数字集群（新型移动通信系统）

数字集群

新型移动通信系统

数字集群，是相对于原模拟集群通信系统提出的，是指“数字制式的专用移动通信系统”，数字集群通信是二十世纪末兴起的新型移动通信系统，它除了具备公众移动通信网（GSM、CDMA）所能提供的个人移动通信服务外，还能实现个人与群体间的任意通信，并可进行自主编控，是集对讲机、GSM、CDMA和图像传输于一体的智能化通信网。数字集群通信在技术上的特点和优势决定了它不仅具备个人通信的全部功能，而且它能控制与实现个人与群体间任意通讯，保密性高，功能丰富，真正全面实现了通讯的智能化。

数字集群技术简介

数字集群，是相对于原模拟集群通信系统提出的，是指“数字制式的专用移动通信系统”，数字集群通信是二十世纪末兴起的新型移动通信系统，它除了具备公众移动通信网（GSM、CDMA）所能提供的个人移动通信服务外，还能实现个人与群体间的任意通信，并可进行自主编控，是集对讲机、GSM、CDMA和图像传输于一体的智能化通信网。数字集群通信在技术上的特点和优势决定了它不仅具备个人通信的全部功能，而且它能控制与实现个人与群体间任意通讯，保密性高，功能丰富，真正全面实现了通讯的智能化。

集群通信简介

移动通信系统按其使用性质可以分为公用移动通信系统和专用移动通信系统。集群通信系统属于专用移动通信系统，它是一种专用高级指挥调度系统。其特点是系统内所有可用信道为系统内的全体用户共享，具有自动选择信道功能。它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。由于集群系统主要侧重于指挥、联络、调度，其应用需求可遍及铁道运输、公路交通、民航航运、公安消防以及重大事件与突发事件应对等各行各业的方方面面。随着数字话音编码、数字调制技术、多址技术、抗衰落技术以及数字信令控制和数字语音终端等数字技术在集群通信系统中的广泛应用，九十年代出现了数字集群通信系统。

数字集群特点

（1）组呼和群呼功能

对用户进行分组，分为一组的用户可以使用同一个信道进行呼叫，组内的其他用户都可以收到，从而很容易完成同一个行动小组内的通信，并且不受其他的影响。RA支持延迟进入的模式，也就是小组成员可以随时加入小组，进行呼叫和接收。

群呼功能就是“一呼百应”的模式，一个用户发起呼叫，全网用户都可以接收，并且只占用一个信道，这尤其适合大型集会等场合的调度指挥，是一般移动通信无法完成的。

（2）用户优先级

不同等级的用户具有不同的优先级，高等级的用户可以进行强拆和强插，也就是可以随时中断低等级用户的通信，从而有效的保证高等级用户的通信。这样可以保证在信道比较忙的时候，有效的保证高等级用户的信息发出（例如中心站的指挥信息，现场用户的实时信息等）。不会像公网那样因为信道阻塞而无法通信。

（3）单站模式和脱网直呼

设备在设计的过程中考虑了多种冗余、备份并支持降级使用功能。在基站和控制中心失去联系的情况下，基站自动转为单站模式，只要基站能保证供电。在这种情况下，同一基站覆盖范围的终端用户仍能保持通话，可以实现组呼等功能。并且可以启动备份的无线链路，从而保证基站与控制中心的连接。

终端还具有脱网直呼的功能，在接收不到基站的信号的时候，可以转为对讲模式，保证用户之间的通信。

（4）大区制组网

实施大区制低密度组网，一个基站可以覆盖几十公里的范围，因而只要少数几个基站就可以完成对一个地区的覆盖，如果在对基站进行备份和独立的电源设计，抗毁性高，可以有效的保证应急情况下的通信。

如果一个地区通信中断，还可以以移动基站等的形式进行覆盖，一个单载波移动基站，体积小，供电省，覆盖距离大，可以保证一定区域内有效地调度指挥等功能。

数字集群标准

 国际上著名的数字集群标准有欧洲电信标准协会（ETSI）制定的欧洲集群标准TETRA系统和美国的iDEN系统，北美APCO Project25，以色列的FHMA标准，欧洲的DMR标准，中国的PDT标准等。提交给ITU（国际电信联盟）的数字集群系统列入数字集群报告中的有美国的Project25调度系统、泛欧TETRA系统等7种技术体制。这也是国际上主要的几种数字集群移动通信系统。

我国现状

2000年12月28日，我国信息产业部正式发布的《数字集群移动通信系统体制》（SJ/T11228-2000）行业推荐标准，参照国际标准TETRA（体制A）和美国国家标准iDEN（体制B），确定了两种集群通信体制。后来又加入了我国自主的GoTa和GT800两种体制。

目前我国现有数字集群标准有四个：欧洲的Tetra，美国的Iden，以及我国中兴和华为公司的GOTA和GT800。国产的两个标准都是在公网基础上改进而来的，在入网时间及脱网直通等方面无法满足专业用户的需求。美国的Iden也是从公网改进而来的，存在同样的问题。只有Tetra能够满足包括公安在内的专业用户的需求。但Tetra也存在覆盖区域小、建网成本高、各厂商的设备无法互联、很难与模拟系统兼容以及国外知识产权壁垒等问题。中国公共安全行业亟需一个具备自主知识产权，并适合国内公共安全模拟系统数字化改造的新数字集群标准。

鉴于上述情况，公安部科技信息化局组织国内部分有研发能力的MPT模拟集群系统提供企业和研究单位，经过两年多的努力，参考了欧洲和美国的数字集群标准，制定了一部具有我国自主知识产权的数字集群标准--PDT(Professional Digital Trunking) ，简称PDT标准。

