移动通信电子信息类本科第6章.pdf

第6章 无线寻呼系统
6.1.2 无线寻呼系统分类
无线寻呼系统按用户类别可分为专用和公用两大 类。专用无线寻呼系统，其寻呼中心一般与市话网不 相连， 而是由各单位自建的一种独立寻呼系统，寻呼 范围仅限于本单位区域，发射机功率较小，寻呼中心 仅与本单位小交换机相连接。这种专用寻呼系统多用 于医院、 大型企业、车Biblioteka Baidu、 港口等部门。 得到更为 广泛应用的是公用无线寻呼系统。
近年来， 在高速无线寻呼系统中， 广泛使用FLEX码， 其速 率 可 达 6 400 b/s 。 其 码 字 组 成 与 POCSAG 码 相 同 ， 采 用 BCH(31,21)纠错码，另加一位奇偶校验码， 因此每个码字为 32 位，信息占 21 位， 汉明距离为 6。
第6章 无线寻呼系统
6.1.3 无线寻呼系统标准化
第6章 无线寻呼系统
第6章 无线寻呼系统
6.1 概述 6.2 无线寻呼网的结构及其系统组成 *6.3 寻呼信号及其编码 *6.4 寻呼接收机
第6章 无线寻呼系统
6.1 概 述
6.1.1 发展概况
无线寻呼的英文为Paging，它是由Page“呼叫找人” 这个词意演化来的。 由于在过去年代，要寻找公众场 合某一个人时，常派仆人传递一张简单的便条，写明 “给谁回一个电话”这类简要信息。用Paging这个词来 作为无线寻呼的名称，就是表达这种作用。无线寻呼 不同于广播找人，因为无线寻呼具有选择呼叫功能， 即只有被呼用户的寻呼接收机才能有响应，而其它的 寻呼接收机不会受打扰。
1. 人工接续方式的区域无线寻呼网
(1) 设专用传输电路和远程终端(126 人工服务台)方式， 即本地寻呼终端通过专用传输电路与区域网寻呼控制中心 相连，其网络结构如图 6 - 6 所示。图中，A1为区域无线寻 呼网控制中心所在地，A2、A3 为A1 相邻的区域。各地区的 主呼用户通过本地区的市话汇接局接到本地区的126人工服 务台，然后由本地区 126 人工台的话务员将寻呼消息处理 后， 传输到区域网寻呼控制中心，再在整个区域网内以同 播方式同时寻呼。
第6章 无线寻呼系统
2. 基本寻呼功能
一般本地网和区域网具有的寻呼功能可以称作基本 寻呼功能， 这些功能如下：
常规呼： 复台呼： 循环呼： 定时呼： 群呼： 优先呼： 紧急呼：
核定呼： 指定呼： 漫游呼： 跟踪呼： 持机者留言： 查询： 异地寻呼：
第6章 无线寻呼系统
*6.3 寻呼信号及其编码
第6章 无线寻呼系统
图中：
图中：
f5
信号速率为 512 b/s
f1
信号速率为 1200 b/s
f2
f1 = fc
f2 =fc＋ 500 Hz
f1 = fc
f1
f3
f2 = fc ＋ 1000 Hz
f3
f3= fc －500 Hz
f2
f3
f3 = fc－1000 Hz
f4
f4 = fc ＋ 1000 Hz
市话用户
寻
自 动
呼 数
调
解
发
寻 呼
据 处
制
市话汇接局 终
或 端局
端
理 中
器
心
调
射
器
机
寻 呼 接 收
机
无线电自动寻呼中心
基站
市话自动交换网
无线自动寻呼系统
图 6-2 单区制本地无线寻呼系统组成方框图
第6章 无线寻呼系统
2. 多区制本地无线寻呼网的结构及特点
多区制(即多基站)主要特点是为了扩大覆盖服务， 各基站使用同一个载频同时发送相同的寻呼信号。为使 各基站能同时发送信号，选一个基站作为中心基站，以 它为基准，外围基站发射信号都与中心基站发射的信号 保持同步。
第6章 无线寻呼系统
A3区
126 人工台
A1区
126 人工台
区域网 寻呼 控制 中心
126 人工台
A2区
基站
市话汇接局或端局
图 6-6 区域无线寻呼网结构示意图
第6章 无线寻呼系统
(2) 利用公用分组交换数据网联网的方式。
隔离带
寻
呼
PSTN
中
心
隔离带
寻 呼 中 心
PSTN
隔离带
CHINAPAC 中国公用分组 交换数据网
f4 = fc＋2000 Hz
f2
f5 = fc－1000 Hz
(a)
