GoTa数字集群技术浅析

GoTa数字集群系统浅析

冯艳华

(中国铁通集团有限公司吉林分公司, 吉林130051)

摘要：本文从集群通信技术发展入手，简要介绍了基于CDMA技术的GoTa数字集群系统的

组成、特点以及业务功能和应用。

关键词: 集群 通信 技术 共网运营 业务 应用

一、集群通信技术简介

集群通信系统是移动通信系统的一个重要分支，到目前为止应用依然局限在专业移动通信领域。早期的专用移动通信主要是由点对点半双工通信的无线电对讲机来完成的，８０年代初专用移动通信系统发展成为由单频道、单基地台构成的模拟通信系统，这种通信系统只能提供语音通信功能，适合小范围的专业部门使用。之后，专用移动通信系统不断发展，逐渐形成了多频道、单基地台的通信系统，这样就可以利用多频道提供话音及非话音业务，且功能相应增多。在引入多频道并且使之能够共享以后，集群通信的概念就诞生了，即采用多频道共享的单基地台或多基地台的通信系统。1985年出现了最早的集群通信系统，从技术上讲这一阶段的集群系统还是采用模拟通信的技术，即FDMA通信方式。第一代模拟集群通信系统从1987年开始投入商用。多频道集群通信系统的控制器由几个信道形成一群自动搜索可用信道给用户使用。因此，多频道集群通信系统平均每频道可提供的用户数较多且效率也较高。

随着无线通信领域向数字通信技术的方向发展，集群通信系统也开始向第二代的数字技术发展，最主要的特点是采用了TDMA方式，其频谱利用率比模拟系统大为提高，且具有更大的容量。TDMA技术不仅在面向专业用户的集群通信领域得到应用，在面向个人通信的蜂窝通信系统中也得到大规模应用，如GSM网络，随着蜂窝移动通信系统的快速发展，其发展速度和用户大大超过了集群系统的发展，人们便寻求频谱利用率更高的、容量更大、支持业务更多的无线通信技术，在这种需求的强烈驱动下，cdma2000/WCDMA等第三代移动通信技术便应运而生。相形之下，过去一直引领无线技术发展的集群通信所采用的无线技术却没有大的突破，一直停留在TDMA技术上徘徊，当然原因是多方面的。值得我们关注的是，国际上一些大的公司，也在积极将第三代通信技术应用在集群通信系统上，GoTa数字集群通

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信系统就是在第三代移动通信cdma2000基础上开发的数字集群技术。

二、集群共网运营的发展趋势

为了促进集群系统的规模应用，同时进一步提高频率使用率，集群通信系统在应用上出现了一个新的应用趋势，那就是将多个集群系统结合在一起统一使用和管理，从而达到能够共用频道和信道、共享覆盖区域、通信业务、共担费用，这一做法逐渐将集群应用从面向个别专业用户的应用朝着面向多个集团用户使用的方向发展，换句话说，集群应用朝着共网运营的方向发展。这一发展无疑将促进集群通信朝着规模化、产业化的方向发展。

集群共网是指将多个集群系统结合在一起统一使用和管理，具有共用频道和信道、共享覆盖区域、共享通信业务、共担费用等很多优点。而且，集群共网一方面可以提高频率利用率，另一方面还可以使集群运营商开拓大众用户市场，促进集群系统的规模应用，美国Nextel的成功就是数字集群共网运营的一个典范。

集群共网应用采用先进的数字集群系统，提供一系列特殊功能，如快速调度群呼、组呼、强拆、强插、缩位寻址、优先呼叫、迟后进入、控制转移、动态重组、VPN组网等，可以满足一定范围内工作性质相关的群体内部的指挥调度应用，还可以提供电话互联、数据业务、消息类业务等丰富的业务功能，满足个人通信的需求。

GoTa数字集群通信系统提供的共网数字集群技术，及时满足了集群市场的需要。下面分析一下这种数字集群通信系统。

三、GoTa数字集群系统简介

GoTa（GoTa－Global open Trunking Architechture）即开放式集群技术体制，GoTa数字集群通信系统（以下简称GoTa系统）是基于CDMA技术体制的，该项技术的产生将大大推动集群通信的发展。GoTa系统立足于“实用化”、“专业型”的集群业务需求，对现有的CDMA技术进行了优化和改进，是面向3G演进的新一代专业数字集群通信系统。

