（通信与信息系统专业论文）模拟集群系统扩展应用研究.pdf

中文摘要 集群移动通信作为专用通信系统的一种，是现代移动通信体系里的一个重要 分支，在许多专用领域有着广泛的应用。集群移动通信系统是专用无线调度通信 系统的高级发展阶段，具有信道共享、频谱效率高、调度功能强大、控制管理灵 活等特点，随着经济建设和社会的不断发展进步，社会各行各业对移动通信技术 要求更高，集群移动通信也不断向规范化、标准化、数字化、多样化的方向发展。 集群通信系统分为模拟和数字两种体制，其中数字集群技术是今后发展的主 要趋势。由于目前国内仍以模拟集群通信系统为主流，所以对现有系统进行改造， 通过功能扩展和升级，使之能满足现代通信的需求，是当前急需解决的问题。本 文将针对模拟集群的特点，提出一些扩展应用的方法，使模拟集群的应用范围更 广，业务更加多样化，丰富了原有系统的功能，提高了竞争力。 本文通过两个扩展功能的设计实现过程，具体介绍扩展应用的特点。扩展功 能一是在模拟集群中增加数字信令，实现数据传输，结合r f i d 射频识别技术， 设计无线电子巡更系统；功能二是引入跳频概念，结合数传技术，设计了一种有 效的话音扰频方案，提高了模拟集群的通话安全性。 文中给出的设计电路和程序代码都是在实际应用中通过调试和验证的，所开 发出的样机经过实际测试和使用，满足预期的设计要求和指标。 关键词：集群无线数传纠错编码扰频射频识别 a bs t r a c t t r u n k e dm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，a so n ek i n do fp r o f e s s i o n a lt r u n k e dr a d i o ， i sa l li m p o r t a n tb r a n c ho fm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，a n di sw i d e l yu s e di nm a n y s p e c i a ld o m a i n s t r u n k e dm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e mi sa na d v a n c e ds e e d t i m eo f t h ep r o f e s s i o n a lw i r e l e s ss c h e d u l i n gc o m m u n i c a t i o n ，w i t ht h ec h a r a c t e r i s t i co f c o m m o nc h a n n e l ，h i g hf r e q u e n c ys p e c t r u me f f i c i e n c y , s c h e d u l i n gf u n c t i o n ，a n d f l e x i b i l i t yo fc o n t r 0 1 w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m ya n ds o c i e t y , m o r ea n d m o r er e q u i r e m e n t sa lep u tf o r w a r dt ot h et r u n k e dr a d i os y s t e m ，a n di ti sa l s og r o w i n g u pi nt h ed i r e c t i o no fs t a n d a r d i z a t i o n ，d i g i t a l i z a t i o na n dv a r i e t y t r u n k e dr a d i os y s t e mc o m p r i s e sa n a l o g u ea n dd i g i t a ls y s t e m ，a n dd i g i t a lt r u n k e d r a d i os y s t e mi st h et r e n do ff u r t h e rd e v e l o p m e n t h o w e v e r , a n a l o g u et r u n k e dr a d i o s y s t e mw i l ls t i l lb eu s e di naq u i t el o n gt i m e ，t h e r