主頁（http://www.130131.com）：數(shù)字對講機TETRA的標準、技術(shù)及其發(fā)展概況

隨著七十年代摩托羅拉對講機率先將數(shù)字對講機技術(shù)引入對講機系統(tǒng)設(shè)計中，數(shù)字對講機便開始它的長足發(fā)展。下面就現(xiàn)在比較廣泛使用的TETRA數(shù)字對講機技術(shù)，做下介紹：

1　引言
　　泛歐數(shù)字集群系統(tǒng)TETRA（Trans-European Trunked Radio System）是由歐洲通信標準協(xié)會（ETSI）1990年開始制定的一種多功能數(shù)字集群無線電標準，目前主要標準已完善，并開始實施380 MHz ～400 MHz頻段的試驗，1998年4月將投入商用。TETRA整套設(shè)計規(guī)范可提供集群、非集群以及具有話音、電路數(shù)據(jù)、短數(shù)據(jù)信息、分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的直接模式（移動臺對移動臺）的通信。TETRA可支持多種附加業(yè)務(wù)，其中大部分是TETRA獨有的。TETRA系統(tǒng)是一種非常靈活的數(shù)字集群標準，它的主要優(yōu)點是兼容性好、開放性好、頻譜利用率高、保密功能強，是目前國際上制定得最周密、開放性好、技術(shù)最先進、參與生產(chǎn)廠商最多的數(shù)字集群標準。本文主要介紹TETRA的標準、技術(shù)及其發(fā)展概況。
2　TETRA標準的概況
　　TETRA標準主要包括以下三個部分：
　　（1） TETRA話音＋數(shù)據(jù)（V＋D）
　　—　使用25 kHz信道的TDMA系統(tǒng)
　　—　每RF信道分4個時隙
　　—　話音＋數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
　　TETRA V＋D技術(shù)規(guī)范提供一個能同時支持話音、數(shù)據(jù)和圖像通信的多媒體無線平臺，它與單個移動臺相結(jié)合，可減少阻塞及互調(diào)干擾問題。
　　系統(tǒng)接續(xù)協(xié)議是基于每載波時分多址4個時隙來實現(xiàn)的，這個協(xié)議非常靈活，足以支持4個獨立電路通信（話音或數(shù)據(jù)）或分組數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達28.8 kbit／s。
　�。�2） TETRA分組數(shù)據(jù)優(yōu)化（PDO：Packet Data Optimized）
　　—　使用25kHz信道的TDMA系統(tǒng)
　　—　每RF信道分4個時隙
　　—　只有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
　　TETRA PDO主要應(yīng)用在信息和電子信箱、快速管理和快速調(diào)度、媒介信息、遠端數(shù)據(jù)基本接入、計算機文件傳輸、視頻和多媒體等方面，它通過X.25協(xié)議的分組交換支持虛擬線路的整個信息的快速傳輸。
　　TETRA V＋D系統(tǒng)標準數(shù)話兼容，而TETRA PDO只支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它們的技術(shù)規(guī)范都是基于相同的物理無線平臺（相同調(diào)制，也可以相同工作頻率），但在物理層實現(xiàn)方式不太一樣，所以不能實現(xiàn)互操作，預計可在ISO第三層實現(xiàn)互操作。
　�。�3） TETRA直接模式通信（DMO）
　　—　不需基礎(chǔ)設(shè)施的通信，即移動臺直接與移動臺通信
　　TETRA DMO是在移動臺處于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，需要安全通信時用于提供移動直通的業(yè)務(wù)。通過網(wǎng)橋終端就可以在ISO第三層上進入TETRA DMO工作模式，該標準保證在ISO的第一層通信信道兼容，這種既可接入集群系統(tǒng)又可直通的傳輸模式稱為“Dual Watch”
　　采用V＋D、PDO、DMO的公共第三層協(xié)議可確保在ISO第三層上互操作。
3　TETRA的技術(shù)體制
　�。�1） 主要技術(shù)特性
　　系統(tǒng)主要技術(shù)特性如表1所示。
表1　主要技術(shù)特性
信道間隔        25kHz
調(diào)制        π/4DQPSK α(滾降因子)=0.35
調(diào)制信道比特率        36 kbit/s
語音編碼速率        4.8 kbit/s ACELP編碼方式
接入方式        TDMA, 4個時隙
用戶數(shù)據(jù)速率        7.2 kbit/s每時隙
數(shù)據(jù)速率可變范圍        2.4 kbit/s~28.8 kbit/s
接入?yún)f(xié)議        時隙ALOHA
　　（2） 集群方式
　　TETRA標準支持三種集群方式：消息集群、傳輸集群和準傳輸集群。
　　消息集群是在調(diào)度通話期間，控制系統(tǒng)始終給用戶分配一條固定的無線信道。從用戶最后一次講完話松開PTT開關(guān)開始，系統(tǒng)將等待6 s～10 s的“信道保留時間”后“脫網(wǎng)”就完成消息集群，之后才將該信道分配給別的通話對使用。若在這段保留時間內(nèi)，原來的通話用戶再次按PTT開關(guān)要繼續(xù)通話，則雙方仍在該信道上通話，即保持原來的信道分配。消息集群不是信道動態(tài)分配方式而是按需分配方式，所以頻譜利用率不高。
　　傳輸集群是指用戶雙方在單工或半雙工工作時，用戶按下PTT開關(guān)，就占用一個空閑信道工作，當用戶發(fā)完第一個消息松開PTT開關(guān)時，就有一個“傳輸完畢”的信令送到基地臺的控制器，這個信令用來指示該信道可以再分配給其他用戶使用。傳輸集群的信道是動態(tài)分配，頻譜利用率高，但可能導致通話不連續(xù)和不完整。
　　準傳輸集群兼顧消息集群和傳輸集群的優(yōu)點，縮短了“信道保留時間”（約0.5 s～6 s），增加了用戶每次發(fā)話完畢的松開PTT開關(guān)后的時間，而不會使消息中斷。準傳輸集群的信道利用率比傳輸集群低。
　　（3） TETRA頻譜資源
　　TETRA標準的顯著特點是其頻率資源的靈活性。頻譜范圍從VHF的150 MHz到UHF的900 MHz，收發(fā)頻率間隔為10 MHz（900 MHz時為45 MHz）。
　�。�4） 系統(tǒng)設(shè)計
　　TETRA系統(tǒng)采用大區(qū)制設(shè)計，系統(tǒng)參數(shù)如表2所示。
　　系統(tǒng)接收靈敏度（對2％BER）如表3所示。
表2　TETRA系統(tǒng)參數(shù)
呼叫建立時間        <300 ms
鄰道功率        -60 dBc
基站RF功率        0.6 W~40 W
移動臺RF功率        1，3，10，30W
表3　接收靈敏度

