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第一讲 集群通信系统概述1.1 集群通信系统的概念发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论集群通信系统，是一种高级移动调度系统，代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向。 CCIR称之为Trunking System(中继系统)，为与无线中继的中继系统区别，自1987年以来，更多译者将其翻译成集群系统。 追溯到它的产生，集群的概念确实是从有线电话通信中的“中继”概念而来。1908年，ECMo1ina发表的“中继”曲线的概念等级，证明了一群用户的若干中继线路的概率可以大大提高中继线的利用率。“集群”这一概念应用于无线电通信系统，把信道视为中继。“集群”的概念，还可从另一角度来认识，即与机电式(纵横制式)交换机类比，把有线的中继视为无线信道，把交换机的标志器视为集群系统的控制器，当中继为全利用度时，就可认为是集群的信道。集群系统控制器能把有限的信道动态地、自动地最佳分配给系统的所有用户，这实际上就是信道全利用度或我们经常使用的术语“信道共用”。 综上所述，所谓集群通信系统，即系统所具有的可用信道可为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。 传统的专用移动通信在移动通信中占有相当大的份量，最初由几部普通步话机就可以组成一个无线电调度网，这种网在厂、矿等部门仍被大量采用，但网的功能过于简单。其中有单频单工制和双频单工制两种工作方式，前者干扰大、设备简单；后者干扰小，但设备复杂一些。无论是单频单工还是双频单工制式，都只能是按键通话，一方讲话，另一方只能听。为避免通话上的不便，员通用的工作方式是双频双工，通话双方可以同时发信，但频率利用率低。典型的无线调度系统是单局单站制、双频双工工作方式，并且具有选择性呼叫功能的无线调度网，根据业务规模和组织方式，可确定其为单级调度或多级调度。 可见，传统的专用业务移动通信系统指的是应用于某个行业或某个部门内以调度指挥为主要特征的移动通信系统。这种通信方式顺其发展过程来看，从一对一单对对讲开始，到单信道一呼百应且进一步到选呼系统，后来发展成多信道自动拨号系统，它们的主要特点在于信道是“专有”的。也就是说通话过程中用户使用的频率是固定的，这就导致一旦用户选择了某信道，那么它的通话就只能在这一信道上，直至通话结束；如果这一信道已被其它用户占用，则它就不能选择其它空闲信道，从而出现阻塞。由此可见，传统的专用业务通信系统频率利用率低，而导致通信质量降低。 针对上述专用业务移动通信系统中存在的缺点，就产生了高层次的专用业务移动通信形式集群通信系统。1.2 集群通信系统特点发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论共用频率 将原来配给各部门专有的频率加以集中，供各家共用。 共用设施 由于频率共用，就有可能将各家分建的控制中心和基站等设施集中合建。 共享覆盖区 可将各家邻近覆盖区的网络互连起来，从而获得更大覆盖区。 共享通信业务 可利用网络有组织地发送各种专业信息为大家服务。 分担费用 共同建网可以大大降低机房、电源等建网投资，减少运营人员，并可分摊费用。 改善服务 由于多信道共用，可调剂余缺、集中建网，可加强管理、维修，因此提高了服务等级，增加了系统功能。 具有调度指挥功能。 兼容有线通信。 智能化，微机软件化，增加了系统功能。 具有控制、交换、中继功能。 总之，集群通信系统是共享资源，分担费用，向用户提供优良服务的多用途、高效能而又廉价的先进无线调度通信系统。 1.3 集群通信系统基本网络结构发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论通常人们习惯地按照覆盖区半径大小、服务区的几何形状来对系统的网络结构分类。按照覆盖区半径的大小，分成大区网、中区网、小区网；按照服务区的几何形状，分成框状网、带状网、蜂房状网等等。根据国内外各种资料来看，集群通信系统的网络结构有下列四种方式： 单区、单点、单中心网络(图11)； 单区、多点、单中心网络(图12)； 多区、多中心网络(图13)； 多区、多层次、多中心网络(图14)。 这里所谓“中心”是指具有控制、交换功能的通信中心，它同时具有与市内电话网联接的功能；所谓“点”是指具有无线电信号收发功能的基地站。 下面详细介绍一下实际应用最多的类型。 1单区、多点、单中心网络 如图12所示，它由一个控制中心、多个基站、有线或无线调度台及网中若干移动台组成。 这种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，可实现各部门用户通信，自成系统而网内的频率资源共享。 