第一节 产品定义及应用特点

一、产品定义

集群调度系统一般由控制中心、总调度台、分调度台、基地台及移动台组成。系统具有单个呼、组呼、全呼、紧急告警/呼叫、多级优先及私密电话等适合调度业务专用的功能。

二、应用特点

集群调度将几个专网合并，并用一组公共载频，建立一个集群调度网。在该网中，各专网以虚拟专网的形式存在。集群调度具有共用频点、共用设施（移动交换机、基站等）、共享覆盖区、共享通信业务等优点。

集群通信调度系统定位为一封闭的无线电通讯系统，提供特定人群使用的无线通讯系统，其使用方式为半双工调度为主的无线对讲机通讯系统，涵盖区域是属于高功率、广区域的无线通讯系统，且可结合无线电、有线电及呼叫器等通讯系统，提供特定人群或车辆指挥调度派遣使用。

除完成调度通信外，该系统也可以通过控制中心的电话互连终端与本部门的小交换机相连接，提供无线用户与有线用户之间的电话接续。但因该系统是专为调度通信而设计的，系统首先保证调度业务，对于电话通信只是它的辅助业务并受到限制。所以，利用该系统组建公用电话网是不适宜的。

第二节 集群调度系统行业发展历程

我国于1989年开始引进模拟集群系统，1990年投入使用，1993年得到了较快的发展，但1995年以后发展缓慢，到1999年，全国模拟集群系统信道总数不超过1万，用户总数大约只有20万。

1980年之前，我国的专用移动通信还是车载电台之间构成的同频单工网（网状网络结构），或由基站和车载电台构成的异频单工网（星状网络结构）以及由对讲机构成的系统。直到1985年才出现了真正的集群通信系统（trunked communication system）。这时的集群通信就是我们目前所熟知的概念，它是一种采用多频道中继（trunked）技术的能提供调度电话通信服务功能的专用移动通信系统。

上世纪90年代，随着数字通信技术的引入，集群通信由模拟体制发展成为数字体制，延伸出“数字集群”通信系统。该技术主要特征是：调制方式由模拟发展为数字，多址方式由FDMA发展为TDMA，通信业务由话音发展为数据和话音，组网方式更加灵活。

信息产业部无线电管理局为了支持和指导我国数字集群通信的发展，于2001年、2002年以及2003年陆续发布了3个重要的文件。尤其是信息产业部于2001年7月11日发布的信部无[2001]518号文件，在“关于800MHz集群频率使用管理有关事宜的通知”中，明确提出停止为800MHz模拟集群通信系统指配频率，加强800MHz数字集群频率集中管理。而且，还规定2005年12月31日之前所有模拟用户都要转到数字集群共网上。

我国哈尔滨工业大学深圳研究院也已经研制出符合TETRA标准的系统，并已与深圳哈达讯公司合作生产，2007年1月底他们已邀请国内著名的专家进行评审。另外天津712天通公司等国内三家公司也已经采用了英国SRT公司的专利和技术，研制出了中国造的TETRA手机。这些国内的企业研发和生产的TETRA系统和设备尽管是刚刚推向市场不久，还都需要有一定时期的成熟，但是已经开始打破了国外公司的垄断，特别是哈工大的研发的TETRA系统中有相当一些部件都是自主创新的，例如数字化宽带中频技术等。略……

第三节 产品技术发展现状

我国集群通信从模拟到数字，一直以来都被欧美两大标准TETRA和iDEN垄断。在这种情况下，中兴通讯和华为分别推出了自主创新的GoTa和GT800两大集群通信国产标准，这两大标准不仅基于应用更加广阔的CDMA、GSM技术标准，同时也在性能、互联互通、终端多样化等方面取得了长足的进步，并且与运营商合作实现了商用。

一、TETRA系统技术优势

TETRA（陆地集群无线电系统）是欧洲电信标准组织（ETSI）制订的数字集群通信系统标准。TETRA标准采用TDMA与FDD技术，将一个载频的25kHz带宽分为4个时隙（信道），可用于承载话音/数据业务、控制信令。TETRA系统集调度、移动电话、移动数传和短消息业务于一体，非常适合专网无线调度使用。但TETRA标准中，核心网与基站之间的接口尚未标准化，造成了一定的设备垄断性。

