应急通信的数字集群技术介绍

摘要　集群通信系统主要应用范围是对指挥调度功能要求较高的部门和企业，主要包括政府部门（如军队、公安部门、国家安全部门和紧急事件服务部门）、铁道、水利、电力、民航等单位。随着经济的发展，出租、物流、物业管理和工厂制造业也越来越需要集群通信。集群通信正逐渐成为公众移动通信之外的一大专用通信系统。本文详细介绍了应急通信的特点和集群通信的特点、国内集群系统的概况以及国内的两种集群通信系统。

1、引言

应急通信系统是在一些突发任务或灾难情况下，为更好地协调不同部门，高效率地处理这些突发事件而提供通讯功能的系统。集群通信系统具备特有的调度功能和组呼功能以及快速呼叫的特性，因此在应急通信系统中具有重要作用。集群通信系统主要应用范围是对指挥调度功能要求较高的部门和企业，主要包括政府部门（如军队、公安部门、国家安全部门和紧急事件服务部门）、铁道、水利、电力、民航等单位。随着经济的发展，出租、物流、物业管理和工厂制造业也越来越需要集群通信。集群通信正逐渐成为公众移动通信之外的一大专用通信系统。因此，应急通信系统除了要求支持基本的集群调度通讯外，还要求能够快速建网，一呼即通，一呼万应，多业务部门联动，通话质量好，操作方便等多种使用于紧急情况的功能。

2、数字集群通信的定义和特点

国际无线电协商委员会（CCIR）将集群通信系统命名为“Trunking Communication System”，国外也有将其称为PMR（Private Mobile Radio）或SMS（Specialized Mobile System）。我国曾将Trunking Communication System译为中继通信，1987年改译为集群移动通信系统，常称为集群通信系统或集群系统。

集群通信系统是多个用户（部门、群体）共用一组无线电信道，并动态地使用这些信道的专用移动通信系统。集群通信系统与公众的蜂窝移动系统相比具有如下特点：

（1）呼叫接续快；

（2）群组内用户共享前向信道；

（3）半双工通信方式，PTT方式；

（4）支持私密呼叫和群组呼叫；

（5）呼叫和讲话时，需按住PTT键，被叫不需摘机。

3、目前我国数字集群技术发展的现状

从数字集群通信的发展现状来看，集群产业处在初期发展阶段，与公众移动通信的发展规模相比，数字集群通信的规模处于远远落后的状态。同时，国内正在使用的数字集群通信系统完全采用国外的技术和设备，整个产业基本处于被国外厂商垄断的状态。而且，无论是TETRA系统还是iDEN系统，其标准的开放性不高，iDEN系统被摩托罗拉独家垄断，而TETRA系统虽然在空中接口可以做到兼容，但各个厂家系统之间不能实现互联互通，影响了TETRA系统的发展。这种状况造成的最直接的问题是终端和系统设备价格较高，或者是系统维护、升级和扩容的成本高，这在很大程度上限制了数字集群通信在我国的发展。

由于我国的集群通信市场存在着相当规模的市场和发展潜力，国内的多个电信设备制造商，例如中兴、华为和大唐，都在大力研发数字集群通信设备，并已经研制出符合集群通信要求的数字集群系统设备。和目前较为成熟的国外几种集群技术所不同的是，这些系统具有很多中国企业的自主知识产权，系统的体系结构采用了目前更为先进和公开的移动通信技术，并在此基础上引入了自主专利技术，实现了数字集群系统的关键技术。另一方面，与国外技术的垄断和相对封闭相比，国内厂家研制的集群系统可以完全公开并标准化。

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）。

4、GoTa系统

GoTa的含义是开放式集群结构（Global open Trunking Architechture），是为满足数字集群通信专网和共网用户的需要而开发的。

GoTa的空中接口在cdma2000技术基础上进行了优化和改造，使之能够满足现代集群通信的技术要求。GoTa采用的呼叫方式是集群通信中所特有的PTT方式的话音呼叫；为了提高呼叫接续速度，GoTa定义了一套相应的体制结构和协议栈，以满足集群通信系统的快速连接；为了支持群组呼叫，GoTa，优化了空中接口，从而达到在同一个小区／载频下同一群组的用户在呼叫时能够共享同一条空中信道的目的。GoTa在处理通信连接时也采用了共享的方式，这将减少网络处理呼叫时的时延。对用户来说，信道选择和分配的过程却是透明的。因此，GoTa具有快速的接入、高信道效率和频谱使用率，较高的用户私密性、易扩展性和支持业务种类多等技术优点。

4.1　GoTa系统的网络结构

GoTa系统的网络结构如图1所示。系统中包括如下逻辑功能模块和子系统。

图1　GoTa系统网络结构

（1）集群终端

集群终端为用户提供CDMA集群系统的各种集群业务，同时也为用户提供传统的普通电话业务、补充业务、短消息业务和数据业务。终端通过空中接口和集群系统相连，提供集群调度功能。

（2）基站子系统BSS

基站子系统BSS由基站收发信机BTS和基站控制器BSC组成，主要完成集群业务、数据业务和普通电话业务的接入功能。基站子系统BSS通过标准接口和调度子系统、CDMA核心网（包括交换子系统以及分组子系统）相连，满足集群终端的各种业务需求，包括集群业务、电信业务和数据业务。

1、回复“YD5GAI”免费领取《中国移动：5G网络AI应用典型场景技术解决方案白皮书》

2、回复“5G6G”免费领取《5G_6G毫米波测试技术白皮书-2022_03-21》

3、回复“YD6G”免费领取《中国移动：6G至简无线接入网白皮书》

4、回复“LTBPS”免费领取《《中国联通5G终端白皮书》》

5、回复“ZGDX”免费领取《中国电信5GNTN技术白皮书》

6、回复“TXSB”免费领取《通信设备安装工程施工工艺图解》

7、回复“YDSL”免费领取《中国移动算力并网白皮书》

8、回复“5GX3”免费领取《R1623501-g605G的系统架构1》