地鐵TETRA集群無線通信系統與政務網互聯方案研討

摘 要：TETRA（Terrestrial Trunked Radio，陸上集群無線電）系統是基于數字時分多址（TDMA）技術的專業移動通信系統，該系統是ETSI（歐洲通信標準協會）為了滿足歐洲各國的專業部門對移動通信的需要而設計、制定統一標準的開放性系統。它集調度呼叫、無線電話、短數據、分組數據傳輸于一體，具有共同頻率、共用設備、共享服務區、共享通信業務、分擔費用等特點，在地鐵、公安、消防等數字集群通信網中有著廣泛應用。針對地鐵與政務網TETRA系統互聯互通的需求，探討了目前可行的將政務網延伸到地鐵的可行方案，提出了技術建議。

關鍵詞：TETRA；交換機；互聯互通

引言

TETRA數字集群通信系統可在同一技術平臺上提供指揮調度、數據傳輸和電話服務，它不僅提供多群組的調度功能，而且還可以提供短數據信息服務、分組數據服務以及數字化的全雙工移動電話服務。它支持移動臺脫網直通方式，可實現鑒權、空中接口加密和端對端加密，同時具有虛擬專網功能，可以使一個物理網絡為互不相關的多個組織機構服務[1]-[3]。

1 聯網的必要性

由于TETRA數字集群系統具有豐富的服務功能和利于調度指揮的應用特性，近年來TETRA數字集群系統在地鐵行業和各地政務組織和應急指揮行業得到了快速發展。

目前，國內地鐵行業專用通信系統大多采用TETRA數字集群系統并采用小區制組網，并通過二次開發以適應地鐵用戶專業調度方面更細致的需求。例如，通過二次開發，TETRA系統不但能實現分組調度功能，還能實現調度員對列車廣播、列車故障信息實時上傳等功能。同時，各地的政務網也廣泛采用TETRA系統，作為應急指揮的無線通信手段。

地鐵作為城市重要的交通基礎設施，方便了市民出行，提升了城市形象，同時由于地鐵客流量大、環境特殊，也是各級、各地消防、反恐、處突的重點。隨著地鐵開通，各地方應急部門迫切要求地鐵空間也能像地面一樣實現應急通信全面覆蓋，以遂行各種突發事件處置任務。同時，隨著各地地鐵逐漸成網，地鐵運營單位出現網絡化管理的趨勢和需要，地鐵用戶在地面工作時的通話需要（維保組織、應急組織）也在不斷增加。為了節省投資實現資源的共享，地鐵與城市政務網TETRA系統的互聯互通顯得尤為緊迫與必要。

2 TETRA在地鐵的應用

由于TETRA數字集群系統具有豐富的服務功能和利于調度指揮的應用特性，近年來TETRA數字集群系統在地鐵行業得到了快速發展。

目前，根據各城市軌道交通線網分期分線的建設規劃，線網專用無線系統主要有以下3種建設方案：

（1）各線獨立建設，分別配置完整的無線系統基礎網絡設備。

（2）部分線路統一建設，根據線網建設規劃，同期建設線路共享1臺無線中心交換機。構成示意如下：

（3）線網統一建設，根據線路規劃，所有線路共享1臺無線中心交換機。構成示意如下：

值得提出的是，由于各地地鐵線網多分階段建設有可能導致同一城市的無線通信系統采用不同廠商的TETRA設備，由于TETRA數字集群技術標準只規定了空中接口協議，對于設備內部協議沒有統一的標準，在此情況下，不同廠商的TETRA系統可通過語音臺或調度臺派接的方式實現語音級的互聯互通，尚不能實現不同廠商間TETRA系統交換機級的互聯互通。

3 TETRA系統在政務網的應用

無線政務網是一個集話音、數據、圖像為一體，以信息網絡為基礎、各系統有機互動為特點的城市信息化基礎設施，它以城市公共管理需要以及應急指揮為主要目的，用于為公安、消防、醫療急救和其他城市管理部門提供更好的通信保障。目前，目前國內一、二級城市或已建或正在規劃建設城市無線政務網，并大多采用TETRA系統作為政務網的系統制式。其系統構成示意如下：

與地鐵專用無線通信系統相比，政務網在TETRA系統的應用上具有功能相對單一以通話為主，用戶數量多，占用頻點多等特點。

4 地鐵與政務網聯網方案研討

目前，各大城市均已規劃將政務網引入地鐵，采取的方式主要有如下幾種：

（1）政務網獨立延伸方案。如，北京采用政務網共享地鐵內部分天饋系統以覆蓋了地鐵范圍；廣州地鐵則由政務網在地下另行建設了一套無線系統。很顯然，此種方案僅解決了政務網用戶在地下的通話需求，并未實現雙網的聯網以及資源共享。

