TETRA数字集群移动通信

TETRA数字集群通信系统一、TETRA标准介绍二、TETRA数字集群系统网络三、TETRA的标准接口四、TETRA的频率与信道五、TETRA的直通模式六、TETRA的网络安全授课人：李永芳Page19-1一、TETRA标准介绍1、TETRA是什么？TETRA（TerrestrialTrunkedRadio，或陆地集群无线电通信）标准是ETSI（欧洲电信标准化协会）开发的一种无线电通信标准，于1995年正式确定，1997年后逐渐得到推广。授课人：李永芳Page19-22、TETRA标准TETRA可看成是:vTETRA话音+数据（V+D）vTETRA分组数据优化（PDO）vTETRA直通模式（DMO）3个普通标准的集合。授课人：李永芳Page19-32、TETRA标准（1）TETRA话音+数据（V+D）v使用25kHz信道的TDMA系统v每RF信道分4个时隙v话音+数据业务此技术规范提供一个能同时支持话音、数据和图像通信的多媒体无线平台，它与单个移动台相结合，可减少阻塞及互调干扰问题。授课人：李永芳Page19-42、TETRA标准（2）TETRA分组数据优化（PDO）v使用25kHz信道的TDMA系统v每RF信道分4个时隙v只有数据业务主要应用在信息和电子信箱、快速管理和快速调度、媒介信息、远端数据基本接入、计算机文件传输、视频和多媒体等方面。授课人：李永芳Page19-52、TETRA标准（3）TETRA直通模式通信（DMO）v不需要基础设施的通信，即移动台直接与移动台通信。vTETRADMO是在移动台处于网络覆盖范围外，需要安全通信时用于提供移动直通的业务。授课人：李永芳Page19-63、系统主要业务根据业务接入点的不同，TETRA基本业务可划分为：v用户终端业务人机接口按讲键发起的呼叫都属于终端业务v承载业务包括分组数据、电路数据授课人：李永芳Page19-7补充业务v调度型补充业务接入优先、预占优先、优先呼叫；控制转移、迟后进入；讲话方识别；动态重组等v电话型补充业务呼叫限制、呼叫保持、呼叫等待等授课人：李永芳Page19-8优选级别v系统有5—8个优先级别：  v紧急呼叫 v战术性优先v指令优先   v操作性优先v正常优先级别体现：v强拆处理  v队首排队授课人：李永芳Page19-9动态重组示意图授课人：李永芳Page19-10连续信道指配更新（迟后进入）授课人：李永芳Page19-11二、TETRA数字集群系统的网络vTETRA数字集群系统的组成网络的核心部分称交换和管理基础设施（SWMI）。SWMI(SwitchingandManagementInfrastructure)在一个大型TETRA网络中，SWMI是由多个基站、传输链路、交换设备和数据库等组成。小型系统中，它可能只有一个基站和通过一条链路连接的调度台。授课人：李永芳Page19-12二、TETRA数字集群系统的网络无线连接授课人：李永芳Page19-13二、TETRA数字集群系统的网络TETRA数字集群系统组成TETRA标准定义了一组TETRA网络组成模块之间的接口。这就使得TETRA网络结构简单，规模可大可小，模块内部结构不受限制。授课人：李永芳Page19-14二、TETRA数字集群系统的网络TETRA标准没有对SWMI中的单元和在SWMI中单元之间的接口进行规定。然而，根据SWMI对外接口的要求，可以推断某些内部功能单元必须存在。制造厂商可以根据系统的规模，决定TETRA系统的结构和容量。授课人：李永芳Page19-151、SWMI内部功能模块BTSSSO&M基站的规模、性能和价格方面可以变化很大。基站通常由几个相对独立的单元组成，它可以有几部收发信机，对一个无线电载来说，每一部都需要完成发送、接收或基带处理等任务。收发信机设备一般会具有空间分集的能力。中央处理器也是必要的，用于操作、维护以及通过链路向网络交换系统发送信令。TETRA系统SWMI的公开技术规范允许不同制造厂商的交换设备之间有很大的不同。交换机可以是用于连接2个3个基站的小型用户小交换机（PABX）,也可以是类似于数字蜂窝网中使用的大型交换机。在TETRA建议中描述了两种类型的数据库，即归属数据库（HDB）和被访数据库（VDB）。HDB可以是一个集中式数据库或是一个分布式数据库，它保存着所有本网用户的开通、业务、位置和安全信息。VDB仅在系统支持漫游时才需要，能临时存储漫游用户的HDB中的信息。这是一个管理中心，控制整个网络的各个单元。具有配置、故障管理、告警记录、性能分析和安全性等功能。此外也可用于用户管理。为了让一个tetra系统能够与其他系统互联，系统中必须包含各种网关单元，其中一部分网关用于连接到另一个TETRA系统，也可与TETRA系统的远端操作和管理中心等连接，所以在TETRA技术规范中应该确定这些网关的功能。另外一些网关是用于与有线电话交换网，如PABX、PSTN、ISDN以及遥测系统、数据网、互联网、寻呼网或蜂窝网等连接的，网关功能执行现行的有关标准。授课人：李永芳Page19-16SWMI内部单元v基站收发信机（BTS）v交换系统（SS）v数据库（Database）v操作和维护中心（O&M）v各种网关(GatewayFunction)移动台通过TETRA无线空中接口连接到SWMI上。授课人：李永芳Page19-17TETRA的标准接口TETRA规范没有限定无线网络的结构形式，只是用特定的接口来定义网络基础设施(在TETRA标准中常称之为交换与管理基础设施SWMI)。在TETRA规范中定义的接口是保证互通、互连和网络管理所需要的。二、TETRA数字集群系统的网络授课人：李永芳Page19-18三、TETRA的标准接口授课人：李永芳Page19-19三、TETRA的标准接口v系统空中接口（1）v直通模式的空中接口（2）v人-机接口（3）v终端设备接口（4）v本地线路连接的终端接口和远端线路连接的接口（5、7）v网关接口（6）v系统间接口（8）v网络管理单元接口（9）标准接口仅限于TETRA网络与无线终端以及外围设备之间的接口；核心网与基站的接口未统一，故TETRA系统的标准化程度，低于公众网的蜂窝数字移动通信系统，造成了一定的设备垄断性。授课人：李永芳Page19-201TETRA的工作频率TETRA适合工作在从VHF150MHz到UHF900MHz频率范围，这一段频率的电波传播特性适合陆上移动通信使用。