集群通信的工作方式及其信令簡介<

　　一、集群方式

　　在一個多信道調(diào)度無線系統(tǒng)中，“集群”是指向正在申請服務(wù)的用戶自動分配信道，調(diào)度無線信道的集群基本技術(shù)方法有以下幾種：

　�。�、信息集群

　　使用信息集群（亦稱消息集群），在整個調(diào)度通話期間，給它分配一條無線信道。從移動臺按鍵開始，中繼站�熁�站�犚�經(jīng)過６到１０秒“脫離”時間才能完成信息集群。如果在這脫離時間內(nèi)有別的移動臺或調(diào)度員起動另外的信息傳輸，則仍保持原先的信道分配。這種技術(shù)效率低，因為在傳輸時間內(nèi)若沒有信息傳輸時仍然分配信道，并且在每個信息結(jié)束后的６秒“超時”內(nèi)信道仍然被分配。

　�。�、傳輸集群

　　傳輸集群又稱發(fā)射集群。在“純正”傳輸集群中，僅對單一半雙工無線傳輸期間分配信道。因為半雙工操作一般需要在移動臺的用戶壓下和釋放“按講開關(guān)”按鈕；當用戶按鍵時，可把檢測到的一個確定而可靠的“傳輸結(jié)束”信令發(fā)送到基站控制器，這個信令可用來指示該信道可以再分配使用�；�站接到該信令之后收回信道并將該信道分配給其它用戶使用。所以在傳輸集群方式中不會由于通話暫停而仍然占用信道，浪費信道的使用，從而提高信道利用率。該通信方式中，通話雙方每次按下ＰＴＴ鍵，所分配到的通話是隨機的。所以，每一個完整的通話過程可能要分幾次在幾個不同的信道上完成。這就有利于通話保密。但這種方式一旦通話完成，ＰＴＴ鍵釋放，分配的通話信道就丟失而給其它用戶使用，如果用戶消息內(nèi)有延遲就可能導致通話不連續(xù)，完整性差的缺點。

　�。�、準傳輸集群

　　在相當于系統(tǒng)“忙時”的非常高的信道負載上，純粹的傳輸集群系統(tǒng)中存在用戶消息內(nèi)部延遲的可能性。因為每單個信息傳輸必須獲得一個新的話音信道分配，這些延遲是極不好的，并導致消息連續(xù)性被中斷。因此就出現(xiàn)了上述“純”傳輸集群的修改型，稱之為“準傳輸集群”，準傳輸集群兼顧消息集群和傳輸集的優(yōu)點，縮短了集群站“脫網(wǎng)”時間，該時間連同移動臺發(fā)送傳輸結(jié)束信令在內(nèi)為０．５－１秒。在準傳輸系統(tǒng)中，一旦開始接入信道，兩個電臺可迅速建立通話而不會“脫離”話音信道，因而，具有小的信息延遲。

　　二、不同信令及形式

　　集群通信就是多個用戶共用少數(shù)幾個無線信道。為了確保通信中的保密和有秩序，保證系統(tǒng)有機協(xié)調(diào)地工作，系統(tǒng)必須要有完善的控制功能并遵循某些規(guī)定。這樣就需要一些用來表示控制和狀態(tài)的信號及指令。

　　為了將集群通信系統(tǒng)中用于通話的有用信號區(qū)別開來，我們把話音信號以外用于控制系統(tǒng)正常工作的非話音信號及指令系統(tǒng)稱為“信令”。各種各樣的信令組合成集群通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)，它可以稱為集群通信系統(tǒng)的神經(jīng)。由信令系統(tǒng)可決定集群通信系統(tǒng)功能的好壞，信令系統(tǒng)復雜是移動通信系統(tǒng)與普通通信系統(tǒng)的重要區(qū)別，同時，集群通信系統(tǒng)為了實現(xiàn)其強大的調(diào)度功能，信令系統(tǒng)會更加復雜。

　　集群通信系統(tǒng)的信令主要有下列兩種分類方式：一是按信令功能可分為控制信令、選呼信令、撥號信令三種；另一種是按信令形式分類，可分為模擬信令和數(shù)字信令兩大類。

集群通信系統(tǒng)中控制技術(shù)包括空閑信道的檢測以及通話信道的指配和控制，利用微處理機的通信控制等。控制和信令是不可分的。一種性能優(yōu)良的信令系統(tǒng)將會大大提高整個集群通信系統(tǒng)的效率。對信令的要求主要是便于無線傳輸，實現(xiàn)起來簡單，組合數(shù)量多，且與市話兼容性好等。

