主頁（http://m.by236.com）：數字對講機TETRA的標準、技術及其發展概況

隨著七十年代摩托羅拉對講機率先將數字對講機技術引入對講機系統設計中，數字對講機便開始它的長足發展。下面就現在比較廣泛使用的TETRA數字對講機技術，做下介紹：

1　引言
　　泛歐數字集群系統TETRA（Trans-European Trunked Radio System）是由歐洲通信標準協會（ETSI）1990年開始制定的一種多功能數字集群無線電標準，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整套設計規范可提供集群、非集群以及具有話音、電路數據、短數據信息、分組數據業務的直接模式（移動臺對移動臺）的通信。TETRA可支持多種附加業務，其中大部分是TETRA獨有的。TETRA系統是一種非常靈活的數字集群標準，它的主要優點是兼容性好、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、技術最先進、參與生產廠商最多的數字集群標準。本文主要介紹TETRA的標準、技術及其發展概況。
2　TETRA標準的概況
　　TETRA標準主要包括以下三個部分：
　　（1） TETRA話音＋數據（V＋D）
　　—　使用25 kHz信道的TDMA系統
　　—　每RF信道分4個時隙
　　—　話音＋數據業務
　　TETRA V＋D技術規范提供一個能同時支持話音、數據和圖像通信的多媒體無線平臺，它與單個移動臺相結合，可減少阻塞及互調干擾問題。
　　系統接續協議是基于每載波時分多址4個時隙來實現的，這個協議非常靈活，足以支持4個獨立電路通信（話音或數據）或分組數據通信。數據傳輸速率最高可達28.8 kbit／s。
　　（2） TETRA分組數據優化（PDO：Packet Data Optimized）
　　—　使用25kHz信道的TDMA系統
　　—　每RF信道分4個時隙
　　—　只有數據業務
　　TETRA PDO主要應用在信息和電子信箱、快速管理和快速調度、媒介信息、遠端數據基本接入、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系統標準數話兼容，而TETRA PDO只支持數據業務，它們的技術規范都是基于相同的物理無線平臺（相同調制，也可以相同工作頻率），但在物理層實現方式不太一樣，所以不能實現互操作，預計可在ISO第三層實現互操作。
　　（3） TETRA直接模式通信（DMO）
　　—　不需基礎設施的通信，即移動臺直接與移動臺通信
　　TETRA DMO是在移動臺處于網絡覆蓋范圍內，需要安全通信時用于提供移動直通的業務。通過網橋終端就可以在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的公共第三層協議可確保在ISO第三層上互操作。
3　TETRA的技術體制
　　（1） 主要技術特性
　　系統主要技術特性如表1所示。
表1　主要技術特性
信道間隔        25kHz
調制        π/4DQPSK α(滾降因子)=0.35
調制信道比特率        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
用戶數據速率        7.2 kbit/s每時隙
數據速率可變范圍        2.4 kbit/s~28.8 kbit/s
接入協議        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。
　　消息集群是在調度通話期間，控制系統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開關開始，系統將等待6 s～10 s的“信道保留時間”后“脫網”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，原來的通話用戶再次按PTT開關要繼續通話，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，就占用一個空閑信道工作，當用戶發完第一個消息松開PTT開關時，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分配，頻譜利用率高，但可能導致通話不連續和不完整。
　　準傳輸集群兼顧消息集群和傳輸集群的優點，縮短了“信道保留時間”（約0.5 s～6 s），增加了用戶每次發話完畢的松開PTT開關后的時間，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，收發頻率間隔為10 MHz（900 MHz時為45 MHz）。
　　（4） 系統設計
　　TETRA系統采用大區制設計，系統參數如表2所示。
　　系統接收靈敏度（對2％BER）如表3所示。
表2　TETRA系統參數
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） 網絡結構
　　TETRA標準對無線電網絡的結構沒有明確的限制，其基礎結構只定義了6個規定的接口標準，包括空間和直接模式空間接口，用于確保網內操作互聯和網絡管理。這6個規定的接口是無線空中接口、有線站接口、系統之間的接口、移動臺與終端設備之間的終端接口（包括有線終端與終端設備之間的終端接口）、網絡管理接口、直接模式無線電空中接口。
