群通信就是多个用户共用少数几个无线信道。为了确保集群通信就是多个用户共用少数几个无线信道。为了确保通信的保密性和有秩序，保证系统有机协调地工作，系统必须通信的保密性和有秩序，保证系统有机协调地工作，系统必须要有完善的控制功能，并遵循某些规定，这样就需要一些用来要有完善的控制功能，并遵循某些规定，这样就需要一些用来表示控制和状态的信号及指令。表示控制和状态的信号及指令。为了将集群通信系统中用于通话的有用信号区别开来，我为了将集群通信系统中用于通话的有用信号区别开来

27、，我们把话音信号以外用于控制系统正常工作的非话音信号及指令们把话音信号以外用于控制系统正常工作的非话音信号及指令系统称为系统称为“信令信令”。各种各样的信令组合成集群通信系统的信。各种各样的信令组合成集群通信系统的信令系统，它可以称为集群通信系统的神经。令系统，它可以称为集群通信系统的神经。4/24/202320什么是信令什么是信令在日常生活中我们经常打电话当拿起送受话器话机便向交在日常生活中我们经常打电话当拿起送受话器话机便向交换机发出了摘机信息紧接着我们就会听到一种连续的嗡嗡声这换机发出了摘机信息紧接着我们就会听到一种连续的嗡嗡声这是交换机发出的告诉我们可以拨号的信息当拨通对方后又会听是交

28、换机发出的告诉我们可以拨号的信息当拨通对方后又会听到哒哒的呼叫对方的声音这是交换局发出的告诉我们正在呼叫到哒哒的呼叫对方的声音这是交换局发出的告诉我们正在呼叫对方接电话的信息对方接电话的信息.这里所说的摘机信息允许拨号的信息呼叫对方的回铃信息这里所说的摘机信息允许拨号的信息呼叫对方的回铃信息等等主要用于建立双方的通信关系我们把用以建立维持解除通等等主要用于建立双方的通信关系我们把用以建立维持解除通信关系的这类信息称为信关系的这类信息称为信令信令。4/24/202321 集群通信系统的信令主要有下列三种分类方式：集群通信系统的信令主要有下列三种分类方式：1)1)按信令的功能分为：控制信令、选呼信

29、令、拨号信令。按信令的功能分为：控制信令、选呼信令、拨号信令。2)2)按信令的形式分为：模拟信令和数字信令。按信令的形式分为：模拟信令和数字信令。3)3)按信令的传输方式分为：共路信令和随路信令。按信令的传输方式分为：共路信令和随路信令。控制信令控制信令选呼信令选呼信令4/24/202322 (4)(4)数字通信技术数字通信技术 数字通信技术是数字集群通信系统数字通信技术是数字集群通信系统中比较重要的部分，这是数字集群系统与模拟集群系统的不中比较重要的部分，这是数字集群系统与模拟集群系统的不同之处。同之处。1)1)数字话音编码数字话音编码。在数字通信中，信息的传输是以数字。在数字通信中，信息的

30、传输是以数字信号形式进行的，因而在通信的发送端和接收端，必须相应信号形式进行的，因而在通信的发送端和接收端，必须相应地将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换成模拟信号。地将模拟信号转换为数字信号或将数字信号转换成模拟信号。在集群移动通信中，使用最多的信息是话音信号，话音在集群移动通信中，使用最多的信息是话音信号，话音编码为信源编码，是将模拟话音信号变成数字信号以便在信编码为信源编码，是将模拟话音信号变成数字信号以便在信道中传输。这是从模拟网到数字网至关重要的一步。道中传输。这是从模拟网到数字网至关重要的一步。高质量、低速率的话音编码技术与高效率数字调制技术高质量、低速率的话音编码技术与高效率

31、数字调制技术的应用，是数字集群移动通信网优于模拟集群移动通信网的的应用，是数字集群移动通信网优于模拟集群移动通信网的重要保障。话音编码技术通常分为波形编码、声源编码和混重要保障。话音编码技术通常分为波形编码、声源编码和混合编码三类。合编码三类。4/24/202323不同话音编码（不同话音编码（CVSD/PCM）体制的系统语音通信转接的典型应用）体制的系统语音通信转接的典型应用4/24/202324 2)2)数字调制技术。数字调制技术。数字调制解调技术是集群移动通信系数字调制解调技术是集群移动通信系统中的重要组成部分，在不同的小区半径和应用环境下，移统中的重要组成部分，在不同的小区半径和应用环境

