集群通信系統(tǒng)(Trunking Communication System)誕生于20世紀70年代,最早的集群通信是模擬系統(tǒng),數(shù)字集群技術從20世紀90年代中期在全球范圍內(nèi)興起,我國是在2003年4月由信息產(chǎn)業(yè)部批準,中國衛(wèi)通集團在天津、濟南、南京三個城市建設并運營數(shù)字集群商業(yè)共網(wǎng)實驗網(wǎng)。
一、集群通信的概念
1、定義
ITU-R將集群通信系統(tǒng)命名為“Trunking Communication System”,國外也有將其稱為PMR(Private Mobile Radio,意為“私有移動無線”)或SMS(專業(yè)移動系統(tǒng),Specialized Mobile System)的。我國曾將“Trunking Communication System”譯為中繼通信系統(tǒng),1987年改譯為集群移動通信系統(tǒng),通常稱為集群通信系統(tǒng)或集群系統(tǒng)。
在我國GB/T 2900.54《電工術語 無線電通信 發(fā)射機、接收機、網(wǎng)絡和運行》、GB/T 50760《數(shù)字集群通信工程技術規(guī)范》及YD/T 2100《基于GSM技術的數(shù)字集群系統(tǒng)總體技術要求》等各類標準中都給出了對集群通信的定義,它們雖然具體表述不盡相同,但其含義基本相同,匯總于下表1-1中,以供理解。
表1-1:不同標準中對集群通信的定義
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2、特點
集群通信網(wǎng)組建的是一種指揮/調(diào)度用網(wǎng)絡,可組建成集群專用網(wǎng)或集群共用網(wǎng)(其含義詳見下表1-2-1)。它是一種共享資源、分擔費用、共用信道設備及服務的多用途、高效能的無線調(diào)度通信系統(tǒng),呼叫方式為PTT (Push To Talk)的一種專業(yè)無線移動通信系統(tǒng),集中控制和管理信道并動態(tài)方式分配信道給用戶。由上述定義可知,對于集群通信系統(tǒng)從技術上和組網(wǎng)上具有下表1-2-2所示的突出特征。另外,由于集群共用網(wǎng)有下表1-2-3所示的優(yōu)點,而國家鼓勵組建集群共用網(wǎng)。
表1-2-1:集群專用網(wǎng)和集群共用網(wǎng)的定義
表1-2-2:集群系統(tǒng)的顯著特征
表1-2-3:集群共用網(wǎng)的優(yōu)點
3、工作方式與呼叫方式
對于集群通信系統(tǒng),特別是窄帶數(shù)字集群通信系統(tǒng),其終端通常常設的工作方式有集群工作方式(TMO,Trunking Mode Operation)和直通工作方式(DMO,Direct Mode Operation),兩種工作方式的含義詳見下表1-3-1。而直通工作方式(DMO)又分為基本方式、轉發(fā)方式和網(wǎng)關方式三種類型,其釋義詳見下表1-3-2中。
表1-3-1:集群工作方式與直通工作方式
表1-3-2:直通工作方式的類型
另外,集群通信系統(tǒng)的用戶(包括終端和調(diào)度臺)間的呼叫,可分為單呼、組呼、廣播呼和點對點呼叫四種類型。下表1-3-3給出了它們的釋義。
表1-3-3集群通信系統(tǒng)用戶間的呼叫類型
二、集群通信的技術體制
對于集群通信的技術體制,首先應該有模擬體制和數(shù)字體制之分,是因為集群系統(tǒng)首先使用的是模擬集群系統(tǒng),而后演進國道到如今的數(shù)字集群系統(tǒng)。
1、模擬集群技術體制
模擬集群通信系統(tǒng)是應用最早的集群通信系統(tǒng),隨著通信技術之發(fā)展,模擬集群通信系統(tǒng)逐步被數(shù)字體制所取代而被淘汰,從2005年12月31日起國家無線電管理部門已停止受理其管理。目前應用的全部為數(shù)字技術體制的集群系統(tǒng)。然而,模擬體制的集群系統(tǒng)畢竟為集群通信的發(fā)展過程做出了一定的貢獻。在我國,當初應用的模擬體制的集群系統(tǒng)全部為從國外引進的系統(tǒng),其中來自歐洲的MPT-1327系統(tǒng)組網(wǎng)較多。
