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GPS车辆监控调度系统中高速数据传终端的设计


摘要:介绍一款应用于GPS车辆监控调度的高速GPS数传终端的设计开发。该终端半双工通信,GMSK数据调制解调,传输数据率9600bps,同时能够传输话音。使用此数传终端的车辆监控调度系统可实时监控车辆超过1200辆/分钟。

    关键词:全球定位系统(GPS) 高斯滤波最小频移键控(GMSK) 无线通信

GPS车辆监控调度系统中,需要将车辆的定位数据通过无线数据通信平台回传到监控调度中心。常用的无线数据通信平台可以分为两大类:公网和专网。公网指的是GPRS、CDPD、GSM等以用无线数据网,专网则是指为调度系统专门建立的无线通信网。采用公网的GPS系统具有投资小、覆盖面大、系统维护量小等优点,但它的实时性比较差,不能进行GPS差分定位。要用专网的GPS系统对监控目标可采用时分复用方式进行数据传输,充分利用无线频率资源,传输快、实时性好,可进行GPS差分定位,定位精度高。因此专网的GPS车辆监控调度系统尤其适合于公安、消防、公交、金融运钞等对实时性要求高的应用。专网用GPS数传终端在系统中的作用主要是实现GPS差分定位与无线通信。本文介绍用于专网的低成本、高数据率、实时性好、可靠传话音的GPS数传终端的设计方法及其性能、特点。

1 数传终端设计中频率资源的充分利用

在车辆监控调度系统中,频率资源有限,(凹丫丫范文网fanwen.oyaya.net收集整理)不能为每个终端分配一个频段,通常是所有终端共用一个数据频道。因此,如何复用这一频率资源,使它得到充分利用,增大系统数据通信容量是数传端和系统设计中值得探讨的问题。

常用的单信道复用方法有两种:点名方式和时分复用方式。点名方式是在整个系统中,先由基站终端点名,指定某特定移动终端向它回传数据;在随后的一段时间内,指定的终端回传数据,其它的终端则保持沉默,基站的终端接收数据;然后又由基站终端继续点名。时分复用方式则是在一个时间段内为每一终端分配一个时隙,终端轮流发送数据,到下一时间段,所终端又依次发送,如此循环。点名方式的缺点是由于每次都要基站终端先点名,因此通信效率比较低,数据通信容量比较小,只能应用于比较小的系统。时分复用方式效率比点名方式高,数据通信容量大,但是所有终端需要一个共同的时间基准。在移动通信中,这个基准通常由基站通过单独的信道来提供,这就需要单独的控制信道,对设备要求高。在车辆监调度系统中,不能采用这种方法。考虑到GPS接收模块在进行GPS定位时,同时会得到一个非常准确的全球同步时钟,用它来作为时分通信的时间基准,就可以实现时分复用,而不增加成本和设备复杂度。

在时分通信的GPS车辆监控调度系统中,移动终端发送和接收数据的时候不多,终端常处于空闲状态。而在车辆监控调度系统中,采用数据传输定位信息、话音实现调度功能将大大提高系统性能。因此如果能在半双工的传输平台上,实现既传输数据又传输话音而不相互干扰,将会使整个系统性能在不增加成本的情况下,得到极大的提高。考虑到以下两个事实:

(1)时分复用方式的监控调度系统中,每个移动终端传输和接收数据的时间都很短,在每个时分复用周期内只有一收一发两次,各几十毫秒。基站的数传终端数据收发时间则比较长。

    (2)话音通信时,话音偶尔被中断不到100毫秒,基本不影响话音的可懂度,收听者只感觉到轻微的喀、喀声。

笔者采取以下办法,实现数据与话音的同时传输:

(1)采用两个25kHz带宽的频道,一个用于话音通信,一个用于数据通信;

(2)大部分时间里移动终端处于话音频道,接收或发送话音,在收发数据的时隙,无论是否收、发话音,都强制切换到数据道收发数据,数据通信完成后,回到话音频道,继续收发话音。这样数据收发只会引起话音通信的不到100毫秒的中断,因而对话音通信的影响可忽略。

(3)在监控调度中心安装两个基站终端,一个专用于话音通信,一个专用于数据通信;每个监控目标安装一个移动终端,在给定的时隙收发数据,其它时间收发话音;基站终端与移动终端只在软件上略有不同。这样,就可以在半双工的平台上,

《GPS车辆监控调度系统中高速数据传终端的设计》
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