（2）音頻對接方案。如，上海地鐵專用無線采用線網統一建設的方式，全網均采用摩托羅拉的TETRA平臺，暫采用兩個網絡音頻對接政務網的摩托羅拉TETRA系統，實現雙網的互聯，此種聯網方式可解決部分終端用戶漫游的語音通話需求，但對漫游的通話組和終端數量有限制。

（3）交換機互聯方案。如，成都地鐵與應急網也均采用了摩托羅拉的TETRA系統[9]，通過雙網交換機級的互聯，實現了雙網的無縫漫游。

從避免重復建設，節省頻率資源的角度出發，方案3具有明顯優勢，同時交換機互聯后：

（1）通話組數量和終端用戶數量不再受限制。漫游用戶在漫游時采用自動方式，無須人工操作干預。

（2）通過互聯互通，使城市的專用無線網絡更加標準化和規范化，從而避免了兩個網絡建設有可能造成的沖突和相互干擾，為未來網絡建設提供了便利。

（3）地鐵與應急網TETRA系統其功能在整體系統平臺全部一致，跨系統組呼、跨系統緊急呼叫等語音功能以及短數據服務等數據等功能仍然被支持。

（4）互聯互通后，系統在支持完全透明的同時，也保證了系統的各自獨立性。

（5）方便制定應預案，大幅度的提高了應對突發事件的處理能力。

（6）政務網不需要再對軌道交通的地下公共區域進行重疊覆蓋，減少了投資。endprint

（7）兩網可以共用頻率資源，提高了無線系統的頻率利用率。

同時，為避免方案3中雙網間的互相干擾，采用了特定的漫游控制和資源管理方法。成都地鐵為例，為保持地鐵自己的服務水平，同時又能為應急網地下漫游用戶提供服務。地鐵網絡的每個基站都配置3個載波，其中2個載波用于為地鐵用戶提供服務，第3個載波則可通過“信道動態分配”功能，將政務網漫游用戶限定在此載波內，從而不會影響預留給地鐵的前2個載波。

由此，從整合資源節約投資，以及提高系統使用效率的角度出發，建議各地統一規劃地鐵及政務網的建設方案，采用交換機層級的互聯方案，以實現TETRA系統更大的應用。

5 結束語

TETRA系統在數字集群通信運用越來越廣泛，具有極大的發展前景。基于地鐵與城市應急網互聯互通的研究對TETRA系統的應用發展具有重要意義。文章對互聯方式進行了探討，并提出了建議。

參考文獻

[1]徐小濤.數字集群移動通信系統原理與應用[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[2]鄭祖輝.數字集群移動通信系統[M].北京：電子工業出版社，2008.

[3]郭梯云，楊家瑋，李建.數字移動通信（修訂本）[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[4]李景虎.TETRA在城市軌道交通無線通信系統中的應用[J].電信快報，2008（1）：8-12.

[5]吳小旺，馮普恩.數字集群在城市軌道交通調度通信中的應用[J].移動通信，2002（2）：48-49.

[6]劉立元，周承昊.軌道交通TETRA系統的二次開發應用[J].鐵道通信信號，2009，45（4）：55-56.

[7]楊國榮.TETRA系統在地鐵中的應用設計[J].電子設計工程，2011，19（5）：177-179.

[8]于磊.基于TETRA的沈陽地鐵無線通信調度系統的研究與實現[D].東北大學，2008（6）.

[9]楊海江.摩托羅拉DimetraIP在地鐵專用無線調度通信的典型應用[J].專業無線通信，2012，109（11）：66-68.

[10]孫永全，凌喜華.地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通研究無線電工程，2013，（8）.

[11]ETSI EN 300 392： Terrestrial Trunked Radio（TETRA）： Voice plus Data[s]，2003.

[12]ETSI EN 300 394-1： Terrestrial Trunked Radio（TETRA）： Conformance Testing specification[S]，2007.

