800兆集群通讯网
方案
河北银星电子有限公司
二○○二年三月二十九日
序
河北银星电子有限公司在此荣幸地将UNDEN ESAS 800MHZ 集
群介绍给，友利电最新型的ESAS 集群无线系统是新一代集群系统，它将提供多区覆盖，用户全自动漫游和无线信道机资源的高效率使用，等多种功能。
ESAS 集群系统是通信技术和计算机技术相结合的高科技产品，集群系统可使许多用户共享相对有限的频率资源，并将系统信道动态地分配给每个用户，从而使整个系统工作于最佳状态。
第一章概述
§1.1 当前集群通信系统技术概况
移动通信从应用角度可分为公众移动通信和专用移动通信。专用移动通信是移动通信中发展最早的门类之一，应用领域十分广泛。国
外于80年代推出的集群通信系统已作为新的专用无线电调度系统得到了应用和发展，从而专用移动通信进入一个新的阶段。
集群通信系统是一种多信道、多用户共用的无线调度通信系统，一般使用800MHZ频段，采用大区多基站覆盖和按需分配方式。其主要特点是共用频率与设施、共享覆盖区、共享通信服务。因此，它是一种用途多、效能好、质高价廉的先进专用移动通信系统。
集群通信系统的工作方式有三种，即：消息集群、准传输集群和传输集群。如采用消息集群（Message Trunking）方式，在通话过程中，用户始终占一固定信道，信道利用率低，因为它不是信道动态分配方式，而是按需分配方式。传输集群（Transmission Trunking）是动态分配信道，通话双方不在同一固定信道上通话，当发话人按下通话开关时由系统控制中心随机分配一个信道。所以传输集群方式提高了信道利用率，但有通话不连续性，甚至丢失信息的弊端。准传输集群(Quasi Transmission Trunking)是为克服上述两种方式的缺点并兼顾其优点而设计的一种集群方式，就是当讲话间隔超过一定时间时才更换信道。
集群通信系统的信道控制方式有集中控制（或称专用信道控制）和分散控制（或称分布式控制）两种。但无论是集中控制还是分散控制均通过系统内的计算机软、硬件来实现，用户并不参与操作。考虑到集群系统性能价格比，我国大部分城市的专业集群通信系统均采用分散控制方式。
分散控制方式是一种随路信令的控制方式。它用随路信令调制话
音频带300HZ以下的亚音频，信令和话音同时在一个信道里传输。在这种系统中移动台可预先获得可用信道，无需扫描，因而接入时间短。另外，由于每个信道独立完成信令交换，可在任何空闲信道上实现接入系统的操作，减少系统的交换负荷，提高可靠性。分布式控制集群系统，不用专用控制信道，所有信道都可用于通话，而且当某一转发器发生故障，系统中的其它转发器仍能正常工作。
§1.2 建网规模及覆盖范围
本网基站为5信道，天线挂高60米，以覆盖作业区为目的，实现以主基站为中心站的区域电话互连和调度指挥网。
第二章建网要求
§2.1 对系统功能的要求
（一）本系统采用单工、双工工作方式，应有群呼调度功能。网内双工无线用户间，无线与有线用户间，有线与无线用户间实行
全自动拨号。
（二）系统具有紧急呼叫功能。
（三）系统要有先进的网络管理功能。
（四）用户具有自动越区登记和自动漫游功能。
（五）信道拥挤情况下，具有自动排队功能。
（六）系统应能提供的业务种类：
1．电话业务
2．数据传输
3．语音邮箱
4．特种业务服务
（七）对用户通话进行计时、计费、呼叫成功、呼叫失败等业务量的统计记录。
记录内容包括：
1．主叫号码
2．被叫号码
3．呼叫日期
4．起呼时间
5．终止时间
6．通话时长
7．呼叫类型
8．占用信道号
（八）对用户通话时间，通话权限进行限制或禁用。
（九）用户对信道使用应具有三级以上优先权。
（十）用户应具备以下基本功能：
1．号码重拨
2．号码存储
3．自动回叫
4．语音提示
（十一）系统对重点用户应有专用话音信道予以保障。
§2.2 系统用户覆盖半径
1．双工车载台大于40KM
2．双工手机大于20 KM
§2.3 对系统容量的要求
1．首期全网用户：25部
2．SMS316车台（双工）：5部
3．SPS8000EDB（双工）：20部
§2.4 站址位置说明
站址位于内：
地理位置： X= Y=
海拔高度：米
天线挂高：60米
第三章设计依据
§3.1 设计依据
根据对方提供的有关资料。
§3.2 设计原则
