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第6章无线寻呼系统第6章无线寻呼系统6.1概述6.2无线寻呼网的结构及其系统组成*6.3寻呼信号及其编码*6.4寻呼接收机第6章无线寻呼系统6.1概述6.1.1发展概况无线寻呼的英文为Paging，它是由Page“呼叫找人”这个词意演化来的。由于在过去年代，要寻找公众场合某一个人时，常派仆人传递一张简单的便条，写明“给谁回一个电话”这类简要信息。用Paging这个词来作为无线寻呼的名称，就是表达这种作用。无线寻呼不同于广播找人，因为无线寻呼具有选择呼叫功能，即只有被呼用户的寻呼接收机才能有响应，而其它的寻呼接收机不会受打扰。第6章无线寻呼系统目前，无线寻呼系统正向着标准化、大容量、联网和自动化方向发展。其中，无线寻呼接收机将继续朝着缩小体积、减轻重量、多功能、多款式、存储和显示信息量大等方向发展。传输的速率从512b/s#,1200b/s发展到3200b/s和6400b/s。为了满足不同用户需要，出现了手表式、卡片式、笔式和项链式等各种款式的无线寻呼机。第6章无线寻呼系统6.1.2无线寻呼系统分类无线寻呼系统按用户类别可分为专用和公用两大类。专用无线寻呼系统，其寻呼中心一般与市话网不相连，而是由各单位自建的一种独立寻呼系统，寻呼范围仅限于本单位区域，发射机功率较小，寻呼中心仅与本单位小交换机相连接。这种专用寻呼系统多用于医院、大型企业、车站、港口等部门。得到更为广泛应用的是公用无线寻呼系统。第6章无线寻呼系统无线寻呼系统由寻呼中心(亦称寻呼台)、基站和寻呼接收机等组成。寻呼中心有人工控制和自动控制之分；基站可分为单基站和多基站；寻呼接收机主要可分为数字机和字母机(英文或汉字)两种。 无线寻呼信号编码格式广泛使用的是POCSAG(PostOfficeCodeStandardizationAdvisoryGroup)码。它是由英国邮政代码标准化咨询组制定的，后来被推荐为无线寻呼国际1号码，或称作CCIRNo.1无线寻呼码。其传输速率有512b/s和1200b/s两种。近年来，在高速无线寻呼系统中，广泛使用FLEX码，其速率可达6400b/s。其码字组成与POCSAG码相同，采用BCH(31,21)纠错码，另加一位奇偶校验码，因此每个码字为32位，信息占21位，汉明距离为6。第6章无线寻呼系统6.1.3无线寻呼系统标准化表6-1我国无线寻呼系统的频率第6章无线寻呼系统发射机的主要技术指标： 发射机功率：发射机额定功率为1W、5W、10W、25W和100W。 频率容限(160MHz频段)： 对于单发射机工作，应优于±5×10-6(频率稳定度应优于±1×10-6/年)； 对于多部发射机工作，应优于±1×10-6(频率稳定度应优于±5×10-7/年)。 邻近频道功率：邻近频道功率至少比载频功率低70dB。第6章无线寻呼系统杂散辐射：25W及其以下功率的发射机杂散辐射：≤2.5μW;25W以上功率的发射机杂散辐射：比载频功率至少低70dB。机体辐射≤2.5μW。 输出阻抗：50Ω。 平均无故障时间(MTFB)≥20000小时。第6章无线寻呼系统寻呼接收机的主要技术指标： 灵敏度：数字显示机≤5μV/m; 汉字显示机≤10μV/m。 选择性：在±25kHz(VHF频段)：≥60dB。 杂散辐射≤10nW。 平均无故障时间(MTFB)≥30000小时。 数字显示位长≥12位。 汉字显示字数≥14个汉字。第6章无线寻呼系统6.2无线寻呼网的结构及其系统组成6.2.1局域(本地)无线寻呼网的结构及其系统组成1.单区制的结构及其组成 (1)单区制-人工接续方式。人工接续方式的单区制本地无线寻呼网的结构示意图如图6-1所示。第6章无线寻呼系统图6-1单区制本地无线寻呼网的结构示意图寻呼中心基站寻呼接收机市话自动交换网无线电寻呼系统服务半径r=5~25km市话用户线市话中继线市话汇接局市话端局第6章无线寻呼系统所谓单区制就是整个服务区仅设一个基站发射台，服务范围为基站的有效覆盖范围。