　�。�、三種不同功能的信令

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　　控制信令用來控制基地臺與移動臺之間信道的連接、斷開以及移動臺無線信道的轉(zhuǎn)換。此外，還用來作為監(jiān)控和狀態(tài)顯示。它包括各種狀態(tài)監(jiān)視信號、空閑信號、分配信道、拆線、強插、強拆、限時、位置登記、遙斃、報警信令等�？刂菩帕羁梢岳�用專用信令信道傳輸，也可以通過話音信道傳輸。

　　（２）選呼信令

　　選呼信令用來控制移動臺按自己的身份碼接入系統(tǒng)，它包括單呼、組呼、群呼信令等。一個集群通信系統(tǒng)擁有許多移動用戶，為了在眾多用戶中呼出其中某一用戶而不至造成一呼百應的狀態(tài)，給每個移動臺規(guī)定一個確定的地址碼，其他控制臺按照地址碼選呼，這樣就可建立與該移動用戶的通信。對選呼信令的要求是，組成簡單，而且能獲得盡量多的號碼數(shù)，同時又要求可靠性高，抗干擾性能好。

　�。ǎ常�撥號信令

　　撥號信令是移動用戶通過基地臺呼叫另一移動用戶或市話網(wǎng)用戶而使用的信令。因此要求撥號信令與市話網(wǎng)具有兼容性，并適于在無線信道中傳輸。

　�。病�兩種形式的信令

　�。ǎ保┠�擬信令

　　利用模擬信令實現(xiàn)集群控制，一般情況采用ＤＴＭＦ信令、ＣＴＣＳＳ信令、五音調(diào)信令等，它們可以單獨使用，亦可以幾種搭配混和使用。

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　�。模裕停菩帕钍且环N雙音多頻信號，它在市話程控交換機上被廣泛使用。它是一種帶內(nèi)信令，即在３００－３４００Ｈｚ音頻范圍內(nèi)，選擇８個單音頻率，分為高頻率群（４個或３個頻率）和低頻率群（４個頻率），每次從高頻率群和低頻率群各取出一個頻率，由高低兩個頻率信號疊加在一起構(gòu)成一個ＤＴＭＦ信號。

　　在集群通信系統(tǒng)中，ＤＴＭＦ信號用作系統(tǒng)的識別、撥號、控制以及狀態(tài)等各種信令。在集群通信系統(tǒng)中，目前還沒有統(tǒng)一規(guī)定ＤＴＭＦ雙音多頻信令的具體定義，大部分生產(chǎn)廠商都有自己的設(shè)定，實際中可根據(jù)具體設(shè)計，對已使用的信號種類適當增減。特殊功能信號，如縮位撥號、呼叫轉(zhuǎn)移信號等，可自行規(guī)定，但不能與之相矛盾。通�？蓞⒖嘉覈�移動通信９０系列標準《中小容量自動撥號無線電話系統(tǒng)》中關(guān)于ＤＴＭＦ雙音多頻信令的統(tǒng)一規(guī)定。

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　　這種信令是指亞音頻控制靜噪選呼信令，又稱為音鎖或單音靜噪。它是多個通信系統(tǒng)公用一個信道，為防止互相干擾而使用的一種亞音頻信令。它還可以有效地防止非法用戶進入系統(tǒng)。

　�。茫裕茫樱有帕钍窃诎l(fā)射載波上疊加低電平亞音頻單音，每個系統(tǒng)有自己特定單音，用戶每次呼叫開啟發(fā)射機時使發(fā)出該頻率的單音，并在整個通話期間持續(xù)發(fā)送。在簡單的集群通信系統(tǒng)中，常用該信令實現(xiàn)組呼或作為系統(tǒng)識別音。

　　五音調(diào)信令

　　五音調(diào)信令屬于單音順序編碼信令。ＣＣＩＲ規(guī)定五音調(diào)非序碼單音頻率穩(wěn)定度應優(yōu)于±５×１０－３，標準碼長時間為１００±１０ｍｓ，碼字之間不間斷排列，間斷誤差時間約為２０ｍｓ。

　�。ǎ玻�數(shù)字信令

　　數(shù)字信令是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而飛速發(fā)展起來的，數(shù)字信令由于傳輸速度快、組碼數(shù)量大，便于集成化，可以使設(shè)備小型化，近幾年在集群通信系統(tǒng)中被廣泛應用。

