數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)原理與應用

第1章　集群移動通信系統(tǒng)概述　1
1.1　集群移動通信系統(tǒng)的概念　1
1.1.1　集群移動通信系統(tǒng)的定義　1
1.1.2　集群移動通信系統(tǒng)的基本原理　2
1.1.3　集群移動通信系統(tǒng)與其他指揮調度系統(tǒng)的區(qū)別　4
1.2　集群移動通信系統(tǒng)的分類　5
1.3　集群移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程　6
1.3.1　模擬集群移動通信系統(tǒng)　7
1.3.2　國外數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀　12
1.3.3　國內集群移動通信系統(tǒng)的發(fā)展　14
1.3.4　數(shù)字集群的知識產權狀況　20
1.4　數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)的特點　21
1.5　集群專網(wǎng)和共網(wǎng)　25
1.5.1　集群專網(wǎng)的特點和發(fā)展　25
1.5.2　集群共網(wǎng)的特點與發(fā)展　26
1.6　國內外數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)標準簡介　27
1.7　當前集群移動通信市場分析　29
1.7.1　國內外主流數(shù)字集群通信制式比較　30
1.7.2　國內集群移動通信系統(tǒng)用戶分析　33
1.7.3　外產數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)的市場分析　34
1.7.4　國產數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)的市場分析　37
第2章　集群移動通信系統(tǒng)通信機制　40
2.1　集群移動通信的電波傳播特性　40
2.1.1　表征衰落特性的常用數(shù)字特征　40
2.1.2　電波傳播特性　41
2.1.3　電波傳播特性的估算　45
2.2　集群方式　52
2.2.1　消息集群　52
2.2.2　傳輸集群　53
2.2.3　準傳輸集群　54
2.3　集群移動通信系統(tǒng)的結構　54
2.3.1　射頻子系統(tǒng)　55
2.3.2　調度子系統(tǒng)　56
2.3.3　互聯(lián)子系統(tǒng)　57
2.4　集群移動通信系統(tǒng)的功能　59
2.4.1　系統(tǒng)的常規(guī)功能　59
2.4.2　系統(tǒng)控制與管理功能　60
2.4.3　系統(tǒng)診斷和可靠性功能　60
2.4.4　其他服務功能　61
2.4.5　集群通信的工作過程　63
2.5　數(shù)字集群通信系統(tǒng)技術體制　64
2.5.1　數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)業(yè)務和選擇原則　65
2.5.2　同步機制　68
2.5.3　安全性　73
第3章　集群通信關鍵技術　75
3.1　多址方式　75
3.1.1　頻分多址　75
3.1.2　時分多址　76
3.1.3　碼分多址　78
3.1.4　空分多址　83
3.1.5　隨機多址　84
3.2　雙工方式　86
3.2.1　頻分雙工　86
3.2.2　時分雙工　87
3.3　信道共用技術　88
3.3.1　多信道共用的概念　88
3.3.2　多信道共用的特點　89
3.3.3　信道的自動選擇方式　96
3.4　交換控制技術　98
3.5　信令技術　101
3.5.1　信令的分類　101
3.5.2　MPT-1327數(shù)字信令　103
3.5.3　LTR低速數(shù)字信令　105
3.6　控制方式　106
3.6.1　專用信道控制方式　107
3.6.2　非專用信道的分布控制方式　107
3.7　用戶鑒權　108
3.8　抗衰落技術　113
3.8.1　分集技術　113
3.8.2　分集合并技術　117
3.8.3　自適應均衡技術　120
第4章　編碼、調制技術　123
4.1　語音編碼技術　123
4.1.1　語音編碼概述　123
4.1.2　規(guī)則脈沖激勵長時預測(RPE-LTP)編碼　128
4.1.3　碼本激勵線性預測(CELP)編碼　132