32、下，移动信道将呈现不同的衰落特性。目前国际上选用的数字蜂窝动信道将呈现不同的衰落特性。目前国际上选用的数字蜂窝系统中的调制解调技术有正交振幅调制系统中的调制解调技术有正交振幅调制(QAM)(QAM)、正交移相键、正交移相键控控(QPSK)(QPSK)、高斯最小频移键控、高斯最小频移键控(QMSK)(QMSK)、四电平频率调制、四电平频率调制(4LFM)(4LFM)、锁相环移相键控、锁相环移相键控(PLLQPSK)(PLLQPSK)、相关移相键控、相关移相键控(CORPSK)(CORPSK)、通用平滑调频、通用平滑调频(GTFM)(GTFM)等。等。QPSK QPSK是英文是英文Quadratu

33、re Phase Shift KeyingQuadrature Phase Shift Keying的缩略语的缩略语简称，意为简称，意为正交相移键控正交相移键控，是一种数字调制方式。在数字信，是一种数字调制方式。在数字信号的调制方式中号的调制方式中QPSKQPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。性、在电路上实现也较为简单。相关：在相关：在有线电视系统有线电视系统中，卫星（大锅）输出的就是中，卫星（大锅）输出的就是QPSKQPSK信

34、号。信号。4/24/202325正交振幅调制正交振幅调制，这是近年来被国际上移动通信技术专家十分，这是近年来被国际上移动通信技术专家十分重视的一种信号调制方式。重视的一种信号调制方式。QAMQAM是数字信号的一种调制方式，是数字信号的一种调制方式，在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的在调制过程中，同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，进一步提高频带利用率。提高频带利用率。QAMQAM是用两路独立的基带信号对两个相互正是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调

35、幅，利用这种已调信号交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制传输。该调制方式通常有二进制QAMQAM（4QAM4QAM）、四进制）、四进制QAMQAM（l6QAMl6QAM）、八进制）、八进制QAMQAM（64QAM64QAM）、）、，对应的空间信号，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，如图矢量端点分布图称为星座图，如图1 1所示，分别有所示，分别有4 4、1616、6464、个矢量端点。由图个矢量端点。由图2 2可以看出，电平数可以看出，电平数m

36、 m和信号状态和信号状态M M之间的之间的关系是。对于关系是。对于4QAM4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与性能及相位矢量均与4PSK4PSK相同相同 4/24/202326 3 3集群通信系统的分类集群通信系统的分类 集群通信系统通常有以下几种分类方式。集群通信系统通常有以下几种分类方式。(1)(1)按信令方式分按信令方式分 有共路信令方式和随路信令方式。共有共路信令方式和随路信令方式。共路信令是设定一个专门的控制信道传送信令，这种方式的优路信令是设定一个专门的控制信道传送信令，这种方式的优点是信令速度快，电路容易实现，但占

37、用信道。随路信令是点是信令速度快，电路容易实现，但占用信道。随路信令是在一个信道中同时传话音和信令，信令不单独占用信道，可在一个信道中同时传话音和信令，信令不单独占用信道，可节约信道，缺点是接续速度慢。节约信道，缺点是接续速度慢。(2)(2)按信令占有信道方式分按信令占有信道方式分 有固定式和搜索式。在固有固定式和搜索式。在固定式中，消息传送占用固定信道。搜索式发起呼叫时占用随定式中，消息传送占用固定信道。搜索式发起呼叫时占用随机信道，需不断搜索变化的信令信道，忙时信令信道可作话机信道，需不断搜索变化的信令信道，忙时信令信道可作话音信道，新空闲出来的话音信道可接替控制信道。固定式实音信道，新空

38、闲出来的话音信道可接替控制信道。固定式实施简单，搜索式实施复杂。施简单，搜索式实施复杂。(3)(3)按通话占用信道分按通话占用信道分 有信息集群、传输集群和准传有信息集群、传输集群和准传输集群，前面已经详细讲述此三种方式的优缺点。输集群，前面已经详细讲述此三种方式的优缺点。4/24/202327 (4)(4)按呼叫处理方式分按呼叫处理方式分 有损失制系统和等待制系统。损有损失制系统和等待制系统。损失制系统中，当话音信道占满时，呼叫申请被示忙，用户需重失制系统中，当话音信道占满时，呼叫申请被示忙，用户需重新呼叫，信道利用率低。在等待制系统中，信道被占满新呼叫，信道利用率低。在等待制系统中，信道被

