谈我国四种数字集群通信系统体制——郑祖辉glkv.docx
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1、谈我国四四种数字字集群通通信系统统体制 作者:郑祖祖辉 来源:专专业无线线通信 时间间:220088-5-27 15:15:37 到目目前为止止,经原原信息产产业部批批准,可可以在我我国市场场上推出出的数字字集群通通信系统统有4个个,即:(1)220000年122月288日由原原信产部部发布的的 “数数字集群群移动通通信系统统体制” 所推荐荐的行业业标准TTETRRA和iiDENN。(2)220044年111月2日日由信息息产业部部科技司司发布的的基于GGSM和和CDMMA技术术的GooTa和和GT8800两两种数字字集群通通信系统统的通通信标准准技术参参考性文文件。 由此,在在我国数数字集群
2、群通信舞舞台上已已经活跃跃着4种种体制的的系统和和网络,这这4种体体制正角角逐着我我国的数数字集群群通信市市场。应应该说,它它们各有有优缺点点、各有有特点、各各有市场场定位、各各有用处处,因此此受到了了各自喜喜爱它们们用户的的青睐。原原信产部部特别是是无线电电管理局局对频谱谱高效使使用是十十分重视视的,因因为我国国分配给给集群通通信使用用的8000 MMHz频频段只有有2115MHHz带宽宽,按照照无线电电管理机机构规定定,当时时的集群群通信频频段的信信道间隔隔为255kHzz,则共共有6000对信信道,后后来数字字集群通通信系统统也使用用这个频频段,也也按255kHzz为信道道间隔。但但是对
3、于于我国这这样一个个地域广广阔、人人口众多多的大国国来说,6600对对集群通通信信道道显然是是不够用用的。为为此,为为了更好好地满足足有关各各部门使使用集群群通信的的需求,无无线电管管理局又又专门开开辟了3350 MHzz频段(共共5600个信道道)供公公、检、法法等8个个部门使使用。 原信产产部一直直倡导和和支持建建设集群群通信共共网(CCommmon nettworrk或SSharred nettworrk),在在无线电电管理局局连续发发布的几几个文件件中也始始终贯串串着提高高频谱效效率这个个意图,直直到20007年年发布的的1733号文件件中还特特别强调调“建立立数字集集群通信信共网为为
4、主、专专网为辅辅的原则则”。在在这4种种体制中中,TEETRAA、iDDEN和和GT8800都都是采用用TDMMA的,而而GoTTa系统统是CDDMA的的。而在在工作频频段占用用方面,44个系统统都使用用8000MHzz频段,而而TETTRA还还独有3350MMHz频频段。 本文试试图对我我国的44个系统统的概况况特别是是近年来来的一些些发展作作一个简简要的归归纳,以以供参考考。但为为了进一一步说明明我国数数字集群群通信的的进展,有有必要先先对国际际电联(IITU)对对数字集集群通信信系统推推荐的体体制先做做些介绍绍,因此此分为两两个部分分来阐述述。一、国际际电联(IITU)推推荐的数数字集群
5、群通信系系统的体体制 19998年33月ITTU专门门发布了了一份题题目为“用用于调度度业务的的频谱高高效的数数字陆上上移动通通信系统统(Sppecttrumm Effficciennt DDigiitall Laand Mobbilee Syysteem ffor disspattch traaffiic)”(IITU-R3778)的的文件。这这个文件件指出:由于陆陆上移动动通信的的快速发发展和基基于数据据业务的的需要,提提出要发发展采用用数字调调制的以以获得更更高效的的频谱技技术的数数字集群群通信系系统。在在这个文文件中提提到了“调调度业务务”和“高高效频谱谱”是数数字集群群通信系系统的两
6、两个关键键点,文文中也提提到了英英文“TTrunnkinng”这这个词汇汇,也就就是我们们已经译译成为“集集群”。文文件中IITU重重新强调调了数字字集群通通信的含含义。 关于频频谱高效效使用,众众所周知知从技术术制度来来说TDDMA是是高于FFDMAA,而CCDMAA又高于于TDMMA。但但也不仅仅是这样样,从使使用角度度出发,还还要考虑虑技术的的实现成成熟性,和和系统与与设备的的性能价价格比。例例如在下下面简要要提到的的ITUU推荐的的7种数数字集群群通信体体制中就就有APPCO-25和和TETTRAPPOL两两种是FFDMAA的。下下面是经经ITUU审核后后推荐的的7种数数字集群群通信体
