无线集群调度系统的功能和组成
基于TD-LTE 1.8GHz宽带集群系统的研究
技术Special TechnologyI G I T C W 专题86DIGITCW2021.010 引言集群是一种用途范围广、效能高的半双工通信方式，随着国内民航业的快速发展，空管对调度、多指令并行、信息及时处理等服务的需求与标准也在不断提升，因此需要将更加先进的无线通信技术引入民航通信领域。
1.8GHz 无线宽带集群系统采用TD-LTE （Time Division Duplex-Long Term Evolution ，分时长期演进）无线通信技术，具备速率快、网络时延低、可靠性高、组网灵活等优点，适用于数据、多媒体通信、语音等业务。
1 T D-LTE 1.8GHz宽带集群系统概况图1 1.8GHz 宽带集群系统拓扑无线专网宽带集群系统通过采用频段区间为1785-1905MHz 的1.8GHz 专用频段进行通信，其架构主要由核心网eCNS 、操作维护中心eOMC 、行业业务应用软件系统eAPP 、基站eNodeB 、智能调度台eDC 组成[1]。
用户手持终端eUE 产生的业务数据经专网基站实时上传至核心网，由核心网与服务器协同处理转发，完成集群语音、视频监控与调度、数据作业等功能[2]，同时可通过网管系统实现网元监控与管理。
该系统于网络安全性、可靠性、可扩展性等方面具备极强的技术优点，目前正逐步应用于民航运输领域。
1.1 核心网eCNSeCNS 作为无线集群系统的核心网设备，其部署采用集中方式，可实现与基站、网管、服务器之间的互联互通，提供鉴权管理、数字集群、会话及移动性管控一系列相关业务。
通过自定义端口Tx 、Rx 、Gi 和eAPP 系统外接，完成集群系统的调度功能；经公开接口S1和基站相连，完成网元间的数据及信令交互；通过自定义操作维护接口与网管eOMC 通信，实现对核心网的操作维护。
eCNS 软件采用分布式结构，可实现配置、故障、性能、设备、安全等管理，完成对子系统的实时监控。
1.2 专网操作维护中心eOMCeOMC 用于操作维护系统中的网元设备，主要实现网元的告警及性能监控、配置下发、文件查询等功能。
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.
通信系统组成及子系统的功能
信息传递和交换的过程称为通信，通信系统是指完成信息传递交换过程的技术系统总称。
城市轨道交通通信系统是应用于轨道交通中，为实现各种信息功能的通信系统的总称。
5.1通信系统网络5.1.1通信系统组成城轨通信系统主要由下列子系统组成：传输系统、公务电话系统、专用电话系统、闭路电视监控系统、广播系统、乘客导乘信息系统、时钟系统、办公自动化系统、无线集群通信系统、消防无线系统、公安无线系统、集中监控系统、公众移动通信接入系统、通信电源系统。
通信各子系统均设有监控网管或操作维护终端，可以对各自系统进行远程监控和维护，实现对各子系统中的节点设备、网络及网络上的业务的综合管理。
网管的功能主要有：性能管理、故障管理、配置管理、安全管理。
1.传输系统传输网是城轨通信网的基础。
2.公务电话系统城轨的公务电话相当于企业内部电话系统，普遍采用通用的程控数字交换机组网，并通过中继线路接入当地市话网。
3.专用电话系统专用电话系统包括：调度、站内、站间、和区间电话子系统。
城轨调度电话子系统主要包括调度总机、调度台和调度分机三部分，并通过专用传输系统或通信电缆相连接。
4.闭路电视监控系统闭路电视监控系统为控制中心调度管理人员、车站值班员、列车司机及站台监视亭值班员等对车站的站厅、站台、出入口等主要区域提供监视服务。
5.广播系统广播系统主要为成乘客及工作人员提供语言信息播报服务。
广播具有自动广播和人工广播两种模式。
6.乘客导乘信息系统乘客导乘信息系统是一套服务于城轨交通的文字信息发布系统，主要作用是为乘客提供各种各类车务及站务信息，同时他还与移动电视网连接提供各类公共信息。
7.无线集群通信系统无线集群通信系统是一套使用无线通信方式进行调度指挥的系统。
它是调度员与司机通信的唯一可靠手段，同时也是移动中的作业人员、抢险人员实现通信的重要手段。
8.时钟系统时钟系统为城轨交通提供了高质量标准化的统一时间，使整个城轨交通各系统时间统一在同一个标准时间基点上，从而确保列车准点运行。
