无线通讯基础知识.

1、销售培训 集群通信基础知识目 录第一部分 移动通讯基础知识1一、移动通讯概述1二、移动通信的特点2三、移动通信的工作方式4四、移动通信分类6第二部分 集群通信基础知识8一、集群通信概述8二、集群通信的特点8三、集群通信系统功能9第一部分 移动通讯基础知识一、移动通讯概述移动通信，顾名思义是在运动中的通信。因此凡是通信双方至少一方在运动状态下进行的通信，均可称为移动通信。构成这样的通信系统称为移动通信系统。移动通信的定义看起来简单，但要实现却非易事。人们早就需要运动中的通信，特别是中、远距离的通信，使用有线通信设备是不可能的，只能使用无线通信设备。但在早期，移动通信无法实现，因为那时电台体积庞大

2、、笨重，操作又比较复杂，特别是需要庞大的电源和天线，无法装在运动载体上，即使勉强装上，移动也十分困难，所以就谈不上运动中通信了。由于舰船的载荷量大，并具有较强的供电能力，因而海上应用无线电通信是具备条件的，所以，可以认为移动通信最早是在海上使用。以后移动通信随着无线通信技术的发展，新的无线电通信频段的开辟和频率利用率的提高，移动用户设备的轻小型化以及与地面网络接续自动化的实现而逐步得到发展。归纳起来，移动通信发展进程大致可分为四个阶段。第一阶段：20年代至50年代初。主要用于舰船和军用。采用高频（短波）频段和电子管是这一阶段的特征。至这一阶段末才出现150MHz的甚高频单工汽车公用移动电话系统

3、（MTS），但这系统采用的是人工切换频率和人工交换制，接续慢，操作不便。第二阶段：50至60年代。采用甚高频150MHz和开始使用特高频的450MHz频段，设备由电子管向半导体过渡，因此后来移动台向小型化迈进了一步。此时在美国、日本都开始用于公安、消防、出租汽车及调度等方面。此阶段交换制度由人工交换发展到用户直接拨号的专用自动交换。第三阶段：70年代。在这一阶段中，移动通信又有一具飞跃发展。主要表现在：（1） 人们开始使用800MHz频段，包括对该频段的电波传播测试与研究和对设备的研制；（2） 集成电路应用于移动通信设备中；（3） 美国贝尔实验室提出了蜂窝系统的概念和理论，并于70年代末进行了

4、AMPS（Advanced Mobile Phone System）的实验；（4） 移动通信设备，特别是电台和手持机的重量、体积和功耗大大降低。第四阶段：80年代以且。由于大规模、超大规模集成电路和微处理机、微计算机的大量应用，移动通信向着范围上更加广泛、种类和形式上更加多样发展。系统容量扩大、业务种类增多、信息传输及时，而设备在小型化、自动化、智能化、程控化和微机化上迈进了一大步，移动通信得到了前所未有的迅速发展。二、移动通信的特点由于移动通信与固定通信是不同的，要正确使用它，必须了解移动通信的特点。移动通信有以下几个特点。A、复杂的无线电电波传播模式由于移动通信系统中的移动台是处在不同的运

5、动中，所以移动台收到的电波随着时间和地点在不断地变化，这种复杂性是固定台所没有的。这些复杂性包括：（1） 由多径效应引起的严重衰落。由于移动台是在迅速运动中，因而移动台收到的信号场强在相位和振幅上都随时间和地点不断变化，变化速度和运动速度有关，而振幅起落最严重的可达30dB。多径的变化还形成附加的调幅和调相产生。（2） 移动台工作时还存在着多卜勒频移。这个频移值与运动速度有关，即 / = /式中，c为光速、为运载体运动速度。当低时，频率（f）也小，甚至可忽略不计。但在速度很高的运载体（如超音带飞机）上则必须考虑，且频率越高频移越大。从表1的所示可以看出其影响大小。多卜勒频移与运动速度的关系运动

