發展
集群移動通信是20世紀70年代發展起來的一種較經濟靈活的移動通信系統,是傳統的專用無線電調度網的高級發展階段。傳統的專用無線電調度系統,整體規劃性差,型號、制式混雜,網小台多,覆蓋面窄,噪音干擾嚴重,頻率資源浪費。
概論
集群移動通信是20世紀70年代發展起來的一種較經濟、較靈活的
移動通信系統,它是傳統的專用無線電調度網的高級發展階段。傳統的專用無線電調度系統,整體規劃性差,型號、制式混雜,網小台多,覆蓋面窄,加以噪音干擾嚴重,頻率資源浪費。因此,一種新的無線電調度技術——集群移動通信便應運而生。國內外通信界普遍認為,20世紀80-90年代是集群移動通信在專用
無線電通信中占據比重較大的10年,是與
蜂窩移動通信齊頭並進的一種先進
通信系統。美、英、法、德、日、北歐四國、加拿大及澳大利亞等國家都廣泛開發和使用這一系統。以後曾一度衰落。近年來,集群移動通信系統再次興起。
所謂集群(Trunking),即使用多個
無線信道為眾多的用戶服務,就是將
有線電話中繼線的工作方式運用到無線電通信系統中,把有限的信道動態地、自動地、迅速地和最佳地分配給整個系統的所有用戶,以便在最大程度上利用整個系統的信道的頻率資源。它運用
交換技術和
計算機技術,為系統的全部用戶提供了很強的分組能力。可以說,集群移動通信系統是一種特殊的用戶
程控交換機。
我國最早引進集群移動通信系統的城市是上海。集群移動通信很適合於各個專業部門,如部隊、公安、消防、交通、防汛、電力、鐵道、金融等部門作
分組調度使用。後來,北京、天津、廣東、瀋陽等地相繼開發了集群移動通信業務。隨著地方經濟的發展,一些省會、直轄市和有條件的城市也都逐步建立起80OMHz無線集群移動通信系統,並逐步放開800MHz集群移動通信業務,一些地方和非郵電部門已紛紛開發此項業務。
據不完全統計,我國450MHz與800MHz頻段的集群移動通信投入使用的有198個系統,絕大部分均為非郵電單位擁有。“九五”期間,各部門計畫建立的
集群網,僅所需手持台,即將達到20萬台。例如:
河南省防汛部門等三家投資5-6億元,在全省建立
無線尋呼網和
集群通信網。我國的幾個大油田和大型企業及農墾部門也打算擴建、興建其集群通信網。可見,集群移動通信在我國的發展前景十分廣闊。目前,我國集群通信系統多為國外原機引進,品牌型號不少,占據前列的有美國摩托羅拉、優利電(UNIDEN)和芬蘭諾基亞等公司的產品,還有香港泰和以及歐洲和日本等地產品。
我國自行設計製造的集群移動通信系統近年也有投入運行的。有關方面認為,當前急需優選型號,統一機型,引進樣機進行消化分析,與國外公司合作開發軟體和
移動台,先突破量大面廣的移動台和
軟體技術,再逐步實現基地台、交換
控制系統的國產化,提高發展起點,儘快形成
規模經濟。據悉,有關方面擬組建
集團公司以加速我國集群移動通信系統的發展。
特點
集群移動通信正在從模擬時代走向
數字時代。模擬集群移動通信網的主要問題是頻率低;所能提供的業務種類受限,不能提供高速率數據服務;
保密性差,容易被竊聽;移動設備成本高,體積大,網路管理控制存在一定的問題等等。具體而言,
數字集群通信的優點主要體現在以下幾個方面。
1、頻譜利用率高
模擬的集群移動通信網可實現
頻率復用,從而增加系統
容量,但是隨著移動用戶數量急劇增長,模擬集群網所能提供的容量已不能滿足用戶需求,問題的關鍵是模擬集群系統頻譜利用率低,模擬調頻技術很難進一步壓縮已調
信號頻譜,從而就限制了頻譜利用率的提高。與此相比,數字系統可採用多種技術來提高頻譜利用率,如果用低速
語音編碼技術,在信道間隔不變的情況下就可增加話路,還可採用高效數字
調製解調技術,壓縮已調
信號頻寬,從而提高頻譜利用率。另外,模擬網的
多址方式只採用
頻分多址(FDMA),即一個載波話路傳一路話音。而
數字網的多址方式可採用
時分多址(
TDMA)和
碼分多址(
CDMA),即一個
載波傳多路話音。儘管每個載波所占頻譜較寬,但由於採用了有效的語音編碼技術和高效的調製解調技術,總的看來,數字網的頻譜利用率比模擬網的利用率提高很多。頻譜利用率高,可進一步增加集群系統的用戶容量。
2、信號抗信道衰落的能力提高
數字
無線傳輸能提高信號抗信道衰落的能力。對於集群移動系統,信道衰落特性是影響無線傳輸質量的主要原因,須採用各種技術措施加以克服。在模擬無線傳輸中主要的
抗衰落技術是
分集接收,在數字系統中,無線傳輸的抗衰落技術除採用分集接收外,還可採用
擴頻、
跳頻、
交織編碼及各種
數位訊號處理技術。由此可見,
數字無線傳輸的抗衰落技術比模擬系統要強得多。所以數字網無線傳輸質量較高,也就是說數字集群移動通信網比模擬集群移動通信網的話音質量好。
3、保密性好
數字集群移動通信網的用戶
信息傳輸時的保密性好。由於無線電傳播是開放的,容易被竊聽,
無線網的保密性比有線網差,因此保密性問題長期以來一直是
無線通信系統設計者重點關心的問題。模擬集群系統中,保密問題難以解決。當然模擬系統也可以用一些技術實現保密傳輸,如倒頻技術或是模/數/模方式,但實現起來成本高、語音質量受影響。由此,模擬系統保密非常困難。利用目前已經發展成熟的數字加密理論和實用技術,對數字系統來說,極易實現保密。採用數字
傳輸技術,才能真正達到用戶信息傳輸保密的目的。
4、支持多種業務
數字集群移動通信系統可提供多業務服務。也就是說除數字
語音信號外,還可以傳輸用戶數據、
圖像信息等。由於網內傳輸的是統一的
數位訊號,容易實現與
綜合業務數字網ISDN的接口,這就極大地提高了集群網的服務功能。在模擬集群網中,雖也可傳輸數據,但是占用一個模擬話路進行傳輸的。首先在
基帶對數據信息進行
數字調製形成
基帶信號,然後再調製到載波上形成調頻信號進行無線傳輸,用這種二次
調製方式,
數據傳輸速率一般在1200bit/s或是2400bit/s。這么低的速率遠遠滿足不了用戶的要求。在目前,計算機網已經十分發達,用戶的數據服務要求日益增加。
5、網路管理和控制更加有效和靈活
數字集群移動通信網能實現更加有效、靈活的網路管理與控制。對任何一種
通信系統網路的管理與控制都是至關重要的,它影響到是否能有效地實現系統所提供的各種服務。在模擬集群系統中,管理與控制依靠網內所傳輸的各種信令,模擬集群網的管理與控制信令是以數位訊號方式傳輸的,而網的用戶信息是
模擬信號,這種信令方式與信號方式的不一致,增加了網管理與控制的難度。在數字集群網中,用戶話音比特源中插入控制
比特是非常容易實現的,即信令和用戶信息統一成數位訊號,這種一致性克服了模擬網的不足,給數字集群系統帶來極大的好處。總而言之,全數字系統能夠實現高質量的網路管理與控制。