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相關(guān)專題：
一、我國集群系統(tǒng)的應(yīng)用
隨著指揮調(diào)度和應(yīng)急通信需求的增長，數(shù)字集群通信系統(tǒng)的重要性日益顯著。同時(shí)，政府政策部門也在進(jìn)行積極的支持與引導(dǎo)。從2003年4月起，信息產(chǎn)業(yè)部已批準(zhǔn)中國電信、中國網(wǎng)通、中國聯(lián)通等五家基礎(chǔ)電信運(yùn)營商在國內(nèi)部分城市進(jìn)行共網(wǎng)數(shù)字集群業(yè)務(wù)商用試驗(yàn)。其中，中國聯(lián)通國脈（現(xiàn)已歸中國衛(wèi)通，更名為中衛(wèi)國脈）公司在上海開通了iDEN運(yùn)營共網(wǎng)；北京正通公司已開始在北京建設(shè)TETRA移動(dòng)政務(wù)共網(wǎng)；中國衛(wèi)通和中國鐵通也分別在天津、重慶等六個(gè)城市籌建數(shù)字集群通信試驗(yàn)運(yùn)營共網(wǎng)。目前福建集群電話公司、深圳運(yùn)聯(lián)通公司和上海國脈公司3個(gè)運(yùn)營公司都采用iDEN系統(tǒng)。國內(nèi)數(shù)字集群共網(wǎng)情況見表1。
從我國已建設(shè)的專網(wǎng)來看，采用TETRA系統(tǒng)的占多數(shù)，如Motorola公司建成的九龍到廣州鐵路和廣州地鐵的2號與3號線等三個(gè)800MHzTETRA（Dimetra）網(wǎng)；Nokia公司在天津建成的我國第一個(gè)水利數(shù)字集群通信網(wǎng)；鐵道部采用馬可尼的800MHzTETRA陸地集群無線電系統(tǒng)；廣州110社會聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)；Nokia為濟(jì)南國際機(jī)場提供的首個(gè)民航機(jī)場集群通信網(wǎng)；上海市公安局采用Motorola公司的Dimetra系統(tǒng)建成的我國第一個(gè)公安警察網(wǎng)等。另外，最近廣州地鐵4號線已由Nokia中標(biāo)，而成都的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的移動(dòng)標(biāo)則由Motorola獲得。城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)字集群應(yīng)用的一個(gè)主要方面，目前國內(nèi)南寧、北京、成都、深圳、上海、成都等城市已經(jīng)建設(shè)或開始建設(shè)城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，其中南寧和上海采用的是iDEN系統(tǒng)，其它幾個(gè)城市采用的是TETRA系統(tǒng)。當(dāng)前還有一些部門和單位在積極準(zhǔn)備籌建數(shù)字集群通信網(wǎng)。目前進(jìn)入中國市場的TETRA系統(tǒng)已達(dá)到了七八家，廠商間的競爭十分激烈。
2005年年初中國鐵通正式公布了首次數(shù)字集群商用試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)招標(biāo)結(jié)果。在沈陽、長春、重慶三個(gè)城市，國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的兩大推行者中興與華為獲得了首批商用訂單，這也是國產(chǎn)數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)的首次商用。其中，中興通訊的數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)GoTa獲得了三個(gè)標(biāo)的城市中的兩個(gè)——即沈陽、長春的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)權(quán)。而華為基于GSM技術(shù)的GT800標(biāo)準(zhǔn)則獲得了重慶市的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)建設(shè)權(quán)。本次承建鐵通三城市數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)是國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)的首次商用。中國衛(wèi)通也在濟(jì)南、南京等城市分別建設(shè)了GT800和GoTa的商用試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。
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類型 | 運(yùn)營商 | 概況 |
