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《数字集群移动通信系统体制》标准介绍

时间:2014-11-25 来源:中国集群通信网 作者:网络 点击:

提要:最近信息产业部颁布了电子行业标准《数字集群移动通信系统体制》,本文介绍该标准的制定背景、编制原则和依据、以及标准主要内容,以便读者进一步理解本标准。

一、概述

1.标准制定背景

90年代中期以来,无线移动通信从模拟时代全面迅速转向数字化。如无线电话从TACS、AMPS转向GSM、D-AMPS;无线寻呼从POGSAG转向FLEX、EMERS;无绳电话从CT0、CT1转向CT2、DECT、PHS;专业无线通信从常规对讲、模拟集群转向数字集群,国际上出现了十余种数字集群体制。

早期移动通信只有专业移动通信(PMR),用于专业调度指挥控制,是部门所有、部门使用、部门维护的非经营性通信网。80年代初期,公用无线电话开始进入家庭;80年代末期,开始出现共用网络基础设施、共享频率的共用集群网(PAMR)。IWTA(国际无线电信协会)研究表明,从1994年到1998年,全世界商业集群市场增长大约450万用户,从现在到2005年大约增长2000万。其原因主要是数字系统能取得相对高的负荷水平(频谱效率高、容量大)和全球数字通信系统的参与。到2000年底,数字设备的数量超过模拟设备。

我国从80年代末期引进模拟集群系统,对国民经济的发展起了很大作用,但也存在若干问题,表现在:多种制式、信令不一、无法兼容、互不相通;频谱效率低、系统容量小;功能单一、只有语音调度;干扰大、盲区多。

与此同时,国内幼小的制造业面临严峻局势,大多数体制的信令不公开,多数企业转向配套和工程组网工作;制造业没有标准引导研发,更谈不上规模生产、规模效益。

制定本标准也是我国面临即将加入WTO的需要。经济全球化是不可阻挡的趋势,制定中国数字集群体制标准,有利于维护我国市场有序竞争,保障无线移动通信频谱有序管理,对进出口商检、质量监督检验、维护消费者权益等都有重大意义。

1997年,上级有关部门及时下达标准制定计划,组成“数字集群移动通信系统体制”标准工作组。

2.标准制订原则和依据

本标准制定的指导思想是:(1)根据国内用户的使用需求,提出标准的要求;(2)参考国外先进技术,立足自主制定。在编制过程中,充分考虑了我国集群通信发展的中长期需求和我国集群通信发展的历史和现状,考虑了国际上集群通信发展的方向,并参考TETRA系列标准和iDEN系列标准进行编制。在编制过程中,对iDEN和TETRA标准根据国情进行了取舍。

本标准的编制原则是:(1 系统的工作频段必须符合我国的有关规定:部无线电管理局已经明确数字集群和模拟集群共同使用800MHz频段,因此标准明确写明该频段;同时兼顾分配给专业部门(例如公安)的专用频段,指出应按照国家无线电管理机构的规定,以引导专业部门积极采用推荐体制;(2 系统与有线网的接口必须符合我国的有关规定;(3 系统业务要求根据我国用户的实际使用需求制订;(4 无线电磁兼容指标与我国相关标准相协调;模拟和数字集群共用频段,要求两者之间或数字与数字系统之间不产生不可容忍的相互干扰,因此,与电磁兼容相关的指标应该相互协调;(5 系统安全性应符合我国的有关规定。对特殊用户,通信信息安全关系国计民生、关系国家安全,因此系统的安全性要求要符合我国有关规定。

在使用和生产中,大家都希望系统设备性能优良。但使用者往往要求性能特性高,而生产厂则希望性能偏低便于生产。本标准的制订偏重于使用对性能的要求,对生产厂则需要经过努力才能达到。本标准规定的性能达到国际通用产品达到的水平。需要强调的是本标准中性能是对产品性能最低的要求,是在中国市场销售和使用的产品必须达到的性能。在实际使用和生产中的产品,其性能可高于本标准中的规定。

最后还要说明的是,本标准作为体制标准,本标准规定的性能项目并不是TETRA标准和iDEN标准中所规定的全部项目。本标准仅选择在使用和生产中最需要的项目给予规定性要求。在实际检验中,建议按照TETRA标准和iDEN标准中的测量方法和项目进行检验。

