无线维护基础理论

1、无线维护基础理论第一章 通信技术概论第一节 信号一、信号传递方式通信的任务是传递信息。人类社会中需要传递的信息可以是声音、文字、符号、音乐、图像和数据等。在现代通信技术中，主要运用的传输方式是电通信技术，即以电信号的形式来传递信息。在实际通信中以电的形式来传递信息，首先是在发送端采用传感器将一般的信息转换成电信号，然后在接收端将收到的电信号还原。二、 信号的分类电信号通常分为模拟信号和数字信号两大类。1. 模拟信号模拟信号是指电信号的某一参量的取值范围是连续的，因此可有无限多个取值，如话筒产生的话音电压信号，摄像机所产生的图像电流信号等。模拟信号通常是时间连续函数，也有时间离散函数的情况，但无

2、论时间是否连续，其取值一定是连续的。最简单的模拟信号如图1-1所示，图1-2为时间离散的模拟信号。图1-1 时间连续的模拟信号图1-2 时间离散的模拟信号2. 数字信号数字信号是指电信号的某一参量携带着离散信息，其取值是有限个数值，如电报信号、数据信号等，如图1-3所示。图1-3 数字信号第二节 通信系统的基本概念实现信息转换成信号这一过程的全部技术设备和设施统称为系统。在通信领域中将实现通信过程的全部技术设备和设施称为通信系统。一、 基本模型通信是将信息从发信者传递给在另一个时空点的收信者。由于完成这一信息传递的通信系统的种类繁多，因此它们的具体设备和业务功能可能各不相同，经过抽象概括，通信

3、流程可用图1-4所示的基本模型图来表示。图1-4 通信系统的基本模型图整个流程是由信源、发送变换器、信道（或传输媒介）、噪声、接收变换器和信宿（收信者）等六部分组成。1. 信源信源是指发出信息的信息源。在人与人之间通信的情况下，信源就是指发出信息的人；在机器与机器之间通信的情况下，信源就是发出信息的机器，如计算机或其它机器等。2. 发送变换器发送变换器的基本功能是将信源和传输媒介匹配起来，即将信源产生的信息信号变换为利于传送的信号形式送往传输媒介。变换方式是多种多样的，在需要频率搬移时，调制是最常见的变换方式。发送变换器还包括为达到某些特殊要求所进行的各种处理，如多路复用、保密处理和纠错编码处

4、理等。3. 信道信道是信号传输媒介的总称。传输信道的类型有两种，一种是使电磁信号在空间中传输，这种信道叫无线信道；另一种是使电磁信号约束在某种传输线上传输（如架空明线、电缆、光缆及波导等），这种信道叫有线信道。4.噪声噪声并不是人为实现的实体，但在实际通信系统中又是客观存在的。在模型中的噪声是以集中形式表示的，实际上这种干扰噪声可能在信源信息初始产生的周围环境中就混入了，也可能从构成发送变换器的电子设备中引入。另外，传输信道中的电磁感应以及接收端各种设备中引入的干扰都要产生影响。在模型中我们把发送、传输和接收端各部分的干扰噪声集中地由一个噪声来表示。5. 接收变换器接收变换器的主要作用是将来自

5、信道的带有干扰的发送信号加以处理，并从中提取原始信息，完成发送过程的逆变换解调、译码等。6. 信宿信宿是指信息传送的终点，也就是收信者。它可以与信源相对应构成人人通信或者机机通信，也可以与信源不一致，构成人机通信。二、 通信系统的构成要素一个实际的通信系统往往由终端设备、传输链路和交换设备三大部分组成。1. 终端设备终端设备的主要功能是把待传送的信息和在信道上传送的信号相互转换。这就要求有发送传感器来感受信息和接收传感器将信号恢复成能被利用的信息，还应该有能处理信号的设备以便能与信道匹配。另外还需要有能产生和识别通信系统内所需的信令信号或规约。对应不同的通信业务有不同的信源和信宿，也就有着不同

6、的变换和反变换设备，因此对应不同的通信业务也就有不同的终端设备，如电话业务的终端设备就是电话机，电报业务的终端设备就是电报终端，数据业务的终端设备就是数据终端机等。2. 传输链路传输链路是连接源点和终点的媒介和通路，除对应于通信系统模型中信道部分之外，还包括一部分变换和反变换设备。传输链路的实现方式很多，一种是物理传输媒介本身就是传输链路，如实线和电缆；一种是采用传输设备和物理传输媒介一起形成的传输链路，如载波链路和光通信链路；还有一种是传输设备利用大气传播的传输链路，如微波和卫星通信链路。3.交换设备交换设备是现代通信网的核心，其基本功能是完成接入交换节点链路的汇集、转接和分配。对不同通信业

7、务网络的转接，交换设备的性能要求也不同。例如，对电话业务网的交换设备的性能，其实时性强。因此目前主要采用直接接续通话电路的电路交换方式。对于主要用于计算机通信的数据业务网，由于数据终端或计算机终端可有各种不同速率，同时为了提高链路利用率，可将流入信息流进行分组、存储，然后再转发到所需链路上去，这种方式叫做分组交换方式。例如分组数据交换机就按这种方式进行交换，这种方式可以比较高效地利用传输链路。第三节 通信系统的分类通信系统的分类方法很多，既可以按用途来分，也可以按传输信号的特征来分，还可以按工作方式来分。以下仅对图1-4所示的通信系统模型图所引出的分类方法进行讨论。1.按信源分类按照信源发出消

