无线集群通信系统组网
地铁治安无线通信组网方案探讨
个地铁 ３ ０兆无线分基站通过各个 车站 安装 在地 面的专用 ５
无线链路天线锁定市局 ３ ０兆集群主基站 的信 令信 道，组成 ５ 地铁 ３ ０兆集群和市公安局现有 ３ ０兆集 群的联网系统 。无 ５ ５
度 。并能够和现市局地面 ３ ０兆无线集 群系统 联网，为地铁 ５
的安全畅通提供有力保障 。
出入 口通 道 的 １０ 区 域 和 ９％ 隧道 区 间 。 ０％ ０的
（ ）前 言 一
当前 ，地 铁建设在世 界各大 中城市 方兴未艾 ，地铁 因其
快捷 、方 便和环保 的特 点 日渐成为城 市的交通枢纽 。随着 地
铁线路 的不断发展 ，地铁 客流量成倍增 长，地铁安全 已受到 社会 各方 面的广泛重视 。为 了有效地维 护地铁治 安、打击地 铁犯 罪，必须为地铁 公安建设一套 安全 、可靠 、高效 的无线 通信 系统 。然地铁 空间狭小 ，又深 埋地底下 ，如 何实现地铁 与地 面指挥 中心 的通 话，如何确保地铁 通道及 隧道 的信号覆 盖 是摆在我们面前 的一个难题 。集 群通信的 出现 ，可 以为地 铁公 安架 构一个高效且覆盖面广的无线通信系统 。
维普资讯
２ ０ 年第 ７ ０８ 期 （ 总第 １ ７期 ） ０
大 众 科 技
ＤＡ ＺＨＯＮＧ Ｊ ＫＥ
Ｎｏ． ２ ０ ７， ０ ８
（ ｍｕａｉ ｌ Ｎ ．０ ） Ｃｕ ｌ ｖ ｙ ｏ１ ７ ｔｅ
地铁治 安无线通信组 网方案探 讨
线链路 天线的接收 、发射 频率和主站集 群系统 的接 收、发射
频率互 为倒 置。每个地铁 车站 内的通信 为本基站 内的地 下通 信 ，所 以，每个地铁 车站 的本地收 、发频率点一样 ，均 采用 相 同的三对 ３ ０兆异频 点。由于每个地铁 车站 的无线分基站 ５ 均通过无线链路设备和市局 ３ ０兆集群 主基站 系统联网，所 ５ 以，地铁 ３ ０兆无线分基站集群 系统 已经 融入到市公安局现 ５ 有 的 ３ ０兆集群系统之 中，真正做 到了地 面、地下统一调度 ５ 指挥 ，统一 管理 。 由于地 铁 无线 分基 站每 个基 站 均 为独 立 的无线 集群 系 统 ，独 立工作时 ，不 需要使用联 网市局主基站系统 的任 何资 源 。这 给今后的扩容 工作带来很大 的方 便和可实现性 ，随着 地铁 的不断建设 ，地铁 车站越来越 多，只有用集群 无线 分基
无线集群通信系统的组成与设备
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。
第二章 集群通信系统概述
消息集群
用户数(单位:千)
10
15
20
25
准传输集群
30
信道数
传输集群
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
9
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China 10
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
解决"碰撞"(争用)问题方法有两种: 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多时,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台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.
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
2
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
一,集群通信系统的基本概念
什么是集群(Trunking)
集群通信系统(Trunking System),是一种高级专用移 动调度系统,它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发展方向. 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. 系统内任一用户想要和系统内另一用户通话,只要有空闲 信道就可以在中心控制台的控制下,利用空闲信道进行通 信. 若把若干调度系统集中在一起,多信道共用,原来的每 个用户系统,作为一个用户群,仍保持各自的主属关系. 这样就构成了一个集群系统.
