1、7/18/20221項(xiàng)目十三 無線集群調(diào)度系統(tǒng) 知識要點(diǎn) 1了解移動(dòng)通信的分類。 2了解城市軌道交通無線集群調(diào)度系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、設(shè)備組成。 3掌握城市軌道交通無線集群調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備設(shè)置及用戶組別配置。 4掌握城市軌道交通無線集群調(diào)度系統(tǒng)特點(diǎn)及操作。7/18/20222理論內(nèi)容 隨著我國城市軌道交通的發(fā)展，行車密度的不斷增加，行車間隔的不斷減小，對行車的組織安全保障提出了更高的要求。行車調(diào)度員除了利用有線調(diào)度系統(tǒng)與列車駕駛員、車站值班員進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)外，在緊急情況下，還需要通過無線通信直接進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)和指揮工作。這種以列車運(yùn)輸調(diào)度為目的，利用無線電進(jìn)行傳輸，完成移動(dòng)體與固定體之間或移動(dòng)體與移動(dòng)體之間信

2、息通信的系統(tǒng)，稱為列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)。這是一種專用的移動(dòng)通信系統(tǒng)，在城市軌道交通上得到廣泛的應(yīng)用，是調(diào)度通信系統(tǒng)的重要組成部分。7/18/20223一、移動(dòng)通信的分類 1移動(dòng)通信的分類方法 移動(dòng)通信有以下多種分類方法： 1)按使用對象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備； 2)按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信； 7/18/20224 3)按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等； FDMA，頻分多址（frequencydivisionmultipleaccess），是把分配給無線蜂窩電話通訊的頻段分為30個(gè)信道，每一個(gè)信道都能夠傳輸語音通話、數(shù)字服務(wù)

3、和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。頻分多址是模擬高級移動(dòng)電話服務(wù)(AMPS)中的一種基本的技術(shù)，是北美地區(qū)應(yīng)用最廣泛的蜂窩電話系統(tǒng)。采用頻分多址，每一個(gè)信道每一次只能分配給一個(gè)用戶。頻分多址還用于全接入通信系統(tǒng)(TACS)。7/18/20225TDMA：Time Division Multiple Access 時(shí)分多址 。時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的幀(Frame)每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)終端的信號而不混擾。同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)終端的信號都按順序安排在予定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)終端只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號中把發(fā)給它的信

4、號區(qū)分并接收下來。7/18/20226CDMA (Code Division Multiple Access) 又稱碼分多址，是在無線通訊上使用的技術(shù)，CDMA允許所有使用者同時(shí)使用全部頻帶(1.2288Mhz)，且把其他使用者發(fā)出訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞 (collision) 問題。CDMA中所提供語音編碼技術(shù)，通話品質(zhì)比目前GSM好，且可把用戶對話時(shí)周圍環(huán)境噪音降低，使通話更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的認(rèn)證體制，更因其傳輸特性，用碼來區(qū)分用戶，防止被人盜聽的能力大大增強(qiáng)。 Wideband CDMA(WCDMA)寬帶碼分多址傳輸技術(shù)，為IMT-2000的重要基礎(chǔ)

5、技術(shù)，將是第三代數(shù)字無線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之一。7/18/20227 4)按覆蓋范圍可分為寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)； 5)按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)； “寬帶王”是指光纖+局域網(wǎng)（FTTX+LAN）的接入方式，也就是光纖到小區(qū)或樓棟，五類線入戶的方式?，F(xiàn)在小區(qū)里的寬帶接入大都采用這種方式，其到用戶終端的帶寬可以達(dá)到10Mbps。 局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計(jì)算機(jī)互聯(lián)成的計(jì)算機(jī)組。一般是方圓幾千米以內(nèi)。局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)文件管理、應(yīng)用軟件共享、打印機(jī)共享、工作組內(nèi)的日程安排、電子郵件和傳真通信服務(wù)等功能。局域網(wǎng)是封閉型的，可以由辦公室內(nèi)的兩臺計(jì)算機(jī)組

6、成，也可以由一個(gè)公司內(nèi)的上千臺計(jì)算機(jī)組成。7/18/20228 6)按工作方式可分為同頻單工、雙頻單工、雙頻雙工和半雙工； 7)按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)； 8)按信號形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)； 9)按交通工具形式可分為汽車、坦克、火車、船舶、飛機(jī)和航天飛行器等的移動(dòng)通信，還有個(gè)人便攜移動(dòng)通信； 10)按應(yīng)用系統(tǒng)可分為蜂窩式公用移動(dòng)通信系統(tǒng)、集群調(diào)度移動(dòng)通信系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電尋呼系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)等。7/18/20229 2移動(dòng)通信的工作方式 移動(dòng)通信有多種工作方式，包括單向信道的單工方式和雙向信道的單工、半雙工和雙工方式等。 (1)單向單工方式 單向單工即單方向工