　        衰落(dBm)        靜噪(dBm)
移動臺        107        112
固定臺        109        115
（5） 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　TETRA標準對無線電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)沒有明確的限制，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)只定義了6個規(guī)定的接口標準，包括空間和直接模式空間接口，用于確保網(wǎng)內(nèi)操作互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)管理。這6個規(guī)定的接口是無線空中接口、有線站接口、系統(tǒng)之間的接口、移動臺與終端設(shè)備之間的終端接口（包括有線終端與終端設(shè)備之間的終端接口）、網(wǎng)絡(luò)管理接口、直接模式無線電空中接口。
　　① 一個獨立的TETRA系統(tǒng)由基站、交換機、操作臺、管理中心以及相關(guān)的控制和管理設(shè)備組成。
　　② 移動臺由移動終端單元（MTU）和終端設(shè)備（TE）組成，通過移動臺與終端設(shè)備之間的終端接口連接。
　　③ 有線臺由有線終端單元和終端設(shè)備之間的終端接口連接。
　　④ 中央網(wǎng)絡(luò)管理單元通過定義的網(wǎng)絡(luò)管理接口連接。
　　⑤ 移動臺通過連接定義的直接模式無線電空中接口進行直接模式通信。
　�。�6）TETRA幀結(jié)構(gòu)
　　TETRA系統(tǒng)采用TDMA多址接入方式和π/4 DQPSK的調(diào)制方式,調(diào)制信道比特率為36 kbit/s，一個TDMA幀為170/3 ms，分４個時隙，每個時隙85/6 ms，可攜帶510個調(diào)制比特，上行時隙又可進一步分為2個子時隙，每個子時隙85/12 ms，可攜帶255個調(diào)制比特。
　　18個TDMA幀構(gòu)成一個復幀（周期為1.02 s），60個復幀構(gòu)成一個超幀（周期為61.2 s）。
　　TETRA的V＋D空中接口定義了7種突發(fā)，其中上行3種，下行4種。
　�。�7）TETRA的業(yè)務(wù)功能
　　系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)功能如表4所示。
表4　業(yè)務(wù)功能表
建立快速呼叫         <300 ms
沒有限制的群呼        一個電臺到我個電臺無限制的通信
有確認的群呼        只對網(wǎng)內(nèi)某些特定的電臺尋呼
電話會議        　
全雙工通信        　
開放信道        　
優(yōu)先呼叫        按照優(yōu)先級別優(yōu)先建立通信
信道清除優(yōu)先呼叫        打斷較低級別的通話，建立強插優(yōu)先呼叫
自動鏈路連接        　
允許偵聽01        部分監(jiān)聽
允許偵聽02        緊急情況下允許第三者監(jiān)聽會話
話音和數(shù)據(jù)加密功能        　
監(jiān)視        保護話音和數(shù)據(jù)不受跟蹤和監(jiān)聽
脫網(wǎng)工作        移動臺直通
分組數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)        　
　　這里要強調(diào)的是TETRA的加密功能，因為數(shù)字集群主要應(yīng)用于公安、電力、運輸?shù)泉毩⑿院軓姷牟块T，所以加密功能尤為重要。TETRA的保密是雙向的，不但可以提供空中接口的保密，還可提供端到端的保密，它的保密性比GSM更好。
4　TETRA標準和技術(shù)的發(fā)展概況
　　TETRA于1992年開始基礎(chǔ)無線電技術(shù)的研究；1994年開始結(jié)構(gòu)／功能有效特性的研究；整個系統(tǒng)組成的全面研究于1995年早期開始；1997年開始實施380 MHz～400 MHz頻段的試驗；這些試驗包括提供固定專用頻段、專用便攜產(chǎn)品、移動臺及加密和支持數(shù)據(jù)的高性能軟件；1998～2000年提供專業(yè)用戶的全部產(chǎn)品，包括新頻段的專用便攜產(chǎn)品、專業(yè)用戶分段特性的研制、DMO（直通模式）中繼器及網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。
