现代移动通信第2版教学作者蔡跃明第19讲第10章节专用系统课件

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1、第十九讲 专用移动通信系统,数字移动通信,内容回顾,WiMAX采用何种多址技术？有何优点？ 3G系统如何提升其安全性？,内容提要,一、专用通信系统概述 二、集群移动通信系统 三、卫星移动通信系统 四、应急移动通信系统（自学）,第10章 专用移动通信系统,本次课拟讨论的主要问题： 1、什么是专用移动通信系统？与公用移动通信系统有何区别？ 2、集群移动通信的主要特点有哪些？与蜂窝移动通信系统的区别？ 3、卫星移动通信系统组成包括哪些？其主要特点是什么？ 重点：专用移动通信系统特点及关键技术 难点：越区切换倒置,内容提要,一、专用通信系统概述 二、集群移动通信系统 三、卫星移动通信系统 四、应急移动

2、通信系统（自学）,一、专用通信系统概述,1、什么是专用移动通信系统？,“专用”是一个相对概念：专用vs 公用 公用（ Public ，有时也叫商用）: 一般指由电信网络运营商提供大众电信服务的移动通信系统； 专用（ Dedicated） : 一般指限制使用范围和使用规模的无线移动通信系统。 思考：移动通信系统发展，先有专用，还是公用系统？,公用：公用陆地移动通信网（PLMN） 专用：集群通信系统、无中心无线通信系统、无线对讲系统、无线数据采集系统、专用无线接入系统、专用卫星移动通信系统等等 集群移动通信系统、卫星移动通信系统的许多设计方案，除了业务受众没有公众陆地蜂窝网庞大，从业务能力上讲完全

3、可扩展为“公网”,一、专用通信系统概述,2、常用专用通信系统,内容提要,一、专用通信系统概述 二、集群移动通信系统 三、卫星移动通信系统 四、应急移动通信系统（自学）,二、 集群移动通信系统,1、 集群通信的基本概念 使用集群的缘由 思考：蜂窝通信如此方便，为何还要集群通信？ “集群”称呼的由来 人们将有线电话中的中继线概念应用到移动通信之中，以克服单信道移动通信系统容量小、频率利用率低的缺点； “集群”Trunking，其本意为干线或中继，为与有线电话中的中继区别开来，将其翻译成集群。,1、集群通信的基本概念,“集群”的概念 含义：无线集群就是一个多信道共用的中继系统，该系统中的所有用户自动

4、动态地共享系统所有的信道。,1、集群通信的基本概念,无线集群通信系统的定义 一种向用户提供优质服务的多用途、高效能而又廉价的先进的无线指挥调度通信系统。 或一类在中心控制单元的控制下，能自动地、动态地、最优地将系统资源指配给系统内全部用户使用，最大限度地利用系统内的频谱资源和其他资源的系统。,1、集群通信的基本概念,基本组成 控制中心（调度台）、基站和移动台,控制中心,基站,移动台,1、集群通信的基本概念,集群通信应用对象 主要面向各专业/强力部门如公安、铁道、水利、军队等，以各专业部门用户为服务对象。,2、集群系统的特点,（1）集群系统与常规对讲系统的区别,信道固定分配方式，不能有效地利用现

5、有的频率资源，频率利用率不高。,信道动态分配，可以有效地利用现有的频率资源，频率利用率高。,信道之间不能平均负担话务量，呼损率高，服务质量较差。,将话务量平均、自动地分配给不同的信道，增加了系统和用户容量，降低呼损率，提高服务质量。,系统是一个大组，被指定到同一信道上，系统内成员之间的通话缺乏保密性，一个用户讲话其他用户都能听到。,能提供一个用户与另一个用户私线通话的功能，系统内的成员之间通话具有保密性。,设备如果出现故障，整个系统就不能正常工作使用，系统容错能力差。,基站设备万一出现故障，系统还能继续提供集群或常规服务，通话不会中断。,2、集群系统的特点,（2）集群系统与蜂窝系统的区别,向社