主要數(shù)字集群共網(wǎng) | 北京正通 （TETRA） | 第一期工程于2003年到2004年上半年開始建設(shè)，共設(shè)93個(gè)基站，5萬用戶容量。第二期工程預(yù)計(jì)2005年至2007年上半年建設(shè)，擬增加覆蓋，網(wǎng)絡(luò)容量將達(dá)到15~20萬 |
上海聯(lián)通國脈 （iDEN） | 2001年建成包含16個(gè)基站的數(shù)字集群Harmony系統(tǒng)。2002年，聯(lián)通國脈投資1.5億人民幣將Harmony升級到iDEN系統(tǒng)，建成后的數(shù)字集群網(wǎng)擁有40個(gè)基站，初期容量將為5萬戶用戶（基于純調(diào)度模式下的測算），覆蓋上海市區(qū)，郊區(qū)等人口密集區(qū)域和所有的交通干線以及主要高速道路，用戶2000左右 | |
福建集群電話公司（iDEN） | 中國第一個(gè)數(shù)字集群試驗(yàn)網(wǎng)，后成為商業(yè)運(yùn)營網(wǎng)絡(luò) | |
深圳運(yùn)聯(lián)通 （iDEN） | 深圳運(yùn)聯(lián)通主要為深圳市的交通行業(yè)服務(wù) |
注：（1）還有很多其他的模擬集群網(wǎng)絡(luò)，雖然是專網(wǎng)形式，但是也為其他的單位提供一定商業(yè)服務(wù)；（2）數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)還有更多的專網(wǎng)，主要分布在公安、鐵路、輕軌、地鐵、水利等部門。
二、我國數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
為推動(dòng)集群通信系統(tǒng)在我國的建設(shè)和應(yīng)用，2000年12月28日，我國信息產(chǎn)業(yè)部正式批準(zhǔn)發(fā)布了SJ/T11228-2000《數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)體制》的行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)主要參照國際標(biāo)準(zhǔn)TETRA（體制A）和Motorola公司提出的美國國家標(biāo)準(zhǔn)iDEN（體制B），確定了兩種集群通信體制。體制Ａ面向?qū)Ｓ谜{(diào)度和共用集群通信網(wǎng)，體制B主要適用于共用集群通信網(wǎng)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了集群通信系統(tǒng)的工作頻段為806MHz～821MHz／851MHz～866MHz，雙工頻率間隔為45MHz。
為了促進(jìn)民族集群產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，信息產(chǎn)業(yè)部分別針對國內(nèi)基于CDMA和GSM技術(shù)研發(fā)的數(shù)字集群系統(tǒng)發(fā)布了兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：YDC030-2004《基于GSM技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)總體技術(shù)要求》和YDC031-2004《基于CDMA技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)總體技術(shù)要求》。
三、我國數(shù)字集群技術(shù)的發(fā)展
在國內(nèi)，目前能夠提供完整的數(shù)字集群設(shè)備和終端的系統(tǒng)包括華為公司開發(fā)的基于GSM的數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GT800系統(tǒng)）和中興公司開發(fā)的基于CDMA的數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GoTa系統(tǒng)）。基于TD-SCDMA的數(shù)字集群系統(tǒng)目前也在方案制訂當(dāng)中，下面對GoTa系統(tǒng)以及GT800系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)作一概括介紹。
1．GoTa系統(tǒng)
GoTa的含義是開放式集群結(jié)構(gòu)（GlobalopenTrunkingArchitechture）。是為滿足數(shù)字集群通信專網(wǎng)和共網(wǎng)用戶的需要而開發(fā)的。
