TETRA数字集群网概述及特点

摘要：TETRA数字集群是一种共享资源、共用信道设备及服务的高效无线调度通信系统，主要适用于具有应急联动、日常指挥、调度等相关移动通信需求的单位和部门。目前国内只有北京和广州建立了TETRA数字集群系统，有着很大的市场潜力。文章介绍了TETRA数字集群系统的网络结构以及不同于公网的特点，并阐述了组呼的概念和调度台的应用。

关键词：数字集群；TETRA系统；组呼；调度台；高效无线调度通信系统 文献标识码：A

中图分类号：TN929 文章编号：1009-2374（2016）10-0076-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.037

1 概述

与公众移动通信发展相对应，集群通信系统作为专用移动通信（PMR），亦有其重要市场定位与需求。

原国家无委于1992年1月30日了“800MHz无线集群通信系统频率使用管理暂行规定”（国无委（1992）3号文）拉开了我国集群通信系统发展的序幕。2000年12月，信息产业部了我国《数字集群共网通信系统体制》，确定TETRA和iDEN两种技术体制为我国发展数字集群的推荐体制。其中，基于TETRA技术制式的数字集群在我国发展尤为迅速，在短短的3年多时间里，已建有北京正通、北京轻轨、上海公安、宁波港、天津水利、天津安全、天津轻轨、天津地铁一号线、深圳地铁、广州地铁、广九铁路、新长铁路等十多个TETRA数字集群通信系统。目前政府和企业日常工作中采用的主要通信手段是固定电话、移动电话和小灵通。没有可供跨部门指挥调度、协同工作的无线调度网络，部分单位自用的模拟集群专网由于技术老旧、功能单一，网络相互隔离，覆盖范围有限，运维成本高，无法满足全市统一的通信指挥调度。随着城市经济的不断发展和城市规模的迅速扩张，城市各单位对数字集群调度系统的需求将越来越迫切。

由此可见，数字集群指挥调度系统是政府部门管理和为社会公共服务能力的重要手段之一。

2 TETRA系统概述

2.1 什么是TETRA

TETRA的全称为TErrestrial Trunked Radio，即陆地集群无线通信系统，是一种共享资源、共用信道设备及服

务的高效无线调度通信系统，主要适用于具有应急联动、日常指挥、调度等相关移动通信需求的单位和部门。

2.1.1 TETRA系统的结构。它是一种复杂的混合语音和数据通信服务的网络，包含有多个交换机以及多种网络元素：DXTip交换机、BS100基站、CDD配置数据服务器、TCS连通服务器、ACKS/AKES用户认证及加密系统、GGSN数据分组交换、NAT4 NetAct网管平台、LAN/WAN网络、PSTN/PABX用户互联、DWS调度台、计费中心。

2.1.2 TETRA系统设计。兼容TETRA系统标准，适用于混合语音和数据通信的环境，具有强大的可扩展网络架构：（1）小型网络（交换机

2.2 TETRA与公众网的区别

TETRA是一种专业网，这些用户一般以个体或集体用户为用户单位。与公众网相比较，专业网更强调组呼、广播呼叫、紧急呼叫、强插强拆和不同的呼叫优先级别等调度指挥功能，如表1所示：

表1 TETRA与公众网区别

2.2.1 组呼。

组呼原理：TETRA系统支持使用自己的TETRA制式一般的呼叫，无线用户在一个开发的信道上体验一个类似组呼。它们都是按下PTT键来起呼的，系统在相关手台所在基站内，准备着适当的基站和信道。当用户结束通话，并且一段时间内无其他组内其他用户呼叫的话，信道被释放，其他用户也可以使用PTT键继续申请信道。系统能够保证同时只有一个人在通话，允许下一个呼叫，为其准备资源。当系统的资源分配完毕后，系统会生成一个队列，所有的呼叫按队列申请资源。在半呼叫的情况下，用户只能接受调度台的呼叫，排队请求资源与调度台进行通信。

组呼的两种通信模式：

第一，集群模式操作（TMO）：（1）TMO是在TETRA网络中的操作模式；（2）MS被TETRA系统登记；（3）MS被TETRA系统控制；（4）MS可以使用所有允许使用的可用的网络业务。

第二，直接模式操作（DMO）：（1）用于两个移动台之间的直接通信；（2）使用TDMA结构和简化的呼叫建立信令；（3）如果有加密，使用静态密钥加密。

组呼的三种应用场景：

第一，单一网络内包含多个用户组织：（1）多个用户组织共用一个网络；（2）每个用户组织单独使用系统提供的服务，互不影响；（3）用户组织内终端用户，群组，呼叫权限控制权独立；（4）节省网络系统建设和网络运维管理投资。

第二，同一组织的内部通讯：（1）单一组织内统一管理终端和调度台，给群组和个呼用户分配权限；（2）组织内提供群组服务，分别定义包含不同数量的终端和调度台；（3）可根据不同的属性定义群组，如群组区域、使用部门等，并提供不同的呼叫权限；（4）根据需求给不同的用户定义相应个呼或群呼的呼叫权限、优先级以及调度台的管理和通讯级别；（5）支持组呼和个呼服务、多种个性化服务，如状态信息、短数据业务（SDS）或与外部系统的互通等；（6）每个用户可以归属于不同群组，每个群组也可以包含不同的用户。