对于室外接收，半径约为15～25km;对于室内接收，半径约为5～8km。 由图6-1可见，基站与寻呼中心之间以专用中继电路相连。可采用电缆或微波传输手段。寻呼中心经中继线接入市话端局和/或市话汇接局。 寻呼中心一般由无线寻呼服务台、排队器和编码器以及调制器组成。通过中继链路将调制信号送往基站。基站主要由解调器、发射机和天线等组成。第6章无线寻呼系统(2)单区制-自动接续方式。图6-2单区制本地无线寻呼系统组成方框图自动寻呼终端寻呼数据处理中心调制器解调器发射机无线电自动寻呼中心基站市话用户市话汇接局或端局寻呼接收机市话自动交换网无线自动寻呼系统第6章无线寻呼系统2.多区制本地无线寻呼网的结构及特点 多区制(即多基站)主要特点是为了扩大覆盖服务，各基站使用同一个载频同时发送相同的寻呼信号。为使各基站能同时发送信号，选一个基站作为中心基站，以它为基准，外围基站发射信号都与中心基站发射的信号保持同步。第6章无线寻呼系统图6-3多区制本地无线寻呼网结构示意图寻呼中心中继电路市话自动交换网无线寻呼系统市话用户线市话中继线市话汇接局市话端局外围基地中心基地寻呼接收机用户线第6章无线寻呼系统但多个基站同频工作时，带来的问题是在两个基站覆盖的交叠区将产生干扰。在交叠区域，由于载波频率相同会产生驻波效应，假若振幅接近相等、相位相反，则在某些地点合成信号电压接近于零，造成死点。此外，即使在非死点地方，由于两个基站来的信号，它们的传输路径不同，到达同一地点的时间不同，有可能形成码间干扰，产生较大的误码率，以致无法正常接收。为此，在多区制无线寻呼网中广泛采用频率偏置技术，并以三频制或五频制方式组网，如图6-4所示。第6章无线寻呼系统图6-4多区制结构的无线寻呼网频率配置示意图f1f1=fcf2f3f2f3f2f4f3f1f5(a)(b)f2=fc＋500Hzf3=fc－500Hzf4=fc＋1000Hzf5=fc－1000Hzf1=fcf2=fc＋1000Hzf3=fc－1000Hzf4=fc＋2000Hzf5=fc－2000Hz图中：信号速率为512b/s信号速率为1200b/s图中：第6章无线寻呼系统设载频为fc，则2524131211FffFffFffFffffffcccccc(6-1)式中,ΔF(ΔF1或ΔF2)为频率偏置量，其值与采用的调制方式、频道间隔、信号传输速率和载频稳定度有关。第6章无线寻呼系统首先应该指出，ΔF不能很大，必须使载频f2，f3,…仍在寻呼接收机通带内。对于移频键控(FSK)调制方式，根据理论分析及实验结果，得出误码率与载频偏置量之间的关系曲线，如图6-5所示。图中，参变量为信噪比(Eb/Nb)，横坐标α=ΔF·Tb，ΔF为相邻的两基站载频偏置量，Tb为码元宽度。第6章无线寻呼系统图6-5误码率与载频偏置量之间的关系曲线第6章无线寻呼系统由图可见，误码率与信噪比有关，但不管哪条曲线(即不同的信噪比)，ΔF选择应在下式范围内，即bFF)5.1~5.0(式中，Fb=1/Tb，即传输数码率。通常取ΔF=Fb，这样当频率漂移Δf≤±0.5Fb时，频率差异应落在(0.5～1.5)Fb之内。显然，这对多基站工作的发射机频率稳定度提出了更高要求。 实际情况下，对于速率为512b/s时，ΔF取±500Hz,±1000Hz;对于信号速率为1200b/s时，ΔF取±1000Hz,±2000Hz。第6章无线寻呼系统6.2.2广域(区域)无线寻呼网的结构及其系统组成1.人工接续方式的区域无线寻呼网 (1)设专用传输电路和远程终端(126人工服务台)方式，即本地寻呼终端通过专用传输电路与区域网寻呼控制中心相连，其网络结构如图6-6所示。图中，A1为区域无线寻呼网控制中心所在地，A2、A3为A1相邻的区域。各地区的主呼用户通过本地区的市话汇接局接到本地区的126人工服务台，然后由本地区126人工台的话务员将寻呼消息处理后，传输到区域网寻呼控制中心，再在整个区域网内以同播方式同时寻呼。