项目4--集群移动通信系统体制.pptx

第4章 集群移动通信系统体制认知数字集群移动通信系统认知1数字集群移动通信系统的应用认知2CONTENTS目录数字集群移动通信系统认知数字集群移动通信系统认知1l概述lTETRA系统认知lPDT系统认知liEDN系统认知lGoTa系统认知lGT800系统认知概述1998年3月，国际电信联盟(ITU)根据各国提交的集群通信系统标准制定了APCO25、Tetrapo1、EDACS、TETRA、DIMRS、IDRA、FHMA等7个数字集群通信系统的国际标准，在这些标准中，APCO25、Tetrapo1、EDACS等3个为频分复用(FDMA)的技术标准，TETRA、DIMRS(后来改名为iDEN)、IDRA等3个为时分复用(TDMA)的技术标准，FHMA为采用跳频多址技术的标准从目前的应用来看，TETRA和iDEN两个系统应用较为广泛，另外由中国中兴通讯提出的GoTa技术的发展也越来越成熟，填补了中国在集群通信领域知识产权的空白TETRA系统认知Tetra（TerrestrialTrunkedRadio地面波集群通信）是欧洲电信标准协会(ETSI)于1995年正式确定的一种新一代数字传输网络无线产品标准，它包括了一系列已定义的开放接口、呼叫服务和协议。

它是一种基于数字时分多址（TDMA）技术的无线集群移动通信系统该系统是专业移动通信统一标准的开放性系统可在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输和服务，它不仅提供多群组的调度功能，而且还可以提供短数据信息服务、分组数据服务以及数字化的全双工移动服务支持移动台脱网直通（DMO）方式，可实现鉴权、空中接口加密和端对端加密具有虚拟专网功能，可以使一个物理网络为互不相关的多个组织服务TETRA系统认知TETRA整套设计规范可提供集群、非集群以及具有话音、电路数据、短数据信息、分组数据业务的直接模式（移动台对移动台）的通信TETRA可支持多种附加业务，其中大部分是TETRA独有的TETRA系统是一种非常灵活的数字集群标准，它的主要优点是兼容性好、开放性好、频谱利用率高、保密功能强，是目前国际上制定得最周密、开放性好、技术最先进、参与生产厂商最多的数字集群标准TETRA系统认知-Tetra系统特点Tetra系统频谱效率高，采用TDMA技术，使每25KHz信道复用4时隙；与其它数字集群系统比较还具有下列特点：（1）快速反应Tetra系统的呼叫建立时间非常短，实际小于0.3秒，GSM-R欧洲铁路综合移动通信系统实际测试数据最快为3秒。

2）调度业务丰富Tetra有多种指挥调度功能，如：迟后进入、区域选择、监听、动态重组、多种优先级配置方案（呼叫排队、强拆抢占、扫描优先等），功能齐全，可以按需选配TETRA系统认知-Tetra系统特点（3）加密方式灵活除公共密钥加密外，有空中接口加密、端到端加密等方式，可满足普通、商业、秘密、机密等不同级别需要4）安全性高Tetra的鉴权较GSM更为严密，有单向双向空中接口鉴权，在专业网中可以防止各种威胁，使得专业网正常运行更有保障5）可脱网直通Tetra在直通（DMO）工作模式中，无线用户可以不通过网络基础设施，使用不受基站和交换机控制的无线频率，直接进行相互间的通信TETRA系统认知-Tetra系统特点（6）话音质量好在严重噪声环境下，GSM通话质量会变差，而Tetra终端则不受环境因素影响，听不见杂声干扰，话音清晰7）高速适用性强在高速运行的汽车、火车或直升飞机中，当时速达到140公里/小时的时候，GSM通话话音已听不见，而Tetra终端的通话话音仍非常清晰，据测试，Tetra终端可在时速高达260公里/小时的直升飞机上进行通信8）Tetra标准开放Tetra属欧洲标准，可以从网上免费下载。