无线集群通信系统在地铁中的应用
无线集群通信系统在地铁中的应用摘要：无线集群通信系统是一种先进的、现代化的通信技术手段，能够实现系统内部用户之间的可靠通信，不但通信方式比较灵活多样，而且在功能上比普通移动电话更为全面，目前，无线集群通信系统已经广泛的应用到各行各业之中，尤其在交通运输和抢险救灾方面发挥着不容忽视的重要作用。
本文将主要论述无线集群通信系统在地铁中的应用策略，以期充分发挥该技术的应用优势，从而全面提高地铁通信质量，保证地铁运行的稳定性和安全性。
关键词：无线集群；通信系统；地铁；应用众所周知，在地铁运行过程中需要进行实时、动态的监督和指挥调度，以保持地铁线路的畅通，最大限度的避免安全事故的发生，而普通的移动通信网在性能上比较落后，尤其在地下环境中无法保证通信的质量，不能满足地铁调度的实际需求。
无线集群通信系统的应用有效解决了这一难题，保证了地铁通信的实时性和可靠性，提高了地铁工作人员的工作效率，加强了各部门员工的协调配合，为地铁安全管理工作提供了可靠的保障。
一、无线集群通信简介无线集群通信是一种智能化的无线频率管理技术。
集群系统的本质是允许大量用户共享少量通信信道和虚拟专网技术。
其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，呼叫接续要快（300ms～500ms），且以单工、半双工通信为主要通信方式。
二、无线集群的地铁应用1.概述地铁的无线集群通信系统为控制中心调度员、车辆段调度员、车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修、公安等移动用户之间提供通信手段。
系统必须满足行车安全、应急抢险的需要。
目前，地铁无线集群通信系统均采用TETRA 数字集群通信系统组网。
在地铁中的调度网通常包括行车调度网、维修调度网、环控调度网、车辆段调度网和防灾调度网5个无线调度专网。
在TETRA数字集群系统中，各调度网以虚拟专网的方式存在，互相独立，互不影响。
城市轨道交通无线通信系统
无线通信是一种利用无线电波在空中传播信息的通信方式。无线电波通过 发射天线向外辐射出去，天线就是波源。无线电波中的电磁场随着时间的 变化而变化，从而把辐射的能量传播至远方。 （1） 传播方式。无线电波常见的传播方式有以下几种： ① 波导方式。当电磁波的频率在30 kHz以下（波长在10 km以上）时，大 地犹如一个导体，电磁波不能进入电离层，因此，电磁波被限制在电离层 的下层与地球表面之间的空间内传输，称为波导方式。 ② 地波方式。沿地球表面传播的无线电波称为地波（或地表波）。这种传 播方式比较稳定，受天气影响小。 ③ 天波方式。射向天空经电离层折射后又折返回地面（还可经地面再反射 回天空）的无线电波称为天波。天波可以传播到几千千米之外的地面，也 可以在地球表面和电离层之间多次反射，实现多跳传播。
城市轨道交通无线通信系统由专用无线、消防无线和公安无线3部分组成。专 用无线是高速行驶的城市轨道交通列车与行车调度系统之间唯一的通信方式， 承担着保障城市轨道交通列车正常运行、城市轨道交通系统安全运营及乘客生 命的重要责任。消防无线是消防队在火场救火抢险的主要通信手段，城市轨道 交通内部消防无线信号的覆盖充分满足了消防队在城市轨道交通中救火抢险的 需要。公安无线为公安部门在城市轨道交通中的值勤、巡逻及突发事件的处理 提供了通信保障。 最简单的无线通信系统由一个发射机和一个接收机配以麦克风、扬声器和天线 组成。语音通过麦克风转换成电信号，发射机和天线将话音信号转换成相应的 高频电磁波，并发射出去；接收端通过天线、接收机和扬声器完成发送端的反 向变换，如图4-3所示。
