大區制

大區制

大區制是移動通信網的區域覆蓋方式之一,一般在較大的服務區內設一個基站,負責移動通信的聯絡與控制。其覆蓋範圍半徑為30km~50km,天線高度約為幾十米至百餘米。發射機輸出功率也較高。在覆蓋區內有許多車載台和手持台,它們可以與基站通信,也可直接通信或通過基站轉接通信。一個大區制系統有一個至數個無線電信道,用戶數約為幾十個至幾百個。另外,基站與市話有線網連線,移動用戶與市話用戶之間可以進行通信。這種大區制的移動通信系統,網路結構簡單、所需頻道數少、不需交換設備、投資少、見效快,適合用在用戶數較少的區域。

簡介

基站
在一個比較大的區域中,只用一個基站覆蓋全地區的移動通信覆蓋方式。因為只有一個基站,服務(覆蓋)面積大,因此所需的發射功率也較大;大區制多用於專用網或小城市的公共網;由於只有一個基站,其信道數有限(因為可用頻率帶寬有限),因此容量較小,一般只能容納數百至數千個用戶。

主要特點

優點

基地台組成單一,設備少而便宜,網路結構簡單,成本低,不需無線交換,直接與PSTN相連。

缺點

覆蓋範圍有限
系統容量受限
系統設備受限

區域劃分

大區覆蓋區域的劃分決定於系統的容量、地形和傳播特性。大區覆蓋區半徑的極限距離應由下述因素確定:
在正常的傳播損耗時,地球曲率限制了傳輸的極限範圍;
地形環境影響,例如山丘、建築物等阻擋,信號傳播可能產生覆蓋盲區;
多徑反射干擾限制了傳輸距離的增加;
基站發射功率增加是有限的,只能增加很小的覆蓋距離;
移動台MS發射功率很小,上行(MS至BS)信號傳輸距離有限,所以上行和下行(BS至MS)傳輸增益限制了BS與MS的互通距離。

傳輸增益

移動台發射功率小是決定大區制系統覆蓋區大小的主要因素,上下行增益差可達6-12dB以上。減小增益差的措施有:
設定分集接收台。
基站採用全向天線發射和定向天線接收,可以獲得8-10dB的增益。
基站用分集接收的天線配置。
提高基站接收機靈敏度。
在大的覆蓋範圍內,用同頻轉發器掃除盲區。

套用範圍

適合於中、小城市等業務量不大的地區或專用通信網。

集群系統套用

適用對象

集群系統作為無線指揮調度的手段,其主要套用對象都是一些專業部門,如公安、部隊、廠礦、港口、碼頭以及近來興起的城市應急聯動部門,這些部門的專用集群網所需的覆蓋範圍也不一樣。公安網和城市應急聯動部門的網路應該至少覆蓋整個城市,有的公安網還需要覆蓋整個地區或整個省,因為公安部門經常有跨市、縣的無線指揮調度需求,如執行重大的警衛任務等。部隊的集群系統一般用於軍事訓練,軍事訓練的範圍也較大,所以也需要大範圍的覆蓋。而廠礦、港口、碼頭等部門作為生產調度使用的集群系統覆蓋範圍就不需要很大,通常覆蓋一個廠區即可。
在地勢較平坦的城市中,大區制的集群系統覆蓋半徑可以達到15公里以上,小區制的集群系統覆蓋半徑通常小於5公里。這樣,一個中等的省會級城市如果採用大區制建設集群網,那么建設2-3個基站就可以滿足整個城區的覆蓋要求,如果採用小區制建網,至少要建設10個基站。 北京為2008年奧運會而建設的TETRA集群網共建設了近100個基站來覆蓋北京五環以內城區,如果採用大區制的方式建設,10多個基站就可以達到同樣的覆蓋效果。當然,對這兩種方式進行比較的前提是二者應該採用相同的頻段。

功能需求

集群系統在功能上最大的需求是“組呼”的呼叫。集群通信中“組”的成員數量是沒有限制的,所以在“組呼”呼叫中,系統控制器是不能對被叫組員做有效性(是否開機、是否在服務區等)檢查的。這不同於“單呼”的一對一呼叫,這種呼叫是可以對被叫用戶做有效性檢查的。由於“組呼”不檢查組員的有效性,所以它的接續速度更快。 
多基站的集群系統對跨基站“組呼”呼叫的處理,一般是先設定每個“組呼號碼”呼叫時參與的基站,在“組呼”發起時,系統控制器在設定的基站分配“組呼”通話信道,然後將多個“組呼”通話信道交換聯接。 對於公安集群通信網或城市應急聯動集群通信網,在發生突發事件時,指揮部門需要對全城區各警種或各部門進行統一調度,往往被調度人員在全城區各處都有分布,這時如果採用小區制系統(假設該城市有20個基站),那么這20個基站都要分配信道,然後系統控制器再將這些信道互聯,這在技術上是可以實現的,但穩定性不好考證。如果採用大區制(假設該城市有3個基站),那么每個基站分配一個信道,只有3個信道就可以實現全市的組呼呼叫,這種方式實現非常簡單,並且十分穩定。

系統成本

大區制系統基站建設數量少,基礎設施投入少,相應的鏈路設備投入也少,同時投入的維護成本也少。 專網行業對無線通信系統的投入往往都是有限的,根據中國的國情,一個地市級的公安局如果建設一套數字集群通信網路,整個投資不會超過幾百萬(包含終端設備)元人民幣。專業技術人員的配備一般只有幾人,有的地方只有1-2人。如果建設一套20個基站的小區制系統就要有20個機房、20座鐵塔、20套中繼鏈路,這樣一套系統無論從財力還是人力上都是不符合國情的。相反建幾個基站的大區制系統,情況就簡單得多。

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