通信學論文-廣州地鐵五號線無線通信系統(tǒng)概述.doc

通信學論文-廣州地鐵五號線無線通信系統(tǒng)概述論文關鍵詞:集群；TETRA；DimetraIP論文摘要:在軌道交通中無線集群通信系統(tǒng)是調度人員對列車運營管理的重要途徑。本文主要從系統(tǒng)功能、設備組成等方面介紹了廣州地鐵五號線無線通信系統(tǒng)。1系統(tǒng)概述廣州地鐵五號線無線通信系統(tǒng)采用了摩托羅拉生產的DimetraIP基于TETRA標準的數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用TDMA技術、ACELP話音編碼技術、?4-DQPSK調制技術,除了滿足傳統(tǒng)的話音通信需求,還利用無線系統(tǒng)提供的無線數(shù)傳通道,可以在地面系統(tǒng)與車載系統(tǒng)之間互相傳遞數(shù)據信息。2系統(tǒng)功能摩托羅拉DimetraIP系統(tǒng)具有強大的功能,主要為調度員、無線用戶、網絡管理者提供服務。2.1系統(tǒng)基本功能DimetraIP系統(tǒng)能夠實現(xiàn)組呼、私密呼叫(即單呼)、緊急呼叫、通播組呼叫、遇忙排隊和回叫、優(yōu)先權排隊、動態(tài)重組、動態(tài)基站分配、跨區(qū)組呼、限時通話、系統(tǒng)主要提示音及信號顯示等功能。2.2系統(tǒng)管理功能DimetraIP系統(tǒng)具有強大的網絡管理功能,其目的是對系統(tǒng)進行配置、操作和維護,以便能實現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性和對系統(tǒng)的有效操作。網絡管理功能包括故障、配置、統(tǒng)計、性能和安全管理。2.3數(shù)據傳輸功能DimetraIP系統(tǒng)支持狀態(tài)信息業(yè)務、緊急告警、短數(shù)據業(yè)務、分組數(shù)據等數(shù)據業(yè)務。2.4虛擬專網功能DimetraIP系統(tǒng)支持虛擬專網VPN(virtualprivatenetworks)技術,包括提供多個相對獨立(為使用單位所虛擬專有)的調度臺、用戶管理終端和多個獨立的用戶IP網絡接入。虛擬專網VPN的概念與內容集中在:VPN用戶管理與計費終端、針對VPN用戶的移動管理、VPN用戶的調度指揮中心、VPN用戶的分組數(shù)傳應用。2.5錄音功能系統(tǒng)的所有調度臺GPIOM設備可以輸出調度員的通話音頻信號,提供錄音接口,二次開發(fā)的錄音設備可對調度員的通話進行錄音。2.6調度臺基本功能DimetraIP系統(tǒng)調度臺支持對正線列車進行組呼、接收RTT請求、發(fā)起及接收緊急呼叫、對通話組發(fā)起緊急呼叫、發(fā)起及接收私密呼叫、向車載臺或其他用戶臺發(fā)送短文本信息、刷新列車信息、接收短文本信息、接收狀態(tài)信息、與其他調度臺通話等功能。2.7用戶臺主要功能:用戶臺具有通話組掃描、優(yōu)先監(jiān)視、直通模式操作、緊急通話、縮位撥號等功能。3設備組成3.1構網方式廣州地鐵五號線無線集群通信系統(tǒng)采用單交換控制設備、多基站的方式形成一個有線與無線相結合的TETRA網絡。主要設備是由中心交換控制設備、基站、調度臺、車載臺、便攜臺、調度臺、光纖直放站、漏泄同軸電纜及天線等組成。3.2設備組成中央交換設備。中央交換設備主要包括:交換控制設備、數(shù)據傳輸控制臺、集中告警、CAD服務器、TETRA網管終端、錄音設備、打印機、調度臺等。數(shù)據傳輸控制臺通過系統(tǒng)的分組數(shù)據網關接收數(shù)據機車臺發(fā)送來的車輛態(tài)信息和向數(shù)據機車臺發(fā)送旅客列車顯示信息。數(shù)據傳輸控制臺是通過一個RS422接口連接主控系統(tǒng)。集中告警終端統(tǒng)一接收來自TETRA系統(tǒng)、基站電源、光纖直放站的告警信息,并傳遞給上層告警系統(tǒng)。同時,它可以直接和光纖直放站進行簡單的管理和配置?；倦娫锤婢?與光纖直放站管理和配置采用RS232協(xié)義,直放站的告警信息和基站電源的告警信息通過RS232/IP轉換器及傳輸子系統(tǒng)所提供的10M以太網接口上傳到OCC集中告警終端。CAD服務器是經二次開發(fā)的設備,與其相連的線纜有網線、ATS信號、時鐘信號、電源線等。DimetraIP系統(tǒng)網管終端可為網管用戶提供不同網管應用的圖形用戶界面(GUI),網管終端可以位于主站或遠端站。