7、作，如圖13-1所示。最典型的是無線尋呼系統(tǒng)，即尋呼發(fā)射臺用單頻發(fā)出信息，用戶則以此頻率接收信息，這是一種單工工作方式。 圖13-1 單向單工方式(尋呼系統(tǒng))單工傳輸: 任意時(shí)刻只允許向一個(gè)方向進(jìn)行信息傳輸，例如：廣播方式的傳輸。7/18/202210 (2)雙向同頻單工方式 這種方式是指通信雙方使用同一個(gè)工作頻率，但各方收發(fā)設(shè)備不同時(shí)工作的通信方式，如圖13-2所示。通常通信雙方都處于此頻率點(diǎn)上的接收守候狀態(tài)。當(dāng)A方講話時(shí)，按下講話鍵，此時(shí)發(fā)射機(jī)工作、接收機(jī)關(guān)閉，B方處于守候接收狀態(tài)；A方講完B方接收后，A方松開講話鍵變成接收狀態(tài)，B方按下講話鍵，仍在此頻率上進(jìn)行講話，A方接收。如此反復(fù)交替

8、工作，直到雙方信息交換完畢。圖13-2 雙向同頻單工方式 對講機(jī)7/18/202211 (3)雙向異頻(雙頻)單工方式 通信雙方使用兩個(gè)不同頻率，兩頻率有一定的間隔，以防止發(fā)射機(jī)對接收機(jī)產(chǎn)生干擾。因而一個(gè)基地臺可同時(shí)使用多對頻率而不會(huì)引起干擾，容量也可擴(kuò)展。 半雙工傳輸: 可以交替改變方向的信息傳輸，但在任一特定時(shí)刻，信息只能向一個(gè)方向傳輸，即半雙工傳輸是一種可切換方向的單工傳輸，例如：對話方式的傳輸。7/18/202212 (4)雙向異頻(雙頻)半雙工方式 這種通信方式是通信雙方收發(fā)信機(jī)分別使用兩個(gè)頻率，一方使用雙工方式，另一方使用單工方式。基地臺是雙工方式，即收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，而移動(dòng)臺是按

9、鍵講話的異頻單工方式，如圖13-3所示。基地臺用兩副天線(或采用天線共用器用一副天線)同時(shí)工作，移動(dòng)臺通常處于收信守候狀態(tài)。全雙工傳輸: 任意時(shí)刻信息都可進(jìn)行雙向的信息傳輸。全雙工傳輸是兩個(gè)單工傳輸?shù)慕Y(jié)合，要求收發(fā)設(shè)備都具有獨(dú)立的收發(fā)能力。7/18/202213 (5)雙向異頻(雙頻)雙工方式 異頻雙工方式是指每個(gè)方向使用一個(gè)頻率，通話時(shí)無需按下發(fā)話鍵，與普通手機(jī)使用情況類似。這種使用方式最受歡迎，使用方便，收發(fā)話音可同時(shí)進(jìn)行，如圖134所示。圖134雙向異頻(雙頻)雙工方式7/18/202214二、集群通信系統(tǒng)介紹 l.集群通信系統(tǒng)的工作方式 傳統(tǒng)的專用業(yè)務(wù)移動(dòng)通信系統(tǒng)使用的頻率是固定的，一

10、旦用戶選擇了某信道，那么它的通話就只能在這一信道上進(jìn)行，直至通話結(jié)束；如果這一信道已被其他用戶占用，則它就不能選擇其他空閑信道，從而出現(xiàn)擁塞。 集群通信系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)是調(diào)度臺的收發(fā)信機(jī)與一群(組)移動(dòng)臺之間建立一條單工或半雙工的無線通信線路，或移動(dòng)臺用戶(車載臺或手持臺)之間建立一條單工或半雙工的無線通信線路。在一個(gè)多信道調(diào)度無線系統(tǒng)中，“集群”是指向正在申請服務(wù)的用戶自動(dòng)分配信道，集群系統(tǒng)分配信道的基本技術(shù)有以下幾種。7/18/202215 (1)信息集群 信息集群稱為消息集群，在整個(gè)通話期間，給該通話組用戶分配一條無線信道。從移動(dòng)臺按鍵開始，此信道就被占用，只有通話雙方結(jié)束通話后一定時(shí)間，

11、此信道才被釋放。這種技術(shù)效率低，因?yàn)樵诿看瓮ㄔ捊Y(jié)束后所約定的時(shí)間內(nèi)如果沒有通話，此信道仍然會(huì)被占用。 (2)傳輸集群 傳輸集群又稱發(fā)射集群。當(dāng)A、B雙方用戶在單工或半雙工工作時(shí)，A用戶按下講話鍵后，就占用一個(gè)空閑信道，當(dāng)A用戶第一個(gè)消息發(fā)送完畢松開講話鍵時(shí)，就有一個(gè)“傳輸完畢”的信令送到基地臺的控制器，這個(gè)信令用來指示基地臺這個(gè)信道可以被別的用戶使用。因而在傳輸集群方式中不會(huì)由于通話暫停而仍然占用信道，從而提高信道利用率。7/18/202216 (3)準(zhǔn)傳輸集群 準(zhǔn)傳輸集群也稱為準(zhǔn)發(fā)射集群，它是相對于傳輸集群而言的，是為了克服傳輸集群的缺點(diǎn)而改進(jìn)的。 準(zhǔn)傳輸集群兼顧信息集群和傳輸集群的優(yōu)點(diǎn)，它