f5 = fc－2000 Hz
(b)
图 6-4 多区制结构的无线寻呼网频率配置示意图
第6章 无线寻呼系统
设载频为fc， 则
f1 fc
f1
fc
f2 f3
fc fc
F1 F1
(6-1)
f4
fc
F2
f5 fc F2
式中, ΔF(ΔF1或ΔF2)为频率偏置量，其值与采用的调 制方式、频道间隔、信号传输速率和载频稳定度有关。
寻
呼
PSTN
中
心
寻 呼 中 心
PSTN
隔离带
图 6-7 利用公用分组交换数据网联网的无线寻呼网结构
第6章 无线寻呼系统
2. 自动连续方式的区域无线寻呼网 自动接续方式的区域无线寻呼网的结构类似图 6-6。 它由区域网自动寻呼控制中心、各地的本地自动寻呼中 心、 基站和寻呼接收机组成。寻呼控制中心与本地寻 呼终端采用专用数据链路，本地寻呼中心用中继线与本 地电话网的汇接局或端局相连。寻呼中心主要由数据处 理和网络控制两部分组成。此外，语音信箱(或语音邮 箱)集中置于寻呼中心， 本地寻呼中心不设语音信箱。
第6章 无线寻呼系统
目前，无线寻呼系统正向着标准化、大容量、 联 网和自动化方向发展。 其中， 无线寻呼接收机将继续 朝着缩小体积、 减轻重量、 多功能、 多款式、 存储 和显示信息量大等方向发展。传输的速率从512 b/s#, 1 200 b/s发展到 3 200 b/s和 6 400 b/s。为了满足不同用户 需要， 出现了手表式、 卡片式、 笔式和项链式等各种 款式的无线寻呼机。
第6章 无线寻呼系统
前置码 A
101010…
S C
第一批码组 B
第6章 无线寻呼系统
6.2.3 无线寻呼网的主要性能
1. 无线寻呼网性能指标 (1) 忙时寻呼率。我国确定忙时寻呼率为 0.2～0.45 呼/ 用户，即在一天中最忙的 1 小时内， 平均每用户寻呼接 收机被呼叫的次数为0.2～0.45 次。 (2) 系统容量。系统容量不仅与忙时寻呼率有关， 而 且还决定于信号传输速率和编码方式。对于一个业务区而 言， 若每呼发送两次，服务容量约为 11 000～26 000 用 户/频道(信号速率为 512 b/s)或 26 000～60 000用户/频道 (信号速率为 1 200 b/s)。
第6章 无线寻呼系统
6.2 无线寻呼网的结构及其系统组成
6.2.1 局域(本地)无线寻呼网的结构及其系统组成
1. 单区制的结构及其组成 (1) 单区制 - 人工接续方式。 人工接续方式的单区 制本地无线寻呼网的结构示意图如图6 - 1 所示。
第6章 无线寻呼系统
寻呼中心
基站
寻呼接收机
市话自动交换网
第6章 无线寻呼系统
(3) 寻呼中心或本地寻呼终端与市话网相连接的中继 电路呼损率：1%。
(4) 呼通率。所谓呼通率是指在无线频道上，不多于 两次寻呼的成功概率(两次之间的时间间隔应＞60 s)记作 PCS，它与基站的覆盖范围、传播条件等有关，在系统设 计时必须考虑，我国规定：
市区或高密度用户区: PCS≥95 %;#; 郊区、农村：PCS≥91%。
第6章 无线寻呼系统
寻呼接收机的主要技术指标：
灵敏度：数字显示机≤5 μV/m; 汉字显示机≤10 μV/m。
选择性： 在±25 kHz(VHF频段)： ≥60 dB。 杂散辐射≤10 nW。 平均无故障时间(MTFB)≥30 000 小时。 数字显示位长≥12 位。 汉字显示字数≥14个汉字。
由图 6 - 1 可见，基站与寻呼中心之间以专用中继电 路相连。可采用电缆或微波传输手段。寻呼中心经中继 线接入市话端局和/或市话汇接局。
寻呼中心一般由无线寻呼服务台、排队器和编码器 以及调制器组成。 通过中继链路将调制信号送往基站。
基站主要由解调器、 发射机和天线等组成。
第6章 无线寻呼系统
(2) 单区制-自动接续方式。
6.3.1 寻呼码的格式
POCSAG码具有地址容量大(超过200万个), 能用数字 0～9 和标点符号或字母和数字等进行混合编码，并具有较 强的检测、 纠错能力。
