集群通信的概念解析
通信方式中的集群通信
通信方式中的集群通信集群通信是一种特定的通信方式，它是分布式计算的核心技术之一，也是云计算、大数据等技术发展的重要基础。
在集群通信中，多个计算节点之间通过网络进行通信和信息共享，以达到高性能、高可用和扩展性的目的。
一、集群通信的定义集群通信是指在高性能计算和分布式计算中，多个计算节点之间通过网络进行通信和协作，以完成特定的计算任务和信息共享的过程。
在集群中，每个节点都具有独立的计算能力和存储能力，但它们之间可以通过高速网络进行互访和数据传输，以达到更高的计算效率和数据处理能力。
二、集群通信的特点1.高性能：集群通信采用高速网络和分布式计算方式，可以充分利用多个计算节点的计算能力和存储能力，以实现更高的性能和计算效率。
2.高可用：集群通信采用多节点互备的方式，可以在某些节点故障或不可用时，通过其他节点的互通来保证系统的正常运行和可靠性。
3.扩展性：集群通信具有较好的扩展性，当需要增加计算节点或者更换硬件时，可以通过简单的配置来扩展节点或者替换硬件设备。
4.灵活性：集群通信通常采用分布式系统架构，可以根据具体需求来分配任务和资源，从而实现负载均衡、动态调度等功能。
三、集群通信的应用集群通信广泛应用于科学计算、数据分析、大数据处理、云计算等领域，如：1.并行计算：集群通信可以将计算任务分配到不同的计算节点上进行并行计算，以达到更高的计算效率和速度。
2.数据存储和分析：集群通信可以将数据存储到不同的节点上，并通过网络进行数据传输和共享，以实现更高效的数据存储和分析。
3.云计算：集群通信是云计算系统的重要组成部分，可以通过建立虚拟化技术和实现自动化管理来提高云计算系统的性能和扩展性。
4.大数据处理：集群通信可以协同多个计算节点进行分布式数据处理，以实现更高的数据处理效率和速度。
四、集群通信的实现集群通信的实现主要涉及通信协议、分布式系统架构、负载均衡、故障恢复等技术，如：1.通信协议：集群通信需要建立数据传输和控制通信的协议，通常采用TCP/IP、MPI等通信协议实现。
集群通信资料
消防：实现火灾现场的 实时通信和信息共享，
提高救援效率
急救：实现救护车辆的 实时调度和导航，提高
救援速度
集群通信技术在交通运输领域的应用
01 航空公司：实现航班的实时调度和信息服务，提高航班准点率 02 铁路：实现列车的实时调度和监控，提高铁路运输效率 03 公路：实现车辆的实时调度和导航，提高道路运输效率
集群通信技术的未来发展方向
高度集成：将 多种通信功能 集成在一个平 台上，提高资
源利用率
01
智能化：利用 人工智能和大 数据技术，提 高通信效率和
准确性
02
网络化：实现 互联网和物联 网的融合应用， 拓展集群通信 技术的应用领
域
03
04
集群通信技术的应用案例
集群通信技术在公共安全领域的应用
警察：实现警务人员的实时调度和指 挥，提高应急响应速度
集群通信技术的趋势
• 高度集成：将多种通信功能集成在一个平台上 • 智能化：利用人工智能和大数据技术提高通信效率 • 网络化：实现互联网和物联网的融合应用
集群通信技术的应用 场景
• 公共安全领域：警察、消防、急救等部门的协同作战 • 交通运输领域：航空公司、铁路、公路等运输工具的调度与管理 • 企事业单位：办公自动化、会议系统、内部通信等场景
谢谢观看
Docs
• 实现信息共享和资源调度 • 提高工作效率和团队协作
02
集群通信系统的组成与原理
集群通信系统的硬件组成
基站设备：负责信号的接收 和发送
交换设备：实 现信号的路由
和调度
终端设备：用 户进行通信的
终端设备
传输设备：负 责信号的传输
• 包括天线、收发器、 放大器等组件
第二章 集群通信系统概述
消息集群
用户数(单位:千)
10
15
20
25
准传输集群
30
信道数
传输集群
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
9
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China 10
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
解决"碰撞"(争用)问题方法有两种: 一种采用"定时询问"办法. 即在此系统中,给每个移动台分配一个专用时隙,若移动 台有信息发送就在该相应时隙内发送信令,这种时隙可由同 一起始定时信号导出,或由基地台轮流安排各个用户发送, 这种方式的缺点是当用户多时,效率不高.所以它适用于用 户数较少的系统. 另一种是采用ALOHA方式或时隙ALOHA入网控制技术. 在此系统中,每一消息中都会有若干检错位,使基地台可 确定收到的消息是否同移动台同时发送引起碰撞而出错.若 所收信令无差错则发送应答信令,否则有关移动台将按随机 选择时延重发消息,直到消息发送完了为止.
