地铁TETRA集群无线通信系统与政务网互联方案研讨

摘 要：TETRA（Terrestrial Trunked Radio，陆上集群无线电）系统是基于数字时分多址（TDMA）技术的专业移动通信系统，该系统是ETSI（欧洲通信标准协会）为了满足欧洲各国的专业部门对移动通信的需要而设计、制定统一标准的开放性系统。它集调度呼叫、无线电话、短数据、分组数据传输于一体，具有共同频率、共用设备、共享服务区、共享通信业务、分担费用等特点，在地铁、公安、消防等数字集群通信网中有着广泛应用。针对地铁与政务网TETRA系统互联互通的需求，探讨了目前可行的将政务网延伸到地铁的可行方案，提出了技术建议。

关键词：TETRA；交换机；互联互通

引言

TETRA数字集群通信系统可在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输和电话服务，它不仅提供多群组的调度功能，而且还可以提供短数据信息服务、分组数据服务以及数字化的全双工移动电话服务。它支持移动台脱网直通方式，可实现鉴权、空中接口加密和端对端加密，同时具有虚拟专网功能，可以使一个物理网络为互不相关的多个组织机构服务[1]-[3]。

1 联网的必要性

由于TETRA数字集群系统具有丰富的服务功能和利于调度指挥的应用特性，近年来TETRA数字集群系统在地铁行业和各地政务组织和应急指挥行业得到了快速发展。

目前，国内地铁行业专用通信系统大多采用TETRA数字集群系统并采用小区制组网，并通过二次开发以适应地铁用户专业调度方面更细致的需求。例如，通过二次开发，TETRA系统不但能实现分组调度功能，还能实现调度员对列车广播、列车故障信息实时上传等功能。同时，各地的政务网也广泛采用TETRA系统，作为应急指挥的无线通信手段。

地铁作为城市重要的交通基础设施，方便了市民出行，提升了城市形象，同时由于地铁客流量大、环境特殊，也是各级、各地消防、反恐、处突的重点。随着地铁开通，各地方应急部门迫切要求地铁空间也能像地面一样实现应急通信全面覆盖，以遂行各种突发事件处置任务。同时，随着各地地铁逐渐成网，地铁运营单位出现网络化管理的趋势和需要，地铁用户在地面工作时的通话需要（维保组织、应急组织）也在不断增加。为了节省投资实现资源的共享，地铁与城市政务网TETRA系统的互联互通显得尤为紧迫与必要。

2 TETRA在地铁的应用

由于TETRA数字集群系统具有丰富的服务功能和利于调度指挥的应用特性，近年来TETRA数字集群系统在地铁行业得到了快速发展。

目前，根据各城市轨道交通线网分期分线的建设规划，线网专用无线系统主要有以下3种建设方案：

（1）各线独立建设，分别配置完整的无线系统基础网络设备。

（2）部分线路统一建设，根据线网建设规划，同期建设线路共享1台无线中心交换机。构成示意如下：

（3）线网统一建设，根据线路规划，所有线路共享1台无线中心交换机。构成示意如下：

值得提出的是，由于各地地铁线网多分阶段建设有可能导致同一城市的无线通信系统采用不同厂商的TETRA设备，由于TETRA数字集群技术标准只规定了空中接口协议，对于设备内部协议没有统一的标准，在此情况下，不同厂商的TETRA系统可通过语音台或调度台派接的方式实现语音级的互联互通，尚不能实现不同厂商间TETRA系统交换机级的互联互通。

3 TETRA系统在政务网的应用

无线政务网是一个集话音、数据、图像为一体，以信息网络为基础、各系统有机互动为特点的城市信息化基础设施，它以城市公共管理需要以及应急指挥为主要目的，用于为公安、消防、医疗急救和其他城市管理部门提供更好的通信保障。目前，目前国内一、二级城市或已建或正在规划建设城市无线政务网，并大多采用TETRA系统作为政务网的系统制式。其系统构成示意如下：

