主頁（http://www.by236.com）：集群通信標準對比之：TETRA和DMR

TETRA是一個很成熟的、功能豐富的、并已得到廣泛支持的標準，早在上個世紀90年代，ETSI就開始論證和規(guī)劃TETRA系統(tǒng)，經(jīng)過了將近十年的時間，才開始推出，所以是比較成熟的。我國也于2000年底確定TETRA為我國數(shù)字集群通信推薦型的四個標準之一。目前，TETRA已經(jīng)成為各國任務(wù)關(guān)鍵型（Mission Critical）和安全關(guān)鍵型（Safety Critical）通信的首選技術(shù)。從1997年TETRA開始商用到現(xiàn)在，已經(jīng)在全球超過了125個國家部署TETRA網(wǎng)絡(luò)，并已有數(shù)百萬各類用戶終端在使用。至2012年9月底，TETRA在我國也已經(jīng)建成接近180個網(wǎng)絡(luò)和超過30萬用戶終端。現(xiàn)在投入運行的TETRA網(wǎng)絡(luò)包括政務(wù)、公安、武警和軍隊等用于公共安全中、大型網(wǎng)絡(luò)、以及應(yīng)用于運輸、石油天然氣、機場、港口、市政工程及工礦企業(yè)等數(shù)以千計的小型網(wǎng)絡(luò)。

由于采用TDMA接入技術(shù)，DMR在12.5kHz的信道間隔中安排了2個時隙。正因為有時隙的安排，因此DMR不只使用點對點的單路通信，還利用另一個時隙發(fā)展一些新的使用方式。所以DMR分為3個層次（tier）：

tier I：普通專用對講機點對點通信；

tier II：利用另一個時隙作轉(zhuǎn)信道，不僅有點對點通信，還可作具有中繼功能的通信；

tier III：利用另一個時隙作控制信道，使之具有集群功能的通信。

DMR第一代產(chǎn)品定位于第2層次（tier II）中轉(zhuǎn)操作模式，即作為模擬常規(guī)無線中轉(zhuǎn)臺的直接替代解決方案。從2007年第一代產(chǎn)品商用化以后，已經(jīng)建成大量的單基站中轉(zhuǎn)臺和一定數(shù)量的同播網(wǎng)。第一代第3層次（tier III）產(chǎn)品在2012年商用化，其定位是代替模擬集群通信系統(tǒng)（例如MPT-1327系統(tǒng)）。而第1代產(chǎn)品（tier I）最近國內(nèi)已有十幾家企業(yè)開始推出。

其實真正比較著兩個系統(tǒng)是指TETRA和DMR的tier III（具有集群業(yè)務(wù)后無功能的DMR第三層次）。而DMR的tier I和II是對講機體制根本沒有與TETRA（網(wǎng)絡(luò)通信）的可比性。

白皮書中TETRA與DMR性能對比的內(nèi)容，主要從頻譜效率、數(shù)據(jù)吞吐量、功率效率、鄰道功率和選擇性、頻譜和覆蓋、互操作性和與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互操作等幾個方面來作比較。

一、頻譜效率

TETRA和DMR都指配每個話音信道占6.25kHz的頻譜。乍看之下，TETRA和DMR的頻譜效率是一樣的，即TETRA每25kHz信道提供4路話音（4時隙），而DMR每12.5kHz載波信道提供2路話音（2時隙）。但1個TETRA載波支持4個邏輯信道，除了1個作控制信道外，其他3個信道可以組成不同的3個組通話；而DMR第3層次（tier III）作集群通信模式時，它的1個載波可提供2個邏輯信道，除了1個作控制信道外，只有1個信道可以提供1個組通話。

2個DMR載波也支持4個邏輯信道，但有2個要作控制信道，只有2個信道可以組成不同的2個組通話（比TETRA少1個組通話）。

雖然DMR可在非專用控制信道模式工作，但當控制信道被用于業(yè)務(wù)信道時，一些包括漫游或者建立呼叫等功能將不能支持。

可見，在相同的頻譜下，TETRA顯然能夠提供更多的話音容量和更多的功能，使話音和短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長超過DMR。

二、數(shù)據(jù)吞吐量

由于采用不同的數(shù)字調(diào)制（DMR為4FSK；TETRA為π/4 DQPSK），所以它們的IP分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐量也不同：