8、息的物理特征不同可分为电话、电报、数据和图像的通信系统。其中电话通信目前最发达，其它通信常借助于公用电话通信系统传递信息。2.按传输媒介分类通信系统模型中的信道是指传输信息的媒介或信号的通道。按传输媒介分类，通信系统可分为有线和无线两大类。有线信道常用的是对称电缆、同轴电缆和光缆，因此可构成电缆通信系统和光纤通信系统。目前长途通信系统中主要采用的是光纤通信系统，而电缆通信系统大都用在本地通信系统中。无线信道按照所使用的频段和通信手段可分为短波通信系统、微波中继通信系统、移动通信系统和卫星通信系统。3.按传输信号的特征分类根据传输信号的特征，通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统两大类。（1）

9、模拟通信系统在模拟通信系统中传输的是模拟信号。图1-5所示的是模拟通信系统的基本组成。在图中用调制器取代图1-4中的发送变换器，用解调器取代图1-4中的接收变换器。这里的调制器和解调器对信号的变换起着决定性的作用，直接关系着通信质量的优劣。图1-5 模拟通信系统的基本组成图（2）数字通信系统在数字通信系统中传输的是数字信号。数字通信系统的基本组成如图1-6所示。数字通信系统除包括调制器和解调器外，还包括信源编码器、信道编码器、信道译码器、信源译码器和同步系统等。图1-6 数字通信系统的基本组成图数字通信系统的组成A.信源编码器信源编码器的主要作用是提高数字信号传输的有效性。如果信息源是数据处理

10、设备，还要进行并/串变换，以便进行数据传输。通常的数字加密也可归并到信源编码器中。收端的信源译码是信源编码的逆变换。B.信道编码器信道编码器主要是为了提高数字信号传输的可靠性。由于传输信道内噪声的存在和信道特性不理想造成的码元间干扰，通信系统很容易产生传输差错，而信道的线性畸变所造成的码间干扰可通过均衡办法基本消除，因此信道中的噪声是导致传输差错的主要原因。减小这种差错的基本作法是在信码组中按一定规则附加上若干监视码元（或称冗余度码元），使原来不相关的数字信息序列变为相关的新的序列，然后在接收端根据这种相关的规律性来检测或纠正接收序列码组中的误码，提高可靠性，因此信道编码器又称差错控制编码器。

11、接收端的信道译码器是信道编码器的逆过程。C.同步系统同步系统用于建立通信系统收、发相对一致的时间关系。只有这样，收端才能确定每位码的起止时间，并确定接收码组与发送码组的正确对应关系，否则接收端无法恢复发端的信息。因此同步是数字通信系统正常工作的前提，通信系统能否有效地、可靠地工作，很大程度上依赖于同步系统性能的好坏。同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步四大类。数字通信系统的特点模拟通信系统与数字通信系统各有特点，但从总体上看，数字通信系统与模拟通信系统相比，具有以下特点：A.抗干扰能力强，数字通信系统可通过再生中继器消除噪声积累；B.可采用差错控制技术，从而提高数字信号传输的可靠性；C.

12、便于进行各种数字信号处理，如计算机存储和处理，使数字通信和计算机技术相结合而组成综合化、智能化的数字通信网；D.数字通信系统可使传输与交换相结合，电话、数据和图像传输相结合，有利于实现综合业务数字网；E.数字通信系统的器件和设备易于实现集成化、微型化。数字通信系统的主要性能指标A.有效性指标信息传输速率：信息传输速率通常是以每秒钟所传输的信息量多少来衡量的。符号传输速率：符号传输速率也叫码元速率，它是指单位时间内所传输的码元数目，其单位为“波特”。频带利用率：频带利用率是指单位频带内的所能实现的信息传输速率。B.可靠性指标误码率：误码率是指在传输过程中系统出现错误码元的数目与所传输码元总数之比

13、值。这个指标是多次统计结果的平均量，所以这里指的是平均误码率。误比特率：误比特率是指传错信息的比特数与所传送的总信息比特数之比值。第二章 无线通信基础知识第一节 无线通信的基本概念一 、无线通信的概念和特点两大类。无线通信具有以下一些明显的优点：（1）跨越空间的能力很强，短则百米，长则数千、数万公里甚至更远。（2）信息传输速度快，无线电波每秒传播速度可达30万公里。所以地球上任何两点之间的无线电信息传递基本上都是实时的。（3）在较高的频率上具有很大的信息容量。二、无线通信系统组成3传输媒体无线通信的传播媒体是无线电波，不同频段无线电波信号的产生、放大和接收的方法不同, 传播的能力和方式也不同。

14、在自由空间中, 波长与频率存在以下关系：c = f 。其中c为光速，f 和分别为无线电波的频率和波长。三、调制与解调在无线通信系统中，对信号变换起重要作用的是调制和解调。1. 调制由无线通信理论可知，当天线的几何尺寸和要传递的电信号的波长相近时，电信号才能有效地从天线以电磁波的形式辐射出去。以语音信号为例，语音信号变换为电信号后其频率范围从几十Hz到几千Hz，一般将300Hz到3000Hz的频率发送出去即可取得较满意的话音传输效果，但300Hz到3000Hz电信号所对应的波长为1000km100 km，要建立起这样长的天线系统显然是不能的。再者，即使能将该频率范围的话音信号发送出去，不同电台发

