數(shù)字集群：移動(dòng)增值業(yè)務(wù)和專業(yè)應(yīng)用的推動(dòng)器

　　近一段時(shí)間以來(lái)，有關(guān)在公眾移動(dòng)通信網(wǎng)上的“對(duì)講”技術(shù)（PushtoTalk,PTT）和數(shù)字集群通信技術(shù)熱急劇升溫。在法國(guó)戛納舉行的2004年3GSM大會(huì)上，不少業(yè)內(nèi)知名移動(dòng)通信廠家就紛紛推出各種解決方案和相應(yīng)的產(chǎn)品，使數(shù)字集群技術(shù)成為本次3GSM大會(huì)的一大亮點(diǎn)。目前，數(shù)字集群的一些重要功能的作用與業(yè)務(wù)增值的意義愈來(lái)愈得到業(yè)界的普遍認(rèn)同，以PTT或PoC（“無(wú)線一鍵通”，PTTover Cellular）為中心的一股熱浪正在掀起。
集群通信是將一些各類稀疏容量的專業(yè)用戶集中起來(lái)構(gòu)成一個(gè)共同有效利用同一干線（總線）無(wú)線信道，進(jìn)行以指揮調(diào)度為主體的多用途、高效能專用無(wú)線通信。相對(duì)分散運(yùn)行、資源利用效率不高的對(duì)講機(jī)等專用無(wú)線通信而言，集群通信從一開始即像無(wú)中心系統(tǒng)一樣，將動(dòng)態(tài)信道分配多用戶共享與充分利用有限的無(wú)線信道資源作為首要設(shè)計(jì)思想，在此基礎(chǔ)上建設(shè)一種共用平臺(tái)，使各種稀疏容量用戶可共享豐富的特種功能和各類業(yè)務(wù)增值新途徑。

　　數(shù)字集群是現(xiàn)今專用無(wú)線通信的主體，它同屬移動(dòng)通信范疇，但可集指揮調(diào)度、電話、數(shù)據(jù)、短信、多媒體圖像及overIP等功能于一體，且與公眾及全球移動(dòng)通信相比較，有一系列特殊功能，特別是在調(diào)度及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與安全控制等方面有其獨(dú)特的特征與復(fù)雜性，如快速調(diào)度群呼、組呼、通播、直通、強(qiáng)拆、強(qiáng)插、縮位尋址、優(yōu)先呼叫、滯后進(jìn)入、環(huán)境偵聽、控制轉(zhuǎn)移、動(dòng)態(tài)重組、自動(dòng)重發(fā)、VPN組網(wǎng)等，其中不少特種功能非通常公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)所具有，而且其快速接入響應(yīng)僅需300ms～500ms，而蜂窩移動(dòng)通信需要數(shù)秒，其集團(tuán)組群用戶有效指揮、聯(lián)絡(luò)、調(diào)度以及半雙工、單工為主的運(yùn)作方式是最主要的特征。數(shù)字集群的應(yīng)用需求有很廣泛的專用覆蓋面，可遍及鐵道、交通、民航、公安以及重大事件與突發(fā)事件應(yīng)對(duì)等各行各業(yè)。與公眾移動(dòng)通信相對(duì)應(yīng)，數(shù)字集群在國(guó)家與全球社會(huì)生活中起著不可或缺的重要作用。

一、 集群通信市場(chǎng)應(yīng)用前景

　　早在2002年，在移動(dòng)通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較充分和激烈的美國(guó)電信市場(chǎng)，ARPU值最高的運(yùn)營(yíng)商是一個(gè)無(wú)名之輩――NEXTEL，這家運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)是基于iDEN技術(shù)的數(shù)字集群通信網(wǎng)，除了具備一般的公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的功能外，還有一項(xiàng)業(yè)務(wù)功能很引人注目，那就是PTT。而使用這項(xiàng)功能只需用戶每月增加一定的月租費(fèi)，超過(guò)一定使用次數(shù)再另外收費(fèi)。2004年的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，NEXTEL的PTT用戶ARPU值比其他美國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商用戶的ARPU值要高出8美元～22美元。在當(dāng)前，整個(gè)移動(dòng)通信世界的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，運(yùn)營(yíng)商ARPU值不斷降低的背景下，NEXTEL在其PTT業(yè)務(wù)的強(qiáng)力支撐下，僅以1200萬(wàn)的用戶規(guī)模，卻取得了全美最高ARPU值和最低客戶流失率的雙料冠軍，作為一種基于公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的移動(dòng)通信增值應(yīng)用，PTT開始引起了全世界的關(guān)注。

