2.3集群通信系统信令的分类

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集群通信就是多个用户共用少数几个无线信道。为了确保通信中的保密和有秩序，保证系 统有机协调地工作，系统必须要有完善的控制功能并遵循某些规定。这样就需要一些用来表示控制和状态的信号及指令。

    为了将集群通信系统中用于通话的有用信号区别开来，我们把话音信号以外用于控制系统正常工作的非话音信号及指令系统称为“信令”。各种各样的信令组合成集群通信系统的信令系统，它可以称为集群通信系统的神经。由信令系统可决定集群通信系统功能的好坏，信令系统复杂是移动通信系统与普通通信系统的重要区别，同时，集群通信系统为了实现其强大的调度功能，信令系统会更加复杂。
    集群通信系统的信令主要有下列两种分类方式：

    一是按信令功能可分为控制信令、选呼信 令、拨号信令三种；

    另一种是按信令形式分类，可分为模拟信令和数字信令两大类。
    集群通信系统中控制技术包括空闲信道的检测以及通话信道的指配和控制，利用微处理机的通信控制等。控制和信令是不可分的。一种性能优良的信令系统将会大大提高整个集群通信系统的效率。对信令的要求主要是便于无线传输，实现起来简单，组合数量多，且与市话兼容性好等。

 

2.3.1  三种不同功能的信令

　

(1)控制信令 

      控制信令用来控制基地台与移动台之间信道的连接、断开以及移动台无线信道的转换。此 外，还用来作为监控和状态显示。它包括各种状态监视信号、空闲信号、分配信道、拆线、强插、强拆、限时、位置登记、遥毙、报警信令等。
    信令可以利用专用信令信道传输，也可以通过话音信道传输。

(2)选呼信令 

    选呼信令用来控制移动台按自己的身份码接入系统，它包括单呼、组呼、群呼信令等。一个集群通信系统拥有许多移动用户，为了在众多用户中呼出其中某一用户而不至造成一呼百应 的状态，给每个移动台规定一个确定的地址码，其他控制台按照地址码选呼，这样就可建立与 该移动用户的通信。对选呼信令的要求是，既组成简单又能获得尽量多的号码数，同时又要求 可靠性高，抗干扰性能好。

(3)拨号信令

    拨号信令是移动用户通过基地台呼叫另一移动用户或市话网用户而使用的信令。因此要求拨号信令与市话网具有兼容性，并适于在无线信道中传输。

 

2.3.2  两种形式的信令  

1  模拟信令

    利用模拟信令实现集群控制，一般情况采用DTMF信令、CTCSS信令、五音调信令等，它们可以单独使用，亦可以几种搭配混和使用。

(1)DTMF信令
    DTMF信令是一种双音多频信号，它在市话程控交换机上被广泛使用。它是一种带内信令即在300—3400Hz音频范围内，选择8个单音频率，分为高频率群(4个或3个频率)和低频率群(4个频率)，每次从高频率群和低频率群各取出一个频率，由高低两个频率信号叠加在一起构成一个DTMF信号。
     在集群通信系统中，DTMF信号用作系统的识别、拨号、控制以及状态等各种信令。

    在集群通信系统中，目前还没有统一规定DTMF双音多频信令的具体定义，大部分生产厂商都有自己的设定，实际中可根据具体设计，对已使用的信号种类适当增减。特殊功能信号，如缩位拨号、呼叫转移信号等，可自行规定，但不能与之相矛盾。通常可参考我国移动通信90系列标准《中小容量自动拨号无线电话系统》中关于DTMF双音多频信令的统一规定。

(2)CTCSS信令
     这种信令是指亚音频控制静噪选呼信令，又称为音锁或单音静噪。它是多个通信系统公用一个信道，为防止互相干扰而使用的一种亚音频信令。它还可以有效地防止非法用户进入系统。

   CTCSS信令是在发射载波上叠加低电平亚音频单音，每个系统有自己特定单音，用户每次呼叫开启发射机时使发出该频率的单音，并在整个通话期间持续发送。

   在简单的集群通信系统中，常用该信令实现组呼或作为系统识别音。

(3)五音调信令
    五音调信令属于单音顺序编码信令。
    CCIR规定五音调非序码单音频率稳定度应优于土5×10-3，标准码长时间为100±10ms，码字之间不间断排列，间断误差时间约为20ms。

2  数字信令

       数字信令是随着计算机技术的发展而飞速发展起来的，数字信令由于传输速度快、组码数 量大，便于集成化，可以使设备小型化，近几年在集群通信系统中被广泛应用。
       数字信令大体可分为低速和高速两类。低速数字信令要进行两次调制，第一次调制在一个 或几个音频频率上，在无线信道中仍以模拟方式进行第二次调制。高速信令一般是直接调制在 无线信道上，由于速度较高，通常采取多次重发和较复杂的纠错编码方法，以解决传输中出现 的差错问题。

(1)数字信令格式 
    在传输数字信令时，为了便于收端解码，通常要求数字信令按一定格式编码。常用的数字 传令格式有两种，如图2.4(a)、(b)所示。

　

图2.4  数字信令格式

 

　

    第一种格式，每发送一组地址或数据信息时都要发送同步码和纠错码。

    第二种格式每发送 一次同步码和纠错码时，可以发送几组信息码。
    位同步码(P)：又叫码头、前置码或同步码。它是将收发两端的时钟对齐，以便给出每个码元的判决时刻。
    字同步码(SW)：又叫帧同步码。它表示信息的开始，相当于时分多路通信中的帧同步。常选用相关性好的不归零巴克码来做字同步码。
    信息码(A和D)：传输数字信令的具体内容包括地址码和控制、寻呼、分配信道、拔号等数据信息，它是数字信令的核心。
    纠错码：又称监督码，是为了防止信令在传输中出错而加的冗余码。一般情况采用BCH码，它不仅可以发现错误，还可以实现前向纠错。

(2)数字信令的传输方法
       基带数字信令是二进制的数据流，只有通过调制才能发射出去。考虑到与现有模拟系统的 兼容性，数字信令要适应25kHz的信道间隔要求，能够在16kHz带宽的信道内可靠传输，用于数字信令的调制方式有ASK、FSK、PSK三大类。ASK体制抗干扰和抗衰落性能差，在移动通信中基本不予以采用。FSK和PSK方式具有较好的适应性。
      在选择调度方式时，主要从信令速率、调制带宽和抗干扰能力(即误码率)上来考虑。通常使用的调制方法有两种：一种是基带调制，它适用于高速率；另一种是副载波二次调制，造用于较低速率。