TETRA

數字集群通信系統介紹課程目的：

通過本次課程學習，您將了解到TETRA系統的發(fā)展狀況，系統知識以及相關應用情況課程內容：引言TETRA通信的演進和發(fā)展第一部分TETRA系統概述第二部分TETRA業(yè)務介紹及調度管理課時：2小時講師：孫洪軍引言TETRA通信的演進與發(fā)展

集群通信是無線專用調度通信系統，專用調度通信是很早出現的一種通信方式。它從一對一對講機的形式、異頻單工組網形式以及進一步帶選呼的系統，發(fā)展到多信道自動撥號系統。而近十幾年來，專用調度系統又向更高層次發(fā)展，成為多信道用戶共享的調度系統，這種系統稱為集群通信系統。目前，集群通信系統的發(fā)展正處在從模擬向數字系統轉換的時期。1.集群通信的演進和狀況主要廠家：當前主要的TETRA系統廠家是EADS和Motorola公司

當前主要的TETRA終端廠家是Sepura、EADS、Motorola、海能達公司

區(qū)域分布：(North:北方.pacific:太平洋.undechared:未申報的LatinAmerica:拉丁美洲)移動通信從使用對象來分主要有：公眾移動通信和專業(yè)移動通信。公眾網是由公用電信企業(yè)投資建設，面向整個社會，以公眾用戶為服務對象的，是一個完全向所有用戶開放的系統，這些用戶一般以個體或集體用戶為用戶單位。用戶之間不必要存在必然的關系，用戶間的呼叫級別是平等的。運營者與用戶的關系不僅是一種服務與被服務的供求關系，更主要的是一種等價交換的買賣關系。專業(yè)網是由專業(yè)單位自行投資建設，面向某個部門，以專業(yè)用戶為服務對象的，是一個向部分用戶半開放的系統，這些用戶一般以集體用戶為主要用戶單位。雖然集體用戶也是由一個一個的個體用戶構成的，但這些個體用戶間是存在著必然的關系，并且呼叫級別往往是不平等的。與公眾網通信是通過一個中繼接口(或稱為界面)來實現的。這種中繼界面既提供了內部用戶與外部的通信接口，同時也可對這種通信進行必要的限制。與公眾網相比較，專業(yè)網更強調組呼、廣播呼叫、緊急呼叫、強插強拆和不同的呼叫優(yōu)先級別等調度指揮功能。從現有的數字集群技術和第二代公眾移動通信網技術來看，在分析下一代數字集群技術和第三代公眾移動通信技術的基礎上，第二代和第三代公眾移動通信網不能替代數字集群專用移動通信網，數字集群專用通信網是對公眾通信網的補充，至于第四代公眾移動通信網是否能替代專用移動通信網還是個未知數。2.TETRA數字集群專用通信網是對公眾通信網的補充

2000年12月我國信息產業(yè)部頒布的"數字集群移動通信系統體制"行業(yè)標準中，TETRA已被列為技術體制之一。2001年7月信息產業(yè)部發(fā)布了信部無[2001]518號文《關于800MHz集群頻率使用管理有關事宜的通知》，明確了2001年年底前要對已指配用于模擬集群網的頻率進行清理，要加強數字集群頻率集中管理，在每個地區(qū)建設面向社會服務的集群共網，僅對有特殊要求的部門可適當考慮建數字集群專網。標準和文件就為我國發(fā)展數字集群奠定了政策基礎。在專用網方面，首先是諾基亞為香港警方提供的TETRA專用移動通信系統。該項目包括傳輸網絡、海上話音通信、船只自動定位等，總資金達1.8107歐元，從2000年2月開始建設，現已交付使用。緊接著香港警用網之后有廣九鐵路、上海公安、天津水利和廣州地鐵也簽定了TETRA合同。鐵道部投標建設TETRA的線路有3條，即秦皇島至沈陽、西安至合肥以及新沂至長興。此外、深圳地鐵、上海地鐵、北京輕軌、天津輕軌和武漢輕軌等也擬采用TETRA作為無線傳輸手段。安全部也在準備投標建設TETRA網。在專用共網方面，北京華訊、湖北全通、四川聯電、浙江成功、山東和華及新疆等省市正在籌建各省的TETRA數字集群共用網。此外，青島海信、河北萬國、內蒙愛森也都在籌建數字集群網；還有很多公司對數字集群進行了廣泛的調查研究，準備介入；不少投資商對數字集群產生了濃厚的興趣，密切關注其發(fā)展；特別是"9.11"事件之后，我國主管部門對于TETRA數字集群適合用作指揮調度系統的認識有了提高，有關方面也在研討TETRA數字集群作為軍民兩用移動通信網的可行性；可見，TETRA數字集群在我國建網的條件已日漸成熟，發(fā)展的時期即將來臨。3.TETRA數字集群系統在我國的進展4.海能達TETRA發(fā)展狀況MemorandumofUnderstanding的簡稱，國際協議直譯為諒解備忘錄。用中國人的說法就是協議DAMM:美國公司.Thales公司是法國著名半導體激光器廠商/JRC日本供應商第一部分TETRA系統概述1.1什么是Tetra