与地铁专用无线通信系统相比，政务网在TETRA系统的应用上具有功能相对单一以通话为主，用户数量多，占用频点多等特点。

4 地铁与政务网联网方案研讨

目前，各大城市均已规划将政务网引入地铁，采取的方式主要有如下几种：

（1）政务网独立延伸方案。如，北京采用政务网共享地铁内部分天馈系统以覆盖了地铁范围；广州地铁则由政务网在地下另行建设了一套无线系统。很显然，此种方案仅解决了政务网用户在地下的通话需求，并未实现双网的联网以及资源共享。

（2）音频对接方案。如，上海地铁专用无线采用线网统一建设的方式，全网均采用摩托罗拉的TETRA平台，暂采用两个网络音频对接政务网的摩托罗拉TETRA系统，实现双网的互联，此种联网方式可解决部分终端用户漫游的语音通话需求，但对漫游的通话组和终端数量有限制。

（3）交换机互联方案。如，成都地铁与应急网也均采用了摩托罗拉的TETRA系统[9]，通过双网交换机级的互联，实现了双网的无缝漫游。

从避免重复建设，节省频率资源的角度出发，方案3具有明显优势，同时交换机互联后：

（1）通话组数量和终端用户数量不再受限制。漫游用户在漫游时采用自动方式，无须人工操作干预。

（2）通过互联互通，使城市的专用无线网络更加标准化和规范化，从而避免了两个网络建设有可能造成的冲突和相互干扰，为未来网络建设提供了便利。

（3）地铁与应急网TETRA系统其功能在整体系统平台全部一致，跨系统组呼、跨系统紧急呼叫等语音功能以及短数据服务等数据等功能仍然被支持。

（4）互联互通后，系统在支持完全透明的同时，也保证了系统的各自独立性。

（5）方便制定应预案，大幅度的提高了应对突发事件的处理能力。

（6）政务网不需要再对轨道交通的地下公共区域进行重叠覆盖，减少了投资。endprint

（7）两网可以共用频率资源，提高了无线系统的频率利用率。

同时，为避免方案3中双网间的互相干扰，采用了特定的漫游控制和资源管理方法。成都地铁为例，为保持地铁自己的服务水平，同时又能为应急网地下漫游用户提供服务。地铁网络的每个基站都配置3个载波，其中2个载波用于为地铁用户提供服务，第3个载波则可通过“信道动态分配”功能，将政务网漫游用户限定在此载波内，从而不会影响预留给地铁的前2个载波。

由此，从整合资源节约投资，以及提高系统使用效率的角度出发，建议各地统一规划地铁及政务网的建设方案，采用交换机层级的互联方案，以实现TETRA系统更大的应用。

5 结束语

TETRA系统在数字集群通信运用越来越广泛，具有极大的发展前景。基于地铁与城市应急网互联互通的研究对TETRA系统的应用发展具有重要意义。文章对互联方式进行了探讨，并提出了建议。

参考文献

[1]徐小涛.数字集群移动通信系统原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]郑祖辉.数字集群移动通信系统[M].北京：电子工业出版社，2008.

[3]郭梯云，杨家玮，李建.数字移动通信（修订本）[M].北京：人民邮电出版社，2001.

[4]李景虎.TETRA在城市轨道交通无线通信系统中的应用[J].电信快报，2008（1）：8-12.

[5]吴小旺，冯普恩.数字集群在城市轨道交通调度通信中的应用[J].移动通信，2002（2）：48-49.

[6]刘立元，周承昊.轨道交通TETRA系统的二次开发应用[J].铁道通信信号，2009，45（4）：55-56.

[7]杨国荣.TETRA系统在地铁中的应用设计[J].电子设计工程，2011，19（5）：177-179.

[8]于磊.基于TETRA的沈阳地铁无线通信调度系统的研究与实现[D].东北大学，2008（6）.