e f o r ei m p r o v i n ge x i s t i n ge q u i p m e n t s t os a t i s f yt h er e q u i r e m e n to fm o d e mc o m m u n i c a t i o n ，b ye x t e n d i n ga n du p d a t i n g f u n c t i o n s ，b e c o m e st h ep r o b l e mt ob es o l v e d t h i st h e s i si n t r o d u c e ss o m ew a y so f e x t e n d e da p p l i c a t i o n ，w h i c hm a k ea n a l o g u er a d i os y s t e mm o r ew i d e l ya n dv a r i o u s l y u s e d t h i st h e s i sc o n c r e t e l yi n t r o d u c e st h ee x t e n d e da p p l i c a t i o nb yt w op r o j e c t s r e a l i z i n gw i r e l e s sd a t at r a n s m i s s i o nb ya d d i n gd i g i t a ls i g n a l i n gt oa n a l o g u er a d i o s y s t e m ，c o m b i n e dw i t hr f i dt e c h n i q u e ，d e s i g n sw i r e l e s sp a t r o ls y s t e m ；i n t r o d u c i n g c o n c e p t i o n o ff r e q u e n c y - h o p p i n g ，c o m b i n e dw i t hd a t at r a n s m i s s i o nt e c h n i q u e ， d e s i g n sa ne f f e c t i v ea u d i os c r a m b l es y s t e m ，w h i c hi m p r o v i n gt h es e c u r i t yo ft r u n k e d s y s t e m t h ec i r c u i ta n dt h ec o d ei nt h ep a p e ra l ev a l i d a t e di np r a c t i c e t h es a m p l ef i tt h e t a r g e ti np r a c t i c e k e yw o r d s ：t r u n k e ds y s t e m ，w i r e l e s sd a t at r a n s m i s s i o n ，e r r o rc o r r e c t i o n c o d i n g ，s c r a m b l e ，r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨盗盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：砀丑举 签字日期：劬。7 年1 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权基洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：盈a 眷 导师签名： 签字同期：7 年f月r 扰锻 签字h 期：7 年月夕乡同 天津大学硕士学位论文 第一章集群移动通信概述 1 1 概述 第一章集群移动通信概述 集群移动通信系统是在专用常规无线调度通信基础上发展起来的高级专用 指挥调度移动通信系统。专用调度通信是很早出现的一种通信方式，它从一对一 对讲机的形式、同频单工组网形式、异频( 双) 工组网形式以及进一步带选呼的 系统，发展到多信道自动拨号系统。而近十几年来，专用调度系统又向更高层次 发展，成为多信道用户共享的调度系统，简称集群系统。 “集群 是英文“t r u n k i n g ”或“t r u n k e d ”的意译，是指多个部门用户共有 一组无线信道，并按需动态分配使用这些信道。