④ 空间波方式。空间波主要指直射波和反射波。在空间中按直线传播的无线电波， 称为直射波。当无线电波在传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时，其还会 像光一样发生镜面反射，称为反射波。 ⑤ 绕射方式。由于地球表面是个弯曲的球面，因此无线电波的传播距离受到地球 曲率的限制，但无线电波也能同光的绕射传播现象一样，形成视距以外的传播。 ⑥ 对流层散射方式。地球大气层中的对流层，其物理特性的不规则性或不连续性 会对无线电波起到散射作用。利用对流层散射作用进行无线电波的传播，称为对 流层散射方式。 （2） 电磁波的波长。对于在空间中传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强 度方向相同，其量值最大为两点之间的距离，即电磁波的波长λ，如图4-2所示。
350兆警用集群系统
十一、350兆警用集群系统1.系统概述350兆警用集群系统是实现统一指挥调度、快速反应、协同作战的重要技术保障之一。
350兆集群基站的广泛使用，特别是打击犯罪，维护社会治安，侦察办案，发挥了其他通信手段不可替代的作用，确实体现出了集群系统的科学性和优越性。
建设一个比较完善的无线集群通信网络，为政府指挥中心提供有效的无线通信保障手段。
1.1用户现状及需求1.1.1350兆集群系统目前现状东川区350兆无线集群系统从2000年建立以来，高山基站架设在二百二，采用新西兰大吉进口四信道基站。
一直运转正常，但350兆通信设备一直没有发展。
目前该基站对东川主城区部分地点覆盖不是很好（如深沟公园、山脚村、新桥河、十四冶、橄榄坡、达贝村等）。
并且东川还有3个乡镇（红土地镇、因民镇、舍块乡）350兆集群系统未能覆盖。
1.1.2终端系统目前现状目前仅有少数量的350兆对讲机，只有交警、巡警在使用，派出所基本没有对讲机，没有足够的终端通信装备无法保障本区的警务活动无线调度指挥。
所以建设一个全区大覆盖，全局大调度，个呼，组呼，群呼灵活指挥调度网，势在必行。
1.1.3应急通信目前现状350兆无线集群应急通信系统建设已成为处置突发事件工作不可缺少的重要通信手段，为保证无线通信无死角，实现大区无缝式的覆盖，动中灵活不间断的指挥，在远离基站通过临时组网,成为警用装备不可缺少的通信手段，目前在此方面尚不能满足远距离的通信保障，并能实现与指挥中心在远距离保持通信联系。
1.1.4集群无线调度系统目前现状350兆集群通信系统因为其简单可靠，呼叫接续迅速，覆盖范围较大，通话效果良好，单呼、组呼、调度呼叫等业务功能全，在日常指挥调度工作中发挥了巨大的作用，有效的提高战斗力。
随着社会治安形势的发展，调度指挥系统的进步，用户对集群系统提出了更高的要求，其中重要部分之一是要求集群通信系统提供完善的调度指挥功能，设置统一调度中心。
目前东川区公安指挥室无线指挥调度系统尚属空白。
无线集群通信系统
车载电台组呼车站组
车载电台私密呼叫车站台
调组呼叫
七、城轨集群系统的运行方式
01
城轨集群系统的运行方式
02
车站用户呼叫车载电台 调组呼叫 车站调组、车载电台监视呼叫——扫描——接收呼叫
二、TETRA空中接口
3、逻辑信道：两方或多方通信的逻辑通信路径 1）业务信道：传送话音和数据业务 TCH/S：传输4.8Kbit/s数字话音 TCH/7.2：传输7.2Kbit/s数据 TCH/4.8：传输4.8Kbit/s数据 TCH/2.4: 传输2.4Kbit/s数据 最高可提供7.2kbit/s数据业务
呼叫接续速度快（300～500ms)
以组呼为主，同基站群组内用户共享下行无线频道
采用按键讲话（PTT）方式，进行单工、半双工呼叫
支持私密选呼与群组呼叫
组内呼叫讲话时，按住PTT键，同组被叫不需要摘机可直接接听
01
03
02
04
05
主要特点：
5.1 无线集群通信系统概述
城轨无线调度通信采用数字集群，集群系统将调度网的频点集中使用，资源共享
二、射频覆盖方案
二、射频覆盖方案