15、送的音频信号电磁波将在空中混杂在一起，相互干扰，使接收机无法选择接收，即无法实现多路传输的问题。要解决上述问题，就要采取调制的方法。用所要传送的基带信号控制高频振荡信号的某一个参数（如幅度、频率或相位），即把基带信号“附加”到高频振荡上，使基带信号变换为适合传输的高频带通信号，这一过程就是调制。通常将待传输的基带信号称为调制信号；将高频振荡信号称为载波信号，而将加载了基带信号的高频信号称为已调信号。调制的种类很多，分类方法也不一致。按调制信号的形式可分为模拟调制和数字调制。模拟调制包括幅度调度（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）；数字调制有幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键

16、控（PSK）以及快速频移键控（FFSK）、高斯最小频移键控（GMSK）等。在450MHz列车无线调度通信系统中，语音信息采用FM调制，而调度命令、车次号校核数据信息采用FFSK调制；在铁路数字移动通信系统GSM-R中，则采用GMSK调制。2. 解调解调是调制的逆过程，其作用是从接收的已调信号中恢复原调制信号，即基带信号。常用的解调方式有两种：即相干解调和非相干解调（包络检波、鉴频器）。四、 无线通信的工作方式无线通信的工作方式主要有单工通信、双工通信和半双工通信三种。1.单工通信方式所谓单工方式，是指通信双方只能交替地进行发信和收信。根据通信双方是否使用相同的频率，单工制又分为同频单工和异频单

17、工，如图2-2所示。单工通信方式的收、发信机可使用同一副天线，而不需天线共用器，设备简单，功耗小，但操作不方便。在使用过程中，往往会出现通话断续现象。图2-2 单工方式2.双工方式双工方式是指通信双方收发信机可同时工作，如图2-3所示。这种工作方式虽然耗电量大，但使用方便。双工方式主要用于公用移动通信网和铁路移动通信GSM-R中。图2-3 双工方式3.半双工方式半双工方式是指通信双方中有一方使用双工方式，而另一方则采用单工方式，如图2-4所示。这种方式的特点是设备简单、功耗小，克服了通话断断续续的现象，但操作仍不太方便。半双工方式主要用于汽车调度系统、列车无线调度等系统中。图2-4 半双工方式

18、第二节 发射机一、发射机的工作过程我们知道，人耳能听到的声音频率约在20Hz20kHz的范围内，通常把这一频率范围叫音频。声波在空气中传播速度很慢，约340m/s，而且衰减很快。一个人无论怎样尽力高喊，他的声音也不会传的很远。自从发明了电与电声器件后，可以把声音变成电信号，再经对方的耳机恢复成原来的声音，从而把声音传到远方，这就是有线电话。怎样才能不用导线，将声音信号由自由空间传播出去呢？由电磁波理论可知，交变的电震荡可以利用天线向空间敷设电能，这电能以波的形式向外传播，称为电磁波，它的传播速度等于光速，但是天线的尺寸必须足够长，这种电磁辐射才有效。具体的说，天线尺寸与被辐射信号的波长相比拟时

19、（波长的1/101），信号才能被天线有效的辐射出去。对于音频范围20Hz20kHz来说，这样的天线不可能实现。所以电磁波辐射要使用高频。直接将音频信号辐射出去是困难的，即使能辐射出去，因各个电台的发射信号频率范围大致相同，接收机也无法区分。只有利用高频电振荡，并设法将音频信号“转载”到高频电振荡之中，然后由天线辐射出去。高频电振荡又称“载频”，不同的电台可以采用不同的载频频率，避免相互之间的干扰。把音频信号“装载”到高频振荡信号上的过程叫做调制。根据音频信号控制高频振荡的方法不同，可分为调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种调制方式，它们是以音频信号分别控制高频振荡的幅度、频率和相位而区

20、分的。专用电台多采用调频方式。二、发射机的结构第三节 接收机接收机的工作过程正好与发射机相反，它的任务是把天线接收下来的射频载波信号首先进行低噪声放大，然后经过变频（一次、两次甚至三次变频）、中频放大和解调后还原出原始信号，最后经低频放大器放大后输出。接收机的组成框图如图2-3所示。图2-3 接收机的组成框图第四节 天线天线是无线通信系统的重要组成部分。其主要作用是把射频载波信号变成电磁波或者把电磁波变成射频载波信号。按照规范性的定义，“天线就是把导行模式的射频电流变成扩散模式的空间电磁波的传输模式转换器，及其逆变换的传输模式转换器”。馈线的主要作用是把发信机输出的射频载波信号高效地送至天线。

21、这一方面要求馈线的衰耗要小，另一方面其阻抗应尽可能与发信机的输出阻抗和天线的输入阻抗相匹配。表征天线性能的主要参数有方向图，增益，输入阻抗，驻波比，极化方式，双极化天线的隔离度，及三阶交调等。（1）方向图天线方向图是表征天线辐射特性空间角度关系的图形。以发射天线为例，是从不同角度方向辐射出去的功率或场强形成的图形。一般地，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，分为水平面方向图和垂直面方向图。平行于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫水平面方向图；垂直于地面在波束场强最大位置剖开的图形叫垂直面方向图。描述天线辐射特性的另一重要参数半功率宽度，在天线辐射功率分布在主瓣最