GoTa的空中接口在CDMA2000技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和改造，使之能夠滿足現(xiàn)代集群通信的技術(shù)要求。GoTa采用的呼叫方式是集群通信中所特有的PTT方式的話音呼叫，為了提高呼叫接續(xù)速度，GoTa定義了一套相應(yīng)的體制結(jié)構(gòu)和協(xié)議棧，以滿足集群通信系統(tǒng)的快速連接。為了支持群組呼叫，GoTa優(yōu)化了空中接口，從而達(dá)到在同一個(gè)小區(qū)/載頻下同一群組的用戶在呼叫時(shí)能夠共享同一條空中信道的目的。GoTa在處理通信連接時(shí)也采用了共享的方式，這將減少網(wǎng)絡(luò)處理呼叫時(shí)的時(shí)延。對用戶來說，信道選擇和分配的過程卻是透明的。因此，GoTa具有快速的接入、高信道效率和頻譜使用率，較高的用戶私密性、易擴(kuò)展性和支持業(yè)務(wù)種類多等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。
�。�1） GoTa系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
GoTa系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
系統(tǒng)中包括如下邏輯功能模塊和子系統(tǒng)。
*集群終端
集群終端為用戶提供CDMA集群系統(tǒng)的各種集群業(yè)務(wù)，同時(shí)也為用戶提供傳統(tǒng)的普通電話業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。終端通過空中接口和集群系統(tǒng)相連，提供集群調(diào)度功能。
*基站子系統(tǒng)BSS
SC組成。主要完成集群業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和普通電話業(yè)務(wù)的接入功能�；咀酉到y(tǒng)BSS通過標(biāo)準(zhǔn)接口和調(diào)度子系統(tǒng)、CDMA核心網(wǎng)（包括交換子系統(tǒng)以及分組子系統(tǒng)）相連，滿足集群終端的各種業(yè)務(wù)需求，包括集群業(yè)務(wù)、電信業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
*調(diào)度子系統(tǒng)DSS
DSS由調(diào)度控制中心DCC和調(diào)度歸屬寄存器DHR組成。DSS主要完成集群調(diào)度業(yè)務(wù)。DCC是集群呼叫的總控制點(diǎn)，完成集群調(diào)度呼叫的處理，包括鑒別集群用戶、建立各種集群呼叫如私密呼叫和群組呼叫、判斷集群PTT請求等。DCC作為調(diào)度控制中心，還接收反向鏈路來的集群語音數(shù)據(jù)，根據(jù)呼叫的性質(zhì)再分發(fā)到對應(yīng)的前向鏈路。
DHR完成數(shù)據(jù)庫管理和配置功能，為集群用戶提供群組注冊、群組成員注冊，還提供集群成員的本地信息以及集群成員的業(yè)務(wù)權(quán)限記錄，完成呼叫統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)功能。
*調(diào)度臺
調(diào)度臺是用戶組中具有特殊權(quán)限的終端，可以分為移動(dòng)調(diào)度臺和固定調(diào)度臺。
固定調(diào)度臺同時(shí)與調(diào)度子系統(tǒng)和操作維護(hù)中心相連，可以發(fā)起和參與組呼、廣播等調(diào)度業(yè)務(wù)，也能夠?qū)崿F(xiàn)對群組成員的管理功能。
移動(dòng)調(diào)度臺可以發(fā)起組呼、廣播呼叫等調(diào)度業(yè)務(wù)，在組呼的話語權(quán)控制上有較高的優(yōu)先級，具備簡單的群組用戶管理功能。
*CDMA核心網(wǎng)
CDMA核心網(wǎng)包括交換子系統(tǒng)和分組子系統(tǒng)。交換子系統(tǒng)主要完成電話互聯(lián)業(yè)務(wù)、普通電話呼叫業(yè)務(wù)和部分增值業(yè)務(wù)功能，并提供相關(guān)業(yè)務(wù)功能用戶信息的存儲和管理功能。分組子系統(tǒng)的主要功能是為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通道，從而向用戶提供高速的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。
（2）關(guān)鍵技術(shù)
與GSM和CDMA公共蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，在數(shù)字集群系統(tǒng)中有兩個(gè)特有的關(guān)鍵技術(shù)：業(yè)務(wù)信道的共享、呼叫的快速建立。
*前向無線業(yè)務(wù)信道的共享
由于集群系統(tǒng)提供組呼業(yè)務(wù)，而CDMA系統(tǒng)是針對一對一呼叫的，因此在實(shí)現(xiàn)PTT方式的群組呼叫時(shí)，必須對CDMA系統(tǒng)進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)前向資源的共享。
