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发信人: freshwind (浮云流水|生命何物), 信区: Communication
标  题: 我国集群通信的发展
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月20日18:49:15 星期三), 站内信件

我国集群通信的发展


郑祖辉

一、关于模拟集群通信的发展和市场
     三、四年以前，由于我国国内集群通信的发展处于低潮，因此不少在我国的
著名集群通信供应厂商都“下马”了，如E.F.JOHNSON公司撤消了在中国的办事处
、ERICSSON公司在中国集群部也取消了，UNIDEN在中国的独家销售信友公司也关了
门。原来负责集群通信的技术人员有的改行、有的转到别的公司……。还有的公司
说，过去一年能销售一、二百个集群信道的设备，而后来一年仅能卖出几个信道的
设备。他们的确都感到开拓中国的集群通信市场太困难了，也对集群通信在中国还
能不能够发展和推广产生了疑虑。集群通信在我国的发展真的是陷入了低谷，出不
来了。事实上集群通信所以在我国发展不快，正是由于过去对它正确宣传不够，加
上一些误导所致。经过一段时间的广泛宣传和纠正了误导，近几年来情况发生了变
化，许多部门都相继开始建立了模拟集群通信网，例如公、检、法等使用的
350MHz模拟集群通信系统发展的很快，特别是公安部门在许多省、市建立了集群通
信网，这些网对维护社会安定起到了重要作用，而公安部主管通信的领导和技术人
员还专门制订了适用于本部门的集群通信标准，公安部的著名通信专家李永祥同志
在这方面作出了许多贡献；水利部也在一些重要的江河流域组建模拟集群通信网，
其中最值得称颂的是去年他们仅化了不到半年时间就建设好的黄河中、下游堤防查
险、报险的800MHz集群通信网已经试运行了将近半年时间，效果不错；交通部则在
一些主要的高速公路路段试建模拟集群通信系统；铁道部也拟在某些铁路沿线建立
模拟集群通信网；电力部门的集群网也运行得很好；高等法院和司法部已确定从今
年开始要发展模拟集群通信；还有安全、石油、煤炭、建设、……等部门，现在也
还有一些正在紧锣密鼓的筹备：调研、选型、谈判，争取很快建网。
从集群通信的这些变化可以得出一些初步看法是：
（1） 经过一段时间对集群通信的正确宣传和纠正过去误导造成的影响后，开始对
集群通信有了比较正确的认识，看到了集群通信的特点和优点，这些都是蜂窝通信
无法代替的，集群是指挥调度通信，而蜂窝是无线电话通信；
（2） 在进一步搞好改革开放、发展我国国民经济的时候，人们认识到了指挥调度
通信的重要性，了解到指挥调度是不能用现在普遍使用的俗称“大哥大”的蜂窝通
信来完成的；
（3） 各个建网单位对模拟集群通信的要求比过去更高了，不但要求单基站工作，
还要能联网工作，需要在一个区域中能够组成一个大网，因此已经发展到多区、多
基站的集群通信网的结构；而网络的结构不仅有块状的，更有大量的要求是链状的
以及两者混合的结构；
（4） 因为各家对集群通信的使用要求并不完全一样，所以真正体现出集群通信是
专用通信网，各部门都有自己的使用特点和要求，有的甚至还大相径庭；
（5） 各个建网单位对建网都非常认真、重视，不仅作了大量的调查研究，提出适
合本部门的使用要求规范，进行系统工程招标，反复与各厂商讨论、谈判，甚至还
作现场对比测试，经过认真的选择后才作出决定。有的还请专家进行顾问和咨询。
所有这些做法就杜绝了那些不规范和“皮包”公司的参与机会，也节约了国家资金
。
近几年的变化确使国内、外厂商感到集群通信又有了新得生机，尽管还远远没有达
到欣欣向荣得 地步，但终究有了起色。经过了艰苦的竞争和努力，一些厂商又得
到了一批定单，特别是我国自己的集群通信厂商，例如北京万格和我国台湾的东讯
（TECOM）等公司都有很好的成果，所以集群通信又有重新有了一个好的开头。国
外公司如新西兰TAIT（大吉）、摩托罗拉（MOTOROLA）、马可尼（MARCONI）、诺
基亚(NOKIA）、太平集群（友利电的国内总代理）以及国内的北京侨航、振华、华
光、天立通和友讯达等公司也都正在积极努力拓展市场，连以生产电子仪表著名的
RS公司也向我国市场推出他们的模拟集群产品，而已经撤消中国集群部的国内和香
港代理也都有意想重整旗鼓来占中国市场。
因此，可用一句话来表达：即集群通信已开始走出低谷，正在迎接它的“第二个春
天”。模拟集群已经有了十余年的历史，而在数字集群发展的今天，它是否还有市
场呢？回答是肯定的。因为据国外的统计和分析，蜂窝用户和集群用户之比一般为
10:1，如美国是9:1。若按此计算，我国的集群通信应该说还有相当大的市场，按
现有的蜂窝用户来计算，目前的集群用户至少应有二、三百万，但实际仅是蜂窝通
信的一个零头，所以国内的集群通信应该还有很大的市场。由于数字集群才推出不
久，尽管数字集群通信是发展方向，也已经进行了一些宣传，但还要大规模地推广
使用还需时间。因为一个新的系统要成熟通常需要三、几年的时间，如蜂窝通信的
TACS和GSM等都是这样，数字集群通信恐怕也不能例外。目前除了MOTOROLA的iDEN
以外，其他的还需要时间等待成熟，而现在建iDEN网费用还太大，它对有些网是适
合的，而对一些不太大的专用网来说既不适合，又承受不起费用。所以模拟集群通
信至少还有三至五年的市场，甚至更长。这样肯定有一段模拟、数字两个集群通信
共存的时间。