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
2
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
一,集群通信系统的基本概念
什么是集群(Trunking)
集群通信系统(Trunking System),是一种高级专用移 动调度系统,它是从早期的无线电调度系统发展起来的, 代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向. 所谓集群通信系统,即系统所具有的可用信道可为系统 的全体用户共用,具有自动选择信道功能,它是共享资 源,分担费用,共用信道设备及服务的多用途,高效能的 无线调度通信系统. 系统内任一用户想要和系统内另一用户通话,只要有空闲 信道就可以在中心控制台的控制下,利用空闲信道进行通 信. 若把若干调度系统集中在一起,多信道共用,原来的每 个用户系统,作为一个用户群,仍保持各自的主属关系. 这样就构成了一个集群系统.
TETRA与PoC对比
1、引言PTT又称为“一键通”，是一种实现walkie-talkie功能的移动话音业务，其特点是呼叫建立时间短，说话时才占用信道，接听时只监听信道，接收方不需要摘机即可随时接听下行的呼叫信息。
目前，PTT业务的实现方式主要有两种技术体系结构，一种是基于信令通道的解决方案，即通话过程中，语音数据和信令数据都汇集到事先建立好的电路通道上传输，这种方式一般都基于专用的移动通信系统，就是通常所说的数字集群系统。
另一种是基于VoIP技术，即在移动终端和业务应用服务器间运行高层信令协议，把话音数据捆绑到IP链路上，这种方式一般基于公众蜂窝移动通信系统，也就是目前比较流行的POC(PTT over Cellular)业务。
数字集群和POC虽然都能实现PTT功能，但是在业务性能、目标用户群、组网模式等方面都有很大的差异。
本文将介绍二者的技术实现方式、网络结构特点，比较二者的业务特点，说明它们各自的应用市场和发展方向。
2、数字集群技术集群通信(trunked communication或trunked radio)的原意是将一些诸多类别的稀疏容量的专用用户集中起来构成一个共同有效利用同一干线(总线)无线信道，进行以指挥调度为主体的多用途、高效能专用无线通信。
数字集群是现今专用无线通信的主体，它同属于移动通信的范畴，可集调度、电话、数据、短信和多媒体图像于一体，PTT呼叫方式是数字集群的最重要的通信方式。
与公众移动通信相比，数字集群具有一系列特殊功能，因而在社会生活中起着不可获缺的重要作用。
目前，我国存在的主要数字集群技术是TETRA，iDEN，GT800和GoTa。
TETRA和iDEN是在2000年推出的我国数字集群移动通信体制SJ/T1128-2000推荐的数字集群标准，在国内已经有了商用的经验，但是TE-TRA和iDEN都是国外基于TDMA的数字集群标准，在核心技术上没有完全公开。
这两种集群标准没有解决技术向前发展和共网运营的管理问题。
集群通信术语定义
集群通信术语定义
集群通信是一种在计算机集群中进行通信的技术，它能够增强集群的稳定性和可靠性。
集群通信中常用的术语有以下几种：
1. 节点：指集群中的一个计算机节点，节点可以是物理服务器、虚拟机或容器等。
2. 集群：指由多个节点组成的计算机集群，集群中的每个节点可以相互通信和共享
资源等。
3. 集群管理器：指用于管理集群节点的软件，它能够监控节点状态、分配任务和协
调节点之间的合作等。
4. 消息队列：指用于在集群中传递消息的队列，消息队列在集群中起到了缓冲和调
度的作用，能够实现异步通信和消息传递的可靠性。
5. 群集通信：指在集群中进行节点之间的通信，通信可以是单点到单点的通信、单
点到多点的广播或者组播等。