為了實(shí)現(xiàn)前向業(yè)務(wù)信道共享，就必須對群組用戶所使用的前向業(yè)務(wù)信道采用相同的調(diào)制參數(shù)，即同一組內(nèi)的每個(gè)用戶所分配的前向業(yè)務(wù)信道具有相同的長碼掩碼和WalshCode，這樣相同的載波/扇區(qū)下同一個(gè)群組將使用同一個(gè)信道，從而達(dá)到前向信道共享的目的。
為了達(dá)到群組用戶在前向信道共享的目的，在信令流程上必須增加相應(yīng)參數(shù)（長碼掩碼和WalshCode）的傳遞。前向共享業(yè)務(wù)信道由F-FCH/F-SCH提供支持，并對前向信道的結(jié)構(gòu)沒有進(jìn)行改動(dòng)，與原CDMA1x前向碼道不同的是：建立碼道時(shí)原設(shè)置的私有長碼掩碼改為調(diào)度組要求或指定的特殊公共長碼掩碼；不同的群組使用不同的長掩碼和WalshCode。與CDMA1x前向業(yè)務(wù)信道比較，Walsh碼資源與語音用戶相同，信道結(jié)構(gòu)基本不變；長碼掩碼通過加密算法計(jì)算得到。
*呼叫的快速建立
集群系統(tǒng)中PTT呼叫的另一個(gè)重要特色就是快速連接。如果CDMA系統(tǒng)未經(jīng)改造，則呼叫建立的時(shí)間將不能滿足PTT呼叫應(yīng)用時(shí)的需要。
為了解決快速連接必須從兩個(gè)方面著手，一是將信令流程進(jìn)行改造，減少不必要的流程和協(xié)商，盡量采用并行處理方式，節(jié)省用戶的接入時(shí)間，滿足PTT呼叫方式。另一方面，可通過使用增強(qiáng)型的接入信道，增加基站接入信道數(shù)量以及通過允許集群移動(dòng)臺增大初始發(fā)射功率、功率增加步長，以及提高系統(tǒng)的接收靈敏度、優(yōu)化搜索策略等技術(shù)，將接入試探控制在極短的時(shí)間內(nèi)完成。另外，為了提高移動(dòng)臺的接入成功率和通話的穩(wěn)定性，系統(tǒng)可以考慮采用AccessProbeHandoff、AccessHandoff、Channel－assignament into soft/softer Handoff 等技術(shù)。
2．GT800系統(tǒng)
GT800是以GSM－R為基礎(chǔ)進(jìn)行自主技術(shù)創(chuàng)新，兼容GSM和TD-SCDMA的無線接入技術(shù)，滿足行業(yè)用戶指揮調(diào)度需求的數(shù)字集群系統(tǒng)。
GT800根據(jù)基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展的成熟期分兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)：
�。璓haseI：定位集群共網(wǎng)運(yùn)營，采用GSM無線接入技術(shù)，支持現(xiàn)有主流集群系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能，性能指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于現(xiàn)有集群體制（接續(xù)速度等）；
�。璓haseII：定位專網(wǎng)和共網(wǎng)集群，基于PhaseI核心網(wǎng)增強(qiáng)，同時(shí)支持GSM和TD-SCDMA接入技術(shù)，通過終端雙模向TD-SCDMA演進(jìn)。
�。�1）GT800系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)包括如下邏輯功能模塊和子系統(tǒng)。
*網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。NSS由一系列功能實(shí)體所構(gòu)成，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS可包括若干個(gè)MSC、VLR和HLR。各功能實(shí)體之間都通過符合No.7信令協(xié)議互相通信，其中組呼寄存器（GCR：GroupCallRegister）中包含了組ID和組呼區(qū)域，組呼區(qū)域與組ID合在一起稱作組呼參考。其中與錨MSC相連的GCR中包含了與該組呼參考相關(guān)的調(diào)度臺列表、中繼MSC列表、錨MSC直接控制的小區(qū)列表。而與中繼MSC相連的GCR則包含了與該組呼參考相關(guān)的錨MSC地址、本中繼MSC所控制的小區(qū)列表。
*基站子系統(tǒng)
基站子系統(tǒng)BSS是集群系統(tǒng)中與無線傳輸方面關(guān)系最直接的基本組成部分。它通過無線接口直接與移動(dòng)臺相接，負(fù)責(zé)無線信號發(fā)送接收和無線資源管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與核心網(wǎng)中的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。
