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TETRA数字集群通信系统

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TETRA数字集群通信系统物理层
TETRA数字集群通信系统物理层.................................................................................................1
基本参数...................................................................................................................................1
TETRA物理层框图.................................................................................................................1
物理层C代码..........................................................................................................................7
基本帧结构和时隙结构...........................................................................................................2
差分编码与调制.......................................................................................................................3
逻辑信道到物理信道的映射和突发时隙建立.......................................................................4
扰码...........................................................................................................................................4
交织...........................................................................................................................................5
TCH4.8 TCH2.4 N=4 块交织示意图..............................................................................5
编码...........................................................................................................................................6

基本参数
载波间隔为25KHz，每个载波有4个时隙，FDD，上下错开2个时隙。符号速率18k符号
每秒，pi/4-DQPSK调制，比特速率为36kbps。

TETRA物理层框图
分组编码，卷积编码，交织，扰码，逻辑信道到物理信道的映射和突发时隙建立，差分编码，
pi/4-DQPSK调制，脉冲成型与上变频发射。
基本帧结构和时隙结构
下行一个普通时隙持续时长为255个符号，时间长度为255*1/18k= 14.167ms，4个时隙组成
一帧，18帧组成一个复帧，60个复帧组成一超帧。
下行突发时隙分为普通突发时隙和同步突发时隙，同步时隙顾名思义用于同步，其中频率校
准部分用于纠正终端频偏，纠正频偏的时候需要累积几个同步突发进行计算从而减小误差。
120比特用于BSCH信道。训练序列用于做同步和信道估计做相干解调或者均衡。30比特
的Boradcast block用于AACH。相位调整比特使得训练序列处的相位是已知的。
上行突发可以普通突发也可以是半帧突发，时隙之后的guard period用于保护当前时隙的
信号不会影响到下一个时隙。TETRA不做上行发射时间调整，全靠guard period保护，从
而可以计算出允许的最大小区半径为58公里。(14/36e3*3e8/2)

差分编码与调制
TETRA 采用pi/4-DQPSK调制
相邻两个符号之间的相位差最大是3pi/4，所以其PAPR要比QPSK低。差分编码解调可以
采用非相干解调，也可以采用相干解调，相干解调需要进行信道估计。
调制之后经过
square root raised cosine 做脉冲成型，成型之后信号功率谱如下图所示：

-60-40-200204060
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
-2
10
0

Frequency (KHz)
P
S
D
(
d
B
)

逻辑信道到物理信道的映射和突发时隙建立
将编码之后的逻辑信道映射到每个时隙的承载数据的区域，按照传输的数据内容插入相应的
训练序列，下行信道每个突发都需要映射AACH信道，同时下行发送时隙还需要计算2个
相位调整符号。

扰码
由30比特的扩展基站色码作为初始状态，生成不同长度的扰码用于不同信道的扰码，生
成120比特的扰码序列用于BSCH信道(BSCH信道的扰码序列的初始状态为全零，这样终
端在未知扩展基站色码的情况下能正确译码BSCH信道，终端经过BSCH信道的译码之后，
可以获得30比特的扩展基站色码)。生成216比特的扰码序列可以用于BNCH，SCH_HD，
STCH，TCH_HS信道，168比特的扰码序列用于SCH_HU，432比特的扰码用于各种TCH
信道。

交织
所有控制信道，语音信道，和N=1的TCH数据信道交织过程基本相同，交织完成之后的数
据只映射只在当前时隙传输。N>1的块交织(只应用于TCH/4.8和TCH/2.4)之后数据分别在
N帧进行传输。

TCH4.8 TCH2.4 N=4 块交织示意图
将TCH编码块数据交织之后432比特映射成一个4*432的数组，红色部分是数
据，白色部分无数据。每行有432/4=108个数据，这108个数据在每行中分布并
不是均匀的，以下只是一个示意图

(TCH N=4编码交织图)
将上图二维数组中的值对应保存到下图缓存二维数组中

(上一帧交织块中的缓存数据)
(当前时刻的缓存数据)
然后将缓存数据的第一行中发送出去，将第2行复制到第1行，将第3行复制到
第2行，将第4行复制到第3行，第4行清0。
N=8的交织示意图与N=4时类似，只是将432比特扩展到8行上，分8帧发送出
去。
编码
编码部分共涉及到三种码：Reed Muller，CRC和卷积码
Reed Muller码只用于AACH信道。
16比特的CRC校验应用于BSCH，BNCH, STCH, SCH/HU, SCH/HD, SCH/F,
卷积编码是多项式为[31 27 35,33]的1/4速率的编码，不同的逻辑信道通过不同的打孔图样
生最后编码之后的数据。
物理层C代码
下图所示的C代码是基站端的收发物理层代码，已用于某公司4载波3天线分集接收基站
产品。用于终端侧的代码也已应用于军方通信设备。这些代码都是定点C，在TI的DSP平
台上实现。物理层性能指标与Motorola的仿真结果几乎一致。(开发者信箱：
li_jian03@126.com )

