對于數(shù)字集群通信系統(tǒng),我國曾擁有多種不同技術體制類型的系統(tǒng)在應用。開始,我國應用較早的是引進國外的系統(tǒng),包括稱之為體制A的TETRA系統(tǒng)和稱之為體制B的iDEN系統(tǒng)。后來隨著我國數(shù)字集群通信技術的發(fā)展,我國陸續(xù)自主研發(fā)了具有自主知識產權的數(shù)字集群通信系統(tǒng),它們是:基于GSM技術的系統(tǒng)、基于CDMA技術的系統(tǒng)、基于LTE技術的系統(tǒng)和基于PDT的系統(tǒng)。前三種技術制式是將不同公用數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的空中接口技術應用于數(shù)字集群通信之中而形成,其中基于LTE技術的系統(tǒng)可提供寬帶業(yè)務,被稱為寬帶數(shù)字集群(B-TrunC,Broadband Trunking Communication)系統(tǒng)。下述就基于LTE技術體制的寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)(B-TrunC)做一介紹。
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一、概述
所謂寬帶集群,是指基于寬帶移動通信技術,支持寬帶數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務、語音和多媒體形式的集群指揮調度業(yè)務的寬帶無線通信技術。
1、由來
我們知道,在2003年我國的華為公司和中興公司分別自主推出了基于GSM技術的GT800數(shù)字集群系統(tǒng)和基于CDMA技術的GoTa數(shù)字集群系統(tǒng),它們分別采用第二代公用數(shù)字蜂窩移動通信TDMA制式和CDMA制式的無線技術,應用到數(shù)字集群系統(tǒng)之中,成為我國數(shù)字集群系統(tǒng)的不同的技術體制。在此基礎上,隨著第四代公用數(shù)字蜂窩移動通信的LTE技術的大規(guī)模的應用,若將LTE技術提供的帶寬業(yè)務特性,移植到數(shù)字集群系統(tǒng)之中,將為數(shù)字集群系統(tǒng)提供寬帶業(yè)務(如視頻業(yè)務等)提供條件。
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于是,中國普天通信公司在國家科技重大專項(即“新一代寬帶移動無線通信網(wǎng)”)的支持下,于2009年3月開始啟動基于TD-LTE寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)的研發(fā)工作,在2010年底基本完成了系統(tǒng)的設備的開發(fā)。以此推動了我國寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)的發(fā)展。
值得一提的是,在國際上,相對于基于LTE技術寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)還有另外兩種:一種是在2016年3月3GPP推出MCPTT(Mission Critical Push To Talk,關鍵任務一鍵通)標準,成為LTE標準的一部分。其目的是提供一種增強型的PTT(Push To Talk)服務,適用于執(zhí)行關鍵任務的場景,支持鑒權、組附屬、組管理、組呼、單呼、優(yōu)先級呼叫、發(fā)言權控制、位置上報等功能。它運行在LTE網(wǎng)絡上的全IP應用層服務,使用基于IMS域的實現(xiàn)方案,支持大帶寬、低延遲、易于大規(guī)模建網(wǎng)的數(shù)字集群系統(tǒng)。但因其產業(yè)化的不成熟至今很少有組網(wǎng)。另一種是基于LTE網(wǎng)絡,只增加集群服務器、通過應用層實現(xiàn)的方式,且不改變基礎網(wǎng)絡架構。但其僅能提供部分數(shù)據(jù)集群功能而不便使用。
2、標準化
鑒于中國普天的研發(fā)基礎,在我國通信標準化協(xié)會(CCSA)的大力推動下,在普天集團的配合下,在2014年5月CCSA首次發(fā)布了基于LTE技術體制的數(shù)字集群系統(tǒng)的通信行業(yè)標準YD/T 2689-2014《基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng) 總體技術要求(第一階段)》,被命名為基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng),也成為我國數(shù)字集群的一種新的技術體制,但屬于寬帶系統(tǒng);后來又陸續(xù)發(fā)布了該技術體制的一系列的相關標準。
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為了推動基于LTE技術的寬帶數(shù)字集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)在我國的組網(wǎng)應用,根據(jù)工信部的安排,又將上述基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)的相關通信行業(yè)標準升格為國家標準。于是在2019年3月我國發(fā)布了GB/T 37291-2019《基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng) 總體技術要求(第一階段)》等相關的國家標準。