第6章无线寻呼系统图6-6区域无线寻呼网结构示意图区域网寻呼控制中心126人工台126人工台126人工台A1区A3区A2区基站市话汇接局或端局第6章无线寻呼系统(2)利用公用分组交换数据网联网的方式。图6-7利用公用分组交换数据网联网的无线寻呼网结构CHINAPAC中国公用分组交换数据网寻呼中心PSTN寻呼中心PSTN寻呼中心PSTN寻呼中心PSTN隔离带隔离带隔离带隔离带第6章无线寻呼系统2.自动连续方式的区域无线寻呼网 自动接续方式的区域无线寻呼网的结构类似图6-6。它由区域网自动寻呼控制中心、各地的本地自动寻呼中心、基站和寻呼接收机组成。寻呼控制中心与本地寻呼终端采用专用数据链路，本地寻呼中心用中继线与本地电话网的汇接局或端局相连。寻呼中心主要由数据处理和网络控制两部分组成。此外，语音信箱(或语音邮箱)集中置于寻呼中心，本地寻呼中心不设语音信箱。第6章无线寻呼系统6.2.3无线寻呼网的主要性能1.无线寻呼网性能指标 (1)忙时寻呼率。我国确定忙时寻呼率为0.2～0.45呼/用户，即在一天中昀忙的1小时内，平均每用户寻呼接收机被呼叫的次数为0.2～0.45次。 (2)系统容量。系统容量不仅与忙时寻呼率有关，而且还决定于信号传输速率和编码方式。对于一个业务区而言，若每呼发送两次，服务容量约为11000～26000用户/频道(信号速率为512b/s)或26000～60000用户/频道(信号速率为1200b/s)。第6章无线寻呼系统(3)寻呼中心或本地寻呼终端与市话网相连接的中继电路呼损率：1%。 (4)呼通率。所谓呼通率是指在无线频道上，不多于两次寻呼的成功概率(两次之间的时间间隔应＞60s)记作PCS，它与基站的覆盖范围、传播条件等有关，在系统设计时必须考虑，我国规定： 市区或高密度用户区:PCS≥95%;#;郊区、农村：PCS≥91%。第6章无线寻呼系统2.基本寻呼功能 一般本地网和区域网具有的寻呼功能可以称作基本寻呼功能，这些功能如下： 常规呼：复台呼：循环呼：定时呼：群呼：优先呼：紧急呼：核定呼：指定呼：漫游呼：跟踪呼：持机者留言：查询：异地寻呼：第6章无线寻呼系统*6.3寻呼信号及其编码6.3.1寻呼码的格式POCSAG码具有地址容量大(超过200万个),能用数字0～9和标点符号或字母和数字等进行混合编码，并具有较强的检测、纠错能力。POCSAG码原规定速率为512b/s，为提高每频道用户数，近几年为512b/s和1200b/s兼容。采用FSK-NRZ(移频键控不归零信号)调制信号，以(f0+4.5kHz)代表“0”,(f0-4.5kHz)代表“1”。纠错编码采用BCH(31，21),加1bit偶校验。第6章无线寻呼系统图6-8国际1号无线寻呼码的格式SC101010…SCD一帧字同步码字ABC…前置码第一批码组第二批码组第6章无线寻呼系统前置码的作用是使寻呼接收机获得位(比特)同步并进而取得字同步。前置码是一种常用的101010…的交替码，以“1”开始，“0”收尾，共计576bit。当传输速率为512b/s时，传送前置码约需1.125s；当传输速率为1200b/s时，只需要0.48s。 图6-8中，B为第一批码组；C为随后的第二批码组；D为一帧宽度，含2个码字，每个码字均为32bit。由图可知，每批码组包含17个码字，共计544bit，当传输速率是512b/s时，一批码组传输时间为1.0625s。第6章无线寻呼系统寻呼信号必须成批发送，每批码组必须包含1个字同步码字，后跟8帧。8个帧的编号为0～7，分别用“000”表示第0帧，“001”表示第1帧……“111”表示第7帧。系统规定每部寻呼接收机的地址码必须按指定的帧发送。也就是说，部寻呼接收机只在该指定帧中识别其地址码字。 任一用户的信息码字可以在任一帧发送，但必须紧跟用户的地址码。信息可以含1个码字或多个码字，信息的结束由下一个地址码字或空闲码字来指示。在任何码组中(除字同步码字)，若