12、縮短了信道的保留時(shí)間，用戶每次發(fā)話完畢，松開講話鍵后，信道保留約為051s，而不會(huì)使消息中斷。7/18/202217 2集群通信系統(tǒng)技術(shù) (1)多址技術(shù) 集群通信系統(tǒng)由基地臺和移動(dòng)臺組成。一個(gè)移動(dòng)臺由一個(gè)用戶使用，為單路，而基地臺是多路的，所以集群通信也是單路和多路混合的一種特殊通信方式。由于有多路工作方式，就存在多路復(fù)用即多址方式的選擇。 目前多址方式有頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)、混合多址以及隨機(jī)多址等方式。傳輸模擬信號時(shí)，僅有頻分和碼分兩種方式；而傳輸數(shù)字信號時(shí)，則有頻分、時(shí)分和碼分方式。采用何種多址方式對于移動(dòng)通信獲得高質(zhì)量、大

13、容量、高抗干擾性和滿足使用要求來說，是十分重要的。7/18/202218 (2)信道控制技術(shù) 信道控制技術(shù)指的是信道共用的體制。大區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)采用多信道共用的技術(shù)，多個(gè)無線信道同時(shí)為多個(gè)移動(dòng)臺所共用，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)大量用戶共享若干無線信道，其目的也是為了提高信道利用率。 多信道共用的信道分配方式不是將每個(gè)信道固定指配給某些用戶使用，而是根據(jù)需要實(shí)時(shí)地將空閑信道分配給申請通話的用戶使用，信道的指配是動(dòng)態(tài)的，每個(gè)信道可以被任意用戶使用。 信道分配模式，大體上分為：固定信道指配模式、動(dòng)態(tài)信道指配模式和混合信道指配模式。信道定義：在兩點(diǎn)之間用于收發(fā)信號的單向或雙向通路。7/18/202219 (3)信令技

14、術(shù) 信令是移動(dòng)臺與交換系統(tǒng)之間、交換系統(tǒng)與交換系統(tǒng)之間相互傳送的地址信息、管理信息(包括建立通話、信道分配、保持信息、拆線信息以及計(jì)費(fèi)管理信息等)以及其他交換信息。 集群通信就是多個(gè)用戶共用少數(shù)幾個(gè)無線信道。為了確保通信的保密性和有秩序，保證系統(tǒng)有機(jī)協(xié)調(diào)地工作，系統(tǒng)必須要有完善的控制功能，并遵循某些規(guī)定，這樣就需要一些用來表示控制和狀態(tài)的信號及指令。 為了將集群通信系統(tǒng)中用于通話的有用信號區(qū)別開來，我們把話音信號以外用于控制系統(tǒng)正常工作的非話音信號及指令系統(tǒng)稱為“信令”。各種各樣的信令組合成集群通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)，它可以稱為集群通信系統(tǒng)的神經(jīng)。7/18/202220什么是信令 在日常生活中我們

15、經(jīng)常打電話當(dāng)拿起送受話器話機(jī)便向交換機(jī)發(fā)出了摘機(jī)信息緊接著我們就會(huì)聽到一種連續(xù)的嗡嗡聲這是交換機(jī)發(fā)出的告訴我們可以撥號的信息當(dāng)撥通對方后又會(huì)聽到噠噠的呼叫對方的聲音這是交換局發(fā)出的告訴我們正在呼叫對方接電話的信息. 這里所說的摘機(jī)信息允許撥號的信息呼叫對方的回鈴信息等等主要用于建立雙方的通信關(guān)系我們把用以建立維持解除通信關(guān)系的這類信息稱為信令。7/18/202221 集群通信系統(tǒng)的信令主要有下列三種分類方式： 1)按信令的功能分為：控制信令、選呼信令、撥號信令。 2)按信令的形式分為：模擬信令和數(shù)字信令。 3)按信令的傳輸方式分為：共路信令和隨路信令。 控制信令選呼信令7/18/202222

16、(4)數(shù)字通信技術(shù) 數(shù)字通信技術(shù)是數(shù)字集群通信系統(tǒng)中比較重要的部分，這是數(shù)字集群系統(tǒng)與模擬集群系統(tǒng)的不同之處。 1)數(shù)字話音編碼。在數(shù)字通信中，信息的傳輸是以數(shù)字信號形式進(jìn)行的，因而在通信的發(fā)送端和接收端，必須相應(yīng)地將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號或?qū)?shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。 在集群移動(dòng)通信中，使用最多的信息是話音信號，話音編碼為信源編碼，是將模擬話音信號變成數(shù)字信號以便在信道中傳輸。這是從模擬網(wǎng)到數(shù)字網(wǎng)至關(guān)重要的一步。 高質(zhì)量、低速率的話音編碼技術(shù)與高效率數(shù)字調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用，是數(shù)字集群移動(dòng)通信網(wǎng)優(yōu)于模擬集群移動(dòng)通信網(wǎng)的重要保障。話音編碼技術(shù)通常分為波形編碼、聲源編碼和混合編碼三類。7/18/2022

