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挑战传统呼叫模式的PDT集群系统

时间:2012-08-13 来源:  作者:  点击:

集群通信系统是一种用于集团调度指挥的专业移动通信系统,主要应用在各专业域域,历史与实践证明集群通信是专业通信中行之有效的通信手段之一。和普通的移动通信不同,集群通信最大的特点是话音通信采用PTT按键以一按即通的方式接续,被叫无须摘机即可接听,接续速度较快,且最为重要的是能迅速建立群组呼叫,在实际的调度指挥应用中,群组通讯是最为常用的通信手段。

一、集群联网系统的困惑

人们不难发现,集群中最成熟的研究还是基于单基站的模式,引入信令信道及邀请时隙等,在集群模式下,用户被有效的管理,频率资源被共享,用户被赋予多种权限,最大限度的保障调度指挥业务的实现。

但在实际应用中,单基站的覆盖范围有限,以最常用的大区制集群为例,理论上的覆盖半径也只有十几公里,而公安等行业的调度指挥业务,需要全市、全省,乃至全国范围的有效覆盖,集群通信系统逐步发展了多基站联网的应用,将多个集群系统基站结合在一起,构建成统一使用和管理的集群通信系统,在集群系统内,用户在各个基站内自由漫游,无论处在哪个基站,都能建立快速的呼叫,就如同在单个基站下一样的工作。

在多基站联网的集群系统中,人们通常采用与公网移动通信系统类似的方式实现跨基站的呼叫,即用户呼叫模式,通过移动用户漫游登记,确定用户的存在,当呼叫建立时,被叫用户的当前所在基站将被纳入本次呼叫需要建立的范围,当一次群组呼叫的被叫用户分布在若干个基站时,本次群组呼叫将根据上述条件在多个基站建立。

这种传统的呼叫模式,在实际使用中是合理和有效的吗?人们发现,集群系统在较大的范围,较复杂的地形应用时,出现一系列的问题:

◇为每个漫游的用户建立链路合理吗?

◇群组呼叫的区域性很强,需要建立呼叫的区域因暂时没有用户登记,可以不在本次呼叫覆盖的范围吗?

◇在两个相邻的基站,用户会反复的漫游登记及离开,呼叫的稳定性如何保障?

◇在重要的调度指挥中,寻找用户更重要,还是建立有效覆盖的呼叫空间更重要?

二、用户呼叫模式的优点和缺点

呼叫接入控制是无线资源管理的主要内容,合理的呼叫模式能使系统有较好的适应能力,从而最大限度的保障系统的效率。

集群系统最基本的功能是建立语音通信,通话方式包括单呼、组呼、群呼(全呼)等,进行单呼时,系统通常在呼叫建立前进行可靠性检查,以避免被叫用户不能参与时无谓的分配信道资源。当单呼在两个基站间建立时,系统将分配两个基站的各一个信道用于建立话务通道。被叫用户漫游时,则依赖于漫游用户在异地的有效登记,系统根据漫游登记信息,在主叫用户所在的基站,和漫游登记的基站分配信道,建立话务通道。

这种类似于公网的登记和呼叫模式,在单呼中是合理且可靠的。

集群系统的组呼是比单呼更为常用的呼叫方式,按PTT通话的单工模式正是为群组呼设置的,可以说多方通话的群组呼才是集群系统调度指挥的根本所在。

与单呼不同,为了保障在最短的时间内建立呼叫,组呼建立前系统并不作可靠性检查,在单个基站时,组呼在本基站空闲信道直接建立,集群系统的组呼正是通过放弃可靠性检查来保持高效的接续。

但在多基站联网的系统中,由于组内用户可能漫游至其他基站,系统为保证漫游用户参与组呼呼叫,虽然仍不作可靠性检查,但需要检查用户的漫游登记的状况,根据全部的漫游登记信息建立跨多个基站的呼叫,即在组呼中依然延续单呼的用户呼叫模式。

用户呼叫模式在组呼中应用的优点在于,可以保障每一个有效登记的漫游用户参与呼叫,且呼叫覆盖的区域为目标用户有效存在的区域。正是这种看似完美的设计,导致用户呼叫模式被集群系统厂家长期沿用。

但在实际组网使用中,用户呼叫模式至少有以下三个明显的缺陷:

1. 以漫游用户的个人行为为依据,确定呼叫的资源占用具有明显的不合理性,组内成员因公因私导致漫游时,均有可能不需要参与本组呼叫,无谓的占用链路和信道,导致系统资源的浪费。

2. 反之,对于需要参与组呼的漫游用户,因系统以漫游登记为依据,而用户在新基站登记注册需要时间,期间组呼建立时有可能导致该基站不在其范围内,漫游进入该基站的用户不能参与呼叫,这种因用户呼叫模式引起的漏呼,通常不能用呼叫迟入功能弥补。

3. 因为完全倚重漫游登记作为呼叫覆盖的依据,系统对漫游登记信息必须做出即时的反映,时刻更新中央数据库信息,如图2所示,当一个用户M在A、B两个基站间工作时,因建筑物临时阻挡等因素,可能导致用户在两个基站反复登记,A、B基站将登记信息频繁向中央数据库更新,当有N个类似M的用户,且N数只够大时,中央数据库(交换机)出现了“忙乱”现象,并大量占用数据链路。而且上述第二条描述的漏呼现象也不可避免的出现。

集群系统在多基站联网,覆盖地形复杂的区域时,用户呼叫模式带来的组呼问题会明显出现,令用户感觉集群联网系统不好使,呼叫不可靠。

三、用信道呼叫替代用户呼叫模式

基于实际应用的积累和对集群系统工作原理的深刻理解,优能在新的PDT数字集群系统,首次系统地用新的信道呼叫模式,替代传统的用户呼叫模式,用于集群联网系统的群组呼业务,信道呼叫模式基于以下的理论:

1. 极大部分组呼业务与区域相关,区域范围相对固定,并不按漫游用户随意改变。

2. 组呼建立时,对指定区域的有效覆盖比找到组内所有用户更重要。

3. 组呼业务对应区域的基站,即便暂时无本组用户,依然应该建立呼叫,以便迟入用户及时进入,最大限度的保证组呼业务的可靠性。
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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