主頁（http://www.130131.com）：數(shù)字集群通信系統(tǒng)iDEN的研究 一、引言集群通信是實現(xiàn)移動中指揮調(diào)度通信最有效的手段之一，也是指揮調(diào)度最重要的通信方式之一。它是一種共享資源、分擔(dān)費用、向用戶提供優(yōu)良服務(wù)的多用途、高效能的移動通信系統(tǒng)。 集群通信系統(tǒng)誕生于20世紀(jì)70年代，最早的集群通信是模擬系統(tǒng)，數(shù)字集群技術(shù)于20世紀(jì)90年代中期在全球范圍內(nèi)興起，90年代末期在中國出現(xiàn)數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)。信息產(chǎn)業(yè)部于2000年12月28日發(fā)布了我國《數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制》(SJ/T11228-2000)標(biāo)準(zhǔn)，這是一項電子行業(yè)推薦性的部頒標(biāo)準(zhǔn)，在該標(biāo)準(zhǔn)中確定了TETRA系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng)兩種體制。其中iDEN(Integrated digital enhanced network)是美國標(biāo)準(zhǔn)，代表廠商是摩托羅拉，主要適用于共用集群通信網(wǎng)。為了規(guī)范我國集群通信市場，有必要制定我國自己的國家標(biāo)準(zhǔn)。目前我國計劃制定的iDEN相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：數(shù)字集群(iDEN)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備規(guī)范、數(shù)字集群(iDEN)終端設(shè)備規(guī)范、數(shù)字集群(iDEN)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試規(guī)范、數(shù)字集群(iDEN)終端設(shè)備測試規(guī)范。 iDEN是基于數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的集群通信系統(tǒng)，它提供集群呼叫方式，以及傳統(tǒng)的蜂窩語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。本文主要參考四個數(shù)字集群(iDEN)規(guī)范，對iDEN數(shù)字集群通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、基本技術(shù)要求、提供的業(yè)務(wù)進行介紹，并展望了iDEN數(shù)字集群通信系統(tǒng)在我國的發(fā)展前景。 二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)主要由基站子系統(tǒng)、電話互聯(lián)呼叫處理子系統(tǒng)、調(diào)度呼叫處理子系統(tǒng)、分組數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)以及操作維護中心(OMC)組成。其網(wǎng)絡(luò)邏輯功能模型如圖所示。  圖：iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)邏輯功能模型 基站子系統(tǒng)包括基站和數(shù)寧交叉器(DACS)，負(fù)責(zé)與移動臺的無線連接以及與電話互聯(lián)呼叫處理子系統(tǒng)、調(diào)度呼叫處理了系統(tǒng)、分組數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接。 電話互聯(lián)呼叫處理子系統(tǒng)包括基站控制器、移動變換機(MSC)/VLR、HLR、短消息業(yè)務(wù)中心、語音信箱系統(tǒng)、互通功能(IWF)等功能實體，與基站子系統(tǒng)一起負(fù)責(zé)對蜂窩電話、短消息、和電路交換數(shù)據(jù)的處理。MSC通常與VLR合設(shè)在同一物理實體中，HLR既可單獨設(shè)置，也可與MSC合設(shè)。短消息業(yè)務(wù)中心、語音信箱系統(tǒng)是可選功能實體。 調(diào)度呼叫處理子系統(tǒng)包括分組交換機、調(diào)度應(yīng)用處理器(DAP)/D-VLR、D-HLR、數(shù)據(jù)包復(fù)制器等功能實體，與基站子系統(tǒng)一起負(fù)責(zé)調(diào)度呼叫的處理。調(diào)度應(yīng)用處理器和D-VLR合設(shè)于同一物理實體中，D-HLR既可單獨設(shè)置，也可與調(diào)度應(yīng)用處理器合設(shè)。 分組數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括移動數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，與調(diào)度呼叫處理子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)起為移動臺提供接入因特網(wǎng)的服務(wù)。 