17、23不同話音編碼（CVSD/PCM）體制的系統(tǒng)語音通信轉(zhuǎn)接的典型應(yīng)用 7/18/202224 2)數(shù)字調(diào)制技術(shù)。數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是集群移動(dòng)通信系統(tǒng)中的重要組成部分，在不同的小區(qū)半徑和應(yīng)用環(huán)境下，移動(dòng)信道將呈現(xiàn)不同的衰落特性。目前國際上選用的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)技術(shù)有正交振幅調(diào)制(QAM)、正交移相鍵控(QPSK)、高斯最小頻移鍵控(QMSK)、四電平頻率調(diào)制(4LFM)、鎖相環(huán)移相鍵控(PLLQPSK)、相關(guān)移相鍵控(CORPSK)、通用平滑調(diào)頻(GTFM)等。 QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的縮略語簡稱，意為正交相移鍵控，是一種數(shù)字調(diào)制方式。在數(shù)

18、字信號的調(diào)制方式中QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號調(diào)制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強(qiáng)的抗干擾性、在電路上實(shí)現(xiàn)也較為簡單。 相關(guān)：在有線電視系統(tǒng)中，衛(wèi)星（大鍋）輸出的就是QPSK信號。 7/18/202225正交振幅調(diào)制，這是近年來被國際上移動(dòng)通信技術(shù)專家十分重視的一種信號調(diào)制方式。QAM是數(shù)字信號的一種調(diào)制方式，在調(diào)制過程中，同時(shí)以載波信號的幅度和相位來代表不同的數(shù)字比特編碼，把多進(jìn)制與正交載波技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步提高頻帶利用率。QAM是用兩路獨(dú)立的基帶信號對兩個(gè)相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波雙邊帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳

19、輸。該調(diào)制方式通常有二進(jìn)制QAM（4QAM）、四進(jìn)制QAM（l6QAM）、八進(jìn)制QAM（64QAM）、 ，對應(yīng)的空間信號矢量端點(diǎn)分布圖稱為星座圖，如圖1所示，分別有4、16、64、個(gè)矢量端點(diǎn)。由圖2可以看出，電平數(shù)m和信號狀態(tài)M之間的關(guān)系是。對于4QAM，當(dāng)兩路信號幅度相等時(shí)，其產(chǎn)生、解調(diào)、性能及相位矢量均與4PSK相同 7/18/202226 3集群通信系統(tǒng)的分類 集群通信系統(tǒng)通常有以下幾種分類方式。 (1)按信令方式分 有共路信令方式和隨路信令方式。共路信令是設(shè)定一個(gè)專門的控制信道傳送信令，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是信令速度快，電路容易實(shí)現(xiàn)，但占用信道。隨路信令是在一個(gè)信道中同時(shí)傳話音和信令，信令不

20、單獨(dú)占用信道，可節(jié)約信道，缺點(diǎn)是接續(xù)速度慢。 (2)按信令占有信道方式分 有固定式和搜索式。在固定式中，消息傳送占用固定信道。搜索式發(fā)起呼叫時(shí)占用隨機(jī)信道，需不斷搜索變化的信令信道，忙時(shí)信令信道可作話音信道，新空閑出來的話音信道可接替控制信道。固定式實(shí)施簡單，搜索式實(shí)施復(fù)雜。 (3)按通話占用信道分 有信息集群、傳輸集群和準(zhǔn)傳輸集群，前面已經(jīng)詳細(xì)講述此三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。7/18/202227 (4)按呼叫處理方式分 有損失制系統(tǒng)和等待制系統(tǒng)。損失制系統(tǒng)中，當(dāng)話音信道占滿時(shí)，呼叫申請被示忙，用戶需重新呼叫，信道利用率低。在等待制系統(tǒng)中，信道被占滿時(shí)，對新申請者采取呼叫排隊(duì)方式處理，采取先來先服務(wù)

21、的方式，不必重新申請，信道利用率高。 (5)按控制方式分 有集中控制方式和分散控制方式。集中控制式是指由一個(gè)智能終端控制，統(tǒng)一管理系統(tǒng)內(nèi)話務(wù)信道的方式。分散式是指每一信道都有單獨(dú)的智能控制終端的管理方式。7/18/202228 4集群通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 通常人們習(xí)慣地按照覆蓋區(qū)半徑大小和服務(wù)區(qū)的幾何形狀來對系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。按照覆蓋區(qū)半徑的大小，分為大區(qū)網(wǎng)、中區(qū)網(wǎng)和小區(qū)網(wǎng)；根據(jù)服務(wù)區(qū)的幾何形狀，可分為帶狀服務(wù)區(qū)和和面狀服務(wù)區(qū) (1)單區(qū)、單點(diǎn)、單中心網(wǎng)絡(luò) 單基站系統(tǒng)是一個(gè)基本集群通信系統(tǒng)，它設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)控制器和一個(gè)基站，如圖13-5所示，系統(tǒng)主要包括以下幾部分。圖13-5單區(qū)、單點(diǎn)、

