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1、协同集团北京研发中心版权所有 编制单位协同集团北京研发中心文档级别 内部文档名称Tetra 数字集群通信系统总页数22编制人宋波编制日期2006-10-08编制部门开发部审核人曹占生Tetra 数字集群通信系统数字集群通信系统1.引言引言：目前世界上应用最多的数字集群通信系统有北美的 APCO P25 标准、Iden标准和欧洲的 Tetra 标准。通过本文对 Tetra 标准的概念、特点、性能等诸多方面做一个系统介绍。2. Tetra 概念、功能及特点：概念、功能及特点：2.1 什么是什么是 TetraTerrestrial Trunked Radio 地面波集群通信，简称 Tetra，是欧洲
2、电信标准协会(ETSI) 于 1995 年正式确定的一种新一代数字专业无线移动通信（PMR）标准，它包括了一系列已定义的开放接口、呼叫服务和协议。2.2 Tetra 业务功能业务功能TETRA 集成化操作控制系统集成了数字蜂窝、无线电移动、天绳数据和可覆盖全国的寻呼、高质量话音、瞬间呼叫建立以及社会团体等需要的 VPN(虚拟专用网络)等特点。Tetra 比以往的集群通信系统可以提供更高的频率利用率、更稳定的系统覆盖、综合话音及数据通信以及高速数据传输。Tetra 业务范围分为用户终端业务、承载业务和补充业务。参考附录参考附录 1.2.3 Tetra 特点特点（1） 恶劣信令条件和嘈杂环境下的高
3、速传输能力。在 Tetra 系统中每个基本时隙的通信能力为 7.2Kb/S，在 25KHz 带宽内，总体通信速率最高可达TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 2 页 共 22 页28.8Kb/S。（2） 快速的呼叫建立能力(0.3 秒以内)。GSMPCN 系统的呼叫建立时间一般为 10 秒钟。（3） 全双工通信(两个信道)使用方便。可以与 PSTN 或 PABX 进行互连。（4） 支持慢速扫描视频和数字图形、图像传输、电子邮件、高分辨率传真、数字和文件发送等多种应用。（5） 具有较高的可靠性，而且增加了选择加密方法的功能。话音、数据、信令和用
4、户标识等都可以根据用户的需求进行加密。共有四种选择：采用 ETSI算法对空中接口进行加密，利用激励应答机制进行鉴别。较高安全性的相互认证以及为重要通信所设计的端到端的加密。（6）可以实现终端间(包括移动通信终端之间)直接的通信。直接模式使得通信终端可以直接与覆盖范围内的其它终端进行通信。无线终端通过点到点的通信涟路也可以进行通信，而蜂窝移动电话系统则不能提供这一服务。（7）其他特点诸如基础通信设施造价低廉，网络广播方便，可设置呼叫优先级，自动呼叫管理和传送控制功能等特点不再赘述。3. Tetra 主要性能参数：主要性能参数：3.1 工作频率工作频率（1） 10MHz 双工间隔：上行链路下行链路
5、应用380390MHz390400MHz欧洲安全部门410420MHz420430MHz欧洲商业领域450460MHz460470MHz欧洲其他部门（2） 45MHz 双工间隔：上行链路下行链路应用870888MHz915933MHz欧洲806821MHz851866MHz中国3.2 接入方式接入方式TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 3 页 共 22 页时分多址（TDMA） ，每一个无线电载波无论是上行链路还是下行链路都分为4 个时隙，上下形成对时隙之间在时间上错开两个时隙的时间差。参考附录参考附录 2.3.3 帧结构帧结构1 超帧=60
6、 复帧（61.2S） ；1 复帧=18TDMA 帧(1.02S)；1TDMA 帧=4 时隙(56.67mS)；1 时隙=510 调制比特时段(14.167mS)。参考附录参考附录 23.4 调制方式调制方式Tetra 标准选择了 4 DQPSK 调制方式，以适应信道间隔为 25KHz 的频率划分，在 25KHz 的信道上能够传递 36Kb/S 的数据，将这种调制技术和滤波技术相结合，使发射的频谱必须非常紧凑，邻道干扰很小。4 DQPSK 需要带宽较窄而带外衰减慢，非恒定包络，需要线性功率放大器。参考附录参考附录 3.串/并变换4 DQPSK 调制器RF 输出 调制速率 36Kb/S基带输入频率
7、合成器3.5 语音编码和信道编码方式语音编码和信道编码方式 Tetra 标准语音编码使用 THOMPSOM-CSF 公司设计的矢量和激励线性预测编码器（ACELP） ，编码速率 4.567kbS，属于混合编码。参考附录参考附录 4.Tetra 标准为了节约带宽，对语音比特进行了分类：0 类比特对话音基本无影响，不做保护；1 类比特对话音有一定影响，稍做保护，使用卷积码；2 类比特对话音影响显著，重点保护，使用 CRC 码和卷积码。3.6 承载业务提供的用户数据速率（承载业务提供的用户数据速率（kbs）不保护的话音和数据：7.214.421.628.8低保护度的数据：4.89.614.419.2
