无线专网通信技术体制与标准的发展.docx

    无线专网通信技术体制与标准的发展    【摘  要】回顾国际主流和国内无线专网通信技术和标准的发展历程，说明无线专网技术和标准因应市场需求而不断演进，最后介绍现阶段专网发展“宽窄融合”、“公专结合”的发展思路关键词】无线专网;专用对讲;数字集群;宽带集群标准：TN929.5文献标志码：A        ：1006-1010（2019）03-0006-06引用格式：陆锦华. 无线专网通信技术体制与标准的发展[J]. 移动通信， 2019，43（3）： 6-11.[Abstract] The development history of technologies and standards for international mainstream and domestic private wireless communication is reviewed. The technical standards for private wireless communication evolve with the market requirements. The development idea of "broadband and narrow band convergence" and "public and private network collaboration " is elaborated.[Key words]private wireless network; private mobile radio; digital trunking; broadband trunking standard1  市场需求逐步驱动专网通信技术和标准发展本文所讨论的“专用移动无线电网络（以下简称为专网）”仅指有关部门和单位为了提供日常调度指挥通信和应急通信等服务的无线电通信网络。

使用部门选择专网是因为公用移动网不能满足其指挥调度通信要求，或者公用网提供服务的地点、容量、时限等方面不能适应某些部门的需要从1920到1950年代，移动通信主要使用对象是船舶、车辆、飞机等，使用频段主要是短波波段，设备为电子管的从1950到1960年代，主要使用150 MHz频段，后期发展到400 MHz频段，由于晶体管的出现，移动台向小型化得到了巨大的发展1970年代，由于集成电路技术的应用，电台的体积、重量和耗电都有明显改进，这一时期人们开始研究800 MHz频段的电波传播特性和进行设备的研制，同一时期，国际移动通信开始制定专网通信标准时至今日，专网通信已经发展成为由常规专用对讲机、数字集群、无中心对讲机、宽带集群多层次的技术体制，以满足不同用户群的需求，本文接下來将对无线专网通信技术体制与标准的发展进行探讨2   模拟常规对讲机的技术体制和标准国际移动通信到1970年代才建立起自己的标准1972年，国际电工委员会（IEC）发布了IEC 489-1～IEC 489-8有关调频无线机和单边带电台的测量方法，构成针对移动通信设备的一整套较完善的测量方法有关调频无线电设备的性能要求主要反应在国际电联无线电咨询委员会CCIR第VIII组（后重组到ITU-R）的有关报告中，主要是CCIR 478-3号和319-6有关25 MHz—1 000 MHz陆地移动业务的设备技术特性和管理频道划分原则的报告。

有关移动通信调频收发信机的性能要求和测量方法，先进国家和地区也都制定了标准，原美国电子工业协会EIA标准EIA 316《移动通信设备发射机性能标准》和EIA 204《移动通信设备接收机性能标准》和欧洲ETSI标准ETS 300 086《无线电设备与系统 陆地移动业务 主要用于模拟话音的带内部或者外部射频连接器的无线电设备的技术特性和测量条件》最具有代表性我国民用移动通信产品真正起步于1970年代中期，当时国产调频机受元器件和研发和生产条件限制，只能规定100 MHz频率以下产品的信道间隔为50 kHz，100 MHz频率以上产品的信道间隔为100 kHz产品的技术条件和测量方法结合当时生产厂的产品水平而定，产品可靠性也比较低这就是通称 的74系列调频电台通用技术规范，74系列是中国移动通信的启蒙产品1980年代，我国电子部组织制定电子部标准SJ 2710、SJ2711、SJ2712，对27 MHz—470 MHz小型调频（调相）无线机的技术条件、测量方法、检验规则、环境测试和可靠性试验等都作了明确的规定80系列标准规定在470 MHz频率以下信道间隔定为25 kHz从此我国调频无线机标准得到基本完善，开始与国际标准接轨。

1990年代，随着改革开放的扩大和深入，调频无线机的市场需求越来越大，用户对产品要求也更高随着国外产品大量进入中国，国产化的呼声也高涨为了监督进口产品的质量，给国产化产品有一个目标，同时给用户进一步了解产品，急需一套与国际标准接轨的关于调频无线机的标准1980年代中期，电子部广州通信研究所对相关调频无线机的国际标准，即IEC 489系列进行了验证工作，该项工作为后来制定国家标准打下了基础1990年由国家技术监督局正式颁布实施GB 12192《移动通信调频发射机测量方法》和GB 12193《移动通信调频接收机测量方法》两项标准随后，电子部广州通信研究所又广泛收集国际和先进工业国标准着手，了解和测试多个国家的市场销售产品技术条件和性能，重新编制调频无线机通用技术条件标准，1996年国家技术监督局颁布GB/T15844《移动通信专业调频收发信机通用规范》，这三项标准组成了业内通称的90系列标准3   模拟集群技术体制和标准1970年代，美国500 MHz以下频率资源已经几乎分配完毕，而需求单位有增无减美国联邦通信委员会（FCC）决定开放使用800 MHz频段但是频率使用必须采用一组频率供若干个单位共同使用的方式，达到网内频率资源共享的目的。