TerrestrialTrunkedRadio地面波集群通信，簡稱Tetra，是歐洲電信標準協會(ETSI)于1995年正式確定的一種新一代數字傳輸網絡無線產品標準，它包括了一系列已定義的開放接口、呼叫服務和協議。

TETRA數字集群通信系統是一種基于數字時分多址（TDMA）技術的無線集群移動通信系統。TETRA數字集群通信系統可在同一技術平臺上提供指揮調度、數據傳輸和電話服務，它不僅提供多群組的調度功能，而且還可以提供短數據信息服務、分組數據服務以及數字化的全雙工移動電話服務。TETRA數字集群系統還支持功能強大的移動臺脫網直通（DMO）方式，可實現鑒權、空中接口加密和端對端加密。TETRA數字集群系統同時還具有虛擬專網功能，可以使一個物理網絡為互不相關的多個組織機構服務。TETRA數字集群系統具有豐富的服務功能、更高的頻率利用率、高通信質量、靈活的組網方式，許多新的應用（如車輛定位、圖像傳輸、移動互聯網、數據庫查詢等）都已在TETRA中得到實現。因此，近兩年TETRA數字集群系統在歐洲乃至世界得到了快速的發(fā)展。1.2Tetra業(yè)務功能

TETRA集成化操作控制系統集成了數字蜂窩、無線電移動、天繩數據和可覆蓋全國的尋呼、高質量話音、瞬間呼叫建立以及社會團體等需要的VPN(虛擬專用網絡)等特點。Tetra比以往的集群通信系統可以提供更高的頻率利用率、更穩(wěn)定的系統覆蓋、綜合話音及數據通信以及高速數據傳輸。

Tetra業(yè)務范圍分為用戶終端業(yè)務、承載業(yè)務和補充業(yè)務。

1.Tetra概念、功能及特點：1.3Tetra特點（1）惡劣環(huán)境條件和嘈雜環(huán)境下的高速傳輸能力。在Tetra系統中每個基本時隙的通信能力為7.2Kb/S，在25KHz帶寬內，總體通信速率最高可達28.8Kb/S。（2）快速的呼叫建立能力(0.3秒以內)。GSM／PCN系統的呼叫建立時間一般為10秒鐘。（3）全雙工通信使用方便。可以與PSTN或PABX進行互連。（4）支持慢速掃描視頻和數字圖形、圖像傳輸、電子郵件、高分辨率傳真、數字和文件發(fā)送等多種應用。（5）具有較高的可靠性，而且增加了選擇加密方法的功能。話音、數據、信令和用戶標識等都可以根據用戶的需求進行加密。共有四種選擇：采用ETSI算法對空中接口進行加密，利用激勵—應答機制進行鑒別。較高安全性的相互認證以及為重要通信所設計的端到端的加密。（6）可以實現終端間(包括移動通信終端之間)直接的通信。直接模式使得通信終端可以直接與覆蓋范圍內的其它終端進行通信。無線終端通過點到點的通信漣路也可以進行通信，而蜂窩移動電話系統則不能提供這一服務。（7）其他特點：諸如基礎通信設施造價低廉，網絡廣播方便，可設置呼叫優(yōu)先級，自動呼叫管理和傳送控制功能等特點不再贅述。PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork)

公共交換電話網絡PABX

=privateautomaticbranchexchange專用自動交換機;1.4Tetra主要功能和應用

TETRA數字集群系統的基站具有故障弱化功能，在交換機或交換機與基站鏈路出現故障時，單個基站仍然可以為有限的區(qū)域提供網絡服務。

TETRA數字集群系統具有直通工作方式（DMO），無線用戶可以不經過網絡基礎設施，而使用不受基站和交換機控制的無線頻率，直接用移動臺進行相互間的通信。因此，基站的故障弱化模式可以作為發(fā)生災難時的通信保證，而直通工作方式作為最后的應急通信措施。