39、占满时，对新申请者采取呼叫排队方式处理，采取先来先服务的方时，对新申请者采取呼叫排队方式处理，采取先来先服务的方式，不必重新申请，信道利用率高。式，不必重新申请，信道利用率高。(5)5)按控制方式分按控制方式分 有集中控制方式和分散控制方式。集有集中控制方式和分散控制方式。集中控制式是指由一个智能终端控制，统一管理系统内话务信道中控制式是指由一个智能终端控制，统一管理系统内话务信道的方式。分散式是指每一信道都有单独的智能控制终端的的方式。分散式是指每一信道都有单独的智能控制终端的管理方式。管理方式。4/24/202328 4 4集群通信系统的基本网络结构集群通信系统的基本网络结构 通常人们习惯

40、地按照覆盖区半径大小和服务区的几何形状通常人们习惯地按照覆盖区半径大小和服务区的几何形状来对系统的网络结构进行分类。按照覆盖区半径的大小，分为来对系统的网络结构进行分类。按照覆盖区半径的大小，分为大区网、中区网和小区网；根据服务区的几何形状，可分为带大区网、中区网和小区网；根据服务区的几何形状，可分为带状服务区和和面状服务区状服务区和和面状服务区 (1)(1)单区、单点、单中单区、单点、单中心网络心网络 单基站系统是一单基站系统是一个基本集群通信系统，它个基本集群通信系统，它设置一个系统控制器和一设置一个系统控制器和一个基站，如图个基站，如图13-513-5所示，所示，系统主要包括以下几部分。

41、系统主要包括以下几部分。图图13-5单区、单点、单中心网络单区、单点、单中心网络4/24/202329单区单基站系统单区单基站系统单区单基站系统单区单基站系统是集群系统最基本的是集群系统最基本的组网形式，主要应用组网形式，主要应用于覆盖范围要求不大于覆盖范围要求不大的地区。在相对平坦的地区。在相对平坦的地区，手持台覆盖的地区，手持台覆盖半径可达半径可达2020公里以上。公里以上。QHQH13271327集群系统单集群系统单基站最大可扩展到基站最大可扩展到3232个信道。单基站系统个信道。单基站系统的组网如图所示。的组网如图所示。4/24/202330 1)1)基站基站。它由若干基本无线收发信机

42、、控制部分、天线共。它由若干基本无线收发信机、控制部分、天线共用器、天馈线系统和电源等设备组成。天线共用器包括发信合用器、天馈线系统和电源等设备组成。天线共用器包括发信合路器和接收多路分路器。天馈线系统包括接收天线、发射天线路器和接收多路分路器。天馈线系统包括接收天线、发射天线和馈线。和馈线。4/24/202331 2)2)移动台移动台。它是运行中或停留在某未定地点进行通信的。它是运行中或停留在某未定地点进行通信的用户台，包括车载台、便携的手持台等，由收发信机、控制用户台，包括车载台、便携的手持台等，由收发信机、控制单元、天馈线单元、天馈线(或双工台或双工台)和电源组成。和电源组成。4/24/

43、202332 3)3)调度台调度台。它是能对移动台进行指挥、调度和管理的设。它是能对移动台进行指挥、调度和管理的设备，分有线和无线调度台两种。无线调度台由收发机、控制备，分有线和无线调度台两种。无线调度台由收发机、控制单元、天馈线单元、天馈线(或双工台或双工台)、电源和操作台组成；有线调度台、电源和操作台组成；有线调度台包括操作台、电源、与控制中心设备连接的接口转换器等。包括操作台、电源、与控制中心设备连接的接口转换器等。无线调度台无线调度台有线调度台有线调度台4/24/202333 4)4)控制中心控制中心。控制中心包括系统控制器、系统交换和电源。控制中心包括系统控制器、系统交换和电源等设备

44、，它主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和等设备，它主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和接续等。它由接口电源、交换矩阵、集群控制逻辑电路、接续等。它由接口电源、交换矩阵、集群控制逻辑电路、有线接口电路、监控系统、电源和微机组成。有线接口电路、监控系统、电源和微机组成。4/24/202334 5)5)系统管理终端系统管理终端。它主要由一台或多台计算机及相应的。它主要由一台或多台计算机及相应的系统管理软件组成，并与控制中心控制器连接。维护使用人系统管理软件组成，并与控制中心控制器连接。维护使用人员通过此终端对系统进行管理控制，包括修改运行方式、信员通过此终端对系统进行管理控制，包括修