3.标准颁布和执行的重要意义

随着我国移动通信事业的兴旺发展,电磁环境受干扰和噪声污染严重。工程设计要保证通信网的质量,面临如何选择系统和设备;生产中要制造质量优良产品,需要判断产品性能优劣的标准依据;质量监督、进出口商检都需要一个标准。《数字集群移动通信系统体制》标准为需要的人们提供了科学、完整、明确的技术依据,对科研、生产、教学、运营、工程组网等都有积极指导意义。

移动通信的发展,也使能够使用的频率资源越来越少,而需求则日益增多,为解决频率供求矛盾,国家无线电管理机构提出模拟集群和数字集群共用频段,以提高频率利用水平。标准工作组针对这种情况,研究了相互兼容问题,认为在一定条件下,可以忍受。它的公布对我国逐步推行数字集群体制,缓解频率资源紧张有积极的重要作用。

在专用移动通信领域,我国国家技术监督局和信息产业部先后颁布了调频无线电话机系列标准、模拟集群系列标准、中小容量自动拨号移动通信系统标准等,数字集群标准的颁布,使专用移动通信标准体系更趋完善。

二、标准主要内容

本标准从名词术语、系统特性、网络结构、功能、性能特性、编号、空中接口等都有明确规定。在名词术语定义中对数字集群通信网所用的重要术语作了明确简练的定义,使人们对它们的认识更清晰。

向ITU-R 8A工作组提交的七种频谱效率数字陆地移动无线电技术中,三种主要为面向共用网服务(DIMRS、IDRA和FHMA),三种主要面向专用网服务(Project 25、Tetrapol和EDACS?r  Aegis?r ),一种面向共用网和专用网服务(TETRA)。我们在深入研究技术、市场、今后发展趋势的基础上,选择了iDEN和TETRA作为我国数字集群的参考制式。

数字集群移动通信系统体制(A)是基于TETRA的体制,采用1?4TDMA技术,每载频(25KHz)有四个业务信道,在容量上、功能上有较大灵活性,适用于大、中、小容量系统,调度功能较多、补充业务较丰富,支持直通工作方式、空中接口加密和端对端加密功能。

数字集群移动通信系统体制(B)基于iDEN体制,主要是面向共用集群通信网的体制,采用1?3或1?6 TDMA技术,在25KHz信道上可以同时传送3路或6 路数字话音/数据业务,原来只支持大容量系统,去年推出中小容量系统(一万门)。

1.系统网络结构

调度通信网要求低传输成本、快速呼叫建立时间和固有的系统坚固性。这要求分布式网络智能,传输结构优化用于本地的分派,按任务完成呼叫证实。

集群交换机与GSM交换机有几个重要的不同。数字集群的分布式网络结构要求基站设备比GSM更加智能化,它应该能够本地建立两个用户之间的呼叫,而不用分派到本地的节点。此外,这样的网络结构应该高度可扩展。体制A的基站设备可以组成最简单网络基础设施,给定功能性和必要的接口,就可以组成一个完整的单站系统。快速呼叫建立要求呼叫的交换和管理要交给网络最低可能点。这要求分散的、分布的系统结构,包含分布的数据库和松散结合的部件。这样也形成固有的可靠性和容错性。数字集群交换机应该能够有效支持点对多点,甚至在需要时可以直接接入所有通信信道。

2.用户功能和系统功能

集群系统面向群体用户,用于国民经济各部门调度指挥控制,各部门需求有其特殊性,因此对集群系统有很强的共性,而用户使用功能有很强的个性;因此,标准对功能的取舍吸收了各方面的经验和意见,根据我国用户需求,标准对必备功能和可选功能进行了划分。

按照使用的必要性,标准把用户功能和系统功能划分为基本业务、基本补充业务和可选的补充业务三类。

基本业务是系统必须具有的业务基本补充业务是系统或设备必须能够提供的业务,但运营者可以根据实际情况确定是否使用这些业务可选补充业务是根据运营者和用户需求而提供的业务。

在补充业务中,下列面向调度台的补充业务可以提供强有力的调度功能:调度台核查呼叫、区域选择、接入优先、优先呼叫、迟后进入、预占优先呼叫、侦听、动态重组、监听。

3.发射机和接收机的特性

发射机和接收机电性能特性是技术要求的核心,它直接影响数字集群设备的使用。在确定特性要求的过程中,首先调查研究有关数字集群、模拟集群和调频无线电话机的相关标准,如TETRA、iDEN、APCO、MPT 1327、GSM和我国相关标准等,研究各个标准的水平。考虑到无线电电磁干扰和噪声日趋严重,并照顾我国厂家正在开展的研发工作,采纳两个参考体制的要求。