7、体制和系系统。1. TTETRRA:TTETRRA(TTErrresttriaal TTrunnkedd Raadioo:陆上上集群无无线电)标标准是由由ETSSI(欧欧洲电信信标准协协会)制制定的,它它的技术术指标和和性能能能满足广广大的处处理应急急业务、工工业和商商业部门门的专用用用户的的使用要要求。2. AAPCOO-255:APPCO-25标标准是AAPCOO(美国国的国际际公共安安全官员员协会)、NNASTTD(国国家电信信管理者者协会)以以及联邦邦政府用用户等共共同合作作的一个个项目,这这个标准准是针对对公共安安全领域域和政府府工作的的广大用用户的需需要而制制定的。3. IIDRA
8、A:IDDRA系系统标准准是由AARIBB(日本本工商联联合会)制制定的,这这个标准准所确定定的技术术指标完完全能满满足应急急业务、商商业和工工业等范范畴的广广大专业业用户的的需求。4. DDIMRRS:DDIMRRS(DDigiitall Innteggratted Mobbilee Raadioo Syysteem:数数字综合合移动无无线电系系统)是是用于北北美地区区提供综综合调度度业务和和提高频频谱效率率的一种种方式和和措施。MMOTOOROLLA公司司的iDDEN系系统和它它的前身身MIRRS系统统就符合合DIMMRS体体制。5. TTETRRAPOOL:TTETRRAPOOL系统统的
9、技术术指标是是由TEETRAAPOLL论坛和和TETTRAPPOL用用户俱乐乐部提出出的,它它主要为为公共安安全部门门的用户户服务,也也能用做做其他大大型专用用网络。6. EEDACCS:EEDACCS(EEnhaanceed DDigiitall Acccesss CCommmuniicattionns SSysttem:增强性性数字接接入通信信系统)系系统的一一些标准准是由TTIA(电电信工业业联合会会)制定定的,它它提供的的基于EEDACCS技术术指标主主要是为为目前在在全球现现存大量量的EDDACSS系统和和设备的的互通和和兼容而而制定的的。它的的技术指指标能满满足公共共安全、工工业、
10、公公用事业业和商业业用户的的需要。EEDACC是一个个能工作作在VHHF/UUHF,8800 MHzz和9000 MMHz频频段,频频率间隔隔为255 kHHz 或或12.5 kkHz的的双向集集群无线线电系统统。7. FFHMAA:FHHMA(FFreqquenncy Hopppinng MMulttiplle AAcceess:跳频多多址)系系统是由由以色列列的一个个系统评评估和认认证部门门制定的的,研发发FHMMA的主主要动机机是提高高频谱效效率,它它提高的的频谱效效率达到到了很明明显的水水平。FFHMAA系统主主要是瞄瞄准PAAMR市市场,但但它也想想进军商商业用户户。 可见,IITU
11、推推的几种种数字集集群通信信系统中中大多数数采用TTDMAA方式(也也有少数数采用FFDMAA的),而而我国的的GoTTa系统统则是采采用CDDMA技技术制度度的。从话音编编码方式式来看,119900年前后后,在CCELPP编码的的基础上上,又推推出了新新的编码码技术,如如目前在在数字集集群通信信系统中中iDEEN采用用的是矢矢量和激激励线性性预测编编码(VVSELLP),而而TETTRA采采用的是是代数码码本激励励线性预预测编码码(ACCELPP)。当当然,还还有其他他一些新新的编码码技术,如如IMBBE等。这这些新的的编码技技术归根根到底是是要达到到速率低低、频带带利用率率高和话话音质量量