 PDT标准是一种根据中国的国情，注入了中国厂商自主创新因素的全新数字集群体制。PDT标准具有覆盖区域大、国产加密算法加解密、厂家系统互联互通、向下兼容模拟系统、技术简单造价低等优势。PDT标准将以公安警用需求为基础，逐步扩展到其他行业，力争成为全球主流的数字集群标准之一。

2008年8月4日，公安部科技信息化局在深圳组织国内5家集群通信系统生产企事业单位，探讨制定适合我国国情的数字集群新标准的可行性，此后陆续又有5家公司陆续加入了标准的制定。

 为加快系列标准的制定和完善，尽快推出符合实战需求的产品，参与企业自发成立了PDT数字集群产业创新技术战略联盟，集合国内产业界的力量共同推进。目前PDT联盟共有国内外成员26家。在公安部、工信部、国家标准委的指导帮助下，2010年，PDT获得2项国家标准立项批复，2011年获得7项公安行业标准立项批复，2012年又获得3项国家标准立项批复。截至目前，已有4项公安行业标准完成制定并报批，1项公安行业标准完成征求意见，另有2项公安行业标准正在制定中。3项国家标准达到征求意见稿的水平，即将进入标准发布流程，另有2项国标正在草案修订阶段。标准制定过程中，PDT联盟成员声明共享的专利技术多达三十余项，采纳并融入标准的专利技术多达十余项，使PDT标准技术含金量已经完全可以和国际主流技术标准进行抗衡。ＰＤＴ标准具有广泛的适用性，既适用于公安、军队、交通、铁路、急救等行业部门，也适用于市政、石油石化、机场码头、高级酒店等大型企事业。

GT800是我国拥有自主知识产权，基于时分多址的专业数字集群新技术，通过对TDMA和TD-SCDMA进行创造性地融合和创新，为专业用户提供高性能、大容量的集群业务和功能，系统稳定，可持续发展能力强。技术创新集中体现在集群特性的实现与增强方面，已形成了数十项集群技术核心专利。

1、群组业务

GT800通过信道共享，实现群组业务，极大地提高了网络资源的利用率，又保证了其它集群特性很好地实现，该设计可形成3项核心技术专利。涉及数以千计用户的GT800群组业务，只需通过共享一个业务信道实现，呼叫发起方共享上行信道，接听方共享下行信道。

2、快速呼叫

GT800的快速接续特性突出，初始呼叫接续速度小于1s，PTT速度小于500ms，已申请5项快速呼叫专利。GT800根据快速呼叫建立的特定要求，创造性地进行呼叫流程设计、无线接口增强、网络层次优化等，通过多个层面的创新，实现了“一按即通”功能，完全满足专业用户的快速呼叫建立要求。

3、安全性增强

GT800具有值得高度信赖的安全性，满足公共安全及特殊行业需求，已申请5项安全方面的核心技术专利，最终预计可形成15项核心专利。GT800数字集群系列核心芯片和关键算法完全由我国自主设计，采用国内自主的端到端用户加密接口和流程，支持多种终端加密模块的开发及密钥管理机制，并定义了系统与终端之间的控制信令，实现终端的遥开/遥毙等，为不同用户，提供不同级别的安全性保障。

4、可靠性增强

GT800提供集群、故障弱化及直通多种工作方式，保证系统业务提供的可靠性。GT800在可靠性增强方面，已申请13项核心技术专利。GT800故障弱化方式提供基站在传输断链或网络设备故障情况下，在本基站覆盖范围内提供基本群组呼叫和点对点业务能力。GT800在涉及基站交换能力、基站配置、容错算法等方面进行大量创新。GT800直通工作方式定义终端之间直接通信的能力。即使在专业用户离开服务区的情况下，也能为专业用户提供基本的集群业务，不仅提高了GT800提供集群业务的可靠性，还拓展了专业用户集群业务的应用场合。

5、集群补充业务

GT800在集群补充业务方面，进行了卓有成效地创新，提供丰富的集群补充业务，现已申请涉及补充业务技术专利5项。GT800在动态重组方面定义了系统与终端(包括调度台)的信息交互接口和NCH，实现了控制终端群组信息和动态重组功能。GT800的中继合法监听、环境监听、缜密监听等集群业务能力，涉及呼叫控制、用户优先级管理、终端呼叫流程设计等方面，其它集群类补充业务主要集中在接入管理、权限控制、地面电路、空口信令等方面，预计最终可形成15项专利技术。

6、GT800技术融合

GT800在TDMA和TD-SCDMA技术融合方面进行了大量创新，保证GT800集群技术可持续发展，已申请核心技术专利5项，在TD-SCDMA集群能力增强方面，取得了多项突破，预计可形成核心技术专利15项。

GT800成功地对TDMA和TD-SCDMA技术进行多方面地创新，在集群特性、技术融合等方面形成数十项专利技术，所有专有技术在产业链内开放，全面促进GT800产业链的进一步壮大，推动我国集群应用的发展。

当前急需解决的问题

①需要制定国家统一的自主创新标准，使各种专业移动通信设备能互联互通。专业移动通信突出的特点是“急”，在应对紧急突发事件时，能快速组织集成指挥调度网。否则汶川地震时，各个救援队伍自带的通讯器材不能互联互通无法统一实施调度指挥的教训就可能再次重演。 

②需要支持专业移动通信模转数以及安全性升级。现在的公共安全领域的服务，更多的依靠多媒体业务，如：定位信息，现场图像传输，可视化指挥，移动办公，上传和下载行动信息以及安全加密业务等等都需要具备高速数据传输的宽带移动通信网络。 

参考资料

1.PDT相关国家标准正式公布 你了解PDT标准的优势吗？·OFweek物联网

2.解析数字集群移动通信系统体制·移动通信网