作者簡介：何方（1981-），女，成都地鐵運營有限公司新線部新線籌備室主任。研究方向：軌道交通通信。endprint

（7）兩網可以共用頻率資源，提高了無線系統的頻率利用率。

同時，為避免方案3中雙網間的互相干擾，采用了特定的漫游控制和資源管理方法。成都地鐵為例，為保持地鐵自己的服務水平，同時又能為應急網地下漫游用戶提供服務。地鐵網絡的每個基站都配置3個載波，其中2個載波用于為地鐵用戶提供服務，第3個載波則可通過“信道動態分配”功能，將政務網漫游用戶限定在此載波內，從而不會影響預留給地鐵的前2個載波。

由此，從整合資源節約投資，以及提高系統使用效率的角度出發，建議各地統一規劃地鐵及政務網的建設方案，采用交換機層級的互聯方案，以實現TETRA系統更大的應用。

5 結束語

TETRA系統在數字集群通信運用越來越廣泛，具有極大的發展前景。基于地鐵與城市應急網互聯互通的研究對TETRA系統的應用發展具有重要意義。文章對互聯方式進行了探討，并提出了建議。

參考文獻

[1]徐小濤.數字集群移動通信系統原理與應用[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[2]鄭祖輝.數字集群移動通信系統[M].北京：電子工業出版社，2008.

[3]郭梯云，楊家瑋，李建.數字移動通信（修訂本）[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[4]李景虎.TETRA在城市軌道交通無線通信系統中的應用[J].電信快報，2008（1）：8-12.

[5]吳小旺，馮普恩.數字集群在城市軌道交通調度通信中的應用[J].移動通信，2002（2）：48-49.

[6]劉立元，周承昊.軌道交通TETRA系統的二次開發應用[J].鐵道通信信號，2009，45（4）：55-56.

[7]楊國榮.TETRA系統在地鐵中的應用設計[J].電子設計工程，2011，19（5）：177-179.

[8]于磊.基于TETRA的沈陽地鐵無線通信調度系統的研究與實現[D].東北大學，2008（6）.

[9]楊海江.摩托羅拉DimetraIP在地鐵專用無線調度通信的典型應用[J].專業無線通信，2012，109（11）：66-68.

[10]孫永全，凌喜華.地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通研究無線電工程，2013，（8）.

[11]ETSI EN 300 392： Terrestrial Trunked Radio（TETRA）： Voice plus Data[s]，2003.

[12]ETSI EN 300 394-1： Terrestrial Trunked Radio（TETRA）： Conformance Testing specification[S]，2007.

作者簡介：何方（1981-），女，成都地鐵運營有限公司新線部新線籌備室主任。研究方向：軌道交通通信。endprint

（7）兩網可以共用頻率資源，提高了無線系統的頻率利用率。

同時，為避免方案3中雙網間的互相干擾，采用了特定的漫游控制和資源管理方法。成都地鐵為例，為保持地鐵自己的服務水平，同時又能為應急網地下漫游用戶提供服務。地鐵網絡的每個基站都配置3個載波，其中2個載波用于為地鐵用戶提供服務，第3個載波則可通過“信道動態分配”功能，將政務網漫游用戶限定在此載波內，從而不會影響預留給地鐵的前2個載波。

由此，從整合資源節約投資，以及提高系統使用效率的角度出發，建議各地統一規劃地鐵及政務網的建設方案，采用交換機層級的互聯方案，以實現TETRA系統更大的應用。

5 結束語

TETRA系統在數字集群通信運用越來越廣泛，具有極大的發展前景。基于地鐵與城市應急網互聯互通的研究對TETRA系統的應用發展具有重要意義。文章對互聯方式進行了探討，并提出了建議。

參考文獻

[1]徐小濤.數字集群移動通信系統原理與應用[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[2]鄭祖輝.數字集群移動通信系統[M].北京：電子工業出版社，2008.

[3]郭梯云，楊家瑋，李建.數字移動通信（修訂本）[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[4]李景虎.TETRA在城市軌道交通無線通信系統中的應用[J].電信快報，2008（1）：8-12.

[5]吳小旺，馮普恩.數字集群在城市軌道交通調度通信中的應用[J].移動通信，2002（2）：48-49.

[6]劉立元，周承昊.軌道交通TETRA系統的二次開發應用[J].鐵道通信信號，2009，45（4）：55-56.

[7]楊國榮.TETRA系統在地鐵中的應用設計[J].電子設計工程，2011，19（5）：177-179.

[8]于磊.基于TETRA的沈陽地鐵無線通信調度系統的研究與實現[D].東北大學，2008（6）.

[9]楊海江.摩托羅拉DimetraIP在地鐵專用無線調度通信的典型應用[J].專業無線通信，2012，109（11）：66-68.

[10]孫永全，凌喜華.地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通研究無線電工程，2013，（8）.

[11]ETSI EN 300 392： Terrestrial Trunked Radio（TETRA）： Voice plus Data[s]，2003.

[12]ETSI EN 300 394-1： Terrestrial Trunked Radio（TETRA）： Conformance Testing specification[S]，2007.

作者簡介：何方（1981-），女，成都地鐵運營有限公司新線部新線籌備室主任。研究方向：軌道交通通信。endprint