二、关于集群通信的共网和专网
    国际移动通信协会（ITMA）对集群通信的发展曾提出了“商用集群无线电通信
”这一术语。商用集群通信网实际是一种集群通信共网（Common Network）。集群
通信这一新的使用方式的概念是随着对集群通信认识的深化而形成的。这样的一个
网通常是由一个大部门或运营公司来运营，由政府或投资商来投资，在某个区域内
组成一个上万或几万用户的大网。这个网的用户主要是集团用户，他们可以向使用
蜂窝手机那样到运营公司购买手机，并缴纳入网费和通信费等就可使用。集群共网
已不是由某个部门、单位或公司所拥有而仅供内部使用的专网。它的用户分布在政
府、公司、企、事业单位（如公用事业、公共安全、公共运输、市政服务、机场、
港口、车站、工矿、建筑、维修及保安等等）中。在这个大网中这些不同的部门和
行业又可各自组成一个群（组）进行各自的调度指挥，而群组之间相互不会干扰。
这种网真正能发挥集群通信的特点，即：共用频率、共用信道、共享覆盖区、共享
通信业务和“集小群为大群”等。
集群通信共网是一个商业性实体，由运营公司来运营，向用户提供服务，而不是仅
供一个部门内部使用的专网；共网是在以体现社会效益的基础上体现经济效益为主
的，而不是象专网主要是体现社会效益的；共网的用户范围分布面很广，专网的用
户只限本部门；共网可以集中使用频率，使这些频率能为更多的用户范围，提高了
频率利用率，真正发挥了集群通信的特点。
所以，在一个地区、一个省或一个流域组建集群通信共网还是可行的，美国的集群
通信共网已发展了不少，仅NEXTEL公司运营的iDEN网已超过二百万用户，我国也已
于1998年在福建省建立了国内第一个商业试用共网，并已开始运营。
但在强调发展共网的时候，决不能取消专网。集群通信是从专用通信网发展起来的
，这是人所周知的，而共网是随着集群的发展而形成的，应该说这也是符合发展规
律的。所以应该是专网、共网都要重视发展。从共网来说，需求似乎比较统一，因
为它是在一个大区域中建立一个大网给各个集团用户（也包括个人用户）共用，所
以它的使用需求比较一致，它一般都拥有几万至十几万甚至更多的用户，工作方式
除已有的话音调度和通信外，数据通信功能将很快增长和发展。它的网络结构比较
统一，都是块状与链状相结合的，只是在建网的具体操作中会有些不同。所以它和
专网不但有区别，而且也不可能用一个技术规范来统一。
但各个部门的专网使用是不一样的。从现在了解的各个部门建立的集群通信网的使
用要求来看都能显示出各部门的特点，满足各部门的需要。例如有的网只有几百个
用户、有的网有上千或几千用户；有的要求全单工工作、有的要求全双工工作、有
的单工、双工兼容，并以某种为主；有的网只要单基站、有的要多区、多基站，这
样有的网就简单，而有的网需要有漫游功能，就要复杂一些，而有的甚至还要有切
换功能，这就更复杂了。又如联网方式也不完全相同，有的只要与PABX相连、有的
要与PSTN相连、有的还要连接到联网交换机（多区网）、有的都需要；再有同一个
部门的集群通信网的使用要求也可能是不一样的，如在水利部的一次会议上了解到
长江和黄河两个流域的集群通信网既不需要互联，也不需要建成一样，因为这两条
大河防汛、抗洪的特点和要求都是不同的，流经的地域和城市也不一样，因此没有
必要统一成一种模式。所以集群通信既然是一种专用通信网，就要从“专”字上下
功夫，而非要统一一种模式、按照一种标准来执行恐怕是行不通的。当然，如果为
了生产上的需要制定一种推荐性的标准也是应该的。但从运营的角度出发，中国这
么大的一个国家、这么多的人口、这么多的部门、而要用一种制式来统一恐怕有些
困难。且不要说是专用网，就是公用网目前在中国就有TACS、AMPS、GSM、DCS－
1800以及CDMA IS－95等。