22、單中心網(wǎng)絡(luò)7/18/202229單區(qū)單基站系統(tǒng)單區(qū)單基站系統(tǒng)是集群系統(tǒng)最基本的組網(wǎng)形式，主要應(yīng)用于覆蓋范圍要求不大的地區(qū)。在相對平坦的地區(qū)，手持臺覆蓋半徑可達(dá)20公里以上。QH1327集群系統(tǒng)單基站最大可擴(kuò)展到32個(gè)信道。單基站系統(tǒng)的組網(wǎng)如圖所示。 7/18/202230 1)基站。它由若干基本無線收發(fā)信機(jī)、控制部分、天線共用器、天饋線系統(tǒng)和電源等設(shè)備組成。天線共用器包括發(fā)信合路器和接收多路分路器。天饋線系統(tǒng)包括接收天線、發(fā)射天線和饋線。 7/18/202231 2)移動(dòng)臺。它是運(yùn)行中或停留在某未定地點(diǎn)進(jìn)行通信的用戶臺，包括車載臺、便攜的手持臺等，由收發(fā)信機(jī)、控制單元、天饋線(或雙工臺)和電源

23、組成。 7/18/202232 3)調(diào)度臺。它是能對移動(dòng)臺進(jìn)行指揮、調(diào)度和管理的設(shè)備，分有線和無線調(diào)度臺兩種。無線調(diào)度臺由收發(fā)機(jī)、控制單元、天饋線(或雙工臺)、電源和操作臺組成；有線調(diào)度臺包括操作臺、電源、與控制中心設(shè)備連接的接口轉(zhuǎn)換器等。無線調(diào)度臺 有線調(diào)度臺7/18/202233 4)控制中心。控制中心包括系統(tǒng)控制器、系統(tǒng)交換和電源等設(shè)備，它主要控制和管理整個(gè)集群通信系統(tǒng)的運(yùn)行、交換和接續(xù)等。它由接口電源、交換矩陣、集群控制邏輯電路、有線接口電路、監(jiān)控系統(tǒng)、電源和微機(jī)組成。 7/18/202234 5)系統(tǒng)管理終端。它主要由一臺或多臺計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的系統(tǒng)管理軟件組成，并與控制中心控制器連接。

24、維護(hù)使用人員通過此終端對系統(tǒng)進(jìn)行管理控制，包括修改運(yùn)行方式、信道狀態(tài)報(bào)告、用戶入網(wǎng)控制、設(shè)備狀態(tài)控制、告警及各種報(bào)表打印輸出等。 6)傳輸設(shè)備。它是控制中心與基站進(jìn)行連接的部分，為基站與控制中心之間信息傳輸提供通道，可采取有線或無線方式來實(shí)現(xiàn)此功能。7/18/202235 (2)單區(qū)、多點(diǎn)、單中心網(wǎng)絡(luò) 如圖136所示，它由一個(gè)控制中心、多個(gè)基站、有線或無線調(diào)度臺及網(wǎng)中若干移動(dòng)臺組成。 這種網(wǎng)絡(luò)適用于一個(gè)地區(qū)內(nèi)多個(gè)部門共同使用的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，各部門可自己組成系統(tǒng)，共享網(wǎng)內(nèi)的頻率資源。 在整個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)設(shè)立了一個(gè)控制中心和多個(gè)基站，組合形成整個(gè)服務(wù)區(qū)；各基站可通過無線或有線傳輸鏈路連接到控制中

25、心。圖136單區(qū)、多點(diǎn)、單中心網(wǎng)絡(luò)7/18/202236單區(qū)多基站系統(tǒng)單區(qū)多基站系統(tǒng)是單基站系統(tǒng)的擴(kuò)展組網(wǎng)形式，主要應(yīng)用于覆蓋范圍要求較大的地區(qū)。通過4線E&M接口將系統(tǒng)的控制中心與各基站連接起來，4線E&M接口可以由微波或光纖提供的E1接口配合PCM復(fù)用設(shè)備提供。系統(tǒng)整體覆蓋范圍相當(dāng)于幾個(gè)單基站的覆蓋范圍總和。一套QH1327集群系統(tǒng)的控制中心可以控制10個(gè)基站。 7/18/202237 (3)多區(qū)、多中心、多層次網(wǎng)絡(luò) 如圖13-7及圖138所示，由多個(gè)控制中心和多基站組成而形成整個(gè)服務(wù)區(qū)。可以看出，圖13-7中各控制中心通過有線或無線傳輸電路連接至區(qū)域控制中心，即形成了圖138所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)

26、構(gòu)。各控制中心將受到上一級的區(qū)域控制中心控制及管理。圖13-7多區(qū)多中心網(wǎng)絡(luò)7/18/202238多區(qū)多基站系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)多區(qū)（多城市）多基站系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是將不同地區(qū)的單基站系統(tǒng)或多基站系統(tǒng)通過同一個(gè)網(wǎng)管交換控制中心連接，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)用戶的自動(dòng)漫游功能。主要應(yīng)用于各地市之間以及地市和各縣之間的集群系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從而使各集群系統(tǒng)的覆蓋范圍從本地?cái)U(kuò)展到全省。 7/18/202239 控制中心主要處理所管轄區(qū)內(nèi)基站和越區(qū)至本基站區(qū)內(nèi)移動(dòng)用戶的業(yè)務(wù)，越區(qū)用戶識別碼的登記、控制頻道分配、有線或無線用戶尋找越區(qū)用戶的業(yè)務(wù)，將由區(qū)域控制中心處理。這樣就形成了二級管理的區(qū)域網(wǎng)。圖138多區(qū)多層次多中心網(wǎng)絡(luò)7/18/2022