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3、關于第一階段
目前發(fā)布的相關基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)的標準,均為第一階段。所謂第一階段是指目前該系統(tǒng)僅支持本地網(wǎng)的組網(wǎng),與其他網(wǎng)絡互通、大范圍和漫游組網(wǎng)將在后續(xù)階段規(guī)定。該階段系統(tǒng)可支持固定站組網(wǎng)、移動站組網(wǎng)的一種或幾種組網(wǎng)方式,關于固定站組網(wǎng)和移動站組網(wǎng)的含義詳見下表1-3。系統(tǒng)還應支持故障弱化功能和具有虛擬專網(wǎng)功能。同時應支持密集城區(qū)、城區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)村等傳播方式。
表1-3:固定站組網(wǎng)和移動站組網(wǎng)方式
二、系統(tǒng)的結構與組成
基于LTE技術的寬帶數(shù)字集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)的架構如下圖2所示。由圖可知,該系統(tǒng)是由LTE終端(包括LTE寬帶集群終端和LTE數(shù)據(jù)終端)、LTE寬帶集群基站、LTE寬帶集群核心網(wǎng)和調度臺等所組成。其中,LTE寬帶集群核心網(wǎng)應包含eMME、xGW、eHSS、TCF和TMF五個邏輯實體,這些邏輯實體的作用詳見下表2。
圖2:基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)的架構
表2:基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)核心網(wǎng)的邏輯實體
由圖可知,該系統(tǒng)的接口包括Uu接口、Uu-T接口、S1-T接口和D接口;除S1-T接口外,其它均為開放接口。
三、系統(tǒng)提供的業(yè)務
基于LTE技術的寬帶數(shù)字集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)應支持基于IP的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務和集群業(yè)務。集群業(yè)務應包括集群語音業(yè)務、集群多媒體業(yè)務、集群數(shù)據(jù)業(yè)務和集群補充業(yè)務四種類型,這四種類型集群業(yè)務的細分類及其要求匯總于下表3中。系統(tǒng)應支持基于IP的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務和集群業(yè)務的并發(fā)。
表3:基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)應支持的業(yè)務
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四、系統(tǒng)的空中接口
基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)的空中接口繼承了LTE技術的公用移動通信系統(tǒng)的空中接口要求。首先它應滿足GB/T 37290《基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng) 接口技術要求(第一階段) 空中接口》的相關要求。其實對于其物理層是遵循YD/T 2560.x《TD-LTE數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng) Uu接口 物理層技術要求(第一階段)》系列標準要求的。
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我們知道,對于數(shù)字集群系統(tǒng)空中接口的工作頻段通常是工作于800MHz專用頻段,但為了適應寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)提供寬帶業(yè)務的需要,它的射頻頻率是工作在1.4GHz或1.8GHz頻段的。
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五、其它要求
對于基于LTE技術的寬帶數(shù)字集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)的其它相關要求應遵循GB/T 37291《基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng) 總體技術要求(第一階段)》及相關標準的規(guī)定。
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眾所周知,TD-LTE技術是我國自主研發(fā)的TD-SCDMA的演進技術,是寬帶移動通信的主流標準之一,因此,基于LTE技術的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng),它具有大帶寬、高速率、高頻譜利用率、大信道容量等優(yōu)勢,使系統(tǒng)的傳輸性能和和抗干擾性能都得到了極大的提升,為數(shù)字集群寬帶化的發(fā)展起到了巨大的技術支撐作用。