主頁（http://www.130131.com）：數(shù)字集群移動通信網(wǎng)絡(luò)體制分析

引言

集群通信系統(tǒng)在中國的發(fā)展走過了二十多年,從市場應(yīng)用的角度看,二十多年足足是一個新的技術(shù)起步,成熟,甚至被取代的周期。近幾年來針對集群通信方面進行多個專題的討論,從模擬到數(shù)字,從共用專網(wǎng)到專用專網(wǎng),從體制標準到技術(shù)創(chuàng)新,從企業(yè)研發(fā)到市場應(yīng)用,從社會需求到應(yīng)急聯(lián)動通信等,本論文擬對于數(shù)字集群移動通信網(wǎng)絡(luò)體制進行一些粗淺的探討。

1.集群通信網(wǎng)絡(luò)的概念

集群通信系統(tǒng)是共享資源、分擔費用、向用戶提供優(yōu)良服務(wù)的多用途、高效能而又廉價的先進無線調(diào)度指揮系統(tǒng)。對于指揮調(diào)度功能要求較高的企、事業(yè)、工礦、油田、農(nóng)場、公安、武警以及軍隊等部門都十分適用,集群通信采用單工或半雙工方式,要求接續(xù)時間小于500毫秒,具有調(diào)度級別控制等。同時對于集群通信還提出了傳輸集群、準傳輸集群和信息集群的定義。

隨著集群通信的發(fā)展和用戶的需求,集群通信也從原來的模擬集群向數(shù)字集群過渡。但這種過度并不是簡單的將原來的模擬話音轉(zhuǎn)換為數(shù)字話音和提供數(shù)據(jù)傳輸功能就可以稱為數(shù)字集群了。其實,綜觀國際上提出的數(shù)字集群來看,數(shù)字集群的標準都是圍繞著用戶的需求而發(fā)展起來和提出的。

2.數(shù)字集群移動通信網(wǎng)絡(luò)的運行

數(shù)字集群通信是繼手機、小靈通之后的第三大戰(zhàn)場,正在成為電信領(lǐng)域開發(fā)的新重點,運營商、設(shè)備商正在展開一場新的角逐。在設(shè)計中針對了專業(yè)無線用戶的需求,特別適合在政府和商業(yè)領(lǐng)域的專網(wǎng)使用。

2.1 數(shù)字集群通信的標準

TETRA(陸地集群無線電)系統(tǒng)在指揮調(diào)度方面應(yīng)用的比較多,可完成話音、電路數(shù)據(jù)、短數(shù)據(jù)消息、分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的通信及以上業(yè)務(wù)的直通模式,并可支持多種附加業(yè)務(wù)。在大區(qū)制條件下最大覆蓋半徑56公里。TETRA擴容可以逐步增加模塊化,適用于小、中、大型調(diào)度系統(tǒng);設(shè)計組網(wǎng)靈活,既適應(yīng)于專用調(diào)度網(wǎng),也適應(yīng)于共用調(diào)度網(wǎng)。TETRA話音編碼方式采用代數(shù)結(jié)構(gòu)碼本激勵線性預(yù)測編碼,具有良好的話音質(zhì)量,即使在強背景噪聲干擾下也可聽清,話音質(zhì)量并不像調(diào)頻系統(tǒng)那樣隨場強減弱而降低。大量實驗證明,TETRA系統(tǒng)的話音質(zhì)量比GSM系統(tǒng)好。因此,大量應(yīng)用于應(yīng)急、調(diào)度、指揮等專網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。

iDEN(集成數(shù)字增強型網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)是基于TDMA多址方式的調(diào)度通信/蜂窩雙工電話組合系統(tǒng)。它在傳統(tǒng)大區(qū)制調(diào)度通信基礎(chǔ)上,大量吸收數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的優(yōu)點,如采用雙模手機方式,增強了電話互聯(lián)功能;采用小區(qū)復(fù)用蜂窩結(jié)構(gòu),提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。選用這種編碼是先進的,但技術(shù)公開性不好,價格較貴。但通話質(zhì)量和保密性都較好。

2.2 數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備安全

設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),設(shè)備的安全是保障網(wǎng)絡(luò)安全的基礎(chǔ),只有保證網(wǎng)絡(luò)的物理可靠性,才能保證網(wǎng)絡(luò)功能、信息的安全性,因此基礎(chǔ)設(shè)備的可靠性至關(guān)重要。