在国家无线电管理机构允许范围内，TETRA系统可以使用其中任意的无线电频率。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-211TETRA的工作频率v我国的信息产业部无线电管理局规定集群通信系统的工作频段（包括TETRA和iDEN）为806-821MHz和851-866MHz频段。v我国公安部2004年确定TETRA为我国公共安全行业标准，使用351-356MHz和361-366MHz频段。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-22在TETRA系统中：1、每个无线电载波，无论是上行链路还是下行链路都在时间上分为4个时隙。2、每一个时隙称为一个物理信道，可用于话音或数据业务，信令或二者混合传输。3、上行链路和下行链路的时隙数是相等的，上下行成对时隙之间在时间上错开相当于两个时隙的时间差。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-231TETRA的帧结构四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-24TETRA时隙与帧v每个时隙为14.167ms，4个时隙为一帧，占时56.67ms。v18个帧组成一个复帧，占时1.02s，60个复帧组成一个超帧，占时61.2s。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-25Tetra 信道机四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-262TETRA的帧结构在TETRA帧结构：1、每个TDMA帧有4个时隙。2、18个TDMA帧构成一个复帧。3、复帧中的第18帧用做控制信令，称之为控制帧，它承载慢随路控制信道（SACCH），是TETRA强大协议的特性之一。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-272TETRA的帧结构      以话音加数据电路方式工作时，把工作业务从18个帧的复帧时长压缩在17个TDMA帧中传送，从而允许将第18帧用做控制信令，而不致造成数据流的中断。这就使得总是存在控制信道信令，即使在最小工作模式中，当全部信道都分配给业务时，也有控制信道信令。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-282TETRA的帧结构SlowAssociatedControlChannel慢速随路控制信道SACCH与一个TCH或一个SDCCH相关，是一个传送连续信息的连续数据信息，属于上行和下行信道，采用点对点的方式传播。在上行方向，主要传送MS接收到的关于服务及邻近小区的信号强度的测量报告，这和MS的切换息息相关。在下行方向包括通信质量、LAI、CellID、邻区BCCH强度、NCC限制、小区选项、TA、功率控制级别等。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-29四、TETRA的频率与信道v物理信道是指一个时隙，可用于承载话音/数据业务、控制信令，或者两者混合进行传输(随路信令)。v逻辑信道是指两方或多方通信的逻辑通信路径。它们代表无线链路上协议和协议使用者的接口。逻辑信道承载在物理信道上。一个物理信道（时隙）要承载若干逻辑信道。只有一些特定的逻辑信道才能组合在一起（信道组合），在一个物理信道上承载。这些逻辑信道必须根据某种规则复用在一个物理信道上，这种规则是建立在TDMA帧结构上的。授课人：李永芳Page19-30物理信道分为3种类型：（1）控制物理信道（CP，ControlPhysicalChannel）  每一个小区内必须有一个载波被定为主载波，主载波上的第一时隙中的控制信道被称为主控制信道（MCCH，MainControlChannel）。如果另外还有控制物理信道被分配在这个载波上，那么这些信道被称为辅助控制信道（SCCH，SecondaryControlChannel）。     四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-31物理信道分为3种类型：（2）业务物理信道（TP，TrafficPhysicalChannel）  当时隙被分配给一个或多个MS用作承载话音或电路数据业务时，该时隙即为业务物理信道。（3）未分配物理信道（UP，UnallocatedPhysicalChannel）。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-32逻辑信道分为两大类：第一类是传输话音或数据业务的业务信道（TCH，TrafficChannel）；TCH/S（4.8kb/s话音）；TCH/7.2，TCH/4.8TCH/2.4（数据）第二类是传输控制信令或分组数据(短数据)的控制信道（CCH，ControlChannel）。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-33控制信道分为5种：（1）广播控制信道（BCCH）下行单向信道，向所有的移动台广播常用的系统信息。（2）线性化信道（LCH）用于对移动台和基站的发信机线性化。（3）信令信道（SCH）被所有移动台共享，也可能专为单个移动台或指定的移动台组传输信息。（4）接入指配信道（AACH）给用户分配上下行链路的时隙（5）借用信道（STCH）当需要快速传送信令时，需要临时借用部分业务信道容量来传送。四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-34信道的工作方式（系统工作方式）（1）单时隙全双工工作通过同时分配下行链路的一个时隙及上行链路的相应时隙来实现的。（2）多时隙全双工工作4时隙合并使用，来支持较高速率数据。（3）单时隙半双工工作用于两个移动台或是一个移动台和固定终端之间单呼（4）多时隙半双工工作发送业务的同时接收下行链路的信令信息四、TETRA的频率与信道授课人：李永芳Page19-35五、直接通信模式（DMO）v直通模式就是指两