　　憑借獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，PTT正迅速成為各移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商眼中的增值業(yè)務(wù)寵兒。美國(guó)的AT&T、Cingular、Verizon、Sprint和Alltel等重量級(jí)運(yùn)營(yíng)商、歐洲的Orange等運(yùn)營(yíng)商、亞太的AIS、Optus和Telstra等運(yùn)營(yíng)商相繼殺入PTT戰(zhàn)團(tuán)。有咨詢公司預(yù)計(jì)2008年P(guān)TT這一市場(chǎng)將達(dá)到101億美元。對(duì)于我國(guó)公眾移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)，PTT技術(shù)的應(yīng)用目前基本上還是一片空白，傳統(tǒng)移動(dòng)語(yǔ)音和SMS等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，掩蓋了該技術(shù)在專業(yè)行業(yè)中的特有地位和應(yīng)用。但隨著傳統(tǒng)移動(dòng)通信的普及，業(yè)務(wù)需求的增加，用戶群的細(xì)分，特別是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基于PTT技術(shù)的相關(guān)業(yè)務(wù)需求將會(huì)逐步顯現(xiàn)，并得到加速發(fā)展。同時(shí)，通過(guò)移動(dòng)公網(wǎng)提供PTT業(yè)務(wù)的共網(wǎng)發(fā)展，也是目前的前進(jìn)方向。

　　另一方面，伴隨著公眾移動(dòng)通信市場(chǎng)開發(fā)難度的逐漸加大，數(shù)字集群通信市場(chǎng)這一塊幾乎沒(méi)有開發(fā)的市場(chǎng)的重要地位日趨凸現(xiàn)。集群通信被稱為專業(yè)移動(dòng)通信，主要用于公安、交通、醫(yī)療、海事等行業(yè)用戶，可分為共網(wǎng)和專網(wǎng)數(shù)字集群通信。在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，專業(yè)移動(dòng)通信市場(chǎng)規(guī)模要占到公網(wǎng)移動(dòng)通信市場(chǎng)規(guī)模的10%以上，除了一些特種行業(yè)應(yīng)用必須組成專網(wǎng)數(shù)字集群系統(tǒng)以外，一個(gè)很大的應(yīng)用空間就是構(gòu)建類似美國(guó)“911”系統(tǒng)的城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)“集群共網(wǎng)”。而我國(guó)在這方面的投入正在逐步加大，擁有巨大誘人的市場(chǎng)，這也是今后數(shù)字集群通信應(yīng)用的一個(gè)重要方向。

二、 我國(guó)國(guó)內(nèi)兩大主流技術(shù)

　　2000年我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部正式發(fā)布的《數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)體制》行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)，參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TETRA（體制A）和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)iDEN（體制B），確定了兩種集群通信體制。體制A面向?qū)Ｓ谜{(diào)度和共網(wǎng)集群通信網(wǎng)，體制B主要適用于共網(wǎng)集群通信網(wǎng)。

　　TETRA（陸地集群無(wú)線電系統(tǒng)）是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織（ETSI）制訂的數(shù)字集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。它是基于傳統(tǒng)大區(qū)制調(diào)度通信系統(tǒng)的數(shù)字化而形成的一個(gè)專用移動(dòng)通信無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)。它大量借鑒了GSM的概念，采用TDMA多址方式和類似的邏輯信道。但目前，TETRA網(wǎng)絡(luò)對(duì)外互聯(lián)部分技術(shù)尚未完全公開，不同廠家的TETRA產(chǎn)品目前還沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，不同網(wǎng)絡(luò)之間的用戶和業(yè)務(wù)的互通乃至異地漫游還存在一些問(wèn)題。另外，TETRA的系統(tǒng)設(shè)備采購(gòu)、建網(wǎng)成本和終端價(jià)格較高。