4.1.4　低時延碼本激勵線性預測(LD-CELP)編碼　137
4.1.5　激勵線性預測編碼(QCELP)　140
4.1.6　矢量和激勵線性預測(VSELP)編碼　144
4.1.7　代數(shù)碼激勵線性預測(ACELP)編碼　147
4.1.8　增強型可變速率編碼(EVRC)　151
4.1.9　語音編碼的質量標準　158
4.1.10　典型語音編碼技術在集群通信中的運用　164
4.2　信道編碼技術　167
4.2.1　信道編碼的發(fā)展概況　167
4.2.2　信道編碼的基本原理　171
4.2.3　線性分組編碼　174
4.2.4　交織編碼　183
4.2.5　卷積碼　184
4.2.6　塊交織　187
4.2.7　擾碼　188
4.3　信號調制　190
4.3.1　調制的概念　191
4.3.2　調制的分類與作用　191
4.3.3　線性調制系統(tǒng)　193
4.3.4　非線性調制系統(tǒng)　194
4.4　數(shù)字信號的調制　194
4.4.1　頻移鍵控(FSK)調制　196
4.4.2　最小頻移鍵控(MSK)調制　197
4.4.3　高斯最小頻移鍵控(GMSK)調制　199
4.5　數(shù)字相位調制　202
4.5.1　絕對相移鍵控(BPSK)和相對相移鍵控(DPSK)調制　202
4.5.2　QPSK、OQPSK、p/4-QPSK和p/4-DQPSK調制　205
4.6　正交振幅調制(QAM)　214
第5章　數(shù)字集群通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡組織　220
5.1　移動通信系統(tǒng)設計技術標準與質量指標　220
5.2　移動通信系統(tǒng)的容量預測　222
5.2.1　系統(tǒng)用戶量預測　222
5.2.2　系統(tǒng)話務量估算　223
5.2.3　無線信道呼損率與信道數(shù)的估算　224
5.3　數(shù)字集群核心網(wǎng)絡規(guī)劃　224
5.4　數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)工程設計　227
5.4.1　工程設計總體要求　227
5.4.2　交換網(wǎng)絡設計　227
5.4.3　無線網(wǎng)絡設計　228
5.4.4　傳輸信道質量分析　229
5.5　工程設計中的其他問題　233
5.6　集群移動通信系統(tǒng)的組網(wǎng)技術　236
5.7　集群移動通信系統(tǒng)的組網(wǎng)結構　239
5.7.1　集中控制方式集群系統(tǒng)網(wǎng)絡結構　239
5.7.2　分散控制方式集群系統(tǒng)網(wǎng)絡結構　242
5.8　典型地鐵TETRA集群通信系統(tǒng)組網(wǎng)　243
5.9　集群通信設備安裝工程驗收方法　246
5.9.1　設備安裝前的檢查　246
5.9.2　天線鐵塔的檢驗　247
5.9.3　天線及天饋線的檢驗　247
5.9.4　機架與電纜走道的檢驗　248
5.9.5　信號線及電源線的檢驗　249
5.9.6　設備通電檢查　250
5.9.7　天饋線系統(tǒng)的檢驗　250
5.9.8　單機驗收　251
5.9.9　通道驗收、接地電阻及避雷器驗收　252
5.9.10　驗收　253
第6章　iDEN數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)　256
6.1　iDEN數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)概況　256
6.2　iDEN系統(tǒng)的技術特點　258
6.3　iDEN系統(tǒng)的技術體制　260
6.3.1　iDEN系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構　260
6.3.2　iDEN系統(tǒng)的接口　262
6.3.3　同步要求　268
6.3.4　編號要求　268
6.3.5　無線分組交換技術　269
6.3.6　其他關鍵技術　273
6.4　iDEN系統(tǒng)的主要業(yè)務　274
6.5　iDEN系統(tǒng)的虛擬專用網(wǎng)機制　276
6.6　iDEN系統(tǒng)的定位導航實現(xiàn)　280
6.7　iDEN系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡優(yōu)化　283