（1）充分合理利用频率资源，发挥集群通信网的功效；统一规划，最大限度地节省投资。
（2）集群通信系统基本能覆盖用户要求。
（3）基站站址的选取，应尽量选用基础设施较完备的地点，以充分利用现有的机房和交换机，降低系统造价，方便系统的运行维
护。
§3.3 技术建议书内容
建议书内容包括：设备选型、频率选取、通信网规划、网络结构
定型及描述、编号方案、话务量计算、通信覆盖范围计算、相关接口设备及有关施工条件等内容。
第四章工程总体方案
§4.1 设备选型
拟定采用日本UNIDEN（友利电美国及菲律宾公司生产）公司的ESAS集群调度系统，频段为800MHZ频段。
§4.2对所选设备的定性描述
ESAS---Extended Sub Audible Signaling 是UNIDEN（友利电）公司为满足中国不断发展的通信市场的需要，开发并推出的新一代800MHZ集群系统，ESAS信令在技术上完全与现有LTR信令系统兼容。ESAS系统采用亚音频随路数字信令，传输集群工作方式，信令采用300BIT/S亚音频FSK调制方式与话音同时传送，不需专用控制信道，全部信道均作为话音信道，保证了系统的高效利用和较大的用户容量。ESAS系统的兼容特性，允许ESAS无线电台可同时工作于ESAS 和LTR系统中；而原有LTR无线电台亦可通过升级，在ESAS系统中获得新的功能。
基于LTR系统的基本集群功能，ESAS系统提供了许多新功能，如：自动漫游和自动位置登记的大范围联网；集成话音邮箱；最佳路由选择；快速拔号；呼叫转移；多种有线、无线接口；多种服务等级等。这种多性能的产品为集群操作者提供了有利的竞争地位。
除了软件上增加新的功能外，与LTR系统相比，ESAS系统在硬件上增加了集群基站控制器（Trunking Site Controller）,为实现
上述功能提供了硬件保证。TSC在联网系统中起着有无线交换机的作用，完成系统的接续控制和信令交换等工作，并可及时用备份转发器替代故障转发器，维持系统正常工作；若TSC发生故障，系统仍能实现基本的集群功能，保证了系统的可靠性。
ESAS系统是一广域网络系统，多个单基站系统可连接组成一个网络，移动用户可在网络系统中漫游。这是因为ESAS系统在保留LTR 系统GID（GROUP ID）码的同时，又新设计了一个UID（UNIQUE ID）码。ESAS系统的网络功能是通过UID码实现的。
§4.3 通信网规划
根据天线挂高在60米左右，尽量保证所组建的800MHZ集群移动网有较为理想的覆盖范围。在高大建筑物密集、基站辐射受到严重阻碍的工作区域，可增设直放站弥补。
§4.4 网络结构分析（*）
ESAS网络的控制采用分布式控制方式，这种分布式网络控制方式为集群操作者的组网提供了极大的灵活性。使它们能针对不同的需用要灵活地分配网络系统资源，使这些资源得到最经济最合理的利用。ESAS网络结构分为两部分：数据网络和话音网络。话音网络是通过电话接口板拔号线来实现的，一般均为网型结构。数据网络可根据连接方式分为线性链状网、环型网或它们的组合。
§4.5 频率配置方案
国家对800MHZ集群移动通信频段的使用规定如下：
基地站发射频率（移动台接收频率）：851.000 -- 866.000MHZ
基地台接收频率（移动台发射频率）：806.000 -- 821.000MHZ
收发频率间隔：45MHZ相临频道间隔：25kHZ
§4.6 有线互连及编号方案
系统有线接口
支持二线E&M接口标准。可支持DTMF、MF,脉冲拨号方式。通过选择相应的中继线可实现有无线双向等位拨号。该网允许移动用户入有线网，因此对移动用户间的调度呼叫、选呼呼叫和有线互联呼叫以及部分移动台的自身号码作如下描述：
（1）移动用户间的调度呼叫
允许同一小组内的用户呼叫本组用户，通话方式为按下讲话开关，即能呼叫本组用户，如允许也可实现不同组内的用户间呼叫。
（2）移动台选呼移动台
有自身号码的移动用户间可进行选呼，选呼方式为主呼方发起呼叫后，直接拨打对方移动台号码即可。
（3）有线互联
移动台发起呼叫后，直接拨打所要联系的电话号码即可，如有线方要找移动台，可直接拨号联系。
（4）编号方案
为方便操作，全网统一编号。
§4.7 系统用户量概算
话务量是度量通信系统通话业务繁忙程度的指标。话务量计算，不仅要计算系统的话务量，并且应根据已知的数据及统计结果确定出