27、40 (4)帶狀網(wǎng)、面狀網(wǎng) 根據(jù)服務(wù)對象、地形的分布及干擾等因素，可以將小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)劃分為：帶狀服務(wù)區(qū)、面狀服務(wù)區(qū)。 1)帶狀服務(wù)區(qū)。帶狀服務(wù)區(qū)是指用戶的分布呈帶狀，如鐵路、軌道交通、公路、狹長城市、沿海水域、河流等，其網(wǎng)絡(luò)形式如圖13-9所示，其頻率配置方式為每個(gè)基地臺覆蓋范圍設(shè)置一個(gè)頻點(diǎn)，可進(jìn)行A、B兩頻點(diǎn)復(fù)用方式。圖13-9帶狀服務(wù)區(qū)及頻率配置方式7/18/202241 2)面狀服務(wù)區(qū)。面狀服務(wù)區(qū)是指用戶分布成一個(gè)寬廣的平面，其網(wǎng)絡(luò)形式類似于蜂窩，故又稱為蜂窩網(wǎng)，如我們現(xiàn)在所用的手機(jī)、小靈通等在城市中的組網(wǎng)模式一般采用此方式，其網(wǎng)絡(luò)如圖13-10所示，其頻率配置基本原則為每個(gè)基地臺覆

28、蓋范圍設(shè)置的頻點(diǎn)與相鄰基地臺設(shè)置頻點(diǎn)不能相同，以免造成同頻干擾。圖13-10面狀服務(wù)區(qū)7/18/202242 5集群通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 根據(jù)以上對集群通信的基本情況的介紹，集群通信的主要特點(diǎn)可歸納為以下幾點(diǎn)： 1)共用頻率：將原來配給各部門專有的頻率加以集中管理，供各家共用； 2)共用設(shè)施：由于頻率共用，就有可能將各家分建的控制中心和基站等設(shè)施集中合建、共同管理； 3)共享覆蓋區(qū)：可將各家鄰近覆蓋區(qū)的網(wǎng)絡(luò)互連起來，從而獲得更大覆蓋區(qū)； 4)共享通信業(yè)務(wù)：可利用網(wǎng)絡(luò)有組織地發(fā)送各種專業(yè)信息為大家服務(wù)； 5)改善服務(wù)：由于多信道共用，可調(diào)劑余缺、集中建網(wǎng)，可加強(qiáng)管理、維修，因此提高了服務(wù)等級，增加了系

29、統(tǒng)功能；7/18/202243 6)分擔(dān)費(fèi)用：共同建網(wǎng)可以大大降低機(jī)房、電源等建網(wǎng)投資，減少運(yùn)營維護(hù)人員，并可分?jǐn)傎M(fèi)用； 7)具有調(diào)度指揮功能； 8)兼容有線通信； 9)智能化，微機(jī)軟件化，增加了系統(tǒng)功能； 10)具有控制、交換、中繼功能； 11)呼叫信道分級管理，高級別優(yōu)先分配信道工作； 12)具有緊急呼叫功能； 13)可以進(jìn)行除話音以外的數(shù)據(jù)、傳真等業(yè)務(wù)通信。 總之，集群通信系統(tǒng)是共享資源，分擔(dān)費(fèi)用，向用戶提供優(yōu)良服務(wù)的多用途、高效能而又廉價(jià)的先進(jìn)無線調(diào)度通信系統(tǒng)。7/18/202244三、無線集群調(diào)度系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用 1城市軌道交通中無線集群調(diào)度通信系統(tǒng)的組成 城市軌道交通中無

30、線集群系統(tǒng)主要解決固定人員(調(diào)度員、值班員)與流動(dòng)人員(駕駛員、站務(wù)、維修人員與列檢人員等)及其相互之間的通話及數(shù)據(jù)傳輸問題。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般為帶狀網(wǎng)絡(luò)，如圖1311所示。系統(tǒng)主要包括以下幾部分：控制中心交換設(shè)備、控制中心網(wǎng)絡(luò)管理終端、調(diào)度臺、基站、移動(dòng)設(shè)備(便攜式手持臺、車載電臺、車站用固定臺)、傳輸設(shè)備等。7/18/2022457/18/202246例13-11 集群調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)7/18/202247 城市軌道交通無線集群調(diào)度系統(tǒng)在功能組成上一般分為六個(gè)無線通信子系統(tǒng)，分別為其六個(gè)不同部門提供服務(wù)，既可實(shí)現(xiàn)不同通信組的相互獨(dú)立性，使其各自通信操作互不妨礙。又可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備和頻率資源的共

31、享。這六個(gè)無線通信子系統(tǒng)包括：行車調(diào)度通信子系統(tǒng)、站務(wù)通信子系統(tǒng)、車輛段調(diào)度通信子系統(tǒng)、維修調(diào)度通信子系統(tǒng)、公安調(diào)度通信子系統(tǒng)、防災(zāi)調(diào)度通信子系統(tǒng)。 行車調(diào)度通信子系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成正線行車調(diào)度員與機(jī)車駕駛員的通信聯(lián)系，傳送行車指揮話音和數(shù)據(jù)指揮命令。呼叫方式采用選號呼叫，行車調(diào)度員通過行車調(diào)度臺完成對機(jī)車駕駛員的一對一個(gè)別選呼，并可以發(fā)送數(shù)據(jù)指令和接收列車上傳來的信息。7/18/202248 站務(wù)通信子系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成車站車控室內(nèi)勤人員與車站外勤人員及本站控制內(nèi)列車駕駛員間通話。車站人員與駕駛員間通話由調(diào)度派接，在本站采取組呼方式進(jìn)行通話。 車輛段調(diào)度通信子系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成段、廠內(nèi)的行車調(diào)度員與機(jī)車駕駛員

32、的通信聯(lián)系，傳送行車指揮話音和數(shù)據(jù)指揮命令。 維修調(diào)度通信子系統(tǒng)提供維修調(diào)度、各專業(yè)調(diào)度員及本專業(yè)維修人員的無線調(diào)度通信，一般采取組呼方式。不同專業(yè)各自分組，專業(yè)之間如要進(jìn)行通話，可由維修調(diào)度臨時(shí)派接通話。 公安調(diào)度通信子系統(tǒng)、防災(zāi)調(diào)度通信子系統(tǒng)提供公安、防災(zāi)調(diào)度員、沿線指揮人員和搶險(xiǎn)救災(zāi)人員之間的調(diào)度通信(采用組呼方式)。此系統(tǒng)是在突發(fā)事件情況下才啟用，由網(wǎng)絡(luò)調(diào)度員通過動(dòng)態(tài)重組功能設(shè)置臨時(shí)通話小組，將應(yīng)急指揮人員、各專業(yè)的搶修人員、車站值班人員等組成一組以適應(yīng)現(xiàn)場搶險(xiǎn)應(yīng)急需要。7/18/202249 2城市軌道交通中無線集群調(diào)度通信系統(tǒng)的功能 (1)通話功能 1)無線用戶可與有線用戶進(jìn)行通話

33、，移動(dòng)臺呼叫調(diào)度臺。 2)有線用戶可與無線用戶選址通話(個(gè)人直呼和組呼)，調(diào)度臺呼叫移動(dòng)臺。 3)無線用戶之間進(jìn)行通話(個(gè)人選呼和組呼)，移動(dòng)臺通過撥打移動(dòng)臺號碼進(jìn)行的選呼，還可進(jìn)行同組移動(dòng)臺之間的組呼。 4)呼叫類型(調(diào)度功能)包括個(gè)別呼叫(單呼)、組呼、全呼(通播呼叫所有通話組)、電話呼叫(有線、無線互聯(lián)呼叫)等。7/18/202250 (2)系統(tǒng)入網(wǎng)功能 1)自動(dòng)重發(fā)：按下m開關(guān)時(shí)，自動(dòng)重發(fā)電話號碼，直到接通為止。 2)忙時(shí)排隊(duì)自動(dòng)回叫：當(dāng)所有話務(wù)信道都在使用時(shí)，請求入網(wǎng)的用戶進(jìn)入排隊(duì)等候。當(dāng)信道空閑時(shí)中央控制器自動(dòng)依照先來先服務(wù)的原則為用戶分配信道，讓其通話。 3)緊急呼叫：遇到緊急情

34、況，用戶按緊急呼叫鍵，系統(tǒng)保證開放一條信道用于緊急呼叫。 4)限時(shí)通話：系統(tǒng)可設(shè)置用戶通話時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)通話設(shè)定時(shí)間后，系統(tǒng)將釋放占用信道。 5)私密通話：移動(dòng)用戶之間通過撥打?qū)Ψ缴矸萏柤碔D號碼進(jìn)行通話。 7/18/202251 (3)優(yōu)先級別 系統(tǒng)有58個(gè)優(yōu)先級別，特權(quán)用戶具有強(qiáng)插、通話不限時(shí)、全呼、選呼功能；普通用戶不具備強(qiáng)插通話、全呼、選呼功能。 (4)特殊功能 1)常用掃描：移動(dòng)臺可設(shè)置對幾個(gè)通話組進(jìn)行掃描監(jiān)聽，當(dāng)某一組有通話時(shí)自動(dòng)建立通話。 2)自動(dòng)多站選擇：移動(dòng)臺可根據(jù)接收信號的強(qiáng)弱選擇注冊的基地臺。 3)無線電禁止：又稱遙斃，系統(tǒng)可以將遺失或有問題的電臺關(guān)機(jī)，使其失去正常通話功能

