数字集群通信技术

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来源：通信世界

发展总述：

　　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，如美国NEXTEL公司集群网络的成功运营。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目益迫切，为我国发展集群通信系统提供了经济和市场基础。

　　集群通信从一开始起即像无中心系统一样，便将动态信道分配多用户共享与充分利用有限的无线信道资源作为首要设计思想，在此基础上建设一种共用平台，使各类稀疏容量用户可共享丰富的特种功能及各类业务增值新途径。当然，无线信道动态分配决非为集群系统所专有，从卫星系统至地面３Ｇ／３Ｇ＋系统，以至从覆盖层面看的各类现代ＷＰＡＮ／ＷＬＡＮ／ＷＭＡＮ／ＷＷＡＮ系统，均毫无例外、愈来愈多地应用动态信道分配与动态资源自适应管理技术。由此，从PTT、PoC、PTM（Push to Multimedia）及PTS（Push to Send）等公众蜂窝移动通信集群功能增值业务发展势头看，集群通信及数字集群专用通信亦面临着包括技术、应用、业务创新在内的持续创新的严峻挑战。  

　　数字集群是现今专用无线通信的主体,它同属移动通信范畴，与公众及全球移动通信相比较，其一系列特殊功能，特别是调度功能以及网络结构与安全控制等方面有其独特的特征与复杂性，其中不少特种功能非通常公众移动通信系统所具有、或其简单增强扩充即能具有，或者对特种专用部门特种强力要求亦难相适应；而且其快速接入响应，集团组群用户有效指挥、联络、调度以及其半双工、单工为主的运作方式是其最主要的特征。它的应用需求有很广泛的专用覆盖面，从而,与公众移动通信相对应，它在国家与全球社会生活中有其不可缺少的重要作用。  

　　本质是专网，而方向是共网

　　集群通信系统从运营方式上可分为专用集群系统和共用集群系统。专用集群系统是仅供某个行业或某个部门内部使用的无线调度指挥通信系统，系统的投资、建设、运营维护等均由行业或部门内部承担，早期的集群系统大多属于这一类型。共用集群系统是指物理网由专业的电信运营企业负责投资、建设和运营维护，供社会各个有需求的行业、部门或单位共同使用的集群通信系统，它具有资源利用率高、单位成本低廉、网络覆盖和运营质量好、可持续发展能力强、用户业务可自行管理等诸多优点，是集群通信运营体制的发展方向。

　　欧洲经济一体化的要求，在公众移动通信领域推动了GSM数字蜂窝标准的发展，在专业移动通信领域推动了TETRA数字集群标准的制定。全球经贸往来的日益活跃，都要求有先进的统一的通信手段与之相适应，要求提供端到端的全球性无缝通讯网络，从而推动了IMT -2000第三代移动通信系统标准的制订。专业移动通信领域中的航空和航海显然更为迫切要求先进的统一的通信手段。在高速公路、铁路、内河航运、旅游及武警等部门的专业网，随着各自业务的发展，也必然要求统一的数字集群系统以便跨部门、跨地区、跨省市以至全国联网。因此，必须坚持专业移动通信朝数字集群共网的方向发展。数字集群是从专用移动通信网发展起来的，而数字集群共网也是随着数字集群的发展而形成的，应该说这也是符合发展规律的。专网在一定的时间内还将发挥其作用，并有相当一部分专网是不能用共网来替代的。所以各部门的专网不可能在短时期内取消，甚至有些专网还要较长时期存在下去。但在专网、共网共同发展的同时应该看到，数字集群通信的本质是专网，而方向是共网。  

　　与NGN及3G接轨

　　积极思考与创新如何按NGN及3G演进业务增值角度在２.５Ｇ／３Ｇ／３Ｇ+演进中开发与普及一些诸如PTT/PTM/PTS及群呼之类容易综合、并深受用户集体活动欢迎与有效实施快速通话、快速发送多媒体（包括推进MMS等业务发展）等增值业务应用成为数字集群技术发展的一个重要课题。而且，随着3G+/4G及新一代数字集群技术的演进发展，未来新一代公众移动通信与新一代数字集群专用移动通信可能以新IP协议为基础及全ＩＰ平台为基础, 融合在一起，构筑成新一代综合型4G/5G移动通信系统。对此，在考虑数字集群新系统技术装备及体制标准改进与更新时, 应充分计及这一NGN/NGBW的演进方向与发展态势。  

　　目前数字集群Tetra、iDEN系统存在的主要问题首先是价位太高，同时高速多媒体业务运作及前向发展潜力差，同时，对Tetra多厂商运行环境时包括终端在内的互联互通能力差，安全保密问题上，包括加密处理在内特种用户的满意度及可信任度也有一定问题。对GoTa、GT-800等新系统在价位方面有极大优势与吸引力，高速多媒体业务运行及前向发展潜力较好，对其重要特种功能需进一步试验与由相应用户检验，包括快速响应时间及直通需求等处理在内，涉及资源利用、电磁兼容、组网方式、容量能力及市场定位等方面还需进一步思考与研究探索，适应专用强力需求的终端配套等亦应充分重视。

　　数字集群的一些重要功能的作用与业务增值意义又愈来愈为人们普遍认同，以PTT（Push to Talk）或PoC（“无线一键通”, PTT over Celular（public mobile））为中心的一股热浪正在掀起。PTT(Push-To-Talk)就是，一按键就可以通话。PTT是移动通信里快速建立通话的业务。由于摩托罗拉公司的IDEN系统具有PTT功能，又具有数字移动电话业务，既可以打电话，又能按某个键实现组、群、个人呼叫业务。目前国内移动公众网(GSM和CDMA)也在积极开展为集团用户提供PTT业务，以此作为新业务增长点。移动通信从无线专业网通信开始，而PTT是无线专业网不可缺少的功能。在经济利益的驱使下，现在公众移动通信网也积极开展PTT业务，但此PTT非专业网中PTT。现今将PTT与3G演进的IP多媒体子系统IMS、SIP及OMA工作结合推进3G演进增值业务发展看来是一种顺理成章的发展态势，可同时通用于cdma 2000 1X and 1X EV-x及GPRS/EDGE/WCDMA and HSxPA等业务增值，并期望能取得另一辉煌。

　　在国内，目前能够提供完整的数字集群设备和终端的系统包括华为公司开发的基于GSM的数字集群通信系统（GT800系统）和中兴公司开发的基于CDMA的数字集群通信系统（GoTa系统）。  

　　从技术的角度来讲，GoTa系统是基于CDMA2000系统的基础上开发的，除了集群的一些关键技术和业务已经达到集群通信的要求并且与TETRA和iDEN的指标相当之外，在今后通信未来发展的潜力方面也比TETRA和iDEN存在更大的优势。对于GT800，则在GSM-R的基础上作了大量的改进工作，以支持更多的业务和功能，并且在第二阶段的系统中，将基于TD-SCDMA系统开发。