系統設計
[拼音]:yidong tongxin
[英文]:mobile communication
通訊雙方有一方或兩方處於運動中的通訊。它包括陸、海、空行動通訊。使用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻。
地面行動通訊
地面行動通訊多使用甚高頻和特高頻。這些頻段的電磁波是視線傳播的,因受城市阻擋,形成多徑場。電臺在多徑場內移動時,速度和頻率越高,衰落的頻次就越高,而且因環境而異。接收機的輸入功率常以平均接收功率作為標準,設計時要適當附加功率餘量以起保護作用。行動式電臺的移動速度慢,雖然處在多徑場內,但只要略為變動位置或改變高度即可保證通訊。
地面移動電臺多用調頻制。其優點是抗噪聲效能好,但當輸入載波噪聲比低於門限值時便難以通訊。行動通訊調頻機的頻道距離規定為 25千赫、 中頻頻寬為16千赫、音訊頻寬僅為2.7千赫(300~3000赫)最大頻偏為±5千赫,這時,門限載波噪聲比在6分貝以上。
隨著積體電路的發展,行動式電臺已從揹負式發展為手持式和口袋式。手持式電臺可採用駐極波話筒抗外界干擾,用語言開關代替手動開關。手持(或口袋)式電臺用於工廠、礦山、海上油田等排程時,天線可裝在安全帽上,發射功率為1毫瓦時通訊距離達30~50米。它也可用於公安、海關、救災、建築施工等,採用鋼筆式無線電話筒時還可用在舞臺和小型會場中。
地面行動通訊網
蜂窩狀行動通訊網(圖1)是典型的地面行動通訊網,它按正六邊形將無線通訊區分割成若干個相鄰的區。每一正六邊形的中央有一基臺(中心臺),基臺(天線)不應偏離正六邊形中心R/4,R 為正六邊形的外接圓的半徑。相鄰的正六邊形不能使用相同的頻率,只有在兩基臺相距6R(即相距兩個正六邊形蜂窩)時,才能重複使用同頻。各基臺通過地面線路與移動交換局相連,這些移動交換局又和普通的電話交換局連線。移動交換局執行交換和控制功能,除話路外,它還有作控制用的信令(亦稱訊號)通道以尋呼使用者、分配通道、變更通道和切斷通話等。
若同某行動電話機通話,移動交換局則向全網發出呼叫,被叫話機收到後,在信令通道中作出回答。移動交換局接收到回答後,將一個電話通道分配給該話機,並從此話路通道中傳送一信令使其振鈴。
網中的頻率安排,可避免鄰路干擾,能提高頻率利用率,因而在分配的有限頻段內能設定更多的通道。發射機與正六邊形區域的大小相適應,因而使用的功率不大。
一般將通訊半徑為2~5公里的網稱為小網,通訊半徑為5~15公里的網稱為中網,通訊半徑達15公里以上的網稱為大網。在中小城市或大城市郊區,如不超過1萬個使用者,一般使用中網。
排程電話
用於控制各種車輛的排程系統。排程人員通過共用的無線電通道控制整個車隊,並收聽所有車輛傳送的資訊。在一般的排程系統中,一個司機可以聽到排程人員發給所有其他司機的資訊。如果採用比較複雜的選址技術,便可避免這種現象。在多數排程系統中,各使用者都只能與排程人員單獨通話,但有些也可用一條公共通道實現使用者之間的通訊。
尋呼系統
向移動中的使用者提供單向通道,使用者有一個放在口袋中的小型尋呼器(俗稱呼叫鈴)。尋呼器只能收不能發,而且只對自身的號碼起反應。當用戶被呼叫振鈴後,可用就近的電話機詢問主叫話機的號碼,然後與對方通話。新型尋呼器已有顯示主叫話機號碼和聽到對方聲音的功能。尋呼系統對於尋找經常在外活動的使用者十分方便,例如通過它可以很快找到維修和服務人員。一些尋呼系統通訊距離較遠,可在象全歐洲那樣大的區域內尋呼。
航海通訊
遠端航海通訊,如船對岸、船與船之間的通訊,以前均採用中頻和高頻調幅。按國際規定,為節約頻譜,1982年以來遠洋通訊均改用單邊帶調製。單邊帶在邊際靈敏度(此時音節清晰度為53%,句可懂度為95%)上的系統增益比調幅高5~6分貝。但要達到這一點,須在單邊帶機中採用連線壓擴器(圖2)。
為了使壓縮後的單邊帶電話在傳播中不受衰落的影響並在接收端能按原壓縮的規律來擴充套件,就須送出一代表壓縮量的資訊,一般用頻率的變化量來表徵幅度的壓縮量,這是根據訊號傳輸時幅度會衰落,但頻率的變化卻不受衰落影響這一原理完成的。對於短波單邊帶,頻道間隔被限制在3千赫以內,因此必須將話音訊譜限制在2400赫以下。若不計噪聲,此時仍可得到99%的句可懂度。另把2500~2700赫頻段用來傳輸表徵幅度壓縮量的調頻資訊。在收信端,單邊帶解調後用濾波器將這兩個頻段的資訊分開,用鑑頻器將調頻資訊變為幅度資訊來控制擴充套件器。經海洋試驗證明,加了連線壓擴器的系統通訊距離約增加三分之一。
航空通訊
航空站進出的飛機很多,航空通訊的干擾嚴重,因此抗干擾是航空通訊的一個重要問題。在設計中多采用保護比的概念。由於干擾的變化很大,可根據不同的頻段、地域和裝置型別逐項統計其干擾值,所得的平均干擾值乘以保護常數確定出干擾極限值,據此可求得訊號的最小值。國際上根據大量統計規定了干擾極限值。例如,規定甚高頻通話的場強應大於70微伏/米。它比一般甚高頻視距通訊要高,只有這樣才能保證航空通訊的安全。
地面行動通訊,航海通訊和航空通訊均可利用衛星轉發訊號。美國發射的“應用技術衛星”(ATS)1、2和6號對三種行動通訊做了大量試驗工作。國際航海通訊衛星組織(INMARSAT)的全球性航海衛星通訊系統已從1982年起開通業務。它能為海船、海上石油鑽臺等水上目標與岸站間的遠端電報、電話和資料通訊提供可靠和高質量的傳輸手段。