开发者信箱： li_jian03@126.com
参考文献
[1] ETSI EN 300 392-2 V2.5.2 (2005-11) Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data
(V+D); Part 2: Air Interface (AI)
[2] ETSI EN 300 395-2 V1.3.1 (2005-01) Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Speech codec for
full-rate traffic channel; Part 2: TETRA codec

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TETRA 数字集群系统在水利通信专网中的应用

TETRA 数字集群系统在水利通信专网中的应用

TETRA 数字集群系统在水利通信专网中的应用1 引言在当今世界无线通信技术的发展中，数字化大潮一浪高过一浪。

除了在公网通信中已经出现的GSM、CDMA 等数字通信技术，在专业调度通信中TETRA 数字集群通信技术也已崭露头脚。

使用TETRA 数字集群系统建立指挥调度通信网络，已经在不同领域中得到广泛而成功的应用。

天津市内河道纵横，在历史上发生过多次严重的洪涝灾害，而天津市是我国重要的直辖市，人口密集，经济发达。

为了保护天津市的经济建成果，提高防洪减灾的能力，建设一个先进的水利通信系统成为当务之急。

同时，随着水利建设的发展，对水利通信系统提出了越来越高的要求，它不再局限于简单的语音对讲，还包括水文数据的采集与自动传送、防洪人员的综合调度等。

正在建设的天津市城市防洪信息工程本着技先进、功能齐全和性能价格比高的原则，采用800MHz TERA 数字集群系统来建设覆盖天津市的移动通信专网，以实现移动指挥调度和水文水情数据传输手段的现代化。

本文主‘要分析800MHzTETRA 数字集群系统在天津水利系统的应用。

2 TETRA 数字集群技术简介TETRA 是由欧洲标准研究所制定的全新的数字集群标淮，该标准于1995 年正式确定，1997 年推出世界上第一个TETRA 商用系统，自此，TETRA 系统在欧洲得到了全面推广。

对用户来说，TETRA 的最大优势在于：标淮开放，由多个厂家支持，用户不用依赖于一个厂家；技术先进，综合多种话音和数据业务；频率利用率高，话音质量好，呼叫建立时间快，保密性能强，能够满足公共安全，交通水利，抢险调度等不同用户特定的通信需求。

3 TETRA 数字集群技术适用于水利系统3.1 丰富而完善的语音调度功能丰富的语音调度业务是水利通信系统必不可少的重要功能。

TETRA 系统可提供个呼(包括半双工和全双工)、组呼、紧急呼叫和D M O 直通模式呼叫(与传统的脱网工作模式相似，但TETRA DMO 可提供更为丰富的功能)，以及丰富的补充业务，如动态重组，组呼通话方号码显示，调度授权呼叫等。

TETRA数字集群通信系统在昆明轨道交通中的运用

TETRA数字集群通信系统在昆明轨道交通中的运用

TETRA数字集群通信系统在昆明轨道交通中的运用摘要：轨道交通通信系统中，无线集群通信系统是一个重要组成部分。

作为目前常用的数字集群通信技术，TETRA数字集群通信系统为城市轨道交通运营提供无线通信服务。

昆明轨道交通首期工程无线通信系统采用美国MOTOROLA公司的TETRA专用数字集群通信系统，在日常运营中，发挥着举足轻重的作用。

关键词：数字集群；TETRA；轨道交通基于TETRA 数字集群移动通信系统建立的城市轨道交通无线通信系统是一个以信息网络为基础，集话音、数据为一体的无线通信系统，它是城市交通信息化建设的重要组成部分，可以保障交通部门对城市轨道交通进行科学有效的指挥调度，充分发挥城市轨道交通的运载潜力，解决城市交通堵塞日趋严峻的问题。

1 认识TETRA数字集群通信系统集群通信诞生于20世纪70年代末，是一种智能化的无线通信信道管理技术。

所谓“集群”，在通信意义上，就是将有限的通信资源（无线电信道）自动分配给大量用户共同使用。

集群移动通信系统的无线信道可为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共享资源、共用信道设备及服务的多用途、高效能的专业无线调度通信系统。

