集群移动通信系统是多个用户(部门、群体)公用一组无线电通道,并动态的使用这些专用通道,主要用于指挥调通信的移动通信系统。
发展
集群移动通信是20世纪70年代发展起来的一种较经济灵活的移动通信系统,是传统的专用无线电调度网的高级发展阶段。传统的专用无线电
调度系统,整体规划性差,型号、制式混杂,网小台多,覆盖面窄,噪音干扰严重,频率资源浪费。
概论
集群移动通信是20世纪70年代发展起来的一种较经济、较灵活的
移动通信系统,它是传统的专用无线电调度网的高级发展阶段。传统的专用无线电调度系统,整体规划性差,型号、制式混杂,网小台多,覆盖面窄,加以噪音干扰严重,频率资源浪费。因此,一种新的无线电调度技术——集群移动通信便应运而生。国内外通信界普遍认为,20世纪80-90年代是集群移动通信在专用
无线电通信中占据比重较大的10年,是与
蜂窝移动通信齐头并进的一种先进
通信系统。美、英、法、德、日、北欧四国、加拿大及澳大利亚等国家都广泛开发和使用这一系统。以后曾一度衰落。近年来,集群移动通信系统再次兴起。
所谓集群(Trunking),即使用多个
无线信道为众多的用户服务,就是将
有线电话中继线的工作方式运用到无线电通信系统中,把有限的信道动态地、自动地、迅速地和最佳地分配给整个系统的所有用户,以便在最大程度上利用整个系统的信道的频率资源。它运用
交换技术和计算机技术,为系统的全部用户提供了很强的分组能力。可以说,集群移动通信系统是一种特殊的用户
程控交换机。
我国最早引进集群移动通信系统的城市是上海。集群移动通信很适合于各个专业部门,如部队、公安、消防、交通、防汛、电力、铁道、金融等部门作
分组调度使用。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80OMHz无线集群移动通信系统,并逐步放开800MHz集群移动通信业务,一些地方和非邮电部门已纷纷开发此项业务。
据不完全统计,我国450MHz与800MHz频段的集群移动通信投入使用的有198个系统,绝大部分均为非邮电单位拥有。“九五”期间,各部门计划建立的
集群网,仅所需手持台,即将达到20万台。例如:
河南省防汛部门等三家投资5-6亿元,在全省建立
无线寻呼网和
集群通信网。我国的几个大油田和大型企业及农垦部门也打算扩建、兴建其集群通信网。可见,集群移动通信在我国的发展前景十分广阔。目前,我国集群通信系统多为国外原机引进,品牌型号不少,占据前列的有美国摩托罗拉、优利电(UNIDEN)和芬兰诺基亚等公司的产品,还有香港泰和以及欧洲和日本等地产品。
我国自行设计制造的集群移动通信系统近年也有投入运行的。有关方面认为,当前急需优选型号,统一机型,引进样机进行消化分析,与国外公司合作开发软件和
移动台,先突破量大面广的移动台和
软件技术,再逐步实现基地台、交换
控制系统的国产化,提高发展起点,尽快形成
规模经济。据悉,有关方面拟组建
集团公司以加速我国集群移动通信系统的发展。
特点
集群移动通信正在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;所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等。具体而言,
数字集群通信的优点主要体现在以下几个方面。
1、频谱利用率高
模拟的集群移动通信网可实现
频率复用,从而增加系统
容量,但是随着移动用户数量急剧增长,模拟集群网所能提供的容量已不能满足用户需求,问题的关键是模拟集群系统频谱利用率低,模拟调频技术很难进一步压缩已调
信号频谱,从而就限制了频谱利用率的提高。与此相比,数字系统可采用多种技术来提高频谱利用率,如果用低速
语音编码技术,在信道间隔不变的情况下就可增加话路,还可采用高效数字
调制解调技术,压缩已调
信号带宽,从而提高频谱利用率。另外,模拟网的
多址方式只采用
频分多址(FDMA),即一个载波话路传一路话音。而
数字网的多址方式可采用
时分多址(
TDMA)和
码分多址(
CDMA),即一个
载波传多路话音。尽管每个载波所占频谱较宽,但由于采用了有效的语音编码技术和高效的调制解调技术,总的看来,数字网的频谱利用率比模拟网的利用率提高很多。频谱利用率高,可进一步增加集群系统的用户容量。
2、信号抗信道衰落的能力提高
数字
无线传输能提高信号抗信道衰落的能力。对于集群移动系统,信道衰落特性是影响无线传输质量的主要原因,须采用各种技术措施加以克服。在模拟无线传输中主要的
抗衰落技术是
分集接收,在数字系统中,无线传输的抗衰落技术除采用分集接收外,还可采用
扩频、
跳频、
交织编码及各种
数字信号处理技术。由此可见,
数字无线传输的抗衰落技术比模拟系统要强得多。所以数字网无线传输质量较高,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
数字集群移动通信网的用户
信息传输时的保密性好。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。模拟集群系统中,保密问题难以解决。当然模拟系统也可以用一些技术实现保密传输,如倒频技术或是模/数/模方式,但实现起来成本高、语音质量受影响。由此,模拟系统保密非常困难。利用目前已经发展成熟的数字加密理论和实用技术,对数字系统来说,极易实现保密。采用数字
传输技术,才能真正达到用户信息传输保密的目的。
4、支持多种业务
数字集群移动通信系统可提供多业务服务。也就是说除数字
语音信号外,还可以传输用户数据、
图像信息等。由于网内传输的是统一的
数字信号,容易实现与
综合业务数字网ISDN的接口,这就极大地提高了集群网的服务功能。在模拟集群网中,虽也可传输数据,但是占用一个模拟话路进行传输的。首先在
基带对数据信息进行
数字调制形成
基带信号,然后再调制到载波上形成调频信号进行无线传输,用这种二次
调制方式,
数据传输速率一般在1200bit/s或是2400bit/s。这么低的速率远远满足不了用户的要求。在目前,计算机网已经十分发达,用户的数据服务要求日益增加。
5、网络管理和控制更加有效和灵活
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。对任何一种
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所提供的各种服务。在模拟集群系统中,管理与控制依靠网内所传输的各种信令,模拟集群网的管理与控制信令是以数字信号方式传输的,而网的用户信息是
模拟信号,这种信令方式与信号方式的不一致,增加了网管理与控制的难度。在数字集群网中,用户话音比特源中插入控制
比特是非常容易实现的,即信令和用户信息统一成数字信号,这种一致性克服了模拟网的不足,给数字集群系统带来极大的好处。总而言之,全数字系统能够实现高质量的网络管理与控制。