22、大值的两侧，功率强度下降到最大值的一半（场强下降到最大值的0.707倍，3dB衰耗）的两个方向的夹角，表征了天线在指定方向上辐射功率的集中程度。（2）方向性参数不同的天线有不同的方向图，为表示它们集中辐射的程度，方向图的尖锐程度，我们引入方向性参数。理想的点源天线辐射没有方向性，在各方向上辐射强度相等，方向是个球体。我们以理想的点源天线作为标准与实际天线进行比较，在相同的辐射功率某天线产生于某点的电场强度的平方E2与理想的点源天线在同一点产生的电场强度的平方E02的比值称为该点的方向性参数D=E2/E02。（3）天线增益增益和方向性系数同是表征辐射功率集中程度的参数，但两者又不尽相同。增益是在

23、同一输出功率条件下加以讨论的，方向性系数是在同一辐射功率条件下加以讨论的。由于天线各方向的辐射强度并不相等，天线的方向性系数和增益随着观察点的不同而变化，但其变化趋势是一致的。一般地，在实际应用中，取最大辐射方向的方向性系数和增益作为天线的方向性系数和增益。另外，表征天线增益的参数有dBd和dBi。dBi是相对于点源天线的增益，在各方向的辐射是均匀的；dBd是相对于对称阵子天线的增益，dBi=dBd+2.15。相同的条件下，增益越高，电波传播的距离越远。习惯上我们采用dBi来表征天线的增益。（4）输入阻抗输入阻抗是指天线在工作频段的高频阻抗，即馈电点的高频电压与高频电流的比值，可用矢量网络测试

24、分析仪测量，其直流阻抗为0。（5）驻波比由于天线的输入阻抗与馈线的特性阻抗不可能完全一致，会产生部分的信号反射，反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波，其相邻的电压最大值与最小值的比即为电压驻波比VSWR。（6）极化方式根据天线在最大辐射（或接收）方向上电场矢量的取向，天线极化方式可分为线极化，圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化，垂直极化和±45°极化。发射天线和接收天线应具有相同的极化方式。第五节 电磁波传播一、 无线通信使用的频率和波段无线通信初创时期使用的频率较低，频率范围较窄，波段主要限于长波和中波。随着科学技术的不断进步，使用的频率范围逐步扩大。目前无线通信使用的

25、频率从超长波波段到亚毫米波段（包括亚毫米波以下），以至光波。无线通信使用的频率范围和波段见表1-2。表1-2 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段二、无线通信的电磁波传播无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传输特点，下面按波长分述如下：（1）极长波传播极长波是指波长在110万千米（频率为330Hz）的电磁波。理论研究表明，这一波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小。（2）超长波传播超长波是指波长1千千米至1万千米（频率为30300Hz）的电磁波。这一波段的电磁波传输十分稳定，在海水中衰耗很小（频率为75 Hz时衰耗系数为0.3dB/m），对海水穿透能力很强，可深达100m以上。（

26、3）甚长波传播甚长波是指波长10千米100千米（频率为330kHz）的电磁波。无线通信中使用的甚长波的频率为1030kHz，该波段的电磁波可在大地与低层的电离层间形成的波导中进行传播，距离可达数千公里乃至覆盖全球。（4）长波传播长波是指波长1千米10千米（频率为30300kHz）的电磁波。其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。天波虽然可由电离层反射传播较远，但电离层对其吸收较强，且由于低层电离层参数变化大，极不稳定，衰落严重。地波传播主要与大地的导电率有关，传播较为稳定，在陆地一般传播距离为几十到几百公里。当天波、地波同时存在时，会产生相互干涉，也会形成衰落。当地波在海面上传播时

27、，由于海水导电率高，因而电磁波衰耗较小，传播距离比陆地要远得多，可达数百乃至数千公里。该波段的低端（3060kHz）的电磁波能穿透一定深度的海水，可用于对潜艇通信。（5）中波传播中波是指波长100米1000米（频率为3003000kHz）的电磁波。中波可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）。中波沿地表面传播时，受地表面的吸收较长波严重。中波的天波传播与昼夜变化有关。在白天，电离层的D层对中波吸收较为严重，中波难以天波的形式传播，只能靠地波传播。在夜间，电离层的D层消失，E层电子密度下降，高度上升，对中波的吸收减少，因而中波可由电离层的E层反射。在夜间，中波除靠地波传播之外，还靠天波传

28、播。（6）短波传播短波是指波长10米100米（频率为330MHz）的电磁波。短波可沿地表面传播（地波），沿空间以直射或绕射方式传播（空间波）和靠电离层反射传播（天波）。由于地表面对短波的吸收强烈（与中波相比），且随频率的升高而明显增大。因而，短波的地波传播一般不超过几十公里（在短波的低端）。短波的空间波传播主要是靠电波的直射和绕射传播。空间波传播方式不是短波的主要传播方式，短波的天波传播是短波传播的主要方式。短波的天波传播与电离层变化（昼夜变化，季节和年的变化，以及磁暴、太阳黑子变化、核爆炸等）密切相关，也与天线的仰角和工作频率密切相关。由于电离层折射系数的梯度分布及与频率的关系，短波的传播过

29、程中存在着多径效应，因而存在着严重的衰落现象。（7）超短波传播超短波是指波长1米10米（频率为30300MHz）的电磁波。由于地表面对超短波的吸收严重，同时也由于超短波对电离层的穿透能力强，其在电离层中的折射系数趋近于1，因而经电离层反射（天波）的能量很小。所以超短波难以靠地波和天波传播，而主要以直射方式（即所谓的“视距”方式）传播。另外，由于对流层中的大气湍流气团对超短波有散射作用，因而超短波利用这种散射作用，可实现超短波的“超视距”传播，超短波具有一定的绕射传播能力，其频率越高，绕射能力也就越差。（8）微波传播微波是指波长小于1米（频率高于300MHz）的电磁波。目前又按其波长的不同，分为

