IDEN 数字集群通信系统简介

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一. iDEN的历史
iDEN Integrated Digital Enhanced Networks 增强型数字网络。iDEN系统于1994年在美国洛杉矶问世，是由摩托罗拉公司提出的一种数字集群制式，工作于800MHz频段范围，它的主要特点是可以和GSM兼容，适合组大网。
二. iDEN在世界的应用
目前在北美、南美及亚洲十三个国家投入商业应用。全球iDEN用户已超过1000万。摩托罗拉的 iDEN系统在亚洲也取得了巨大发展，其中包括与韩国仁川国际机场，中国深圳和上海等有关单位签署的合同以及在日本、菲律宾、韩国，新加坡和中国福建等地正在运行的iDEN网。
三. iDEN在中国的应用
2000年12月28日，信息产业部正式批准和发布的我国"数字集群移动通信系统体制"电子行业推荐性标准中，确定了两种体制，即iDEN和TETRA两个数字集群通信系统体制，是国内的推荐性行业标准。已经建好的有福建省集群通信公司和深圳市运输局的两个iDEN数字集群通信网。正在建设的有上海联通国脉iDEN数字集群通信网，北京的一个Harmony网。重庆，江苏、浙江、广东、陕西、内蒙古等地也都表示要建设数字集群通信共网。可以说，数字集群移动通信共网将在我国进入大规模建设时期。

四. iDEN使用的先进技术
iDEN（integrated Digital Enhanced Network）是一个共用频率，作指挥、调度用的专用数字集群通信系统。它采用时分多址（TDMA）技术、VSELP（Vector Sum Excited Linear Prediction）矢量和激励的线性预测编码技术和抗干扰能力强的 M－16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）正交振幅调制技术，并采用了和GSM系统相同的双工通话结构以及特殊的频率复用方式，使系统具有低功率、大容量、广域覆盖的特性。
五. iDEN系统的性能特点
多址方式：TDMA
信道宽度：25KHZ
每信道时隙数：6 或 3
适用频段：800MHZ和1.5GHZ
带宽：15MHZ
收发双工间隔：45MHZ
调制方式：M--16QAM
话音编码：4.2kbit/s
六. iDEN系统的业务功能
1. 调度业务主要有单呼，群呼，选择通话群呼，空中编程，PTT-ID呼叫。呼叫指示，自动登记漫游。
2. 电话互连业务主要有位置更新，漫游，过网，呼叫建立，紧急呼叫，数据呼叫，附加业务。
3. 短消息业务，语音信箱。
4. 电话交换的数据/传真业务支持移动用户和PSTN用户之间数据/传真业务的点到点双向连接。
七. iDEN系统具有以下改善业务
1. 优先权队列
iDEN系统把业务分为8个优先等级，紧急呼叫优先权最高。优先权队列允许要求高的调度用户在系统忙时可以根据需要分时段接入。在基站忙时，通信信道将根据提供给每一通话群或业务的优先权来排队。但是，多级优先权仅对调度群呼有效，对于私呼，电话互连和电路数据等业务而言，所有用户具有同样的优先权。
2. 分组数据业务
分组数据业务在每一信道的总速率为 6kbit/s~128kbit/s。并将按要求/适应性来安排带宽，与目前大多数网络的分组数据兼容，而且采用开放的接口。每一用户可根据起带宽占用一个RF信道的1-6个时隙。
3. 状态信息
iDEN系统将为大的繁忙的通信应用提供一个状态信息来提高其调度能力。任意通话群中的用户都可以发一个状态码给现行通话群的调度员，调度员可观察到发送者的移动台ID和数字状态码。
八. iDEN系统的关键技术
1. 时分多址TDMA技术
时分多址是把时间分割成周期性的帧，每一帧在分割成若干个时隙。然后根据一定的时间分配原则，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接受各移动台的信号而不混扰。同时基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动台只要在指定的时隙内接收，就能在合路的时隙中把发给它的信号区分出来。
iDEN系统把每个25kHz信道分割为6个时隙，每个时隙占15ms。在每个时隙开始设置同步码作时隙同步，采用频分双工方式。
2. VESLP语音编码技术
iDEN数字集群系统使用语音编码技术是先进的矢量和激励线性预测编码技术(VSELP)它是将30ms的语音作为一个编码子帧，得到126比特的语音编码输出，即信源编码速率为4.2kbit/s，再加上3.2kbit/s采用多码率格形成前向纠错码，形成7.4kbit/s的数据流，使信号电平在较高或较底的输出情况下，都可改善音频质量，得到高质量的话音输出信号。在系统覆盖范围的边缘地区，VESLP改善话音信号的效果更好。
3. M--16QAM调制技术
调制技术是数字移动通信系统射频接口的重要组成部分。iDEN系统采用M--16QAM调制技术。这是专门为数字集群系统开发的一种调制技术。这种调制方式具有线形频谱，克服时间扩散产生的影响。
它的基本特点是将传送的信息比特首先分为M(=4)个并联的频分复用子信道，脉冲滤波，与分路载波一起调制，并在频分复用器中与它的副载波信号混合，合成的总信号形成M--16QAM信号。解调过程和编码过程相反。
九. iDEN与GPRS数据传输性能比较
GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，是一种基于包的无线通讯服务。它是利用"包交换"（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的包交换就是将Data封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式，因为像Internet这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。
此外，在 GPRS的标准里，GPRS 可以提供四种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护（Error Protection）能力。利用四种不同的编码方式每个时隙可提供的传输速率为 CS-（9.05K）、CS-2（13.4K）、CS-3（15.6K）及CS-4（21.4K），其中 CS-1的保护最为严密，CS-4则是完全未加以任何保护。每个用户最多可同时使用八个时隙，所以 GPRS理论上的最高传输速率171.2Kbps。
但是要达到GPRS传输速率的理论值171.2Kbps是有条件的，要求只有一个用户占用所有8个时隙，并且没有防错保护。一个网络运营商不可能把所有8个时隙全给一个用户使用，因此用户们使用带宽也将受到严重限制。所以，在理论上GPRS的最大速率将会受到网络和终端现实条件的制约及其使用用户数量的限制，目前中国移动GPRS速率最高才达到CS-4即21.4Kbps的传输速率。
实际应用中，由于GPRS和GSM因此都使用相同的网络资源，势必会造成一些相互干扰，从而影响数据传输速率。
IDEN同时具有电路交换和分组交换的功能,电路交换功能用于电话互连,网间互连和短消息服务。分组交换功能用与调度呼叫，虚拟专网。iDEN系统的终端可以是电话类型的设备，PDA，数据终端设备。
IDEN采用了矢量和激励线性预测编码（VSELP），将模拟话音信号进行压缩，变为7.4Kbps的数字信号；M-16QAM正交调幅调制技术，使25KHZ单一信道传输速率达到64Kbps，具有比GPRS更高的频谱利用率。在C/I>18Db，采用16-QAM调制技术，可以达到22kbit/s的数据传输速率，在将来iDEN的数据传输速率可以提高到44kbit/s。因此在数据传输方面iDEN优于GPRS的数据传输能力。
iDEN系统的另一个显著的特点是每一个MS在它的归属DAP中分配固定的IP地址，移动用户就可以随时访问自己的虚拟专用网络(VPN), 这种固定IP地址带来的好处之一就是就是移动后进行连接时不需要象目前这样每次都要进行重新启动以获得新的IP地址。而GPRS是动态的分配IP地址，因此iDEN有更快的网络接入速度。