　　iDEN（集成數(shù)字增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)是摩托羅拉公司研制和生產(chǎn)的一種數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，它的前身是MIRS系統(tǒng)，最初設(shè)計(jì)是作集群共網(wǎng)應(yīng)用，因此除了以指揮調(diào)度業(yè)務(wù)為主外，還兼有雙工電話互聯(lián)、數(shù)據(jù)和短消息等功能。但iDEN系統(tǒng)是由摩托羅拉獨(dú)家生產(chǎn)制造，接口沒(méi)有公開，目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要由摩托羅拉供應(yīng)，因此系統(tǒng)設(shè)備采購(gòu)、建網(wǎng)和終端成本比較高。而且由于研發(fā)年代較早，雖技術(shù)比較成熟，但對(duì)新業(yè)務(wù)支持能力較弱。

　　深圳華為的基于GSM-R技術(shù)的GT800數(shù)字集群系統(tǒng)和中興通訊的基于CDMA技術(shù)的GoTa數(shù)字集群技術(shù)針對(duì)性地解決了TETRA、iDEN系統(tǒng)的價(jià)格偏高、標(biāo)準(zhǔn)不公開、互聯(lián)互通和漫游能力有一定制約等問(wèn)題。

1．華為GT800數(shù)字集群技術(shù)

　　GT800是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，基于時(shí)分多址的專業(yè)數(shù)字集群新技術(shù)。GT800結(jié)合蜂窩技術(shù)，通過(guò)創(chuàng)造性地對(duì)TDMA和TD-SCDMA技術(shù)的優(yōu)化與融合，提供專業(yè)用戶所需的高性能、大容量的集群業(yè)務(wù)和功能，它系統(tǒng)穩(wěn)定，可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)。

　　GT800成功地對(duì)TDMA和TD-SCDMA技術(shù)進(jìn)行了大量創(chuàng)新。通過(guò)對(duì)無(wú)線空中接口的優(yōu)化和呼叫流程的針對(duì)性設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了滿足專業(yè)移動(dòng)用戶最嚴(yán)格的呼叫接續(xù)速度要求：快速呼叫建立時(shí)間小于1秒、PTT對(duì)講建立時(shí)間小于500毫秒；支持語(yǔ)音組呼、語(yǔ)音廣播、功能號(hào)碼尋址、基于位置路由、遲后進(jìn)入、組呼保持、動(dòng)態(tài)重組、組狀態(tài)顯示、組呼合并、包含呼叫、縝密監(jiān)聽、環(huán)境監(jiān)聽、遙開/遙斃、區(qū)域選擇、優(yōu)先呼叫、預(yù)占優(yōu)先呼叫、呼叫限制、控制轉(zhuǎn)移、密鑰遙毀、開放信道呼叫等集群專用業(yè)務(wù)，同時(shí)還支持多種調(diào)度類數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；現(xiàn)階段可實(shí)現(xiàn)171.2kbit/s的中速數(shù)據(jù)速率傳輸功能，并將進(jìn)一步提供最高速率為2Mbit/s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；按照網(wǎng)絡(luò)資源情況，通過(guò)優(yōu)先級(jí)管理業(yè)務(wù)，不僅能確認(rèn)是否授權(quán)用戶發(fā)起呼叫，同時(shí)能夠確定是否許可用戶接入網(wǎng)絡(luò)，而且根據(jù)用戶不同的優(yōu)先級(jí)，為用戶提供不同的服務(wù)質(zhì)量，呼叫優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)主要有：快速呼叫、呼叫排隊(duì)、呼叫強(qiáng)拆、呼叫資源搶占等；通過(guò)VPN調(diào)度臺(tái)和VPN管理中心，提供強(qiáng)大的虛擬專網(wǎng)VPN能力。