6.8　上海中衛(wèi)國脈iDEN數(shù)字集群通信系統(tǒng)　286
6.8.1　綜合營賬系統(tǒng)的網(wǎng)絡組成及結構　287
6.8.2　iDEN.VPN在國脈iDEN綜合營賬系統(tǒng)中的應用　289
6.9　iDEN-EL小型數(shù)字集群系統(tǒng)　292
第7章　TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)　295
7.1　概述　295
7.1.1　TETRA系統(tǒng)的發(fā)展歷程　295
7.1.2　TETRA系統(tǒng)的技術特點　296
7.1.3　TETRA系統(tǒng)在國內外的應用　299
7.2　TETRA標準簡介　301
7.3　TETRA系統(tǒng)的技術體制　308
7.3.1　TETRA系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構　308
7.3.2　TETRA系統(tǒng)的空中接口標準　310
7.3.3　TETRA系統(tǒng)的信道編碼　319
7.3.4　TETRA系統(tǒng)的無線傳輸　323
7.3.5　信令流程分析　324
7.3.6　同步體制　327
7.3.7　強化數(shù)據(jù)業(yè)務體制　327
7.4　用戶號碼及編號計劃　329
7.4.1　TETRA系統(tǒng)的用戶號碼　329
7.4.2　號碼的規(guī)劃和分配　331
7.4.3　編號計劃和要求　331
7.4.4　我國TETRA系統(tǒng)的典型編號應用方案　332
7.5　TETRA系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)　335
7.5.1　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)的虛擬專用網(wǎng)概述　336
7.5.2　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)的功能　336
7.5.3　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)的組網(wǎng)方法　338
7.5.4　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)的關鍵技術　340
7.6　TETRA系統(tǒng)安全技術　341
7.6.1　TETRA系統(tǒng)安全技術體制　342
7.6.2　TETRA系統(tǒng)的安全體系　347
7.6.3　TETRA系統(tǒng)的安全技術進展　350
7.7　TETRA系統(tǒng)終端　350
7.7.1　TETRA終端的發(fā)展　350
7.7.2　TETRA系統(tǒng)終端的發(fā)展理念　352
7.8　TETRA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務　353
7.8.1　TETRA系統(tǒng)數(shù)據(jù)增值業(yè)務　354
7.8.2　短數(shù)據(jù)業(yè)務　357
7.9　TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)在軌道交通指揮調度中的應用　360
7.9.1　TETRA在天津輕軌指揮調度系統(tǒng)中的運用　361
7.9.2　TETRA在中國臺灣省高速鐵路指揮調度系統(tǒng)中的運用　363
7.10　TETRA系統(tǒng)在天津水利通信專網(wǎng)中的運用　367
7.11　Dimetra數(shù)字集群通信系統(tǒng)簡介　370
7.12　TETRA在公安業(yè)務中的運用　372
7.13　TETRA數(shù)字集群與指揮中心的無縫連接　376
第8章　GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)　380
8.1　GoTa數(shù)字集群通信系統(tǒng)概述　380
8.2　技術特性　381
8.2.1　系統(tǒng)的基本特性　381
8.2.2　GoTa系統(tǒng)的接口信令擴充　383
8.2.3　頻率再用技術　384
8.2.4　信道共享技術　385
8.2.5　GoTa系統(tǒng)呼叫建立流程　387
8.3　GoTa系統(tǒng)組成　388