在这整个服务区域内设立了一个控制中心和多个基站(一个基站可以设多部基台、也可设一部基台)。多个基站区组合形成整个服务区。 各基站可通过无线或有线传输电路连接到控制中心。 控制中心通过中继线或用户线与市话端局或用户小交换机连接。 有线调度台通过有线传输电路与控制中心直接相连。在这种网络的设计和设备配置的考虑中应采取多点设址。 因各专业部门的业务需要不同，应按需设置基站，从而满足各专业部门的业务。对于早先已建成并各自独立使用频率、独立工作的专用网络，可方便地改造成频率资源共享的集群移动通信网。这一点充分证实了集群的优点，即充分利用原有设施，减少投资同时满足各自需要，实现了高效益。 当上述网络中基站只有一个时，网络就简化成图11所示的单区、单中心网络。它同样是由控制中心、基站、有线或无线调度台以及若干移动台组成。基站和控制中心可设在同一地点，也可分别设在不同地点，两者之间同样可通过无线或有线传输电路连接。通过用户线或中继线，同样也可以实现控制中心与用户小交换机或市话端局的连接。2多区、多中心、多层次网络 如图13及图14所示，由区域控制中心、多个控制中心、多基站组成而形成整个服务区。可以看出，图13各控制中心通过有线或无线传输电路连接至区域控制中心，即形成了图14所示的网络结构。各控制中心将受到上一级的区域控制中心控制及管理。 控制中心主要处理所管辖基站区内和越区至本基站区内移动用户的业务。至于越区用户识别码的登记、控制频道分配、有线或无线用户寻找越区用户的业务，换言之，即位置登记、转移呼叫、越区频道转移的漫游业务，将区域控制中心处理。这样就形成了二级管理的区域网。 根据业务需要，还可以设立更高级的管理中心，将其与区域中心相连接，也可以通过有线或无线传输通道，处理各下区域间用户登记、呼叫建立、控制管理，从而对区域控制中心进行控制、管理以及监控。1.4 集群通信系统的基本设备及组成发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论集群通信系统除完成移动用户之间的通信外，还应能进行市内用户与移动用户间的通话。为达到这种通信目的，将中心基地站和用户终端结合在一起，再加上连接它们的有线通道和无线通道，就组成了一个移动通信网。(1)基站 它由若干基本无线收发信机、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。(2)移动台 用于运行中或停留在某未定地点进行通信的用户台，它包括车载台、便携台的手持台，由收发信机、控制单元、天馈线(或双工台)和电源组成。(3)调度台 它是能对移动台进行指挥、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。有线调度台只有操作台。(4)控制中心 控制中心包括系统控制器、系统管理终端和电源等设备，它主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和接续。它由接口电源、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。 集群通信系统的控制中心原理示意图见图15。 其中有一个中央处理器，一个交换矩阵；一个调度指令台，对应一个收发基地台。 所有调度指令台和基地台都与交换中心相接。 每一个调度台每次可与它本网的一个移动台通信。 集群系统中的移动台之间不允许直接通信。 不是同一网的调度台不允许通信。 所有呼叫按到达顺序排队处理。控制中心具体功能为： 把用户线从市内交换机扩展到移动用户。 转接与处理音频信号。 把市话用户线集中井分配到有限个无线信道上。 控制、管理和检测基站无线设备与移动台状态。 集群通信系统设备组成见图16。1.5 集群通信系统分类发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论集群通信系统通常有以下几种分类方式： (1)按信令方式分 有共路信令方式和随路信令方式。共路信令是设定一个专门的控制信道传信令，这种方式的优点是信令速度快，电路容易实现，但占用信道。随路信令是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。在固定式中，起呼占用固定信道。搜索式起呼占用随机信道，需不断搜索变化的信令信道，忙时信令信道可作话问信道，新空出的话音信道可接替控制信道。固定式实施简单，后者实施复杂。(3)按通话占用信道分 有信息集群(亦称消息集群)和传输集群。信息集群系统中，用户通话占用一次信道完成整个通话过程，而传输集群系统中，一次完整的通话要分几次在不同的信道上完成。信息集群的优点是通话完整性好，缺点是讲话停顿时仍占信道，信道利用率低。