DMR的4FSK調(diào)制每時隙最多可傳輸3.6kb/s的數(shù)據(jù)；而TETRA的π/4 DQPSK調(diào)制每時隙可傳輸7.2kb/s的數(shù)據(jù)。在TETRA標準中明確指出，每載波中的4個時隙可以捆綁使用，因此捆綁后，可以達到28.8kb/s數(shù)據(jù)速率。當然以上都是指傳輸速率，真正的信息速率（去掉開銷比特外），一般為50%~75%，這樣，DMR的1個時隙提供約2.0kb/s的數(shù)據(jù)吞吐量，TETRA提供每時隙約3.6~4.8kb/s的數(shù)據(jù)吞吐量。TETRA以每載波25kHz的頻譜資源可以多提供約75%的容量。因為一個25kHz信道的TETRA若作4時隙捆綁，則可提供約14.4~19.2kb/s的分組數(shù)據(jù)吞吐量，而DMR沒有捆綁的能力，只能提供1個時隙約為2kb/s，故TETRA是DMR的7~10倍左右。當然有人會說怎么能這樣比較呢？這是因為TETRA使用25kHz的頻道，只能按25kHz的信道間隔來作比較。

三、功率效率

1.省電：由于移動通信網(wǎng)中的每個基站都需要有一個連續(xù)的控制信道，而以往，都是靠關(guān)閉發(fā)射機來省電，是不合適的。TETRA網(wǎng)絡(luò)早就采用了關(guān)閉不用載波的省電技術(shù)，最近又采用了增強型省電技術(shù)，即在不用作業(yè)務(wù)信道的時隙不發(fā)射輸出功率。但DMR還沒有這種技術(shù)。

2.耗電：DMR的優(yōu)勢是采用了效率較高的、比較簡單的C類功放（4FSK調(diào)制），4FSK模塊的價格目前也很便宜；而TETRA采用了高度線性化的調(diào)制技術(shù)（p/4DQPSK），所以它的功放沒有DMR的效率高，而且模塊價格也要高的多。但TETRA已經(jīng)采用特別的線性化技術(shù)來改善功放，使之并已經(jīng)接近DMR的效率。與C類功放相比，線性化的好處是超強的功率控制能力和減少輸出功率的性能。

3.價格：TETRA是在25kHz中4時隙工作DMR要做到與1個TETRA收發(fā)信機相當（也是25kHz4時隙工作），則要采用2個DMR收發(fā)信機并加上合路、分路系統(tǒng)（即發(fā)射機合路器和接收機多路耦合器），顯然價格更貴，并且和TETRA相比由于合路設(shè)備損耗使得功率效率都得減半。所以TETRA比DMR具有更高的功率效率，但只有一個例外，即只需要1個DMR收發(fā)信機（即2時隙工作已經(jīng)能滿足使用要求）的情況。當然，已在前面講到，4FSK模塊價格要遠比p/4DQPSK的低得多。

所以在這個問題上，最終要看用在什么地方，采用什么系統(tǒng)，不能一概而論。

四、鄰道功率和選擇性   

設(shè)計數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)，要求它能與模擬和數(shù)字通信網(wǎng)的現(xiàn)有頻段同站、共址工作，所以對數(shù)字移動通信系統(tǒng)的鄰道功率和選擇性都有嚴格要求。在這一點，我國無線電管理局早就規(guī)定了數(shù)字集群通信的共址鄰道干擾的指標為-70dB。據(jù)了解，當時TETRA的實測水平為-66dB，還差4dB，而iDEN因為采用了16QAM調(diào)制，只有-62dB（16QAM的效率比p/4DQPSK高，而抗干擾性能比p/4DQPSK差）。GSM和CDMA等蜂窩通信系統(tǒng)的鄰道功率和選擇性性能都不夠好，需要設(shè)置保護頻帶來防止干擾。實際上，另兩個數(shù)字集群通信系統(tǒng)（GoTa和GT800）在建網(wǎng)時，無線電管理局規(guī)定需要設(shè)置保護頻帶（±100kHz）來防止干擾，因為，它們分別采用GMSK和QPSK調(diào)制。TETRA采用了較先進的數(shù)字調(diào)制（p/4 DQPSK），抗干擾性能較好，雖然指標還差一些，但無需設(shè)置保護頻帶。DMR的tierIII是否需要尚不得而知，但它的4FSK調(diào)制的抗干擾性能肯定比TETRA的p/4 DQPSK調(diào)制要差得多。

五、頻譜和覆蓋

工作在VHF頻段的DMR比工作在UHF頻段的TETRA具有較大的覆蓋優(yōu)勢，這對于低用戶密度的網(wǎng)絡(luò)特別有吸引力。TETRA也可以在VHF頻段商用化，ETSI已經(jīng)著手修改標準以覆蓋VHF頻段，已有多個制造商已經(jīng)聲明支持這一修改。TETRA的2信道或3信道分集進一步提升覆蓋能力（在大多數(shù)DMR中并不具有這一特性），這對于抗多徑衰落至少能改善5~8dB的接收機靈敏度，如果使用更多分集，改善效果更佳。目前，具有較高輸出功率的DMR基站和用戶機也已商用，它也為低用戶密度的網(wǎng)絡(luò)帶來好處。

