我国数字集群的标准发展和趋势分析

摘要　制定数字集群标准是专业无线通信发展的核心要求，尤其是制定我国具有自主知识产权的数字集群技术标准具有更加重要的战略意义。文章介绍了我国目前应用的四种数字集群通信标准，并对我国数字集群通信的发展趋势进行了分析。

1、引言

数字集群技术从20世纪90年代中期在全球范围内兴起，得到了广泛的应用并取得了良好的社会效益和经济效益。在我国，随着社会活动和经济活动节奏加快、范围扩大以及信息传输量剧增，社会作为一个有机整体，更需要各方面的协调配合，许多专业团体对可用于广域调度指挥的集群通信网络的需求日益迫切，为我国发展集群通信系统提供了经济和市场基础。

目前在我国的社会生活中，主要应用的数字集群技术是TETRA、iDEN、GoTa和GT800。TETRA和iDEN是由国外研制开发的数字集群技术，而GoTa和GT800是具有我国自主知识产权的数字集群技术。

2、我国数字集群通信标准发展情况

数字集群通信的概念进入国内是在1993～1994年，首先是摩托罗拉公司的摩托罗拉综合无线电（MIRS）系统，以后MIRS改为综合调度增强性网络（iDEN）系统，接着是欧洲的陆上集群无线电（TETRA）系统。

从1997年开始，信息产业部专门组织了数字集群通信标准组来制定我国的数字集群通信标准，并于2000年12月发布了我国《数字集群移动通信系统体制》电子行业标准SJT11228-2000。SJT11228-2000中确定了两种数字集群体制，即TETRA（体制A）和iDEN（体制B）。TETRA系统比较适合作专网用，iDEN系统比较适合作共网用。

SJT11228-2000的发布，在我国数字集群通信领域，无论对生产制造业，还是运营商，无论对规范市场，还是对专利技术在国内的推广和应用都有积极的推动作用。但是，iDEN和TETRA毕竟是国外的技术，它们对于国内发展数字集群通信还是形成了一定的技术壁垒。因此，发展我国具有自主知识产权的数字集群通信标准成为当前十分迫切的需求。

信息产业部一直都大力推动我国自主知识产权的数字集群标准的制定工作，国内的厂家也积极的研制开发自己的数字集群技术，其中以华为公司提出的基于GSM技术的数字集群系统（GT800）和中兴公司提出的基于CDMA技术的数字集群系统（GoTa）发展的最为成熟和完善。

信息产业部专门成立了数字集群专家组和标准组对GT800系统和GoTa系统进行技术讨论和标准制定。并于20004年6月制定了《基于GSM技术的数字集群系统总体技术要求》和《基于CDMA技术的数字集群系统总体技术要求》两个通信标准文件。这两个标准的制定极大的推动了我国自主知识产权的数字集群通信技术的发展，并且为GT800和GoTa下一步的标准化工作提供了坚实的基础。

3、四种数字集群技术标准

（1）TETRA技术标准

TETRA是由欧洲电信标准协会（ETSI）推荐的标准。TETRA系统是一个空中接口信令开放的系统，并大量借鉴了GSM的概念。它基于TDMA方式，在25k带宽内分4个信道，采用较先进的ACELP语音编码方式和QPSK数字调制技术。它支持连续覆盖，在大区制的方式下，最大覆盖半径是56km。

TETRA系统在调度功能上是比较完善的，所以它非常适合做专网，尤其是军队、武警、公、检、法等单位。它有一些功能是iDEN所不具备的，如脱网直通和端到端加密等。脱网直通可以脱离运营商的管理，单独分配直通频率实现通信。端到端加密采用GSM的加密方式，即鉴权功能加上空中加密。

ETSI正在努力实现TETRA标准的Release2版本，以使TETRA的性能有一个提高。Release2的主要目标包括两个方面：一是使附加特性标准化，以建立和改进TETRA在因特网上的许多优点，如分组数据传送、提高话音质量和扩大覆盖区域（120～200km）等；二是提供与其他一些网络的互通能力，包括GSM、GPRS、EDGE和UMTS等。