集群的概念在有线电话通信中应 用已有近百年的历史，被译为“中继。但在无线通信中应用，只是在近2 0 年来 大规模集成电路、微处理器及微型计算机控制技术和频率合成技术的发展才得以 实现，如仍沿用“中继”术语，易与无线通信中的转发接力中继系统混淆，因而 按系统将用户集合成群组，频率集中共享的本质特征定名为“集群”。集群移动 通信系统是专用无线调度通信系统的高级发展阶段，由于集群移动通信系统可以 多个单位共用频率、共享覆盖区、共用设备、共享通信业务，又相对独立互相不 干扰且频率利用率高，因此成为专用移动通信系统的发展方向，近十几年来得到 迅速发展，成为移动通信的一个重要分支。系统由控制中心、调度台、基站、移 动台及中继线路组成。 国外在2 0 世纪7 0 年代末开始研究集群移动通信系统。c c i r 第八研究组于 1 9 7 8 年提出并讨论了关于提高陆地移动业务频率效率和自动选择多信道共有的 专用移动无线电系统课题，经过研究、讨论、充实，于1 9 8 6 年形成了c c i r7 4 1 2 多信道陆地移动调度通信系统报告，从而进一步促成了集群移动通信系统的 发展。随着我国国民经济的发展，移动通信发展迅速，一方面频率资源日趋紧张， 另一方面已分配使用的频率，其空中负荷很低，频率资源浪费严重。集群移动通 信系统的应用较好地解决了这个问题。我国已规定了8 0 0 m h z 集群专用频段，制 订了统一的技术体制。我国第一个民用集群移动通信系统于1 9 9 0 年在上海引进 并开通使用。此后，公安、铁路、油田、水利、电力等部门相继引进不同公司的 集群系统。可以预言，今后各种专用无线调度通信系统将被集群系统所取代。目 前，集群通信系统的发展正处在从模拟向数字系统转换的时期。工作频段主要有 天津大学硕士学位论文第一章集群移动通信概述 3 5 0 m h z 、4 5 0 m h z 和8 0 0 m h z 。集群移动通信系统有多种体制标准，采用的信令 也各不相同。公开的信令有模拟系刎j m p t - 1 3 2 7 和数字系统的t et l = 【1 1 。 1 2 集群移动通信系统的特点 集群移动通信系统是一种高级无线调度通信系统，主要有以下特点【2 】： 1 共同建网。不同单位用户可合作建网，互不影响，系统网络资源共享。 2 信道共用。任何信道可供所有用户使用，信道由系统动态按需分配使用，利 用率高。 3 设施共用。由于信道共用，所以系统控制设备和基站设备可以共用。 4 覆盖区共享。系统各个基站的覆盖区均可以为每个用户服务，相应扩大了系 统的覆盖区域。 5 费用分享。多个单位共同建网可大大降低机房、电源、基站等投资，共同承 担建网费用，节省资金。 6 改善服务。由于多信道共享，可调剂信道忙闲。信道阻塞率下降，提高了服 务等级。 7 调度功能强大。可实现选呼、组呼、广播等多种调度功能，多级调度互不干 扰。 8 控制管理灵活。可实现遇忙回叫、无线寻呼、多级优先、动态重组、空中遥 毙等网络控制管理功能。 9 兼容有线联网、可以与有线电话网互联，实现无线用户与有线用户的互相通 信。 1 3 集群移动通信的发展趋势 集群移动通信是专用无线调度通信的高级发展阶段，随着经济建设和社会的 不断发展进步，社会各行各业对移动通信技术要求更高，功能更多，因此集群移 动通信也在不断地发展，其发展趋势大致可归纳为如下几个方面： 1 规范化、标准化 集群移动通信系统体制向规范化、标准化方向发展。如模拟集群移动通信系 统的m p t i3 2 7 信令体制和数字集群移动通信系统的t e t r a 信令体制。 2 网络结构模块化 集群移动通信系统设备及网络结构模块化。基本系统可按模块化扩展，网络 可按基本系统叠加扩展。 天津大学硕士学位论文 第一章集群移动通信概述 3 提高频谱利用率 主要措施有：信道窄带化，信道由2 5 k h z 缩4 , n1 2 5 k h z ；联合组网，信道 共享，充分利用频率资源；改进多址方式，提高单位信道可容纳的用户数，如时 分多址比频分多址容量大数倍，码分多址又比时分多址容量大数倍。 4 开拓新频段 目前集群移动通信的频段主要是3 5 0 m h z ，4 5 0 m h z 和8 0 0 m h z 频段，有的 国家正在研究开放1 g h z 以上的频段。 5 数字化 数字化是通信的发展方向，集群移动通信也不例外，全数字集群移动通信可 提高频率利用率及系统容量，并且可以方便地与i s d n 网相连接。 6 业务多样化 除了通话外，还可以提供数据传输、传真等非话业务。 7 功能多样化 系统功能趋于多样化，能适应各种专业的使用要求。 8 通信保密化 增加保密措施，对军队、公安和一些重要部门尤其需要。 