传输集群一般分为纯传输集群和准传输集群，或两者兼用，这种方式的优点是信道利用率高、通信保密性好，缺点是通话完整性较差。(4)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个智能终端控制，统一管理系统内话务信道的方式。分散式是指每一信道都有单独的智能控制终端的管理方式。(5)按呼叫处理方式分 有损失制和等待制系统。损失制系统中，当话音信道占满时，呼叫被示忙，要通话需重新呼叫，信道利用率低。在等待制系统中，信道被占满时，对新申请者采取呼叫排队方式处理，不必重新申请，信道利用率高。1.6 集群通信系统功能发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论根据集群用户业务需要，集群移动通信系统从组网规模上看，可分为单区系统和多区系统。 单区系统适用于容量小、覆盖面积小的业务组网，该系统设备组成简单，即由一个基本型的系统设备组成。 多区系统适用于容量大、覆盖面大的业务组网，其系统设备组成复杂，它由多个单区系统加上连接设备(有线或无线及专用接口设备)组合而成。无论是单区制还是多区制的集群通信系统，它们所要完成的基本功能是相同的。(1)系统一般功能(以典型系统为例)： 集群系统信道：20个 单呼地址码数目：48000个 群呼组数：4000 每群最大用户数：48000 数据速率：12192kbps 按续时间：小于05秒(2)系统可靠性能 多信道：按申请分配，一个信道故障，仍正常工作； 接收机干扰关闭 发射机故障关闭 系统自我诊断 故障弱化(3)系统入网功能 自动重发，按下PTT开关时，自动重发电话号码，直到接通为止 忙时排队回叫(特有) 最近用户优先 错误移动台保护 连续性更新指定 禁止通话音 呼叫序列 个别私密通话 系统寻找和锁定 连网操作(4)优先级别 系统有58个优先级别： 紧急呼叫 战术性优先 指令优先 操作性优先 正常(5)特殊呼叫 系统呼叫 大组呼叫 小组呼叫(6)自动电话互联 能提供自动全双工移动电话功能 无线-有线转换，无线电话会议 DTMF信令，50个号码存取，自动拨号 私密通话 数字话音加密 国内长途，国际直拨(事先申请) 一般用户限时(7)特殊功能 移动数据终端 中断和常用扫描 内部诊断结果和占用时间管理 自动多站选择 无线电禁止 动态重组(8)通信功能 无线用户可与有线用户进行通信 有线用户可与无线用户选址通信(个人直呼和组呼) 无线用户之间进行可选呼通信(个人选呼和组呼)(9)具有电脑管理自动计时计费系统功能，并设有话音存贮、输出打印功能。(10)根据不同用户的需要，管理人员可通过显示器和键盘或固化的标准软件将通信网正常工作时的系统文件、用户文件输入计算机内，使管理人员能及时了解网内的工作情况(11)具有全禁听、禁发功能 若某一用户在占用信道，其他无线用户则处于禁听、禁发状态，即听不到别的用户讲话声音，通过电台的收信指示灯，可以知道处于忙时。此时如有别的用户发信，电台则会通过本身的扬声器发出忙时提示音，完成禁发，从而不会干扰正在通话的用户。(12)其他功能 故障报警，有声、灯、显示部位三种方式同时进行。 中继线使用情况记录 基地台故障报警 移动台的数传及终端处理 传送图表、图片及静止图象 存贮电话号码(13)优先级 移动无线用户分特权用户和普通用户58级，特权用户具有强插、通话不限时、全呼、选呼功能；普通用户不具备强插、通话、全呼、保留选呼功能。1.7 集群通信的工作过程发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论网内的所有用户均未通信。 所有移动台(车台、手持台等)、固定台及中心台都守候在自身的信道上。 移动台与有线电话互连时，它通过自身的信道，发出一串数字信令，给中心台的网络终端。 网络终端收到数字信令后，首先确认该移动台是否是合法用户，如果该移动台没有进行入网登 记处理，将不提供服务。 如果该移动台是合法用户，网络终端通过计算机分配一个空闲信道给该用户接上有线电话，建立通信。此信道被占用后，其它任何无线用户不得在其拆线之前使用信道。 如果没有空闲信道，系统繁忙时，要求通信的用户被编入等候行列进行排队。此时，网络终端会自动发出无空闲的繁忙信号，请稍候。 一旦有空闲信道时，网络终端会自动回叫排在第一位的用户，建立通信，而无需再操作任何系统。 无线集群通信接续有移动台至移动台、移动台至有线电话、有线电话至移动台的几种过程。现将移动台至移动台的接续工作过程用流程图方式解释如图18，可参考系统框图17。 图1.7 集群无线电通信系统框图图1.8 集群无线电通信系统工作流程图 1.8 国外几种集群移动通信系统简介发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论1.8.1 SMARTNET集群移动通信系统 1.系统概况 SMARTNET是美国MOTOROLA公司生产的模拟集群移动通信系统。 