超短波窄带高速大容量大区制多基站漫游

无线数据传输系统方 案 设 计

深圳市华夏盛科技有限公司

二 0 一一年

系统特点系统特点

◆ 单基站覆盖广、传输稳定可靠；◆ 终端入网控制简捷迅速；◆ 系统扩容方便灵活，信道备份自由组合；◆ 支持多基站区域自动漫游 / 强制漫游；◆ 网管功能强大；◆ 品质稳定、可靠；◆ 双路数据采集；◆ 开放的透明数据传输通道。

系统技术指标系统技术指标

有效通信距离： ≥ 5km （通视）； 最大通信容量： 1000 个点； 传输误码率： ≤ 1% ； 数据更新率： ≥ 200 个 /s ； 基站连续工作时间：≥ 12h ； 终端通信模块重量：≤ 300g ；

系统技术指标系统技术指标

环境适应性： 工作温度：－ 20℃ ～＋ 60℃ ； 相对湿度：≤ 95% ； 防 雨 淋： 100mm/h， 0.5h ； 振动：人员设备 5-50Hz， 0.01g2/Hz， 30min 随机 车载设备 : 总均方根 1.47G-1.71G ； 冲 击： X 、 Y 各 3 次， 15g ，持续时间 11ms 。

可靠性： MTBF ≥300h ；维修性：通信终端 MTTR ≤1h ；干预指令下传延时：≤ 1s ；多个通信基站可以同时协同工作；

收发信机技术指标收发信机技术指标

电台类型：基站全双工，终端收发异频半双工发射： 频率范围： 220-240MHz （ TRM230 型） 410-470MHz （ TRM450 型） 频率步进： 6.25 和 5.0KHz 频率稳定度： 1.5ppm ， -30 到 60 度 体制方式： GMSK 射频功率： 0.5-2 瓦（终端）， 5-25 瓦（基站） 占空比： 50% 输出阻抗： 50 欧姆 射频连接： MMCX （终端）， TNC （基站） 杂散辐射： -65dBc 启动时间： 7ms 空中传输速率： 4800 、 8000 、 9600 、 16000 、

19200bps （可选择）

◆ 接收： 类型： 双超外差（第一中频 45MHz ） 频率范围： 220-240MHz （ TRM230 型） 410-470MHz （ TRM450 型） 频率步进： 6.25KHz 频率稳定度： 1.5ppm ， -30 到 60 度 杂散映像抑制： -70dB 灵敏度 12dBSINAD ： -119dBm@4800bps -116dBm@19200bps 交调抑制： -70dB选 择 性： 60dB带 宽： 12.5KHz 和 25KHz◆ 合路器 / 分路器 / 馈线◆ 全向天线

收发信机技术指标收发信机技术指标

基站信道控制器基站信道控制器

异步双串口： 232 电平， 1200-115200bps ， 3

线SPI 同步串口： 38400bps

传输时隙长度： 50ms

单信道刷新率： 20 点 /S

供电： DC 5-12V

可模块化叠加、扩展工作参数可设置调整透明数据传输

终端单元控制器终端单元控制器

◆ 异步双串口： 232 电平， 1200-115200bps ， 3 线 ◆ SPI 同步串口： 38400bps

◆ 时序长度： 50ms

◆ 单信道刷新率： 20 点 /S

◆ 供电： DC 5-12V

◆ 工作参数可设置调整◆ 数据透明传输

系统组成系统组成网络管理管单元、基站单元、终端单元

网络管理单元网络管理单元

网管服务单元对上连接后台控制主台数据处理系统，对下连接一个或多个通讯基站，是整个通信系统的控制管理和数据交换中枢。由多个功能模块组成：信道频率管理模块终端信息管理模块信道及时隙管理模块前置数据接收模块数据转发模块数据记录模块信道及终端工作状态显示模块

网络管理单元网络管理单元

网络管理单元网络管理单元

网络管理单元网络管理单元终端网管监控系统终端网管监控系统

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信道参数设置

系统参数 系统工具 帮助

信道编号： 1

发射频率： MHz435.250

接收频率： MHz435.750

通信接口： 串口

端口编号： Com1

串口速率： 38400,8,N,1

信道状态： 启用

确定 取消

主控制器编号：

备控制器编号：

1

2

终端数量： 20

终端时隙： ms50

基站时隙： ms50

信道参数设置

信道编号： 3

发射频率： MHz435.250

接收频率： MHz435.750

通信接口： TCP Client

端口编号： 9000

信道状态： 启用

确定 取消

主控制器编号：

备控制器编号：

3

4

终端数量： 20

终端时隙： ms50

基站时隙： ms50基本参数设置

信道数量： 24

确定 取消

终端数量： 480

服务接口： TCP Sever

端口编号： 9000

基站编号： 1基站编号： 2

基站组成基站组成

基站信道控制器基站信道控制器

TTL/232

Uart0

Uart1

C8051F340

TRM数传模块

SPI Bus

Config

Rssi

TX on

PWR Ctrl

串口0

串口1

DC-DC

24/12V to 3.3V

测试点1

测试点2

测试点3

信道制器组成框图

基站备份基站备份

基站功能基站功能

执行网管单元信道频率扫描指令，扫描结果返回网管单元；执行网管单元信道频率安排，各信道置频到指定频率；控制信道周期重复广播网管单元制定的入网呼叫信息，接收

终端单元入网应答；同步信道周期重复广播网管单元制定的时钟同步信息，下行控

制信息、应答信息；接收信道接收终端单元上行报送信息，并送往网管单元。

终端单元组成终端单元组成

TTL/232

Uart0

Uart1

C8051F340

TRM数传模块

SPI Bus

Config

Rssi

TX on

PWR Ctrl

串口0

串口1

DC-DC

24/12V to 3.3V

测试点1

测试点2

测试点3

信道制器组成框图

终端单元功能终端单元功能

终端单元是系统的末端数据传输控制单元，可以单 / 双串口 收集模拟终端采集到的各种数据；接收基站控制信道的入网频率和时隙安排呼叫，做出入网 应答后立即转到指定工作信道，等待接收基站下行同步信 道的时钟同步信号；接收基站下行同步信道的时钟同步信号，以及基站下行数 据或控制命令，在系统基站指定的信道和时隙上报数据， 同时响应基站的控制命令；根据同步信号接收情况自动漫游到相邻基站；根据同步信号接收情况被动漫游到其它基站。

