TETRA系统的数据应用和发展
作者: 史晓东

史晓东 摩托罗拉企业移动解决 方案部 业务发展高级经理

摘要：本文通过对数字集群TETRA系统数据业务的分析，总结了TETRA的短数据（SDS）业务和分组数据业务（PDS）在不同行业的应用。指出多时隙分组数据（MSPD）业务为TETRA的数据应用提供了广泛的前景，而且也是现有用户向TETRA 版本2 的增强型数据业务（TEDS）过渡的重要阶段。 关键词：短数据（SDS），分组数据（PDS），多时隙分组数据（MSPD），增强型数据业务（TEDS） 1. 引言 随着数字集群TETRA系统在轨道交通、公共安全、政府部门、港口和民航等单位的广泛应用，在充分发挥数字集群语音调度指挥优势的同时，如何结合TETRA系统的数据业务能力，围绕不同的业务需要进行二次开发已经成为数字集群发展的重要组成部分。 数字集群TETRA系统的数据业务包括短数据业务、分组数据业务。目前的数字集群TETRA系统的设备不仅具备了支持短数据、分组数据业务、多时隙分组数据业务的能力，而且用户终端内置的GPS位置信息的接收和上传能力、多时隙分组数据的WAP功能与系统的数据业务能力相得益彰。同时TETRA系统和用户机都具备完备的应用开发接口API，可以根据不同行业的实际需要进行数据业务的二次开发。

2. TETRA系统的数据业务能力

TETRA短数据业务（SDS）主要是指第4类短数据（Type 4 SDS），可以支持的服务包括：文本消息、数据库查询、自动车辆定位和人员定位（AVL & APL）以及遥控遥测等。SDS同时支持“点到点”和“点到多点”服务。

SDS支持与话音同时传送。尽管此数据服务仅在MCCH上承载，如果某个移动台处于话音呼叫中，SDS消息仍然可以通过随路控制信道（SACCH或FACCH）传递，它们是逻辑控制信道，通过TDM方式放入已经处于话音通话中的业务信道。这样保证了在进行组呼、个别呼叫和电话互联呼叫中，移动终端仍然能够接受和阅读短信息。需要特别注意的是，在开展SDS业务和应用时需要非常仔细规划，以避免数据量对MCCH的负荷产生不利影响。

分组数据业务PDS（Packet Data Service）大大延展了TETRA的功能，它允许移动台与采用IP的固定网络设备之间进行数据通信。IP分组数据业务使得各种服务，诸如移动文件传送、图像和高速数据链接都可以采用IP技术实施。

分组数据业务通过分组数据信道PDCH（Packet Data Channels）承载。分组数据信道按照分配方式可以分为动态分组数据信道和静态（固定）分组数据信道，动态分组数据信道是指该信道（或时隙，slot）即可以被指派为分组数据业务信道也可以被指派为话音信道。静态（固定）分组数据信道是指该信道（或时隙， slot）仅仅用于分组数据业务而不会被指派用于话音业务。静态的分组数据业务信道通常被用于确保重要的数据业务不会受到话音业务的繁忙程度的影响。目前TETRA系统在实际使用中多采用动态和静态分组数据业务信道相结合的方式。

分组数据业务信道按照所占时隙数量分为单时隙分组数据业务信道和多时隙分组数据业务信道（MSPD）。目前TETRA系统和用户机都能支持最多4个时隙（同一个载频）的多时隙分组数据业务，分组数据业务的数据数率可以达到28.8kbps。

为确保服务的可用性，分组数据信道PDCH（动态或静态）可以支持多个不同的数据业务用户同时使用，即一个分组数据信道可以支持多个分组数据业务用户同时在线，大大提高了分组数据业务信道的利用率，实现了正真的IP分组交换的效率。

3. 设备的数据应用开发和技术支持

TETRA系统的手持台和车载台可以直接实施短信和WAP等功能的数据业务，也可以通过PEI接口同外部数据终端相结合开展多种定制的数据业务。系统具备全面友好的二次开发接口(API接口)，可以支持二次开发单位方便地针对客户特定要求进行二次开发。同时具备完善的应用开发“合作伙伴计划”，为合作伙伴提供全面的培训、交流和测试的平台和环境。TETRA设备厂商不仅为合作伙伴提供技术咨询、热线支持、开发平台和在线仿真等，而且同合作伙伴分享各种行业的经验和对客户需求的理解，支持合作伙伴，共同为最终客户提供符合要求的解决方案。进而，那些符合行业发展要求、有一定市场推广潜力的二次开发成果，设备生产商为其进行认证，帮助二次开发商将其成果和解决方方案推广到其它地区或客户群中。

另一方面，数字集群TETRA设备生产商自身加大了TETRA数据终端的研发，推出了集语言业务和数据业务为一体的TETRA手持终端。下图所示为其中的一款TETRA手持数据终端。