系统的容量。
衡量通信的接续质量的主要标准是呼损率，它以发起呼叫次数的百分数表示。集群通信系统的呼损率通常取5%-15%，专业网可适当放宽，在此按10%的呼损率进行设计。
在工程设计中，需要忙时话务量的指标，忙时话务量是工程设计的依据。一些移动通信网的统计数字表明，对于专用移动电话网，不同业务性质用户忙时话务量也不一样，一般可按0.008—0.03ER L来考虑。在本设计中采用忙时话务量A B=0.03。
对于一个无线通信系统，系统可容纳用户数与无线信道数允许呼损率和平均每用户的忙时话务量有关，有以下计算公式。
CKT A
A B=-------- M=------
36003600
A B
M---系统用户量A---总话务量
A B---忙时话务量C---通话次数
K---忙时集中系数T---每次通话时间
已知信道数和呼损率由爱尔兰呼表可知：
基站（5信道）的总话务量为：A=2.881Erl
由以上公式计算得基站的用户容量：
A 2.881
M = ----=-------- = 96个
A B0.03
由以上结果可知，全网总的用户量为：
M = 96个
§4.8 系统用户量概算
移动通信的理论计算是工程设计中不可缺少的一部分，它从理论上说明了本技术方案的可行性。以下对系统的通信概率，上下行覆盖半径等指标给出了理论计算。
§4.8.1 通信概率
通信概率是指移动台在无线覆盖区内或覆盖边缘进行通信时，满足一定话音质量要求的成功概率。对大区制结构，其覆盖半径较大，一般中小城市均采用一个基站，边缘的大部分地域人口稀少，因此，采用此结构的覆盖区边缘的通信概率一般设为50%为宜。
§4.8.2 系统覆盖范围
移动通信系统中，系统的通信覆盖范围取决于系统参数和环境因素。系统参数包括频率、发信功率、收信功率、收信灵敏度、天线增益、传输线损耗、天线高度等，环境因素包括地形、地貌变化、建筑高低和密度、树木密度、电波多径传输等。系统参数很容易确定，但环境因素的确定非常困难。因此，移动通信系统的通信覆盖范围没有精确的计算公式可用，工程上一般采用经验公式和传播预测模型来预测通信覆盖范围。本报告采用工程上常用的奥村传播预测模型来预测通信覆盖范围。以下，首先给出计算用到的设计方程和经验公式：SM=SG-SL
SG=Pt+Gt+Gr+Pr.min
SL=Lpath+Lt+Lr
式中：
SM---系统余量（dB）
SG---系统增益(dBW)
SL---系统损耗(dB)
P t---发射输出功率(dBW)
G t---发射天线增益(dB)
G r---接收天线增益(dB)
P r.min---接收机所需的最低保护功率电平(dBW)
L path---电波传播路径损耗中值(dB)
L t---发射端总的附加损耗(dB)
L r---接收端总的附加损耗(dB)
L p=69.55+26.16lgf-13.82lghb-α(hm)+(44.9-6.55lfhb)(lgd) L p---市区准平滑地形电波传播损耗中值(dB)
f---工作频率(MHz)
h b---基站天线有效高度(m)
h m---移动台天线有效高度（m）
d---移动台与基站之间距离(km)
α---距离衰减因子
α(hm)---移动台天线高度因子
△基站发射参数：
天线高度h b = 60m
天线增益 Gmt = 10dB
总附加损耗 Lbt = 6dB
发射机输出功率Pbt = 90w = 19.5dBW
基站接收有关参数：
天线高度Hb = 60m
天线增益Gbr = 10dB+7dB(分路器增益)=17dB 总附加损耗Lbr = 6.0dB
接收机灵敏度Sv.b = 0.25uv
双工车台SMS316TSDE发射参数：
天线高度hm = 2.5m
天线增益Gmt = 3dB
总附加损耗Lmt = 1.5dB
发射机输出功率Pmt = 12W = 10.79dBW
双工车台SMS316TSDE接收参数
天线高度hm = 2.5m
天线增益Gmt = 3dB
总附加损耗Lmr = 1.5dB
接收机灵敏度 Sv.b = 0.35uv
双工防爆手机SPS8000EDB发射参数
天线高度 hm = 1.5m
天线增益 Gmt = 0dB
总附加损耗 Lmt = 0dB
输出功率 Pmt = 600Mw
双工防爆手机SPS8000EDB接收参数