欲詳細了解我國關于模擬集群通信技術要求規(guī)范的請進入。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,社會對信息化的要求越來越高,各部門、行業(yè)用戶間的協(xié)調(diào)調(diào)度需求日趨強烈。原來傳統(tǒng)的模擬集群網(wǎng)逐漸不能滿足需要,主要原因包括技術落后、功能單一、不易聯(lián)網(wǎng)、不易加密、系統(tǒng)容量小、頻譜利用低、缺乏數(shù)據(jù)傳輸能力等。因此,采用數(shù)字集群系統(tǒng)建設調(diào)度網(wǎng)絡日顯突出。
2、引進的數(shù)字技術體制
對于數(shù)字集群通信系統(tǒng),在我國其技術體制種類應用較多,較為常見的多達6種。首先也是從引進的技術體制開始的,而后我國又推出了具有自主知識產(chǎn)權的多種技術體制。
1998年3月ITU專門發(fā)布了一份題目為《用于調(diào)度業(yè)務的頻譜高效的數(shù)字陸上移動通信系統(tǒng)(Spectrum Efficient Digital Land Mobile System for dispatch traffic)》(ITU-R 37/8)的文件,在該文件的附件中給出了ITU-R 征集到的7種推薦數(shù)字集群系統(tǒng)。在這7種數(shù)字集群技術體制中,其中TETRA、iDEN、APOC25、TETRAPOL等系統(tǒng)在國際上應用的較為廣泛,因此,我國是從中引進了同為TDMA多址方式的TETRA系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng)。
欲詳細了解ITU-R推薦的7種數(shù)字集群通信系統(tǒng)介紹的請進入。
當我國決定引進TETRA系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng)后,由當時的信產(chǎn)部的安排,發(fā)布了SJ/T 11228《數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制》電子行業(yè)標準,對這兩種技術制式的系統(tǒng)結合我國無線電管理規(guī)定和我國通信網(wǎng)絡的實際要求等,進行了再標準化。在該標準中,TETRA系統(tǒng)被稱為體制A系統(tǒng);iDEN系統(tǒng)被稱為體制B系統(tǒng)。
欲詳細了解關于體制A集群系統(tǒng)和體制B集群系統(tǒng)介紹的請進入。
3、我國自主知識產(chǎn)權的數(shù)字技術體制
隨著我國研究開發(fā)能力的提高,從2003年開始,我國不斷地研制推出了具有自主知識產(chǎn)權的、多種技術體制的數(shù)字集群通信系統(tǒng),它們是:基于GSM技術的系統(tǒng)、基于CDMA技術的系統(tǒng)、基于LTE技術的系統(tǒng)和基于PDT的系統(tǒng)。前三種技術制式是將數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的空中接口技術應用于集群通信之中而形成,其中基于LTE技術的系統(tǒng)可提供寬帶業(yè)務,被稱為寬帶數(shù)字集群(B-TrunC)系統(tǒng)。
欲更多了解5種窄帶數(shù)字集群體制性能比較的請進入。
對于基于GSM技術的技術體制系統(tǒng)和基于CDMA技術的技術體制系統(tǒng),是在2003年,由我國華為技術公司自主推出的GT 800集群系統(tǒng)和中興通訊公司自主推出的GoTa集群系統(tǒng)的基礎上,由我國進行了標準化后,分別形成的兩種技術體制的數(shù)字集群系統(tǒng)。
欲詳細了解關于基于GSM技術和基于CDMA技術的數(shù)字集群通信系統(tǒng)介紹的請進入。
鑒于上述的兩個具有我國自主知識產(chǎn)權的數(shù)字集群系統(tǒng),那么,我國在2014年又自主推出了基于LTE技術的數(shù)字集群系統(tǒng),成為了我國的又一種技術體制的數(shù)字集群系統(tǒng)。由于其LTE技術的寬帶特性,基于LTE技術的數(shù)字集群系統(tǒng)又稱之為寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)(B-TrunC,Broadband Trunking Communication)。