SMARTNET(智慧网)包括SMARTNET智慧网II型和STARSITE(智慧站)两种集群移动通信系统。SMARTNET与STARSITE主要区别是系统容量和系统功能不同，但两种集群移动通信系统所采用的先进的微处理枝术和电信枝术是相同的。 SMARTNET II具有较大的信道容量和全部集群功能，最大可以提供28个话音信道，最多可配接21条电话线，可容纳48000个单机识别码，4000个通话组码。 STARSITE信道容量有限，最大可提供5个话音信道，最多可分配接3条电话线，可容纳16000个单机识别码和2000个通话组识别码，STARSITE具有SMARTNET II所具有的功能。 SMARTNET系统所适用的频段非常广泛，分别为VHF频段(136l58MHz，146176MHz)和UHF频段(403430MHz，450470MHz，806866MHz，896941MHz)。集群方式采用准传输集群，专用控制信道集中控制技术，信令方式为不公开的专用数字信令，以3600bits速率传输，调制方式为FSK调制。为了解决争用控制而组成时隙结构，使用78bit字组格式。在话音信道上还传输150bits、21bit字组格式的信令，作为移动台提供联络和拆线用的亚音频信令。为了保护信息的正确性，信令传输采用BCH码纠错技术。 SMARTNET系统可提供单呼、群呼、自动重发、繁忙排队、回叫、多层优先等级、动态重组、自我诊断、故障弱化等功能，还可在指定信道上实现数据传输。该系统采用全双工或半双工方式，基地站以全双工方式操作，移动台可双工也可半双工。为了扩展覆盖范围，可增设常规中继站，用有线或无线链路将几个基本系统联网而构成大网，增设一个系统主控制管理大网、一个大网通常可达15个基本系统。 2系统组成 SMARTNET系统组成如图19所示。主要组成部分有：中央控制器、电话互联终端、集群信道机、收发天线共用器、天线、系统管理终端、动态重组终端、系统监视终端以及调度台、移动台和手持机等设备。图1.9 智慧网系统组成 系统设备典型配置如图110所示。 具有数传功能的SMARTNET集群移动通信系统的系统管理终端提供系统管理、时间参数、用户优先等级、修改、故障示警以及信息打印等输出。若配置中央电子单元(CEB)，可设十个有线调度台。增设电话互联终端(CIT)，可提供39条自动互联通道，以DTMF信令与PSTN及PABX互联。 图1.10 SMARTNET典型系统配置 二、FAST集群移动通信系统 1.系统概况 FAST是美国UNIDEN公司生产的集群移动通信系统，它的全称是Fast Access SystemTrunking。采用传输集群方式，非专用信道的分布式控制技术，信令方式为公开的LTR信令，300bit3的速率传输，利用亚音频(低于150Hz)调制的数字式FSK方式，适用的频段为800MHz、l900MHz。 该系统因不用专用控制信道和系统控制器，而具有入网时间短和信道利用充分等特点，移动台每次与系统进行联系直到充分得到所分配的通信信道为止，整个过程小于300ms。系统中每个信道在发射和接收话音的同时，也在同时发射和接收亚音频信令，用来控制中继器和每个移动台。该系统每一信道可有250个唯一身份号。 FAST系统具有选呼、组呼、群呼功能，还提供记帐功能和电话连接功能，同时还可进行数传。 该系统采用全双工或半双工方式，基站是以全双工方式操作，移动台可选用全双工或半双设备。多个FAST系统可连接成一个多基站的FASTNET系统，只需要在多个FAST系统增设M7032设备，通过有线或无线链路将几个FAST连接即成。所有FASTNET系统中的移动用户的均可在各区网中漫游。 2.系统组成 图1.11所示为FAST系统基本组成图。图1.11 FAST集群移动通信系统 图中主要组成有：集群控制器ZETRON49、中继器MRS804、系统功放ARX、电源 ARX310、发射机合路器、接收机多路锅台器、天线、系统管理终端、移动台、手持机。 三、MULTINET集群移动通信系统1系统概述 美国EFJOHNSON公司生产的MULTINET(多功能网)集群移动通信系统，是在原(逻辑集群通信网)基础上改进而成的，采用传输集群式专用信道的分布式控制技术，信令方式为半公开的LTR信令，采用300bits亚音频(低于150MHz)调制的数字式随路信令,与话音同时传送，不占用信道，不用专用系统控制器，具有充分利用信道和入网时间短等特点，系统接续时间不超过300ms。该系统适用的频段为800MHz和900MHz。每个信道可分配多达250个识别码，系统可由1个信道扩展至20信道。 MULTINET集群移动通信系统提供选呼、群呼、全呼、紧急呼叫功能，系统还提供管理和电话连接功能。 该系统采用全双工或半双工方式，基地台以全双工方式操作，移动台可选全双工设备或双工设备。