美国FCC只规定了集群系统使用的频段，没有给予确定的技术体制，造成北美地区800 MHz集群系统的技术体制及设备多种多样但是，北美模拟集群系统的共同点是他们的频率共用方式相同，都采用数字信令北美APCO（Association of Public-Safety Communications Officials-International，国际公共安全通信官员协会）曾经制定了APCO 16标准APCO 16标准规定了信道接入时间、自动优先级识别、数据系统接口、系统用户的个性化、指挥控制灵活性、系统扩容能力、频率使用和可靠性等方面虽然这项工作成功地制定了基本的性能标准和功能特性要求，但是没有制定信令标准1980年代，欧洲（西欧）移动通信频率资源紧张，面临无频率可分配的状况欧洲电信机构研究决定将VHF的电视频段（174 MHz—225 MHz）提供给移动通信使用，必须采用频率共用技术，使用一组频率建成频率资源共享的共用专业网后来由英国电信与贸易工业部牵头，制定出以MPT 1327《集群系统标准 信令规约》为主体的系列模拟集群标准MPT1327系列标准取得很大的成功，很快全球多个国家的移动通信设备提供商都能够按照标准生产产品。

后来，我国公安部也采纳MPT 1327标准1990年代，我国颁布的国家标准GB15539《集群移动通信系统技术体制》和GB15874《集群移动通信系统设备通用规范》并没有规定信令协议，但为产品进出口检验和国内设备研发提供了依据4   无中心多信道选址移动通信系统无中心控制并非不要控制，而是充分发挥高速发展的单片微机的作用，把中心控制台的集中控制转化为各移动台的分散控制无中心属于一种自集群系统，使移动台由通常的被中心控制的从属地位转变为分散控制的自主地位1994年，我国发布了国家标准GB15160-1994《无中心多信道选址移动通信系统体制》，当时的主要依据是ITU-R建议M.1032附件1《个人无线电系统》，并参照了日本个人电台RCR标准2007年，国家标准GB15160-2007发布，用以代替GB15160-1994修订后的标准较1994年国家标准和ITU-R建议M.1032更为先进5   窄带数字集群和常规对讲技术和标准5.1  TETRATETRA是欧洲应不同欧洲申根国家之间跨境执法和应急救助的互联互通需求而研制的支持互联互通的数字集群通信标准1995年，欧洲电信标准协会（ETSI）发布了第一版的TETRA标准。

除了语音和调度台服务以外，TETRA系统还支持多种数据通信TETRA采用TDMA（4：1）多址方式，信道带宽为25 kHz，调制方式为π/4 DQPSK，调制速率为36 kbit/s，话音编码为ACELP，数据传输速率为7.2 kbit/s（单时隙）到28.8 kbit/s（4时隙捆绑）TETRA在全球取得巨大成功，成为应用最广泛的数字集群标准我国原信产部于2000年发布的SJ/T 11228《数字集群移动通信系统体制》采纳了TETRA标准（体制A）5.2  APCO 25APCO 25是美国应各个应急机构互联互通的操作需求而研制的支持互联互通的数字集群通信标准APCO 25分兩期实施APCO 25 Phase 1要求APCO 25系统间能够互联互通，并且兼容模拟FM对讲通信APCO 25 Phase 1的无线接口主要技术特征为：信道带宽为12.5 kHz，多址方式为FDMA，调制方式为C4FM，载波调制速率为9.6 kbit/s，话音编码为IMBE从2012年开始，各地的APCO系统将逐步升级到符合APCO 25 Phase 2标准为了提高频谱利用率，APCO 25 Phase 2使用2时隙TDMA方案。

新建的700 MHz频段数字集群集群系统必须采用P25 Phase 2标准Phase 2使用AMBE+2声码器来降低所需的比特率，一个语音信道只需要6 kb/s（包括纠错和信令）Phase 2不向后兼容Phase 1（TDMA与FDMA操作）有的厂家提供的APCO Phase 2系统能够在需要的时候支持Phase 1的FDMA操作对讲机与对讲机之间的直接通信模式仍采用FDMA这样使模拟窄带调频在一段时间内还可以称为事实上的“互可操作”模式5.3  DMR数字移动无线电（DMR）是欧洲电信标准协会（ETSI）为企业移动无线电用户制定的数字无线标准DMR标准分为三层（Tiers）DMR标准旨在于全球许可陆地移动频段使用的现有12.5 kHz信道间隔内运行，并满足未来等效于6.25 kHz信道的监管要求主要市场目标是低复杂度的、比较经济的数字系统DMR提供语音、数据和其他辅助服务DMR Tier I标准仅适用于欧洲地区免许可PMR446无基础设施（即不使用中转台）的直通对讲通信，对讲机的最大发射功率为0.5 W在欧洲以外的地区，此频率不存在免许可证分配DMR Tier II标准适用于从66 MHz到960 MHz的专网常规通信。

DMR提高了频谱效率，具有先进的语音功能和集成的IP数据服务DMR TierIII标准适用于从66 MHz到960 MHz频段的集群通信Tier III内置128个字符的状态消息和短消息处理，最多可处理288位各种格式的数据它还支持各种格式的数据包服务，包括对IPv4和IPv6的支持DMR无线接口的主要技术特征为：信道带宽为12.5 kHz，多址方式为TDMA（2：1），调制方式为4FSK，EIST标准没有规定话音编码，但DMR协会推荐采用AMBE+由于DMR与其他数字对讲和集群相比成本和复杂性相对较低，而功能逐渐丰富，所有该技术和标准在专网市场颇受欢迎5.4  PDTPDT是中国“专业数。