欲詳細了解基于LTE技術的寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)(B-TrunC)介紹的請進入。
基于PDT的系統(tǒng)是指警用數(shù)字集群(PDT,Police digital Trunking)系統(tǒng)。它是公安部從2008年開始組織我國相關單位,在原模擬系統(tǒng)的基礎上自主開發(fā)了一種數(shù)字集群通信系統(tǒng),也是我國數(shù)字集群系統(tǒng)中又一種技術體制,但它是一種集群專用網(wǎng)系統(tǒng)。
欲詳細了解警用數(shù)字集群系統(tǒng)(PDT系統(tǒng))介紹的請進入。
另外,有一種SCDMA技術的無線接入通信系統(tǒng)也支持基群業(yè)務,由我國相關通信行業(yè)標準所規(guī)范。
欲詳細了解支持基群業(yè)務的SCDMA無線接入通信系統(tǒng)介紹的請進入。
三、集群系統(tǒng)的結構與提供的業(yè)務
集群系統(tǒng)尤其是數(shù)字集群系統(tǒng),由于其技術體制的不同,其各自系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和網(wǎng)元(設備)的組成是不盡相同,但大同小異。因此,所支撐的業(yè)務與業(yè)務功能也略有差異。若要詳細了解各技術體制數(shù)字集群通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構、業(yè)務及功能內(nèi)容的,請參見上述各技術體制系統(tǒng)的介紹中。
四、集群系統(tǒng)的工作頻段
1、關于集群專用頻段的800MHz頻段
集群系統(tǒng)的工作頻段,在模擬集群系統(tǒng)時代,使用的比較混亂,曾使用過150MHz、350MHz、450MHz、800MHz等頻段。其中,對于800MHz頻段,是國家無委在1992年發(fā)文(國無管[1992]3號)指配為集群系統(tǒng)的專用頻段。國家無委在2001年7月21日發(fā)文(信無函[2001]518號)規(guī)定停止為模擬集群系統(tǒng)指配800MHz頻段,已使用的系統(tǒng)可繼續(xù)使用到2005年12月31日。從此,800MHz頻段成為數(shù)字集群系統(tǒng)的專用頻段。
2、關于寬帶數(shù)字集群用1.4GHz頻段
為了支撐基于LTE技術的寬帶數(shù)字系統(tǒng)所提供的寬帶業(yè)務的需要,2015年2月28日國家無委發(fā)文(工信部無[2015]59號)規(guī)定1447~1467MHz頻段用于寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)。
3、關于PDT數(shù)字集群系統(tǒng)用350MHz頻段
我們知道,公安部早期組建的模擬集群系統(tǒng)使用的是350MHz頻段,而自主開發(fā)的數(shù)字系統(tǒng)(PDT)為了平滑的模/數(shù)過渡,也沿用了350MHz頻段至今。但國家無委在2019年11月1日發(fā)文(工信部無[2019]237號)通知要求,PDT數(shù)字集群系統(tǒng)應使用800MHz頻段,但并未明確具體時間要求。
欲詳細了解我國關于集群通信系統(tǒng)相關工作頻段管理規(guī)定的請進入。
欲詳細了解我國集群通信系統(tǒng)工作頻段范圍及頻率特性相關技術要求的請進入。
五、數(shù)字集群系統(tǒng)的技術要求及編號方案
不同技術體制的數(shù)字集群通信系統(tǒng)的技術要求在具體內(nèi)容上是不相同的,其最大差異是各自的空中接口規(guī)范部分,鑒于此,各自系統(tǒng)的編號方案的具體要求也有所不同。
欲詳細了解數(shù)字集群通信系統(tǒng)相關要求的請進入:技術性能要求;編號方案要求
綜上所述,我國的數(shù)字集群通信系統(tǒng)的技術體制的種類目前曾使用的有多達6種之多,然而,如iDEN系統(tǒng)、基于GSM技術的系統(tǒng)和基于CDMA技術的系統(tǒng),在實際的建網(wǎng)組網(wǎng)應用中,普及的不是很好。以至于國家無委決定從2020年1月1日起不再受理新的這三種技術體制系統(tǒng)的無線電管理,正在使用的老系統(tǒng)將直至報廢。
欲進一步了解我國數(shù)字集群通信系統(tǒng)工程建設要求的請進入。