早期生产的LTR861015型、LTR8870型均为半双工方式的移动台。 MULTINET集群移动通信系统可经无线网络终端(RNT)组合成MULTINER信道、LTR信道、常规通信信道的混合网，也可将几个频段几种信令在一个系统中混合使用，并与有电话网互联，形成一个完整的综合通信网。为了扩大通信覆盖范围，EFJOHNSON又开发了AMERICON广域网。 2.系统组成 如图112所示为MULTINET集群移动通信系统组成结构图。 图1.12 MULTINET集群移动通信系统 该系统的主要组成有：MULTINET转发器、无线网络终端(RNT)、调度操作台、系统管理端、话音链路、移动台、手持机。 转发器LTR8000是由激励器、接收机、逻辑单元、射频功率放大器和电源构成。转发器的频率范围为TX：85l一865MHz；RX：806821MHz；接收机灵敏度为035v(12db信纳)或050v(20db信噪)；发射机输出功率60w。所有转发器都由高速数据总线连接(即500欧姆同轴电缆)。 移动台LTR861015型及LTR8870型收发信机是由3035w单工收发机配置频率合成器及控制逻辑构成。接收机灵敏度为03035v(12db信纳)，05v(20dB信噪)。四、ACTIONET集群移动通信系统 1系统概况 芬兰NOKIA公司的ACTIONET集群移动通信系统，适用于UHF频段，是西欧集群移通信系统的典型代表，采用信息集群方式、专用控制信道技术、采用公开的MPT1327信，实现了该规约中关于呼叫类型及处理的基本思想。采用加强动态帧长ALOHA结构，信令1200bits速率，采用FFSK调制方式。 ACTIONET系统以调度通话为主，兼有数传功能。该系统以移动交换(MX)为中心，与基地台(BS)相连构成系统的无线网络。移动交换机(MX)与专用小交换机(PABX)或市话交换网（PSTN)相连，实现无线与有线的互联。 该系统中，每个基站都有5-15个无线信道，最多可达到30个基站。其中一个信道作为控制信道，系统规定本控制信道失效时，其余的话音信道将充当控制信道。控制信道分为128个时隙，每一个时隙都包含着来自MX(经过BC)的下行控制信息，任何一个无线用户都可以随选取一个时隙发出自己的呼叫请求。 ACTIONET系统组网灵活，可以将几个基本系统联网，扩展为大覆盖区的区域网，这只需设一个系统交换机(SX)即可实现，区域网的用户可以实现漫游。2.系统组成 如图l.13及图1.14所示，分别为ACTIONET集群移动通信系统结构及ACTIONET区域性系统框图。图1.13 ACCTIONET集群移动通信系图1.14 ACTIONET区域性系统框图 该系统的主要组成有：移动交换机（MX）、基站（BS）、调度电话（CP）、管理终端（O&M）、移动台（MS）手机等设备。 多个ACTIONET系统构成的区域网由系统交换机SX及各个ACTIONET集群移动通信系统组成。 移动交换机(MX)是由呼叫控制计算机、操作控制计算机及有线电话接口组成，它完成集群移动通信系统中接、交换、控制操作和维护功能。Mx可分为三种不同的容量：32线、64线、96线，相应地确定了可连接的信道数和有线中继线数目。 MX的主要性能指数：频响-3 - +1dB，在03 - 34kHz范围内； 串话小于-60dBmop(加入800MHz0db信号)、背景噪声小于-55dBmop、供电电源48v、最大功率700W、工作环境温度5 - 40。C、相对湿度5 - 85。 基站BS的组成是：收发信机、线路接口控制单元(LIC)、收发信共用器和测量单元。 BS通过LIC利用四线与MX相连，由MX控制BS无线频率和发射开启。 BS主要性能指标：频率为80MHz、160MHz、450MHz；频道间隔为125MHz或25MHz；每信道收发信机最大功耗为200W；工作环境湿度为-10 - 550。C；相对湿度为5-95。 R58为NOKIA推出的移动台，它是数字信令、频率合成、微处理器控制的移动台，可全双工通信，并具有数传功能。250个信道，采用RS-232接口用于数传，单、双工工作模式转换，可执行多种呼叫功能。第二讲 集群通信工作方式与信令2.1 集群方式发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论在一个多信道调度无线系统中，“集群”是指向正在申请服务的用户自动分配信道，调度无线信道的集群基本技术方法有以下几种： 2.1.1 信息集群 使用信息集群(亦称消息集群)，在整个调度通话期间，给它分配一条无线信道。从移动台按键开始，中继站(基站)要经过6到lO秒“脱离”时间才能完成信息集群。如果在这脱离时间内别的移动台或调度员起动另外的信息传输，则仍保持原先的信道分配。 这种技术效率低，因为在传输时间内若没有信息传输时仍然分配信道，并且在每个信息结束后的6秒“超时”内信道仍然被分配。