45、改运行方式、信道状态报告、用户入网控制、设备状态控制、告警及各种报道状态报告、用户入网控制、设备状态控制、告警及各种报表打印输出等。表打印输出等。6)6)传输设备传输设备。它是控制中心与基站进行连接的部分，为。它是控制中心与基站进行连接的部分，为基站与控制中心之间信息传输提供通道，可采取有线或无线基站与控制中心之间信息传输提供通道，可采取有线或无线方式来实现此功能。方式来实现此功能。4/24/202335 (2)(2)单区、多点、单中心网络单区、多点、单中心网络 如图如图136136所示，它由一个所示，它由一个控制中心、多个基站、有线或无线调度台及网中若干移动台组控制中心、多个基站、有线或无线

46、调度台及网中若干移动台组成。成。这种网络适用于一个地区内多个部门共同使用的集群移动这种网络适用于一个地区内多个部门共同使用的集群移动通信系统，各部门可自己组成系统，共享网内的频率资源。通信系统，各部门可自己组成系统，共享网内的频率资源。在整个服务区域在整个服务区域内设立了一个控制中心内设立了一个控制中心和多个基站，组合形成和多个基站，组合形成整个服务区；各基站可整个服务区；各基站可通过无线或有线传输链通过无线或有线传输链路连接到控制中心。路连接到控制中心。图图136单区、多点、单中心网络单区、多点、单中心网络4/24/202336单区多基站系统单区多基站系统单区多基站系统是单区多基站系统是单基

47、站系统的扩展组网单基站系统的扩展组网形式，主要应用于覆盖形式，主要应用于覆盖范围要求较大的地区。范围要求较大的地区。通过通过4 4线线E&ME&M接口将系统接口将系统的控制中心与各基站连的控制中心与各基站连接起来，接起来，4 4线线E&ME&M接口可接口可以由微波或光纤提供的以由微波或光纤提供的E1E1接口配合接口配合PCMPCM复用设备复用设备提供。系统整体覆盖范提供。系统整体覆盖范围相当于几个单基站的围相当于几个单基站的覆盖范围总和。一套覆盖范围总和。一套QHQH13271327集群系统的控制集群系统的控制中心可以控制中心可以控制1010个基站。个基站。4/24/202337 (3)(3)

48、多区、多中心、多层次网络多区、多中心、多层次网络 如图如图13-713-7及图及图138138所所示，由多个控制中心和多基站组成而形成整个服务区。可以示，由多个控制中心和多基站组成而形成整个服务区。可以看出，图看出，图13-713-7中各控制中心通过有线或无线传输电路连接至中各控制中心通过有线或无线传输电路连接至区域控制中心，即形成了图区域控制中心，即形成了图138138所示的网络结构。各控制中所示的网络结构。各控制中心将受到上一级的区域控制中心控制及管理。心将受到上一级的区域控制中心控制及管理。图图13-7多区多中心网络多区多中心网络4/24/202338多区多基站系统联网多区多基站系统联网

49、多区（多城市）多多区（多城市）多基站系统联网是将不同基站系统联网是将不同地区的单基站系统或多地区的单基站系统或多基站系统通过同一个网基站系统通过同一个网管交换控制中心连接，管交换控制中心连接，实现不同系统用户的自实现不同系统用户的自动漫游功能。主要应用动漫游功能。主要应用于各地市之间以及地市于各地市之间以及地市和各县之间的集群系统和各县之间的集群系统联网，从而使各集群系联网，从而使各集群系统的覆盖范围从本地扩统的覆盖范围从本地扩展到全省。展到全省。4/24/202339 控制中心主要处理所管辖区内基站和越区至本基站区内控制中心主要处理所管辖区内基站和越区至本基站区内移动用户的业务，越区用户识别

50、码的登记、控制频道分配、移动用户的业务，越区用户识别码的登记、控制频道分配、有线或无线用户寻找越区用户的业务，将由区域控制中心处有线或无线用户寻找越区用户的业务，将由区域控制中心处理。这样就形成了二级管理的区域网。理。这样就形成了二级管理的区域网。图图138多区多层次多中心网络多区多层次多中心网络4/24/202340 (4)(4)带状网、面状网带状网、面状网 根据服务对象、地形的分布及干扰根据服务对象、地形的分布及干扰等因素，可以将小区制移动通信网划分为：带状服务区、面状等因素，可以将小区制移动通信网划分为：带状服务区、面状服务区。服务区。1)1)带状服务区带状服务区。带状服务区是指用户的分