30、分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波。微波的传播类似于光波的传播，是一种视距传播，其主要在对流层内进行。总的来说，这种传播方式比较稳定，但其传播也受到大气折射和地面反射的影响。另外，对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用，利用这种散射作用可实现微波的超视距传播。（9）激光传播鉴于光也是一种电磁波，而激光是相干性好的单色光，因而激光的传播也是一种电磁波的传播。激光在大气中的传播主要是视距传播，易受气候影响。大气中的氧、氮、二氧化碳、水蒸气等对激光信号有吸收作用；大气分子密度的不均匀和悬浮在大气中的尘埃、烟、水晶、盐粒子、微生物和微小水滴对光信号均有散射作用，由地球表面的空气对流引起的大气湍流可对激光

31、传播产生光束偏转、光束扩散和光束闪烁，某些波长的激光（如=0.5µm的蓝绿激光）可在水中传播。第三章 铁路无线列车调度通信系统第一节 无线列调概述铁路无线列车调度通信系统是运输指挥的重要基础设施，对铁路运输与安全起着至关重要的作用。铁路无线列车调度通信系统（以下简称无线列调）包括用于列车调度通信的车站无线电台、机车无线电台、调度总机及附属设施（含无线车次号校核系统、调度命令无线传送系统）。无线列车调度系统采用在铁路沿线设置无线电台进行链状无线覆盖，主要用于铁路列车调度相关人员语音通信及数据传输，是铁路专用无线模拟通信系统。系统示意图见图3-1所示。图3-1 列车无线调度通信系统构成示

32、意图按照通信业务形式无线列调系统的功能分为语音功能和数据功能两类。语音业务主要满足机车司机、运转车长、车站值班员之间（小三角）以及调度员、机车司机、车站值班员之间（大三角）的语音通信。数据传输业务分为450MHz模式下，传输方式采用FFSK（）编码方式，传输速率：1200bit/s。特征频率：“1”为1200Hz，“0”为1800Hz。采用同步数据传输方式。 差错控制采用前向纠错与CRC校验结合的方式。第二节 无线列车调度系统设备组成及功能无线列调系统包括：机车直放站等）、无线调度总机、有线/无线转接器，射频漏泄同轴电缆及其它附属设备等。 1.调度总机调度总机包括主机、控制台和录音装置。可满足

33、调度员可按车次号个别呼叫司机并通话；或采用选站后群呼方式呼叫司机并通话；或对该调度区段的所有司机进行呼叫、并发布通告。在紧急情况下，调度员可优先与司机通话。司机采用信令方式呼叫调度员。在紧急情况下，机车司机可向调度员发出紧急呼叫并通话。2.车站电台车站电台包括车站电台主机（含电源、有线无线转接单元、检测单元）、控制盒(含送受话器)及连接电缆、天线及馈线。可自备录音装置。（含电源、检测单元）、控制盒(含送受话器)及连接电缆、天线及馈线。可自备录音装置。4.直放站直放站（中继器）属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强

34、器。 射频直放站：铁路应用的射频直放站多为移频直放站，移频直放站由主机设备和从机设备（置于需要覆盖区域边缘）组成，主机直接由车站电台耦合RF信号（或由无线接收车站电台RF信号）将车站电台的载频移到另一频率点上转发给从机，从机再将被移动的频点还原到原车站电台的频率，从而实现了主机、从机的高隔离度和主机与从机之间的无线链接。光纤直放站：光纤直放站由近端机、远端机、光纤、耦合器、天馈线或漏缆等组成。近端机通过无线耦合或者直接耦合方式获取信源信号，并将信源信号经过电/光转换为光信号，光信号通过光缆传输至远端机。远端机通过光/电转换为信源信号，通过远端覆盖天线实现对目标区域的信号覆盖。oK:JFD()$

35、#_*(本文来自移动通信网,版权所有5.区间中继器区间中继器包括无线中继台和互控中继台。无线中继台采用无线信道作为中继链路，构成中继台与车站电台的无线链路，个别区段也可采用互控中继台方式，车站电台与中继台、中继台之间频率按交替配置，并采用电缆连接，构成有线无线相结合的中继链路。中继台按用途分为明区间弱场中继设备和隧道内盲区中继设备。 明区间弱场中继设备：由首台中继器和尾台中继器组成,首台设在车站,尾台设在弱场区边缘。隧道中继设备是解决无漏缆隧道内通信的专用设备,它由洞口中继器或洞内中继器、平板天线、连接洞内中继器和平板天线的功分器、射频电缆和连接两中继器的中频隔离器、控制电缆组成。其

36、中控制电缆内既传输中继器所需的220V交流电源又传输含有呼控信令的中频455kHz,两者通过中频隔离器分开。隧道较短时洞内可不设中继器,较长时可设洞内中继器。通过远端覆盖天线实现对目标区域的信号覆盖。6.泄漏同轴电缆泄漏同轴电缆是一种在同轴电缆外导体纵长方向，以一定的间隔和不同形式开槽的特制同轴电缆。开槽的目的是为了使其电信号能量能从电缆槽口辐射出来，以达到向外传播和接收外来无线电波的目的，开槽的形式则取决于所使用的无线电波的频段。漏泄同轴电缆包括型、型、调相接头（含头、座）、固定接头、终端接头（含头、座、阻抗转换）、功率分配器、终端匹配负载。7.便携台便携台包括主机、电池、天线、充电器等。8