（2）iDEN技术标准

iDEN是由摩托罗拉公司推出的，它也采用TDMA制式，在25kHz的信道上分6个时隙（目前已经开发出25k带宽上分成12个时隙）。它的VSELP语音编码和16QAM调制技术都比较先进。iDEN系统的起源设计就是作共网用的，所以它是集指挥调度、双工互连、分组数据和短消息于一体的工作方式。

iDEN系统是以调度为主的，又是根据公网考虑设计的系统，所以它的基本调度系统功能包括：组呼通话、私密通话、通话提示、来电显示。调度的先进功能包括：优先级、紧急呼叫、状态信息、多组扫描、区域限制、孤立站运行、调度台等。iDEN系统也有虚拟网功能，通过虚拟专网（VPN），最终用户可以管理其终端用户的终端配置，包括开户，增加新业务，更改调度私密号、组号、电话号码，重新编组以及随时取得详细通话清单和使用统计等。

iDEN系统每年都要推出2至3个新的软件版本。目前摩托罗拉公司已经实现在25kHz带宽内安排12个时隙（语音编码改为AMBE）和64QAM的调制技术等。这样它的系统容量又将提高一倍，数据传输速率也将大大提高。

（3）GoTa技术标准

全球开放式集群架构（GoTa，Global　OpenTrunkingarchitechture）是由中兴公司自主研发，基于CDMA1X技术面向新技术演进的数字集群通信系统，目标是满足共网集群需要，兼顾专网集群应用。

GoTa系统基于CDMA多址方式，它采用16QAM和QPSK的调制方式，QCELP语音编码技术，频分双工，上下行各1.25MHz带宽，间隔45MHz。GoTa的空中接口在CDMA2000技术基础上进行了优化和改造，核心网采用独立的分组数据域，基于A8／A9和A10／A11标准接口，可以公开并标准化。

GoTa具有一定的技术优势，解决了基于CDMA技术实现集群业务的关键技术。GoTa采用的呼叫方式是PTT方式的语音呼叫。为了提高呼叫接续速度，GoTa定义了一套相应的体制结构和协议栈，以满足集群通信系统的快速连接。为了支持群组呼叫，GoTa优化了空中接口，从而实现了同小区下同一群组的用户在呼叫时能够共享同一条空中信道。GoTa在处理通信连接时也采用了共享的方式，这将减少网络处理呼叫的时延，而对用户来说，信道选择和分配过程却是透明的。因此，GoTa具有快速的接入、高信道效率和频谱使用率、较高的用户私密性、易扩展和支持业务种类多等技术优点。由于GoTa是在CDMA2000技术基础上发展起来的，因此GoTa还可以集成大量的业务如呼叫普通用户、短消息、定位以及无线数据业务等。这些业务组合起来为专业集团用户提供综合业务解决能力。 [!--empirenews.page--]

在GoTa系统的设计中充分考虑了数字集群通信共网的特点和移动商务用户的需求，面向移动运营商开发设计，可以用一部终端将集群调度业务、普通语音业务、分组数据业务、众多增值业务（短信、定位）等多种通信服务集成于一个网络中。GoTa系统的灵活性高、性能价格比优异和功能全面等特征可以为运营商开辟出更多的赢利空间。

GoTa系统针对没有CDMA网络的运营商，可以作为单独的专业集群通信系统，供专业集群网络运营商和新运营商建网运营，提供专网集群业务和传统移动业务。对传统CDMA网络运营商，可以在已建设的中兴CDMA系统上通过系统升级方便叠加集群调度业务子系统，提供集群调度业务。

