什么是集群通信？Poc是不是集群通信？

前言

      自从法国戛纳的3GSM世界峰会召开以后，PTT (Push To Talk)和PoC (PTTover Cellular)就“热”起来了，于是乎人们对数字集群通信又提出了疑虑，我国刚出现的GoTa系统和GT800系统也提出了疑问:“它们是数字集群通信系统吗?还不是在GSM和CDMA系统上加上PTT吗?”还有一一些对美国的NEXTEL公可更是特别崇拜，认为它们的运营模式应该是外国字习的榜样，它们已经放弃数字集群通信而转搞PTT了.....甚至还有一些担心在公网上实现PoC，对讲机也要被淘汰了。看起来这个被称为“一键通”的PTT功能真是神通广大，似乎是有了它可以代替一切了。

看起来又得老调重弹来探讨什么是集群通信了?

一、PMR、PAMR和TRUNKING

       PMR是Private Mobile Radio 的缩写，也有是ProfessionalMobile Radio 的缩写，前者是“私密移动无线电"的意思，后者是“专用移动无线电”的意思，但总的意思是相同的，是指专用移动通信。PAMR则是Public Access Mobile Radio 的缩写，意思是“公众接入移动无线电”是指公用移动通信。但PMR和PAMR是泛指整个移动通信，并不只指集群通信。

集群通信是从后来提出的Trunking 或Trunked来的。实际上Trunking或Trunked的本意为中继或干线，如果直译还是树杈的意思。为了避免与译为中继的Repeater的混淆，根据“集小群为大群”的意思，我国老-代的移动通信专家确定把Trunking或Trunked译成集群。当然对集群通信的叫法后来也有一些不同的看法，有些专家曾提出过称为集群通信并不合适，但究竟这是一个叫法，也没有必要在名称，上争论。但集群通信是专用指挥调度系统这一点大家都是共识的、肯定的。

       我们一直在宣传集群通信系统是动态共享若干个信道的多信道中继(转发)采用单工或半双工方式，通过按键讲话开关进行通话，效率高。而少数用户可配用双工终端。

      这里需要特别指出的是两点: 一是“通过按键讲话开关进行通话”，即使用PTT: 二是“动态共享若 千个信道”。这两点都体现了集群通信是讲究频谱效率的。我们知道在传统的移动通信系统中，当一对用户通信控线后就固定分配给他们一对频率( 若以直接通信而不经过基地台或中继台)，在这次通信过程中，用户甲用f1发，用户乙就用f1收，而当乙用f2发时则甲就用f2收。可见f1 f2这两个频率在一次通话中使用的机会是小于50%的。这在目前的蜂窝通信中也是一样，这是信道固定分配方式，但不需要使用PTT， 是双工方式，所以双方通信很方便，但频率利用率不高。

集群通信就不一样了，它是使用PTT，信道是动态分配的，是单工通信方式。它每次需要按下PTT开关才能发送，所以使用上不是很方便，但它只需要一 个频率，可以节省一半，由于十信道动态分配，所以每次按下PTT是由控制器分配一个空闲的信道来通话。而在一次通信过程中，每按下一次PTT时，每次的信道都是不固定的，这就是动态信道分配。也正是动态信道分配，使集群通信具有私密性这个特点

      所以，集群通信系统的特点除了人们经常提出的:共用频率、共用设施、共享覆盖区、共享通信业务、共同分担费用和改善服务外，还有是动态分配信

道、提高频率利用率和具有通信私密性能等。

二、有PTT功能是否就是集群通信了?

     3GSM峰会上提出把PTT (Push to Talk)功能加到蜂窝通信上，称之为PoC (PTT over Cellular)。而NOKIA、MOTOROLA、 ERICCSON、 SIEMENS和

AIEI京肆生广间入结成了POC联盟，并把POC取了一个中文名字叫：一键通”。在蜂窝公网上加上PoC就有了PTT， 即“按下讲话”功能，这和集群通信有区别吗?现在数字集群通信还要重新建网，而我国GSM 和CDMA两大网络已遍布全国，加上PoC既省时、又省钱，何乐不为?再加上有说的是美国的NEXTEL公司准备放弃现有的iDEN网络，而要改用PoC系统。于是公网加上PoC就可替代数字集群通信的说法就出现了，一个新的 “一网打尽”的说法 也随之而诞生了。