對于交換機,硬件上應(yīng)實現(xiàn)關(guān)鍵部件的熱備份。軟件上,關(guān)鍵的用戶數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)應(yīng)當及時、定期進行備份。對于基站系統(tǒng)要考慮其抗外界干擾的能力,如射頻干擾、雷擊、抗震性能等。基站系統(tǒng)的備用電源應(yīng)根據(jù)基站覆蓋區(qū)的重要程度適當配備,以應(yīng)變突發(fā)事件。系統(tǒng)主備用倒換能力是系統(tǒng)可靠性的一個重要指標,如倒換時間、倒換過程對正在進行的業(yè)務(wù)的影響等。完善的監(jiān)控告警機制可大大提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性,如系統(tǒng)部件可自我診斷和修復(fù)、系統(tǒng)可隔離故障模塊、及時產(chǎn)生告警信息。此外,調(diào)度臺、終端存儲了用戶的重要信息,這些設(shè)備由用戶控制,應(yīng)由專人維護,以保證相關(guān)用戶信息不被外界竊取。

數(shù)字集群通信系統(tǒng)是一種特殊的專用通信系統(tǒng),在應(yīng)對突發(fā)事件時,對社會穩(wěn)定和人民生命財產(chǎn)的安全起著及其重要的作用,因此數(shù)字集群通信系統(tǒng)的安全要求要大大高于公眾移動通信系統(tǒng),所以數(shù)字集群通信系統(tǒng)運營者必須從各方面考慮如何增強系統(tǒng)的抗災(zāi)變能力,如何使系統(tǒng)更安全可靠的傳遞信息。只有全面的重視數(shù)字集群通信系統(tǒng)的安全問題,才能使數(shù)字集群系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

3.未來數(shù)字集群通信技術(shù)發(fā)展方向

3.1 高安全性

數(shù)字集群在基站與手機之間,信息完全依靠無線電波的傳輸,很容易被人們從空中攔截,在通話狀態(tài)、待機狀態(tài)都會泄密,即使關(guān)閉電臺,利用現(xiàn)代高科技,仍可遙控打開,繼續(xù)竊聽,從中截取、破壞、調(diào)換、假冒和盜用通信信息。

3.2 高抗毀性

專業(yè)移動通信在使用過程可能遇到惡意破壞的人為因素或雨雪災(zāi)害的自然因素等影響,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能正常工作,因此,未來PPDT系統(tǒng)要求可靠、準確地提供業(yè)務(wù),具有高的抗毀性和可用性。通常情況下,系統(tǒng)以集群方式工作;在遭遇危害的極端情況下,系統(tǒng)以故障弱化方式或直通方式工作,保證系統(tǒng)能滿足基本的集群業(yè)務(wù)需求。

3.3 高環(huán)境適應(yīng)性

專業(yè)移動通信由于它是用于全球的表層和空間,會遇到各種惡劣的氣候、地形和環(huán)境;因此,要求通信裝備必須能抗拒酷暑、嚴寒、狂風(fēng)、暴雨等惡劣氣候條件;必須適應(yīng)山岳、叢林、沙漠、河海、高空等三維空間的不同地形環(huán)境條件;既可車載船裝,又能背負手持,要經(jīng)得起各種移動體的安裝機械條件;在嘈雜的噪聲環(huán)境,要具有背景噪聲濾除功能,使通話對方聽不見噪聲干擾,話音清晰;在高速行駛時,通信不能中斷,質(zhì)量不能下降,可支持500km/h的高速運行。

4.結(jié)論

集群共網(wǎng)畢竟具有它自身的缺陷,那就是這些共網(wǎng)往往是調(diào)度功能要相對弱一些,即使是利用與專網(wǎng)相同的系統(tǒng)來組建的共網(wǎng),也同樣會相對使得調(diào)度功能減弱。那些在公網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的調(diào)度系統(tǒng)由于是在原來的系統(tǒng)協(xié)議和結(jié)構(gòu)上增加了調(diào)度功能,由于原來的體制、協(xié)議和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以公網(wǎng)的電話業(yè)務(wù)為主而建立的,要想完全能夠符合專業(yè)用戶對專網(wǎng)的需求,應(yīng)該講目前還是達不到的。