　　數(shù)字信令大體可分為低速和高速兩類。低速數(shù)字信令要進行兩次調(diào)制，第一次調(diào)制在一個或幾個音頻頻率上，在無線信道中仍以模擬方式進行第二次調(diào)制。高速信令一般是直接調(diào)制在無線信道上，由于速度較高，通常采取多次重發(fā)和較復雜的糾錯編碼方法，以解決傳輸中出現(xiàn)的差錯問題。

　�。�、數(shù)字信令規(guī)約

　　在這里簡單介紹一下ＭＰＴ－１３２７數(shù)字信令。

　�。停校裕�１３２７：集群系統(tǒng)信令標準規(guī)約。這個標準是經(jīng)英國貿(mào)易工業(yè)部、英國郵電部、１１家制造工廠、２個用戶協(xié)會，經(jīng)１９８２年、１９８３年和１９８４年三年的三次討論，于１９８５年公布。它在世界上已標準化和公開化，ＭＰＴ－１３２７是一種承前啟后的標準，世界上許多國家和公司都采用這種信令開發(fā)了各種集群移動通信系統(tǒng)。通常ＭＰＴ－１３２７數(shù)字信令是利用專用信令信道傳輸。

　�。停校裕�１３２７是一種為集群專用陸地移動通信系統(tǒng)應用的信令標準。它規(guī)定了集群系統(tǒng)控制器和用戶無線單元之間的通信協(xié)議準則。該信令中還包括長、短數(shù)據(jù)信息，可用來直接傳輸 協(xié)議準則。ＭＰＴ－１３２７標準可用于實現(xiàn)多種系統(tǒng)，這些系統(tǒng)小到只有幾個無線信道（單信道也可），大到可以由多個集群系統(tǒng)控制器組成的網(wǎng)絡(luò)。

　�。停校裕�１３２７信令系統(tǒng)協(xié)議提供了廣泛的用戶設(shè)備和系統(tǒng)選擇。但可以實現(xiàn)一部分適當?shù)膮f(xié)議，也可以再將新的規(guī)定加入到協(xié)議中，因而信令系統(tǒng)具有很強的可擴充性。

什么是集群通信

　�。保�相關(guān)介紹

　　在競爭日益激烈的當今世界，要站有一席之地，無可否認通訊是一個越來越重要的因素。眾所周知，高品質(zhì)的通訊條件是完成流暢、高效、令人滿意的工作的關(guān)鍵所在，也是對公司、組織的資產(chǎn)或是生產(chǎn)力的優(yōu)化。

技術(shù)是不斷前進的。使用ＭＰＴ１３２７信令的集群通信技術(shù)就是一項既簡單，效率又高的技術(shù)。

　　在傳統(tǒng)的非集群通信系統(tǒng)里，不同的用戶群在不同的無線電頻率或是信道上操作。使用一個系統(tǒng)的用戶群數(shù)量往往都會超過系統(tǒng)提供的信道數(shù)量。如此一來，一些用戶群就不得不共用一個信道。

　　作為無線電用戶，你是否曾有過要想方設(shè)法地進入一個老是被占用的無線信道的經(jīng)歷？沒有什么比無聊的等待更讓人惱火的了。而在苦苦地等待之后，常常是被另一個信號更強的用戶搶在了前面！

　　即使系統(tǒng)增加了更多的信道，但在實際工作中要通知所有用戶改變信道仍然十分費事。這樣做會使用戶感到厭煩，對無線電通訊系統(tǒng)失去信心。

　�。玻�集群通信系統(tǒng)

　　在集群通信系統(tǒng)里，智能系統(tǒng)會把用戶引向空余的信道。用戶無須擔心信道是否被占用，只需要注意實質(zhì)性的通信問題：發(fā)出信息就行！

　　在雙向無線電通信中，集群指的是：在大量的無線電用戶之間對少量的信道進行自動高效的分配。

　　對集群通信背后的技術(shù)還可作一個深入的了解。幾乎所有人都用到過它的原理，只是沒能意識到。其實集群技術(shù)已在公共電話網(wǎng)絡(luò)中使用過多年了。如通話是在跨城市的用戶之間進行，呼叫是通過專線發(fā)送，作為用戶，不用費事去選擇線路，需要做的只是撥號，該城市的自動電話局會自動找出一條空余的線路來。當通話結(jié)束，電話掛斷之后，這條線路又釋放出來供其他用戶使用了。