TETRA系统功能(参考资料)
1. 系统功能描述1.1 通话功能 数字集群系统本身具备全双工、半双工、单工等各种通话方式，在地铁无 线通信系统中有多种不同种类的用户，根据不同种类用户的性质、功能，可组成 相互独立的通话组。
实现固定用户与移动用户之间， 以及移动用户之间的通话呼 叫功能。
以上的通话功能在下列使用情况中体现: 1) 中心行车调度员与在线列车司机之间的通话； 2) 车站值班员与在线列车司机之间的通话； 3) 车站值班员与站内移动值班人员之间的通话； 4) 列车司机之间的通话； 5) 控制中心调度员对正线运行列车车厢内乘客广播； 6) 中心环控调度员与相关移动人员之间，相关移动人员之间的通话； 7) 中心维修值班员与移动维修作业人员之间，移动维修作业人员之间的 通话； 8) 车辆段值班员分别与车辆段、车场内及出入线上列车司机、移动作业 人员之间通话； 9) 车辆段内移动作业人员之间通话； 10) 车场值班员分别与车辆段、车场内及出入线上列车司机、移动作业人 员之间通话； 11) 车场内移动作业人员之间通话； 12) 公务电话用户或市话用户与无线用户之间的电话经授权后通过调度员 转接的互联通话； 13) 不同通话组成员之间通话。
行车调度与列车司机之间的通信应是最高级别的，要求通信连续， 应尽可能 避免产生任何中断，要求具有高可靠性。
1在保证重要用户通信的前提下，各无线用户间通信采用自动转接方式， 无线 用户与有线用户的连接根据无线用户的级别，采用自动或调度员转接方式。
1.2 编组功能 TETRA 先进的虚拟专网功能，可使多个用户组织共享一个 TETRA 系统平台， 而网络中所有的服务和功能都可以合理地分配给每一个用户组， 以满足每个组的 需求。
这一特点轨道交通用户提供多个不同用户组（如行调、维修等组）之间相 互独立的工作模式。
系统可根据具体的部门和使用划分，将相互之间需要通信的成员编成通话 组内的不同通话小组， 每个用户可同时编入多个通话组， 通话组可按大组、 中组、 小组等形式编制。
LTE-M系统总体架构及系统功能规范
5 业务与功能 ........................................................................ 4
6 系统总体架构 ...................................................................... 4
CZJS/T 0062—2016
目次
前言 ............................................................................... III
1 范围 .............................................................................. 1
2 规范性引用文件 .................................................................... 1
3 术语、定义和缩略语 ................................................................ 1
7 接口要求 .......................................................................... 9
7.1 LTE-M 系统内部接口 ............................................................. 9 7.2 LTE-M 系统外部接口 ............................................................ 10
TETRA系统基础