9 网络多区化 集群移动通信系统由单区网向多区网发展，从而构成区域网，甚至全国网。 1 4 本章小结 本章介绍了集群通信系统的概况及其发展现状，集群通信数字化是未来的发 展方向，但模拟集群在相当长的一段时间内仍然有广泛的应用。本文针对模拟集 群的特点，提出了多种扩展应用的方法，如数字化信令、扰频、射频身份识别等， 并结合无线巡更系统和话音扰频系统两个具体项目的设计，详细介绍了模拟集群 系统的扩展应用的实现方法。 天津大学硕士学位论文第二章模拟集群通信系统及技术特点 第二章模拟集群通信系统及技术特点 2 1 模拟集群通信的发展概况 模拟集群通信是指它采用模拟话音进行通信，整个系统内没有数字技术。后 来为了使通信连接更为可靠，集群通信系统供应商开始采用数字信令，使集群通 信系统的用户连接比较可靠、联通的速度有所提高，而且系统功能也相应增多。 因此模拟集群通信系统中，实际上信令是数字制的。与数字集群设备的主要差异 之处是在射频以下的部分，即数字通信设备具有模数变换、话音编码、信道编码 和解码、数字调制和解调以及自适应均衡等单元和部件。而话音编码、信道编码 和数字调制又是数字移动通信系统中的几个最重要的部分。 专业无线通信从常规到模拟集群直至数字集群，其发展由简单到复杂，由小 容量到大容量。常规无线通信由于使用频率效率低( 固定分配频率) ，而模拟集 群采用自动选择空闲频道的集群方式，大大提高了网内频率使用效率；数字集群 则采用数字化语言，对信号进行压缩传输，极大提高了频率的使用率；数字集群 的信令( 空中接口) 要比模拟集群复杂很多，唯一身份码和鉴权，提高了用户的 安全性，也方便与数字化网络的互联。特别是数字集群语言数字化后，极方便进 入数字化网络和互联网，所以数字集群的产生是专业无线通信发展的需要，是用 户市场的需要。 数字集群有许多优点，受到了各界人士的关注，但数字集群出现并不意味着 模拟集群淡出专业无线通信的舞台，正如模拟集群出现，常规专业无线通信仍然 兴旺一样。 首先，目前模拟集群在专业无线通信中占有较大比重，许多部门都在应用， 例如：公安、武警等公共社会安全部门就广泛使用m p t l 3 2 7 信令的模拟集群专 网：在水利、电力、民航机场等也在使用8 0 0 m h z 频段的模拟集群，这些模拟集 群系统使用正常，没有必要舍弃去求数字集群。即使在欧洲、美洲，数字集群在 使用，但模拟集群仍在发挥重要作用。例如欧洲警察采用m p t l 3 2 7 信令的模拟 集群专网仍在使用。 其次，模拟集群在专业无线通信中市场依然存在。由于数字集群通信系统属 于大容量系统，尤其是交换控制中心，都是为大容量设计。而且数字集群属中小 区组网结构，在同样范围其基站设置多于模拟集群系统。这对一些业务特殊，但 天津大学硕士学位论文第二章模拟集群通信系统及技术特点 通信量不大的单位专用网，有些大材小用。例如：海关缉私无线专网，其工作范 围很大，信息需保密但容量不大，民航机场也有类似情况。而模拟集群更适合这 些单位建网使用，模拟集群适合中小容量的系统，它投资省，采用大、中、小区 制，适合覆盖范围大、容量不大的单位使用。 再次，我国地域辽阔，经济发展不平衡，社会情况也有差异，模拟集群在中 国专业无线通信中仍有广阔市场，特别是采用m p t l 3 2 7 信令的模拟集群有旺盛 的生命力。因此，模拟集群系统不但应存在，而且还要发展。 2 2 模拟集群设备工作原理 模拟集群设备因厂商和标准的不同而有差异，下面以k e n w o o d 公司的为 例介绍模拟集群手持设备的工作原理。 2 2 1 频率构成 接收部采用二次变频超外差方式，第一中频为4 9 9 5 m h z ，第二中频为 4 5 0 k h z ，第一本振频率信号由锁相环电路提供，发射部由锁相环电路直接产生 所需要的频率，图2 1 显示各种频率。 2 2 2 接收系统 图2 1 模拟集群设备频率构成 1 前级射频放大器 从天线进入的信号经过收发转换电路( a n ts w ) 和带通滤波器( b p f i ) 进 天津大学硕士学位论文 第二章模拟集群通信系统及技术特点 入射频放大器( r fa m p ) ，信号被放大后，信号被带通滤波器( b p f 2 ) 滤波， 在进入第一混频器之前消除不需要的信号，带通滤波器具有变容二极管，通过跟 踪带通滤波器的c p u 中心频率来控制这些二极管的电压。 2 第一混频器 来自于射频放大器的信号与来自于第一混频器( m i x ) 的锁相环频率合成器 电路的第一本振信号混合后产生4 9 9 5 m h z 的第一中频( 1 s ti f ) 信号，然后，第 一中频信号进入晶体滤波器( m c f ) 进一步消除寄生信号。 