　　GT800數(shù)字集群系列核心芯片和關(guān)鍵算法完全由我國(guó)自主設(shè)計(jì)，運(yùn)行無(wú)須依賴GPS同步系統(tǒng)，保證專用移動(dòng)通信系統(tǒng)的高度安全性，從國(guó)家安全角度降低對(duì)國(guó)外技術(shù)和系統(tǒng)的依賴；支持空中接口加密及端對(duì)端加密，定義了端對(duì)端用戶加密接口和流程，支持多種終端加密模塊開發(fā)以及終端密鑰管理機(jī)制，可根據(jù)對(duì)安全性的不同要求提供不同級(jí)別的安全性保障；提供集群方式、故障弱化、直通方式等多種系統(tǒng)工作方式保證系統(tǒng)的高可靠性。

　　GT800采用開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有良好的開放性，多廠家設(shè)備互通能力強(qiáng)，其產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)筑在主流移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)設(shè)備成本和終端成本可繼承現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)的低成本，有效降低數(shù)字集群產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的進(jìn)入門檻，以形成完善成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。

2．中興GoTa數(shù)字集群技術(shù)

　　GoTa是世界上首個(gè)基于CDMA技術(shù)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具備快速接續(xù)和信道共享等數(shù)字集群公共特點(diǎn)的數(shù)字集群系統(tǒng)。

　　與TDMA方式的數(shù)字集群系統(tǒng)不同，GoTa系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的CDMA技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，使其能更充分地適應(yīng)集群業(yè)務(wù)的特殊性能和需要。系統(tǒng)基于成熟的CDMA空中技術(shù)，集群業(yè)務(wù)呼叫利用了分組數(shù)據(jù)方式，允許大量的集群用戶共享相對(duì)較少的通信資源，提高呼叫接續(xù)速度。 GoTa數(shù)字集群系統(tǒng)主要以提供PTT呼叫方式進(jìn)行的集群業(yè)務(wù)為主，如可提供一對(duì)一的私密呼叫和一對(duì)多群組呼叫，可設(shè)定用戶的優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)用戶的優(yōu)先級(jí)使用強(qiáng)插強(qiáng)拆等多種集群業(yè)務(wù)功能，還可以提供集群系統(tǒng)中所需要的系統(tǒng)尋呼、群組尋呼、子群組尋呼、動(dòng)態(tài)重組、遲后接入、呼叫顯示、通話提示、被叫提示等相關(guān)的專用PTT業(yè)務(wù)，還可以對(duì)不同的話務(wù)群組進(jìn)行分類。另外，GoTa系統(tǒng)還提供傳統(tǒng)電話互聯(lián)業(yè)務(wù)及其補(bǔ)充業(yè)務(wù)、寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、短消息、定位、VPN等豐富的增值業(yè)務(wù)。

　　GoTa作為一種共網(wǎng)技術(shù)，主要應(yīng)用于共網(wǎng)集群市場(chǎng)，其主要特色在于更利于運(yùn)營(yíng)商建設(shè)共網(wǎng)集群網(wǎng)絡(luò)、適合大規(guī)模覆蓋、頻譜利用率高、在業(yè)務(wù)性能和容量方面更能滿足共網(wǎng)集群網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)應(yīng)用的需要。

　　GoTa系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)捷、投資少、部署方便，在符合集群系統(tǒng)技術(shù)要求的同時(shí)，又具有很強(qiáng)的技術(shù)發(fā)展空間、共網(wǎng)運(yùn)營(yíng)能力和業(yè)務(wù)發(fā)展能力。

　　目前，從我國(guó)的情況看，已經(jīng)具備開發(fā)數(shù)字集群通信市場(chǎng)的條件：用于數(shù)字集群的800MHz頻率資源充裕、足夠的研發(fā)技術(shù)支持、擁有較強(qiáng)實(shí)力的運(yùn)營(yíng)商、已開發(fā)出來(lái)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字集群系統(tǒng)產(chǎn)品，如華為的GT800和中興的GoTa集群系統(tǒng)以及逐漸成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。數(shù)字集群通信事業(yè)及產(chǎn)業(yè)的科學(xué)健康發(fā)展將不斷推動(dòng)我國(guó)移動(dòng)通信市場(chǎng)的發(fā)展。