6、会大众提供打电话的服务。实现有线、无线互通。,满足政府、警察、水利和电力等各行业(部门)指挥调度的要求。,以全双工为主,以半双工为主,不能实现无线调度、系统内用户级别相同、无优先级等区别。,能较好且高智能化地实现群呼、组呼、强插、优先级、通话限时等各种无线调度和指挥的功能。,主要在800/900MHz、2GHz 频段范围内。,主要在150、350、450和800MHz频段范围内。,通常采用小区制，小区覆盖半径一般约215km，组网方式复杂，使用设备多。,一般采用大区制覆盖方式，覆盖半径约2080km，基站数目远小于蜂窝系统，建网费用较低。,2、集群系统的特点,(3)集群系统的主要特点：, 共用

7、频率 共用设施 共享覆盖区 共享通信业务 共同分担费用 改善服务 具有功能齐全、方式灵活的调度指挥功能,3、集群系统的分类,(1) 按信令方式分 有共路信令方式和随路信令方式之分。 (2) 按话音信号的类型分 有模拟集群和数字集群两种。 (3) 按通话占用信道方式分 有信息集群(亦称消息集群)和传输集群之分。 (4) 按控制方式分 有集中控制方式和分散控制方式两种。 (5) 按覆盖区域分 有单区单中心制和多区多中心制之分。,3、集群系统的分类,单区单中心（基本结构）,3、集群系统的分类,多区多中心（联网）,（1）系统的通信功能 主要包括调度通信、常规通信两大业务功能。 （2）系统控制与管理功能

8、 主要包括遥毙、动态重组、用户入网控制、虚拟专网等功能，以及计费、监视和报警等常规功能。 （3）系统诊断和可靠性功能 主要包括系统自诊断、发射机故障关闭、接收机遇扰关闭、备用控制信道、备份中央控制器、故障弱化、脱网直通等功能。,4、集群通信的主要功能,4、集群通信的主要功能,具体功能包括： 自动重拨 繁忙排队/自动回叫 组呼 动态重组 通播 系统呼叫 私线通话 多级优先 电话互联 故障弱化,组呼单呼通信流程,4、集群通信的主要功能,5、典型集群系统简介,（1）模拟集群系统（1G） NOKIA公司的450MHz ACTIONET； 美国优利电（UNIDEN）公司的F.A.S.T系统； 美国摩托罗

9、拉（MOTOROLA）公司的智慧网（SMARTNET）系统； 基于英国MPT1327信令标准的集群系统。,5、典型集群系统简介,（1）模拟集群系统（1G） 模拟系统的问题 系统间无法兼容，难以互连互通； 容量小、频率利用率低、干扰严重、保密性差、业务种类少等。,数字化内容 解决数字话音编码、数字调制、多址、抗衰落 等主要关键技术； 解决漫游问题； 提供更多业务（比如数据业务）； 改善操作、维护和运营管理功能。 数字化范例 MOTOROLA的iDEN系统：M-16QAM 、VSELP 欧洲的TETRA数字集群系统：,5、典型集群系统简介,（2）主要2G标准,国际电联（ITU）推荐标准： 北美的A

10、PCO-25标准； 欧洲通信标准协会（ETSI）推荐的TETRA； MOTOROLA的iDEN； 以色列的FHMA（跳频多址）； 爱立信的EDACSPRISM； 日本的数字MCA系统标准IDRA； 法国的TETRAPOL标准和系统等。,5、典型集群系统简介,（2）主要2G标准,我国开发标准： 中兴基于IS-95技术的GoTa； 华为基于GSM技术的GT-800； 专业数字集群PDT。,5、典型集群系统简介,主要2G标准比较,5、典型集群系统简介,25kHz,1.25MHz,200kHz,iDEN数字集群系统 iDEN的由来 iDEN（增强型数字网络）：美国MOTOROLA公司生产的800MHz

11、数字集群移动通信系统。 iDEN的技术特点 TDMA （时分多址）、VSELP（矢量和激励的线性预测编码）、M-16QAM（正交幅度调制）及越区跟踪等，采用和GSM系统相同的双工及频率复用方式，能在25kHz的信道带宽内容纳6个话音信道。,5、典型集群系统简介,（3）典型系统,iDEN的空中接口规范,多址方式： TDMA/FDMA 信道宽度： 25kHz 每信道时隙数： 6或3 适用频段： 800MHz和1.5GHz 频带宽度： 15MHz 收发双工间隔： 45MHz 调制方式： M-16QAM 话音编码 4.8kbps的VSELP声码器 信道检错编码： 循环冗余校验码CRC 信道纠错编码：

