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发信人: freshwind (浮云流水|生命何物), 信区: Communication
标  题: TETRA(特捷)数字集群系统
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月20日18:53:02 星期三), 站内信件


TETRA(特捷)数字集群系统
The Digital Trunked System TETRA
　　
　　朱汉华　陆锦华

　　[摘要]：本文介绍欧洲电信标准协会推出的新一代数字集群移动通信系统
(TETRA)的接口、技术特性、基础设施等技术参数，并简要介绍了其市场优势和发
展。
　　[关键词]：数字集群　移动通信　TETRA

1　引　　言
　　与模拟集群系统相比，数字集群系统可望得到更丰富的业务种类、更好的业务
质量、更好的保密特性、更好的连接性和更高的频谱效率。从模拟集群向数字集群
过渡，是历史发展的必然趋势。正如从模拟蜂窝电话逐步向数字蜂窝电话(GSM、
CDMA)过渡一样。
　　数字集群系统从90年代初期进入市场，有多种不同的制式。例如APC025，采用
频分多址技术，信道间隔12.5kHz；又如Motorola公司的iDEN系统，目前在北美已
初具规模，是用于公共接入的专用移动通信系统；此外还有TETRA(特捷)系统。特
捷系统也采用时分多址技术，近两年才进入市场。该系统最为引入注目之处是标准
的开放性。其标准由欧洲电信标准协会(ETSI)制定。网络运营者、国家管理机构、
设备制造商和用户共同参与了标准制定工作。标准的主要部分已于1995年末投票通
过(22个国家赞成，无反对票)。该标准在欧共体内是强制的，但也广泛适用于其他
地区。这与GSM的情况十分相似。GSM也是ETSI制定的欧洲标准，但目前已风靡全球
。
　　标准的开放性形成多供货商的自由竞争，使用户从中得益，获得更低的价格和
更好的服务。而制造商也从中得益，因为开放性容易形成大市场，大家的共同参与
可以降低风险。目前已有多家厂商参与特捷系统设备的开发生产，其中不乏国际知
名的跨国公司。
2　系统设备的互配互换
　　为了确保不同厂家生产的特捷系统设备能互配互换，在特捷标准中规定了如下
几种主要接口：
　　(1)空中接口(CAI)：用来确保不同厂家生产的终端能进入不同厂家生产的特捷
基础设施。
　　(2)终端设备接口(TEI)：用来规范移动终端与数据终端设备之间的连接，以推
动移动数据应用的独立开发。
　　(3)系统间接口(ISI)：用来实现不同厂家生产的特捷系统之间的连接。
　　(4)有线调度台接口：确保不同厂家生产的有线控制台能接入不同厂家生产的
特捷系统。
　　(5)直通工作方式(DMO)：确保当移动台(或手机)处于网络覆盖范围之外时，能
与另一移动台(或手机)直接通信。
　　应当指出，在特捷交换与管理基础设施内部，其接口并不是标准的。比如说基
站与本地控制台、交换机等的连接，均是非标准的。这样做的目的，一方面可体现
开放式市场多面性的优点，另一方面也给制造厂商留有余地，使他们能在开发生产
过程中各施其长，达到性能好、价格低的目的。
3　先进的技术特性
　　(1)业务的多样性
　　特捷系统既支持话音通信、又支持多种数据业务。在实际应用中，数据通信具
有很重要的作用。
　　话音通信业务包括单呼、群呼和应急呼叫。
　　数据通信业务包括短数据消息、状态消息、分组数据和电路交换数据。电路交
换数据的最高速率可达28.8kbit／s，适用于查询和静止图象等要在短时间内传送
大量数据的业务。分组数据的典型应用是电子邮件和数据库查询。短数据消息可以
用来传送调度员的简短指令及自动车辆定位信息等。短数据消息的传送可以在呼叫
中同时进行，不必为传送短数据消息而中断呼叫。状态消息共有32000种，可用来
跟踪资源及设备的状态。
　　(2)高的频谱效率
　　特捷系统采用TDMA技术，一个25kHz载波可提供4个通信信道，支持4个同时的
话音通信或数据通信。显然，其频谱效率要比模拟集群系统高得多。
　　(3)高的通信保密性
　　特捷系统在通信过程中自动实行话音、数据和信令的加密，并对用户的合法性
自动进行识别。它有两种加密方式，适应用户的不同要求。
　　①空中接口加密：是指终端设备与基站之间的无线通路上的加密。在特捷系统
中，普遍实行空中接口加密。
　　②端对端加密：适用于对保密性有特严要求的应用场合。在端对端加密中，用
户保持自己特有的密钥，系统只是为用户提供透明的通信线路和标准接口，并不参
与加密过程。
　　(4)良好的连接性
　　特捷系统具有下列多种标准接口，以确保和外部设备和系统的连接。
　　①移动台和手机均有数据设备接口，可连接数据终端和其他数据外围设备(如
GPS接收机等)。
　　②系统有PSTN、ISDN和PDN等接口，可实现与公用网的连接。
　　③系统有ISI接口，可实现不同厂家生产的特捷系统之间的连接。
　　④系统有PABX接口，可实现与其他专用电话网或专用移动通信网之间的连接。

