第五章 无线集群通信系统

无线集群通信系统的组成与设备1. 无线集群通信系统的组成无线集群通信系统由系统控制中心、基站、调度台、移动台等组成。

以单基站系统为例，单基站系统是一个基本集群系统，只设一个系统控制器和一个基站。

基站为用户提供可用的无线信道。

系统所具有的全部可用无线信道可为系统的全体用户共用。

系统内任一用户想要与系统内另一用户通话，只要有空闲信道，就可以在系统控制中心的控制下，利用该空闲信道进行通话。

系统控制中心与有线网PABX、PSTN相连可实现系统内用户与有线用户的通信。

2. 无线集群通信系统的设备（1）控制中心设备。

控制中心设备包括系统控制器、系统管理终端和电源等设备，它主要控制和管理整个集群系统的运行、交换和接续，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、电源和计算机组成，也称主站。

系统控制器主要是管理和控制整个集群系统的运行，包括选择和分配信道、监视话音信道安全、安排信令信道、监测系统运行和故障告警等。

系统管理终端主要由计算机和系统管理软件构成，并和系统控制器相连接，维护人员可以通过此终端对系统进行管理和控制。

（2）基站。

基站由若干基本无线电收/发信机、控制单元、天线共用器、天馈线系统和电源等设备组成。

无线电发信机包括基带信号处理、调制、混频、高频功率放大及频率合成等电路；无线电收信机包括高频低噪放大器、混频、中频放大、滤波及解调电路；控制单元包括微处理器、存储器和控制程序，负责设备的管理与控制。

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。

（3）移动台。

无线集群通信系统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，由无线电收/发信机、控制单元、天馈线系统（或双工器）和电源组成。