1. PTT不是新技术和新功能，上个世纪 40年代就已使用。

       上个世纪40年代起有了无线电报话机，就使用了PTT功能。由于那时收发报时用莫尔斯键，收发话是用话简和耳机，都是单工工作。收和发要有一个开关来变换，这个变换就是用现在称为按下讲话的开关来操作的。后来要想把一个收发装在一起的无线电台体积和重量都缩小和减轻,并且还要降低功耗，只有共用某些部件，例如电台的频率源(后来使用频率合成器)、音频和中频部分等等，这就要使用PTT来变换了。其实PTT还远不止这个作用，它的单工方式使得设备的许多功能可以实现，特别是指挥调度所需要的“一呼百应”等。因此从最早军队使用的步谈讲机仍然离不开PTT，可以说PTT在这几十年来一-直在发挥作用。

        集群通信系统的指挥调度功能的实现也离不开PTT，集群通信在指挥调度模式时是采用单工方式工作的，单工工作虽然是最“原始”的工作方式，但它具有双工方式许多所不及的优点，这在集群通信系统的调度功能上都已有体现。人们主要嫌它通话麻烦，要按下键才能进话，松开键才能收听，还要不断的讲“听到没有?听到请回答”等等。其实使用指挥调度方式工作的主要的群体是一些中低端用户， 例如在军队中主要是营、连、排等指挥员，或者无线电员(士官或战士)，民用中也基本相同。而中、高级领导还是使用双工通话方式。对于中、低端用户使用PTT方式的设备稍经训练后使用肯定不存在问题，何况按下和松开都

是十分简单的动作。至于要反复讲“听到没有”等话，这主要看双方通信的条件和设备的好坏，和使用PTT应该是没有关系的。当然在使用对讲机或数字集群通信系统时用简明扼要而不是罗哩罗嗦的讲话是十分必要的。

2.在通信网络中尤其在移动通信网络中加上PTT功能或者PoC (包括PTM，Push to Multimedia及PTS，Push to Send)等类似集群调度功能的推出和发展是必然的，也是顺理成章的。

        但在公网中加单一PTT就号称集群通信是不可能取代集群通信业务，它们只能是作为公网的增值业务。当然，这些增值业务将会占领一部分集群通信共网市场，主要可能是低端市场，因此数字集群通信共网运营商要加快发展，尽量少丢失这些市场。它们的出现表明数字集群通信正面临着严重的挑战，也包括在技术上。现在在一-些城市中 已经推出“集群通”、“ 会议通”等名目繁多的系统，实际上，就是在中国移动和中国联通的GSM和CDMA网上展开的，这些系统中有的还根本没有PTT 功能也照样有用户使用，有PTT的则就更好一-些。这些系统就是在钻城市还没有建数字集群通信共网的空子，当然即使有数字集群通信共网，只要用户认为能够满足使用要求而价格又便宜，那么同样也能生存一段时间，这是市场决定的。

3.对讲机、数字集群通信和公网中的PoC虽都是PTT， 但仔细分析是有区别的。

（1）对讲机通常是点对点或点对多点通话的方式，两个或多个用户都使用一个规定的相同频率工作，用户只要开机接通电源， 就在指定的频点上处于接收位置守候。当某个用户按下PTT键讲话，立即发送出去，其他用户立即可以收到。由于直接传输，不经过任何其他的设备和系统，所以收发之间几乎是实时的(电波的传输速度极高，可忽略不计)，如果经过中继器等，也基本是实时的。

(2)集群通信系统的PTT就有一-些差别了。前面已经提到由于对讲机的使用条件有限，因此逐步演进成移动电话系统，而集群通信系统则又是定位于指挥调度通信而研制的移动通信系统，毫无疑问，在集群通信系统中使用PTT是肯定的。集群通信系统中的PTT所起的作用和上面所说的对讲机完全相同，只是用户在集群通信系统中工作，它们之间的接续必须通过系统的控制器。因此用户按下PTT键后就由控制器来负责接续，这又和控制方式有关，例如在模拟集群通信系统中就有集中式控制专用信令信道方式和分散式控制随路信令信道方式。前者由于速率高，它的接续时间就短，后者是随路信令,速率低，时间就长一些。在数字集群通信系统中都已采用专用控制信令信道方式，所以接续时间较低。如TETRA系统就规定在本校群为300ms，多个小区则为500ms。因此它不可能做到和对讲机一样几乎是实时的。

