對于數字集群通信系統,我國曾擁有多種不同技術體制類型的系統在應用。開始,我國應用較早的是引進國外的系統,包括稱之為體制A的TETRA系統和稱之為體制B的iDEN系統。后來隨著我國數字集群通信技術的發展,我國陸續自主研發了具有自主知識產權的數字集群通信系統,它們是:基于GSM技術的系統、基于CDMA技術的系統、基于LTE技術的系統和基于PDT的系統。前三種技術制式是將不同公用數字蜂窩移動通信系統的空中接口技術應用于數字集群通信之中而形成,其中基于LTE技術的系統可提供寬帶業務,被稱為寬帶數字集群(B-TrunC,Broadband Trunking Communication)系統。下述就基于LTE技術體制的寬帶數字集群系統(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,支持寬帶數據傳輸業務、語音和多媒體形式的集群指揮調度業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數字集群系統和基于CDMA技術的GoTa數字集群系統,它們分別采用第二代公用數字蜂窩移動通信TDMA制式和CDMA制式的無線技術,應用到數字集群系統之中,成為我國數字集群系統的不同的技術體制。在此基礎上,隨著第四代公用數字蜂窩移動通信的LTE技術的大規模的應用,若將LTE技術提供的帶寬業務特性,移植到數字集群系統之中,將為數字集群系統提供寬帶業務(如視頻業務等)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”)的支持下,于2009年3月開始啟動基于TD-LTE寬帶數字集群通信系統的研發工作,在2010年底基本完成了系統的設備的開發。以此推動了我國寬帶數字集群通信系統的發展。
值得一提的是,在國際上,相對于基于LTE技術寬帶數字集群系統還有另外兩種: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,適用于執行關鍵任務的場景,支持鑒權、組附屬、組管理、組呼、單呼、優先級呼叫、發言權控制、位置上報等功能。它運行在LTE網絡上的全IP應用層服務,使用基于IMS域的實現方案,支持大帶寬、低延遲、易于大規模建網的數字集群系統。但因其產業化的不成熟至今很少有組網。另一種是基于LTE網絡,只增加集群服務器、通過應用層實現的方式,且不改變基礎網絡架構。但其僅能提供部分數據集群功能而不便使用。
2、標準化
鑒于中國普天的研發基礎,在我國通信標準化協會(CCSA)的大力推動下,在普天集團的配合下,在2014年5月CCSA首次發布了基于LTE技術體制的數字集群系統的通信行業標準YD/T 2689-2014《基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統 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,也成為我國數字集群的一種新的技術體制,但屬于寬帶系統;后來又陸續發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技術的寬帶數字集群通信(B-TrunC)系統在我國的組網應用,根據工信部的安排,又將上述基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統的相關通信行業標準升格為國家標準。于是在2019年3月我國發布了GB/T 37291-2019《基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統 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
目前發布的相關基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統的標準,均為第一階段。所謂第一階段是指目前該系統僅支持本地網的組網,與其他網絡互通、大范圍和漫游組網將在后續階段規定。該階段系統可支持固定站組網、移動站組網的一種或幾種組網方式,關于固定站組網和移動站組網的含義詳見下表1-3。系統還應支持故障弱化功能和具有虛擬專網功能。同時應支持密集城區、城區、郊區、鄉村等傳播方式。
表1-3:固定站組網和移動站組網方式
二、系統的結構與組成
基于LTE技術的寬帶數字集群通信(B-TrunC)系統的架構如下圖2所示。由圖可知,該系統是由LTE終端(包括LTE寬帶集群終端和LTE數據終端)、LTE寬帶集群基站、LTE寬帶集群核心網和調度臺等所組成。其中,LTE寬帶集群核心網應包含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)系統的架構
表2:基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統核心網的邏輯實體
由圖可知,該系統的接口包括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、系統提供的業務
基于LTE技術的寬帶數字集群通信(B-TrunC)系統應支持基于IP的分組數據傳輸業務和集群業務。集群業務應包括集群語音業務、集群多媒體業務、集群數據業務和集群補充業務四種類型,這四種類型集群業務的細分類及其要求匯總于下表3中。系統應支持基于IP的分組數據傳輸業務和集群業務的并發。
表3:基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統應支持的業務
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四、系統的空中接口
基于LTE技術的寬帶集群通信(B-TrunC)系統的空中接口繼承了LTE技術的公用移動通信系統的空中接口要求。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 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數字蜂窩移動通信網 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,對于數字集群系統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)系統提供寬帶業務的需要,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技術的寬帶數字集群通信(B-TrunC)系統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 總體技術要求(第一階段)》及相關標準的規定。
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眾所周知,TD-LTE技術是我國自主研發的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技術的寬帶數字集群通信系統,它具有大帶寬、高速率、高頻譜利用率、大信道容量等優勢,使系統的傳輸性能和和抗干擾性能都得到了極大的提升,為數字集群寬帶化的發展起到了巨大的技術支撐作用。