第五章 无线集群通信系统

缺点：同轴：易受干扰、基站与中继器距离受限
一、基站配置方案：
3、全基站： 每个车站设置集群基站 特点：
优点：通信质量好、可靠性高、频率资源利用率高、 五中继器延时及噪声积累问题、扩容方便 缺点：成本高，越区切换频次增高
二、射频覆盖方案
1、频率配置原则： 1）降低和减少各种类型的频率干扰 2）降低与减少干扰频率配置 3）提高载频利用率 4）相邻基站频率间的三阶互调 2、泄露电缆 用于城轨隧道区间无线信号覆盖
5.4 TETRA数字集群通信系统
概况：TDMA技术将载频25KHz带宽分成4个时 隙，采用大中小区域覆盖均可，使用800MHz 专用网频段 组成：核心网 基站
1、接口
1）系统空中接口：数字无线电路径 功能：组呼、选呼、有线电话呼叫控制与业务信道 2）承载256Byte的段数据业务 3）承载电路数据与分组数据业务：2.4kbit/s～ 28.8kbit/s 4）位置登记 5）安全性与无线终端鉴权
二、TETRA空中接口
3、逻辑信道：两方或多方通信的逻辑通信路径 1）业务信道：传送话音和数据业务 ① TCH/S：传输4.8Kbit/s数字话音 ② TCH/7.2：传输7.2Kbit/s数据 ③ TCH/4.8：传输4.8Kbit/s数据 ④ TCH/2.4: 传输2.4Kbit/s数据 最高可提供7.2kbit/s数据业务
城轨无线调度通信采用数字集群，集群系统将调 度网的频点集中使用，资源共享
数字集群系统中，调度网采用虚拟专网方式使用， 相互独立，互不影响。 无线集群通信分机具有脱机对讲功能，司机与调 度员不能正常通话的紧急情况下使用，司机可直 接呼叫车站值班员，作为应急通信使用。
二、城轨无线集群通信系统
无线集群采用单工、半双工为主要通信方式， 按键讲话才占用无线通道。具有选呼，组呼、 列车广播、优先呼叫、强拆、强插、调度通 话录音、后台监听等功能 800MHzTETRA集群通信系统生产商： MOTOROLA&EADS
5.5 TETRA在城轨中的应用
一、基站配置方案： 1、单基站+光纤中继器
光纤 集群基站（控制中心） 优点：无越区切换，工程造价低
中继器（各车站+车辆段）
缺点：频率资源利用率低，可靠性差，存在多径干扰的可能场点多， 扩容受限 同轴泄露电缆 2、多基站+中继器 或光纤 多个基站 中继器 优点：同轴：节省设备、投资低、可靠性高、时延小 光纤：信号好，距离受限小，配置灵活
5.2 无线调度通信技术基础
一、系统组成： 移动交换机、归属用户数据库（HDB）、访问 用户数据库（VDB）鉴权服务器（Aus）、网 关服务器（NMS）、基站控制器（BSC）、基 站、移动台、固定台、调度台 二、通信方式 单工、半双工、全双工
三、专网调度与集群调度
1、专网调度
一个调度专网配置一组专用载频，载频空闲， 其他专网也不能使用。 例：行车调度、维修调度、防灾调度等 2、集群调度
五、用户组别配置
3、维修调度网： 4、环控调度组 5、公安调度组 6、动态分组
六、用户组别的转换
1、自动转租 2、调度人工转租 1）调度主动转租 2）司机请求转租
七、城轨集群系统的运行方式
1、调度台呼叫下属用户 2、移动台呼叫调度台 呼叫请求短信 1）移动台 调度台 回叫
2）移动台
单呼
调度台
七、城轨集群系统的运行方式
4、无线覆盖范围： 1）泄露同轴电缆：隧道、地面、高架运行线路及 沿线地下站站台区 2）吸顶低廓天线：沿线车站站厅（部分出入通道） 3）室外全向天线和低廓天线：车辆段、停车场 5、越区切换： 非声明型切换、非通知型切换、3类通知型切换、2 类通知型切换、1类通知型切换
三、系统同步方案
1）主从同步： 2）独立同步
三、TETRA的网络结构
2、SwMI 1）基站 2）交换控制系统 3）数据库 4）网关 5）运行维护中心 3、TETRA区域划分：
四、TETRA编号方案
用户身份码： 1）TSI：TETRA用户身份码 2）TMI：TETRA管理身份码 单独TSI是TETRA网络中唯一识别移动用户的号码： 共48bit,前24bit为国家和网络代码，国家代码10bit, 编号容量1024个网络代码14bit,编码容量16348个， 后24bit用来定义TETRA用户网络地址，容量为0— 16777215 N1N2N3N4S1S2S3S4S5S6S7S8
六、多址技术
1、频分多址 双工通信：收发使用不用频率，收发间有间隔， 每个用户通信占用一个频道 模拟无线通信中，只能采用频分多址 数字无线通信中使用较少 2、时分多址 只能传送数字信息 分类：3～4路复用和8～10路复用 TETRA无线集群系统时分多址制式中，对25KHz带 宽载频进行4路时分复用
二、射频覆盖方案
3、天线： 1）棒状天线（全向天线）：用于车辆段等较大范 围地面区域 2）耦合天线（全向天线）：站厅层或其他面积较 小的区域 3）八木天线（定向天线）：覆盖有特殊需求的区 域 4）鞭状天线（全向天线）：手持台收发天线 5）圆盘天线（定向天线）：站厅、出入口及无线 车载台收发天线
二、射频覆盖方案
六、多址技术
3、码分多址
七、射频调制技术
5.3 无线集群通信系统制式分类