集群移动通信系统保持常规专业网的快速可靠的特点，采用信道共用技术和数字信令，显著提高了频率利用率，丰富了系统的各种功能，提高了无线通信调度网的使用效率。

TETRA即Terrestrial Trunked Radio（地面集群无线通信），是由欧洲通信标准协会（ETSI）1990 年开始制定的一种多功能数字集群无线电标准，TETRA系统是一种非常灵活的数字集群标准，它的主要优点是兼容性好、开放性好、频谱利用率高、保密功能强，是目前国际上制定得最周密、开放性好、技术最先进、参与生产厂商最多的数字集群标准。

TETRA系统既支持话音通信、又支持多种数据业务。

由于TETRA标准的开放性，及其在快速数据传输、集群通信等方面的独特优势，它已成为世界性标准。

TETRA系统功能(参考资料)

TETRA系统功能(参考资料)

1. 系统功能描述1.1 通话功能 数字集群系统本身具备全双工、半双工、单工等各种通话方式，在地铁无 线通信系统中有多种不同种类的用户，根据不同种类用户的性质、功能，可组成 相互独立的通话组。

实现固定用户与移动用户之间， 以及移动用户之间的通话呼 叫功能。

以上的通话功能在下列使用情况中体现: 1) 中心行车调度员与在线列车司机之间的通话； 2) 车站值班员与在线列车司机之间的通话； 3) 车站值班员与站内移动值班人员之间的通话； 4) 列车司机之间的通话； 5) 控制中心调度员对正线运行列车车厢内乘客广播； 6) 中心环控调度员与相关移动人员之间，相关移动人员之间的通话； 7) 中心维修值班员与移动维修作业人员之间，移动维修作业人员之间的 通话； 8) 车辆段值班员分别与车辆段、车场内及出入线上列车司机、移动作业 人员之间通话； 9) 车辆段内移动作业人员之间通话； 10) 车场值班员分别与车辆段、车场内及出入线上列车司机、移动作业人 员之间通话； 11) 车场内移动作业人员之间通话； 12) 公务电话用户或市话用户与无线用户之间的电话经授权后通过调度员 转接的互联通话； 13) 不同通话组成员之间通话。

行车调度与列车司机之间的通信应是最高级别的，要求通信连续， 应尽可能 避免产生任何中断，要求具有高可靠性。

1在保证重要用户通信的前提下，各无线用户间通信采用自动转接方式， 无线 用户与有线用户的连接根据无线用户的级别，采用自动或调度员转接方式。

1.2 编组功能 TETRA 先进的虚拟专网功能，可使多个用户组织共享一个 TETRA 系统平台， 而网络中所有的服务和功能都可以合理地分配给每一个用户组， 以满足每个组的 需求。

这一特点轨道交通用户提供多个不同用户组（如行调、维修等组）之间相 互独立的工作模式。

系统可根据具体的部门和使用划分，将相互之间需要通信的成员编成通话 组内的不同通话小组， 每个用户可同时编入多个通话组， 通话组可按大组、 中组、 小组等形式编制。

TETRA系统的接口

TETRA系统的接口

TETRA系统的接口TETRA标准是基于数字时分复用无线通信技术的系列标准，它包括一系列已经定义的开放接口、呼叫服务和协议。

TETRA系统对于专网用户而言，是一个理想的平台。

TETRA系统先进的数据业务也为无线通信网络增加了许多功能。

TETRA 系统相比以往的集群通信系统可以提供更高的频率利用率、高稳定的系统覆盖、综合话音和数据通信及高速数据传输。

1. TETRA系统的标准接口TETRA标准描述了一个TETRA系统所具备的9种接口。

TETRA网络被称为交换和管理基础设施（switching and management infrastructure,SwMI），包含控制器（含交换功能）、网关、基站之间的内部接口，而这些接口尚未标准化。

TETRA系统的标准接口仅限于TETRA网络与无线终端及外围设备之间的接口。

由于核心网与基站的接口未统一，因此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。

（1）系统空中接口（2）直通模式的空中接口（3）人机接口（4）终端设备接口（5）网关接口（6）系统间接口（7）网络管理单元接口（8）本地线路连接的终端接口（9）远端线路连接的接口2. TETRA系统的空中接口（1）工作频段。

TETRA标准本身没有限制TETRA系统所使用的频率，但要实现国家间TETRA 移动台的漫游，统一频段是必须的。

我国工业和信息化部无线电管理局已规定了数字集群通信系统（包括TETRA和iDEN）的工作频段。

在我国，TETRA系统使用806~821 MHz和851~866 MHz频段，和现有的模拟集群通信系统所使用的频段一致。

这就要求TETRA系统设备制造厂商生产符合该工作频段的TETRA系统产品。

（2）物理信道。

在TETRA系统中，对于每一个无线电载波，无论是上行链路还是下行链路均被划分为4个时隙。

每个时隙都被作为一个物理信道（无线信道）用于承载话音/数据业务、控制信令，或两者混合进行传输（随路信令）。