相关专题：
摘要 首先介绍了数字集群技术标准及其在国内发展的情况。接着详细介绍了如何规划数字集群核心网。最后对数字集群与现有移动通信网的协调发展进行了论述。
1、数字集群系统的有关标准
以往在数字集群技术体制方面，我国确定并公布TETRA和iDEN两种技术体制为推荐的数字集群行业标准。这两种标准主要特点见表1。
表1 TETRA与iDEN特点比较
随着数字集群的进一步发展，我国一些设备厂商也开始进行数字集群系统的研发和生产，为了更好地支持国内厂商在集群通信领域的发展，2004年11月，信息产业部确定GT800和GoTa共同成为行业标准。其中GT800标准基于GSM，主要由华为公司进行研发，而GoTa标准基于CDMA，由中兴通讯进行研发。4种集群系统制式进行的比较见表2。
表2 4种集群系统制式进行比较
2、数字集群网频段利用现状
目前数字集群系统使用的频段为上行851～866 MHz；下行806～821 MHz。可供使用的带宽为15 MHz。由于各种原因，在这个频段上现有很多非集群系统使用且占用频段混杂，频点分布不均，造成了频谱资源的浪费。为了发展数字集群通信，提高频谱利用率，相关部门正在进行集群频段的清理回收工作。
3、数字集群系统核心网部分的规划
3.1 交换网络组织结构
数字集群通信系统可以采用单区系统结构方式或多区系统结构方式进行组网。当系统的容量在单区可支持的容量之下时，可以采用单区系统的结构组网，如图1所示。
图1 单区系统的结构组网示意
当系统的容量超过单区可支持的容量时，可考虑采用多区系统结构。多区系统可采用环型、星型或网状网等拓扑结构，如图2所示。
图2 多区系统的拓扑结构
3.2 中继方式
交换中心一般与基站、调度系统、网管系统和PSTN/PABX连接，如图3所示。调度系统由近端调度台和远端调度台及调度管理系统组成，负责系统内部用户的登记、鉴权和管理等；网管系统由近端网管终端和远端网管终端及网管系统组成；PSTN/PABX实现数字集群系统与外部通信网的通信联系。通过应用服务器，运营商可以开发与数字集群系统相关的一些应用程序，例如，短信息服务、移动短信查询和车辆定位信息等业务。系统交换中心到基站的中继方式一般采用E12电路，也有部分厂商提供X.21中继方式。TETRA系统交换中心到调度系统和网管系统的中继方式一般采用E12电路或者IP方式，对于需要传输语音信号的设备可以采用双绞线方式。无线调度台通过空中接口到基站，然后通过E12或者X.21链路到交换中心。TETRA系统交换中心与PSTN/PABX采用E12电路进行连接，与其他应用服务器可以采用IP或者ISDN等进行连接。
下面以某厂商设备为例，简单介绍相关中继电路的需求。
如图3所示，对交换中心的链路需求主要包含基站部分E12电路需求、网管系统E12电路需求、调度系统E12电路需求、PABX的E12电路需求和其他应用服务器的IP带宽需求。
●基站部分E12电路需求。通常基站配置N（N≤8）个载波，每个载波占用E12电路的1个时隙。如果基站采用星型与交换中心连接时，1个基站采用1条E12电路已经足够（如果采用主备方式，则需要2条E12电路）；如果基站采用环型结构接入到交换中心，则可以提高E12电路的利用率。例如5个基站组成环型，每个基站配置2个载波，共计需要占用10个时隙，则这5个基站接入到交换中心仅需要1条E12电路（如果采用主备方式，则需要2条E12电路）。如果在交换中心侧增加复用器，则可以大大减少E12端口的需求。因此，基站部分E12电路需求的计算需要根据每个基站配置的载波数和基站与交换中心的组网结构进行计算。
●网管系统E12电路需求。网管终端需要和交换中心连接。网管终端向交换中心传送的数据量决定了E12电路的需求，而所传送的数据量与网管终端的功能、同时查询的用户等情况有关。一般普通网管终端的数据量需要占用2个PCM时隙，同时进行多项任务的终端约需要3个PCM时隙。因此在计算这部分链路需求时，可以按照每网管终端3个PCM实现计算E12电路需求。同样，网管终端的电路需求也可以通过复用器来降低。但需要注意，交换中心所能支持的网管终端数量有一定的限制。