3 中频放大器 第一中频信号通过中频放大器( i fa m p ) 放大，然后进入调频处理芯片 ( m i x ，i e d e t ) ，信号再次与第二本振信号混合后产生4 5 0 k h z 的第二中频信号， 第二中频信号在被放大之前进入4 5 0 k h z 的陶瓷滤波器( c f ) 进一步消除不需要 的信号，再进行调频检测，产生音频信号到音频电路。 4 音频放大器 电路解调产生的音频信号经过放大、滤波、去加重处理后，通过音频放大器、 音频音量控制，到音频功率放大器，经放大后输出到扬声器。 2 2 3 锁相环频率合成器 图2 2 接收系统 锁相环电路产生接收机的第一本振信号和用于发射的射频载波信号，原理如 图2 - 3 所示。 天津大学硕士学位论文第二章模拟集群通信系统及技术特点 图2 - 3 锁相环电路 1 锁相环电路 锁相环电路的步进频率为5 或6 2 5 k h z ，由1 6 8 m h z 的参考振荡器信号分频 生成，压控振荡器( v c o ) 输出信号经过缓冲放大( b u f fa m p ) ，然后被双模 可编程计数器分频，再通过以5 或6 2 5 k h z 为参考信号的相位比较器，相位比较 器的输出信号进入一个低通滤波器( l p f ) ，通过压控振荡器控制振荡频率。 2 压控振荡器 在发射模式中通过t xv c o ，在接收模式中通过r xv c o 产生操作频率， 控制信号通过相位比较器到变容二极管，采用压控振荡器控制电压来控制振荡频 率。 2 3 模拟集群通信信令 2 3 1 模拟信令 模拟信令是指采用不同频率的模拟信号来表示各种状态标志、地址信息或操 作管理信息的信令方式。通用的模拟信令有音频单音信令、亚音频单音信令、 c t c s s 音锁信令和双音多频信令等。 2 3 1 1 音频单音信令 音频单音信令是以3 0 0 3 4 0 0 h z 频带内单音频率来表示各种操作命令、状态 信息和拨号信息的信令系统。原国际无线电咨询委员会( c c i r ) 曾推荐使用的 五音序列码( 5 - t o n e ) 就属于单音信令的一种，它的应用非常广泛，采用给每 个0 到e 的1 5 个1 6 进制数字分配一个单音频率的办法来实现拨号选呼和简单的 控制交换功能，具体的频率分配见表2 1 。 音频单音信令的优点是实现起来比较简单，但由于信号处于话音频带内，容 天津大学硕士学位论文 第二章模拟集群通信系统及技术特点 易于通话中的同频率成分互相干扰，因此音频单音信令己逐渐向其它信令方式发 展。 表2 1 音频单音信令频率分配 代码 o l234567 频率( h z )1 9 8 l1 1 2 41 1 9 71 2 7 51 3 5 81 4 4 6l5 4 01 6 4 0 代码8 9 a bc de 频率( h z )1 7 4 71 8 6 02 4 0 09 3 02 2 4 79 9 l2 l 1 0 2 3 1 2 亚音频单音信令 频率范围在标准音频以下的频率称为亚音频，在这段6 7 - 2 5 0 i - i z 频谱中共有 4 4 个频点可作亚音频信令用，选择不同的亚音频频率来表示各种指令、状态信 息和拨号信息即构成亚音频单音信令系统。由于不再受到音频话音信号的同频干 扰，因而提高了信令传输的可靠性，亚音频信号通常采用数字信号发生器来实现， 接收端则采用数字滤波和处理技术解码。在简单的集群通信系统中，常用该信令 实现组呼或作为系统识别音。 2 - 3 1 - 3c t c s s 系统信令 c t c s s ( c o n t i n u o u st o n ec o d e ds q u e l c hs y s t e m ) 是连续音频编码静噪系统， 由于它可以抑制来自系统外的移动台或系统内其他用户的无用话音或无用信令 的干扰，所以又称为音锁系统。 音频编码静噪的原理是：移动台在发射时将本系统特有的亚音频连续单音调 制到发射载波上，而在接收时只要未收到系统规定的单音有用信号，接收机就处 于锁闭状态，当收到有与本机相符的亚音频时，亚音频被正确解码，并打开音频 静噪门输出音频信号，对于系统外的移动台来说，即使调谐于同一信道，由于使 用的音频不同，也不能打开音频输出。 国际电子工业协会( e i a ) 为c t c s s 分配了a 、b 两组低于3 0 0 h z 的亚音 频频率，具体的频率分配见表2 2 。 