移動通信系統(tǒng)除了人們最熟悉的GSM、CDMA等第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)外,實際上還包括很多種其他通信系統(tǒng),例如前些年風靡全國的尋呼系統(tǒng)、廣泛應(yīng)用的無繩電話系統(tǒng)和到處可見的集群通信系統(tǒng)等。為了讓大家對整個移動通信系統(tǒng)領(lǐng)域有一個全面的了解,在這一講中就介紹這3種移動通信系統(tǒng)。其他移動通信系統(tǒng)將在以后介紹。
一、無線尋呼系統(tǒng)
無線尋呼系統(tǒng)是移動通信的一個分支,是一種單向、大區(qū)制的通信系統(tǒng)。主呼用戶(固定電話或移動電話)通過公用電話網(wǎng)連接尋呼中心,再由尋呼中心將信息傳送給被叫用戶。無線尋呼系統(tǒng)由于采用廣播方式,基站采取大區(qū)制,因此設(shè)備簡單,投資少,見效快,使用方便,發(fā)展極為迅速。20世紀90年代,中國在短短的幾年中就發(fā)展了全球最大的無線尋呼網(wǎng)絡(luò)。
1.無線尋呼系統(tǒng)的分類和標準
無線尋呼系統(tǒng)一般可分為專用和公用兩大類。公用尋呼系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)連接.發(fā)射功率較大,往往可以由很少的基站覆蓋整個城市。
世界上常用的無線尋呼標準主要有兩種:一是POCSAG碼.由英國郵政代碼標準化咨詢組制定,又稱為國際1號無線尋呼碼,使用最為廣泛,我國的無線尋呼系統(tǒng)大多采用這種碼:二是由MOTOROLA公司開發(fā)的FLEX碼,主要用于高速無線尋呼系統(tǒng),我國也曾大量采用過這種碼。
2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成
無線尋呼系統(tǒng)同樣由3個基本部分組成:一是尋呼中心,相當于交換中心,分為人工控制和自動控制兩種,由尋呼服務(wù)臺、排隊機、編碼器和調(diào)制器組成,它通過電話中繼線與公網(wǎng)相連,通過中繼鏈路與基站連接;二是基站,主要由解調(diào)器、發(fā)射機和天線組成;三是移動臺,就是尋呼機,有數(shù)字機和字母(如英文或漢字)機之分.字母尋呼機通過改進可以成為信息接收機,處理較大的文本信息。每個尋呼機都有自己的地址碼,只有在接收的信息中找到自己的碼字,才做出反應(yīng),將相應(yīng)的提示信息顯示在尋呼機中,完成通信。
如果一個基站發(fā)射機無法覆蓋整個范圍,可以采用多區(qū)制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此時每個基站通過專用中繼線路與尋呼中心相連,尋呼中心通過中繼線與市話網(wǎng)絡(luò)相連。實現(xiàn)尋呼。如果需要建立區(qū)域?qū)ず艟W(wǎng),則需建立區(qū)域網(wǎng)尋呼控制中心,各地分別與中心相連,通過人工和自動方式實現(xiàn)區(qū)域?qū)ず艟W(wǎng)。
無線尋呼系統(tǒng)也可以用來傳輸大量的數(shù)據(jù)信息。通過對尋呼系統(tǒng)和尋呼機的改造,尋呼系統(tǒng)可以傳送大段的文本信息,實現(xiàn)股票信息、公用信息、專用信息等的實時傳送,使尋呼系統(tǒng)功能得到進一步擴展。
二、無繩電話系統(tǒng)
初期的無繩電話十分簡單,只是把一個電話單機分成一個座機和一個手機,二者之間用無線電(一般用調(diào)頻)連接,傳輸模擬話音,F(xiàn)在,這樣的無繩電話還很常見。但實際上,無繩電話已經(jīng)逐步向網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化方向發(fā)展,從市內(nèi)向室外發(fā)展,從專用系統(tǒng)向公用系統(tǒng)發(fā)展,形成了多種依托于公共交換電話網(wǎng)(PSTN)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),成為獨立的移動通信系統(tǒng)。
在公用無繩電話系統(tǒng)中最有名的有CT-2系統(tǒng)和DECT(數(shù)字歐洲無繩通信)系統(tǒng),下面分別介紹。
1.CT-2無繩電話系統(tǒng)
CT-2系統(tǒng)可以組成專用無繩電話系統(tǒng),也可以組成公用無繩電話系統(tǒng)。而公用無繩電話系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與標準移動通信系統(tǒng)基本相同,分別由基站(有時可以是一個座機)、手機和網(wǎng)絡(luò)管理中心(可包括計費中心等其他設(shè)施)組成。
公用CT-2系統(tǒng)適合城市中機場、車站、鬧市區(qū)等人群密集地區(qū)的較大范圍內(nèi)的應(yīng)用,采用類似于電話亭的方式分散設(shè)置若干個公用基站,這些公用基站均與市話網(wǎng)相連,攜帶手機的用戶只要在任一公用基站的作用范圍內(nèi),即可向市話網(wǎng)中任何一個有線用戶撥號。只要用戶始終處于覆蓋范圍內(nèi),就可以實現(xiàn)邊移動邊通信。
網(wǎng)絡(luò)管理中心的主要作用是對網(wǎng)絡(luò)的運行進行管理和控制,對用戶的身份進行登記和鑒權(quán),對用戶的話務(wù)量進行統(tǒng)計,最終由計費中心完成計費。