*集群終端
該終端由兩部分組成，移動(dòng)終端(MT)和用戶識別模塊（SIM），支持以下基本的集群功能：點(diǎn)對點(diǎn)私密呼叫、廣播呼叫、組呼。
（2）關(guān)鍵技術(shù)
*信道共享
GT800采用GSM的物理信道結(jié)構(gòu)邏輯信道，增加了組呼信道和廣播通知信道。在GSM系統(tǒng)中每個(gè)手機(jī)單獨(dú)分配一個(gè)信道進(jìn)行通話，而在GT800的組呼中所有手機(jī)都使用同一個(gè)組呼信道進(jìn)行監(jiān)聽，監(jiān)聽的手機(jī)個(gè)數(shù)不受限制，這樣節(jié)省了無線信道資源。
*快速呼叫建立
呼叫建立時(shí)間主要消耗在空中接口與手機(jī)的交互消息中。GT800采取減少合并消息的辦法以及系統(tǒng)同步處理技術(shù)節(jié)約了呼叫建立的時(shí)間，組呼建立時(shí)組成員根據(jù)廣播通知消息中的信道描述立即加入到組呼中不需要和網(wǎng)絡(luò)有任何的消息交互也加快了響應(yīng)速度。
四、我國數(shù)字集群技術(shù)
的發(fā)展展望
我國數(shù)字集群通信的發(fā)展首先明確市場發(fā)展定位，避免出現(xiàn)模擬集群通信發(fā)展所經(jīng)歷的彎路，應(yīng)將數(shù)字集群通信定位在專業(yè)移動(dòng)通信上面，充分發(fā)揮集群自身優(yōu)勢，這樣才有正確的發(fā)展方向，這是一個(gè)大前提。在大前提明確后，促進(jìn)數(shù)字集群市場的發(fā)展需要政府的正確管理，特別是管制環(huán)境和頻譜的分配。只有把握好經(jīng)營許可發(fā)放門檻，才能避免網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)投資建設(shè)和頻率使用上的浪費(fèi)。在民族產(chǎn)業(yè)方面，政府應(yīng)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、頻率分配以及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的發(fā)展方面予以支持，使民族產(chǎn)業(yè)發(fā)展上去，才能形成多廠家支持的局面，降低設(shè)備成本，為集群產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展提供良好的環(huán)境，提供可靠的安全通信保障。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營方面，應(yīng)扶持?jǐn)?shù)字集群共網(wǎng)的發(fā)展。在集群通信的產(chǎn)業(yè)鏈中運(yùn)營商是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，政府應(yīng)通過業(yè)務(wù)監(jiān)管等方式在宏觀上引導(dǎo)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營發(fā)展，這在集群發(fā)展初期尤為重要，同時(shí)應(yīng)通過逐步擴(kuò)大商用試驗(yàn)規(guī)模的方式，使運(yùn)營商不斷積累運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，也可以為國內(nèi)集群廠商提供實(shí)際的商用經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)國內(nèi)集群系統(tǒng)的不斷完善。同時(shí)也應(yīng)看到，運(yùn)營商作為一個(gè)企業(yè)必須要考慮自身的經(jīng)濟(jì)效益，因此也應(yīng)支持運(yùn)營商針對集群用戶提供包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在內(nèi)的各種增值業(yè)務(wù)，以提高收益，否則單靠基本的集群調(diào)度業(yè)務(wù)是不足以維持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的。另一方面，隨著各種信息量的不斷增長，集群用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求也在增長，集群用戶更希望運(yùn)營商能夠提供綜合的業(yè)務(wù)解決方案，從這方面而言，鼓勵(lì)運(yùn)營商在集群業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上發(fā)展增值業(yè)務(wù)也具有一定的社會效益。
----《通信世界》
