数字集群：移动增值业务和专业应用的推动器

　　近一段时间以来，有关在公众移动通信网上的“对讲”技术（PushtoTalk,PTT）和数字集群通信技术热急剧升温。在法国戛纳举行的2004年3GSM大会上，不少业内知名移动通信厂家就纷纷推出各种解决方案和相应的产品，使数字集群技术成为本次3GSM大会的一大亮点。目前，数字集群的一些重要功能的作用与业务增值的意义愈来愈得到业界的普遍认同，以PTT或PoC（“无线一键通”，PTTover Cellular）为中心的一股热浪正在掀起。
集群通信是将一些各类稀疏容量的专业用户集中起来构成一个共同有效利用同一干线（总线）无线信道，进行以指挥调度为主体的多用途、高效能专用无线通信。相对分散运行、资源利用效率不高的对讲机等专用无线通信而言，集群通信从一开始即像无中心系统一样，将动态信道分配多用户共享与充分利用有限的无线信道资源作为首要设计思想，在此基础上建设一种共用平台，使各种稀疏容量用户可共享丰富的特种功能和各类业务增值新途径。

　　数字集群是现今专用无线通信的主体，它同属移动通信范畴，但可集指挥调度、电话、数据、短信、多媒体图像及overIP等功能于一体，且与公众及全球移动通信相比较，有一系列特殊功能，特别是在调度及网络结构与安全控制等方面有其独特的特征与复杂性，如快速调度群呼、组呼、通播、直通、强拆、强插、缩位寻址、优先呼叫、滞后进入、环境侦听、控制转移、动态重组、自动重发、VPN组网等，其中不少特种功能非通常公众移动通信系统所具有，而且其快速接入响应仅需300ms～500ms，而蜂窝移动通信需要数秒，其集团组群用户有效指挥、联络、调度以及半双工、单工为主的运作方式是最主要的特征。数字集群的应用需求有很广泛的专用覆盖面，可遍及铁道、交通、民航、公安以及重大事件与突发事件应对等各行各业。与公众移动通信相对应，数字集群在国家与全球社会生活中起着不可或缺的重要作用。

一、 集群通信市场应用前景

　　早在2002年，在移动通信市场竞争比较充分和激烈的美国电信市场，ARPU值最高的运营商是一个无名之辈――NEXTEL，这家运营商运营的网络是基于iDEN技术的数字集群通信网，除了具备一般的公众移动通信网的功能外，还有一项业务功能很引人注目，那就是PTT。而使用这项功能只需用户每月增加一定的月租费，超过一定使用次数再另外收费。2004年的调查数据表明，NEXTEL的PTT用户ARPU值比其他美国移动运营商用户的ARPU值要高出8美元～22美元。在当前，整个移动通信世界的竞争日趋激烈，运营商ARPU值不断降低的背景下，NEXTEL在其PTT业务的强力支撑下，仅以1200万的用户规模，却取得了全美最高ARPU值和最低客户流失率的双料冠军，作为一种基于公网运营的移动通信增值应用，PTT开始引起了全世界的关注。

　　凭借独特的应用优势，PTT正迅速成为各移动运营商眼中的增值业务宠儿。美国的AT&T、Cingular、Verizon、Sprint和Alltel等重量级运营商、欧洲的Orange等运营商、亚太的AIS、Optus和Telstra等运营商相继杀入PTT战团。有咨询公司预计2008年PTT这一市场将达到101亿美元。对于我国公众移动通信运营市场，PTT技术的应用目前基本上还是一片空白，传统移动语音和SMS等数据业务的高速发展，掩盖了该技术在专业行业中的特有地位和应用。但随着传统移动通信的普及，业务需求的增加，用户群的细分，特别是整个国民经济的发展，基于PTT技术的相关业务需求将会逐步显现，并得到加速发展。同时，通过移动公网提供PTT业务的共网发展，也是目前的前进方向。

　　另一方面，伴随着公众移动通信市场开发难度的逐渐加大，数字集群通信市场这一块几乎没有开发的市场的重要地位日趋凸现。集群通信被称为专业移动通信，主要用于公安、交通、医疗、海事等行业用户，可分为共网和专网数字集群通信。在美国等发达国家，专业移动通信市场规模要占到公网移动通信市场规模的10%以上，除了一些特种行业应用必须组成专网数字集群系统以外，一个很大的应用空间就是构建类似美国“911”系统的城市应急联动调度网络“集群共网”。而我国在这方面的投入正在逐步加大，拥有巨大诱人的市场，这也是今后数字集群通信应用的一个重要方向。

二、 我国国内两大主流技术

　　2000年我国信息产业部正式发布的《数字集群移动通信系统体制》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。体制A面向专用调度和共网集群通信网，体制B主要适用于共网集群通信网。