靈敏度和載干比：目前，TETRA接收機靈敏度和載干比（共道干擾）已經(jīng)有極大改進。接收機靈敏度已經(jīng)達到-119dBm（1995年發(fā)布的原標準規(guī)定為-115dBm）；載干比已經(jīng)改善到9dB（1995年發(fā)布的原標準規(guī)定19dB）。這兩個指標的改進都有助于TETRA獲得與相同頻段的模擬無線信道相同的覆蓋能力。因此，這方面它已做到與DMR的性能相仿。

六、互操作性

TETRA的成功很大程度上歸功于多個廠家的網(wǎng)絡(luò)和用戶機可以互操作。開放的標準，多供應(yīng)商供貨，已形成高度競爭的市場，以及針對各種行業(yè)的大量解決方案。為把TETRA發(fā)展成為真正的開放的多家供應(yīng)商的標準，TETRA的互操作過程（IOP）起了很大的作用。TETRA的IOP是一個持續(xù)不斷的進程，包含進入市場的所有新功能特性的全面測試等，通過它驗證所有基本業(yè)務(wù)已超過1000項的測試，TETRA IOP是真正獨立完成的，為全球所接受的過程。

目前，還沒有其他數(shù)字通信系統(tǒng)有這樣定義完整的、獨立監(jiān)督的、復(fù)雜的涵蓋所有特性的互操作過程。

用戶可以采用不同制造商的用戶機在任一制造商的TETRA網(wǎng)絡(luò)中工作。因此用戶可以從大量網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商和用戶機供應(yīng)商中做選擇，這對于建網(wǎng)價格有著正面的影響，可以少依賴某一供應(yīng)商。由此產(chǎn)生的良性競爭也引起網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和用戶機產(chǎn)品更多的創(chuàng)新。

DMR是否會取得相同的互操作結(jié)果還是個問號，DMR標準沒有規(guī)定組成部分和功能特性（包括話音編解碼和加密選件），也沒有規(guī)定允許制造商的專有技術(shù)（包括tierIII的集群通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)）。雖然可以建議不同品牌的DMR對講機和網(wǎng)絡(luò)一起工作，由互操作測試來證明，但實際上，它僅是針對基本功能，仍然允許制造商采用不同的專有技術(shù)。在采購?fù)暾�的DMR解決方案時，乍一看，采購誰都可以，但實際上在后續(xù)采購時，只能依靠某一個供應(yīng)商。這是因為特定供應(yīng)商擁有其他供應(yīng)商所沒有的基于知識產(chǎn)權(quán)的專有特性。

七、與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互操作

為減少投資而選擇重復(fù)使用已現(xiàn)有的基站設(shè)施是可以的，但需要進行調(diào)研。調(diào)研包括再利用基站設(shè)備間或者建筑物、天線桿、天線、電纜和傳輸網(wǎng)絡(luò)等。如果期望新的數(shù)字集群通信基站（包括TETRA和DMR tierIII）的覆蓋至少要和原有的模擬集群通信基站一樣，不僅可以重復(fù)使用這些基站的站址，而且如果設(shè)備的剩余壽命足夠，則天線、電纜和天線桿都有可能再利用。

對于DMR，雖然可以認為已有的模擬集群通信的射頻合路設(shè)備和電源設(shè)備可再利用，但由于新設(shè)備的具有更優(yōu)越的性能和更小的體積。特別是電源方面對冷卻、備用電池和基站租用成本等獨有新的變化，從而使新設(shè)備的總擁有成本大大低于再利用已有設(shè)備的成本。另外，過去多基站模擬集群通信網(wǎng)絡(luò)使用模擬租用線路互連或數(shù)字（部分）E1/ T1電路，兩種鏈路運行費用都較昂貴。而TETRA和DMR tierIII都可以采用IP鏈路或者E1/ T1電路工作（如果由于商業(yè)原因需要被保留）。在這種情況下要指出的是，它們只使用很少帶寬，通常只需要模擬鏈路四分之一的帶寬。多路復(fù)用音頻線或慢速調(diào)制解調(diào)器連接銅導(dǎo)線不適宜建設(shè)DMR tierIII網(wǎng)絡(luò)。而與DMR tierIII相比，TETRA不需要更多的鏈路容量來傳輸話音、數(shù)據(jù)和信令。