6、速度ffff=150MHzf=450MHzf=900MHz60km/h0.055×10-68.33Hz25Hz50Hz1200km/h1.11×10-6166.6Hz500Hz1000HzB、干扰和噪声比较严重由于移动台是在处于运动中工作的，在它进行移动通信时，很可能在其附近有另一移动台工作，也即邻道干扰电平比较高。在移动通信系统中，通常有多个收发信机同时工作，在150MHz、450MHz或900MHz频段时，其信道间隔目前一般为25kHz，因而很可能邻道干扰的场强会比有用信号场强高，甚至高到90dB左右，所以移动台要求的抗干扰性能要大得多。移动台不仅会受到其它移动台的邻道

7、干扰，还会受到所经过地区的各种电磁干扰以及它自身运载平台（如汽车）的强噪声，如发动机点火噪声等，所以它是在强噪声环境中工作的。另外，移动通信还存在“远近效应”、互调干扰等。所以移动通信不论在收、发信道上，还是在系统设计中，都必须要求有高的抗噪声干扰的特点。C、 工作环境恶劣，可靠性要求高移动台长期处于运动中，它会经过各种地形、地物和地区，会遇到各种气候条件，所以尘土、雨雾、日晒、高低温以及冲击、振动和碰撞都会经常遇到，因而设备的环境条件要求高，如防振动、防冲击、防雨（防尘也应要求）、耐高低温和防尘土等等，尤其在小型车辆中，因此要求移动台体积小、重量轻、功耗小，否则供电也将成为一个大问题。总之对

8、移动台的要求是坚固耐用、可靠性高以及操作简便（因为使用人员大多数是外行），这给移动台的设计和制造带来了许多困难。D、入网方式和信令格式比较复杂移动台选用信道是随机的，现已有多种多样选用信道方式可供采用，同时它又要受交换机的控制，加上移动通信还有一些固定通信所不需要和不具备的性能，如频率控制、功率控制、越区切换、漫游、地址登记和跟踪等等，这就是使对信令的要求比较复杂，因此信令种类也比较多（比固定通信网要多得多）。它们不仅要解决自身的通信，还要和固定网联通（要进入固定网），所在在入网方式和信令上比固定通信网要复杂得多。另外，在计费方式和移动台入移动网的方式上也有特殊要求，比较复杂。E、 使用的频段

9、拥挤，扩大用户容量比较困难频率是一种有限非耗损资源，为了有效地利用有限的频率，国内外都设有专门机构进行分配和管理，否则会造成互相干扰、使用高频（短波）频段外，主要采用甚高频（30300MHz） 特高频（450MHz、800900MHz等）。由于移动通信的迅猛发展，这些频段已越来越拥挤，需要采用一些有效措施来更好地使用频率、扩大容量，其中比较普遍采用的有缩小频率间隔（如从100kHz50kHz25kHz12.5kHz，或更窄）、频率重复利用、实行小区或微区制以及窄带化等等。当然开拓新频段也是一种措施，但新频段通常是指越来越高，如12GHz或更高频段。频段高、频带宽使设备小型化、数字它、大大增加用

10、户量都是好处；但也带来了不少困难，诸如新器件、新技术都要相应跟上，并且还要解决有关的协调和与已有系统的兼容等。所以扩大用户容量的方法是有的，但困难也不小。还有一些其它特点，如移动台是运动中工作的，它可能远离基地台，也可能很靠近基地台。因而接收天线上的场强可以相关很多，也即接收机工作于变化很大的条件中， 要求它的动态范围很大等。总之，移动通信比固定通信的难度更大、技术也更复杂，要求更高。移动通信已成为一个系统综合技术，它将体现通信、电子技术上的新技术发展水平。三、移动通信的工作方式移动通信的工作方式有很多，有单向信道的单工方式，双向信道的单工、半双工和双工方式。1、 单向单工方式顾名思义单向即单

