信息产业部电子科技委 李进良
上个世纪80年代在日本以不到3年便突破100万台的惊人速度发展起来的无中心个人通信电台，为什么会在日本以这样高的速度接连翻番呢？当时，分析这种体制具有无中心控制组网、数字选呼自动接续各个用户、多信道共用自动选取空闲频率等三大特点。其所组单区单工网络，既可几户至几十户的小容量，也可以几百户至几千户的中容量；而且投资相当节省，建网非常简便，接续特别快捷。何以这种电台如此富有弹性和魅力？主要因为从设计技术上利用了当时刚刚兴起的微机技术和数字技术于无线通信，才得以充分发挥广播信道的潜能，将传统对讲机的一呼百应发展为单呼、组呼和全呼等多种适用功能。
1．什么是无中心控制组网
有线通信是线通信，每个用户要和任何一个其他用户通信，就必须有线路连到该用户，n个用户所需的连线高达n(n-1)/2，线路数几乎是用户数的平方关系上升，如果1000个用户要彼此都能通信，就需要近似50万条线，工程实施所需的投资很难令人接受！怎样才能不要这么多线呢？于是产生了“中心”的概念，n个用户分别连1条线到中心，当用户1要与用户m通信时，在中心处临时连起来，通完后拆线，所需的连线只要n条就够了，这就是交换接续控制中心。
无线通信是从有线通信发展而来的，人们往往习惯于利用已有的概念来思考，沿着现成的道路向前行。在陆地移动通信领域的公众蜂窝电话系统、专用调度系统和无线寻呼系统，在组网中，它们有共同之处，即都需要建设交换控制中心和多个基站等网络基础设施，各移动台拨号都要通过中心来指配空闲信道，进行选择呼叫而实现电路接续。移动用户越多，交换接续控制中心就越复杂，基站也越多，因此，建网投资也越大。
而无线通信是面通信，1个电视广播电台覆盖了一大片地区，家家都可收听。1个无线电台亦然，在射频功率可能达到的区域内许许多多用户都可与之通信，这种一呼百应式的广播信道，好处是不用铺设n(n-1)/2条线，无须交换接续控制中心。缺点是不管你乐意不乐意，开机就得收听。怎样才能使需要通信的双方或多方能通，而不需要通信的用户不通呢？于是产生了“选址”的技术。怎样才能充分利用可能指配的若干信道以满足尽可能多的用户同时通信的需求呢？也就是如何提高频谱效率的问题，于是产生了“多信道共用”的技术。只有这两个技术课题获得圆满解决，才能实现无中心控制组网的设想。
无中心控制(without central control)的定义指不采用交换控制中心的集中控制，而由各移动台或固定台分别设定无线通信链路的分散控制方式。
通常有中心组网的交换控制中心和基站等网络基础设施约占全部投资的一半，手机和车载台等移动终端也占全部投资的一半；另外控制中心需要进行机房的基建安装，还需要值机维护人员。而无中心组网既节省了一半投资，也不用基建安装和值机维护。特别是对于那些只有几个或几十个移动用户的小单位，而且分布在并不辽阔的3公里半径范围，只要买几部或几十部电台，便可组成一个专用调度网。既不用申请频率，也不用兴师动众安装调试；既省钱又省事，这就是此种体制得以迅速发展的主要原因。
2．怎样选择呼叫
传统对讲机采用类似广播信道的一呼百应方式；不管是否呼叫你，也不管你是否愿意，都得开机守侯。为解决这一使人烦恼的问题，发展了选择呼叫的技术，用以选定需通信的对方电台。要想识别每个用户，就需要有不同的用户识别码，形成可以互相区别的选呼信令。当前使用的选呼信令主要有音频信令和数字信令两大类：如公众对讲机所用的连续单音控制静噪（CTCSS），便是音频信令。而无中心系统使用的数字信令，用户识别码由两部分组成：第一部分为省识别码，该码由8比特构成2组HEX码；第二部分为该省辖区内的用户识别码，该码由20比特构成5组BCD码。
无中心组网所用数字信令与音频信令比较，具有下列优点：
(1) 编码容量大：每省市内5位数字号码的容量有10万个，全国即达320万个，而信令的组成仅“0”和“1”两种码，比较简单。音频信令中的CTCSS制虽然容易实现，但需要37个亚音频，也就最多只可呼叫37个不同用户；双音多频（DTMF）制虽可编出上百万个识别号码，但需7种不同的单音。
(2) 接续速度快：无中心数字信令的传输时间不到0.2秒；而DTMF仅传输5位号码约需4秒，五音顺序制约需3秒。
3．如何实现多信道共用