图2.1所示为其工作过程。 图2.1 信息集群工作过程 2.1.2 传输集群 传输集群又称发射集群。在“纯正”传输集群中，仅对单一半双工无线传输期间分配信道。因为半双工操作一般需要在移动台的用户压下和释放“按讲开关”按钮；当用户按键时，可把检测到的一个确定而可靠的“传输结束”信令发送到基站控制器，这个信令可用来指示该信道可以再分配使用。基站接到该信令之后收回信道并将该信道分配给其它用户使用。所以在传输群方式中不会由于通话暂停而仍然占用信道，浪贺信道的使用，从而信道利用率就高了。图2.2为其工作过程。该通信方式，通话双方每次按下PTT键，所分配到的通话是随机的。所以，每一个完整的通话过程可能要分几次在几个不同的信道上完成。这就有利于通话保密。但这种方式一旦通话完成，PTT键释放，分配的通话信道就丢失而给其它用户使用，如果用户消息内有延迟就可能导致通话不连续，完整性差的缺点。 图2.2 传输集群工作过程2.1.3 准传输集群 在相当于系统“忙时”的非常高的信道负载上，纯粹的传输集群系统中存在着用户消息内9延迟的可能性。因为每单个信息传输必须获得一个新的话音信道分配，这些延迟是极不受欢迎的，并导致消息连续性被中断。因此就出现了上述“纯”传输集群的修改型，称之为“准传输集群”，图2.3为其工作过程。 准传输集群兼顾消息集群和传输集的优点，它缩短了集群站“脱网”时间，该时间连同移动台发送传输结束信令在内为05-1秒。在难传输系统中，一旦开始接入信道，两个电台可迅速建立通话而不会“脱离”话音信道，因而，具有小的信息延迟。 图2.3 准传输集群工作过程2.2 控制方式发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论集群移动通信系统的信道控制方式有两种：专用信道控制方式和非专用信道的分布控制方式，前者亦称为集中控制方式，后者亦称为分散控制、方式。 无论哪一种控制方式，都能使集群通信系统的用户在使用时就好像是信道专用一样，尽管用户进行一完整的通话需要多次更换通话信道，而对用户自己来说并无明显的感觉。所有上述功能的实现都是靠系统内执行控制任务的硬件和软件，配合完成的，这种以微处理机为硬件基础并与各种协议保持一致的软件结合就构成了集群通信系统的信令系统。因此，上述两种不同：控制方式的信令也是不同的。集中控制方式系统称为专用控制信令系统，分布控制方式系统称为随路控制信令，亦称为亚音频控制信令系统。 专用控制信令系统适用于较大的集群通信系统，这是因为较大的系统信令联络时间非常重要，把一个信道专用作控制信令信道。随路控制信令系统适用于比较小的集群通信系统，把所有的信道同时用作话音信道又作信令信道，若把二个信道作控制信道用会使整个系统的信道利用率降低。 2.2.1 专用控制信道方式 专用控制信道方式采用一条信道作信令信道，并且，必须由系统控制中心集中控制和管理，处理呼叫请求和分配空闲信道。 该方式具有许多优点，因为无需信道扫描，可以采用快速信令(如目前有的系统信令速度为36kbitS，有的可达96kbitS)，所以，建立呼叫速度快，入网接续时间短，也就是说，专用控制信道方式主要是接续快。除上述主要优点外，还具有下列功能： 专用控制信道功能设置除具有一些专用的功能外，还可以完成紧急呼叫、短数据传输、动态重组、防盗选择、无线电台禁用等功能。 连续分配信息更新，提高通信可靠性。 遇忙排队，自动回呼等。 采用专用控制信道方式，用户的入网和接续都必须通过专用控制信道来完成，这就遇到了两个或两个以上移动台在同一瞬间内发送信令而引起碰接(争用)的问题。完善的系统就要求解决这种“碰撞”(争用)问题。 解决方法有两种： 一种采用“定时询问”办法。 即在此系统中，给每个移动台分配一个专用时隙，若移动台有信息发送就在该相应时隙内发送信令，这种时隙可由同一起始定时信号导出，或由基地台轮流安排各个用户发送，这种方式的缺点是当用户时，效率不高。所以它适用于用户数较少的系统。 另一种是采用ALOHA方式或时隙ALOHA入网控制技术。 在此系统中，每一消息中都会有若干检错位，使基地台可确定收到的消息是否同移动合同时发送引起碰撞而出错。若所收信令无差错则发送应答信令，否则有关移动台将按随机选择时延重发消息，直到消息发送完了为止。 2.2.2 非专用信道的分布控制方式 在这种方式的集群通信系统中，每个基台(又称转发器、中继器)都有一个逻辑板负责信道的控制和信号转发。基地台间的信息交换是通过一条高速数据总线(同轴电缆)进行。移动台可在任何空闲信道上实现接入操作。由于每个信道既要作话音传输，又要传输信令。所以它用低于话音频带(300Hz以下)的亚音频(如150Hz)调制数字随路信令，它可与话音同时传输，不占信道。 在此系统中，由于移动台可预先获得可用信道而无需扫描，因而接入时间短。另外，由于每个信道独立完成信令交换，可在任何空闲信道上实现接入系统的操作。