簡介
集群移動通信系統集群移動通信系統是把有限的信道集中起來,通過自動、動態、快捷的分配方式,為眾多的用戶所共同利用的一種調度系統。也就是說,它集個體為群體,變專用為公用。顯然這樣做有利於提高信道的利用率,使有限的頻率資源能為人家所共享。如果因信道沒有空閒致使某次呼叫未被接通時,系統中的排隊設備能將主、被叫號碼自動記錄下來,一旦出現空閒信道,便會按呼叫的先後順序接通。這是一般蜂窩行動電話所不具備的功能。
集群系統主要是提供本系統內的無線通信,但亦允許為數不多的調度台和移動台以適當方式進入市話網,與市話用戶建立通信聯絡。而蜂窩移動電話系統用戶則個個可與市話用戶建立通信。欲使數量較多的調度台和移動台具有與市話互聯的功能,將會使系統容量明顯下降,成本提高。
構成
集群移動通信系統集群移動通信系統主要由控制交換中心、調度台、基站、移動台以及與市話網相連線的若干條中繼線所組成。控制交換中心是系統的核心,主要作用是鑒權、控制和交換。無論是移動台呼叫調度台,還是調度台呼叫移動台,或移動台呼叫市話用戶,都要在控制交換中心內進行交換,並根據業務需要分配信道。無線用戶調度台主要由收發信機、控制單元和天饋線等所組成。基站主要提供若干條共用無線信道、每個信道主要由一部收發信機和一個微處理器構成的控制單元組成;每個基站都有一個被稱為覆蓋區的服務範圍。
為了避免設備資源和頻率資源的浪費,集群系統正在從各自為政的獨立網向公用網方向發展;為了滿足提高通信質量和擴大覆蓋面的要求,單站系統正在向聯網系統的方向發展;模擬系統將為數字系統所代替。中國目前已有不少個450兆赫和800兆赫的集群移動系統在投入使用,它們廣泛地用於公安、消防、交通、防汛、電力、鐵道、金融等部門,作為分組調度使用。
特點
集群移動通信系統特點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。
歷程
發展歷程據不完全統計，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。中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，集群移動通信的發展前景十分廣闊。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。
中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中國集群移動通信系統的發展。
種類
1、SMARTNET集群移動通信系統
（1）系統概況
智慧網系統組成SMARTNET(智慧網)包括SMARTNET智慧網II型和STARSITE(智慧站)兩種集群移動通信系統。SMARTNET與STARSITE主要區別是系統容量和系統功能不同，但兩種集群移動通信系統所採用的先進的微處理枝術和電信枝術是相同的。
SMARTNETII具有較大的信道容量和全部集群功能，最大可以提供28個話音信道，最多可配接21條電話線，可容納48000個單機識別碼，4000個通話組碼。
STARSITE信道容量有限，最大可提供5個話音信道，最多可分配接3條電話線，可容納16000個單機識別碼和2000個通話組識別碼，STARSITE具有SMARTNETII所具有的功能。
SMARTNET系統所適用的頻段非常廣泛，分別為VHF頻段(136—l58MHz，146—176MHz)和UHF頻段(403—430MHz，450—470MHz，806—866MHz，896—941MHz)。集群方式採用準傳輸集群，專用控制信道集中控制技術，信令方式為不公開的專用數字信令，以3600bit／s速率傳輸，調製方式為FSK調製。為了解決爭用控制而組成時隙結構，使用78bit字組格式。在話音信道上還傳輸150bit／s、21bit字組格式的信令，作為移動台提供聯絡和拆線用的亞音頻信令。為了保護信息的正確性，信令傳輸採用BCH碼糾錯技術。
SMARTNET系統可提供單呼、群呼、自動重發、繁忙排隊、回叫、多層優先等級、動態重組、自我診斷、故障弱化等功能，還可在指定信道上實現數據傳輸。該系統採用全雙工或半雙工方式，基地站以全雙工方式操作，移動台可雙工也可半雙工。為了擴展覆蓋範圍，可增設常規中繼站，用有線或無線鏈路將幾個基本系統聯網而構成大網，增設一個系統主控制管理大網、一個大網通常可達15個基本系統。
（2）系統組成
SMARTNET系統組成如圖所示。主要組成部分有：中央控制器、電話互聯終端、集群信道機、收發天線共用器、天線、系統管理終端、動態重組終端、系統監視終端以及調度台、移動台和手持機等設備。
具有數傳功能的SMARTNET集群移動通信系統的系統管理終端提供系統管理、時間參數、用戶優先等級、修改、故障示警以及信息列印等輸出。若配置中央電子單元(CEB)，可設十個有線調度台。增設電話互聯終端(CIT)，可提供3—9條自動互聯通道，以DTMF信令與PSTN及PABX互聯。
2、FAST集群移動通信系統
FAST集群移動通信系統FAST是美國UNIDEN公司生產的集群移動通信系統，它的全稱是FastAccessSystemTrunking。採用傳輸集群方式，非專用信道的分散式控制技術，信令方式為公開的LTR信令，300bit／3的速率傳輸，利用亞音頻(低於150Hz)調製的數字式FSK方式，適用的頻段為800MHz、l900MHz。
該系統因不用專用控制信道和系統控制器，而具有入網時間短和信道利用充分等特點，移動台每次與系統進行聯繫直到充分得到所分配的通信信道為止，整個過程小於300ms。系統中每個信道在發射和接收話音的同時，也在同時發射和接收亞音頻信令，用來控制中繼器和每個移動台。該系統每一信道可有250個唯一身份號。
