项目十三无线集群调度系统
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42020/10/28
二、集群通信系统介绍
l.集群通信系统的工作方式 集群通信系统的主要业务是：
调度台的收发信机与一群(组)移动台之间建立一条 单工或半双工的无线通信线路，或移动台用户(车载 台或手持台)之间建立一条单工或半双工的无线通信 线路。
“集群”是指： 向正在申请服务的用户自动分配信道；
52020/10/28
图13-2 双向同频单工方式
对讲机
12020/10/28
(3)双向异频(双频)单工方式 通信双方使用两个不同频率， 两频率有一定的间隔，以防止发射机对接收机产生干扰。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。
22020/10/28
(4)双向异频(双频)半双工方式 通信双方收发信机分别使用 两个频率，一方使用双工方式，另一方使用单工方式。
单工传输: 任意时刻只允许向 一个方向进行信息传输，例 如：广播方式的传输。
02020/10/28
(2)双向同频单工方式 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。
通常通信双方都处于此频率点上的接收守候状态。当A方讲 话时，按下讲话键，此时发射机工作、接收机关闭，B方处于 守候接收状态；A方讲完B方接收后，A方松开讲话键变成接收 状态，B方按下讲话键，仍在此频率上进行讲话，A方接收。 如此反复交替工作，直到双方信息交换完毕。
6)传输设备 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，可采取有线或无线方 式。
42020/10/28
(2)单区、多点、单中心网络 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成。
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。
1)数字话音编码。 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。
32020/10/28
12020/10/28
3)调度台 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、控制单元、天馈线(或双工台)、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。
无线调度台
有线调度台
22020/10/28
4)控制中心 控制中心包括系统控制器、系统交换和电源等设备
62020/10/28
CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址 ，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时 使用全部频带(1.2288Mhz)，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 (collision) 问题。
Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为 IMT-2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统 标准之一。
92020/10/28
1)基站 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。
02020/10/28
2)移动台 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、控制单 元、天馈线(或双工台)和电源组成。
32020/10/28
(5)双向异频(双频)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，与普通手机使用情况类似。收发话音 可同时进行。
图13—4双向异频(双频)双工方式
全双工传输: 任意时刻信 息都可进行双向的信息传 输。全双工传输是两个单 工传输的结合，要求收发 设备都具有独立的收发能 力。
62020/10/28
3．集群通信系统的分类
(3)按通话占用信道分 有信息集群、传输集群和 准传输集群。
(4)按呼叫处理方式分 有损失制系统和等待制系统。
(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：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：每一信道都有单独的智能控制终端的管理方式。
62020/10/28
(3)准传输集群 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。 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，信道保留约 为0．5～1s，而不会使消息中断。
72020/10/28
2．集群通信系统技术
(1)多址技术 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。集群通信也是单路和多 路混合的一种特殊通信方式。
目前多址方式有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码 分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)、混合多址以及随机多址 等方式。
82020/10/28
42020/10/28
3)按多址方式可分为频分多址(FDMA)、时分多 址(TDMA)和码分多址(CDMA)等；
FDMA 频分多址（frequency division multipleaccess），是 把分配给无线蜂窝电话通讯的频段分为30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。
72020/10/28
4．集群通信系统的基本网络结构 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，可分为带状服务区和和面状服务区．
(1)单区、单点、单中心网络
图13-5单区、单点、单中心网络
82020/10/28
单区单基站系统
集群系统最基本的 组网形式，主要应用 于覆盖范围要求不大 的地区。
项目十三无线集群调度系统
22020/10/28
[定义]
以列车运输调度为目的，利用无线电进行传 输，完成移动体与固定体之间或移动体与移动体 之间信息通信的系统，称为 列车无线调度通信 系统。
32020/10/28
一、移动通信的分类
1．移动通信的分类方法 移动通信有以下多种分类方法： 1)按使用对象可分为民用设备和军用设备； 2)按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；
不同话音编码（CVSD/PCM）体制的系统语音通信转接的典型应用
42020/10/28
2)数字调制技术
在不同的小区半径和应用环境下，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系统中的调制解调技 术有：正交振幅调制(QAM)、正交移相键控(QPSK)、高斯 最小频移键控(QMSK)、四电平频率调制(4L—FM)、锁相 环移相键控(PLL—QPSK)、相关移相键控(COR—PSK)、通 用平滑调频(GTFM)等。
52020/10/28
3．集群通信系统的分类 (1)按信令方式分 有共路信令方式和随路信令方式。 共路信令：设定一个专门的控制信道传送信令，优点是信令 速度快，电路容易实现，但占用信道。 随路信令：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。
(2)按信令占有信道方式分 有固定式和搜索式。 固定式：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音信道，新空闲出来的话音信道 可接替控制信道。
集群系统分配信道的基本技术
(1)信息集群 消息集群，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，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。
(2)传输集群 发射集群。当A、B双方用户在单工或半双工工作时，A用 户按下讲话键后，就占用一个空闲信道，当A用户第一个消息 发送完毕松开讲话键时，就有一个“传输完毕”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。
基地台是双工方式，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。基地台用两副天线(或采用天线共用器用 一副天线)同时工作，移动台通常处于收信守候状态。
半双工传输: 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。
72020/10/28
4)按覆盖范围可分为宽域网和局域网； 5)按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；
“宽带网”是指光纤+局 域网（FTTX+LAN）的 接入方式，也就是光纤到 小区或楼栋，五类线入户 的方式。现在小区里的宽 带接入大都采用这种方式 ，其到用户终端的带宽可 以达到10Mbps。
(2)信道控制技术 信道共用的体制。多个无线信道同时为多个移动