TETRA系统认知-Tetra系统特点（9）系统组网灵活Tetra在设计上支持小、中、大型系统，集中式、分布式、混合式部署，根据实际组网情况选择部署方式10）多频段选择可提供多频段系统，如：350-400MHz、410-470MHz和806-870MHz不同频段的系统（11）通信模式多样可提供全双工通信、半双工通信及数据通信服务TETRA系统认知-TETRA标准族TETRA可看成是TETRA话音十数据(V十D)、TETRA分组数据优化(PDO)和TETRA直接模式通信(DMO)3个普通标准的集合所研制的设备可以包含上述一个或多个标准功能，也可以根据用户的需求对标准进行变通处理，从而使TETRA更加灵活、功能也更强TETRA系统认知-TETRA标准族(1)TETRAV十D使用25kHz信道的TDMA系统，每射频信道分4个时隙，能同时支持话音、数据和图像的通信与单个移动台相结合，可减少阻塞及互调干扰问题，数据传输速率最高可达288kb/s2)TETRAPDO使用25kHz信道的TDMA系统，每射频信道分4个时隙，主要面向宽带、高速数据传输TETRAPDO只能支持数据业务，TETRAV十D则数话兼容。

它们的技术规范都基于相同的物理无线平台(调制相同，工作频率也可以相同)，但物理层实现方式不太一样，所以不能实现互操作TETRA系统认知-TETRA标准族(3)TETRADMODMO是脱网直通模式，直通模式就是终端机之间直接通过空中接口通信，不需要网络基础设施当移动台处于网络覆盖范围外，或即使在覆盖范围之内，但需要安全通信时，可采用TETRADMO方式，实现移动台对移动台的通信如果终端处于网络覆盖范围之内，通过入网终端，就可以在ISO第3层上提供集群方式与直通方式的相互转换4）TETRATMO(TrunkedModeOperation)TMO是集群模式，集群模式就是终端机之间需要中转站（网络基础设施）才能通信通话距离远并具有丰富的调度业务，可支持半双工和全双工两种模式通信但是需要网络，在没有建立基站的地方不能使用TETRA系统认知-TETRA的技术体制(1)主要技术特性TETRA系统主要技术特性如表1所示表1TETRA系统主要技术特性表序号内容技术特性1信道间隔25kHz2调制方式/4DQPSK3调制信道比特率36kb/s4语音编码速率4.8kb/s(ACELP)5接入方式TDMA(4个时隙)6用户数据速率7.2kb/s(每时隙)7数据速率可变范围2.4kb/s28.8kb/s8接入协议时隙ALOHATETRA系统认知-TETRA的技术体制(2)集群方式TETRA标准支持消息集群、传输集群和准传输集群3种集群方式。

消息集群是在调度通话期间，控制系统始终给用户分配一条固定的无线信道从用户最后一次讲完话并松开PTT开关开始，系统将等待610s的“信道保留时间”后“脱网”，完成消息集群，再将该信道分配给别的通话对使用若在保留时间内，用户再次按PTT开关继续通话，则双方仍在该信道上通话(即保持原来的信道分配)消息集群采用按需分配方式，频谱利用率不高TETRA系统认知-TETRA的技术体制传输集群是指用户双方以单工或半双工方式工作时，用户按下PTT开关，就占用一个空闲信道工作当用户发完第一个消息松开PTT开关时，就有一个“传输完毕”的信令送到基地台控制器，以指示该信道可再分配给其他用户使用传输集群的信道采用动态分配方式，频谱利用率高，但可能导致通话不连续和不完整准传输集群兼顾消息集群和传输集群的优点，缩短了“信道保留时间”(约0.5-6s)，增加了用户每次发话完毕并松开PTT开关后的时间，使消息不会中断准传输集群的信道利用率比传输集群低TETRA系统认知-TETRA的技术体制(3)频谱资源TETRA标准的显著特点是其频率资源的灵活性频谱范围从VHF的150MHz到UHF的900MHz，收发频率间隔有两种，分别为10MHz和45MH，如表2和表3所示。