三、关于数字集群通信的发展
    集群通信向数字化发展的方向是肯定的，因为：
（1） 通信数字化早已明确是发展方向，而且现在在许多专业早已实现，就连照相
机、摄像机、视盘以及家用电器等产品都已数字化了。而数字通信产品早在七十年
代已经出现，目前，在移动通信中最为明显的是蜂窝通信系统，它的第二代──
DAMPS（IS－54）和GSM都是数字制式早在北美和欧洲运行，而CDMA IS－95也已商
用。相比之下，集群通信在我国还主要使用模拟制式。当然数字集群通信系统在国
外已较广泛使用，因此这个浪潮也必然会向中国冲来。
（2） 成集群通信共网，要为大量用户服务，在集群通信频段有限的条件下，只有
数字集群通信才能解决。我国现在集群通信占有的频率800MHz频段才600对频点(信
道)，若加上350MHz频段一起也才1000多个信道，而800MHz频段的这些有限信道又
要分配给那么多的部门和单位，因此一个大部门或一个省无委会也最多能分到200
个信道，少的仅几十个信道，若再往下分配则更少了。所以，这么一些信道要为这
么多的用户服务而采用模拟集群通信系统显然是不够的。由于无线电通信的最大的
问题是如何提高频率利用率，而多址方式则正好解决这个问题。目前TDMA的集群就
比FDMA的要高3～6倍，若将来发展到CDMA，则还要高几倍。从理论上分析CDMA比
FDMA要高20倍，但从现在的蜂窝通信系统的实践结果来看，CDMA比FDMA高10倍左右
还是可能的，所以这是很了不起的。就是能增加三倍，也不是一个小的数字。因此
，若要组建上万或几万用户的大网，数字集群通信就可以解决这个矛盾。我国无委
会前不久已宣布我国的数字集群通信限在800MHz频段工作，这也为频率分配起到了
缓和的作用。另外，信道大大增加，双工通信方式也可解决。为什么集群通信一定
要强调采用单工工作方式，就是因为模拟集群通信的信道太少，频率利用率太低，
所以采用了信道动态分配方式，而有不少用户不习惯单工工作方式，尤其是领导人
员。采用数字集群通信后，这个矛盾就可以解决了。
（3） 数字集群通信能满足构成大网的需求，具有漫游，甚至切换等功能。模拟集
群通信以往主要是以单区单基站工作为主的，后来集群通信发展要求大容量、多区
多基站工作，特别在基站数量很多的情况下，模拟集群通信是有困难的。目前虽然
有些系统还是能完成的，单付出的代价较大，而且也不十分理想。数字集群通信可
容纳的用户量大，提供区域的连续无线电覆盖和支持自动位置登记、漫游和切换等
功能，它的信令、标准和规范都比模拟集群要复杂得多，也周全得多，所以组建大
网就容易得多。
至于数字集群通信还具有的属于数字通信本身的优点就不在这里多述了。
数字集群通信在国外早已发展，早在1994年国际电联（ITU）就已接受到数字调度
技术的建议，主要是欧洲电信标准协会（ETSI）提交的TETRA*；美国提交的APCO*
－25，当时，iDEN*还是一个国家标准，加拿大和日本都采用它，加拿大称为
DIMRS*，在800MHz工作，而日本标准称为IDRA*，工作在1.5GHz。因此到了1995年
11月ITU发布了一个暂定标准，它包括了TETRA、APCO－25、DIMRS和IDRA等。1996
年10月，法国又提交了TETRAPOL和爱立信（ERICSSON）提交了EDACS*标准。以后，
以色列和美国又联合推出了FHMA*系统。这样在ITU－R的报告中 共提出了七中数字
集群通信体制。在这些系统中iDEN、TETRA、FHMA、APCO－25 和EDACS都在
我国进行过宣传、介绍、演示，更有的已建成了网络，TETRAPOL也增散发过一些资
料。经过一段时间的比较，国内人士比较倾向于iDEN、TETRA和FHMA三种制式。因
此这三种数字集群通信系统将可能在我国争夺市场，所以我国的民族集群通信通信
工业应抓住时机，在制订好我国的数字集群通信标准的基础上急起直追，有所作为
。
上面提到的三个系统各有所长，简单地说，iDEN比较成熟，TETRA的信令公开，组
网较灵活，而FHMA的思路比较新颖。所以都会有不同的市场，受到不同用户的欢迎
。下面简要介绍：──MOTOROLA的iDEN（integrated Digital Enhanced 
Network 综合数字增强型网络）。其前身为MIRS，工作在800MHz频段，采用TDMA制
度、7.2kb/s VSELP话音编码和16QAM调制技术。它集指挥调度、双工互联、寻呼和
短消息于一体的工作方式。这个系统的技术和运营情况都已比较成熟，目前全球的
iDEN网用户已超过500万。1998年底MOTOROLA公司推出的1000型手机价格已降到
400美元左右，样式也可与新型蜂窝通信系统的手机媲美。据悉可传输移动数据和
与GSM兼容的新手机也会很快出现杂市场上。我国在福建省已建立一个可供10万用
户服务的iDEN网，并已于1999年春开始运营，其他还有两个网也都已与MOTOROLA公
司签订了供货合同 。
──由欧洲通信标准协会（ETSI）推荐的全欧集群通信标准TETRA（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） 。这是TDMA制度，工作频段为400MHz，目前
800MHz的TETRA系统已问世。TETRA是一个空中接口信令开放的系统，指挥调度功能
比较健全。它采用ACELP话音编码和(/4DQPSK调制。成立的TETRA MoU联合体已遍及
欧、亚、美洲共有60多个成员，其中MOTOROLA、NOKIA、SIMOCO、MARCONI和TAIT等
几家公司已能提供整套产品，并在欧、美等洲的一些国家建了网。到目前为止，我
国尚无TETRA的试验网或试用网。因此不少供应商正积极向我国宣传、推销其产品
，其中MARCONI公司已向我国推出800MHz的TETRA系统，希望能早日看到它的试验网
或试用网在我国运行。
──以色列的FHMA（Frequency Hopping Multiple Access 跳频多址）。 此系统
于90年代中期在美国和韩国都建过网，但工作在900MHz，当时其合作伙伴美国的
GEOTEK公司和韩国的双龙公司曾一起向我国有关试验部门推出。但不久这两个公司
都相继退出合作，并且在美国和韩国的两个900MHzFHMA网也都不再运营。1999年以
色列的研制方又想重整棋鼓，但未见有什么动静。FHMA的特点是采用了跳频技术，
而跳频不是用于抗干扰，是提高容量，所以技术思路比较新颖，有其独到之处。所
以FHMA也许会是iDEN和TETRA的有力竞争对手。
下面是三个系统的简要的比较：