由于本标准是体制标准,收发信机的特性是一个部分,为了各部分的平衡,体制标准只规定重要的特性指标。但是并不表示在型号核准、产品研发、质量监督中只要满足这些指标就足够了。

(1)发射机特性要求

体制A的发射机电性能特性规定了6项,它们是输出功率、靠近载波的无用发射(第一、第二、第三邻道功率)、远离载波的无用发射(宽带噪声、杂散发射)、基站互调衰减、移动台互调衰减、基站内部互调。但在产品研发、型号核准、质量监督检验中建议按照TETRA标准进行检验。

体制B的发射机电性能有5项,即射频输出功率、无用发射(辐射和传导杂散发射、带外发射)、带宽功率比(相当邻道功率),载波抑制比、发射机客观响度评定值。考虑到iDEN体制电话互连的强大特性,保留发射机客观响度评定值要求。

在移动通信大发展、处处设有基站的今天,发射机的干扰性能好坏,对净化电磁环境影响很大。基站大功率发射的邻道功率、杂散射频分量尤其要严格要求。照顾到目前数模兼容的要求和当前产品水平,邻道功率要求目前维持现有技术水平,这也和GSM等水平相当。但随着制造技术水平的提高,和移动通信用户的密集,邻道功率水平要求应逐步提高。

(2)接收机特性

体制A规定的接收机特性有:(静态)参考灵敏度、共道抗扰性、邻道抗扰性、阻塞、寄生响应抗扰性、互调响应抗扰性、无用传导发射、无用辐射发射等。

体制B规定的接收机电性能特性有:杂散辐射、天线端口杂散功率、电源线传导杂散射频功率、参考灵敏度、最大误码率、过载抗扰性、邻道抗扰性、检测信噪比、杂散响应抗扰性、互调抗扰性、接收机客观响度评定值。

4.安全性

考虑到我国有的特殊用户对安全性的要求,标准对集群系统的安全性做了说明。以便系统运营者和用户对目前数字集群系统的安全特性有基本了解,供系统和设备选型时参考。

5.编号方式的考虑

集群网的服务对象是团体用户,用户有的仅几个移动台、大的同时指挥上百辆车;有的是组织化群体,相互间存在某种特定关系,这种关系决定了相互间的ネㄆ刀龋⒂μ逑衷诤怕胄蛄小⒑殴诤臀皇稀U饫嗪怕肷杓朴蚨獭⒁准恰⒁妆纾泄媛伞⒖闪搿⑷萘看蟆R虼耍菊轮还娑ㄓ没П嗪诺姆段А6愿骼嘧ㄓ猛木咛灞嗪欧椒ú蛔鞴娑ǎ舾鞑棵抛孕写怼?/p>

对共用网集群,建议部有关部门尽快开展专题研究,及早制定编号方法。

数字集群的一大优势是可以组成虚拟专网。虚拟专网是建立在共享系统网络平台上的智能网业务,它代替原先需要购买小交换机、建立专线、专用网的方式,而只是在逻辑上建立一个专用网。使用公共的网络基础设施,可以保证虚拟专网的可靠性和可延伸性,特别适合于跨多个地区的公司。虚拟专网的主要业务特征之一是虚拟专用号码计划,用户可以方便的互相拨打短号码来建立相互之间的呼叫。虚拟专网可以优化网络基础设施、提高网络使用率。对于各个用户,省去组建和管理整个专用网的投资,只要方便的向业务提供商申请该项业务。

6. 接口要求

6.1 空中接口

空中接口是数字集群体制的核心。标准附录简要说明了两种体制的空中接口基本概念,下三层的基本组成、逻辑信道、各个功能实体的功能,供希望进一步了解两种体制的读者参考。

6.2 其它接口

专网用户分布在全国各部门、各地区,由于种种原因,各个有线专网的制式、技术水平、建设年代、维护水平差距很大,有的集群网的少数用户需要与公众有线网相连。因此为了保证与有线专网的互连互通,要求外部接口有很大的灵活性,在大范围内满足我国不太发达、品种繁多的现状。

三、结束语

信息产业部颁布的《数字集群移动通信系统体制》标准,将在数字集群的进出口、运营、型号核准、研制生产、质量监督、检验、教育、科研、二次开发中遵照执行。和其它移动通信技术一样,数字集群技术在不断发展中,随着时间推移,标准中某些要求可能不适应今后的需要,希望各部门在执行中,遇到某些问题时向标准编制单位反映提出,以便进行研究,在适当的时候再进行补充修订。

 

(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)
本文标签: 数字集群

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