37、.机车出入库自动检测设备机车出入库自动检测设备由机车出入库检测主机（包括计算机、打印机、车站电台）、启动信号发送设备以及相应的机车电台内的检测单元组成。检测项目包括发射机性能、接收机性能、呼叫控制信号、调制解调器、电源等。列车无线调度系统制式根据铁路列车无线调度通信的组网方式及设备功能的不同，铁路列车无线调度通信系统分A、B、C三种制式。A制式采用有线、无线相结合的组网方式。车站台、机车台、便携台之间的通信采用无线方式；调度台至车站台的有线通道由数字电路或四线制音频话路构成。调度员、车站值班员与司机之间采用双工通信方式；车站值班员、助理值班员、司机、运转车长之间采用半双工或单工通信方式；移动用

38、户之间采用异频单工通话时，由车站台、区间中继设备转信；机车台与调度所设备、车站台之间的数据传输采用双工通信方式。B制式分为单双工兼容四频组方式（以下简称B1制式）和同、异频独立同步半双工方式（以下简称B2制式），采用有线、无线相结合的组网方式。车站台、机车台、便携台之间的通信采用无线方式；调度台至车站台的有线通道由数字电路或四线制音频话路构成。B1制式调度员与司机之间采用双工通信方式；车站值班员、助理值班员、司机、运转车长之间采用双工、半双工、单工通信方式；移动用户之间采用异频单工通话时，由车站台、区间中继设备转信；机车台与调度所设备、车站台之间的数据传输采用双工通信方式。B2制式调度员、车站

39、值班员与司机之间采用半双工通信方式；车站值班员、助理值班员、司机、运转车长之间采用单工通信方式；移动用户之间采用异频单工通话时，由车站台、区间中继设备转信；机车台与调度所设备、车站台之间的数据传输采用半双工通信方式。C制式采用有线、无线相结合的组网方式。车站台、机车台、便携台之间的通信采用无线方式。调度所至车站台的有线通道由数字电路或二线/四线音频话路构成。调度员、车站值班员、助理值班员、司机、运转车长之间的通话采用单工方式。机车台与调度所设备、车站台之间数据传输采用单工通信方式。第四节 系统工作频率配置450MHz频段列车无线调度通信系统的工作频率应符合表6-1规定。表6-1 列车无线调度通

40、信系统工作频率 (MHz)A制式、B制式车站电台设备频率配置不少于4个工作频组。车站电台发射频率宜采用交替配置，发射频率为f1、f2、f3，在特殊情况下，C制式车站电台采用单一频率配置，发射频率为f2（异频）或f4（同频）。接收频率为f4。机车电台工作频率配置不少于4个工作频组。发射频率为f4，接收频率为频组内频率f1、f2、f3、f4 或f2、f4。便携电台工作频率配置不少于4个工作频组。频组内接收扫描频率为f1、f2、f3、f4 或设置f4。无线车次号校核频率为专用工作频点。呼叫、控制、回铃信号信号的指标要求应符合表6-4的规定。表6-4 信号指标要求序号项 目指 标 要 求备 注1音频呼

41、叫信号额定频偏(kHz)±3容差+15%2亚音频呼叫控制信号频偏(kHz)±0.5容差+15%3信号频率准确度（%）±0.54音频呼叫信号检出特性在6dB信纳比，频偏±3kHz时，解码电路工作5亚音频呼叫、控制信号检出特性在6dB信纳比，频偏±0.5kHz时，解码电路工作6音频呼叫信号接收带宽（%）-2.5 解码的低端值 -1.51.5 解码的高端值 2.5亚音频呼叫控制信号接收带宽（%）-2.0 解码的低端值 -1.01.0 解码的高端值 2.07呼叫信号检出时间（s）0.38控制信号检出时间（s）0.259呼叫信号发送时间（s）2t3或2t

42、510回铃信号持续时间（s）0.5容差±10%11转信保持时间（s）9容差±10%12通告时间（s）发送0.5，间隔4容差±10%第五节 呼叫控制流程（一）通话链路的建立车站电台、机车电台、便携台之间采用信令方式区别呼叫。有条件时，相邻车站值班员之间可通过无线信道进行通话。主要流程：1.按下呼叫按键，发送呼叫信号。在发送呼叫信号时间内，相应按键指示灯闪亮。呼叫信号发送完毕，相应按键指示灯常亮，进入相应状态。2.接收到呼叫音，相应的呼入指示灯闪亮;呼叫音结束开始发回铃音，同时打开音声门。接收呼叫音最长时间为5s，5s后开始发回铃音（0.5s），打开音声门，79s内摘

43、机建立通话链路，指示灯常亮，79s内不摘机，回到守候状态。3.机车电台或便携台呼叫另一机车电台或便携台由车站电台或区间中继设备转信时，应同时发送114.8Hz和186.2Hz呼叫信号，车站电台或区间中继设备收到该信号应同时发送114.8Hz和186.2Hz呼叫信号。为保持车站电台或区间中继设备转信状态，主呼和被呼的机车电台或便携台应随话发186.2Hz转信控制信号。4.通话完毕，无载频和PTT信号，30s后电台设备应向用户发出挂机提示或自动挂机。越区跟踪切换为实现调度与司机通信时的越区自动切换，无线列调采用了导频跟踪扫描技术。车站电台发射频率为f1、f2、f3或f4，机车电台接收信道为f1、f