减少系统的交换负荷，提高可靠性。这种方式阻塞率低，等待时间短。 2.3集群通信系统信令的分类发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论集群通信就是多个用户共用少数几个无线信道。为了确保通信中的保密和有秩序，保证系 统有机协调地工作，系统必须要有完善的控制功能并遵循某些规定。这样就需要一些用来表示控制和状态的信号及指令。 为了将集群通信系统中用于通话的有用信号区别开来，我们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”。各种各样的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。由信令系统可决定集群通信系统功能的好坏，信令系统复杂是移动通信系统与普通通信系统的重要区别，同时，集群通信系统为了实现其强大的调度功能，信令系统会更加复杂。 集群通信系统的信令主要有下列两种分类方式： 一是按信令功能可分为控制信令、选呼信 令、拨号信令三种； 另一种是按信令形式分类，可分为模拟信令和数字信令两大类。 集群通信系统中控制技术包括空闲信道的检测以及通话信道的指配和控制，利用微处理机的通信控制等。控制和信令是不可分的。一种性能优良的信令系统将会大大提高整个集群通信系统的效率。对信令的要求主要是便于无线传输，实现起来简单，组合数量多，且与市话兼容性好等。 2.3.1 三种不同功能的信令 (1)控制信令 控制信令用来控制基地台与移动台之间信道的连接、断开以及移动台无线信道的转换。此 外，还用来作为监控和状态显示。它包括各种状态监视信号、空闲信号、分配信道、拆线、强插、强拆、限时、位置登记、遥毙、报警信令等。 信令可以利用专用信令信道传输，也可以通过话音信道传输。(2)选呼信令 选呼信令用来控制移动台按自己的身份码接入系统，它包括单呼、组呼、群呼信令等。一个集群通信系统拥有许多移动用户，为了在众多用户中呼出其中某一用户而不至造成一呼百应 的状态，给每个移动台规定一个确定的地址码，其他控制台按照地址码选呼，这样就可建立与 该移动用户的通信。对选呼信令的要求是，既组成简单又能获得尽量多的号码数，同时又要求 可靠性高，抗干扰性能好。(3)拨号信令 拨号信令是移动用户通过基地台呼叫另一移动用户或市话网用户而使用的信令。因此要求拨号信令与市话网具有兼容性，并适于在无线信道中传输。 2.3.2 两种形式的信令 1 模拟信令 利用模拟信令实现集群控制，一般情况采用DTMF信令、CTCSS信令、五音调信令等，它们可以单独使用，亦可以几种搭配混和使用。(1)DTMF信令 DTMF信令是一种双音多频信号，它在市话程控交换机上被广泛使用。它是一种带内信令即在3003400Hz音频范围内，选择8个单音频率，分为高频率群(4个或3个频率)和低频率群(4个频率)，每次从高频率群和低频率群各取出一个频率，由高低两个频率信号叠加在一起构成一个DTMF信号。 在集群通信系统中，DTMF信号用作系统的识别、拨号、控制以及状态等各种信令。 在集群通信系统中，目前还没有统一规定DTMF双音多频信令的具体定义，大部分生产厂商都有自己的设定，实际中可根据具体设计，对已使用的信号种类适当增减。特殊功能信号，如缩位拨号、呼叫转移信号等，可自行规定，但不能与之相矛盾。通常可参考我国移动通信90系列标准中小容量自动拨号无线电话系统中关于DTMF双音多频信令的统一规定。(2)CTCSS信令 这种信令是指亚音频控制静噪选呼信令，又称为音锁或单音静噪。它是多个通信系统公用一个信道，为防止互相干扰而使用的一种亚音频信令。它还可以有效地防止非法用户进入系统。 CTCSS信令是在发射载波上叠加低电平亚音频单音，每个系统有自己特定单音，用户每次呼叫开启发射机时使发出该频率的单音，并在整个通话期间持续发送。 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。(3)五音调信令 五音调信令属于单音顺序编码信令。 CCIR规定五音调非序码单音频率稳定度应优于土510-3，标准码长时间为10010ms，码字之间不间断排列，间断误差时间约为20ms。2 数字信令 数字信令是随着计算机技术的发展而飞速发展起来的，数字信令由于传输速度快、组码数 量大，便于集成化，可以使设备小型化，近几年在集群通信系统中被广泛应用。 数字信令大体可分为低速和高速两类。低速数字信令要进行两次调制，第一次调制在一个 或几个音频频率上，在无线信道中仍以模拟方式进行第二次调制。高速信令一般是直接调制在 无线信道上，由于速度较高，通常采取多次重发和较复杂的纠错编码方法，以解决传输中出现 的差错问题。(1)数字信令格式 在传输数字信令时，为了便于收端解码，通常要求数字信令按一定格式编码。常用的数字 传令格式有两种，如图2.4(a)、(b)所示。 