操作維護中心(OMC)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)列基站、基站控制器、數(shù)據(jù)包復(fù)制器、調(diào)度應(yīng)用處理器/D-VLR、移動數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、D-HLR的操作維護管理。 三、基本技術(shù)要求 我國規(guī)定的數(shù)字集群通信系統(tǒng)的工作頻段為800MHz頻段。其中基站：TX：851MHz～866MHz RX：806～821MHz；移動臺TX：806MHz～821MHz RX：851MHz～866MHz，其收發(fā)雙工間隔為45MHz。iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)采用時分多址TDMA技術(shù)，信道帶寬為25kHz。其調(diào)制方式為M-16QAM(Multiple-16Point Quadrature Amplitude Modulation)，這種調(diào)制方式頻譜利用率高，使25kHz信道具有傳輸64kbit/s信息的能力。其話音編碼采用的是矢量和激勵線性預(yù)測編碼VSELP技術(shù)，這種編碼可以在較低的碼速情況下仍保持較高的話音質(zhì)量，它使得iDEN系統(tǒng)在每載波25kHz的寬度下可傳六路話音。iDEN系統(tǒng)為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸，信道檢錯編碼采用了循環(huán)冗余校驗碼CRC，信道糾錯編碼采用多碼率格形前向糾錯碼。 iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)的接口包括空中接口、Mobis接口、A接口、MAP接口、ID接口。空中接口為基站與移動臺間的接口，它按照物理層、MAC層、邏輯鏈路層分別進行了定義。Mobis接口為基站與基站控制器間的接口。A接口為基站控制器和移動交換機間的接口，它是在GSM系統(tǒng)A接口的基礎(chǔ)上進行了必要的修改。MAP接口包括HLR與GMSC間接口、VLR與HLR間接口、MSC間接口、VLR間接口，它是在GSM系統(tǒng)MAP接口的基礎(chǔ)上進行了必要的修改。ID接口為基站與調(diào)度處理子系統(tǒng)間的接口。 iDEN的安全要求有鑒權(quán)、TMSI（臨時戶識別碼）和權(quán)限限制。系統(tǒng)通過鑒權(quán)過程來識別合法的移動臺，允許其接入系統(tǒng)并提供服務(wù)。TMSI用在無線鏈路上對IMSI(用戶識別碼)的保護，MSC和移動臺應(yīng)都能支持TMSI。為保證集群系統(tǒng)的可靠性和安全性，防止無權(quán)限的合法移動臺獲得保密級別更高的信息，iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)采用多級識別碼區(qū)分移動臺的權(quán)限，系統(tǒng)通過分配給移動臺不同的大組用戶識別碼、組呼用戶識別碼和單呼用戶識別碼來定義移動臺的權(quán)限和可接入的業(yè)務(wù)，從而保證信息在相應(yīng)級別的組/用戶間安全的傳送。 同步和定時是TDMA移動通信系統(tǒng)正常工作的前提。因為通信雙方只允許在規(guī)定的時隙中發(fā)送信號和接收信號，因而必須在嚴(yán)格的幀同步、時隙同步和比特位同步的條件下進行工作。iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)采用的是TDMA技術(shù)，所以同步是iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)的一項重要功能。iDEN系統(tǒng)引入了全球定位系統(tǒng)GPS(Global Position system)作為全網(wǎng)統(tǒng)一的時間標(biāo)準(zhǔn)，GPS精確的定時信號可使網(wǎng)絡(luò)完全同步。所有頻率和時間均鎖定在高穩(wěn)定性的參考基準(zhǔn)GPS上。時間基準(zhǔn)鎖定在全系統(tǒng)的基準(zhǔn)上。頻率基準(zhǔn)則由基站提供，移動臺則鎖定在基站發(fā)出的基準(zhǔn)上。 四、業(yè)務(wù) iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)可向用戶提供以下幾類業(yè)務(wù)：電話互聯(lián)呼叫業(yè)務(wù)、調(diào)度呼叫業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。其中調(diào)度呼叫業(yè)務(wù)是iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)，電話互聯(lián)呼叫業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)可根據(jù)運營者和用戶的需求向用戶提供。 電話互聯(lián)呼叫業(yè)務(wù)分為電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。電信業(yè)務(wù)要求系統(tǒng)應(yīng)能向移動用戶提供與本系統(tǒng)移動用戶、PSTN(公共交換電話網(wǎng)絡(luò))用戶、PLMN(公共陸地移動網(wǎng)絡(luò))用戶之間的全自動電話業(yè)務(wù)，同時應(yīng)能向移動用戶提供移動用戶始發(fā)、移動用戶接收的長度不大于140字節(jié)的短信息業(yè)務(wù)。