12、好的目目的。而而目前已已经有更更新的、速速率更低低(22.4 kb/s)的的话音编编码技术术推出了了。 数字移移动通信信系统对对射频调调制有一一些要求求,这些些要求是是:(11)占用用的频带带要小;(2)误误码率特特性要好好;(33)频谱谱特性要要好,带带外辐射射小等。因因此,后后来陆续续推出了了MSKK、GMMSK、TTFM、GGTFMM 、QQDPSSK、pp/4DDQPSSK和116QAAM等新新的适合合移动通通信使用用的数字字调制技技术。目目前iDDEN使使用166QAMM,TEETRAA和FHHMA均均使用pp/4DDQPSSK,这这几种都都各有其其特点。 下表是是4种数数字集群群通
13、信体体制技术术指标和和性能的的比较,供供参考。参 数TETRRADIMRRS(即即iDEEN)TETRRAPOOLAPCOO-255频段((MMHz)350频频段3803900 / 390040004104200 / 420043304504600 / 460047708068211 / 851186668068211 / 8511866615000频段80/1160 频段380470047051008068211 / 851186668708888 / 915593331302000(VHHF1550)3605122(UHHF4000)8009411(UHHF8000)双工间隔隔(MHHz)
14、400 频段为为5110 800 / 9900频频段为10445取决于系系统设计计4580/1160 MHzz频段根根据需要要400 MHzz频段为为10900 MHzz频段为为45VHF1150 可变或或没有UUHF4400 频段为为3和55UHF8800 频段1139和和频段 445RF载波波间隔 (kHHz) 252512.551006.255评估C4FMM为122.5CQPSSK为66.255基地台最最大ERPP(W)峰值25未规定25500平均值25250500移动台发发射功率率(W)车载台10 / 2.510.44 / 00.510 / 10010 / 1001110 / 1110
15、手持台1 / 0.2253.5 / 0.172 / 21 / 155 / 5小区半径径(kmm)范围3.817.55400(由设设计定)82887.635手持台(郊郊区)3.8587.6移动台(市市郊)17.55402835地域覆盖盖技术蜂窝信道道重复使使用准同同步(同同播)时时间共享享传输分集接收收机蜂窝信道道重复使使用分集集接收机机蜂窝信道道重复使使用同播播分集接收收机时间共享享传输蜂窝信道道重复使使用同播大数判决决接收机机接入方式式TDMAATDMAAFDMAAFDMAA业务信道道 / 载波初始4611设计容量量86, 44, 33, 88, 112, 等11传输速率率(kbb/s)36
16、6489.6调制方式式p/4-DQPPSKM16QQAM M = 4GMSKKQPSKK - c 族(包括CC4FMM 和 CQPPSK)业务信道结构比特率(kkb/ss)4.5664.264.4差错保护护2.63333.177722.8编码算法法ACELLPVSELLP(66:1)RPCEELPIMBEE电路数据据保护的(kkb/ss)最高为 19.27.24.86.1未保护的的(kbb/s)最高为228.88无7.29.6分组数据据面向连接接无连接面向连接接、无连连接支持IPP和其他他网络协协议有IP(网网际协议议)迟延扩展展均衡能能力(mms)A级:无无均衡B级:555.55 mssQ级
17、:1111.1 mmsA级:339.88 mss B级:665.55 mss 都不用均均衡器Q级:不不适用无均衡,不不需要 A级:550 mmsQ级:550 mms信道编码码具有交织织加差错错检测的的卷积编编码具有交织织加差错错检测和和比特优优先的多多速格形形编码具有交织织加差错错检测的的卷积编编码网络IDD用BCCH码数据用格格形码话话音用格格雷和汉汉明码嵌入信号号用R/S码安全加密密安全等级级空中接口口加密和和鉴权可可以出口口加上端对对端加密密的用户户为最高高级别的的加密可以实现现有1、2、 3 和和 4类类多算法有有有多密钥有有有加密控制制有有有空中重换换密钥可以可以可以切换有有有有系统