TETRA數字集群系統可以提供足夠安全的通信保密措施，即具有鑒權、空中接口加密和端對端加密等加密方式，可滿足普通、商業(yè)、秘密、機密等不同級別需要。網絡接入的鑒權是網絡總體安全性的基礎，能夠有效地防止未經授權的網絡接入和移動終端的“克隆”。在解決接入的安全問題后，還需要在空中接口上采用加密的辦法防止專業(yè)的監(jiān)聽者通過空中接口竊取信息。空中接口加密需要不同的加密密鑰，并且不定期地更改加密密鑰，空中接口加密技術不僅保護了傳輸的信息，而且還能夠屏蔽用戶的身份，同時，外“闖入者”也無法察覺到通信的進行。對于需要特別保護的敏感信息，還可使用端到端加密技術。

因此，政府機關、公安、安全、武警、交通、鐵路、水利、電力、石油、新聞、旅游、城建（煤氣、自來水）、大型廠礦企業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、急救、消防和搶險抗災等數十個國民經濟部門都迫切需要建設集群調度通信網。前三位：公共安全，交通（鐵路，地鐵，高速公路），公用事業(yè)（電力，水利）行業(yè)現狀分析No行業(yè)占有率1公共安全48%2交通運輸21%3公共事業(yè)7%4未知領域5%5政府部門5%6工商業(yè)5%7軍隊4%8PAMR2%9石油天然氣2%由圖可看出，增長最多的三個行業(yè)是：

-公共安全

-交通運輸

-工商業(yè)2.1工作頻率（1）10MHz雙工間隔：上行鏈路下行鏈路應用380~390MHz390~400MHz歐洲安全部門410~420MHz420~430MHz歐洲450~460MHz460~470MHz歐洲（2）45MHz雙工間隔：上行鏈路下行鏈路應用870~888MHz915~933MHz歐洲806~821MHz851~866MHz中國2.2接入方式時分多址（TDMA），每一個無線電載波無論是上行鏈路還是下行鏈路都分為4個時隙，上下形成對時隙之間在時間上錯開兩個時隙的時間差。

2.Tetra主要性能參數：2.4調制方式

Tetra標準選擇了π／4DQPSK調制方式，以適應信道間隔為25KHz的頻率劃分，在25KHz的信道上能夠傳遞36Kb/S的數據，將這種調制技術和濾波技術相結合，使發(fā)射的頻譜必須非常緊湊，鄰道干擾很小。串/并變換π／4DQPSK調制器RF輸出36Kb/S基帶輸入頻率合成器2.5收發(fā)特性

(1)基站發(fā)射功率：功率等級額定功率功率等級額定功率1(40W)46dBm6(4W)36dBm2(25W)44dBm7(2.5W)34dBm3(15W)42dBm8(1.6W)32dBm4(10W)40dBm9(1W)30dBm5(6.3W)38dBm10(0.6W)28dBm(2)接收機接收靈敏度：定義為話音業(yè)務信道產生4%誤碼率時的輸入信號電平。設備靜態(tài)條件動態(tài)條件噪聲系數基站-115dBm-106dBm6.4dB移動臺（手機）-112dBm-103dBm9.4dB2.5測試設備：英國IFR(艾法斯亞太)公司生產的TETRA綜合測試儀、信號發(fā)生器和信號分析儀IFR3920綜合測試儀

2310是從2309發(fā)展而來，專門設計用于TETRA測試。

◆兼容全部FFT頻譜分析儀功能，專門為TETRA測量設計

◆精確的TETRA發(fā)射機測量

◆可測量TETRA基站、手機和直接模式測試

◆所有測量符合ETSI,ETS300394-1

◆80dB瞬時動態(tài)范圍用于鄰道功率測量

◆TETRA信號的頻譜顯示

◆調制分析，可顯示矢量和星座圖

◆大屏幕彩色液晶顯示

◆40W持續(xù)功率處理

◆寬帶噪聲和雜散干擾測量

◆TETRA測試模式：產品簡介：

Aeroflex最新提供的3920系列無線電綜合測試平臺專為工程，產線，現場服務而設計，其所提供的強大模擬和數字無線電測試功能涵蓋了包括專業(yè)移動集群(PMR)、公用移動集群(PAMR)的TETRA數字集群制式以及通用模擬制式、P25制式、HPD高性能數據制式等各種專用制式。3920提供強大的TETRA測試能力，為終端及基站設備保駕護航。2310TETRA信號分析儀3．TETRA系統的優(yōu)勢TETRA系統頻譜效率高（采用TDMA技術，使每25KHz信道復用4時隙，充分利用現有頻譜資源），且與其它數字集群系統比較還具有下列特點：3.1、快速反應