承載業(yè)務(wù)要求系統(tǒng)應(yīng)能向移動用戶提供速率為4.8kbt/s的電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過一個射頻載波的兩個時隙支持9.6kbit/s內(nèi)電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是可選項。補充業(yè)務(wù)要求系統(tǒng)應(yīng)支持呼叫等待、呼叫保持、無條件呼叫前轉(zhuǎn)、遇忙呼叫前轉(zhuǎn)、用戶無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)、主叫號碼識別、被叫號碼識別等幾類補充業(yè)務(wù)。 調(diào)度呼叫業(yè)務(wù)也分為電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)。系統(tǒng)支持如下調(diào)度呼叫類型的電信業(yè)務(wù)：首先是單呼，單呼也支持同一大組內(nèi)兩個移動臺間的一對一調(diào)度呼叫，可選地，可支持跨大組的兩個移動臺間一對一調(diào)度呼叫。其次是組呼，組呼有三類：一是本服務(wù)區(qū)組呼，組呼發(fā)起者所在服務(wù)區(qū)內(nèi)同組用戶以及調(diào)度臺參與此次組呼，二是選擇服務(wù)區(qū)組呼，組呼發(fā)起者所在服務(wù)區(qū)內(nèi)同組用戶以及組簽約所選擇服務(wù)區(qū)內(nèi)同組用戶參與此次組呼；三是廣域組呼，組呼發(fā)起者的同組用戶均參與此次組呼。系統(tǒng)支持的調(diào)度呼叫類型的承載業(yè)務(wù)有移動臺狀態(tài)信息和呼叫提示。移動臺通過向同一大組中的移動臺發(fā)送預(yù)先定義的8 bit(或更長)狀態(tài)碼來獲得移動臺狀態(tài)信息。呼叫提示是一個調(diào)度呼叫請求，主叫用戶機選擇呼叫提示模式并輸入被叫用戶機的個人識別碼，或存列表中選擇被叫用戶的別名，發(fā)出呼叫提示信息，成功發(fā)送后主叫用戶機收到確認(rèn)，被叫用戶機則提供聲光提示。系統(tǒng)應(yīng)支持以下調(diào)度呼叫類型的補充業(yè)務(wù)：緊急呼叫是一種最高優(yōu)先級的組呼，移動臺可發(fā)起一個緊急呼叫或?qū)⒁粋�進行中的組呼升級為緊急呼叫，緊急呼叫優(yōu)先獲得網(wǎng)絡(luò)資源，在必要時可中斷正在進行中的普通調(diào)度呼叫；接入優(yōu)先級是在系統(tǒng)繁忙的時候，呼叫根據(jù)優(yōu)先級進行排隊，優(yōu)先級包括15個等級，級別高的用戶在系統(tǒng)資源的占用上具有優(yōu)先權(quán)，多通話組掃描允許用戶作為一個人組中最多4個通話小組的成員，在選定的一個通話小組的同時，監(jiān)控并參與另外3個通話小組的通話，用戶可利用模式轉(zhuǎn)換改變其目前所選定的通話小組，以及另外3個監(jiān)控的小組，用戶也可通過操作取消該掃描功能。 分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)與外界數(shù)據(jù)網(wǎng)共同為用戶提供。該業(yè)務(wù)采用無連接分組數(shù)據(jù)方式，利用移動IP協(xié)議從一個源節(jié)點向一個或多目的節(jié)點傳送數(shù)據(jù)包。在分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，iDEN采用時隙的動態(tài)組合來傳輸數(shù)據(jù)，一個用戶可可用多個業(yè)務(wù)信道(時隙)，也可多個用戶享用一個信道(時隙)，使資源得到充分利用。 五、發(fā)展前景 作為一種相當(dāng)成熟的商用數(shù)字集群技術(shù)，iDEN的全球用戶已經(jīng)超過1100萬，僅在美國，iDEN就覆蓋了22億人口的龐大區(qū)域。iDEN在國內(nèi)商業(yè)集群市場上的表現(xiàn)同樣相當(dāng)不俗。在深圳，運用iDEN技術(shù)建設(shè)的交通通信服務(wù)網(wǎng)給出租、公交、物流、交通執(zhí)法稽查乃至市政服務(wù)等眾多企事業(yè)單位搭建了一個高效的共用指揮調(diào)度平臺，為深圳市交通通信服務(wù)水平的提高做出了實質(zhì)性貢獻。在上海，全國規(guī)模最大、技術(shù)最先進、功能最全的數(shù)字集群商業(yè)共網(wǎng)-聯(lián)通國脈iDEN系統(tǒng)覆蓋了上海各類人口密集區(qū)域、所有的交通干線以及主要的高速公路，其集電話互聯(lián)呼叫業(yè)務(wù)、調(diào)度呼叫業(yè)務(wù)和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為一體的服務(wù)功能為上海的商業(yè)用戶提供協(xié)調(diào)團隊管理、提高工作效率的又一利器。目前中國衛(wèi)通已開始在天津、濟南、南京二地建發(fā)800MHz iDEN數(shù)字集群商用實驗網(wǎng)。2004年初摩托羅拉在美國為中國市場度身定做了全球首款中文界面的數(shù)字集群終端產(chǎn)品“一鍵通”。隨著2008年奧運會的到來，在指揮調(diào)度及成本方面都極具優(yōu)勢的數(shù)字集群通信將會得到更大的發(fā)展。數(shù)字集群技術(shù)必將成為“數(shù)字奧運”的主流�？梢灶A(yù)見，未來幾年內(nèi)，借奧運會的東風(fēng)，數(shù)字集群通信將會有一塊更廣闊的市場空間。 (中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮) |
