大区制和小区制是集群通信的两种体制,集群通信以其“灵活的分组调度、迅捷的接续速度、保密的话音通信、智能的网络化管理、高效的频谱利用和优良的资源共享”等技术优势已经普遍被人们接受,并将其作为无线通信指挥调度的主要手段。而大区制以其非常明显的优势作为集群通信的主要体制。
名称大区制
类别集群通信
体制特点
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1.只有一个基站,服务(覆盖)面积大,因此所需的发射功率也较大;
2.大区制多用于专用网或小城市的公共网;
3.由于只有一个基站,其信道数有限(因为可用频率带宽有限),因此容量较小,一般只能容纳数百至数千个用户。
名次概述
在一个比较大的区域中,只用一个基站覆盖全地区的;单工或双工工作,单信道或多信道。
体制优势
第一,分析集群通信系统的使用对象。集群系统作为无线指挥调度的手段,其主要应用对象都是一些专业部门,如公安、部队、厂矿、港口、码头以及近来兴起的城市应急联动部门,这些部门的专用集群网所需的覆盖范围也不一样。公安网和城市应急联动部门的网络应该至少覆盖整个城市,有的公安网还需要覆盖整个地区或整个省,因为公安部门经常有跨市、县的无线指挥调度需求,如执行重大的警卫任务等。部队的集群系统一般用于军事训练,军事训练的范围也较大,所以也需要大范围的覆盖。而厂矿、港口、码头等部门作为生产调度使用的集群系统覆盖范围就不需要很大,通常覆盖一个厂区即可。
在地势较平坦的城市中,大区制的集群系统覆盖半径可以达到15公里以上,小区制的集群系统覆盖半径通常小于5公里。这样,一个中等的省会级城市如果采用大区制建设集群网,那么建设2-3个基站就可以满足整个城区的覆盖要求,如果采用小区制建网,至少要建设10个基站。
北京为2008年奥运会而建设的TETRA集群网共建设了近100个基站来覆盖北京五环以内城区,如果采用大区制的方式建设,10多个基站就可以达到同样的覆盖效果。当然,对这两种方式进行比较的前提是二者应该采用相同的频段。
第二,分析集群系统主要的使用功能需求。集群系统在功能上最大的需求是“组呼”的呼叫。集群通信中“组”的成员数量是没有限制的,所以在“组呼”呼叫中,系统控制器是不能对被叫组员做有效性(是否开机、是否在服务区等)检查的。这不同于“单呼”的一对一呼叫,这种呼叫是可以对被叫用户做有效性检查的。由于“组呼”不检查组员的有效性,所以它的接续速度更快。
多基站的集群系统对跨基站“组呼”呼叫的处理,一般是先设定每个“组呼号码”呼叫时参与的基站,在“组呼”发起时,系统控制器在设定的基站分配“组呼”通话信道,然后将多个“组呼”通话信道交换联接。
对于公安集群通信网或城市应急联动集群通信网,在发生突发事件时,指挥部门需要对全城区各警种或各部门进行统一调度,往往被调度人员在全城区各处都有分布,这时如果采用小区制系统(假设该城市有20个基站),那么这20个基站都要分配信道,然后系统控制器再将这些信道互联,这在技术上是可以实现的,但稳定性不好考证。如果采用大区制(假设该城市有3个基站),那么每个基站分配一个信道,只有3个信道就可以实现全市的组呼呼叫,这种方式实现非常简单,并且十分稳定。
第三,分析系统的建设成本和维护成本。大区制系统基站建设数量少,基础设施投入少,相应的链路设备投入也少,同时投入的维护成本也少。
专网行业对无线通信系统的投入往往都是有限的,根据中国的国情,一个地市级的公安局如果建设一套数字集群通信网络,整个投资不会超过几百万(包含终端设备)元人民币。专业技术人员的配备一般只有几人,有的地方只有1-2人。如果建设一套20个基站的小区制系统就要有20个机房、20座铁塔、20套中继链路,这样一套系统无论从财力还是人力上都是不符合国情的。相反建几个基站的大区制系统,情况就简单得多。
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