集群系统-从窄带向宽带通信系统发展

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1、集群系统:从窄带向宽带通信系统发展　　【摘要】从“集群”一词的概念变化谈起，总结了目前多种行业对宽带无线多媒体集群系统的应用需求，列举了国内外宽带无线多媒体集群的发展和应用现状，从而提出了我国宽带无线多媒体集群系统从窄带向宽带通信系统的发展过程中需要具备的9个方面的能力。【关键词】集群系统宽带通信应用需求1前言集群一词是从英文Trunking或Trunked翻译得来。实际上，Trunking或Trunked本意为中继或干线，为了避免与译为中继的Repeater相混淆，上世纪80年代末期我国的移动通信专家胡思益（中国电子科技集团

2、公司第七研究所前总工）把Trunking或Trunked译成集群，并从Trunked的含义出发，定义了传统意义上的“集群系统”为：所具有的全部可用信道都可为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，是一种共享资源、分担费用、提供优良的多用途、高效能、廉价、先进的无线指挥调度系统。8随着无线高速数据业务需求的飞速发展，宽带化已经成为无线通信网络发展的必然趋势。现在行业用户在利用集群通信系统进行指挥调度的过程中，不仅要“听得到”，还要“看得见、看得清”，需要集群系统支持语音、数据、图像和视频等多种业务的不同传输速率。同时，我国的国

3、情也进一步确定了集群系统在兼容窄带集群系统的同时，向宽带化平滑过渡，支持中速、高速和超高速等多种接入模式，构建与窄带集群网络、蜂窝网络、PSTN（公共交换电话网络）以及空天通信系统融合的新一代宽带无线多媒体集群通信系统。目前，“集群”的概念在Trunked一词所涵盖的集小群（组）为大群（组）的含义基础上，已经从传统的用户信道资源共享，延伸到多样化功能业务、多模式终端接入、以及多种窄带化和宽带化通信系统之间的融合，并将基于宽带无线通信技术，采用多媒体业务形式，以指挥调度功能为主的专用无线通信系统称为宽带无线多媒体集群，简称宽带集

4、群。2宽带集群的应用需求传统的窄带集群是基于语音和低速数据传输的通信系统，在指挥调度方面发挥着重要作用。但是，随着多种行业对宽带移动通信需求的日益强烈，并且对于语音通信和数据通信并存的需求越来越大。以公共安全业务为例，不仅需要上传高质量图片、下载大数据量文件，还需要进行实时视频传输。对此，欧美各国对公共安全机构的宽带集群通信进行了大量的调研和讨论。根据行业用户种类的多元化发展，总结出了新的宽带集群应用需求。如表1所述，当前窄带集群系统已经无法满足行业用户的多种需求。表1集群应用需求8类别需求种类功能需求支持语音、数据和视频业务

5、；传统集群业务；实时短消息和即时短消息；分局数据和IP接入；现场视频传输；指挥调度；移动办公；优先服务策略；动态宽带分配；虚拟专网；遥控遥测；物联网集群应用；直通模式；自组网；移动用户定位性能要求高质量语音，高分辨率图像和实时动态高清视频；极小的系统时延；上下行数据速率配置；高频谱利用率；分层管理的统一网管系统；广泛覆盖；高性能的移动终端安全性性能分等级的安全加密体系；端到端加密；支持第三方开发密钥管理中心；空中密钥更新；阻止非授权接入互联互通要求与传统系统互通；接入公共通信网络；接入卫星通信网络环境适应性要求无人值守基站；快

6、速部署；电磁兼容性兼容性要求终端多样性兼容；加入国际标准体系；向下兼容；升级和平滑演进可靠性要求冗余和备份；故障弱化与自恢复；自组网可扩展性要求标准API应用接口；可扩展的系统规模；开放系统架构83宽带集群的应用现状目前，欧美等发达国家也正经历着由窄带向宽带集群系统演进的过程。美国联邦通信委员会（FCC）于2010年提出了《国家宽带计划》，利用专用频段建立公共安全专业宽带移动通信网络。美国奥巴马总统提倡的全国无线行动计划，意图促进全国公共安全行业宽带移动通信网络的发展与部署。2010年9月，爱立信与摩托罗拉联手将LTE引入无线

7、专网，将语音和数据通信交互操作，从而统一推出性能卓越的语音和宽带多媒体应用。该解决方案使用700MHz和400MHz两个频段。同年，美国Harris与诺基亚西门子公司合作推出一套完整的700MHz宽带LTE专用网络解决方案，该方案可以支持多种宽带业务，使用户既能使用下一代语音、数据和移动视频等业务，还能继续使用传统的窄带通信网络。2011年3月，美国DFW国际机场对此方案进行验证，通过利用LTE宽带网络和P25网络，实现了PTT语音业务和视频多媒体业务。2012年7月，Harris公司在美国国内成功进行了全国性公共安全LTE示

8、范网络测试。加拿大在公共安全无线宽带通信规划与建设方面跟随美国的步伐，其国防研究发展局将全力争取宽带专用频段，建立全国性公共安全专业宽带通信网络。日本作为发达国家，已经完成了公共安全专用频谱的划分，并探讨了一系列宽带技术研究。8欧盟虽然还没有出台任何正式的公共安全宽带通信网络