TETRA系统在我国使用806-821MHz（上行）和851-866MHz（下行）频段，和现有模拟机群通信系统所使用的频段是一致的。该系统采用π/4DQPSK调制方式，其最大相位变化不超过180°，调制频带窄，接收端无需基准相位振荡。

TETRA系统的最大优势在于它具有直通工作方式（DMO）。用户可以不经过网络基础设施，使用不受基站和交换机控制的无线频率，直接用移动台进行相互通信。TETRA系统的基站具有故障弱化功能，在交换机或交换机与基站链路出现故障时，单个基站仍然可以为有限的区域提供网络服务。TETRA系统还提供足够安全的通信保密措施，即具有鉴权、空中接口加密和端对端加密等加密方式，可满足普通、商业、秘密、机密等不同级别需要；其VPN功能也可使相距甚远的多个组织机构共用一个网络。此外，TETEA系统还包含多种标准接口，以确保和外部设备和系统具有良好的连接性。

二、iDEN系统技术优势

iDEN（集成数字增强型网络）系统是摩托罗拉公司研制和生产的一种数字集群移动通信系统，它的前身是MIRS系统，最初设计是作集群共网应用。

iDEN系统开发较早，技术比较成熟。iDEN系统为商用集群用户提供话音无线调度、移动电话、短数据、高速分组数据的综合业务，使用户用一台手机就能充分享受无线通信带来的好处，功能非常强大；在保证语音质量清晰前提下，它用25kHz的带宽支持6个时分多址TDMA信道，频率利用率非常高。

另外，iDEN终端不但可以在iDEN网络之间漫游（包括国际漫游）而且用iDEN/GSM双模手机，还可以实现GSM网络和iDEN网络之间的漫游，极大地方便了商务旅行的用户。在调度通信方面，也可实现跨系统调度通信。

iDEN的不足之处是由Motorola独家生产制造，导致iDEN网络完全由Motorola一家供应，系统设备采购和建网成本高，终端价格高。另外，iDEN系统由于研发年代较早，技术比较成熟，对新业务开展的支持能力较弱。

三、GoTa系统技术发展

GoTa数字集群通信系统是世界上首个基于CDMA技术的真正（具备快速接续和信道共享等数字集群的公共特点）的数字集群系统。

GoTa系统继承了CDMA网络原有的成熟性、良好的扩展性及技术先进性，在此基础上根据集群呼叫的特点，对网络进行优化和改进，成为首个在CDMA网络上成功提供专业集群调度业务的新一代数字集群通信系统。除此之外，GoTa系统利用CDMA网络提供的高速分组数据业务可以开展视频监控、BREW、移动办公、无线数据采集等扩展业务，为各行业客户提供可定制化的行业应用解决方案。

GoTa系统在普通CDMA网络基础上，仅需增加一套专用于数字集群通讯的DSS子系统，对原有BSS子系统进行软件升级，就可以同时支持集群功能、语音功能和分组数据功能。

1、GoTa系统创新地将信道共享机制引入CDMA系统，成功地解决了专业集群系统必需的关键技术。

1）信道共享

针对集群的半双工通信特点，GoTa系统对CDMA无线信道的使用进行了优化和改进，可以为群组的所有成员分配共享的通信信道。通过信道共享机制的应用，GoTa系统实现了几个成员的群组和几百个成员的群组所占用的无线网络资源相同，从而有效节省无线资源和功率资源，扩大通信容量。

2）快速接入

GoTa系统对CDMA的寻呼流程进行了有针对性的优化，同时启用了并发的寻呼机制，极大地缩短了群组寻呼时间。此外，系统定义了一套相应的体制结构和与原有的CDMA协议栈完全兼容的协议栈，可以满足集群通信系统快速连接的需要。

3）群组信息更新机制

当系统侧创建新的群组时，GoTa系统会自动触发群组信息更新机制，使得用户在空闲状态下自动进行信息更新，无需人工干预就能实现系统侧的群组和终端存储群组的同步，同步后终端将自动获得群组名称、群组号码等基本信息。