系统时隙系统时隙

终端单元时隙终端单元时隙

单信道容量单信道容量每个基站单信道数据刷新周期与容量的关系如下表

刷新周期（ S ）

基站下行时隙长度（ ms ）

终端上行时隙总长度（ ms ）

终端单片时隙长度（ ms ）

周期容量（个）

1.05 50 1000 50 20

2.05 50 2000 50 40

3.05 50 3000 50 60

4.05 50 4000 50 80

5.05 50 5000 50 100

6.05 50 6000 50 120

系统工作流程系统工作流程确定终端数量和周期

基站开机信道监听扫描

信道及时隙分配

终端监听扫描控制

信道

终端入网

开始正常工作 启动漫游3个周期未收到同步信息

收到指令

收到同步信息

否

未收到同步信息基站强制漫游

网管工作流程网管工作流程

基站工作流程基站工作流程

确定：终端开机数量数据刷新周期

确定基站：信道开机数量大致工作频率

网管：制定信道扫描计划

基站开机

控制信道广播工作信道及时隙安排入网回应

基站开始正常工作

信道扫描监听扫结果记录分析

信道频率分配各信道置频

工作信道时隙编排

同步信道广播同步信号

网管单元

上行入网回应下行控制数据

工作信道接收上报信号

终端单元数据

强制漫游控制

信道扫描结果

60所数据处理系统

终端单元工作流程终端单元工作流程终端开机

搜索控制信道接收入网指令

信息

入网回应

是

收到入网指令信息

切换到指定工作信道接收同步信息

判断基站状态字

未收到入网信息

收到同步信息

继续等待3周期

S1=2强制漫游

按时隙发送数据

S1=0

进入静默状态

S1=1静默

S1=0恢复正常

连续3个周期未收到同步信息自动漫游

基站接收信道工作流程基站接收信道工作流程

控制控制 // 同步信道工作流程同步信道工作流程

单基站覆盖广、传输稳定可靠 超短波电磁波绕射能力强，空中损耗小，相关设备输出功率大，因而野外流动作业传输距离远。

数传电台模块采用GMSK数字调制解调，可靠实现 25KHz窄带信道带宽上目前最高的 19.2Kbps 速率无线数传，多信道频率可离散、间断选择而无需连续，相对于需要连续无干扰频带的宽带电台（ 300-500KHz信道带宽， 115.2Kbps 传输速率），信道选择灵活性和抗干扰能力显著提高。在超短波频段有大量的民用用户和现场随机运行系统，而宽带电台要求占用连续 300kHz以上即 10 个以上常规信道带宽，不能有窄带干扰，这是难以做到的。

窄带电台的接收灵敏度可达 -117dBm ，同等功率时，有效通信范围远远大于宽带电台。而宽带电台的接收灵敏度一般为 -90~-100dBm ，相差 15dB 以上，要达与窄带电台同样的传输距离，相应输出功率要增加 25=32倍，从供电功耗、体积散热、启动时间等要求上，这是难以实现的。

系统特点系统特点

终端入网控制简捷迅速 系统基站设有专用控制信道，采用列表点名方式动态分配数传信道和工作时隙，终端入网时间最快仅需 2 个通讯周期，比随机报名登记方式快 2-3倍，而且不会有碰撞冲突、被动漏网等现象发生。

系统扩容方便灵活，信道备份自由组合 系统采用独立控制信道叠加数传工作信道及备份信道方式，单基站信道规模可以根据用户容量需要在 1-50个之间自由灵活加减，备份信道即可做控制信道，亦可做数据传输信道。

系统特点系统特点

支持多基站区域自动漫游 / 强制漫游 系统支持 1-5 个基站自由联合组网：支持终端单元在多基站间的自动跨区漫游，入网登记，无需人工干预。

如果需要，基站可以强制终端单元进入漫游转换过程，以备特殊需要：比如需要缩短数据上报周期时，可在同一区域增加 1 个基站，强制一部分终端单元入网新的基站。

网管功能强大 在网管服务器控制下，可以自动实现信道扫描，无交调、互调选频，设置基站工作频率，设置终端工作频率，指定终端工作时隙，基站、终端工作状态显示，基站、终端可能故障判断和提示。

系统特点系统特点

品质和可靠性 射频传输模块采用世界范围行业领先的美国GE MDS公司软硬件技术产品，频率范围宽广（ 410-470MHz），体积小巧 / 功耗低，量化生产专业品质，性能稳定可靠。

双路数据采集 终端单元提供双串口（ 232 电平）方式，可以同时实现与 2 路采集设备的数据交换连接。实现双路数据的采集、缓存、分包、排队上传发送。

开放的透明数据传输通道 本系统能够为无线数据传输提供与其内部协议无关的透明传输通道，具有足够的灵活性、扩展性和开放性。

系统特点系统特点