图2.4 数字信令格式 第一种格式，每发送一组地址或数据信息时都要发送同步码和纠错码。 第二种格式每发送 一次同步码和纠错码时，可以发送几组信息码。 位同步码(P)：又叫码头、前置码或同步码。它是将收发两端的时钟对齐，以便给出每个码元的判决时刻。 字同步码(SW)：又叫帧同步码。它表示信息的开始，相当于时分多路通信中的帧同步。常选用相关性好的不归零巴克码来做字同步码。 信息码(A和D)：传输数字信令的具体内容包括地址码和控制、寻呼、分配信道、拔号等数据信息，它是数字信令的核心。 纠错码：又称监督码，是为了防止信令在传输中出错而加的冗余码。一般情况采用BCH码，它不仅可以发现错误，还可以实现前向纠错。(2)数字信令的传输方法 基带数字信令是二进制的数据流，只有通过调制才能发射出去。考虑到与现有模拟系统的 兼容性，数字信令要适应25kHz的信道间隔要求，能够在16kHz带宽的信道内可靠传输，用于数字信令的调制方式有ASK、FSK、PSK三大类。ASK体制抗干扰和抗衰落性能差，在移动通信中基本不予以采用。FSK和PSK方式具有较好的适应性。 在选择调度方式时，主要从信令速率、调制带宽和抗干扰能力(即误码率)上来考虑。通常使用的调制方法有两种：一种是基带调制，它适用于高速率；另一种是副载波二次调制，造用于较低速率。 2.4 数字信令规约发布时间: 2005-10-25 来源: 博客 字体: 正常 大 关闭此页 发表评论2.4.1 MPT1327数字信令 MPT1327：集群系统信令标准规约。这个标准是经英国贸易工业部、英国邮电部、11家制造工厂、2个用户协会，经1982年、1983年和1984年三年的三次讨论，于1985年公布。它在世界上已标准化和公开化，MPT1327是一种承前启后的标准，世界上许多国家和公司都采用这种信令开发了各种集群移动通信系统。通常MPT1327数字信令是利用专用信令信道传输。 MPT1327信令规约是建立在不对称控制信道基础上的。如图2.5所示，在下行链路中，信道连续传输两组64bit码字，一组由控制信道系统码(CCSC)组成，用于系统同步和系统识别。另一组码(1NFO)由地址码和其它规约信息构成，这两组码字构成一个时隙。下行信道第一个码字的第一位为“0”。另有15位系统识别码，而后是16位信息码。第三个16位码为前置码，然后在校核的16位上给出一同步序列。与此相反，在上行链路里，移动台采用动态帧长ALOHA技术，分时操作，与下行链路同步接入信道，以提高信道的利用率。上行链路信令格式为32bit同步码(SYNC)加上64bit信息码(1NOF)。纠错编码采用特殊的BCH(63，64)循环码加1位奇偶校验位。其生成多项式为：X15+X14+X13+X11+X4+X2+X1图2.5 信令基本格式 上式能检测出所有的奇数位错误和5位随机错误或16位长的突发错误，可以纠正两位随机错 和检测3个错误或一组4位长的突发错误等，不需要重发。 利用上述的纠错方法，可马上判决出该时隙是否存在碰撞，若发现长的突发错，立即发出一碰撞信号，表示移动台发出的呼叫已受到碰撞，并保持在下一接入时隙重发。这时，基地台则指定下一接入帧增加时隙，而在应答帧中减少时隙，这样的结果使信令信道不致阻塞，延迟 不致加长。利用BCH(63，48)加1位编码还有便于计算机处理的优点。 MPT1327是一种为集群专用陆地移动通信系统应用的信令标准。它规定了集群系统控制器和用户无线单元之间的通信协议准则。该信令中还包括长、短数据信息，可用来直接传输 协议准则。MPT1327标准可用于实现多种系统，这些系统小到只有几个无线信道(单信道也 可)，大到可以由多个集群系统控制器组成的网络。 MPT1327信令系统最大容量范围为： 每个系统1036800个地址。 1024个信道号码。 32768个系统识别码。 该协议使用了1200bits的信令，这种信令用快速移频键控(FFSK也即MSK)副载波调制方式。它是为异频半双工无线单元和全双工集群系统控制器TSC(Trunking system controller)设计的。协议提供了广泛的用户设备和系统选择。但可以实现一部分适当的协议，也可以再将新的规定加入到协议中，因而信令系统具有很强的可扩充性。2.4.2 LTR数字信令 LTR是Logic Trunked Radio的缩写，该信令是非专用信令信道的分布控制系统。 它采用300bits亚音频(低于150Hz)调制的数字式随路信号，与话音信号同时传送，不占用专门信道。采用传输集群技术，即讲话时占用信道，讲话空余时，利用按讲方式释放信道，此时信道可被别的用户通话使用。每次移动台发射可在任一信道上进行，不固定分配信道。这样能充分利用传输空余时间，提高信道的负载能力。 LTR信令系统中每个信道需要一个转发器，转发器之间通过高速同轴电缆数据链路传输数据信息流，传输速率为9600bits，信息以时