6. 集中式通信：指使用一个中央服务器对集群的所有节点进行通信的方式，这种方
式可以集中管理节点，但存在单点故障的风险。
7. 分布式通信：指将通信任务分发到集群中的不同节点进行执行的方式，这种方式
能够提高集群的可靠性和扩展性。
8. 负载均衡：指在集群中平衡不同节点的负载，保证每个节点的负载都接近平均水平，避免节点负担过重或空闲的情况出现。
9. 冗余备份：指在集群中备份节点和数据，以备节点或数据出现故障时能够快速恢复。
10. 心跳检测：指在集群中通过定期发送心跳包来检测节点的状态，以判断节点是否
正常工作，是否需要被移除或添加到集群中等。
总之，集群通信技术在现代计算机领域中具有广泛应用，可为企业和组织提供高效、
稳定、可靠的技术支持。
数字集群通信系统体制简介
数字集群通信系统体制简介数字集群通信系统体制简介来源:郑祖辉等《数字集群移动通信系统》发布时间:2008-09-18数字集群通信系统体制简介在我国制订数字集群通信系统标准时，信息产业部特别是无线电管理局对频谱高效使用是十分重视的，因为我国分配给集群通信使用的800MHz频段只有2x15MHz，按照我国无线电管理机构规定，当时的集群通信频段的信道间隔为25KHz，则共有600对信道，后来数字集群通信系统也使用这个频段，也按25KHz为信道间隔。
因此对于我国这样一个地大、人口众多的大国来说，600对集群通信信道显然是不够用的。
为此信息产业部一直倡导和支持建设集群通信共网。
在无线电管理局连续发布几个文件中也始终贯穿着提高频谱效率这个意图。
为了更好地满足有关各部门使用集群通信的需求，无线电管理局还专门开辟了350MHz频段（共560个信道）供公、检、法等8个部门使用。
在信息产业部已经发布的推荐性行业标准的两种体制（TETRA和iDEN）都是采用TDMA调制方式的，后来发展的国内自主研发的GT800和GoTa两个系统也采用TDMA和CDMA调制方式。
概述1998年3月国际电联（ITU）专门发布了一份题目为“用于调度业务的频谱高效的数字陆上移动通信系统(Spectrum Efficient Digital Land Mobile System for d ispatch traffic)”(ITU-R37/8)的文件，这个文件指出：由于陆上移动通信的快速发展和基于数据业务的需要，提出要发展采用数字调制的、可获得更高效的频谱技术的数字集群通信系统。
在这个文件中提到的“调度业务”和“高效频谱”是数字集群通信系统的两个关键点，文中也提到了英文“Trunking”这个词（我们已将它译为“集群”）。
所以，ITU重新强调了数字集群通信的含义。
关于频谱高效使用，在集群通信技术中虽然已经指出从技术制度上来说TDMA高于FDMA，而CDMA又高于TDMA。
集群通信原理
集群通信原理嘿，朋友！你有没有想过，当一群人需要高效地沟通，就像一个超级紧密的团队那样，他们是怎么做到信息快速又准确地传递的呢？这就不得不提到集群通信啦。
我有个朋友叫小李，他在一个大型活动的组织团队里工作。
这个团队有负责场地布置的，有负责嘉宾接待的，还有负责节目安排的。
活动当天那叫一个忙乱，大家跑来跑去的。
可是你猜怎么着？他们之间的沟通却非常顺畅。
这就是集群通信的魅力所在。
那集群通信到底是啥原理呢？咱就把它想象成一个超级大的电话网络，不过这个网络可不像咱们平时打电话那么简单。
它是专门为一群有特定通信需求的人打造的。
比如说，像小李他们这种大型活动的组织团队，或者是警察执行任务的团队，消防队员灭火时的团队等等。
在这个集群通信系统里啊，有个很重要的东西叫基站。
基站就像是一个超级信息管理员，站在高高的地方，俯瞰着整个通信的小世界。
它负责接收和发送信号。
就好像是一个大喇叭，每个人的对讲机或者通信设备就像是一个个小喇叭。
当一个人对着自己的小喇叭说话，也就是发送信号的时候，这个信号就会被基站这个大喇叭接收到。