(3) C网和G网的PTT，或者叫PoC,更不同了。现在有些公司称之为“一键通”，难道对讲机就不是一-键通? 集群通信就不是一键通?这种商业上的操作其实都是“哗众取宠”，就象有的公司为了宣传它的系统和设备好，称它的系统可做到一呼万应，比在成语中的“一呼百应”还要高出100倍，一点意思都没有。PoC 的接续时间更长。在公网中实施PTT需要在高速分组数据域中完成，所以是在GPRS或CDMA1X系统中实现。分组交换实际不是实时的交换方式，它需要把数据打

包(包的长度由设计而定)，所以不可能做到实时的，它的接续肯定比对讲机和数字集群通信要慢。另外， PoC是一种VoIP技术，和传统的话音通信不同，它不仅要把模拟话音经A/D变换为数字话音(话音编码)，还要转换成数据包才能经过网络传输，接收方再进行-次倒逆过程才能完成双方通话。但是有一点是明确的，那就是它符合移动通信的发展，即3G或B3G (超3G)独将是全IP网络。但在目前要用它来替代对讲机和数字集群通信则还为时过早。因此从当前来看，在通信网络中尤其在移动通信网络中加上PTT功能或者PoC等类似集群调度功能的推出和发展是必然的，也是顺理成章的。这倒是给数字集群通信的发展提出了-个严峻的问题，如果再犹犹豫豫止步不前或者像小脚女人小步前进，那么数字集群通信的一部分用户，或者是低端用户就将会丢失殆尽。因为市场将决定一切。据了解目前中国联通和中国移动包括它们的下属省市级公司都在积极地做这方面的工作。

三、数字集群通信是否只有TETRA和iDEN?

     到目前为止，似乎还没有看到一个简短而又确切的集群通信的定义。前面提到的也并不是确切的说法。因此什么是集群通信系统，或者什么是数字集群

通信系统?现在对TETRA和iDEN是数字集群通信系统已经是没有疑虑了，但还有没有其他的数字集群通信系统呢，是不是只有TETRA和iDEN是数字集群通信

系统?

      1998年3月ITU 专门发布了一-份题目为“用于调度业务的高效频谱的数字陆上移动通信系统”(ITU-R37/8) 的文件，这个文件指出:由于陆上移动通信的快速发展和基于数据业务的需要，提出要发展采用数字调制的以获得更高效的频谱技术的数字集群通信系统。在这个文件中提到了“调度业务”和“高效频谱”两点是数字集群通信的关键词。

     ITU在这个文件中提出了这种频谱高效的专用或公用的数字陆上移动通信系统总体目标、业务种类和信道接入技术等-些要求。

1.总目标是:

(1)系统应具有比模拟集群通信系统更高的频谱效率，以能使更多的用户使用有限的频谱资源;

(2)应具有较高水平的话音质量和私密通信时所需要的加密话音;

(3)应具有较广泛的用户终端(话音和非话音)业务和功能，已能和固定公用网络(PSTN、 PDN、 ISDN 等)相适配;

(4)应满足用户各种应用的需要，包括具有话音和数据接口的手持台和车载台;

(5)移动台和系统设备在工艺结构上应做到轻小、省电和低价格。

2.应具有3种业务种类:

(1) 用户终端业务(Teleservices) :用户终端业务提供在用户之间相互通信的全部能力(包括终端功能)。它除了具有较低层的属性外，也具有较高层的属性(OSI的第4至第7层)。

(2) 典型的用户终端业务应具有移动台对移动台的直通、群呼、选择性呼叫和加密呼叫等的集群和非集群的能力。

(3) 承载业务(Bearer services) :承载业务提供在终端网络接口之间的通信能力(不包括终端的功能)，它具有较低层属性的特征(OSI 的第1至第3层)