一、TETRA数字集群通信系统 数字集群无线电标准，TDMA多址方式 技术特性： 信道间隔：25KHz 双工间隔：10MHz或25MHz 调制方式：π/4DQPSK 调制信道比特率：36Kbit/s 语音编码速率：4.8kbit/s 接入方式：TDMA（4各时隙） 用户数据速率：7.2Kbit/s 数据速率可变范围：2.4～28.8Kbit/s
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四、无线集群终端
1、车载台：城轨列车前后两端驾驶室各安装 一台车载台 2）车站台：为固定台，位于车站控制室 车站值班长通过车站台与行调联系，经行调 转接与司机通话 3）手持台：与调度员通话，及组呼
五、用户组别配置
按通信对象划分通话组 1、行车调度网 1）正线运营列车组 2）站长组 3）工程车组 4）行车安全组 2、车辆调度网 1）车辆段列车组 2）车辆段管理组 3）车辆段维修组
1、接口
2）直通模式的空中接口：数字无线电路径
组呼、选呼、短数据业务，直通模式下中继扩 大覆盖范围 3）MMI（移动台人机接口） 4）终端设备接口： 移动台与外围数据业务设备之间接口 5）网管接口： 与PABX网络的连接，系统与IP内网或互联网的接 口
1、接口
6）系统间接口： 7）网络管理单元： 8）本地线路连接的终端接口与远端线路连接 的接口 TETRA系统核心网与本地或远端调度台、网管 终端之间接口，采用N—ISDN接口完成
二、TETRA空中接口
1、工作频段：
806MHz 821MHz 851MHz 866MHz
上行链路
下行链路
45MHz双工间隔
二、TETRA空中接口
2、物理信道： 一个无线载波划分成4个时隙，每个时隙用作一 个物理信道，承载话音/数据业务、控制信令等 在一个基站覆盖区域内，共用一个下行信道 分类： a、控制物理信道：承载控制信息和短数据业务 主载波第一时隙为主控制信道 b、业务物理信道：分配给一个或多个移动台承 载话音或数据业务的时隙 c、未分配物理信道：未分配给移动台的时隙
3、手持台之间组呼 1）本组内组呼 2）呼叫另一组用户 3）扫描其他组用户呼叫 4、移动台单呼移动台 5、车载电台呼叫车站用户 1）车载电台组呼车站组 2）车载电台私密呼叫车站台 3）调组呼叫
七、城轨集群系统的运行方式
6、车站用户呼叫车载电台 1）调组呼叫 2）车站调组、车载电台监视呼叫——扫描— —接收呼叫
四、无线集群通信系统的集群方式
2、传输集群 定义：A、B双方通信，A按PTT占用空闲信道， 松开PTT，释放信道 缺点：话务高峰期，通话不连续 3、准传输集群 松开PTT键0.5～6s释放信道
五、组网方式
1、大区制 只设置一个基站，利用直放站扩大覆盖范围 特点： 优：无越区切换，成本低
缺：可靠性低，存在多径干扰场点多，单基 站载频受限，扩容受限
5.3 无线集群通信系统制式分类
二、iDEN数字集群通信系统 技术特性： 多址方式：TDMA 信道宽度：25KHz 每信道时隙数：6 适用频段：800MHz或1.5GHz 收发双工间隔：45MHz 语音编码：4.2Kbit/s的VSELP声码器 信道检错编码：循环冗余校验码 信道纠错编码：多码率格形前向纠错 调制信道比特率：64Kbit/s 支持多业务机制：调度、电话互联、电路数据/传真、短消 息、分组数据业务
5.1 无线集群通信系统概述
一、主要特点： 1）呼叫接续速度快（300～500ms)
2）以组呼为主，同基站群组内用户共享下行 无线频道 3）采用按键讲话（PTT）方式，进行单工、半 双工呼叫 4）支持私密选呼与群组呼叫 5）组内呼叫讲话时，按住PTT键，同组被叫不 需要摘机可直接接听
二、城轨无线集群通信系统
五、组网方式
2、中区制：
设置少量基站，利用直放站扩大覆盖范围， 话务量多配置较多频点 非相邻基站可以使用同频率 优点：越区切换频次少，干扰少，可靠性高， 成本低，扩容方便灵活 城轨中，中区制基站与直放站间，使用同轴 泄露电缆链接或利用城轨传输网链接
五、组网方式
3、小区制 多个基站，直放站消灭盲区 4、越区切换 分类：越区切换 漫游切换 判断切换准则： 1）信号电平 2）载干比
二、TETRA空中接口
3、逻辑信道： 2）控制信道：传输控制信令或用户分组数据 信息 广播控制信道、线性化信道、信令信道、计 入指配信道、借用信道
三、TETRA的网络结构
1、网络结构：
网管终端 其他网络
SwMI
调度台
移动台
三、TETRA的网络结构
1、网络结构： SwMI：核心网和无线接入网，由基站、传输 链路、交换控制设备、数据库组成 核心网采用电路交换或IP软交换 TETRA用户通过移动台或有线接入TETRA网络， 有线台只提供调度功能
定义：将几个专网调度合并，共用一组公共 载频，各专网以虚拟专网存在，共享公共载 频资源
2、集群调度
优点： 1）共用频点 虚拟专用网共用频点，动态信道分配 2）共用设施 共用无线集群系统的核心网和无线接入网设备 3）共享覆盖区 4）共享通信服务 5）分担费用
四、无线集群通信系统的集群方式
无线集群系统主要通信方式为调度台与移动 台、移动台与移动台之间的单频单工或半双 工通信。 集群方式：分配给集群用户之间一次通话分 配无线信道的方法 1、消息集群 用户在调度通话期间，话见停顿不超过6～ 10s始终占用一条固定的无线信道