Dimetra系統(tǒng)的網管終端通過以太網接口連接到中心無線設備機柜內的以太網交換機上。錄音設備用于對調度臺相關的通話組通話進行錄音。與錄音設備相連的線纜有音頻線和電源線。3.3基站EBTS基站作為無線網關,提供TETRA空中接口協(xié)議與節(jié)點控制器(ZC)和數(shù)據網關(包括短數(shù)據路由器和分組數(shù)據網關)接口協(xié)議的轉換。EBTS將來自移動臺的話音、數(shù)據、呼叫處理、信令和網絡管理信息集成到一個E1基站鏈路。EBTS工作在直流-48V,通過電源轉換設備可連接220V交流電源。EBTS基站設備包括電源子系統(tǒng)和E1電路終端設備。EBTS由下列各模塊組成:TETRA基站控制器(TSC)、收發(fā)信機(BR)、環(huán)境告警系統(tǒng)(EAS)、射頻分配系統(tǒng)(RFDS)。基站控制器(TSC)提供到TETRA網絡的E1遠端鏈路,并通過以太網控制收發(fā)信機。TSC同時包括基站參考ISA(SRI)時間和頻率基準模塊,此模塊包含高穩(wěn)定度晶振提供頻率參考及時鐘參考。TSC基本工作系統(tǒng)軟件包括依據TETRA標準實施的動態(tài)射頻功率控制和單站集群(LocalSiteTrunking,LST)功能,另外,TSC基本工作系統(tǒng)軟件還可以支持短數(shù)據傳送服務(SDTS)和分組數(shù)據服務(PDS)。收發(fā)信機(BR),一個EBTS機柜可安裝高達4個收發(fā)信機,每個收發(fā)信機具備高達3個分集接收機和25KHz信道間隔的發(fā)信機,每收發(fā)信機4個時隙,第1個收發(fā)信機載頻的第1個時隙為控制信道,每個EBTS提供高達31個話音信道(8個收發(fā)信機)。冗余備份是EBTS的特性,一旦其中1個收發(fā)信機出現(xiàn)故障,TSC將關閉故障收發(fā)信機并將控制和話音通信容量轉移到其它收發(fā)信機,盡管系統(tǒng)容量受到影響,但系統(tǒng)照舊運行。在系統(tǒng)繁忙期間,此轉換過程對無線用戶是透明的。環(huán)境告警系統(tǒng)(EAS)每個DimetraEBTS采用一個環(huán)境告警系統(tǒng)(EAS)去提供在EBTS基站的故障報告和遠程控制,EAS提供48個(已包含內部告警)本地輸入用于監(jiān)測EBTS功能和基站環(huán)境條件。射頻分配系統(tǒng)(RFDS)可接收EBTS里的發(fā)信機的輸入信號,并可將這些信號進行合路,以便發(fā)信機能向天線饋送信號。RFDS采用腔體合路,以便實現(xiàn)更低的插入損失、最大射頻功率和更大的信道容量?？涨缓下菲鞯淖钚☆l率隔離度為150KHz。接收機多路耦合器(RMC)在邏輯上被視為RFDS的一部分,RMC可提供來自單一天線的多個接收信號端口,每個分集天線都與接收機多路耦合器連接,這樣三分集系統(tǒng)將使用三個接收機多路耦合器,每個RMC將相應地與每個BR里的接收機連接,接收機放大器和功分器可支持接收分集,以實現(xiàn)多載頻工作。3.4接入設備五號線信號覆蓋使用到的設備主要有光纖直放站、漏纜、天線。光纖直放站是用于基站場強的延伸,起到場強中繼的作用,其安裝在車輛段遠用庫及區(qū)莊OCC。泄漏電纜提供射頻覆蓋,地上和地下部分的軌道都使用泄漏電纜。根據所覆蓋軌道長度的不同,泄漏電纜的尺寸為11/4英寸、15/8英寸和7/8英寸。泄漏電纜是同軸電纜,其中,銅箔是外導線。外導線上的銑槽使能量通過電纜輻射和耦合,充當了分布天線和傳輸線路的雙重角色。天線是一種無源設備,無線信號從天線輻射至自由空間。車輛段和車站利用天線實現(xiàn)射頻覆蓋。室內天線將安裝在車站適當位置,使射頻可覆蓋中央大廳、站臺區(qū)域。室外天線將安裝在停車場,用于覆蓋停車場區(qū)域。3.5移動臺五號線使用的移動臺主要有:車站固定電臺、便攜移動臺、話音車載臺、車載數(shù)據電臺。車站固定臺為采用固定安裝方式的MTM800移動臺,固定臺設備采用交流220V供電,同時包括桌面式麥克、電源、喇叭等配件。話音車載臺與CAD子系統(tǒng)共同完成調度通信的特殊功能。它方便列車司機的使用,如調度員對列車的廣播功能,呼叫請求等。車載臺以摩托羅拉MTM800車載電臺為平臺,加裝控制面板、電源變換電路及附屬設備。數(shù)據車載臺主機結構與話音車載臺基本相同,它配置獨立的MTM800電臺主機、電源和天線,但不配置揚聲器、MIC等音頻附件。MTP850是一款小型輕便并具有結實耐用特性的便攜式移動臺。為用戶提供了按鍵、高分辨率