（4）GT800技术标准

GT800系统是由华为公司研制开发的基于GSM技术的数字集群系统。GT800基于GPRS和GSMR技术开发的系统，其第二阶段将与TD-SCDMA技术结合。华为公司研发GT800系统是面向国内数字集群市场需求，参考现有数字集群系统的业务特性，尤其是在快速呼叫、群组业务、优先级控制、安全保密、故障弱化方面进行了大量工作，可提供国内专业移动需求的完整集群调度业务。同时，为满足用户对高速数据业务的需求，GT800通过GPRS技术，实现更改速率的数据传输功能。GT800的第二阶段通过引入TD-SCDMA，进一步提供最高速率为2Mb／s的数据业务。

GT800主要有以下技术特点：第一，以公众移动通信产业链为支撑，基础技术比较完善，发展有保障，而且标准开放，多厂家参与，有利于供货商之间的竞争，打破专利垄断和技术设备制造垄断，可以降低建网和运营的成本；第二，具有良好的接续性能，系统的集群模式快速呼叫建立时间能够满足用户的需求；第三，系统基于华为的强大的智能平台，能提供各类的特色业务；第四，安全可靠。支持空中接口加密和端到端的加密等。

GT800可以提供广泛的业务，包括基本通话、短信、集群调度、优先级抢占、快速接续以及基于位置的路由等。同时还提供基于GPRS的数据业务。适合集群通信的共网运营，也适合民航、铁道、水利、市政、交通、建筑、抢险救灾、矿区等专业部门自建专网。

4、我国数字集群通信发展趋势分析

我国数字集群通信的发展现状同国外发达地区相比还处于初期阶段，具有民族自主知识产权的数字集群系统也刚刚开始发展，无论从数字集群通信的市场发展还是民族产业发展角度来看，都存在着很大的发展空间，这种现状对于我国今后数字集群通信系统的发展是挑战也是机遇。

在我国数字集群通信发展的过程中首先应处理好和公众移动通信系统的关系。数字集群通信是面向集团用户提供以指挥调度业务为主的专用移动通信系统，而公众移动通信是面向普通大众用户以提供话音和数据业务为主的公共移动通信系统。二者的定位不同，技术特点也不同，应避免重复过去通过集群系统提供公网业务的弯路。同时，从公众移动通信系统目前的技术发展水平来看，至少在相当长的时间内还不能替代集群系统，公网提供PTT业务只能作为一种增值业务，其性能指标远不能满足集团用户对专业指挥调度通信的需求，同时也不能提供集群通信所需要的各种服务质量级别和优先级，这些功能在集群网络中，尤其是在集群共网中是非常重要的。

其次在数字集群发展的过程中应分为共网和专网两种发展方式。共网集群通过VPN的方式，在同一张网络中向不同的集群用户群体提供不同需求和不同优先级的服务，这种应用方式同专网专用的方式相比，具有网络资源和频率资源利用率高的优势，同时由网络运营商运维网络，可以向用户提供更为专业的服务，降低网络运营成本，并有利于各个集团和部门之间的通信，做到协同配合。集群共网是集群通信未来的发展方向，但也应认识到，有些专网是共网集群不能替代的，对一些通话质量和优先级要求很高的部门来说，可能难以满足要求，或者是需要付出很高的网络成本。因此在促进集群共网发展时，也不能忽视专网的发展。

最后，在集群网络运营方面，应严格管制集群共网许可证的发放，鼓励具有一定实力的运营商发展集群共网，保证网络质量，避免重复投资和建设。同时应引导运营商对集群网络进行正确的定位，将重点放在专业集群用户上面，避免造成与公众移动通信系统的用户重叠。应开拓新的市场空间，同时也应鼓励运营商在集群业务的基础之上面向集群用户发展增值业务，实现社会效益和经济效益。

5、结束语

数字集群通信应用中的一个重要服务对象是对于调度和安全性要求很高的行业用户，因此发展具有自主知识产权的数字集群通信非常重要，而在这当中，制定相关的技术标准具有更加重要的战略意义。对于GoTa和GT800，基于已经制定的两个总体技术要求标准规范，未来还将制定从空中接口、无线接入到核心网一系列标准，从而促进我国具有自主知识产权的数字集群通信产业化快速发展。