FAST系統具有選呼、組呼、群呼功能，還提供記帳功能和電話連線功能，同時還可進行數傳。該系統採用全雙工或半雙工方式，基站是以全雙工方式操作，移動台可選用全雙工或半雙設備。多個FAST系統可連線成一個多基站的FASTNET系統，只需要在多個FAST系統增設M7032設備，通過有線或無線鏈路將幾個FAST連線即成。所有FASTNET系統中的移動用戶的均可在各區網中漫遊。
（2）系統組成
右圖所示為FAST系統基本組成圖。圖中主要組成有：集群控制器ZETRON—49、中繼器MRS804、系統功放ARX、電源ARX310、發射機合路器、接收機多路鍋台器、天線、系統管理終端、移動台、手持機。
3、MULTI—NET集群移動通信系統
（1）系統概述
MULTI—NET集群移動通信系統美國E．F．JOHNSON公司生產的MULTI—NET(多功能網)集群移動通信系統，是在原(邏輯集群通信網)基礎上改進而成的，採用傳輸集群式專用信道的分散式控制技術，信令方式為半公開的LTR信令，採用300bit／s亞音頻(低於150MHz)調製的數字式隨路信令,與話音同時傳送，不占用信道，不用專用系統控制器，具有充分利用信道和入網時間短等特點，系統接續時間不超過300ms。該系統適用的頻段為800MHz和900MHz。每個信道可分配多達250個識別碼，系統可由1個信道擴展至20信道。
MULTI—NET集群移動通信系統提供選呼、群呼、全呼、緊急呼叫功能，系統還提供管理和電話連線功能。
該系統採用全雙工或半雙工方式，基地台以全雙工方式操作，移動台可選全雙工設備或雙工設備。早期生產的LTR—8610／15型、LTR—8870型均為半雙工方式的移動台。
MULTI—NET集群移動通信系統可經無線網路終端(RNT)組合成MULTI—NER信道、LTR信道、常規通信信道的混合網，也可將幾個頻段幾種信令在一個系統中混合使用，並與有電話網互聯，形成一個完整的綜合通信網。為了擴大通信覆蓋範圍，E．F·JOHNSON又開發了AMERICON廣域網。
（2）系統組成
圖所示為MULTI—NET集群移動通信系統組成結構圖。該系統的主要組成有：MULTI—NET轉發器、無線網路終端(RNT)、調度操作台、系統管理端、話音鏈路、移動台、手持機。轉發器LTR—8000是由激勵器、接收機、邏輯單元、射頻功率放大器和電源構成。轉發器的頻率範圍為TX：85l一865MHz；RX：806—821MHz；接收機靈敏度為0．35µv(12db信納)或0．50µv(20db信噪)；發射機輸出功率60w。所有轉發器都由高速數據匯流排連線(即500歐姆同軸電纜)。移動台LTR—8610／15型及LTR—8870型收發信機是由30／35w單工收發機配置頻率合成器及控制邏輯構成。接收機靈敏度為0．3—0．35µv(12db信納)，0．5µv(20dB信噪)。
4、ACTIONET集群移動通信系統
（1）系統概況
ACTIONET集群移動通信系統ACTIONET系統以調度通話為主，兼有數傳功能。該系統以移動交換(MX)為中心，與基地台(BS)相連構成系統的無線網路。移動交換機(MX)與專用小交換機(PABX)或市話交換網（PSTN)相連，實現無線與有線的互聯。
該系統中，每個基站都有5---15個無線信道，最多可達到30個基站。其中一個信道作為控制信道，系統規定本控制信道失效時，其餘的話音信道將充當控制信道。控制信道分為128個時隙，每一個時隙都包含著來自MX(經過BC)的下行控制信息，任何一個無線用戶都可以隨選取一個時隙發出自己的呼叫請求。
ACTIONET系統組網靈活，可以將幾個基本系統聯網，擴展為大覆蓋區的區域網，這只需設一個系統交換機(SX)即可實現，區域網的用戶可以實現漫遊。
（2）系統組成
如圖所示，分別為ACTIONET集群移動通信系統結構及ACTIONET區域性系統框圖。
該系統的主要組成有：移動交換機（MX）、基站（BS）、調度電話（CP）、管理終端（O&M）、移動台（MS）手機等設備。多個ACTIONET系統構成的區域網由系統交換機SX及各個ACTIONET集群移動通信系統組成。
移動交換機(MX)是由呼叫控制計算機、操作控制計算機及有線電話接口組成，它完成集群移動通信系統中接、交換、控制操作和維護功能。Mx可分為三種不同的容量：32線、64線、96線，相應地確定了可連線的信道數和有線中繼線數目。
MX的主要性能指數：頻響-3---+1dB，在0．3---3．4kHz範圍內；
串話小於-60dBmop(加入800MHz／0dbµ信號)、背景噪聲小於-55dBmop、供電電源48v、最大功率700W、工作環境溫度5---40。C、相對濕度5---85％。基站BS的組成是：收發信機、線路接口控制單元(LIC)、收發信共用器和測量單元。BS通過LIC利用四線與MX相連，由MX控制BS無線頻率和發射開啟。BS主要性能指標：頻率為80MHz、160MHz、450MHz；頻道間隔為12．5MHz或25MHz；每信道收發信機最大功耗為200W；工作環境濕度為-10---550。C；相對濕度為5---95％。R58為NOKIA推出的移動台，它是數字信令、頻率合成、微處理器控制的移動台，可全雙工通信，並具有數傳功能。250個信道，採用RS-232接口用於數傳，單、雙工工作模式轉換，可執行多種呼叫功能。
相關詞條
參考連結
[1] 移動通信線上 http://www.mc21st.com/techArticle.aspx?id=404
[2] 動網先鋒 http://www.cndw.com/tech/network/2006041441438.asp
[3] 動態網站 http://www.knowsky.com/11754.html