传统对讲机的频率指配采用每个用户占有一个信道的工作方式。为解决信道有限而用户日益增多的矛盾，考虑用户不是整天占用信道，只是在需要通信时，才短暂占用信道，最初的解决办法为：若干用户共用一个信道。无中心组网进一步改变为若干用户共用多个信道。即共用1个控制信道，158个通话信道。
当有中心组网时，哪一个频率已经启用，哪一个频率尚属空闲，控制中心都是一清二楚的，因此，控制中心只要将空闲信道指配给各个移动台就行了。
而无中心组网时，每个移动台事前并不知道有哪些频率已被占用，因此，便有一个检测空闲信道再加以指配的问题。该系统是应用无三阶互调法改变频率搜索载波的方式，当跳变到某一频率，接收机的输入电平高于1μV的门限电平，或者低于门限的状态持续不到1秒钟，即认为此频率已被占用，就可跳变到另一频率，继续检测空闲信道。当跳变到某一频率，接收机的输入电平小于1μV的门限电平，而且这种低于门限的状态持续1秒钟，即认为此频率是空闲，就可通过控制信道用数字信令指配此空闲信道。
经分析计算，1个控制信道和158个通话信道在一个3公里半径的区域内，为3000个移动用户进行调度业务，服务质量是能满足要求的。说明此种体制与传统方式比较，频谱效率大大提高，同样的带宽，可以为十几倍至上百倍的用户服务。
4．无中心手机在我国未来的发展前景
综上所述，无中心体制具有三大特点：
(1) 将控制中心的集中控制转化为移动台的分散控制，省去了结构复杂、造价高昂的网络基础设施，可节约一半建网投资。
(2) 5位数字选呼解决了一个省内10万用户的识别地址，加快了接续速度。
(3) 多信道共用，自动选取空闲信道，大大提高了频谱效率，2MHz带宽，可以在3公里半径范围内为3千移动用户服务。
如果没有解决数字选呼，网中的多址用户就不可能任意快速接入；如果没有解决多信道共用，就不可能提供足够的频率供无中心组网。由于微机技术和数字技术的发展，促使这些关键技术问题得以圆满解决，从而充分发挥了无线广播信道可以四通八达的潜力，才可能不要中心交换控制来实现专业移动通信的组网要求。因此，这三者是一个不可或缺的有机整体。
除此之外，在我国曾经开发了车载台、便携台、固定台、遥控台、数传台、转发台和手机等系列电台，同时，由于系列电台采用微机控制实现了多功能化，如通话时间限制、重呼、重接、同号插话、缩位拨号、来电显示、遥控、转发和非话业务等。
由于无中心电台具有上述特点和功能，且在900MHz频段人为噪声小、话音清晰、适合城市传输；经过多年的实践，表明该电台对独立小区专用无线电通信网，和多家共用频率的通信网效果较好，在很多场合下可替代有中心组网系统。无中心有两种网络结构：
(1) 任一电台可在其无线覆盖区内任意选址另一(或一组)电台直接通信，形成小区全连通网。适用于家庭、办公室、建筑工地、车站、港口、机场、游乐场所、大型酒店、厂矿企业等3公里半径小范围，经指配号码供集团用户小型组网使用。
(2) 有权电台可在转发台无线覆盖区内任意选址另一(或一组)电台转接通信，形成大区部分连通网。适用于车队、田野、灌区等几十公里半径的大范围。
目前各行业对于无线对讲机及短数据传输通信服务仍有大量需求，而150MHz、450MHz频段的频率资源已无法满足需要，有关生产厂商和用户单位提出应重视推广使用900MHz无中心通信系统。因此，为利用好900MHz频段无中心多信道选址移动通信系统频率，规范915～917MHz频段无中心设备的研发、生产，满足社会使用需求，2002年1月23日信息产业部无线电管理局下达信无函[2002]10号文《关于900MHz频段无中心多信道选址移动通信系统使用频率有关问题的通知》
2002年5月16日国家标准委办公室下达国标委计划[2002]41号文《关于下达2002年制修订国家标准项目计划的通知》，明确对GB15160一94《无中心多信道选址移动通信系统体制》国家标准，由电子第七研究所和国家无线电监测中心负责修订。
为更好地根据当前技术发展水平修订GB5160—94，电子第七研究所参与深圳三威公司按原国家标准（即信令为数字、话音为模拟）采用国际和国内市场可以供应的比较先进的器件在进行开发，现已作出了样机，可与第七研究所原先生产的无中心电台互通。新开发的手机体积小、重量轻、用电省、价格低、功能全，使用效果优于普通对讲机和公众对讲机。因此，可以预期无中心手机会有广阔的市场前景。
摘自 通信市场
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