移动台包括车载台、便携台、手持台。

（4）调度台。

调度台是能对移动台进行指挥、调度和管理的设备，分无线调度台和有线调度台两种。

无线调度台由无线电收/发信机、控制单元、天馈线系统（或双工器）、电源和操作台组成，有线调度台只有操作台。

无线通信系统的组成无线通信系统是一种无线发射和接收技术，它可以将信号发射到接收器，以提供移动通信、数据传输和多媒体服务。

无线通信系统由传输路径、空间和时间参数分为三个部分，分别为传输路径、信号处理系统和信号接收系统。

其组成部分及其功能如下：传输路径是无线通信系统的基础，它决定了设备如何接收和传输信号。

主要包括天线、功分器、复用器和信道，以及它们与其他设备之间的互连系统。

天线用于发送和接收无线信号，功分器可以将信号分割成不同频段，复用器可以把多个信号合并并发送到传输路径上，而信道则可以确定传输路径的频率范围。

信号处理系统用于处理接收的信号。

它主要由信号编码器和信号解码器组成，分别用于编码和解码发射的信息。

信号编码器通过编码和加密等方式对信号进行处理，以确保发射的信号不受外界干扰，而信号解码器则可以将接收到的信号解码，以维持接收到的信号纯净无瑕。

最后，信号接收系统是无线通信系统中最重要的部分，它可以实现信号的接收，并将信号转换成电信号。

信号接收系统包括频谱分析仪、滤波器和放大器等部分，它们可以根据频率范围对发射的信号进行接收、分析和处理，最终将信号转换为可操作的电信号，以便发送和接收信息。

由于无线通信技术的快速发展，现代无线通信系统也发生了很大的变化。

除上述组成部分外，现代的无线通信系统还增加了信号控制系统，它可以控制设备的正常运行，以及网络的稳定性。

此外，由于新兴技术的出现，现代无线通信系统还可以支持诸如无线数据传输、移动视频等多种新兴应用。

综上所述，无线通信系统主要由传输路径、信号处理系统和信号接收系统等部分组成，它们可以实现信号的发射和接收、编码和解码等功能，以及支持新兴应用等功能。

而随着技术的发展，相应的组成部分和功能也会得到改进和开发。

集群通信原理嘿，朋友！你有没有想过，当一群人需要高效地沟通，就像一个超级紧密的团队那样，他们是怎么做到信息快速又准确地传递的呢？这就不得不提到集群通信啦。

我有个朋友叫小李，他在一个大型活动的组织团队里工作。

这个团队有负责场地布置的，有负责嘉宾接待的，还有负责节目安排的。

活动当天那叫一个忙乱，大家跑来跑去的。

可是你猜怎么着？他们之间的沟通却非常顺畅。

这就是集群通信的魅力所在。

那集群通信到底是啥原理呢？咱就把它想象成一个超级大的电话网络，不过这个网络可不像咱们平时打电话那么简单。

它是专门为一群有特定通信需求的人打造的。

比如说，像小李他们这种大型活动的组织团队，或者是警察执行任务的团队，消防队员灭火时的团队等等。

在这个集群通信系统里啊，有个很重要的东西叫基站。

基站就像是一个超级信息管理员，站在高高的地方，俯瞰着整个通信的小世界。

它负责接收和发送信号。

就好像是一个大喇叭，每个人的对讲机或者通信设备就像是一个个小喇叭。

当一个人对着自己的小喇叭说话，也就是发送信号的时候，这个信号就会被基站这个大喇叭接收到。

我再给你打个比方。

你看过那种蜂巢吧？一个蜂巢里有好多小格子，每个小格子里住着一只小蜜蜂。

基站就像是蜂巢的中心，而那些小蜜蜂就像是一个个通信设备。

小蜜蜂在蜂巢里飞来飞去，但是它们都和蜂巢中心有着紧密的联系。

基站也是这样，不管通信设备在这个区域里怎么移动，只要在基站的覆盖范围内，就能进行通信。

那这个信号是怎么准确地找到要接收的设备呢？这就涉及到信道啦。

信道就像是一条条小管道，不同的信息在不同的小管道里跑。

你可以想象一下，就像咱们城市里的交通道路一样，有的道路是给小汽车走的，有的是给大卡车走的。

在集群通信里，不同的通话内容就在不同的信道里传输，这样就不会乱套了。

我记得有一次和小李聊天，他给我讲了一个有趣的事儿。

在活动现场，有个负责灯光的工作人员发现一盏大灯有点问题，他马上用对讲机呼叫负责设备维修的同事。

他就像在一个专属的小管道里发送了这个信息，这个信息通过基站这个大管理员，迅速地到达了维修同事的对讲机里。

浅谈无线集群通信在深圳地铁中的应用摘要为保障地铁的安全正点运营，地铁通信系统中应用无线集群系统进行列车的运营管理与调度。

本文以深圳地铁为例，阐述无线集群系统的系统组成与功能。

关键词无线集群；TETRA；组网应用1无线集群通信系统简介无线集群通信系统是指大量无线用户自动共享少量无线信道，实现系统资源共享、频率资源共享、多用途高效能的无线通信系统，在我国警察、国家安全部门专用通信以及机场、海关、公交运输、抢险救灾等多种行业和部门中获得广泛的应用。

集群通信的最大特点是多用户共享多频率，话音通信采用PTT （Push-To-Talk）半双工通信为主，同时可以提供类似移动电话的双向通话功能，还可提供系统内的群（组）呼、全呼；甚至建立通话优先级别，可以进行优先等级呼叫、紧急呼叫等一般移动电话所不具备的通信；提供动态重组、系统内虚拟专网等特殊功能。

2深圳地铁无线集群系统概述2.1概述深圳地铁现已运营的1号线、2号线首通段、准备于2010年6月开通的1号线延长段、2号线延长段、5号线均采用诺基亚基于TETRA标准的数字集群无线通信系统。

该系统采用除了满足日常调度、防灾救护的话音通信需外，还可以通过无线数传通道实时传输列车状态信息给列车管理、维修部门。

2.2系统设备组成深圳地铁无线集群系统由控制交换机、基站、调度台、车载台、便携台、中继器、漏泄同轴电缆及天线等组成。

1）控制交换机（DXTIP）。

DXTIP为整个系统的核心部分，语音的呼叫、接续，数据的传输都有其完成，包括SIPU、PDCU、CLOCK、GSW、OMU、CCC、CM、CCSU、ET等单元。

2）基站（TB3）。

TB3提供无线终端接入的空中接口，将来自移动台的话音、数据、呼叫处理、信令和网络管理信息集成到一个E1，通过传输系统（ONT或者SDH）传输至中心DXTIP。

基站包括PSU（电源模块）、TBC（基站控制器）、FXC（传输模块）、DRMC（多路耦合器）、ATC（自动调谐合路器）、TTRX（收发信单元）等单元。

无线集群通信系统组网1.无线集群通信系统的网络结构无线集群通信系统是专用指挥调度通信系统，它的用户数要比公用网少得多，故通常采用大区制小容量网络。

从发展进程来看，最早出现的基本系统是单组网，当覆盖范围扩大时，在基本系统的基础上增加了基站；当用户增加、覆盖范围进一步扩大时，就发展成为以基本系统为基本模块，将基本模块叠加成多区的区域网。

因此，按照组网方式可把无线集群通信系统划分为4种网络结构：单区、单点（单中心、单基站）网络，单区、多点（单中心、多基站）网络，多区、多中心网络，多区、多层次、多中心网络。

各类型网络结构图中的“中心”是指具有控制、交换功能的通信中心，它同时具有与市话网连接的功能；“基站”是指具有无线电信号收发功能的基地站。

就城市轨道交通集群调度系统来说，采用单中心、多基站网络是比较合适的。

对于城市轨道交通来说，可以采用多区、多中心网络，以使所有城市轨道交通线路形成一个可以互连互通的统一的移动通信网络。

2. 无线集群通信系统的组网制式（1）大区制。

大区制一般在一个服务区域（一个城市）设置一个基站，利用直放站（中继器）加大其覆盖范围，若话务量大，则可以配置较多的无线信道。

在城市轨道交通通信的一条线路中，若采用大区制组网，则可以在一个车站设置基站，在全线其他车站设置直放站。

大区制的优点为：不存在越区切换问题，工程造价低。

大区制的缺点为：可靠性较低；存在多径干扰的场点较多；单基站的载频受限，使扩容受到限制。

（2）中区制。

中区制一般在一个城市只设置少量基站，利用直放站加大其覆盖范围，若话务量大，则可以配置较多的频点。

在城市轨道交通通信的一条线路中，若采用中区制组网，则可以在少数几个车站设置基站，在全线其他车站设置直放站，非相邻基站的载频一般允许进行空间复用。

在城市轨道交通中，中区制基站与直放站利用同轴漏泄电缆或城市轨道交通传输网相连接。

中区制的特点为：频率资源利用率较高，越区切换频次较少，干扰较少，系统可靠性较高，工程造价较低，扩容灵活、方便。

集群通信系统概述1.1 集群通信系统的概念集群通信系统，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，E．C．Mo1ina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。