11、方向工作。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，当然它是单工工作方式了；另外一种是报警系统，也是单向单频单工工作方式。如无线电警报系统，大功率发射机发信息警报信息，各用户接收机接收。而另一种火警、盗警等系统则刚好相反，用户告警发射机设在一些服务上，而基站接收告警信息（带有编码的信息，解码后就知道告警的用户情况）。2、 双向同频（单频）单工方式这种方式是指通信双方（如基地台与移动台之间，移动台与移动台之间）使用同一个工作频率，但各台收发设备都不能同时工作的通信方式。通常双方都处于此频率点上的接收守候状态。当甲方需讲话，按下发送讲话（PTT）按钮，则此时发射机

12、工作接收机关闭，而乙方处于守候接收；甲方进完乙方收到后，甲方松开PTT按钮变成接收状态，乙方按下PTT按钮，仍在此频率上发送讲话，甲方接收。如此反复交替工作，直到双方信息交换完毕。同频单工方式的优点是：（1）设备简单，不需要天线共用装置，价格便宜；（2）组网方便，只要在场强覆盖范围内，本系统任意两个移动台都可使用同一频率通话，且第三者也能插入通话，故能通播和电话会议方式较易实现；（3）由于收发信机是交替工作的，不会造成发射对本身接收的干扰；（4）不发话时发射击机不工作，功耗小等。所以这种方式是最经济的，但其缺点也不少。如当两个以上移动台同时都用同呈频率发射，则会有同频干扰；再一点是由于要按键发

13、话，松键收话，有些人员或初次使用人员感到不习惯，往往造成通话断续，若发话方发送完毕仍未松开键盘，不仅收不到对方话音，还干扰别人等。另外，频谱利用也不经济。因为当系统中需要几个频率组成不同子网时，为避免互调频率点，往往把工作频点与相邻频点的间隔定得很宽，以致频谱利用并不经济。这种方式一般用于调度系统，目前城市中出租汽车或铁路无线调度用得较多。3、 双向异频（双频）单工方式通信双方使用两个频率（一对频率），两频率应有一定的间隔（视频段而定，可以有几兆赫兹至几十兆赫兹），以排除发射机对接收机所产生的干扰。因而一个基地台可同时使用多地频率工作而不会引起干扰，可扩展容量。这种方式的工作如双向同频单工方式

14、，只不过甲、乙双方各用一具频率发射。若要改成双工方式也是可以的，只要双方设备上加上收发双工器即可（但目前双工器还需视工作频和终端样式来定，频段太低，终端太小，配双工器尚有困难）。通常，用户为了减少耗电而采用单工方式工作。4、 双向异频（双频）半双工方式这种方式的工作是通信双方收发信机分别使用两个频率f1和f2。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。基地台可以用两副天线（或采用天线共用器合用一副一线）同时工作。移动台通常处于收信守候状态。半双工的优点主要是（1）由于移动台采用异频单工方式，故设备简单，省电、成本低、维护方便，而且受邻近移动台干扰少；（2）收发采用

15、异频，收发频率各占一段，有利于频率的协调和配置；（3）有利于移动台紧急呼叫。缺点仍然是移动台需按键讲话，使用不方便，发话时不能收信故有丢失信息的可能。5、 双向异频（双频）双工方式异频双工方式是每个方向使用一个频率，通话时不需要按下发话按钮，与打电话一样。所以这种方式最受人们欢迎，使用方便，同时由于收发频率有一定间隔，故干扰较少。其缺点是各移动台间无法直接通话，因为它们的收发频率是相同的。所以各移动台间通信必须通过基地台中断，而中断台一旦失效就中断移动台间联络；各移动台在通信过程中发射机经常处于发射状态，故耗电多；另外占用频率较多和需要有天线共用器和隔离措施。异频双工的收发频率间必须有一定的间