表2 2 c t c s s 频率分配 a 组6 7 07 7 o8 8 51 0 0 o1 0 7 21 1 4 81 2 3 o1 3 1 81 4 1 3 ( h z ) 1 5 1 41 6 2 21 7 3 8l8 6 22 0 3 52 1 8 12 3 3 62 5 0 3 b 组7 1 98 2 59 4 81 0 3 5l l o 9 l l8 8 1 2 7 3 1 3 6 5 1 4 6 2 ( h z ) 1 5 6 71 6 7 91 7 9 91 9 2 82 l o 72 2 5 72 4 1 8 天津大学硕士学位论文第二章模拟集群通信系统及技术特点 另外有一种亚音是d c s ( d i g i t a lc o d e ds q u e l c h ) ，属于数字亚音，有1 0 4 个 亚音点，更先进，是在语音前和发射结束前利用数字编码的形式发射。这种亚音 只能同时发射和接收( 即不能设置只发射而不接收的) 。 2 3 1 4 双音多频d t m f d t m f ( d u a lt o n em u l t i f r e q u e n c y ) 双音多频信令是各种有线、无线通信系 统中使用最广泛的信号方式，其基本原理是在3 0 0 3 4 0 0 h z 的音频频带中选择8 个单音频率，分为高频率组和低频率组，每次从两组中各取出一个频率叠加在一 起构成一个d t m f 信号并同时发送，每一对这样的音频信号唯一表示一个数字 或符号，实现拨号、寻址和各种控制功能，d t m f 编解码器在编码时将击键或数 字信息转换成双音信号并发送，解码时在收到的d t m f 信号中检测击键或数字 信息的存在性。 根据c c i t t 的建议，国际上采用的多种频率为6 8 7 h z 、7 7 0 h z 、8 5 2 h z 、9 4 1 h z 、 1 2 0 9 h z 、1 3 3 6 h z 、1 4 7 7 h z 和1 6 3 3 h z 等8 种，可用公式表示如下： ( f ) = a 。s i n ( 2 万六f ) + a 6s i n ( 2 万以t ) ( 2 - 1 ) 式中两项分别表示低、高频组的信号值，两者幅值比为 k = a 6 a 。【o 7 k t ，即 所b b ) 】所p ( x ) m o d g ( x ) 一所k p g ) j f + 1 ( 3 2 6 ) 这表明测试失败。当对聊i s ，( x ) l 测试成功时，对于全部差错移入接收码字的 前，位的情况，可用下式给出正确的码字 x 一。i x r ( x ) m o d g ( x ) + x r ( x ) m o d x ”一1 m o d x ”一l ( 3 2 7 ) 用x 一与其相乘，以消除将差错移入校验位置的循环移位的影响。对于差错 不能全部移入校验位置的差错多项式，可将它写成两个多项式p g ) = 尸b ) + 酏) 尸b ) 是一些其第f 次循环移位工i p ( x ) m o d x ”一l 与x e ( x ) m o d x ”一l 在校验位置相 符，但阶次不大于r l 的多项式，烈x ) 用来表示p b ) 所未能记及的一些差错， 即未能移入校验位置的差错，这种表示方法可以包括所有的差错模式，计算伴随 式 s ，( x ) = b ，g ) + q ( x ) m o dg ( x ) ( 3 2 8 ) 并用下式进行测试 所b g ) 】，f = o ，1 ，刀一1 当满足测试时，纠错后的码字是 i x im ，g ) + q ( x ) l m o d g ( x ) + q ( x ) ) m o d x ”一l j + ，g ) ( 3 - 2 9 ) 其中b ，g ) + q g ) j m o dg g ) 是校验位置上的差错模式，q g ) 是信息位置上的 差错模式。若对所有的f ，墨( x ) 的权测试都失败，则需试探另一个矾) 。 嵩忠雄译码算法归纳为下列步骤： 1 从接收码字r g ) ，按j 。o ) = x r ，g ) m o d g g ) 计算s 。g ) 2 利用关系式s j g ) = 淞，( x ) m o d g ( x ) ，由s i - i g ) 计算量g ) 。 3 对所有的f ，计算所缸1 ，g ) + q ( x ) l m o d g ( x ) 。 4 若对某个q g ) ，所壮r - t ，g ) g ) j 一。