专用无线电调度通信已有很长的历史。从一对一单机对讲到一呼百应(一个人讲,许多人都能同时听)的单信道调度通信,后来又进一步发展到了能够通过拨号实现选呼的无线调度网,在技术上有了长足的进步。于是形成了集群移动通信系统,主要是提供本系统内的无线通信,但亦允许数量不多的调度台和移动台以适当方式进入市话网,与市话用户建立通信联络。
集群移动通信适合于各个专业部门,如部队、公安、消防、交通、防汛、救灾、电力、铁道、金融等部门作分组调度使用。
每个专用调度通信系统都要占用几对无线电频率。随着用于厂矿、油田、企业、机场、车队等的专用调度通信的发展,有限的频率资源越来越感到紧张;而固定分配出去的频率又得不到充分的利用。面对这一严重矛盾,人们一方面在开发新的无线电频段,另一方面,在合理使用有限的频率资源方面寻找出路。集群移动通信系统正是在这种背景下脱颖而出的。
我国最早引进集群移动通信系统的城市是上海。后来,北京、天津、广东、沈阳等地相继开发了集群移动通信业务。随着地方经济的发展,一些省会、直辖市和有条件的城市也都逐步建立起800MHz的无线集群移动通信系统,并逐步开放450MHz与800MHz的集群移动通信业务。
集群移动通信系统是把有限的信道集中起来,通过自动、动态、快捷的分配方式,为众多的用户共同利用的一种调度系统。也就是说,它集个体为群体,变专用为公用。
显然这样做有利于提高信道的利用率,使有限的频率资源能为大家所共享。如果因信道没有空闲致使某次呼叫未被接通时,系统中的排队设备能将主、被叫号码自动记录下来,一旦出现空闲信道,便会按呼叫的先后顺序接通。这是一般蜂窝移动电话所不具备的功能。
1.集群移动通信系统构成
集群移动通信系统主要由控制交换中心、调度台、基站、移动台以及与市话网相连接的若干条中继线所组成,如图4-10所示。
控制交换中心(SX)是系统的核心,主要作用是鉴权、控制和交换。无论是移动台呼叫调度台,还是调度台呼叫移动台,或移动台呼叫市话用户,都要在控制交换中心内进行交换,并根据业务需要分配信道。无线用户调度台(MX)主要由收发信机、控制单元和天馈线等组成。
基站(BS)主要提供若干条共用无线信道,每个信道有一部收发信机和微处理器构成的控制单元;每个基站都有覆盖区的服务范围。
图4-10 集群移动通信的系统架构(www.daowen.com)
为了避免设备资源和频率资源的浪费,集群移动通信系统正在从各自为政的独立网向公用网方向发展;为提高通信质量和扩大覆盖范围,单站系统正在向联网系统方向发展,模拟系统被数字系统所代替。中国目前已有很多个450MHz和800MHz的集群移动系统投入使用,它们被广泛地用于公安、消防、交通、防汛、电力、铁道、金融等部门作为分组调度使用。
2.集群移动通信系统的特点
集群移动通信已从模拟时代走向数字时代。模拟集群移动通信网的主要问题是频率低,能提供的业务种类受限,不能提供高速率数据服务,保密性差,容易被窃听,移动设备成本高,体积大,网络管理控制存在一定的问题等。
数字集群通信系统的主要优点:
(1)频谱利用率高。采用频率复用(FDM)技术的模拟集群网所能提供的容量已不能满足用户需求。由于频分复用载波电话的复用信道有限,频谱利用率低。采用时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA),一个载波通道可传送很多路话音,并能进一步压缩已调信号带宽,提高了频谱利用率。有利于进一步增加集群系统的用户容量。
(2)抗信道衰落能力强。无线传输的信道衰落特性是影响无线传输质量的主要原因。数字无线传输能提高信号抗信道衰落的能力。模拟无线传输中主要的抗衰落技术是分集接收。数字无线传输的抗衰落技术除采用分集接收外,还采用扩频、跳频、交织编码及各种数字信号处理技术。因此,数字无线传输的抗衰落技术比模拟系统要强得多。也就是说数字集群移动通信网比模拟集群移动通信网的话音质量好。
(3)保密性好。由于无线电传播是开放的,容易被窃听,无线网的保密性比有线网差,因此保密性问题长期以来一直是无线通信系统设计者重点关心的问题。模拟集群系统的保密问题难以解决。数字集群移动通信网的用户信息传输,利用目前已经发展成熟的数字加密理论和实用技术,极易实现优良的保密性能。
(4)支持多种业务。数字集群移动通信系统除数字语音通信外,还可提供传输用户数据、图像信息等多种业务服务,容易实现与综合业务数字网(ISDN)的链接,极大地提高了集群网的服务功能。
模拟集群网虽也可传输低速率数据,首先需对数据信息进行数字调制形成基带信号,然后再把基带信号进行载波调制,形成调频信号后再进行无线传输。这种二次调制方式的数据传输速率一般在1200bit/s(1.2kbit/s)或是2400bit/s(2.4kbit/s)。
(5)网络管理和控制更加有效和灵活。任何一种通信系统网络的管理与控制都是至关重要的,它影响到是否能有效地实现系统提供的各种服务。数字集群移动通信网能实现更加有效、灵活的网络管理与控制。全数字系统能够实现高质量的网络管理与控制。
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