13城市軌道交通通信與信號項目十三無線集群調(diào)度系統(tǒng)

1、2022/7/291昆明冶金高等?？茖W(xué)校電氣學(xué)院城市軌道交通車輛教研室2一 軌道交通組網(wǎng)模式模式1：通過遠端模塊與交換機相連模式本地用戶直接與交換機相連；各車站采用加裝遠端模塊的方式。 圖12-1 遠端用戶連接模式示意圖 上章回顧 3模式2：通過OTN板卡傳輸連接模式車站電話用戶直接接入T卡，交換機一側(cè)連接到相應(yīng)的P卡。 圖12-2 OTN系統(tǒng)連接模式示意圖 4圖12-3專用電話系統(tǒng)示意圖二 專用電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專用電話系統(tǒng)包括調(diào)度通信、站廠通信、站間通信和區(qū)間通信2022/7/295項目十三 無線集群調(diào)度系統(tǒng) 知識要點 1移動通信的分類。 2. 移動通信的工作方式 3. 集群通信系統(tǒng)的基本概念

2、4. 集群通信系統(tǒng)的分類 5. 集群通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)【重點】 6. 無線集群調(diào)度系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用【重點】2022/7/296一、移動通信的分類 移動通信有以下多種分類方法： 1)按使用對象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備； 2)按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信； 7 3)按多址方式可分為頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)等； 4)按覆蓋范圍可分為寬域網(wǎng)和局域網(wǎng)； 5)按業(yè)務(wù)類型可分為電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)； 6)按工作方式可分為同頻單工、雙頻單工、雙頻雙工和半雙工； 7)按服務(wù)范圍可分為專用網(wǎng)和公用網(wǎng)； 8)按信號形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)；

3、 9)按交通工具形式可分為汽車、坦克、火車、船舶、飛機和航天飛行器等的移動通信，還有個人便攜移動通信； 10)按應(yīng)用系統(tǒng)可分為蜂窩式公用移動通信系統(tǒng)、集群調(diào)度移動通信系統(tǒng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電尋呼系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)等。8 (1)單向單工方式 單向單工即單方向工作 (2)雙向同頻單工方式 通信雙方使用同一個工作頻率，但各方收發(fā)設(shè)備不同時工作的通信方式 (3)雙向異頻單工方式 通信雙方使用兩個不同頻率 (4)雙向異頻半雙工方式 這種通信方式是通信雙方收發(fā)信機分別使用兩個頻率，一方使用雙工方式，另一方使用單工方式。 (5)雙向異頻雙工方式 異頻雙工方式是指每個方向使用一個頻率，通話時

4、無需按下發(fā)話鍵，與普通手機使用情況類似。二、移動通信的工作方式 9(1)集群 指向正在申請服務(wù)的用戶自動分配信道，從而達到頻率共用，資源共享。(2)信息集群 整個通話期間，通話用戶被分配一條固定無線信道。直道通話雙方結(jié)束通話后一定時間，此信道被釋放。 缺點：效率低(3)傳輸集群 A用戶按下講話鍵后，占用一個空閑信道，松開講話鍵時，發(fā)送一個“傳輸完畢”的信令，用來指示此信道可以被別的用戶使用,提高信道利用率。(4)準(zhǔn)傳輸集群 準(zhǔn)傳輸集群兼顧信息集群和傳輸集群的優(yōu)點，它縮短了信道的保留時間(051s)，使消息不會中斷。三、集群通信系統(tǒng)的基本概念 2022/7/2910(1)按信令方式分 有共路信令

5、方式和隨路信令方式。 共路信令 設(shè)定一個專門的控制信道傳送信令。 特點：信令速度快，電路容易實現(xiàn)，但占用信道。 隨路信令 在一個信道中同時傳話音和信令 特點：節(jié)約信道，接續(xù)速度慢。(2)按信令占有信道方式分 有固定式和搜索式。 固定式 消息傳送占用固定信道。實施簡單 搜索式 發(fā)起呼叫時占用隨機信道固定式，實施復(fù)雜。(3)按通話占用信道分 信息集群、傳輸集群和準(zhǔn)傳輸集群三、集群通信系統(tǒng)的基本概念 2022/7/2911(4)按呼叫處理方式分 有損失制系統(tǒng)和等待制系統(tǒng)。 損失制系統(tǒng) 當(dāng)話音信道占滿時，呼叫申請被示忙，用戶需重新呼叫，信道利用率低。 等待制系統(tǒng) 信道被占滿時，對新申請者采取先來先服務(wù)

6、的排隊方式處理，信道利用率高。(5)按控制方式分 有集中控制方式和分散控制方式。 集中式 指由一個智能終端控制，統(tǒng)一管理系統(tǒng)內(nèi)話務(wù)信道的方式。 分散式 指每一信道都有單獨的智能控制終端的管理方式。2022/7/2912按照覆蓋區(qū)半徑的大小，分為大區(qū)網(wǎng)、中區(qū)網(wǎng)和小區(qū)網(wǎng)；根據(jù)服務(wù)區(qū)的幾何形狀，可分為帶狀服務(wù)區(qū)和和面狀服務(wù)區(qū) (1)單區(qū)、單點、單中心網(wǎng)絡(luò) 單基站系統(tǒng)是一個基本集群通信系統(tǒng)，它設(shè)置一個系統(tǒng)控制器和一個基站，如圖13-5所示，系統(tǒng)主要包括以下幾部分。圖13-5單區(qū)、單點、單中心網(wǎng)絡(luò)四、集群通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2022/7/2913 1)基站。它由若干基本無線收發(fā)信機、控制部分、天線共