台所共用，提高信道利用率。 多信道共用的信道分配方式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，信道的指配是 动态的，每个信道可以被任意用户使用。
信道定义： 在两点之间用于收发信号的单向或双向通路。
92020/10/28
(3)信令技术 信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系
频分多址是模拟高级移动电话服务(AMPS)中的一种基本 的技术，是北美地区应用最广泛的蜂窝电话系统。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 用于全接入通信系统(TACS)。
52020/10/28
TDMA：Time Division Multiple Access 时分多址 时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)，每一个帧再 分割成若干个时隙向基站发送信号，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 ，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。
用以建立维持解除通信关系的信息称为信令。
12020/10/28
集群通信系统的信令主要有下列三种分类方式： 1)按信令的功能分为：控制信令、选呼信令、拨号信令。 2)按信令的形式分为：模拟信令和数字信令。 3)按信令的传输方式分为：共路信令和随路信令。
控制信令
选呼信令
22020/10/28
(4)数字通信技术
统之间相互传送的地址信息、管理信息等。
为了将集群通信系统中用于通话的有用信号区别开 来，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“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。
02020/10/28
什么是信令 摘机信息：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； 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对方接电话的信息…….
92020/10/28
2．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
向信道的单工、半双工和双工方式等。 (1)单向单工方式 单向单工即单方向工作，如图13-1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， 用户则以此频率接收信息，这是一种单工工作方式。
图13-1 单向单工方式(寻呼系统)
，主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和 接续等。
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。
32020/10/28
5)系统管理终端 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。
局域网（Local Area Network， LAN）是指在某一区域内由多台计 算机互联成的计算机组。一般是方 圆几千米以内。
82020/10/28
6)按工作方式可分为同频单工、双频单工、双频双工和半 双工；
7)按服务范围可分为专用网和公用网； 8)按信号形式可分为模拟网和数字网； 9)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； 10)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 动通信系统、分组无线网等。
42020/10/28
二、集群通信系统介绍
l.集群通信系统的工作方式 集群通信系统的主要业务是：
调度台的收发信机与一群(组)移动台之间建立一条 单工或半双工的无线通信线路，或移动台用户(车载 台或手持台)之间建立一条单工或半双工的无线通信 线路。
“集群”是指： 向正在申请服务的用户自动分配信道；
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图13-2 双向同频单工方式
对讲机
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(3)双向异频(双频)单工方式 通信双方使用两个不同频率， 两频率有一定的间隔，以防止发射机对接收机产生干扰。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。
22020/10/28
(4)双向异频(双频)半双工方式 通信双方收发信机分别使用 两个频率，一方使用双工方式，另一方使用单工方式。
单工传输: 任意时刻只允许向 一个方向进行信息传输，例 如：广播方式的传输。
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(2)双向同频单工方式 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。
通常通信双方都处于此频率点上的接收守候状态。当A方讲 话时，按下讲话键，此时发射机工作、接收机关闭，B方处于 守候接收状态；A方讲完B方接收后，A方松开讲话键变成接收 状态，B方按下讲话键，仍在此频率上进行讲话，A方接收。 如此反复交替工作，直到双方信息交换完毕。
6)传输设备 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，可采取有线或无线方 式。
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(2)单区、多点、单中心网络 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成。
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。
1)数字话音编码。 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。
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3)调度台 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、控制单元、天馈线(或双工台)、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。
无线调度台
有线调度台
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4)控制中心 控制中心包括系统控制器、系统交换和电源等设备
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CDMA (Code Division Multiple Access) 又称码分多址 ，是在无线通讯上使用的技术，CDMA允许所有使用者同时 使用全部频带(1.2288Mhz)，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 (collision) 问题。
Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术，为 IMT-2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统 标准之一。
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1)基站 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。
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2)移动台 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、控制单 元、天馈线(或双工台)和电源组成。
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(5)双向异频(双频)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，与普通手机使用情况类似。收发话音 可同时进行。
图13—4双向异频(双频)双工方式
全双工传输: 任意时刻信 息都可进行双向的信息传 输。全双工传输是两个单 工传输的结合，要求收发 设备都具有独立的收发能 力。
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3．集群通信系统的分类
(3)按通话占用信道分 有信息集群、传输集群和 准传输集群。
(4)按呼叫处理方式分 有损失制系统和等待制系统。
(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：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：每一信道都有单独的智能控制终端的管理方式。
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(3)准传输集群 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。 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，信道保留约 为0．5～1s，而不会使消息中断。