TETRA系统基础TETRA系统基础TETRA (2)Terrestrial Trunked Radio (2)⽆线通信⼦系统组成 (2)⽆线调度通信系统功能 (3)数字集群在城市轨道交通中的应⽤探讨 (5)深圳地铁TETRA系统及⼆次开发 (7)泛欧数字集群系统TETRA的标准与技术发展 (11)TETRATerrestrial Trunked Radio⽆线通信⼦系统组成天津轻轨⽆线通信系统采⽤的是MOTOROLA公司提供的Dimetra数字集群系统。
Dimetra系统在满⾜TETRA标准的同时提供了很多附加功能，⼤⼤增强了系统的效率，如：动态站分配和倾向站锁定等。
天津轻轨的数字集群系统主要解决固定⼈员（调度员、值班员）与流动⼈员（司机、站务、维修⼈员与列检⼈员等）及其相互之间的通话及数据传输问题。
天津轻轨⽆线通信系统功能组成上主要分7个⽆线通信⼦系统，分别为这7个通信组提供服务，既可实现不同通信组的相互独⽴性，使其各⾃通信操作互不妨碍，⼜可以实现系统设备和频率资源的共享。
这7个⽆线通信系统包括：⾏车调度通信⼦系统、车辆段调度通信⼦系统、停车场调度通信⼦系统、维修调度通信⼦系统、公安调度通信⼦系统、防灾调度通信⼦系统、站务⽆线通信⼦系统。
⾏车调度通信⼦系统负责完成正线⾏车调度员与机车司机的通信联系，传送⾏车指挥话⾳和数据指挥命令。
呼叫⽅式采⽤选号呼叫，⾏车调度员通过⾏车调度台完成对机车司机的⼀对⼀个别选呼，并可以发送数据指令和接收列车上传来的信息。
车辆段调度通信⼦系统、停车场调度通信⼦系统负责完成段、场内的⾏车调度员与机车司机的通信联系，传送⾏车指挥话⾳和数据指挥命令。
维修调度通信⼦系统提供各专业调度员对本专业维修⼈员的调度通信（组呼⽅式）。
公安调度通信⼦系统、防灾报警系统提供公安、防灾调度员、沿线指挥⼈员和抢险救灾⼈员之间的调度通信（采⽤组呼⽅式）。
必要时由⽹络调度员通过动态重组功能设置临时通话⼩组，将各专业的维修⼈员组成⼀组以适应现场救护需要。
多基站PDT数字集群通信系统设计及应用
多基站PDT 数字集群通信系统设计及应用皇甫惠栋，孟小君，陶伟，张朋（西北核技术研究所，陕西西安710024）收稿日期：2021-12-270引言集群通信系统又称集群调度系统，是为了满足行业指挥调度需求而开发，面向行业应用的专用无线通信系统。
由于集群通信系统主要侧重于指挥调度通信，其应用可遍及公共安全、交通运输和公共事业等领域，尤其可以在应对突发事件和自然灾害的过程中发挥优势[1]。
从1997年开始，信息产业部就专门组织了数字集群通信标准组来制定我国的数字集群通信标准，并于2000年12月28日发布了我国《数字集群移动通信系统体制》标准[2]。
2008年，由公安部科技信息化局召集国内部分有实力的厂商研讨基于中国国情的警用无线数字集群系统新体制，其具有中国自主知识产权，标志着中国的数字集群从无到有，并步入自主高速发展阶段。
PDT 数字集群通信具有以下特点：①信道利用率高、成本相对低；②架设便捷、入网快速；③呼叫灵活、保密性强，因此，受到广泛使用。
单基站PDT 数字集群有效通信距离有限（15km ），有时难以满足大区域、跨区域通信需求，严重影响工作效率。
多套基站PDT 数字集群通过网络联通使用，可以扩大通信范围，提供更大区域的指挥调度保障。
1系统组成及主要功能1.1系统组成多基站PDT 数字集群通信系统包含3个组成部分：MSO 核心网、多套集群基站、若干部终端。
其中MSO 核心网，用于完成整个系统的互联管理，控制逻辑组成有中心控制单元、软交换单元、数据库单元、网管服务单元、调度服务单元、MTU 和互联网关等，MSO 核心网逻辑结构如图1所示；2套及以上集群基站，分别完成不同区域的无线信号覆盖；多部手持终端、车载终端等接入基站，完成具体的语音、数据业务。
多基站PDT 数字集群通信系统示意图如图2所示。
图1MSO 核心网逻辑结构图2多基站PDT 数字集群通信系统MSO 核心网也称移动交换局，对整个PDT 数字集群通信系统的单元进行管理和控制，属于整个系统的核心组成部分，主要实现系统内部各网元之间的互联和交换，管理不同网元之间的协同工作，从而实现跨基站、跨系统的呼叫控制和媒体语音的交换与互联，遵循IP 软交换逻辑体系架构，以及用户的移动性管理、鉴权、调度、网络管理、互联等功能，从而拓展系统的业务功能及应用。
对民用机场集群调度通信系统组网方案的探讨
通信 的主体 ，它必须能实现两大功能 ：一是确保 信 息和指令进行最有效的传递 ，二是必须要有相