(4)_典 型的承载业务包括未保护的电路数据最低为7.2kb/s，保护的电路数据最低为4.8kb/s:面向连接的分组数据功能等。

5) 补充业务(Suppl imentary servic) :补充业务是对承载业务或用户终端业务的改进或补充，补充业务的范围取决于系统的业务变化和需要的特殊补充功能。

4.信道设计

用于调度业务的数字集群通信系统可以具有两种类型的信道。一类用于话音和数据传输的业务信道:另一类是用于灵活控制目的的控制信道，例如，接入控制、通播消息同步等等。

5. 信道接入技术

可以采用FDMA、TDMA、 CDMA、(FDMA) ，或者是它们的混合。数字蜂窝技术也可适合于调度使用。在这个文件的附件中ITU还列出了7个推荐系统，即

TETRA (TErrestrial Trunked RAdio 陆.上集群无线电)、Project-25 (即AP0C-25)、DIMRS ( Digital Integrated Mobile Radio System数字综合移动无线电系统，即iDEN)、IDRA ( IntegratedDispatch Radio System 综合调度无线电系统、日本)、TetrapolSystem、EDACS ( Enhanced Digital Access Communications System增强型数字接入通信系统)和FHMA ( Frequency Hopping Multiple Access System 跳频多址系统)等。

      这7个系统或7种体制是ITU作为数字集群通信系统来推荐的，而这7个系统除了日本的IDRA外都先后到中国来宣传和推荐过，甚至到今年(2004年)6月份，TETRAPOL又一次来中国召开过技术研讨会。但是ITU也仅是推荐了这几种体制，它并没有规定数字集群通信只能有这7个系统。我国信息产业部经过了两年多的研究最后于2000年12月28日发布了SJ/T 11228-2000 《数字集群移动通信系统体制》的我国电子行业标准，由于我国尚没有国内自主研制的数字集群通信系统，因此该标准推荐了两种国外的数字集群移动通信系统的体制，即A、TETRA 和B、iDEN 两个系统。实际.上信息产业部的标准制订小组也是经过分析研究从ITU推荐的几个数字集群通信体制中优选出TETRA和iDEN两个系统的。

       在以上列出的7个系统中，虽然大部分是TDMA的，少量是FDMA的而个别是FDMA的(也是TDMS和FDMA混合的)，但也没有规定CDMA不能作数字集群通信的信道接入方式(当然有它的难度)。

       至于我国信息产业部发布的《数字集群移动通信体制》也只是一个电子行业标准，还不是真正的国家标准。因为当时还没有具有完全我国知识产权的数字集群通信系统，TETRA 和iDEN究竟还是国外的产品。

因此是否可以这样理解:

1.TETRA、iDEN 是数字集群通信系统，但数字集群通信系统并不只有TETRA和iDEN;

2.除了TETRA和iDEN外，ITU 至少还推荐了其他5种数字集群通信系统;

3.只要基本符合上面的要求，还可以有别的数字集群通信系统。

由此，目前国内自主研发的GoTa和GT800两个系统是不是数字集群通信系统，还是只能算是CDMA和GSM系统的增值业务?

      笔者认为这两个系统是基本符合ITU所提出的总目标、业务种类和信道接入技术等要求的，而且.工作频段也已工作在800MHz数字集群通信频段内(频道

间隔与TETRA、iDEN 不同)，应该是是数字集群通信系统。

       当然，GoTa 和GT800是刚刚推出的数字集群通信系统，肯定会有这样或那样的问题，应允许它们有一个成熟的时间，事实上TETRA和iDEN也不是一步到位的，也在逐步提高和改进的。只是TETRA和iDEN是--开始就定位于指挥调度使用的移动通信系统，而GoTa和GT800是基于GSM和CDMA技术的数字集群通信系统，这一点在最近刚通过专家审定而即将上送的信息产业部科技司名义发布的“基于CDMA技术的数字集群系统总体技术要求”和“基于GSM 技术的数字集群系统总体技术要求”两个《中华人民共和国通信标准参考性技术文件》

就是这么确定的。