16、隔才能避免自身发对收的干扰。间隔大小在不同频段有一同规定。我国无线电管理委员会规定的间隔是：150MHz频段为5.7MHz，450MHz频段为10MHz，800与900MHz频段为45MHz。这样一个基站在配置若干对频率同时工作时，相互不会引起干扰。四、移动通信分类移动通信分类可按不同的要求、内容、特点、服务对象、性质和使用场合等来分。按工作方式分：有单工制（又分同频单工和异频单工）、半双工制和全双工制。按使用地域分：有陆上移动通信、海上移动通信和空中移动通信；按使用性质分：有公用移动通信和专用移动通信，也可分为民用和军用；按服务区域分：有大区制和小区制；按用户容量分：有大容量、中容量和小容量

17、，结合服务区域则有大区小容量和小区大容量；按业务种类和性质分：有移动无线电话系统和指挥调度系统，也可分为专用的电话通信和电话、数据兼有的通信，甚至还可以包括图像传输；按控制方式分有：集中控制和分散控制。通常，陆上移动通信系统分类如下：公用移动通信系统、专用移动通信系统和特种移动通信系统。第二部分 集群通信基础知识一、集群通信概述集群通信系统是专用调度通信系统。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、异频单（双）工组网形式到单信道一呼百应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

18、，这种系统称为集群通信系统。集群是从英文Trunking或Trunked意译过来的。Trunk本意为中断或干线，从Trunked的含义来说，应该是“系统所具有的全部可用信道都有可为系统的全体用户共用”，即系统内的任一用户想要和系统内另一用户通话，只要有空闲信道，他就可以在中心控制台的控制下，利用空闲信道沟通联络，进行通知。日本将这种技术则称为“多信道接续”或“多信道切换”。所以集群通信系统是多个用户（部门、群体）共用一组无线电信道，并动态地使用这些信道的专用移动通信系统，主要用于指挥调度通信。二、集群通信的特点（1） 共用频率：将原分配给各部门的少量专用频率集中管理，供各家一起使用；（2） 共

19、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地台等设施集中合建；（3） 共享覆盖区：可将各家邻接覆盖的网络互连起来，而形成更大覆盖区域；（4） 共享通信业务：除可进行正常的通信业务外，还可有组织地发布共同关心的一些信息，如气象预报等为各家服务；（5） 共同分担费用：共同建网肯定比各自建网费用要低，如机房、电源、天线塔和天馈线等都可共用；还包括有线中断线的申请开设和统一处理也较方便，另外管理、值勤人员也呆相应减少；（6） 改善服务：共同建网，则信道共用可调剂余缺，共同建网时总信道数所能支持的总用户数要比分散建网时这些总值道分散到各网的各自信道所能支持的用户总和要大得多，因而也能改善服务

20、质量；集中建网还能加强管理和维护，因而可提高服务等级，增强系统功能。若再具体一些，集群通信系统的特点还包括：（1） 接续时间短，能快速获取信道和开脱信道。（2） 先进的信令系统。（3） 采用分散式容错处理，有故障弱化功能。（4） 采用灵活的多级分组。（5） 传输集群（或称发射集群）方式是集群通信系统的主要手段。采用传输集群方式工作，只有当用户按键讲话（PTT）开关时才分配信道，松键则释放信道。因此无线电信道利用率高。（6） 高级别优先，高级别优先配信道工作。（7） 具有详细的管理报告。（8） 具有自动监视和报警功能。（9） 可进行动态重组。（10） 可进行紧急呼叫。（11） 可进行数据传输，能

21、进行传真和语音保密业务。（12） 可与有线交换机互联等等。总之，集群通信系统是一种高级移动指挥调度系统，是一种共享资源、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的无线电调度通信系统，是一种专用的移动通信系统。正由于它是一种指挥调度系统，因此，在一些社会经济、工农业比较发达的国家，对指挥调度功能要求较高的企业、事业、工矿、油田、农场、公安、警察以及军队部门都十分迫切需要这种系统。他们都用单工方式工作，通过按键讲话开头进行进行通话，效率高，而只有少数用户配用车载双工工作方式的终端。所以，集群通信系统真正充分发挥了它的作用。三、集群通信系统功能A、使用功能1、 基本业务基本业务是进