无线覆盖范围： 泄露同轴电缆：隧道、地面、高架运行线路及沿线地下站站台区 吸顶低廓天线：沿线车站站厅（部分出入通道） 室外全向天线和低廓天线：车辆段、停车场 越区切换： 非声明型切换、非通知型切换、3类通知型切换、2类通知型切换、1类通知型切换
主从同步：
独立同步 无线集群终端
1
2
3
4
5
安全性与无线终端鉴权
位置登记
1、接口
直通模式的空中接口：数字无线电路径 组呼、选呼、短数据业务，直通模式下中继扩大覆盖范围
浅析地铁集群专用无线通信系统
浅析地铁集群专用无线通信系统作为现代轨道交通最重要的通信手段，专用无线通信系统已经成为轨道交通建设项目中不可或缺的一部分。
而TETRA系统也成为目前城市轨道交通专用无线通信系统的最广泛选择。
TETRA除拥有一般的语音通信功能外，还具有广泛的数据通信等功能，为城市轨道交通能够安全、高密度、高效运营起到了保障性作用。
同时，TETRA系统的功能应用和组网方案也成为重要的课题。
文章针对TETRA系统的功能应用、系统构成、组网方案等做了简单的分析阐述，在保障城市轨道交通建设基本的语音、数据功能需求基础上，通过网络优化以达到系统的更加高效可靠。
标签：地铁集群；专用；无线；通信系统1 TETRA主要功能的应用1.1 TETRA系统的主要功能TETRA系统的主要功能如下：（1）通话功能（包括组呼、个呼、通播组呼叫、紧急呼叫等）。
（2）编组功能。
（3）通话组扫描功能。
（4）广播功能：控制中心调度员可以通过无线通信系统调度台，选择运行中的全部本线列车或部分列车进行广播，车辆段/停车场调度员可对位于车辆段/停车场的全部列车或部分列车进行广播。
（5）存储功能：当用户发出呼叫时，位于控制中心的设备能存储呼叫类型、呼叫状态、被呼和主呼的移动台标识码和位置（以车站站名表示）、通话起止时间等有关信息，必要时可输出至打印机。
（6）录音功能。
（7）系统网络管理功能：系统具有完善的网络管理功能，中心级网管终端应能够监测系统各级设备如中心控制器模块、音频器接口、电源、音频交换模块、数据交换模块、集群基站接口模块、音频交换器通道、远端基站控制器、集群信道机、光纤直放站、基站通道、集群转发器接口卡和系统管理终端通道等的运行状态信息，如电源状态、设备状态等，可完成自动检测、遥控检测、故障定位、故障报警及远端维护等，出现故障时能够发出声光报警。
（8）故障弱化功能：包括中心控制器容错、单站集群、控制信道备份、脱网呼叫等故障弱化功能。
（9）强插功能：在一个小组的通话过程中，调度员具有最高的优先级，可以随时插入到一个小组的通话中，并打断其他无线用户的通话。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
（3）小区制。
小区制一般在一个城市设置多个基站，直放站只用来消灭个别盲区，类似公众蜂窝移动通信网的组网方式。
当信号与同频干扰之比大到一定程度时，允许基站载频进行空间复用。
在城市轨道交通通信的一条线路中，若采用小区制组网，则可以在每一个车站设置基站，非相邻基站的载频一般允许进行空间复用，频率资源利用率高。
随着近年来基站价格的下降，越来越多的城市轨道交通无线集群通信系统开始采用小区制组网方案。
3. 无线集群通信系统的组网方式
（1）集中式控制方式的单区单基站系统。
这种系统的结构只包含一个控制器和一个基站。
（2）集中式控制方式的单区多基站系统。
这种系统的结构与集中式控制方式的单区单基站系统基本相同，只是设有多个基站，多个基站均被同一个控制器控制管理。
此时，系统管理终端和有线调度台仍可相同，只是各基站都有自己的调度台。
（3）集中式控制方式的多控制中心多区系统。
该系统由多个单区通过一个称为区域控制器的连接而构成分级管理区域网。
这样在一个地域中可以有多个不一定相邻接的区，各区设单区网。
各单区网的控制中心通过无线或有线与区域控制器相连并受其控制和管理。
区域控制器主要负责越区用户的身份登记、不同区间业务的管理、控制信道的分配和管理，以及区间用户的漫游业务等。