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2．集群通信系统技术
(1)多址技术 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。集群通信也是单路和多 路混合的一种特殊通信方式。
目前多址方式有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码 分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)、混合多址以及随机多址 等方式。
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3)按多址方式可分为频分多址(FDMA)、时分多 址(TDMA)和码分多址(CDMA)等；
FDMA 频分多址（frequency division multipleaccess），是 把分配给无线蜂窝电话通讯的频段分为30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。
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4．集群通信系统的基本网络结构 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，可分为带状服务区和和面状服务区．
(1)单区、单点、单中心网络
图13-5单区、单点、单中心网络
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单区单基站系统
集群系统最基本的 组网形式，主要应用 于覆盖范围要求不大 的地区。
项目十三无线集群调度系统
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[定义]
以列车运输调度为目的，利用无线电进行传 输，完成移动体与固定体之间或移动体与移动体 之间信息通信的系统，称为 列车无线调度通信 系统。
32020/10/28
一、移动通信的分类
1．移动通信的分类方法 移动通信有以下多种分类方法： 1)按使用对象可分为民用设备和军用设备； 2)按使用环境可分为陆地通信、海上通信和空中通信；
不同话音编码（CVSD/PCM）体制的系统语音通信转接的典型应用
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2)数字调制技术
在不同的小区半径和应用环境下，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系统中的调制解调技 术有：正交振幅调制(QAM)、正交移相键控(QPSK)、高斯 最小频移键控(QMSK)、四电平频率调制(4L—FM)、锁相 环移相键控(PLL—QPSK)、相关移相键控(COR—PSK)、通 用平滑调频(GTFM)等。
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3．集群通信系统的分类 (1)按信令方式分 有共路信令方式和随路信令方式。 共路信令：设定一个专门的控制信道传送信令，优点是信令 速度快，电路容易实现，但占用信道。 随路信令：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。
(2)按信令占有信道方式分 有固定式和搜索式。 固定式：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音信道，新空闲出来的话音信道 可接替控制信道。
集群系统分配信道的基本技术
(1)信息集群 消息集群，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，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。
(2)传输集群 发射集群。当A、B双方用户在单工或半双工工作时，A用 户按下讲话键后，就占用一个空闲信道，当A用户第一个消息 发送完毕松开讲话键时，就有一个“传输完毕”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。
基地台是双工方式，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。基地台用两副天线(或采用天线共用器用 一副天线)同时工作，移动台通常处于收信守候状态。
半双工传输: 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。
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4)按覆盖范围可分为宽域网和局域网； 5)按业务类型可分为电话网、数据网和综合业务网；
“宽带网”是指光纤+局 域网（FTTX+LAN）的 接入方式，也就是光纤到 小区或楼栋，五类线入户 的方式。现在小区里的宽 带接入大都采用这种方式 ，其到用户终端的带宽可 以达到10Mbps。
(2)信道控制技术 信道共用的体制。多个无线信道同时为多个移动
台所共用，提高信道利用率。 多信道共用的信道分配方式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，信道的指配是 动态的，每个信道可以被任意用户使用。
信道定义： 在两点之间用于收发信号的单向或双向通路。
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(3)信令技术 信令是移动台与交换系统之间、交换系统与交换系
频分多址是模拟高级移动电话服务(AMPS)中的一种基本 的技术，是北美地区应用最广泛的蜂窝电话系统。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 用于全接入通信系统(TACS)。
52020/10/28
TDMA：Time Division Multiple Access 时分多址 时分多址是把时间分割成周期性的帧(Frame)，每一个帧再 分割成若干个时隙向基站发送信号，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 ，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。
用以建立维持解除通信关系的信息称为信令。
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集群通信系统的信令主要有下列三种分类方式： 1)按信令的功能分为：控制信令、选呼信令、拨号信令。 2)按信令的形式分为：模拟信令和数字信令。 3)按信令的传输方式分为：共路信令和随路信令。
控制信令
选呼信令
22020/10/28
(4)数字通信技术
统之间相互传送的地址信息、管理信息等。
为了将集群通信系统中用于通话的有用信号区别开 来，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“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。
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什么是信令 摘机信息：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； 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对方接电话的信息…….
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2．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
向信道的单工、半双工和双工方式等。 (1)单向单工方式 单向单工即单方向工作，如图13-1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， 用户则以此频率接收信息，这是一种单工工作方式。
图13-1 单向单工方式(寻呼系统)
，主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和 接续等。
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。
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5)系统管理终端 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。
局域网（Local Area Network， LAN）是指在某一区域内由多台计 算机互联成的计算机组。一般是方 圆几千米以内。
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6)按工作方式可分为同频单工、双频单工、双频双工和半 双工；
7)按服务范围可分为专用网和公用网； 8)按信号形式可分为模拟网和数字网； 9)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； 10)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 动通信系统、分组无线网等。