TETRA系統的呼叫建立時間非常短，實際小于0.3秒，而GSM蜂窩電話一般呼叫建立時間為10秒，GSM-R歐洲鐵路綜合移動通信系統要求最快為1秒，而實際測試數據最快為3秒。3.2、調度業(yè)務豐富

TETRA有多種指揮調度功能，如：遲后進入、區(qū)域選擇、監(jiān)聽、動態(tài)重組、多種優(yōu)先級配置方案（呼叫排隊、強拆搶占、掃描優(yōu)先等），功能齊全，可以按需選配。3.3、加密方式靈活除公共密鑰加密外，有空中接口加密、端到端加密等方式，可滿足普通、商業(yè)、秘密、機密等不同級別需要。3.4、安全抗毀性高

TETRA的鑒權較GSM更為嚴密，有單向／雙向空中接口鑒權，因此，在專業(yè)網中可以防止各種威脅，使得專業(yè)網正常運行更有保障。3.5、可脫網直通

TETRA在直通（DMO）工作模式中，無線用戶可以不通過網絡基礎設施，使用不受基站和交換機控制的無線頻率，直接進行相互間的通信。3.6、話音質量好在嚴重噪聲環(huán)境下，GSM手機通話質量會變差，而TETRA終端則不受環(huán)境因素影響，聽不見雜聲干擾，話音清晰。3.7、高速適用性在高速運行的汽車、火車或直升飛機中，當時速達到140公里／小時的時候，GSM手機通話話音已聽不見，而TETRA終端的通話話音仍非常清晰，據測試，TETRA終端可在時速高達260公里／小時的直升飛機上進行通信。3.8、系統組網靈活

TETRA在設計上支持小、中、大型系統，有4種工作模式可供選擇，包括：標準模式（適用于4-5對頻點的中小型系統）、擴展工作模式（適用于大中型系統）、最小系統工作模式（適用于單頻點系統）和時間共享工作模式（適用于多個小區(qū)共用一個頻點的系統）。3.9、TETRA標準開放

TETRA屬歐洲標準，可以從網上免費下載。

/pda3.10、多制造商供貨不同品牌終端之間可兼容，運營商可以在多家供貨商之間進行選擇，用戶也可以選擇不同廠家的移動臺，達到最佳性價比。3.11、多頻段選擇可提供350兆、450兆和800兆三種頻段的系統。3.12、通信模式多樣可提供全雙工通信、半雙工通信及數據通信服務。SWMI基站交換機網關數據庫操作維護中心網內移動臺有線臺PSTN/ISDN/PABX/PDN網外移動臺網管設備其他網絡網管設備4.1Tetra網絡實體結構：Tetra系統核心：交換和管理基礎設施SwMI，包括基站、傳輸鏈路、交換機、數據庫、運行管理維護中心、網關及相關的控制和管理設備。移動終端包括網內移動臺和網外工作于直通方式的移動臺，有線終端網絡管理設備其他網絡4.Tetra系統結構：4．2TETRA系統結構示意圖WAN10BASE-T網管服務器網管工作站調度臺路由器網絡交換機X.21PABX/PSTN網關系統多媒體接入管理中心短信息網關記錄器PABX/PSTNBCU基站E1遠端基站10BASE-T雙絞線以太網:局域網多為10base-T(10Mbps或1.25MBps)５．TETRA終端兩種基本工作模式５.１DMO(DirectModeOperation)直通模式就是終端機之間直接通過空中接口通信，不需要中轉站（網絡基礎設施）。優(yōu)點：不需要網絡支持，任何地方都可使用缺點：通話距離較短,只支持半雙工方式通話。TETRADMO５.2TMO(TrunkedModeOperation)集群模式就是終端機之間需要中轉站（網絡基礎設施）才能通信。優(yōu)點：通話距離遠并具有豐富的調度業(yè)務，可支持半雙工和全雙工兩種模式通信。缺點：需要網絡，在沒有建立基站的地方不能使用。TRUNKEDTETRA第二部分TETRA業(yè)務介紹及調度管理一、基本語音業(yè)務部分1、標準呼叫2、緊急呼叫3、廣播呼叫4、網關呼叫二、基本數據業(yè)務部分1、用戶消息2、狀態(tài)消息3、電路模式數據4、IP分組數據三、調度與移動管理1.調度臺基本功能（DWS）2.鑒權一、基本語音業(yè)務標準單呼標準單呼是系統最基本的呼叫功能，即通過撥號進行個人對個人呼叫；對于呼叫成功的立即自動接通話路，對于呼叫失敗的提示被叫用戶信息。通話過程中動態(tài)地顯示對方號碼。