18、内漫漫游能力力有有有有在同一地地区内多多个运营营商(系系统)设设计能力力 有有有有通模式移动台对对移动台台双监视 中继器集群模式式网关可以实现现移动台对对移动台台双监视 网关移动台对对移动台台信道扫描描 中继继器集群模式式网关中继器模模式有有有下面再把把以色列列的FHHMA(跳跳频多址址)作一一个简要要的介绍绍。 FHMMA系统统是由以以色列的的一个研研究机构构研发的的,以色色列在跳跳频通信信的研发发方面一一直走在在世界前前列。220世纪纪 70年年代他们们就推出出了供军军方使用用的具有有跳频功功能的高高频和甚甚高频无无线电台台,以后后他们又又在无线线寻呼设设备上加加上跳频频技术,以以提高系系
19、统的容容量。FFHMAA系统也也是采用用了跳频频技术,而而跳频在在这里不不是用于于抗干扰扰,而是是提高容容量,所所以技术术思路比比较新颖颖,有其其独到之之处,它它是TDDMA和和FDMMA的混混合制式式。 FHMMA系统统于900年代中中期在美美国和韩韩国都建建过网,工工作在9900 MHzz。当时时其合作作伙伴是是美国的的GEOOTEKK公司和和韩国的的双龙公公司,它它们曾联联合向我我国有关关使用部部门推广广,进行行过较强强的宣传传,但不不久相继继退出合合作,且且在美国国和韩国国的两个个9000 MHHz的FFHMAA网都关关闭不再再运营。 FHMMA的主主要技术术指标:(1)频频段:990
20、0 MHzz,当时时表示可可改成8800 MHzz;(2)编编码方式式:AMMBE;(3)净净编码速速率:22.4,44.4,55.555 kbb/s;(4)调调制方式式:p/4-DDQPSSK;(5)标标称调制制带宽:25 kHzz;(6)信信道比特特速率:36.9 kkb/ss;(7)适适用场合合:以共共网为主主。 由于FFHMAA已不属属于我国国所选的的标准范范围之内内,故此此不再叙叙述。二、我国国的四个个数字集集群通信信系统体体制简介介在制定定我国“数数字集群群移动通通信系统统体制”推推荐性行行业标准准前,当当时我国国的数字字集群通通信标准准组经过过了分析析和对比比,对IITU推推荐的
21、77种体制制中的TTETRRA、iiDENN和FHHMA等等3种体体制比较较有兴趣趣,尤其其对TEETRAA系统可可以说是是情有独独钟,后后经过仔仔细的分分析和研研究,最最后确定定TETTRA和和iDEEN两种种体制作作为我国国数字集集群通信信系统体体制行业业推荐性性的标准准。由于于当时我我国自主主研发的的数字集集群通信信系统还还没有推推出,当当然也不不可能在在标准中中有我们们自己国国产的系系统标准准。到220033年下半半年,我我国自主主研发的的数字集集群通信信系统中兴兴公司的的GoTTa系统统和华为为公司的的GT8800系系统才开开始亮相相,接着着这两个个公司都都向信息息产业部部申报,不不
22、久,这这两个系系统也成成为我国国自己的的数字集集群通信信标准。(一)TETRA系统由欧洲电信标准协会(ETSI)推荐的TETRA(原来是Trans European Trunked Radio,全欧集群无线电,现在已改称为TErrestrial Trunked Radio 陆上集群无线电)标准。它采用TDMA制度,工作频段原定为400 MHz频段(380400MHz和410430MHz)。800 MHz频段的TETRA系统是按照我国确定的数字集群通信频段要求,于2001年开始进入我国市场的。2003年12月350 MHz频段的TETRA系统也开始在我国进行组网试验。继800 MHz频段的TET
23、RA系统在2000年年底被列入我国数字集群通信的标准后,350 /4DQPSK数字调制技术。已成立的TETRApMHz频段的TETRA系统标准也于2004年6月由我国公安部正式颁布。TETRA系统是一个空中接口信令开放的系统,它采用较先进的ACELP话音编码方式和 MoU联合体已遍及欧洲、亚洲、美洲,共有100多个成员,其中有十几家公司已能提供整套产品,并在欧、美、亚等洲的一些国家建了网。(1)TETRA系统的最初设计是针对欧洲公共安全的需求所开发的数字集群通信专网,所以它的应用特点是面向各个部门自己使用的专用指挥、调度通信网,而且目前欧盟国家建立的TETRA系统也主要应用于公共安全和警用系统
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