作为数字集群TETRA的标准业务功能，多时隙分组数据业务的TIP测试规范TTR001-06已获批准，这也为众多厂商提供支持多时隙分组数据业务终端提供了基础。

4. TETRA数据在行业中的应用

目前数字集群TETRA系统的行业应用主要集中在轨道交通、公共安全等领域。

在轨道交通领域，结合自动车辆控制和位置信息系统（ATC），形成了独特而全面的行业客户化解决方案，也带动了中国的二次开发商的全面发展，形成了基于数字集群TETRA系统为满足轨道交通需要而进行的二次开发的高潮。轨道交通行业中通过短消息业务实现了自动的车次号（Run Number）的上传；形成了车辆驾驶员对行车调度员的呼叫请求工作方式（RTT）；通过计算机辅助调度系统（CAD）和动态重组功能，实现了不同调度区间的调度员对行进车辆的自动跟踪。目前在北京、上海、广州等地已经建成运营的地铁项目中，数字集群TETRA系统和基于TETRA系统的应用成为保障行车调度的重要的手段之一。

在公共安全和政府应急处置等方面，TETRA的数据应用主要体现在自动车辆、人员的定位，移动数据库的查询，移动报告等方面。其中人员的自动定位功能开创性地实现了“单兵”定位，为实时了解和掌握应急人员的位置信息提供了技术保障。目前TETRA手持机内置了GPS接受机，GPS接收天线也充分考虑了用户的身体遮挡对GPS接收信号的影响，确保最有效地接收GPS信号。需要注意地是，用户机在将GPS位置信息上传给指挥中心时是通过主控制信道（MCCH）进行的，所以其位置信息的更新有可能对控制信道的负荷产生较大的影响。对此，需要进行仔细的分析和计算。

为了确保GPS上传的效率，又能避免产生不必要的数据流量，目前的TETRA的GPS位置信息采用LIP（Location Information Protocol）协议进行上传。位置信息的上传可以定义多种智能触发模式，触发条件包括中心点名（轮询）、时间间隔、位置距离变化、紧急呼叫发起、变化通话组、发起语言或数据业务、进入发射关闭模式、进入直通模式、电池电量偏低等。特别是当用户机在进入建筑物后不能搜索到GPS卫星信号时，会主动将进入建筑物之前的位置信息上传给指挥中心，确保指挥中心能够了解移动台进入了那一栋建筑物。

在数据传输及应用方面，公安部门的“金盾工程”有大量的数据库信息，比如常住人口数据、车辆数据、驾驶员信息等，而能够把这些信息直接送到一线警察的手中是非常重要而迫切的。目前TETRA用户机中的WAP功能，可以利用多时隙分组数据业务信道对各种数据库直接进行查询。

为了确保分组数据业务进行中不遗漏指挥调度语音通话，必须能够在进行分组数据业务中能够实现语言优先功能，同时为了保证数据业务的连续性还必须有断点续传功能。下图就是利用手持台的WAP功能通过4时隙分组数据业务信道进行网络访问的例子。



目前作为我国第一个建设公安数字集群TETRA系统的城市，上海市公安局已经在摩托罗拉公司的Dimatra-IP平台上利用多时隙分组数据开展了常住人口查询、车辆信息查询和驾驶员信息查询等移动警务信息查询。其中多时隙的分组数据WAP查询功能能够在数秒钟下载人口信息与照片，满足警务人员在现场进行信息查询的要求。

5. TETRA版本2的增强型数据业务（TEDS）

作为TETRA版本2（Release 2）的最重要的部分，增强型数据业务（TEDS）被市场和用户广泛关注和期待。TEDS采用灵活的信道带宽和高效的QAM调制方式，用户可选择25KHz, 50KHz, 100KHz和150KHz信道带宽。TEDS的第一个商业合同已经签署，按照合同要求摩托罗拉公司将于2009年向欧洲客户提供支持TEDS业务的产品。

在考虑从现有TETRA系统设备向未来的TETRA 版本2的过渡中，需要考虑核心交换网络、无线基站设备和用户机三个方面的因素。目前以IP交换技术构建的核心交换平台在进行软件重新配置后应该可以支持TETRA版本2中的高速数据业务；而现有的TETRA基站的硬件设备也已经可以兼容支持TEDS高速数据的信道机；在用户机方面，支持TEDS的用户机和现有的用户机将能够同时工作在控制信道和语言信道，相互之间可以实现指挥调度。

为了更好的把握和规划增强型数据业务（TEDS），利用现有的技术平台广泛开展多时隙分组数据业务（MSPD）将是用户、二次开发商的必由之路。通过MSPD业务，用户可以更好的提炼自己的需求，二次开发商可以更深入的了解TETRA数据业务的特殊性，完成向增强型数据业务TEDS过渡的准备。

6. 结论

TETRA系统的数据业务已经成为TETRA系统建设和推广的重要的组成部分。TETRA系统的数据业务和围绕数据业务开展的应用开发已经成为了轨道交通行业独到而日臻成熟的行业要求；利用TETRA短数据业务进行的GPS位置信息的上传，实现了在公共安全和政府应急领域的人员定位的要求；多时隙分组数据业务（MSPD）以及语音优先、断点续传功能不仅能够实现移动文档传输、数据库查询等功能，也是向未来TEDS业务进行过渡的必不可少的准备。

参考文献：

• Phil Kindner，Some TETRA Development，China 14th Trunking Forum, Oct 29 2007
• 冯丽，全IP平台的Dimetra数字集群系统及其应用，移动通信 2008.1