POCSAG码原规定速率为512b/s，为提高每频道用户 数，近几年为 512 b/s和1 200 b/s兼容。采用FSK-NRZ(移频 键控不归零信号)调制信号，以(f0+4.5 kHz)代表“0”, (f0-4.5 kHz)代表“1”。纠错编码采用BCH(31，21), 加 1 bit偶校验。
表 6 - 1 我国无线寻呼系统的频率
第6章 无线寻呼系统
发射机的主要技术指标： 发射机功率：发射机额定功率为 1 W、5 W、10 W、
25 W和100 W。 频率容限(160 MHz频段)： 对于单发射机工作，应优于±5×10-6(频率稳定度应
优于±1×10-6/年)； 对于多部发射机工作，应优于±1×10-6 (频率稳定度
应优于±5×10-7/年)。 邻近频道功率：邻近频道功率至少比载频功率低
70dB。
第6章 无线寻呼系统
杂散辐射：
25W及其以下功率的发射机杂散辐射： ≤2.5 μW;
25W以上功率的发射机杂散辐射：比载频功率至 少低 70 dB。
机体辐射≤2.5 μW。 输出阻抗： 50 Ω。 平均无故障时间(MTFB)≥20 000 小时。
率差异应落在(0.5～1.5)Fb之内。显然，这对多基站工作的 发射机频率稳定度提出了更高要求。
实际情况下，对于速率为 512 b/s时，ΔF取±500 Hz, ±1 000 Hz; 对于信号速率为 1 200 b/s 时， ΔF取±1 000 Hz, ±2 000 Hz。
第6章 无线寻呼系统
6.2.2 广域(区域)无线寻呼网的结构及其系统组成
无线电寻呼系统
服务半径 r= 5~25 km
市话用户线
市话汇接局
市话中继线
市话端局
图 6-1 单区制本地无线寻呼网的结构示意图
第6章 无线寻呼系统
所谓单区制就是整个服务区仅设一个基站发射台， 服务范围为基站的有效覆盖范围。对于室外接收，半径 约为 15～25 km; 对于室内接收， 半径约为 5～8 km。
频偏置量，Tb为码元宽度。
第6章 无线寻呼系统 图 6-5 误码率与载频偏置量之间的关系曲线
第6章 无线寻呼系统
由图可见，误码率与信噪比有关，但不管哪条曲线(即不同 的信噪比)，ΔF选择应在下式范围内，即
F (0.5 ~ 1.5)Fb
式中，Fb=1/Tb，即传输数码率。 通常取ΔF=Fb，这样当频率漂移Δf≤±0.5Fb时，频
第6章 无线寻呼系统
无线寻呼系统由寻呼中心(亦称寻呼台)、 基站和寻呼接收机 等组成。寻呼中心有人工控制和自动控制之分； 基站可分为单基 站和多基站； 寻呼接收机主要可分为数字机和字母机(英文或汉字) 两种。
无线寻呼信号编码格式广泛使用的是POCSAG(Post Office Code Standardization Advisory Group)码。 它是由英国邮政代码标 准化咨询组制定的，后来被推荐为无线寻呼国际1号码，或称作 CCIR No.1 无线寻呼码。其传输速率有 512 b/s 和 1 200 b/s两种。
第6章 无线寻呼系统
用户线
中继电路
寻 呼 中 心
市话自动交换网 市话用户线 市话中继线
市话汇接局 市话端局
无线寻呼系统 外围基地 中心基地
寻呼接收机
图 6-3 多区制本地无线寻呼网结构示意图
第6章 无线寻呼系统
但多个基站同频工作时，带来的问题是在两个基站 覆盖的交叠区将产生干扰。 在交叠区域，由于载波频 率相同会产生驻波效应，假若振幅接近相等、相位相 反， 则在某些地点合成信号电压接近于零，造成死点。 此外， 即使在非死点地方， 由于两个基站来的信号， 它们的传输路径不同，到达同一地点的时间不同，有可 能形成码间干扰， 产生较大的误码率，以致无法正常 接收。 为此，在多区制无线寻呼网中广泛采用频率偏 置技术， 并以三频制或五频制方式组网， 如图 6-4 所 示。
第6章 无线寻呼系统
首先应该指出，ΔF不能很大，必须使载频f2，f3,… 仍 在 寻 呼 接 收 机 通 带 内 。 对 于 移 频 键 控 (FSK) 调 制 方 式，根据理论分析及实验结果，得出误码率与载频偏置 量之间的关系曲线，如图 6-5 所示。 图中，参变量为信
噪比(Eb/Nb)， 横坐标α=ΔF·Tb，ΔF为相邻的两基站载