　　換種說法，系統(tǒng)會把有限的線路配給大量的用戶。

　　在電話集群里，用戶只消撥號，轉(zhuǎn)換站分配線路，隨后通話就可實現(xiàn)。

　　在無線電集群通信里，用戶要求進行通話，集群控制器就會分撥出一個信道，使通話能夠進行。如果一個用戶要和另外一個用戶或用戶群通話，系統(tǒng)會為其呼叫給出一個空余信道，通話結(jié)束之后，信道又會讓給其他用戶使用。上述原理就是集群。

　　隨著微處理器的應用，使集群在無線電系統(tǒng)里的發(fā)展成為可能。微處理器使移動和便攜無線電設(shè)備也和系統(tǒng)的集群控制器一樣，有了足夠的計算能力。集群控制器是集群通信系統(tǒng)的中心，是系統(tǒng)內(nèi)所有工作的管理元件。它接受你的通話請求，對其進行處理，并建立連接。它能記錄下所有的通話，并提供重要信息，提高系統(tǒng)在工作中的效率。

　�。常�集群的優(yōu)勢

　　在無線電通訊中使用集群技術(shù)有很多優(yōu)勢，為用戶提供了很多方便條件。實際上集群的好處還有更多：

　　頻譜效率

　　服務(wù)等級意味著在使用高峰時段，用戶進入信道之前會有一段等待時間。

　　無線電集群要求高效的頻譜。影響集群譜效率的主要因素有兩個：一是所有無線電用戶占用了所有信道，二是當出現(xiàn)通話要求時沒有空余信道存在。集群控制器總是要保持在有需求時能分配信道。無線電頻率和頻譜管理都是當今商務(wù)世界的重要準繩。通過對可用頻譜的優(yōu)化，可以讓更多的用戶使用上這個系統(tǒng)，并享受更高檔次的服務(wù)。

　　在很多國家，政府機構(gòu)下令，新的頻譜分配只為使用集群技術(shù)的系統(tǒng)服務(wù)。這讓我們看到了集群通信獨有的優(yōu)勢��

　　保密性

　　在集群通信通訊系統(tǒng)下，用戶只會聽到自己的通話，因為該信道是歸自己單獨使用的。在其他所有時間，他們的無線電通信處于靜默狀態(tài)。當有專門的信道被分撥出來，集群通信系統(tǒng)里通訊開始進行的時候，別的用戶是聽不到他們的語音對話的。如果系統(tǒng)元件支持的話。通過數(shù)字話音加密，可使集群系統(tǒng)的保密性進一步提高。

　　系統(tǒng)的可靠性

　　在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中要想通過專門的信道進行通訊，會出現(xiàn)信道錯誤。除非在有信道可用時，通話雙方的用戶都預先知道該轉(zhuǎn)換到哪個信道去，否則通話不能進行。但在集群通信系統(tǒng)里不會出現(xiàn)這種情況。如果有中繼站出故障的話，集群控制器就會作出記錄，不再讓這個中繼站再進行信道工作，直到它被修復或是故障消失。

　　由于用戶在需要的時候總是能得到信道配給，并且任何用戶群都不是固定使用一個單一的信道，所以一個信道出了故障一般不會有太大的影響。

　　系統(tǒng)控制

　　集群控制器，以及便攜和移動無線電設(shè)備都是由微處理器支持的。微處理器使系統(tǒng)的無線電工作能得到有效控制。系統(tǒng)的所有信道是被所有用戶共享的，不會出現(xiàn)用戶通訊要求未滿足而信道空余的現(xiàn)象，因此，更多的用戶都能用上該系統(tǒng)。更多的用戶也就意味著更大的利益和更高質(zhì)量的服務(wù)。單個信道增加了用戶，對信道數(shù)量的要求就會降低。

　　共同語言

　　要讓集群控制器能夠和個人的移動及便攜無線電設(shè)備進行對話，并相互領(lǐng)會，它們必須有一種共同語言。這要通過交換信息電文來實現(xiàn)。支配電文的語言即是“主干協(xié)議”�，F(xiàn)在市場上已有了好幾種“主干協(xié)議”。一些是官方性質(zhì)的，另一些來自集群通信系統(tǒng)的制造廠商。官方所支配的是“公開的”，而廠商支配的則享有“專利權(quán)”。

　　例如，英國標準ＭＰＴ１３２７信令就是一個公開協(xié)議，現(xiàn)在全世界很多地方都已在使用，包括東歐、西歐、非洲、中東、拉美和美國。廠商提供的私有性協(xié)議則無固定國家范圍。

摘自《通信世界報》