当高的可靠性 。
时 的通信 方式最 灵 活 ，整 个 系统 的通信 容量最
大 ，也是正常情况下该系统的通信方式 。如果系
统 的中央控制器故障 ，这时系统只能工作在故障
寿命 ，因此能够实现系统的逐步 过渡升 级是 非常
重要 的。在 目前情况下 ，要最大限度地用好用活 现有设备 ，充分发挥其最大功效 ，根据 Ｍｏ ｒｌ ｔｏ ｏ ａ
要组成一个 高效的信 息传输 网，必须弄清楚
机场 的组织结构 ，特别是机场作业的组织结构 。 根据机场作业 的组织结构 ，推断连接各相关作业 单位 的信息传输结构 ，从而构建一个高效 、灵活
协调 由现场指挥中心完成 。因此，现场指挥中心
是机场地面各系统协调运转 的核心 ，与其它相关 保障单位 的通信联系是否灵活高效，是决定整个 机场能否高效协调运转的关键 。而跑道及空域的 管辖则是由空管部 门把握 ，凡是要进入跑道作业 的单位与 空管 部 门之 间也 应建 立必 要 的通信 渠
个好 的机场调度通信 网必须兼顾两方面的
要求：一是通 的高效性 ，也就是发出的信息能 在最短 的时间 内，最直接地传递到相关的单位。
从这个意义上讲 ，在 组网时各通话小组 的划分越
来应不外乎三种状态： （ ）集群 ； （ ）故障弱 １ ２ 化； （ ）常规对讲。因此 ，在具体进行调度通信 ３
道 ，以免影 响飞行安全。因此 ，空管部 门也应该
是一个信息传递 的中心 。
（ ）以空管部门为核心组成一个 调度通话小 ３
组 ， 由与 之 有 通 信 联 系 的相 关 单位 的 相 关 手 （ 座）机构成。
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无线集群调度系统的功能和组成
什么是无线集群调度系统？
无线集群调度系统是一种针对无线传感器网络的系统，主要用于管理和调度无线传感器节点，以达到提高传感器网络能效和可靠性的目的。
无线集群调度系统的功能
无线集群调度系统主要有以下功能：
网络的组建与重构
在无线集群调度系统中，节点的组建和重构是其最基本的功能之一。
当无线传感器网络中新节点加入或旧节点失效时，系统可以重新调整网络节点的组织形态，以保证网络的效率和可靠性。
节点任务的分配与协调
无线集群调度系统可以根据网络拓扑结构和节点性能等因素来优化任务分配，并对节点进行协调和调度，使节点能够高效地完成其任务。
网络的管理和监控
无线集群调度系统可以实时监控网络中每个节点的状态和性能，以便及时响应节点异常情况、调整节点的功能和任务并优化网络拓扑结构。
能源管理和优化
无线集群调度系统需要考虑节点的能源消耗问题。
通过对节点能源消耗的监控和分析，系统可以根据节点情况，采取相应的措施进行能源管理和优化，以达到延长传感器网络寿命的效果。
数据的收集和处理
无线集群调度系统可以协调节点之间的数据传输和处理，以实现数据的收集和处理。
通过对数据的汇聚和处理，系统为用户提供可靠且实时的网络数据。
无线集群调度系统的组成
无线集群调度系统由以下组件构成：
中心节点
中心节点被视为无线集群调度系统的总协调员，负责管理和协调网络中的各个
节点。
中心节点可以向外部提供对节点状态和性能的实时监测，同时提供调度指令和任务。
传感器节点
传感器节点是无线集群调度系统的核心组成部分，它们执行各种任务和收集数据。
传感器节点通常分布在整个网络中，它们的数量和安置位置是根据网络需求和拓扑结构而定的。
通信模块
传感器节点之间的通信是无线集群调度系统的关键。
通信模块可以实现节点之
间的信息交换和数据传输，同时负责节点状态的监测和控制。
能源管理单元
能源管理单元是无线集群调度系统的重要组成部分，负责维护网络中各个节点
的能源状态，并推行能源管理策略。
能源管理单元可以优化节点能源使用，延长网络寿命。
传感器节点应用程序
传感器节点应用程序包括了各种节点的功能和任务，它们协同工作集成在节点中，可以实现各种监测和控制任务，将数据报告给中心节点。
总结
无线集群调度系统作为传感器网络中的一个重要组成部分，可以提高传感器网
络的能效和可靠性。
它通过对节点的管理和协调，实现了对节点能源的优化和分配，提高了网络的可靠性和寿命。
在实际应用中，无线集群调度系统在环境监测、安防监控、医疗管理等领域得到了广泛的应用。