TETRA標準組呼使用半雙工方式建立的一對多的Direct呼叫，TETRA終端最常用的呼叫方式之一。只有那些已經成功附屬特定組的終端用戶才能接收到對該組的組呼接入信號。TETRA系統全呼TETRA系統支持全呼，全呼發(fā)起者的身份信息會被發(fā)送給組內的每個成員。全呼是不須確認的語音組呼，有權用戶可以發(fā)起全呼呼叫，但此時被叫組員不需回送確認信令。系統可使用優(yōu)先級設置對全呼設為高優(yōu)先級，全呼發(fā)起時，其它優(yōu)先級低的呼叫會被清除。緊急呼叫

TETRA終端和調度臺可以根據情況設置緊急呼叫。緊急呼叫擁有最高的預占優(yōu)先級（15級）。緊急呼叫如果需要可以預先清空正在進行的呼叫資源。通過按下終端緊急呼叫鍵即可發(fā)起緊急呼叫。緊急呼叫指示會在被叫方顯示。網關呼叫網關呼叫包括PSTN和PABX網關呼叫，即是TETRA終端在TMO模式下可以通過PSTN或PABX網關與公網或集團網的用戶之間進行互聯互通。1、PSTN網關呼叫PSTN網關可以建立PSTN用戶到TETRA用戶或TETRA用戶到PSTN用戶之間的呼叫。另外，在通話期間，PSTN網關允許QSIG(Q接口信令協議)信息從外部網絡傳到TETRA網絡，或TETRA信令從TETRA網絡傳到外部網絡。(Thales基站PSTN網關信令為QSIG)2、PABX網關呼叫

PABX網關允許PABX用戶呼叫TETRA用戶，也允許TETRA用戶呼叫PABX用戶。此外，對于呼叫進行期間，PABX網關允許QSIG信令從外部網絡到達TETRA基礎設施，也允許TETRA信令從TETRA基礎設施到達外部網絡。二、基本數據業(yè)務TMO數據業(yè)務包括：1、狀態(tài)消息2、用戶消息3、電路模式數據4、IP分組數據業(yè)務狀態(tài)消息（Status）預定義狀態(tài)信息用于從一個用戶到另一個用戶（或一個組）快速可靠地發(fā)送預定義信息，而無需語音呼叫。用戶消息（SDS）

TETRA系統提供短數據服務，允許在移動終端設備間傳送短信息。支持對單個TETRA用戶和用戶群或者是外部應用（例如調度臺）的SDS請求。SDS服務不允許發(fā)往有線電話用戶。在系統內，所有的SDS信息有相同的優(yōu)先級，且將按照FIFO標準在系統中傳送。提供SDS-1，2，3，4以及SDS-TL電路模式數據

電路模式數據就是在兩用戶之間通過一個連續(xù)的連接來傳輸數據。系統應能夠支持電路模式數據業(yè)務，允許擴展應用程序在無線用戶之間或者無線用戶與數據網關之間發(fā)送數據。此服務用于長信息（超過最大為120比特的SDS信息）。電路模式數據服務使用一個TETRA時隙提供恒定帶寬的數據通道，本質上是TETRA服務提供的一種承載機制，主要包括信息傳輸確認，錯誤檢測及數據修正，當然，如果外部應用程序允許，重發(fā)信息也是可以的。IP分組數據(packetDATA)IP包在兩個無線終端、一個無線終端和IP數據網關、客戶以太網網關和客戶應用之間傳送。可以使用任何標準的應用，比如Web、FTP、e-mail等。可以交換任何類型的信息，比如圖片、文字、聲音。三、調度臺基本功能及移動管理調度功能DWS可