　　1994年12月，TETRA標準的MoU（諒解備忘錄）組織的成立對其發(fā)展起了關(guān)鍵作用。
　　TETRA已完成的標準有：在話音＋數(shù)據(jù)中已完成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)業(yè)務(wù)保密、網(wǎng)絡(luò)管理、終端設(shè)備及附加業(yè)務(wù)；在分組數(shù)據(jù)方面已完成一致性試驗；在直接模式方面已完成功能描述語言（SDL）的產(chǎn)品標準、SDL驗證及網(wǎng)關(guān)的一致性試驗。目前正在制定的TETRA標準有TETRA的V＋D緊急業(yè)務(wù)、互操作V＋D、網(wǎng)關(guān)（PSTN）V＋D、終端設(shè)備接口V＋D、網(wǎng)絡(luò)管理（基本技術(shù)條件）、協(xié)議一致性實驗V＋D、SIM卡、直接模式一致性試驗及網(wǎng)關(guān)PDO-SDL模式的完成、設(shè)計指南第二部分。
　　在實用方面，英國Tetralink電信公司已獲得運營TETRA業(yè)務(wù)的許可，在1998年3月，為超過87％的英國公民提供全業(yè)務(wù)的TETRA服務(wù)；挪威將于1998年開始TETRA的運營工作；德國將建立試驗系統(tǒng)；芬蘭建立的TETRA管理網(wǎng)絡(luò)（安全與保密）于1997年開始運營；荷蘭開始實施C2000計劃，這是TETRA業(yè)務(wù)在荷 蘭的運營計劃；亞洲、新西蘭、澳大利亞也準備進行TETRA的實用。
　　TETRA的測試設(shè)備已于1996年10月由Rohde&Schwarz和TeleDanmark R&D研制成功；1996年11月阿爾卡特、摩托羅拉與TETRA的MoU簽約，摩托羅拉將于1998年4月提供TETRA產(chǎn)品，全面投入商用；諾基亞將于1998年初提供TETRA產(chǎn)品。
　　據(jù)預測，到2006年TETRA的市場分布如下：公共安全與保密占25％，運輸占20％，工業(yè)占15％，公共事業(yè)占12％，緊急業(yè)務(wù)占12％，非緊急管理占11％，其他占5％。
5　我國采用TETRA數(shù)字集群標準的優(yōu)勢
　　我國目前正在進行數(shù)字集群標準的優(yōu)選和制定工作，以開發(fā)出適合我國國情的數(shù)字集群系統(tǒng)并投放市場，振興我國移動通信的民族事業(yè)，所以優(yōu)選適合我國國情的數(shù)字集群標準除了權(quán)衡各種標準技術(shù)的先進性、成熟性、開放性，更重要的是要結(jié)合我國的實際情況，分析我國采用哪種標準更具優(yōu)勢。
　　我國采用TETRA標準的優(yōu)勢是：
　�。�1） 我國分配給數(shù)字集群的頻段是806 MHz～821 MHz（上行）及851 MHz～866 MHz(下行)，可拓展到450 MHz頻段，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展可擴展到80 MHz。如前所知，我國的數(shù)字集群頻段與TETRA的標準的頻段不同，而從一個頻段到另一個頻段的標準轉(zhuǎn)換的工程設(shè)計需1年時間，所以如果選用TETRA標準作為我國的數(shù)字集群標準，我們應(yīng)有機會搶在外國公司的前面研制出適合我國國情的數(shù)字集群系統(tǒng)。
　�。�2） 目前TETRA的主要標準已比較詳細，但尚并不完善，更高級的應(yīng)用還需進一步完善，這對我國也是一個機會。
　　（3） TETRA標準只是定好用戶到基站接口的標準，而基站到用戶的接口沒有標準，便于各廠家深入研究，研制出適合自己的產(chǎn)品。

海能達是我國數(shù)字對講機標準心起草單位，在國內(nèi)率先推出自主研發(fā)的系列TETRA數(shù)字無線通信產(chǎn)品。2011年，海能達收購德國羅德施瓦茨公司PMR業(yè)務(wù)，強化了TETRA領(lǐng)域全球競爭力。

海能達TETRA系列數(shù)字對講機：PT580H,PT580;

摩托羅拉TETRA數(shù)字集群對講機:MTP850、MTP750 ；CP1300 350M、CP1660 350M;