g ) j 一 i ) & i ) 跏x + + ； r e t u r na u x ； 天津大学硕士学位论文第三章模拟集群设备应用的关键技术 u n s i g n e di n tg o l a y e n c o d e ( u n s i g n e di n tc ) 编码函数 u n s i g n e di n tr , a u x ； u n s i g n e dc h a ri d ； f o r ( i = o ；i 12 ；i + + ) a l l x = o ： f o r o = 0 妇 习& o x oo ； ) r = ( r 1 ) a u x ； ) r e t u r nr ； ) u n s i g n e dc h a rg o i a y d e c o d e ( g o i a yr e ) u n s i g n e dc h a ri j ； u n s i g n e dc h a rf o u n d ； u n s i g n e di n ta u x ； u n s i g n e di n te 【2 】； u n s i g n e di n ts = 0 ； u n s i g n e di n tq ； r o 】r e r e ； r 【l 】_ r c r l ； f 0 哟= 0 ；j i & o x 0 1 ) ； ) 2 6 - 解码函数 差错模式 伴随式 天津大学硕士学位论文第三章模拟集群设备应用的关键技术 f o r ( i = 0 ；i i & o x 0 1 ) ； ) s = ( s 1 ) a u x ； ) i f ( w e i g h t ( s ) = 3 ) e o 】s ； e 1 】_ 0 ； ) e l s e i = o ； f o u n d = o ： d o i f ( w e i g h t ( s y 【i 】) = 2 ) e o 】= s y 【i 】； e 1 】- x 【i 】； f o u n d = 1 ； 差错位于信息位 侑一个差错位于校验位 ) i + + ： ) w h i l e ( ( i l2 ) & & ( ! f o u n d ) ) ； i f ( ( i 1 2 ) & & ( ! f o u n d ) ) q = 0 ： f o r0 = 0 j i & o x 0 1 ) ； 天津大学硕士学位论文 第三章模拟集群设备应用的关键技术 ) q = ( q 1 ) a u x ； ) i f ( w e i g h t ( q ) = 3 ) e o 】- 0 ； e 1 】一q ； ) e l s e i = o ； f o u n d = o ； d o i f ( w e i 曲t ( q y 【i 】) 、一1 ： s t c o u n t e r + + ； i f ( s t c o u n t e r = = 8 ) 更新计数器 判断是否发送结束 天津大学硕士学位论文第四章话音扰频系统设计 s t c o u n t e r = 0 ； p c i c r & = 0 x f d ；关闭中断 f l a 薛= 0 ； ) ) ) 发送前对数据进行b c h 编码，发送时以帧为单位进行，帧结构包括前导码、 帧同步码、发送信息和结束位，帧结构如表4 1 所示： 表4 1 数据帧结构 l 前导码帧同步码第一组第二组第十组帧结束码 4 8 比特3 2 比特2 4 比特2 4 比特2 4 比特3 2 比特 前导码由交替的“1 ”“0 ”组成，帧同步码用于确定一帧的开始，因为纠错 编码选用的是缩短高莱码，信息位8 比特，校验位1 2 比特，后面添加0 1 0 1 凑齐 3 个字节，所以选择3 l 比特l 与l 比特0 作为帧同步码，不会发生伪同步的现 象，帧结束位选用3 2 比特0 ，接收时检测“l ”的个数来确定帧起始，检测“0 ” 的个数确定帧结束。 表4 2 高莱码结构 信息位( 8 比特)校验位( 1 2 比特)4 比特 【1 10 0l0lo 010ll1l0ll01ol0l t y p e d e f s t r u c t u n s i g n e dc h a rr e ； u n s i g n e di n tr l ； g o l a y ； 定义高莱码的结构 i 信息字节 纠错字 v o i dm s k s e n d f r a m e ( u n s i g n e dc h a r p s e n d b u f f e r ) u n s i g n e dc h a ri ； f o r ( i = 0 ；i l0 ；i + + ) 纠错编码 s e n d d a t a i r l = g o l a y e n c o d e ( s e n d d a t a i r c ) ； ) m s e l = 1 ： d e l a y _ m s ( 4 5 0 ) ； 脚控发 延时等待发送p t ti d 天津大学硕士学位论文 第四章话音扰频系统设计 