模擬通信網(wǎng)絡(luò)向數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡是一個必須考慮的因素。理想的情況是，在新的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)中能夠繼續(xù)使用現(xiàn)有的模擬通信設(shè)備。通常，在全面安裝和調(diào)試新的網(wǎng)絡(luò)以后，才把老設(shè)備逐步換成新的數(shù)字設(shè)備。由于DMR使用的是與模擬通信技術(shù)相當接近的技術(shù)。所以，許多DMRtierII的轉(zhuǎn)發(fā)器和電臺都支持模擬和數(shù)字兩種操作，允許逐步從模擬向數(shù)字過渡。但是，這種雙模操作不適用于DMRtierIII的數(shù)字集群通信工作模式，現(xiàn)有的模擬通信設(shè)備根本與DMR tierIII的數(shù)字集群通信協(xié)議不兼容。實際上，確實沒有任何模擬集群通信協(xié)議（例如MPT-1327、LTR或Smartnet等）向DMRtierIII平滑演進路徑。盡管有些DMR制造商提供雙模的tierIII終端企圖支持MPT-1327和DMR以獲得過渡簡化的想法，但在逐步過渡到DMR之前，這些網(wǎng)絡(luò)的擁有者不得不購買DMR的專用終端設(shè)備。

一種通用的互操作的方法是在原有模擬和新數(shù)字網(wǎng)絡(luò)之間部署一個網(wǎng)關(guān)。實際上在TETRA網(wǎng)絡(luò)早已提供可以與其他包括模擬通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)連接的的網(wǎng)關(guān)，它支持這些系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)與TETRA網(wǎng)絡(luò)之間的互操作。這就使原有用戶可以從以話音為主的操作發(fā)展到以信息為中心的操作，充分使用TETRA的先進功能。

TETRA和DMR的tierIII各有自己的用戶群，這兩個標準基本上是互為補充。不能說是一個系統(tǒng)替代另一個系統(tǒng)。更重要的是TETRA是數(shù)字集群通信系統(tǒng)，是以網(wǎng)絡(luò)形式出現(xiàn)的；而DMR是數(shù)字對講機體制，只有它的tierIII才具有部分數(shù)字集群業(yè)務(wù)和功能。TETRA是一個成熟的的標準，是一個不斷演進和提高、且在不斷更新的標準。到目前為止，在我國已建的將近200個TETRA網(wǎng)絡(luò)中，除了反映價格偏高和早期的設(shè)備偏重外，從體制和技術(shù)上還沒有聽到不滿的意見。可見是一個比較成熟的系統(tǒng)。現(xiàn)在，ETSI正在研究TETRA的第三代解決方案，它將進一步做到功能先進，安裝簡單，高度可靠，價格合理。

DMR也是一個比較成熟的數(shù)字對講機標準，它的特點是在對講機點對點通信的基礎(chǔ)上，研發(fā)出中繼及有部分集群業(yè)務(wù)和功能的系統(tǒng)，它是一個從終端向網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的系統(tǒng)，所以是很可貴的。由于它的技術(shù)限制，只能具有部分數(shù)字集群通信的業(yè)務(wù)和功能。但是DMR tierIII仍然有比較廣闊的市場，例如一些小型城市（縣城等）、小型機場、港口等建設(shè)的用戶群不是很多的網(wǎng)絡(luò)都市比較合適的，因為那里對抗干擾的要求不是很突出。可預(yù)見DMR也將會和TETRA一樣會受到世界各國認可的。

所以這兩個系統(tǒng)同時并存。各自開拓自己的市場是基本沒有矛盾的。如果說有矛盾，也主要在數(shù)字集群通信低端用戶的市場上有競爭。

如果非要把DMR和TETRA作比較，那么，從上面的一些簡要分析中，可見一斑。即主要是TETRA的靈活性和功能特性比DMR tier III強，而話音容量和數(shù)據(jù)吞吐量也是TETRA較大。

所以，TCCA（TETRA和關(guān)鍵通信協(xié)會）的CEO Phil Kinder先生曾表示說：“雖然我承認DMR有它的位置，但是對于關(guān)鍵（Mission Critical）通信的用戶，如果他們?nèi)タ慈珘勖鼤r間成本和全壽命擁有的好處，那么答案只有一個，那就是TETRA”。

隨著針對工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用的小型TETRA解決方案的實施，即使最受成本約束的應(yīng)用，例如建造業(yè)、私人保安、零售、餐飲和倉儲等，也都將會采用TETRA系統(tǒng)。由于TETRA是基于開放標準，還能保證不同供應(yīng)商提供的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的互操作。故用戶可受益于一個豐富的專用無線通信設(shè)備應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)，不必鎖定于某一廠家。