表210MHz双工间隔上行链路下行链路应用380390MHz390400MHz欧洲安全部门410420MHz420430MHz欧洲450460MHz460470MHz欧洲表345MHz双工间隔上行链路下行链路应用870888MHz915933MHz欧洲806821MHz851866MHz中国TETRA系统认知-TETRA的技术体制(4)系统设计规范TETRA系统采用大区制设计，参数如下：呼叫建立时间300ms邻道功率60dBc基站RF功率0.6W40W移动台RF功率1，3，10，30WTETRA系统接收灵敏度(2BER)：移动台衰落107dBm，静噪l12dBm固定台衰落109dBm，静噪115dBmTETRA系统认知-TETRA的技术体制(5)网络结构TETRA标准对无线电网络的结构没有明确限制，其基础结构只定义了6个规定的接口标准，用于确保网内操作互联和网络管理这6个接口分别是无线空中接口、有线站接口、系统间接口、移动台(包括有线终端)与终端设备间的终端接口、网络管理接口和直接模式无线电空中接口TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能TETRA系统的业务包括基本电信业务和附加业务。

其中，根据接入点的不同，基本电信业务又分为承载业务和电信业务承载业务提供终端网络接口之间的通信能力(不包括终端功能)，具有较低层属性的特征(OSI的第l一3层)电信业务提供两用户之间相互通信的全部能力(包括终端功能)，除具有较低层的属性外，也具有较高层的属性(OSI的第47层)附加业务是对承载业务或电信业务的改进或补充TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能（1）语音业务标准单呼标准单呼是系统最基本的呼叫功能，即通过拨号进行个人对个人呼叫；对于呼叫成功的立即自动接通话路，对于呼叫失败的提示被叫用户信息通话过程中动态地显示对方号码标准组呼使用半双工方式建立的一对多的Direct呼叫，Tetra终端最常用的呼叫方式之一只有那些已经成功附属特定组的终端用户才能接收到对该组的组呼接入信号TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能紧急呼叫Tetra终端和调度台可以根据情况设置紧急呼叫紧急呼叫拥有最高的预占优先级（15级）紧急呼叫如果需要可以预先清空正在进行的呼叫资源通过按下终端紧急呼叫键即可发起紧急呼叫紧急呼叫指示会在被叫方显示预占呼叫发起预占优先级的呼叫，可以打断正在进行的普通优先级的呼叫。

网关网关呼叫包括PSTN和PABX网关呼叫，即是Tetra终端在TMO模式下可以通过PSTN或PABX网关与公网或集团网的用户之间进行互联互通TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能（2）数据业务状态消息（Status）预定义状态信息用于从一个用户到另一个用户（或一个组）快速可靠地发送预定义信息，而无需语音呼叫用户消息（SDS）Tetra系统提供短数据服务，允许在移动终端设备间传送短信息支持对单个Tetra用户和用户群或者是外部应用（例如调度台）的SDS请求TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能GPS定位终端可接收GPS卫星定位信号，向基站发送GPS定位信息调度台根据终端的定位信息，实现可视化调度IP分组数据(PacketDATA)IP包在两个无线终端、一个无线终端和IP数据网关、客户以太网网关和客户应用之间传送可以使用任何标准的应用，比如Web、FTP、e-mail等可以交换任何类型的信息，比如图片、文字、声音TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能（3）调度台基本功能（DWS）DWS可以理解为特殊的一款Tetra终端，它具有调度的能力DWS功能强大，一个操作员可以控制一组移动终端的部分或全部活动。

终端呼叫调度台无线用户通过呼叫调度台ID号码呼叫调度台调度台呼叫终端通过调度软件可以选呼某一个或某一组移动用户调度台数据业务调度台可与移动用户之间相互传输短信息及状态消息TETRA系统认知-TETRA系统的业务功能强插、强拆调度台可以强行插入正在进行的通话，参与到这个通话中，也可以把这个通话强行拆线环境侦听环境侦听呼叫业务以隐蔽的方式监听被叫用户周围的声音通话监听调度台可以插入当前正在通话。