22、行普通话通信，但有些机密程度高的单位，还需有保密话音（包括模拟保密和数字保密）通信，也可传输数据信息、状态信息（含数据加密的要求）。2、 呼叫接续方式（1）调度台（有线或无线）到移动台（组、群）的接续；（2）移动台到调度台（有线或无线）的接续；（3）移动台到移动台（组、群）的接续；（4）PABX或PSTN的有线用户到移动台或相反，实现有无线互连；（5）呼叫类型（调度功能）。a、 个别呼叫（单呼）；b、 组（群）呼；c、 全呼（通播或全呼）；d、 电话呼叫（有无线互连呼叫）。集群通信系统都具有优先功能，一般有新近用户优先、多优先等级和紧急呼叫等。各移动用户根据需要可分配某一优先等级（多至分为八级

23、）。当系统繁忙时，在先到先服务的原则下，按不同的优先等级对信息请求进行处理，从而重要用户能够优先得到系统服务。紧急呼叫通常有最高优先权，当有权用户发起紧急呼叫后，系统会立即为他分配话音信道。如果此时没有空闲信道，一般有两种处理方法：一种是排队处理，排在行列之首，一有空闲信道即被占用；另一种是强拆处理，无需等待空闲信道，而把优先权最低的用户占用的信道拆掉，提供给紧急呼叫使用。还可根据系统需要，增设其它呼叫类型，如呼叫转移和会议呼叫等等。B、 系统入网功能1、 基本功能（主要功能）（1）入网时间短。任一用户按下PTT开关0.5s后，即可接入话音信道。（2）呼叫申请自动重发。主呼移动台用户按PTT开

24、关呼叫发送。由于某些原因，未被系统控制器确认，则当移动台释放PTT开关后，移动台继续发出数次信道请求。（3）遇忙排队自动回叫。当所有话务信道都在使用时，请求入网的用户进入排队等候。当有空闲信道时，中央控制器将自动依先来先服务原则向排在队首的用户发接通提示音，让他通话。（4）紧急呼叫。遇有紧急情况，用户按紧急呼叫键，系统将保证开放一条信道用于紧急呼叫。同时在监视终端显示紧急呼叫者的身份码，并发出声光提示。开放紧急通话信道有两种方式：强拆式和队首式。强拆式：紧急呼叫发出而又无空闲信道时，中央控制器将根据紧急呼叫需要提供话务信道，分配给紧急呼叫用户；紧急呼叫用户争用此信道，直到紧急用户释放出发话键。

25、队首式：紧急呼叫发出而又无空闲信道时，这个紧急用户将被排在队首，一旦有空闲就分配信道给紧急用户使用。（5）限时通话。为了保证信道有效利用，缩短用户等待时间，对用户的通信时间进行限制，限时时间由不得系统控制中心设定。2、 可任选功能（1）新近用户优先。该功能是为向那些刚刚脱离话音信道的用户提供信道，以便重返系统完成通话以保证话务量忙时的通话完整性，而优先于其它有相同优先等级而未入网的用户等到信道。（2）动态重组。动态重组就是能够随时对用户进行动态地重新编组。可以把某些单个用户重新编成一个大组。动态重组一般是操作员通过管理终端输入指令，由中央控制器通过控制信道或话音信道发布指令，移动用户台收到指令后自动改变设置；也有的系统是通过动态重组终端来完成的。（3）位置登记及漫游。多区网或区域网等联网工作时，用户可在大网内进行位置登记和漫游。（4）连续信道指配更新。一旦一个话音信道分配给一个通话组使用，只要该组仍在使用该信道，控制信道就一直发送信道分配信息。（5）遥毙。可消除由丢失或可能已落入他人被窃的移动台所引起的潜在危险，并能