公用CT-2系統(tǒng)的優(yōu)點是,繼承了模擬無繩電話設(shè)備簡單、技術(shù)成熟、價格低廉的優(yōu)點,同時,又以公用市話網(wǎng)為基礎(chǔ)實現(xiàn)了低功率、小范圍的公共移動通信。但CT-2只能實現(xiàn)單方向呼叫,即用戶只能用手機呼叫固定電話,反之則不能。為了解決這個問題,人們采用無繩電話系統(tǒng)與無線尋呼系統(tǒng)相結(jié)合的方法,即用戶通過單獨的尋呼機收到尋呼信號后,再采用無繩電話與對方通信。
2.DECT系統(tǒng)
DECT作為歐洲無繩電話的標準,是為了解決高用戶密度環(huán)境中無繩電話通信而開發(fā)的,在公共無繩通信、無線PBX(用戶小交換機)、無線本地環(huán)路等多種系統(tǒng)中得到應(yīng)用。DECT可以和PABX(用戶自動小交換機)、PSTN集成或互連成一個有機整體,將有線業(yè)務(wù)延伸到無線系統(tǒng)中。
DECT系統(tǒng)由5個基本部分組成:手機、無線固定部分、無繩控制器、附加業(yè)務(wù)部分和網(wǎng)絡(luò)接口單元。網(wǎng)絡(luò)采用典型的微小區(qū)蜂窩結(jié)構(gòu),每個微小區(qū)半徑為30?250m.手機需要進行頻繁的越區(qū)切換。DECT通過對無縫越區(qū)切換的支持,實現(xiàn)在數(shù)百米范圍內(nèi)移動臺低功率無線接入基站。由于環(huán)境千差萬別,每個基站都可以工作在所有的系統(tǒng)頻點上,所以,DECT系統(tǒng)采用動態(tài)信道分配方法,基站和手機根據(jù)當前的干擾情況和系統(tǒng)負荷狀態(tài),動態(tài)選擇一個具有最小干擾電平和最佳信號接收質(zhì)量的信道(某個載頻上的某個時隙)進行通信。DECT支持語音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))和LAN(局域網(wǎng))等業(yè)務(wù)。在GSM系統(tǒng)中,不難看到DECT系統(tǒng)的影子。
三、集群通信系統(tǒng)
集群移動通信系統(tǒng)一般作為調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。最初的集群系統(tǒng)由若干個使用同一頻率的移動臺組成,其中一個充當調(diào)度臺,用廣播方式向其他移動臺發(fā)送消息,完成指揮或調(diào)度。這種系統(tǒng)通常是單向通信的、模擬的。
隨著技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的集群移動通信系統(tǒng)已經(jīng)解決了早期簡單調(diào)度系統(tǒng)存在的頻率資源混亂、選址方式單一和功能有限的缺陷,采用頻率共用技術(shù),把各個部門分散建立的專用通信網(wǎng)集中起來,統(tǒng)一建網(wǎng)和管理.動態(tài)利用有限的頻道,以容納更多的用戶;同時,通過改進頻道共用方式,使用戶在通信過程中不固定占用某個頻道,而是僅在按下“對講開關(guān)”時才占用一個頻道,松開開關(guān)時將頻道釋放,允許其他用戶使用此頻道。
集群系統(tǒng)采用半雙工通信方式,即基站以雙工方式工作,移動臺以異頻單工方式工作?紤]到調(diào)度通信中通話時間要求短的特點,集群通信系統(tǒng)都具有限時通話的功能。而所有采取的措施,均以提高頻率利用率以供更多用戶使用為目的。
集群移動通信系統(tǒng)以基本系統(tǒng)為模塊,并用這些模塊擴展為局域網(wǎng)。在基本系統(tǒng)中,包含移動臺(車載臺或手機)、調(diào)度臺、基站轉(zhuǎn)發(fā)器、系統(tǒng)管理終端以及有關(guān)的控制部分。集群方式有3種:消息集群、傳輸集群和準傳輸集群,其中準傳輸集群方式是現(xiàn)在普遍使用的集群方式。
集群移動通信系統(tǒng)由于布放靈活、開展業(yè)務(wù)方便的特點,在公安、消防、煤礦、車輛調(diào)度等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,在戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)場合也有很好的應(yīng)用,F(xiàn)在,數(shù)字集群通信系統(tǒng)也得到了成功的應(yīng)用,香港的警察系統(tǒng)就采用了這種系統(tǒng),除了能傳輸話音外,還可以傳送數(shù)據(jù)信息,性能優(yōu)越。近來,我國的移動通信專家還開發(fā)出數(shù)字擴頻集群通信系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中,每個移動臺都可以作為調(diào)度臺,與作用范圍內(nèi)的其他移動臺組成系統(tǒng),十分適合于井下通信使用;還能成為很好的戰(zhàn)術(shù)集群通信系統(tǒng),在很短的時間內(nèi)組成臨時通信系統(tǒng),傳輸話音和數(shù)據(jù),為部隊的指揮提供很好的通信選擇。集群移動通信系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)點在專用通信領(lǐng)域中始終占據(jù)著重要的地位,今后也將得到更好的發(fā)展。