集群通信【文章摘要】集群通信系统，目前已成为除了公众移动通信系统之外的一个至关重要的专用通信系统。

由于它所具有的指挥调度和应急的特点（如一键式对讲、紧急呼叫以及多组调度等），因此已在包括军队、机场、公安、铁路以及电力等多个重要的行业得到了广泛的应用。

集群通信系统，目前已成为除了公众移动通信系统之外的一个至关重要的专用通信系统。

由于它所具有的指挥调度和应急的特点（如一键式对讲、紧急呼叫以及多组调度等），因此已在包括军队、机场、公安、铁路以及电力等多个重要的行业得到了广泛的应用。

其他如物流、制造、港口和水利等部门，只要涉及到相应的应用需求，基本也无法摆脱对集群通信系统的依赖。

虽然集群通信系统处于一个极为重要的地位，但与公众移动通信相比，集群通信系统无论是在规模、标准、开放性、兼容性等各方各面，都存在着诸多问题。

由于提供集群通信系统厂商各自拥有不同的标准且开放性不高，因此各个厂商之间的系统不能实现互联互通。

这不仅极大制约了集群通信系统在行业中的普及和应用，也造成了系统维护、扩容的高成本，使集群通信技术在我国的发展造成了极大的制约。

具体而言，目前集群对讲系统包括模拟集群、TETRA数字集群、GOTA数字集群等多种制式，不同制式集群之间形成信息孤岛，无法实现互联互通，各种集群与PSTN、IP电话、GSM/CDMA等常用通信网络也无法实现互联互通。

在应急调度等应用领域，信息孤岛已成为工作中的最大障碍，集群对讲网络与传统电话通信网络、NGN网络的融合势在必行。

为了解决以上的技术问题，一些厂家推出了相应的产品，其中以目前捷思锐所推的集群对接网关GTS最为典型和适于行业使用。

这款网关可以实现不同频段的集群系统之间、不同制式集群系统之间的互通互联，也可以实现异地之间的多集群系统互联。

通过集群对接网关GTS，还可以将MDS多媒体调度与无线集群进行集成互联，充分发挥两个系统的优势，形成一套有线无线结合、覆盖范围广、通信方式丰富、使用灵活方便、管理维护简单的指挥调度通信系统，满足用户从传统通信向智能通信升级的需求，并能够保护用户原有的投资。

无线集群通信集群通信系统是一种高级专用移动调度系统，是从早期的无线电调度系统发展起来的，代表着通信体制之一的专用移动通信网的发展方向。

无线集群通信系统具有自动选择信道的功能，其所具有的可用信道可为系统的全体用户共用。

只要有空闲信道，在中心控制台的控制下，系统内的任何一个用户都可与系统内的其他用户通话。

若把若干调度系统集中在一起，多信道共用，将原来的每个用户系统作为一个用户群，仍保持它们各自的主属关系，则可构成一个集群系统。

无线集群通信的应用始于1970年，它是一种智能化的无线频率管理技术。

通常情况下，无线集群通信专门用于生产和运行管理；紧急情况下，用于处理突发事件。

无线集群通信是当今最有效的调度指挥通信工具。

无线集群通信的工作方式与移动电话系统相似，由一个交换控制中心根据需要自动为用户指定无线信道。

其不同点在于集群通信以组呼为主，用户之间有严格的上下级关系，用户根据不同的优先级占用或抢占无线信道，呼叫接续较快，且以单工通信、半双工通信为主要通信方式。

一般来讲，无线集群通信系统主要提供系统内部用户之间的相互通信，但也可提供与系统外（如市话网）的通信。

无线集群通信系统区别于公众移动通信系统的是，它除了可以提供移动电话的双向通话功能外，还可以提供系统内的群（组）呼、全呼，甚至建立通话优先级别，可以进行优先等级呼叫、紧急呼叫等一般移动电话所不具备的通信；提供动态重组、系统内虚拟专网等特殊功能。

这些特点能够满足公安、国家安全部门的专用通信以及机场、海关、公交运输、抢险救灾等指挥调度的需要。

因此，在世界各地形成了独立于公众移动通信网之外的专用通信网。

无线集群通信系统可以实现对几个部门所需要的基站及控制中心的统一规划建设和集中管理。

每个部门只需要建设自己的调度指挥台及配置必要的移动台，就可以共用频率、共用覆盖区、共享资源、分担费用，达到合理利用无线通信资源的目的。