　　① 一個獨立的TETRA系統由基站、交換機、操作臺、管理中心以及相關的控制和管理設備組成。
　　② 移動臺由移動終端單元（MTU）和終端設備（TE）組成，通過移動臺與終端設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備之間的終端接口連接。
　　④ 中央網絡管理單元通過定義的網絡管理接口連接。
　　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幀結構
　　TETRA系統采用TDMA多址接入方式和π/4 DQPSK的調制方式,調制信道比特率為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個調制比特。
　　18個TDMA幀構成一個復幀（周期為1.02 s），60個復幀構成一個超幀（周期為61.2 s）。
　　TETRA的V＋D空中接口定義了7種突發，其中上行3種，下行4種。
　　（7）TETRA的業務功能
　　系統主要業務功能如表4所示。
表4　業務功能表
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        只對網內某些特定的電臺尋呼
電話會議        　
全雙工通信        　
開放信道        　
優先呼叫        按照優先級別優先建立通信
信道清除優先呼叫        打斷較低級別的通話，建立強插優先呼叫
自動鏈路連接        　
允許偵聽01        部分監聽
允許偵聽02        緊急情況下允許第三者監聽會話
話音和數據加密功能        　
監視        保護話音和數據不受跟蹤和監聽
脫網工作        移動臺直通
分組數據包業務        　
　　這里要強調的是TETRA的加密功能，因為數字集群主要應用于公安、電力、運輸等獨立性很強的部門，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標準和技術的發展概況
　　TETRA于1992年開始基礎無線電技術的研究；1994年開始結構／功能有效特性的研究；整個系統組成的全面研究于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、專用便攜產品、移動臺及加密和支持數據的高性能軟件；1998～2000年提供專業用戶的全部產品，包括新頻段的專用便攜產品、專業用戶分段特性的研制、DMO（直通模式）中繼器及網關產品。
　　1994年12月，TETRA標準的MoU（諒解備忘錄）組織的成立對其發展起了關鍵作用。
　　TETRA已完成的標準有：在話音＋數據中已完成系統網絡內業務保密、網絡管理、終端設備及附加業務；在分組數據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）的產品標準、SDL驗證及網關的一致性試驗。目前正在制定的TETRA標準有TETRA的V＋D緊急業務、互操作V＋D、網關（PSTN）V＋D、終端設備接口V＋D、網絡管理（基本技術條件）、協議一致性實驗V＋D、SIM卡、直接模式一致性試驗及網關PDO-SDL模式的完成、設計指南第二部分。
　　在實用方面，英國Tetralink電信公司已獲得運營TETRA業務的許可，在1998年3月，為超過87％的英國公民提供全業務的TETRA服務；挪威將于1998年開始TETRA的運營工作；德國將建立試驗系統；芬蘭建立的TETRA管理網絡（安全與保密）于1997年開始運營；荷蘭開始實施C2000計劃，這是TETRA業務在荷 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產品，全面投入商用；諾基亞將于1998年初提供TETRA產品。
　　據預測，到2006年TETRA的市場分布如下：公共安全與保密占25％，運輸占20％，工業占15％，公共事業占12％，緊急業務占12％，非緊急管理占11％，其他占5％。
5　我國采用TETRA數字集群標準的優勢
　　我國目前正在進行數字集群標準的優選和制定工作，以開發出適合我國國情的數字集群系統并投放市場，振興我國移動通信的民族事業，所以優選適合我國國情的數字集群標準除了權衡各種標準技術的先進性、成熟性、開放性，更重要的是要結合我國的實際情況，分析我國采用哪種標準更具優勢。
　　我國采用TETRA標準的優勢是：
　　（1） 我國分配給數字集群的頻段是806 MHz～821 MHz（上行）及851 MHz～866 MHz(下行)，可拓展到450 MHz頻段，隨著業務的發展可擴展到80 MHz。如前所知，我國的數字集群頻段與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換的工程設計需1年時間，所以如果選用TETRA標準作為我國的數字集群標準，我們應有機會搶在外國公司的前面研制出適合我國國情的數字集群系統。
　　（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品。

海能達是我國數字對講機標準心起草單位，在國內率先推出自主研發的系列TETRA數字無線通信產品。2011年，海能達收購德國羅德施瓦茨公司PMR業務，強化了TETRA領域全球競爭力。

海能達TETRA系列數字對講機：PT580H,PT580;

摩托羅拉TETRA數字集群對講機:MTP850、MTP750 ；CP1300 350M、CP1660 350M;