44、2、f3、f4自动循环扫描，按场强优选或信噪比锁定信道。车站电台发射频率采用导频信号F1、F2、F3，与f1、f2、f3信道相对应随路信令发送；或采用车站电台场强比较方式，实现调度与司机通信时的越区自动切换。机车电台发射导频信号F1、F2、F3，车站电台收到与本台双工发射频率相对应的导频信号时，启动该车站电台发射机建立无线通道，同时接通有线通道；选用预启动方式时，车站电台收到预启动控制信号，启动发射机建立无线通道；再收到与本台双工发射频率相对应的导频信号时，接通有线、无线通道。（三）机车电台切换工作模式1.开机初始化开机应进入关机前所记忆的工作模式。2.自动切换工作模式机车运行过程中，电台控制

45、单元根据GPS接收机实时输出的地理位置信息，与存在电台中的地理数据库线路坐标相比较，并得出机车当前位置的模式信息，控制机车电台主机保持或自动转换与当前地面系统一致的工作模式。控制盒LCD显示屏应显示当前相对应的调度区段或区间名称;并在扬声器中发出“注意转换”音声提示，连续两次，间隔1s。3.手动切换工作模式当GPS接收机故障时，电台自动转入手动转换模式并关闭自动转换功能，控制盒面板“模式”指示灯闪亮，LCD显示GPS接收机故障前的工作模式。按下“模式”键3s，进入手动模式转换，控制盒面板“模式”指示灯常亮；需退出手动转换模式时，按下“模式”键3s，转入自动转换模式，控制盒面板“模式”指示灯熄灭

46、。（四）隧道中继器通信流程车站呼叫机车:站台将呼叫机车的114.8Hz信令调制到F1发射,洞口中继器收F1后解调出含有114.8Hz信令的中频455kHz,中频经控制电缆传至洞内各中继器再调制到F1经射频电缆及功分器传至平板天线发射,机车收F1解调出114.8Hz后显示被呼叫并发415Hz回铃信号,经相应操作,双方通话。机车呼叫车站:为上述反向流程,呼叫车站信令为123Hz。车站经首尾中继器与隧道内机车的通信与上述类似。oK:JFD()$#_*(本文来自移动通信网,版权（五）机车电台出入库检测流程1.地面遥控检测机车电台（1）输入待检机车电台设备的机车号（据维护管理记录转换为机车电台设备ID号

47、码），在场强限定范围内,库检设备使用机车电台工作频组f4发送检测启动命令2次（间隔7ms）启动机车台的自动检测；或通过应答器自动向机车台传送启动检测信息启动机车台的检测（2）机车电台收到检测命令后，频率转为非工作频组F4，将自检测结果发回库检设备；（3）库检设备的计算机完成数据接收判断，并在记录结果处标识“地面遥测”。2.车上检测（1）在机车电台挂机状态下，同时按控制盒上“隧道车站”和“隧道司机/车长”键两秒钟，进入手动检测。控制盒LCD显示“设备检测中” 摘机状态停止检测；（2）机车电台完成自检后，将检测结果发送给库检设备，库检设备收到结果数据1秒后向机车电台发送确认信息，并在库检设备的计算

48、机记录结果处标识“车上检测”；（3）机车电台收到确认信息，若各检测项目正常时，控制盒液晶屏显示“检测合格”，扬声器发出“嘟、嘟”（长1s，间歇0.5s）两声提示。若控制盒液晶屏显示“主机正常，GPS异常”，扬声器发出“嘟、嘟、嘟、嘟”（长0.5s，间歇0.5s）四声提示；（4）机车电台发送检测结果信息后3秒内收不到库检设备返回的确认信息时，根据检测结果分别在液晶屏显示“传输失败、主机正常、GPS异常”或“传输失败、检测合格”字符，扬声器发出“嘟、嘟、嘟、嘟”（长0.5s，间歇0.5s）四声提示。如检测项目中有异常，控制盒液晶屏显示“检测故障”，扬声器发出“嘟、嘟、嘟、嘟” （长0.5s，间歇0

49、.5s）四声提示；（5）话音检测应在收到库检设备确认信息后，在7s 内摘机，按下PTT 讲话，内容为“XX 型XXX 号机车出入库检测话音测试试验”。讲话应在7s 内完成；地面库检设备录制并存储测试话音。15s 后机车电台自动退回守候状态，并在机车电台载波结束1s 后，库检设备自动发回被检机车电台测试的语音回放。（6）检测过程中摘机，机车电台自动退回守候状态。调度指挥管理信息系统 Dispatching Management Information System6-2调监总机DMIS 车站设备无线列调 机车电台车站数据接收解码器机车数据采集编码器机车安全信息检测装置图6-2 DMIS无线车次号

50、校核系统机车安全信息综合监测装置即TAX箱，为DMIS无线车次号校核系统提供信息来源，通过RS-485接口周期地向机车数据采集编码器传送车次号、机车号、列车种类、编组、速度、位置等信息。系统具有机车出入库自动检测记录的功能。车站数据接收解码器由主机、天线、射频馈线、连接电缆等组成。450MHz模式下车站数据接收解码器接收范围为车站进站信号机和出站信号机以外500米范围内。在接收范围内，车站数据接收解码器接收电平达到6dBV时，数据传输应保证正确、可靠。接收450M 无线车次号信息数据并判断是否是本站辖区列车数据，将本站辖区的数据向CTC/TDCS 车站分机传送，同时在本机显示接收信息数据。机车