7、用器、天饋線系統(tǒng)和電源等設(shè)備組成。天線共用器包括發(fā)信合路器和接收多路分路器。天饋線系統(tǒng)包括接收天線、發(fā)射天線和饋線。 2022/7/2914 2)移動臺。它是運行中或停留在某未定地點進行通信的用戶臺，包括車載臺、便攜的手持臺等，由收發(fā)信機、控制單元、天饋線(或雙工臺)和電源組成。 2022/7/2915 3)調(diào)度臺。它是能對移動臺進行指揮、調(diào)度和管理的設(shè)備，分有線和無線調(diào)度臺兩種。無線調(diào)度臺由收發(fā)機、控制單元、天饋線(或雙工臺)、電源和操作臺組成；有線調(diào)度臺包括操作臺、電源、與控制中心設(shè)備連接的接口轉(zhuǎn)換器等。無線調(diào)度臺 有線調(diào)度臺2022/7/2916 4)控制中心?？刂浦行陌ㄏ到y(tǒng)控制器、系

8、統(tǒng)交換和電源等設(shè)備，它主要控制和管理整個集群通信系統(tǒng)的運行、交換和接續(xù)等。它由接口電源、交換矩陣、集群控制邏輯電路、有線接口電路、監(jiān)控系統(tǒng)、電源和微機組成。 2022/7/2917 5)系統(tǒng)管理終端。它主要由一臺或多臺計算機及相應(yīng)的系統(tǒng)管理軟件組成，并與控制中心控制器連接。維護使用人員通過此終端對系統(tǒng)進行管理控制，包括修改運行方式、信道狀態(tài)報告、用戶入網(wǎng)控制、設(shè)備狀態(tài)控制、告警及各種報表打印輸出等。 6)傳輸設(shè)備。它是控制中心與基站進行連接的部分，為基站與控制中心之間信息傳輸提供通道，可采取有線或無線方式來實現(xiàn)此功能。18 (2)單區(qū)、多點、單中心網(wǎng)絡(luò) 如圖136所示，它由一個控制中心、多個基

9、站、有線或無線調(diào)度臺及網(wǎng)中若干移動臺組成。圖136單區(qū)、多點、單中心網(wǎng)絡(luò)2022/7/291920 (3)多區(qū)、多中心、多層次網(wǎng)絡(luò) 由多個控制中心和多基站組成而形成圖13-7多區(qū)多中心網(wǎng)絡(luò)圖138多區(qū)多層次多中心網(wǎng)絡(luò)21 (4)帶狀網(wǎng)、面狀網(wǎng) 根據(jù)服務(wù)對象、地形的分布及干擾等因素，可以將小區(qū)制移動通信網(wǎng)劃分為：帶狀服務(wù)區(qū)、面狀服務(wù)區(qū)。 1)帶狀服務(wù)區(qū) 用戶的分布呈帶狀，如鐵路、軌道交通、公路、狹長城市、沿海水域、河流等， 特點：可進行A、B兩頻點復(fù)用方式。圖13-9帶狀服務(wù)區(qū)及頻率配置方式2022/7/2922 2)面狀服務(wù)區(qū)。面狀服務(wù)區(qū)是指用戶分布成一個寬廣的平面，例如：手機、小靈通等在城市

10、中的組網(wǎng)模式其頻率配置基本原則為每個基地臺覆蓋范圍設(shè)置的頻點與相鄰基地臺設(shè)置頻點不能相同，以免造成同頻干擾。圖13-10面狀服務(wù)區(qū)2022/7/2923五、無線集群調(diào)度系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用 1城市軌道交通中無線集群調(diào)度通信系統(tǒng)的組成 城市軌道交通中無線集群系統(tǒng)主要解決固定人員(調(diào)度員、值班員)與流動人員(駕駛員、站務(wù)、維修人員與列檢人員等)及其相互之間的通話及數(shù)據(jù)傳輸問題。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般為帶狀網(wǎng)絡(luò)，如圖1311所示。系統(tǒng)主要包括以下幾部分：控制中心交換設(shè)備、控制中心網(wǎng)絡(luò)管理終端、調(diào)度臺、基站、移動設(shè)備(便攜式手持臺、車載電臺、車站用固定臺)、傳輸設(shè)備等。24例13-11 集群調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2022/7/29252022/7/2926 城市軌道交通無線集群調(diào)度系統(tǒng)在功能組成上一般分為六個無線通信子系統(tǒng)，分別為其六個不同部門提供服務(wù)，既可實現(xiàn)不同通信組的相互獨立性，使其各自通信操作互不妨礙。又可以實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備和頻率資源的共享。這六個無線通信子系統(tǒng)包括：行車調(diào)度