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[周报全文]集群通信系统饕餮行(上)

2002年03月04日 00:00:00 | 作者:佚名 | 来源:$page.getBroMedia() | 查看本文手机版

摘要:集群通信系统饕餮行(上)

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佘其炯

编者按 集群通信系统是多信道用户共享的专用调度通信系统,是移动通信领域重要的技术。我国由信息产业部正式批准的数字集群移动通信系统标准,主要参照了国际标准TETRA和Motorola公司提出的美国国家标准IDEN。其实,世界范围的集群通信系统发展日趋成熟,集群通信系统已成为通信厂商的必争之地。这里为读者准备的是囊括集群通信系统的特点、工作原理、系统组成、功能、标准、发展过程和市场应用各方面介绍的大餐。 本文由通信领域著名专家撰稿,分两期刊出。

集群通信系统是多信道用户共享的专用调度通信系统。集群是从英文Trunking或Trunked意译过来的,其含意是系统所具有的全部可用信道,都可为系统的全体用户共用。即系统内的一用户需要和系统内另一用户或系统外用户通话时,只要有空闲信道,就可在系统交换控制中心控制下利用空闲信道通话。

集群通信系统的特点

共用频率;
共用设施,如基站和交换控制中心等;
共享覆盖区;
共享通信业务,除通常的通信业务外,还可组织发布共同关心的一些信息,如气象预报服务等;
共同建网,即节省资金,又可提高服务质量,加强维护管理,增强系统功能。

模拟与数字集群系统

集群通信系统诞生于20世纪70年代。最早的集群通信是模拟系统,由于其成本较低,实施方便,因而迄今为止仍在使用。近年来,新兴的数字集群通信系统具有比模拟系统更多的独特优点,主要有:

频谱效率——在相同的陆地移动频谱中,数字系统可为更多的用户服务。某些数字技术还可使数字集群在有限的频谱范围内对频谱重新分配。

话音保密性——数字无线系统以数字形式传送话音,使用调频模拟扫描装置时,在信道上收听到的是噪声,因而它比模拟系统保密性好。

信号质量——数字无线系统本身具有前向纠错能力,所以接收时可以自动纠正数码话音中的错误。和模拟系统相比,数字系统具有更高的话音质量和更低的噪声。但在数字系统中,对于信号传送中发生的错误无法修复,因而需要有合理的无线电频率规划设计,以保证相邻基站之间有足够的重叠覆盖。

信令功能——由于数字通信的特点,在同一话音发送电平中可嵌入更多和更丰富的信令功能。模拟系统的信令功能则比较简单。

话音和数据的集成——数字系统具有将话音与数据集成的突出优点,话音传送当作数据来处理,并且可以进一步优化空中数据的传送,提高数据传输率。

话音加密——数字系统的话音加密不会产生可察觉的影响,无异于任何不加密的话音。

集群系统的工作原理及系统组成

集群通信的基本原理是:由中央交换控制中心集中控制和管理系统中的每个信道,并以动态方式迅速把空闲信道分配给呼出的用户。通话完毕后,又将该信道收回给等待的用户使用,因而,极大地提高了信道使用率。此外,当通话的一方为公用交换电话网(PSTN)用户时,可通过系统的中继线经PSTN互相通话。集群通信系统的用户群呈树状,由几个用户组组成一个小组,几个小组组成群队,通常一个集群通信系统可为几十个群队服务。

集群通信系统的网络为星型结构(+微信关注网络世界),便于调度台对各移动用户的指令传输。网络覆盖采用大区制或中区制。集群通信的系统组成如下图所示。

系统各主要部分的作用是:

移动台:提供用户通话的终端设备(包括车载台或手持机)。

调度台:通常有无线调度台和有线调度台两类。无线调度台由收发信机、控制单元、天馈线、操作台等组成。有线调度台可以是带显示器的操作台或电话机。

基站:主要提供若干条共用的无线信道,以发射和接收无线电信号,并与交换控制中心联系。每条信道主要由一部收发信机构成的控制单元(或称信道机)组成。每个基站覆盖的通信范围由信道机的发射功率和基站天线的高度决定。

交换控制中心:主要作用是鉴权、控制和交换。负责信道的动态分配并监视系统的通话状态。

目前,集群系统的交换控制中心一般有集中控制和分散控制两种方式。集中控制方式中的控制信号由一个专用的信道传送,速度较快,并可采用公共信令信道方式。该系统具有集中控制的系统控制器,功能齐全,适用于大中容量、多基站的网络。为考虑系统的可靠性,需采用冗余备用方式。

分散控制方式中每个信道既传输控制信号又传输话音信号,采用随路信令方式。这样只有在信道空闲时才传送控制信号,节省了一条专用信道,但接续速度慢。由于不需要集中控制器,因而设备简单,成本较低。分散控制的优点是当某一控制单元出现故障时,不会影响整个系统,该方式适用于中、小容量的单区制。

大容量集群系统可由多个基站组成,各基站的覆盖区可连成一片,也可互不交叠。各单基站的集群系统间可以通过专线、光缆或微波链路相互连接,组成区域性调度网。区域调度同由区域交换控制中心和单区交换控制中心共同管理。区域交换控制中心具有交换和管理功能,不同基站的用户相互通话时,必须通过交换控制中心进行转接。集群系统网内的任一移动终端用户均可在所有基站覆盖范围内自动漫游。(未完待续)

[责任编辑:程永来 cheng_yonglai@cnw.com.cn]