4）终端自主切换

终端跨区切换时，如果邻区已经有当前激活群组的资源存在，那么终端将自主切换，无需和基站进行信令交互；如果邻区的资源不存在，则终端将和基站交互，待邻区无线资源建立完毕后再进行切换。

通过使用这些先进技术，GoTa的集群呼叫建立时间达到了业界领先的500ms的水平，群组成员实现了完全信道共享，且单群组成员数不受限，性能上完全满足各类专业集群用户的需求，成为全球首个在CDMA网络上实现专业集群调度业务的数字集群调度指挥系统。

2、GoTa系统基于CDMA技术，不仅全面继承CDMA的技术优势和业务优势，还能提供更为专业的集群调度业务，成为新一代安全、可靠、高效的数字集群系统。

1）完备的专业集群功能

GoTa系统除了提供专业集群业务提供的基本功能如组呼、单呼、紧急呼叫、话权抢占、迟后接入、动态重组之外，还开发了丰富的扩展功能，包括话权排队、在线用户状态查询、呼叫限制、守候组、业务优先级等。在调度台功能方面，GoTa系统除了能提供专业的调度台和管理台所具备的功能外，还能提供短信收发、状态显示、号码管理等新功能。

除了上述功能外，GoTa系统还针对某些特殊用户开发了端到端加密、单站运行、故障弱化、遥毙复活、密钥遥毁、脱网直通、跨集团呼叫等高级功能，增强了这些用户在特殊场合、特殊条件下的应急调度能力。

2）性能优异，满足客户集群调度的专业诉求

GoTa系统通过对CDMA关键技术的优化，完全达到专业集群系统的性能指标，具有呼叫建立速度快、系统容量大、单组成员不受限等特点，满足行业用户对业务专业性能的需求。

3）虚拟VPN，网络共享

GoTa系统采用了先进的虚拟专网技术，使得不同行业的客户在共享集群网络资源的同时又能相对独立地使用自己的集群业务，确保用户以较低的成本享受到先进的数字集群服务。

4）保密性强，使用安全可靠

GoTa系统全面继承CDMA系统的保密、安全特性，同时具备系统与终端的接入认证，并可为用户提供定制的端到端加密方案，其系统安全性高于其他集群系统。

5）多业务融合，全方位满足客户需求

GoTa系统提供了集群对讲、语音、宽带数据等整套无线移动业务解决方案，为企业、集团和个人用户提供更灵活、全面、优质的服务。

6）接口开放，有利于产业化

GoTa系统将集群调度功能封装在控件和XML接口中并以API的方式供上层业务调用，调度员只需要登陆DAS的网站即可访问到本集团的调度台。第三方同样可以通过GoTa对外开放的API接口就能方便地定制开发出适用于不同行业的调度台。

此外，GoTa的终端采用模块化设计理念，将集群功能封装成软件模块和硬件模块，第三方可以方便地基于此模块开发出定制终端、车载台等。

四、GT800系统技术发展

GT800是我国拥有自主知识产权，基于时分多址的专业数字集群新技术。GT800结合蜂窝技术，通过创造性地对TDMA和TD-SCDMA技术的优化与融合，提供专业用户所需的高性能、大容量的集群业务和功能，系统稳定，可持续发展能力强。GT800从芯片级到应用层所有核心技术和安全机制全面自主，无需GPS，充分满足国家对安全性的要求。

1、GT800基本设计思路

GT800系统采用了具有成熟应用的TDMA技术，面向共网运营的设计；提供高性能的集群通信调度功能，满足不同部门的需求；提供各部门可以进行专网调度，授权部门可进行应急联动跨部门调度；提供语音和数据业务相结合的集群调度功能，面向未来，平滑向未来移动通信技术过渡的设计方案。

2、3GT800技术创新

1）共网集群调度

传统的集群通信网络，一般都是一个集团或企业单独建设个专门的集群网络，这样的集群系统组网能力有限；有些系统即便是实现了网络互联，但是也没提供相应的功能以支撑不同的集团在同一个集群网下，独立进行调度以及相应的操作维护等，因此这些集群系统没有具备共网运营集群通信的要求。