[9]杨海江.摩托罗拉DimetraIP在地铁专用无线调度通信的典型应用[J].专业无线通信，2012，109（11）：66-68.

[10]孙永全，凌喜华.地铁与城市应急网TETRA系统互联互通研究无线电工程，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.

作者简介：何方（1981-），女，成都地铁运营有限公司新线部新线筹备室主任。研究方向：轨道交通通信。endprint

（7）两网可以共用频率资源，提高了无线系统的频率利用率。

同时，为避免方案3中双网间的互相干扰，采用了特定的漫游控制和资源管理方法。成都地铁为例，为保持地铁自己的服务水平，同时又能为应急网地下漫游用户提供服务。地铁网络的每个基站都配置3个载波，其中2个载波用于为地铁用户提供服务，第3个载波则可通过“信道动态分配”功能，将政务网漫游用户限定在此载波内，从而不会影响预留给地铁的前2个载波。

由此，从整合资源节约投资，以及提高系统使用效率的角度出发，建议各地统一规划地铁及政务网的建设方案，采用交换机层级的互联方案，以实现TETRA系统更大的应用。

5 结束语

TETRA系统在数字集群通信运用越来越广泛，具有极大的发展前景。基于地铁与城市应急网互联互通的研究对TETRA系统的应用发展具有重要意义。文章对互联方式进行了探讨，并提出了建议。

参考文献

[1]徐小涛.数字集群移动通信系统原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]郑祖辉.数字集群移动通信系统[M].北京：电子工业出版社，2008.

[3]郭梯云，杨家玮，李建.数字移动通信（修订本）[M].北京：人民邮电出版社，2001.

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[9]杨海江.摩托罗拉DimetraIP在地铁专用无线调度通信的典型应用[J].专业无线通信，2012，109（11）：66-68.

[10]孙永全，凌喜华.地铁与城市应急网TETRA系统互联互通研究无线电工程，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.

作者简介：何方（1981-），女，成都地铁运营有限公司新线部新线筹备室主任。研究方向：轨道交通通信。endprint

（7）两网可以共用频率资源，提高了无线系统的频率利用率。

同时，为避免方案3中双网间的互相干扰，采用了特定的漫游控制和资源管理方法。成都地铁为例，为保持地铁自己的服务水平，同时又能为应急网地下漫游用户提供服务。地铁网络的每个基站都配置3个载波，其中2个载波用于为地铁用户提供服务，第3个载波则可通过“信道动态分配”功能，将政务网漫游用户限定在此载波内，从而不会影响预留给地铁的前2个载波。

由此，从整合资源节约投资，以及提高系统使用效率的角度出发，建议各地统一规划地铁及政务网的建设方案，采用交换机层级的互联方案，以实现TETRA系统更大的应用。

5 结束语

TETRA系统在数字集群通信运用越来越广泛，具有极大的发展前景。基于地铁与城市应急网互联互通的研究对TETRA系统的应用发展具有重要意义。文章对互联方式进行了探讨，并提出了建议。

参考文献

[1]徐小涛.数字集群移动通信系统原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.

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[4]李景虎.TETRA在城市轨道交通无线通信系统中的应用[J].电信快报，2008（1）：8-12.

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[6]刘立元，周承昊.轨道交通TETRA系统的二次开发应用[J].铁道通信信号，2009，45（4）：55-56.

[7]杨国荣.TETRA系统在地铁中的应用设计[J].电子设计工程，2011，19（5）：177-179.

[8]于磊.基于TETRA的沈阳地铁无线通信调度系统的研究与实现[D].东北大学，2008（6）.

[9]杨海江.摩托罗拉DimetraIP在地铁专用无线调度通信的典型应用[J].专业无线通信，2012，109（11）：66-68.

[10]孙永全，凌喜华.地铁与城市应急网TETRA系统互联互通研究无线电工程，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.

作者简介：何方（1981-），女，成都地铁运营有限公司新线部新线筹备室主任。研究方向：轨道交通通信。endprint