51、数据采集编码器分为A、B、C三类，A类为模拟调制信号输出工作方式；B类为数字信号输出工作方式；C类同时具备模拟调制信号输出和数字信号输出工作方式，根据设定选择其中一种输出工作模式。机车数据采集编码器由采集编码器、连接电缆等组成。车次号校核系统通信流程机车数据采集编码器随时读取来自TAX箱的信息，当根据信号机种类判为有效时，按照DMIS车次号校核系统数据传输协议的规定进行信息数据的编码包括纠错和检错编码、数据打包，调制并启动无线列调机车电台改变原有的发射频率，以部颁无线列调2组f4频率（457.550MHz）发射。无线列调机车台被车次号信息触发时，不管是否正在通话，均切断话音调制并改变发射频率，

52、强行转为传送车次号信息数据，传送完成后恢复话音通信。如发生在2组f4上长发的现象，则应在发射1.5秒后自动切断发射并回到原机车电台工作频率，以免影响无线列调正常通信。在始发站内时，当TAX箱给出的信息中的监控状态为“非监控状态”，机车速度从0变化至5Km/h时，单向发射3次。在始发站机车对标点时，单向发射3次。在沿线运行，机车在经过各站进站和出站信号机两个位置时，均连续、单向发送2次。第一次是在机车数据采集编码器判定有效后立即发送，第二次则随机延时35秒后发送。车站数据接收解码器以无线列调2组f4的接收频率收到车次号等信息，并对数据纠错、检错解码，确认信息无误后读取位置信息进行公里标比较。经比

53、较后确认为本站辖区列车传来的信息，则把接收的信息重新打包通过RS-422接口送到本站DMIS车站分机，再由DMIS车站分机通过专线送给DMIS调度所设备。如果经列车位置公里标比较判为非本站辖区列车传来的信息时，则清除该信息。为了增加数据传输的可靠性，对每帧数据，车站数据接收解码器都向DMIS车站分机传送3次。由450MHz机车电台、CTC/TDCS系统设备（含CTC/TDCS中心设备、CTC/TDCS车站设备）与调度命令机车装置、车站数据接收解码器、调度命令车站转接器（以下简称车站转接器）、机车数据采集编码器、监测装置等共同构成，系统组成见图6-3所示。图6-3 调度命令系统调度命令无线传送流

54、程调度命令传送方式按照调度员选站方式可分为自动选站发送调度命令和调度员手动选站发送调度命令。1.自动选站发送调度命令（1）调度员在行车调度台上输入调度命令，按下调度命令发送按键，TDCS调度所设备自动搜寻列车位置信息。当TDCS收到受令列车到达某站适当位置，利用TDCS通道将调度命令送给该站车站转接器，车站转接器控制无线列调车站电台建立信道，将调度命令经无线列调车站电台发送。（2）机车装置接收调度命令后，判断列车车次号和机车号与本列车相符，自动回送确认信息，并将调度命令储存、显示，同时向司机发出阅读提示音。司机阅读调度命令后按“签收”键发送签收信息，利用无线车次号通道和解码器,将自动确认和签收

55、信息经车站转接器通过TDCS车站设备和通道回送行车调度台。2.调度员手动选站发送调度命令（1）调度员在行车调度台上输入调度命令，选择车站后按下调度命令发送按键，当TDCS收到受令列车到达某站适当位置信息时，将调度命令利用TDCS通道送给该站车站转接器，车站转接器控制无线列调车站电台建立信道，将调度命令经无线列调车站电台发送。（2）机车装置接收调度命令后，判断列车车次号和机车号与本列车相符，自动回送确认信息，并将调度命令储存、显示，同时向司机发出阅读提示音。司机阅读调度命令后按“签收”键发送签收信息。利用无线车次号通道和解码器将自动确认和签收信息，经车站转接器通过TDCS车站设备和通道送回行车调

56、度台。调度命令机车装置工作在“补机”状态时，显示、记录所有接收到的调度命令信息。此时的自动确认信息和手动签收信息不向地面发送。司机根据需要按“打印”键打印已签收的调度命令信息。为确保CTC/TDCS可靠接收手动签收信息，车载设备在通过前方站进站信号机位置时，自动重发在本区间发送的手动签收信息。车站转接器接收到自动确认、手动签收信息时，将自动确认和手动签收信息通过CTC/TDCS设备送列车调度台。列车调度台接收到手动签收信息后，系统自动向相关车站值班员终端转发该签收信息。CTC/TDCS在调度命令信息发出后15秒内收不到自动确认或手动签收信息则自动重发，重发不超过2次。2次重发后，仍收不到自动确认或手动签收信息，则在下站重发，重发仍收不到自动确认或手动签收信息，在列车调度台上提示，由调度员选择重发或结束。多包发送时，若第一包发送2次均未收到自动确认信息时，系统自动发送后续包，每包发送1次。收到或未收到自动确认信息两次发送时间间隔均为15秒。由列尾主机、列尾控制盒、无线列调机车电台及配套设备组成。具有查询尾部风压、排风和接收欠压报警信息等