35、，可以防止非法用戶進(jìn)入系統(tǒng)工作。 4)動(dòng)態(tài)重組：中央控制器通過控制信道發(fā)送指令，更改移動(dòng)臺的組別。 7/18/202252(5)系統(tǒng)可靠性能 1)多信道：按申請分配，一個(gè)信道故障，其他信道仍正常工作。 2)接收機(jī)干擾關(guān)閉：當(dāng)接收機(jī)受干擾或故障時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。 3)發(fā)射機(jī)故障關(guān)閉：當(dāng)發(fā)射機(jī)故障時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將其關(guān)閉。 4)系統(tǒng)自我診斷：系統(tǒng)可進(jìn)行各種參數(shù)的自我診斷，出現(xiàn)軟故障時(shí)可自動(dòng)重新修復(fù)，出現(xiàn)硬件故障時(shí)提供報(bào)警或?qū)⑵渥詣?dòng)關(guān)閉。 5)故障弱化：系統(tǒng)中央控制器出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)保持常規(guī)通信狀態(tài)，不能進(jìn)行跨區(qū)漫游通信。7/18/202253 (6)系統(tǒng)維護(hù)管理功能 1)系統(tǒng)參數(shù)配置功能：基站及中央控制器系統(tǒng)

36、參數(shù)設(shè)置、更改、更新等可由系統(tǒng)維護(hù)終端遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。 2)統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能：計(jì)算機(jī)管理軟件自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各信道話務(wù)量、移動(dòng)臺話務(wù)量、調(diào)度臺話務(wù)量等，并具有顯示、數(shù)據(jù)分析、按用戶需求輸出打印報(bào)表的功能。 3)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)用戶管理功能：系統(tǒng)管理員可根據(jù)不同用戶的管理需要設(shè)置用戶的權(quán)限，級別較低的管理員權(quán)限只能查看系統(tǒng)參數(shù)、較高的可以對移動(dòng)用戶參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，更高權(quán)限的管理員可以修改系統(tǒng)參數(shù)。 4)故障報(bào)警功能：系統(tǒng)故障管理軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，具有聲、光顯示方式同時(shí)報(bào)警功能。 5)基站無人值守：基站信息全部由中央管理軟件監(jiān)控，不需要現(xiàn)場人員監(jiān)控基站信息。7/18/202254休息、休息7/18/202

37、255項(xiàng)目實(shí)施 任務(wù)一 無線集群系統(tǒng)終端設(shè)備的應(yīng)用 1目標(biāo) 了解無線集群調(diào)度系統(tǒng)通信設(shè)備的使用。 2設(shè)備 1)無線集群調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度臺、車載臺、車站電臺、手持臺等。 2)城市軌道交通無線通信設(shè)備使用有關(guān)規(guī)定。 3實(shí)作內(nèi)容 1)學(xué)習(xí)掌握城市軌道交通無線通信設(shè)備使用規(guī)定。 2)分組使用無線集群調(diào)度系統(tǒng)通信設(shè)備，掌握各設(shè)備操作方法。 3)按照城市軌道交通無線通話要求進(jìn)行聯(lián)系，進(jìn)行下達(dá)命令、匯報(bào)等工作。7/18/202256任務(wù)二特殊情況下無線通信設(shè)備的應(yīng)用 1目標(biāo) 熟練掌握城市軌道交通特殊情況下無線通信設(shè)備的使用。 2設(shè)備 1)無線集群調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度臺、車載臺、車站電臺、手持臺等。 2)城市軌道交通有關(guān)

38、應(yīng)急預(yù)案。 3實(shí)作內(nèi)容 1)學(xué)習(xí)城市軌道交通公司在下列不同情況下的應(yīng)急預(yù)案：站臺火災(zāi)、旅客傷亡、列車故障等。 2)學(xué)生分組演練下列不同崗位在特殊情況下的通話：駕駛員、車站值班員、站務(wù)員、調(diào)度員等。7/18/202257拓展與提高 一、城市軌道交通中無線集群調(diào)度通信系統(tǒng)的分組方案 為更好地保證調(diào)度通信暢通，使各移動(dòng)設(shè)備之間及調(diào)度臺之間不產(chǎn)生干擾，需要對移動(dòng)臺號碼及組別進(jìn)行整體規(guī)劃。 每個(gè)移動(dòng)臺都有自己的ID號碼即身份號碼，就像手機(jī)的號碼一樣，在集群系統(tǒng)中此號碼是唯一的，不能重復(fù)；每個(gè)移動(dòng)臺還可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)組別，當(dāng)移動(dòng)臺設(shè)置到某一通話組上時(shí)，可以與該通話組的用戶進(jìn)行通話。這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)由管理員設(shè)置，需要整體規(guī)劃這兩個(gè)號碼。 7/18/2022581便攜式手持臺號碼及分組方案 (1)身份號碼(ID)規(guī)劃手持臺的ID號碼一般由六位組成，在單個(gè)系統(tǒng)中，此號碼不能重復(fù)，一般前兩位可用作部門編號，中間兩位可用作科室編號，最后兩位可用作順序號。 (2)組別規(guī)劃手持臺的組別即該手持臺可與哪些通話組進(jìn)行通話，此號碼在系統(tǒng)中可重復(fù)使用，此號碼也可參照ID號的原則編制。7/18/202259 2車載電臺的號碼及分組方案 (1)身份號碼規(guī)劃車載臺的ID號碼一般由四位組成，在單個(gè)系統(tǒng)中，此號碼不能重復(fù)，一般第一位用來表示車頭或車尾電臺，后三位表示車載臺序號。 (2)組別規(guī)劃車載臺電臺一般只與行車調(diào)度進(jìn)