GT800系统提供先进的集群调度功能，满足多站覆盖、多点互联的网络覆盖需求；各网络实体之间的接口公开，满足集群共网的网络互联的要求。在GT800网络下，各集团用户共享整个网络资源，在GT800网络覆盖范围内都可以享有系统提供的服务。

同时，GT800系统通过GTAdapter服务器，提供虚拟专用网功能，各集团虽然在同一个GT800网络里，但是通过虚拟专用网功能，各集团可以单独进行本集团的集群调度，比如进行本集团的用户管理，对本集团用户进行相应的编组，或启动一个开放信道进行集群通信等，集团与集团问的这些集群调度互不影响。

GT800系统的GTAdapter服务器对授权用户还提供可以进行跨集团的集群调度功能，该功能可以应用在城市应急联动系统，或其他需要跨部门协同工作的场合。

GT800系统通过其强大的组网和覆盖能力，以及强大的虚拟专用网能力，为集群通信共网运营开创新的局面。

2）高度安全性

GT800针对集群应用的特点和需求，提供了一整套完善的安全机制：用于系统和用户相互确认的双向身份鉴权机制、确保无线空间传输的话音或数据信息保密的机密性机制、确保整个体系框架内传输信令不受到破坏的完整性机制、满足组呼需求的群组安全机制、端对端保密机制、特殊情况下脱离基站直通保密机制等。GT800根据不同行业对安全性的需求，提供不同级别的安全性保障，最大限度保证集群通信的安全，是国内安全性值得信赖的数字集群解决方案。

3）优化的共享信道技术

共享信道是集群系统必须具备的技术要求。通过共享信道技术，才能在集群调度组呼情况下，节省信道资源。GT800通过信道共享，实现群组业务，极大地提高了网络资源的利用率，又保证了其它集群特性很好地实现，涉及数以千计用户的GT800群组业务，只需通过共享一个业务信道实现，呼叫发起方共享上行信道，接听方共享下行信道。GT800优化的信道共享技术，保证了集群业务的高质量。

4）快速的呼叫接入技术

集群通信一个重要的特征就是PTT(PushToTalk)一按即通，要求快速建立呼叫；呼叫建立时间是衡量集群通信系统的一个重要指标。GT800根据快速呼叫建立的特定要求，创造性地进行呼叫流程设计、无线接口增强、网络层次优化等，通过多个层面的创新，完全满足专业用户的快速呼叫建立要求。GT800的快速接续特性突出，初始呼叫接续速度小于600s，PTT速度小于200ms。

3、GT800技术优势

1）广覆盖、广调度

GT800覆盖由于采用TDMA的技术体制，每个信道的发射功率恒定，覆盖距离仅受地形影响，能够在共享信道情况下实现广覆盖。在用户量增多的情况下，小区覆盖不受影响。各集团共享整个GT800网络覆盖服务区，真正体现GT800集群共网的广覆盖，广调度，充分利用频率资源的特性。

2）一呼万应

GT800继承了业界成熟的数字集群技术体制，实现了真正的信道共享，组内用户的数量不受限制，用户之间不会互相干扰，真正实现一呼万应。

3）动态信道分配

GT800还采用了动态信道分配的方式，在话音间隙释放信道，讲话时才分配信道，大大的提高了系统组的容量。即使在容量负荷极限，也能够保证让高优先级用户顺利通话。

4）面向3G发展

通过对TDMA和TD-SCDMA进行创造性地融合和创新，GT800系统在为专业用户提供高性能、大容量的集群业务和功能同时，也提供了面向3G的可持续发展能力。基于TDMA制式的第一阶段的GT800系统，可以方便向TD-SCDMA的第二阶段的GT800系统演进，充分体现保护用户投资的设计理念。

五、IPT集群调度系统

IPT集群系统由北京掌中无限信息技术有限公司开发，具有完全的自主知识版权，是利用现有公众移动数据网络打造的多媒体、多功能移动通信平台。

IPT集群调度系统提供了手机到手机、手机到PC、PC到手机、PC到PC的多媒体协同通信能力，可以传送语音、文字、图片等多种内容，可以进行一对一、一对多、多对多的通信和信息发布。并通过开放的接口提供了各种增值应用的接入和管理能力。