8.3.1　系統(tǒng)網(wǎng)絡結構　389
8.3.2　調度服務子系統(tǒng)　389
8.3.3　基站子系統(tǒng)　391
8.3.4　終端　392
8.4　GoTa系統(tǒng)的業(yè)務及運營模式　393
8.4.1　系統(tǒng)的主要業(yè)務　393
8.4.2　集群調度虛擬專用網(wǎng)策略　397
8.4.3　系統(tǒng)運營模式　400
8.5　GoTa系統(tǒng)的安全機制　405
8.5.1　GoTa的安全加密目標　405
8.5.2　加密原則和措施　405
8.5.3　安全加密方案　406
8.6　GoTa系統(tǒng)的產業(yè)化進程　407
第9章　GT-800數(shù)字集群通信系統(tǒng)　411
9.1　GT-800數(shù)字集群通信系統(tǒng)概述　411
9.1.1　GT-800系統(tǒng)簡介　411
9.1.2　GT-800系統(tǒng)的應用優(yōu)勢　414
9.2　GT-800系統(tǒng)的技術體制　416
9.2.1　GT-800系統(tǒng)的技術演進　416
9.2.2　GT-800的技術創(chuàng)新　418
9.2.3　GT-800集群通信系統(tǒng)的解決方案　420
9.2.4　接口與信令　421
9.2.5　GT-800的幀結構特性　422
9.2.6　信道共享技術　424
9.2.7　語音編碼技術　426
9.2.8　GT-800快速呼叫方式　429
9.3　GT-800系統(tǒng)組成　431
9.3.1　網(wǎng)絡子系統(tǒng)　431
9.3.2　基站子系統(tǒng)　433
9.3.3　系統(tǒng)終端　434
9.3.4　操作維護子系統(tǒng)　438
9.4　GT-800系統(tǒng)覆蓋增強技術　438
9.5　GT-800系統(tǒng)的安全機制　440
9.5.1　雙向身份鑒權機制　441
9.5.2　空中接口信息加密機制　442
9.5.3　信令保護機制　442
9.5.4　端到端加密機制　443
9.5.5　密鑰管理機制　444
9.6　GT-800系統(tǒng)的主要業(yè)務　447
9.6.1　MVPN移動虛擬專用網(wǎng)業(yè)務　448
9.6.2　集群調度業(yè)務　449
9.6.3　調度臺業(yè)務　450
9.6.4　其他業(yè)務　451
9.7　GT-800集群的應急通信系統(tǒng)發(fā)展　452
9.7.1　我國的應急通信發(fā)展需求　452
9.7.2　GT-800集群應急通信功能的實現(xiàn)　455
9.7.3　GT-800符合應急通信未來的發(fā)展趨勢　457
第10章　GSM-R數(shù)字集群通信系統(tǒng)　460
10.1　GSM-R數(shù)字集群通信系統(tǒng)概述　460
10.1.1　GSM-R系統(tǒng)的發(fā)展　460
10.1.2　GSM-R技術標準　461
10.2　GSM-R技術特性　463
10.3　GSM-R系統(tǒng)組成結構　465
10.4　系統(tǒng)主要業(yè)務　466
10.4.1　指揮調度業(yè)務　466
10.4.2　功能尋址　467
10.4.3　依賴位置的尋址(LDA)　469
10.4.4　多層次搶占和預清除(eMLPP)功能　470
10.4.5　語音廣播業(yè)務　471
10.4.6　組呼業(yè)務(VGCS)　472
10.5　智能網(wǎng)在GSM-R系統(tǒng)中的應用策略　473
10.5.1　智能網(wǎng)在GSM-R系統(tǒng)中實現(xiàn)的業(yè)務　473
10.5.2　GSM-R系統(tǒng)移動智能網(wǎng)功能結構　474
10.6　無線列調通信方式　476
10.7　GSM-R系統(tǒng)的控制方式　477
10.8　GSM-R系統(tǒng)與GT-800系統(tǒng)的組網(wǎng)運用　478
10.8.1　網(wǎng)絡融合項目　479
10.8.2　GT-800與GSM-R組網(wǎng)的結構　480
10.9　GSM-R在青藏線上的應用　482
10.9.1　青藏鐵路通信系統(tǒng)的規(guī)劃　482
10.9.2　青藏鐵路GSM-R系統(tǒng)建設方案　483
10.9.3　無線列調通信的解決方案　486
10.9.4　青藏鐵路GSM-R系統(tǒng)性能分析　490
縮略語　492
參考文獻　509