t d a t a = 0 ： t x e n = 1 ； d el a y _ m s ( 50 ) ； f o r ( i = 0 ；i - - - - - 1 ； i f ( r d a t a ) r t d a t ai _ o x 8 0 ； r t c o u n t e r 2 = o ； ) e l s e r t d a t a & = 0 x 7 f ： r t c o u n t e r 2 + + ； r t c o u n t e r l + + ： i f ( r t c o u n t e r l 一8 1 接收数据 l i 二特移位 接收1 比特 帧结束码计数 比特计数器加1 判断字节是否接收完毕 r t c o u n t e r l = 0 ；l i l y , 特计数器归0 幸( p r e c v d a t a + r t c o u n t e r 5 ) = r t d a t a ；存储到接收缓冲区 i f ( ( + + r t c o u n t e r 5 3 0 ) ll ( r t c o u n t e r 2 2 4 ) ) 接收完成 r t c o u n t e r 5 = 0 ； f l a 9 4 = l ； f l a 9 3 = 0 ： ) ) ) ) 在主程序中查询接收状态， i f ( f l a 9 4 ) f l a 9 4 = 0 ： 臌接收完成 重新接收 接收完毕后进行解码。 4 7 傲收完毕 天津大学硕士学位论文第四章话音扰频系统设计 f o r ( i = o ；i 10 ；i + + ) i f ( g o l a y d e c o d e ( r e c v d a t a i ) ) b c h 解码 d e c o d e d a t a i 】= ( u n s i g n e dc h a r ) r o ； ) e l s e i = o ； b r e a k ； ) ) ) 4 2 4 扰频信令设计 解码失败 每次通话按下p 1 厂r 控发时，首先延时一段时间，这个时间由中继台的最大 延时决定；再通过c m x 4 6 9 发送扰频信令，确定此次通话是否扰频、扰频的起 始时间、扰频点切换的顺序和时间间隔，为了与未加扰频模块的手持台通信，需 要保留不扰频的功能，即c m x 2 6 4 工作在c l e a r 模式；同时增加地址选项，通过 地址进行分组，可以实现组呼和个呼；通话完毕时发送结束帧，使手持台恢复到 c l e a r 模式。根据上述要求，设计扰频信令格式如表4 3 所示： 表4 3 扰频信令格式 扰频信令结构类型定义如下： t y p e d e f s t r u c t u n s i g n e dc h a rs c r a m b l e f r a m e t y p e ； u n s i g n e dc h a rr e c v a d d r e s s 2 ； u n s i g n e dc h a rs c r a m b l e s e q 4 ； u n s i g n e dc h a rh o p c y c ； ) s c r a m b l e ； 幸帧类型书 严接收地址+ 宰扰频次序幸 p 时间间隔 天津大学硕士学位论文第四章话音扰频系统设计 4 3 本章小结 本章介绍了话音扰频系统的设计，该方案将c m x 2 6 4 频域扰频芯片与 c m x 4 6 9 的数传模块相结合，引入数字化的扰频信令，与一般的模拟扰频方式相 比，被破解的难度更大，是模拟扰频的发展方向。 天津大学硕士学位论文第五章无线电子巡更监控系统设计 第五章无线电子巡更监控系统设计 随着社会的进步与发展，各行各业的管理工作趋向规范化、科学化、电脑化。 住宅小区的安全防范是物业管理中一项至关重要的工作，小区的安全保卫工作主 要依靠保安员日夜巡逻去维护，因此需要对保安巡检工作进行有效监督和实时控 制；保安系统配备较多的是模拟集群设备，以完成调度和协调的目的，在保安系 统中也有通信记录的要求，对通话进行保存，需要时可进行查询。 5 1 方案设计 5 1 1 系统设计原则 1 实用性 当今科技发展迅速，技术和产品可谓层出不穷，工程中选用的系统和产品都 应能使用户得到实实在在的受益，并满足近期使用和远期发展的需要。 2 先进性 系统的设计和产品选用在投入使用时应具有一定的技术先进性，至少保证该 系统在最近几年内不会因技术落后而被淘汰。 3 可靠性 系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断