8、高保护度的数据：2.44.87.29.63.7 收发特性收发特性TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 4 页 共 22 页(1) 基站发射功率：功率等级额定功率功率等级额定功率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) 接收机接收灵敏度：定义为话音业务信道产生 4%误码率时的输入信号电平。设备静态条件动态条件噪声系数基站-115dBm-
9、106dBm6.4dB移动台（手机）-112dBm-103dBm9.4dB(3) 移动台额定发射功率：额定发射功率等级额定发射功率145dBm(30W)1L42.5dBm(17.5W)240dBm(10W)2L37.5dBm(5.6W)335dBm(3W)3L32.5dBm(1.8W)430dBm(1W)4L27.5dBm(0.56W)(4) 移动台发射机自动功率控制：功率控制等级功率控制标称值145dBm(30W)240dBm(10W)335dBm(3W)430dBm(1W)TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 5 页 共 22 页525d
10、Bm(0.2W)620dBm(0.1W)715dBm(30mW)(5) 等效信噪比：在参考灵敏度电平下测试码元能量与噪声密度之比（Es/No） 。动态条件Es/No=19dB静态条件Es/No=10dB(6) 干扰抑制：定义为产生 4%误码率时有用信号与干扰输入信号之比。共道干扰 C/Ic邻道干扰 C/Ia动态条件19dB-45dB静态条件10dB-54dB4. Tetra 网络实体结构：网络实体结构： Tetra 系统核心：交换和管理基础设施 SwMI，包括基站、传输链路、交换机、数据库、运行管理维护中心、网关及相关的控制和管理设备。 移动终端包括网内移动台和网外工作于直通方式的移动台，有线
11、终端 网络管理设备 其他网络SWMI基站交换机网关数据库操作维护中心网内移动台有线台PSTN/ISDN /PABX/PDN网外移动台网管设备其他网络网管设备TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 6 页 共 22 页附录附录 1：Tetra 业务业务Tetra 支持的用户终端业务包括：单呼（点对点） 、组呼（点对多点） 、应答组呼、广播呼叫（单向点对多点）及各种情况的明话或密话，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；Tetra 支持的承载业务包括：分组数据、电路数据，承载业务提供在终端网络接口之间的通信能力，不包括终端功能
12、；Tetra 支持的补充业务包括：专业调度类型补充业务和电话型补充业务。专业调度型补充业务包括：接入优先、预占优先、优先呼叫；包容呼叫、控制转移、迟后进入；调度台核查的呼叫、监听、侦听；区域选择；缩位寻址；讲话方识别；动态重组等。电话型补充业务包括：列表搜索呼叫、呼叫转移、呼叫限制、呼叫报告、呼叫等待、呼叫保持、主叫/被叫识别显示、主叫/被叫识别显示限制、至繁忙用户/至无应答时的呼叫完成；计费通知；呼叫保留等。TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 7 页 共 22 页附录附录 2：时分多址技术（时分多址技术（TDMATDMA）简介简介多址技术
13、就是要使众多的客户公用公共通信信道所采用的一种技术。实现多址的方法基本上有三种，即采用频率、时间或码元分割的多址方式，人们通常称它们为频分多址（FDMA） 、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA） 。在传统的无线电广播中，均采用频分多址（FDMA ）方式，每个广播信道都有一个频点，如果你要收听某一广播信道，则必须把你的收音机调谐到这一频点上。模拟蜂窝移动系统也采用了此技术，某一小区中的某一客户呼叫占用了一个频点，即一个信道（实际上是占用两个，因为是双向连接，即双工通信） ，则其它呼叫就不能再占用。 在 GSM 中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点（频道或叫载频 TRX）上
14、可分成 8 个时隙，每一时隙为一个信道，因此，一个 TRX最多可有 8 个移动客户同时使用，见图 1 所示。 图 1 频分多址和时分多址方式 图中所示（a 为 FDMA，b 为 TDMA）是一个方向的情况，在相反方向上必定有一组对应的频率（FDMA）时隙（TDMA） 。 1. TDMA 系统特性：系统特性： (1) 每载频多路。如前所述，TDMA 系统形成频率时间矩阵，在每一频率上产生多个时隙，这个矩阵中的每一点都是一个信道，在基站控制分配下，可为任意一移动客户提供电话或非话业务。 (2) 突发脉冲序列传输。移动台信号功率的发射是不连续的，只是在规定的时隙内发射脉冲序列。 TetraTetra 数字集群通信系统数字集群通信系统 协同集团北京研发中心版权所有 第 8 页 共 22 页(3) 传输速率高，自适应均衡。每载频含有时隙多，则频率间隔宽，传输速率高，但数字传输带来了时间色散，使时延扩展量加大，则务必采用自适应均衡技术。 (4) 传输开销大。由于 TDMA 分成时隙传输，使得收信机在每一突发脉冲序列上都得重新获得同步。为了把一个时隙和另一个时隙分开，保护时间也是必须的。因此，TDMA 系统通常比 FDMA 系统需要更多的开销。 (5) 对于新技术是开放的。例如当话音编码算法的改进而
