GPS車輛監控調度系統中高速數據傳終端的設計

摘要：介紹一款應用于GPS車輛監控調度的高速GPS數傳終端的設計開發。該終端半雙工通信，GMSK數據調制解調，傳輸數據率9600bps，同時能夠傳輸話音。使用此數傳終端的車輛監控調度系統可實時監控車輛超過1200輛/分鐘。

    關鍵詞：全球定位系統（GPS） 高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK） 無線通信

GPS車輛監控調度系統中，需要將車輛的定位數據通過無線數據通信平臺回傳到監控調度中心。常用的無線數據通信平臺可以分為兩大類：公網和專網。公網指的是GPRS、CDPD、GSM等以用無線數據網，專網則是指為調度系統專門建立的無線通信網。采用公網的GPS系統具有投資小、覆蓋面大、系統維護量小等優點，但它的實時性比較差，不能進行GPS差分定位。要用專網的GPS系統對監控目標可采用時分復用方式進行數據傳輸，充分利用無線頻率資源，傳輸快、實時性好，可進行GPS差分定位，定位精度高。因此專網的GPS車輛監控調度系統尤其適合于公安、消防、公交、金融運鈔等對實時性要求高的應用。專網用GPS數傳終端在系統中的作用主要是實現GPS差分定位與無線通信。本文介紹用于專網的低成本、高數據率、實時性好、可靠傳話音的GPS數傳終端的設計方法及其性能、特點。

1 數傳終端設計中頻率資源的充分利用

在車輛監控調度系統中，頻率資源有限，不能為每個終端分配一個頻段，通常是所有終端共用一個數據頻道。因此，如何復用這一頻率資源，使它得到充分利用，增大系統數據通信容量是數傳端和系統設計中值得探討的問題。

常用的單信道復用方法有兩種：點名方式和時分復用方式。點名方式是在整個系統中，先由基站終端點名，指定某特定移動終端向它回傳數據；在隨后的一段時間內，指定的終端回傳數據，其它的終端則保持沉默，基站的終端接收數據；然后又由基站終端繼續點名。時分復用方式則是在一個時間段內為每一終端分配一個時隙，終端輪流發送數據，到下一時間段，所終端又依次發送，如此循環。點名方式的缺點是由于每次都要基站終端先點名，因此通信效率比較低，數據通信容量比較小，只能應用于比較小的系統。時分復用方式效率比點名方式高，數據通信容量大，但是所有終端需要一個共同的時間基準。在移動通信中，這個基準通常由基站通過單獨的信道來提供，這就需要單獨的控制信道，對設備要求高。在車輛監調度系統中，不能采用這種方法。考慮到GPS接收模塊在進行GPS定位時，同時會得到一個非常準確的全球同步時鐘，用它來作為時分通信的時間基準，就可以實現時分復用，而不增加成本和設備復雜度。

在時分通信的GPS車輛監控調度系統中，移動終端發送和接收數據的時候不多，終端常處于空閑狀態。而在車輛監控調度系統中，采用數據傳輸定位信息、話音實現調度功能將大大提高系統性能。因此如果能在半雙工的傳輸平臺上，實現既傳輸數據又傳輸話音而不相互干擾，將會使整個系統性能在不增加成本的情況下，得到極大的提高。考慮到以下兩個事實：

（1）時分復用方式的監控調度系統中，每個移動終端傳輸和接收數據的時間都很短，在每個時分復用周期內只有一收一發兩次，各幾十毫秒。基站的數傳終端數據收發時間則比較長。

    （2）話音通信時，話音偶爾被中斷不到100毫秒，基本不影響話音的可懂度，收聽者只感覺到輕微的喀、喀聲。

筆者采取以下辦法，實現數據與話音的

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