天线高度 hm = 1.5m
天线增益 Gmt = 0dB
总附加损耗 Lmt = 0dB
接收机灵敏度 Sv.b = 0.25uv
根据奥村公式计算：
双工车台SM S316 的通信距离大约为40公里
双工防爆手机SPS8000EDB的通信距离大约为20公里
第五章功能描述
§5.1组(群)呼
按用户要求，应用GROUP ID码，将系统内若干电台编为一个小组，实现通话小组内各电台的无线组呼。
01-001 01-001 01-001 01-001
§5.2电话互联
通过设置具有电话互联功能的GROUP ID，可以实现单个移动用户呼叫有线电话用户，有线电话用户呼叫单个移动台用户。
§5.3脱网调度
用户可以在越出集群系统覆盖范围后，在需要直接对讲的情况下，实现常规无线对讲功能。
01-001
01-001
§5.4遇忙排队和组呼
当所有信道被占用系统处于繁忙状态时，系统将向发起呼叫的用户发出系统繁忙提示音，用户以先后次序进入排队。当系统一有空闲信道时，系统向用户发出提示讯号，通知其可以进行通话。
§5.5出界指示和通讯自动恢复
当移动台处于覆盖区外或盲区内,若用户发出呼叫申请,系统将告警,有越界音提示.当移动台再进入覆盖区后,系统将自动恢复通讯。
§5.6紧急呼叫
ESAS系统支持移动电台在紧急情况下的呼叫,ESAS可以通过动态负荷控制为紧急呼叫的处理保留信道，使紧急呼叫得到最迅速的处理。
§5.7呼叫转移
ESAS为每一移动用户开辟了一个话音邮箱，将对移动台的呼叫转至话音邮箱系统，寻呼系统，另一移动电台或有线电话。
§5.8话音邮箱
ESAS为每一移动用户开辟了一个话音邮箱。用户可以通过移动台或有线电话接收话音邮件。
§5.9系统寻呼
ESAS提供了完整的数字寻呼功能，寻呼信息可以由移动电台或有线电话直接发送，也可以通过呼叫转移完成。
§5.10话音提示
ESAS交换机提供了完整的话音提示功能。系统提供了标准的提示话音和供用户使用的话音编辑器，此外，还可以为用户提供专业设备以录制提示话音。
§5.11多级优先
ESAS系统有14级优先权设置，在系统繁忙时，保证优先权高用户能够优先行得到信道并获得系统的服务。
§5.12动态限时
系统根据预先设定的负荷量自动分配调度与互联电话的有效通话时间，并按用户不同优先级限制通话时间。
§5.13通话权限设定
对移动用户网内通话权限进行限制。
§5.14计费要求
ESAS系统具有完善的计费、统计功能，对移动台任何类型的呼叫都有其详细的记录，并能对本地用户分类计费。根据用户需要，本公司可满足不同类型的计费要求。
记录的主要内容有：
☆完成标志
☆通话日期
☆主叫用户号码
☆主叫类别
☆优先级别
☆被叫号码
☆通话的起始时间（时、分、秒）
☆通话的终止时间（时、分、秒）
☆通话时间（分）
计费设备为一台微机，最低配置为：
466MHZ主频
64M内存
20G硬盘
一个3”软驱
计费信息由ARX3105控制器产生在本地硬盘上，可由软盘拷贝或取出，也可通过遥控终端远程拷贝取出，计费信息的详细格式请见表系统中所有的计费记录都以ASCII码形式存储，通用的记录格式如下：
集群ESAS系统用户收费单据 2002年3月29日15：42 星期五
§5.15话务量统计
ESAS能对用户呼叫持续的通话量进行统计，以便操作人员能够随时调整负荷量的分配，以便保证不同优先级的用户最佳的使用该系统。
第六章工程施工技术要求
§ 6.1 机房要求
为保证设备的正常运行，机房条件应符合下列基本条件：（１）机房应有足够的空间安装ESAS设备，机房净空高３米，5信道面积5—10平方米。
（２）防净电：地线与地板相连，并保持电阻不超过４欧姆。
（３）地面负荷：500kg/平方米以上。
（４）在基站内应备有220Vac—50HZ的电源线及专用断路保护器，如有条件还应配备容量足够大的不间断电源。
（５）机房有防尘和防潮设施．建议机房配置空调设施，使室温保持在25℃,相对湿度：25%-80%。
§6.2 供电要求
１．机房内应有稳定的220VAC-50HZ交流电源。
２．每５信道耗电功率2500W。
３．为保证系统的正常供电，建议每套基站自备相应容量的UPS 一套或发电机一台，以免因停电或者自然灾害等原因而造成整
个系统不能正常运行，发电机房应单独设立。
§6.3 接地与防雷要求