　　TETRA（陆地集群无线电系统）是欧洲电信标准组织（ETSI）制订的数字集群通信系统标准。它是基于传统大区制调度通信系统的数字化而形成的一个专用移动通信无线电标准。它大量借鉴了GSM的概念，采用TDMA多址方式和类似的逻辑信道。但目前，TETRA网络对外互联部分技术尚未完全公开，不同厂家的TETRA产品目前还没有完全实现互联互通，不同网络之间的用户和业务的互通乃至异地漫游还存在一些问题。另外，TETRA的系统设备采购、建网成本和终端价格较高。

　　iDEN（集成数字增强型网络）系统是摩托罗拉公司研制和生产的一种数字集群移动通信系统，它的前身是MIRS系统，最初设计是作集群共网应用，因此除了以指挥调度业务为主外，还兼有双工电话互联、数据和短消息等功能。但iDEN系统是由摩托罗拉独家生产制造，接口没有公开，目前网络设备主要由摩托罗拉供应，因此系统设备采购、建网和终端成本比较高。而且由于研发年代较早，虽技术比较成熟，但对新业务支持能力较弱。

　　深圳华为的基于GSM-R技术的GT800数字集群系统和中兴通讯的基于CDMA技术的GoTa数字集群技术针对性地解决了TETRA、iDEN系统的价格偏高、标准不公开、互联互通和漫游能力有一定制约等问题。

1．华为GT800数字集群技术

　　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。GT800结合蜂窝技术，通过创造性地对TDMA和TD-SCDMA技术的优化与融合，提供专业用户所需的高性能、大容量的集群业务和功能，它系统稳定，可持续发展能力强。

　　GT800成功地对TDMA和TD-SCDMA技术进行了大量创新。通过对无线空中接口的优化和呼叫流程的针对性设计，实现了满足专业移动用户最严格的呼叫接续速度要求：快速呼叫建立时间小于1秒、PTT对讲建立时间小于500毫秒；支持语音组呼、语音广播、功能号码寻址、基于位置路由、迟后进入、组呼保持、动态重组、组状态显示、组呼合并、包含呼叫、缜密监听、环境监听、遥开/遥毙、区域选择、优先呼叫、预占优先呼叫、呼叫限制、控制转移、密钥遥毁、开放信道呼叫等集群专用业务，同时还支持多种调度类数据业务；现阶段可实现171.2kbit/s的中速数据速率传输功能，并将进一步提供最高速率为2Mbit/s的数据业务；按照网络资源情况，通过优先级管理业务，不仅能确认是否授权用户发起呼叫，同时能够确定是否许可用户接入网络，而且根据用户不同的优先级，为用户提供不同的服务质量，呼叫优先级业务主要有：快速呼叫、呼叫排队、呼叫强拆、呼叫资源抢占等；通过VPN调度台和VPN管理中心，提供强大的虚拟专网VPN能力。

　　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，运行无须依赖GPS同步系统，保证专用移动通信系统的高度安全性，从国家安全角度降低对国外技术和系统的依赖；支持空中接口加密及端对端加密，定义了端对端用户加密接口和流程，支持多种终端加密模块开发以及终端密钥管理机制，可根据对安全性的不同要求提供不同级别的安全性保障；提供集群方式、故障弱化、直通方式等多种系统工作方式保证系统的高可靠性。

　　GT800采用开放的网络架构，具有良好的开放性，多厂家设备互通能力强，其产业链构筑在主流移动通信产业基础之上，系统设备成本和终端成本可继承现有移动通信系统的低成本，有效降低数字集群产业各环节的进入门槛，以形成完善成熟的产业链。

2．中兴GoTa数字集群技术

　　GoTa是世界上首个基于CDMA技术，具有自主知识产权，具备快速接续和信道共享等数字集群公共特点的数字集群系统。

　　与TDMA方式的数字集群系统不同，GoTa系统对现有的CDMA技术进行了优化和改进，使其能更充分地适应集群业务的特殊性能和需要。系统基于成熟的CDMA空中技术，集群业务呼叫利用了分组数据方式，允许大量的集群用户共享相对较少的通信资源，提高呼叫接续速度。 GoTa数字集群系统主要以提供PTT呼叫方式进行的集群业务为主，如可提供一对一的私密呼叫和一对多群组呼叫，可设定用户的优先级，并根据用户的优先级使用强插强拆等多种集群业务功能，还可以提供集群系统中所需要的系统寻呼、群组寻呼、子群组寻呼、动态重组、迟后接入、呼叫显示、通话提示、被叫提示等相关的专用PTT业务，还可以对不同的话务群组进行分类。另外，GoTa系统还提供传统电话互联业务及其补充业务、宽带数据业务、短消息、定位、VPN等丰富的增值业务。

　　GoTa作为一种共网技术，主要应用于共网集群市场，其主要特色在于更利于运营商建设共网集群网络、适合大规模覆盖、频谱利用率高、在业务性能和容量方面更能满足共网集群网络和业务应用的需要。

　　GoTa系统实现方案简捷、投资少、部署方便，在符合集群系统技术要求的同时，又具有很强的技术发展空间、共网运营能力和业务发展能力。

　　目前，从我国的情况看，已经具备开发数字集群通信市场的条件：用于数字集群的800MHz频率资源充裕、足够的研发技术支持、拥有较强实力的运营商、已开发出来了具有自主知识产权的数字集群系统产品，如华为的GT800和中兴的GoTa集群系统以及逐渐成熟的产业链。数字集群通信事业及产业的科学健康发展将不断推动我国移动通信市场的发展。
来源：通信世界网