　　⑤系统还有LAN／WAN接口和管理计费接口。
　　(5)快速呼叫建立
　　特捷系统的呼叫建立时间很短。在同一基站范围内的呼叫建立时间小于300ms
，在同一网络内的呼叫建立时间小于500ms，这对公共安全和紧急服务是很重要的
。相比之下，GSM的呼叫建立时间长达10s～15s。对于危险、应急情况及铁路调度
，这是不能容许的。这也是为什么GSM不适用于调度业务的一个重要原因。
　　(6)良好的调度特性
　　系统具有群呼、动态重组、遥毙、区域选择、迟接入、侦听和优先等调度用关
键特性。多呼叫优先方案保证资源可分配到网络中最紧急的业务中。其优先方案有
下列种类：
　　①排队：当系统资源不足时，用户排队轮候。
　　②预占优先：对于具有预占优先权的用户，需要时系统将释放优先级用户正在
使用的信道，以供预占用优先用户使用。通常用于应急呼叫。
　　(7)直通工作方式
　　特捷还有不需要网络基础设施的移动台间直通工作方式。为在直通模式和网络
模式中延伸手机的覆盖，还定义了转发器和网关功能。
4　网络基础设施
　　通常，网络基础设施包含数字移动交换机和基站。有的制造商也采用分离的基
站控制器。标准并未说明网络基础设施的结构。
　　(1)网络结构
　　为了保证呼叫建立时间，特捷的网络结构有别于GSM系统和模拟集群网络结构
。在单区网中，移动交换机负责本地交换，控制管理若干基站控制器，基站控制器
管理若干基站。典型的多区特捷系统结构是多层次控制中心的多区系统。
　　一般特捷系统基础设施包含下列设备：数字交换机、基站、调度工作站、特捷
网管系统。利用上述系统部件，可以组成大小不同的各种系统。可以是地区网，也
可以是国家网。
　　若干交换机相连，构成地区网。其系统拓扑可以组成网格状、链状、环状等系
统。各个交换机是平等的，之间用直达或虚拟直达链路相连，使跨区的通信建立时
间最短。这样，可以保证本区接续快，典型值300ms；跨区可以直达，使呼叫建立
时间在500ms内。
　　(2)数字交换机
　　特捷数字交换机的接口能力可以模块化扩容，有调度工作站接口、与各种公众
和专用电信网接口，为了与现有的模拟集群系统相连，有的还有与模拟集群(如
MPT1327)的接口。
　　(3)基站
　　特捷基站是模块化基站，需要时可增加机柜来扩展信道。采用分集接收技术，
以提高基站的接收灵敏度和手机的覆盖范围。基站还能在传输线路中断时保持与终
端的通信联络(脱网工作)。基站的管理与维护由数字交换机和网管系统负责。
　　(4)调度工作站
　　调度工作以PC机为基础，实现调度员与特捷系统间的人机接口。调度员可以在
屏幕上了解主讲人的身份、讲话请求、呼叫请求、状态信息和数据消息等。调度员
可以在调度工作站上进行单呼和群呼，发送和接收状态消息及电文，建立、撤消或
更改用户群。
　　(5)网管和计费系统
　　网管系统可管理大型的特捷系统，对于中小型特捷系统，则可用网管终端来进
行管理。商用特捷网配有计费系统，对用户使用时间进行统计和控制。
5　主要技术参数
　　工作频段：380MHz～400MHz，410MHz～430MHz(目前的欧洲频段)
　　双工间隔：10MHz
　　载频间隔：25kHz
　　调制方式：π／4－DQPSK
　　话音编码：ACELP，4.567kbit／s
　　接入方式：TDMA，每载波4个时隙
　　信道数据速率：36kbit／s
　　用户数据速率：
7.2，14.4，21.6，28.8kbit／s——不保护
4.8，9.6，14.4，19.2kbit／s——低保护
2.4，4.8，7.2，9.6kbit／s——高保护
　　基站发射功率：0.6W～25W
　　基站接收灵敏度：－106dBm
　　移动台功率等级：1W，3W，10W
　　移动台功率控制：15dBm～40dBm(5级，步进5dBm)
　　手机发射功率：30mW～3W(软件控制)
　　手机接收灵敏度：－112dBm(静态)
－103dBm(动态)
　　每个TDMA帧有4个时隙，18个帧组成一个复帧。在电路模式话音和数据操作业
务中，18帧的复帧时长被压缩在17个TDMA帧中传输，这样可以用第18帧作为控制信
令，而不中断数据流。这个第18帧称为控制帧，也称为慢随路控制信道(SACCH)。
即使在所有信道都指配给业务的最小模式下，SACCH也提供时时存在的随路基本控
制信道信令，这是特捷协议的强大特性之一。
6　特捷系统的市场发展
　　由于特捷系统具有保密、直通工作方式和快速呼叫建立等关键特性，故首先受
到警察、边防、消防、救护等部门的青睐。他们是特捷网络的第一批用户。
　　由于特捷系统具有频谱效率高、数据速率高及连接性好等特点，故也非常适用
于公共接入的专用网。特捷系统的设计能经济地、有效地支持多个组织机构共同利
用网络，同时又能保持网络的专用特性和相互之间的保密性。特捷网内由各个组织
机构形成自己的虚拟网络，各自独立工作，但网络设备和资源则可以共用，因而非
常经济。以往各个机构单独建网，现在他们可以加入商业性的特捷网，从而可以节
约投资，并可更合理地利用资源。因此，铁路、交通运输、公用事业、机场等传统
专用网市场，将会成为特捷系统的市场。
　　目前英国、挪威、芬兰、匈牙利、荷兰、澳大利亚和新西兰等地已经开通或正
在建设特捷通信网。俄罗斯、南非、香港、泰国和南美等地也对特捷通信网感兴趣
。预计近几年内，随着几家特捷系统设备生产商的产品全面推向市场，特捷系统的
应用会有较大的发展。
　　目前，特捷系统的工作频段是380MHz～400MHz。明年将会有410MHz～430MHz的
特捷产品。将来还会有其他频段的产品。如150MHz，450MHz～460MHz／460MHz～
470MHz的产品和870MHz～876MHz／915MHz～921MHz的产品。


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