“集群共网”作为未来数字集群通信系统发展的主流趋势，具有共用频道和信道、共享覆盖区域、共享通信业务、共同分担费用等优点。GoTa系统充分考虑了集群共网的特点和移动商务用户的需求，利用一部终端将集群调度业务、普通话音业务、分组数据业务、众多增值业务（如短信息、定位）等多种通信服务集成于一个网络中，从而使用户可以充分享用GoTa系统提供的多种服务。

与传统的数字集群系统相比，GoTa系统利用CDMA2000 1X业务平台，实现了常规移动业务与集群业务在系统和终端上的完美结合，兼顾了公网和专网用户的需求，实现完善统一

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的服务，是一种技术更先进、业务更丰富、更具发展潜力的集群通信系统，能够满足宽带数据业务和新型增值业务的需求,符合现阶段及未来移动通信的发展需求，GoTa系统的应用将大大提高运营商的差异化竞争能力。

四、GoTa数字集群系统组成

如图1所示，一个基本的GoTa系统包括：BSS基站子系统、DSS集群子系统、MSS交换子系统、PDSS分组数据子系统、终端及其他扩展业务子系统。

图注：MSC/VLR：移动交换中心/拜访位置寄存器 BTS：无线收发信机

HLR/AUC：归属位置寄存器/鉴权中心 BSC/PCF/PDC：基站控制器/分组控制器/集群调度控制器 PDSN：分组数据业务节点 PDS：集群服务器 AAA：AAA 鉴权服务器 PHR：集群归属寄存器 SMSC：短消息中心 DAS：调度代理服务器 MMSC：多媒体短消息中心 DAC：调度台客户端 WIN：无线智能网系统 LBS：定位子系统

图1：GoTa系统网络结构图

BSS基站子系统采用的扩频速率为1×1.2288Mbps，单载波连续占用1.25MHz带宽，能够支持153.6kbps的高速数据传输。子系统由基站收发信机BTS和基站控制器BSC共同构成，

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主要完成集群业务、数据业务和普通电话业务的接入功能。为了能够支持集群业务和可选的数据业务，基站子系统在技术实现上还包括调度客户端PDC和分组数据控制实体PCF。

DSS集群子系统，主要包括集群调度服务器PDS、集群归属寄存器PHR和调度台代理服务器（服务器DAS+客户端DAC）三个部分。其中调度台代理服务器是可选设备，可为集团用户提供虚拟的调度服务，建立集团调度的虚拟专网。DAS服务器采用主流PC服务器，基于典型B/S架构建立一个面向调度客户端的站点。DAC客户端登录到DAS服务器站点，通过DAS与PDS、PHR的交互，执行调度管理操作。

MSS交换子系统由移动交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、拜访位置寄存器VLR、鉴权中心AuC以及短消息中心SMC等实体构成。

PDSS分组数据子系统完成GoTa系统的分组数据业务。分组交换核心网的功能实体包括：PDSN（分组数据服务节点）、HA（归属代理）、AAA（认证、授权和计费）服务器。PCF功能实体则放在无线接入网（即BSC）侧。

终端包括：商用手持终端、车载台、固定台，此外还可以根据用户的具体需求开发低端手机（只含调度业务和语音业务）、专业终端（三防手机）等，以满足不同部门、集团的多样性要求。

五、GoTa数字集群系统特点

GoTa系统基于CDMA技术，全面继承CDMA的技术和业务特点。 1、技术更先进、频谱利用率更高、网络规划更简单

GoTa系统成功地解决了基于CDMA技术实现集群业务的关键技术，拥有一系列核心专利。针对集群呼叫的特点，系统对原有的CDMA2000空中接口技术进行了优化和改进，实现了同一个小区中同一群组用户可共享同一个前向业务信道。同时为了提高呼叫建立速度，系统定义了一套相应的体制结构和协议栈，可以满足集群通信系统快速连接的需要。

GoTa系统成功解决了在CDMA上实现集群的两项关键技术，即：信道共享和快速链接。实现方案简洁，投资少，部署方便，使新增的集群业务不会对传统移动业务和网络资源带来不利影响。

2、音质更清晰、容量更大、业务更灵活、建网成本更低

CDMA系统本身所固有的码分扩频技术加上先进的内、外环功率控制，以及话音激活技术，在相同频谱情况下，CDMA的容量更大。此外，CDMA频率复用系数高，建网成本更低。

3、提供更专业的集群调度功能和高速无线宽带接入能力

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