●调度系统E12电路需求。调度系统电路需求计算与网管部分基本一致，在计算时可以按照每个调度台需要占用2～3个PCM实现计算。
●PABX的E12电路需求。PABX承担数字集群系统专网与公网进行电话互连互通的功能。在设备配置时需要注意PABX所支持的信令方式。可以根据出网话务量计算出这部分电路的需求。
●其他应用服务器的IP带宽需求。IP带宽需求主要是根据网管终端数量不同而不同。计算网管至交换中心的带宽需求需要根据网管终端管理的用户数、同时监视的用户群等因素综合考虑。一般可以按照每个网管终端需要2～3个PCM链路进行计算。
3.3 编号方案
TETRA数字集群系统的编号方案应该完全符合TETRA标准，对于每个虚拟专网应该是非常灵活、方便、没有任何限制的。根据TETRA标准的定义，有两类TETRA用户身份码与虚拟专网有关：一类为TETRA用户身份码（TSI）；另一类为TETRA管理身份码（TMI）。每个移动台应至少包含一族TSI。每族应包括一个单独的TETRA用户身份码（ITSI），也可以有一个TETRA用户别名身份码（ATSI）和若干个TETRA用户群身份码（GTSI）。单独TETRA用户识别码（ITSI）是TETRA网络中惟一识别移动用户的号码，共48 bit。前24 bit是国家和网络代码，国家代码MCC为10 bit，MNC为14 bit；后24 bit用来定义TETRA网络的用户地址。
ATSI和GTSI既可以被预先分配（类似ITSI），也可以像常规操作那样采用标准TETRA过程，即由网络动态分配。
TMI为非传递的网络层（第三层）身份码。在使用TMI之前，系统给终端分配一个TMI，各终端之间不能传递和交换TMI。TMI由网络运营商分配，只能作为专用管理消息的内部网络管理功能的地址。一般网络用户不能接入这些管理消息和TMI地址空间。
我国的MCC为“460”，MNC由国家指配，TETRA数字集群系统中每个虚拟专网的ISSI和GSSI的编号方案与用户具体需求结合制定。假设我国数字集群网络统一编号格式中集群业务接入号为N1N2N3N4、移动用户号为S1S2S3S4S5S6S7S8，其中，N1N2N3N4为TETRA集群业务接入号（全国统一）、S1S2S3S4S5S6S7S8为移动用户号（各运营商自行分配）。
采用TETRA编号方案，还可以方便地进行群呼。在同一个虚拟专网中，移动用户呼叫只需拨最后5位号码即可，而每个通话组还可以减少所拨号码，因此，呼叫起来非常方便。实际编号方式可结合实际情况与用户最终探讨后，进行完整的规划。
4、数字集群系统的发展方向探讨
4.1 由专网走向共网
800 Mbit/s频段可供数字集群系统采用的带宽只有15 MHz，按照TETRA制式的要求，每个频点间隔25 kHz，则共有600对频点。GT800或者GoTa制式所需要的带宽更大，因此如何更好地利用宝贵的频谱资源成为数字集群网发展的重点。
可以预见，随着用户群的增加、集群业务的增多，原来的用户和部门将进入到同一个集群系统中，集群通信必将由以前的专网向共网方式转变。集群通信共网将由专门的运营公司运营，向用户提供服务，而不是仅供一个部门内部使用的专网。
4.2 与公众移动通信网协调发展
由于面向的用户群不同，数字集群网和公众移动通信网在诸多方面存在差异。数字集群最主要的业务特征是“一呼百应”的群组呼叫，个体用户或群组之间分为不同的等级，占有通信资源和通话主导权的优先级别不同。通信作业一般以群组为单位，以调度台管理为特征。在一般情况下，被叫用户无权拒绝主叫用户的通信要求。为保证用户对系统功能和性能的要求，提高资源利用率，群组通信时要采取“前向信道共享”、用户和群组优先级判别等技术手段，有时还需对发起呼叫用户或接收用户的区域进行判别。
5、结束语
面对用户日益多样化的需求，通过数字集群网，运营商可以提供集指挥调度、电话互联、短信、数据通信于一体的功能强大的通信系统，吸引更多的用户。