IPT集群调度系统解决方案，可将单位和企业用户原有的信息系统延伸到了极致，实现了在任何时候、任何地点随手获得工作所需要的信息的目的，解决了现场工作人员对大量、精确信息的查询和随时随地随身交流的需要。

IPT集群调度系统功能可实现即时通讯、POC(PTT)功能。系统具有覆盖面广、成本低、多媒体传送能力、计算机结合能力强，可定制化开发、设周期短等优势。

第四节 产品工艺特点或流程

一、TETRA系统组网结构

TETRA标准对无线网络结构的形式未做限制，仅定义了一组网络组成模块间的接口，这就使得TETRA系统网络结构简单，规模可大可小。

TETRA系统网络结构示意图

由图可见，TETRA网络的核心部分为交换和管理基础设施（SwMI），包括接入到其他类型网络和网络管理单元的接口，用户主要通过移动台（MS）或有线调度台（LS）接入网络。网管终端主要用于为网络提供控制、配置、告警指示和收集TETRA系统运行的统计资料。各个模块通过不同接口或传输线互连，完成TETRA系统的诸多功能。

SwMI内部功能模块的组成示意图

二、iDEN系统组网结构

iDEN数字集群移动通信系统主要面向共用集群通信网的设计，其网络组成的系统单元一般都集中安装在一个设施中，即移动交换局（MSO）中。

iDEN系统典型网络结构


 

从使用的基本技术和分组系统部件的功能来看，iDEN系统则可分成基站系统（BSS）、网络交换系统（NSS）和操作及维护中心（OMC）三部分。

三、GoTa系统组网结构

GoTa基本网络结构由终端、无线子系统BSS、调度子系统DSS等构成。为了支持电话互连业务、数据业务和短信息服务，GoTa还可以在基本结构上接入交换子系统、数据业务子系统及短信息服务中心等。

GoTa网络结构示意图

四、GT800系统组网结构

GT800系统采用与GPRS类似的网络结构，增加了针对行业用户的多种应用处理平台。其网络结构主要分为核心设备和功能扩展两大部分。

GT800网络结构示意图

第五节 国内外技术未来发展趋势分析

集群通信起初是从专网发展而来的，随着集群通信的应用、发展和认识的深化以及技术的进步和社会的变革，集群通信建设和发展走向共网已是一种趋势。

信产部对发展数字集群通信系统也指出：发展数字集群通信应形成以“共网为主、专网并存”的格局。在共网运营模式上，要以“共网运营、基础业务、先行试验、扶优扶强、规模经营、适度竞争、强化安全”为指导思想，积极稳妥地推动800MHZ数字集群业务在我国的发展和应用。

除了坚持向数字集群共网发展的方向外，发展创新的数字集群系统和网络，同时也包含大量高技术知识内涵，从系统结构、协议构造、编码调制、多址连接至自适应衰落环境对抗、检测处理、网络优化以及终端构成等诸多方面，还有大量技术知识发明创造空间等待发掘。因此，最新技术的研发和优化，也应是集群通信发展的方向之一。

此外，数字集群的互联互通、高速数据通信能力的强化、与IP网络的整合等，也是集群通信系统非常重要的发展方向。

针对目前的国情，借鉴成功数字集群系统的经验，我国数字集群发展的策略应着重于以下几个方面：

1、参照成功的国际数字集群商用系统，如iDEN、TETRA等，致力于发展拥有完整自主民族知识产权的国内数字集群标准；

2、应正确定位集群系统，以发展调度业务用户为主，有限制地提供电话互连，这样才可和蜂窝通信系统形成互补之利，完全发挥集群通信的优势；

3、推出商用集群通信网时，应首先保证提供基本的集群业务质量，如接续速度、安全性、频谱利用率等，然后再逐渐实现更高要求的服务，如高速率的分组数据传输等。

相信不久的将来，集群通信必将在中国无线通信领域占据更重要的位置。略……

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