第三，不同组织之间的通讯（EADS TETRA系统允许不同组织之间的可控通讯）：（1）组织间有通用的协作组；（2）调度台具有权限，能够管理不同组织内的用户并与之通讯；（3）不同组织间的用户进行一对一的个呼；（4）采用FSSN和MSISDN等可选用户号码规划方案；（5）限制组织内用户对外部组织的调度台用户不可见，且禁止其访问组织数据；（6）可以临时性的允许外部组织管理特定的内部用户；（7）组织间通讯同样包含组呼和个呼服务，状态信息、短数据业务（SDS），与外部系统的互通等个性化服务。

2.2.2 调度台。调度台是实现用户和用户组属性管理及动态重组的服务器，也是数字集群网独有的设备。TETRA系统的调度业务有以下四个特性：

第一，通信特性：（1）一个组和多个组中的通信；（2）个呼；（3）紧急呼叫；（4）状态和SDS（短数据服务）消息；（5）来往于PSTN/PABX的呼叫；（6）与外部系统的通信。

第二，无线用户跟踪。

第三，组成员管理。

第四，管理特性。

调度的作用。当发生事件时，公共事件应急机构的调度员和其他指挥中心人员能够迅速地注视到任何有组织的响应。调度员的任务就是给单个无线用户或组无线用户分配任务或者创建并管理这些组，与此同时还应该注视事件是如何发展的，并决定还需要什么新资源。

EADS的TETRA调度解决方案。适用于指挥和控制室的EADS DWSx，适用于几个调度员共同工作来管理队（组）的调度中心。可以自动地共享调度台之间的信息，而不需要特殊请求，还可以支持调度员参与的任何端到端加密（E2EE）通信，增加通信的安全性。可以通过E1或者ISDN用户线连接到基础设施。适用于小型调度中心的EADS DWSi，更经济的解决方案，能够满足小型或单站调度指挥中心的需求，然而还能够提供最高级的服务。通过拨号ISDN用户线连接到EADS的TETRA交换机。典型应用包括远程单站调度中心、临时或移动调度中心，以及为指挥和控制室应用的备份安装。利用现有的电话线，不需要附加的线或者传输设备，就能够提供ISDN连接。

EADS DWSr无线数据调度，能够在移动环境下进行调度。当不能使用永久固定链路的调度台时，无线解决方案是唯一的选择，还适用于不需要先进调度功能而需要保持低成本开销的部门。现场的指挥者可以改变通信特性来满足当前状况的要求，例如通过修改优先级或者组成员。调度员。调度员是在PMR网络中管理户外操作的人。通常调度员有一个特殊的图形化工作站――调度台系统，辅助他控制户外通信。图形工作站能够帮助调度员更容易地完成通信过程，并浏览和监控户外每个移动人员的状态。调度员登录调度台进行调度网管理或通信指挥调度。调度员负责管理户外移动人员的无线电通信，向这些人员任务命令、指令，并通过声音或数据消息接收户外人员发回的信息。

3 TETRA网络的优势及应用

与公众移动通信系统相比，专业的数字集群共网通信系统具有一系列特殊功能，如快速接入、团组通话、私密通话、调度、强行插入、强行拆出、脱网直通工作等功能，可以满足专业群体用户的特殊通信需求，这些都不是公众移动通信系统所能比拟的。通过TERA网络建设统一、高效、反应敏捷、安全可靠的城市应急联动与社会综合服务系统，以提高政府部门应对各种紧急事件、突发事件和灾害事件的快速反应能力、指挥调度能力和防范处理能力，并通过共享指挥平台和基础信息，为城市经济发展提供公共安全保障，为市民生活提供便捷及时的综合服务。对提高市政府的信息获取能力、快速反应能力、组织协调能力、决策指挥能力、防灾减灾能力、综合服务能力十分必要，也是当前城市公共安全面临的共同任务。近几年来，数字通信技术发展很快，相比之下，原有的模拟集群通信系统存在的问题也就逐渐显露出来，如技术落后、设备开始老化、频率利用率低、网络容量小、系统功能不全面等问题使得网络不能适应当前各部门对新业务的需求。与模拟集群通信系统相比，数字集群通信系统具有以下明显优点：

3.1 频率利用率高

数字集群系统采用先进的话音编码、调制和多址等技术，在相同的频率情况下，可以容纳更多的用户，一般是模拟集群的几倍至几十倍。在目前频谱需求日益紧张的情况下，这一优点尤为重要。

3.2 提供语音与数据集成服务

数字集群系统将话音、调度、数据、短信息等各种业务通过手机接收和发送，还具有提供传真和图像信息的功能。

3.3 网络控制和管理更为有效和灵活

数字集群系统具有漫游和越区切换功能，可以跨区组网满足全国联网的要求。由此可见，数字集群通信系统逐步取代模拟集群通信系统是必然趋势。

参考文献

[1] TETRA语音数据业务（ETSI EN 300 392-2）[S].

[2] TETRA原理[S].

[3] 广州市800兆数字集群共网可行性研究报告[R].

[4] 中国电信2011年800M数字集群网络优化[S].