系统 iDEN TETRA FHMA 
频段 800MHz  380～400 ,410~430MHz  900MHz 
编码方式  VSELP  ACELP  AMBE 
净编码速率 4.2kb/s  4.567kb/s  2.4, 4.4, 5.55kb/s 
调制方式  M16QAM(M=4) (/4DQPSK (/4DQPSK 
标称调制带宽 25(4(6.25)kHz  25kHz 25kHz  
信道比特速率 64kb/s 36kb/s 36.9kb/s 

数字集群通信虽已兴起但要大规模发展还需时间，可能不是一、两年的时间。这是
因为目前大部分的专用集群通信网的网络规模还不会很大，绝大部分的建网经费还
需靠上级拨款，而目前建数字集群通信系统的费用肯定要比模拟集群通信的高得多
，因此近几年要通过拨款来建数字集群通信网的可能性还不会太大，但建数字集群
通信共网还是可能的。另外，数字集群通信系统也还有一段成熟的时间，据了解，
目前包括iDEN和TETRA在内的著名的数字集群通信系统都还没有获得我国无委会的
批准入网证。因此数字集群通信系统的发展还需时间，但是供应厂商可不能等待，
必须抓紧时间进行大量的前期工作。因此从现在开始继续不断进行宣传和介绍数字
集群通信是十分必要和有用的。数字集群通信一定会在我国推广和发展。

作者：郑祖辉    中国电子学会通信学分会副秘书长，通信专家咨询委员会秘书长
，
                           总参谋部第六十一研究所高级工程师

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  十年磨一剑
  努力为报国

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