我再给你打个比方。
你看过那种蜂巢吧？一个蜂巢里有好多小格子，每个小格子里住着一只小蜜蜂。
基站就像是蜂巢的中心，而那些小蜜蜂就像是一个个通信设备。
小蜜蜂在蜂巢里飞来飞去，但是它们都和蜂巢中心有着紧密的联系。
基站也是这样，不管通信设备在这个区域里怎么移动，只要在基站的覆盖范围内，就能进行通信。
那这个信号是怎么准确地找到要接收的设备呢？这就涉及到信道啦。
信道就像是一条条小管道，不同的信息在不同的小管道里跑。
你可以想象一下，就像咱们城市里的交通道路一样，有的道路是给小汽车走的，有的是给大卡车走的。
在集群通信里，不同的通话内容就在不同的信道里传输，这样就不会乱套了。
我记得有一次和小李聊天，他给我讲了一个有趣的事儿。
在活动现场，有个负责灯光的工作人员发现一盏大灯有点问题，他马上用对讲机呼叫负责设备维修的同事。
他就像在一个专属的小管道里发送了这个信息，这个信息通过基站这个大管理员，迅速地到达了维修同事的对讲机里。
iot集群通讯方式
iot集群通讯方式
IoT集群通信方式可以分为两种主要类型：云端通信和直接设
备通信。
1. 云端通信：在云端使用特定的通信协议进行设备之间的通信。
这种方式使用云端服务器作为中介，设备将数据发送到云端，其他设备可以从云端获取数据。
常见的云端通信方式包括：
- MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）：一种轻量
级的发布/订阅通信协议，适用于低带宽和不稳定网络环境下
的通信。
- CoAP（Constrained Application Protocol）：一种针对受限
环境下的物联网设备进行优化的应用层协议，适用于无线传感器网络。
- AMQP（Advanced Message Queuing Protocol）：一种面向
消息的中间件通信协议，用于可靠地信息传递和连接管理。
2. 直接设备通信：设备直接通过无线通信或有线通信进行通信，不经过云端服务器。
常见的直接设备通信方式包括：
- Wi-Fi：通过无线局域网进行设备之间的通信。
- Zigbee：一种低功耗、短距离通信的无线协议，适用于大
规模物联网应用场景。
- Bluetooth：一种短距离无线通信协议，适用于设备之间的
点对点通信。
- LoRaWAN（Long Range Wide Area Network）：一种低功
耗广域网通信技术，适用于远距离通信和低功耗要求较高的应用场景。
综上所述，IoT集群通信方式可以根据需求选择云端通信或直接设备通信，并结合具体应用场景选择适合的通信协议。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
集群通信的概念解析
集群本是从英文Trunking或Trunked意译过来的。
Trunk的本意是树杈，而接近通信的译法是中继或干线，因此若从中继或干线的意义来说，它并不是新概念。
可以说从交换机诞生以来，就产生了中继的概念。
然而在双向无线通信中来体现，却是近几十年的事情。
因为只有绥中电子元器件、计算机技术和电子制造工艺的迅速发展，系统控制单元体积缩小了、设备造价降低才有可能、才能实现通信系统的中继功能和作用。
因此无线集群和有线中继是有类似之处的。
那幺什幺是集群通信呢？
早在19世纪60年代移动通信就已经应用通信技术了。
当时曾把“Trunked System”译为“中继系统”，但是又怕把Trunked的中继和Relay和Repeater的中继和转发相混，所以在集群通信技术和系统进入我国不就，有几位移动通信老专家（例如，当时广州电子7锁的总工程师胡思益等）认为把Trunked
意译为集群更为恰当，因为它本身就具有集小群（组）为大群（组）的功能。
这样就把“集群”定了下来并一直沿用至今。
真正从Trunked的含义来说，应该是“系统所具有的全部可用信道都可为。