12、多码率格形前向纠错码 调制信道比特率： 64kbps,5、典型集群系统简介,iDEN的业务能力 业务调度能力 单呼、群呼、选择群呼、空中编程、PTT-ID、呼叫指示、自动登记和漫游等。 电话互连业务 位置更新、鉴权、漫游、过网（切换）、来电显示、呼叫建立、紧急呼叫、中继传送、外部拨号、数据呼叫、附加业务等。 短消息业务 短消息、语音信箱。 电路交换数据/传真业务,5、典型集群系统简介,欧洲电信标准协会（ETSI）1995年制定的新一代数字集群系统标准。 系统特点： 开放、完备的标准协议，支持厂商众多 TDMA技术，支持集群、非集群方式 提供全双工移动电话服务和卓越的群组 调度功能、综合数据服务

13、。,TETRA（陆上集群无线电）,5、典型集群系统简介,TETRA可看成是TETRA话音+数据(V+D)、TETRA分组数据优化(PDO)和TETRA直通模式(DMO)3个普通标准的集合。 话音+数据模式(V+D) 电路交换模式，25kHz信道能同时支持话音、数据和图像的通信，数据速率可达28.8kbps。 分组（包）数据优化模式（PDO） 25KHz信道，其有效数据传输率最高可达36kbps。 直通模式（DMO）,TETRA系统工作模式,移动台无需通过系统就可以直接进行端到端通信的脱网工作模式。业务包括组（群）呼、私密呼叫和短消息传递、电路数据业务等。,5、典型集群系统简介,TETRA系统工

14、作模式,集群模式,中转模式,直通模式,5、典型集群系统简介, 空中接口 工作频段 150900MHz 信道间隔 25kHz 调制方式 调制信道比特率 36kbps 语音编码速率 4.8kbps ACELP 接入方式 TDMA（4个时隙） 用户数据速率 7.2kbps (每时隙) 数据速率可变范围 2.4kbps28.8kbps 接入协议 时隙ALOHA 网络结构 取决于网络规模，小可以是一个单基站、单信道的系统，大可以是一个覆盖全国的多区、多基站联网漫游系统。,TETRA系统技术体制,5 、典型集群系统简介,TETRA系统结构,5、典型集群系统简介,iDEN与TETRA主要空口技术对比,B 6

15、0 EMS 12,5、典型集群系统简介,5、典型集群系统简介,（4）数字集群系统在我国的应用与发展 1999年，福建省数字集群商用试验网 采用MOTOROLA的iDEN系统，共网方式运营 2002年，中卫国脉上海数字集群商用网 采用MOTOROLA的iDEN系统，共网方式运营 2000年，香港警用数字集群通信系统 采用诺基亚的TETRA系统，专网方式运行 2002年，上海公安局数字集群通信系统 采用诺基亚的TETRA系统，专网方式运行,5、典型集群系统简介,（4）数字集群系统在我国的应用与发展（续） 2002年，广九铁路、广州等众多城市地铁数字集群调度通信系统 采用诺基亚的TETRA系统，专网

16、方式运行 2008年，北京数字集群指挥调度通信网 全国规模最大，覆盖京津与环渤海地区，采用诺基亚的TETRA系统，专网方式运行,5、典型集群系统简介,（4）数字集群系统在我国的应用与发展（续） 2004年，具有自主知识产权的数字集群标准推出，系统逐渐成熟、商用 中兴基于CDMA技术的GoTa系统、华为基于GSM技术的GT800系统 2010年，专业数字集群（PDT）标准诞生 全面兼容已有的MPT1327体制的模拟集群系统，专网方式运行 2009年起，宽带多媒体集群系统成为研究重点 McWiLL、MiWAVE等系统诞生,内容提要,一、专用通信系统概述 二、集群移动通信系统 三、卫星移动通信系统 四、应急移动通信系统（自学）,1、概述 (1)发展卫星移动通信的缘由 实现蜂窝移动通信的前提 用户要有移动通信终端； 系统要有一个由足够多的基站构成的通信网络。