GB15160-2007《无中心多信道选址移动通信系统体制》标准解读

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　　国家标准GB15160-2007《无中心多信道选址移动通信系统体制》已于2007年9月5日由国家质量监督总局以第7号公告正式发布，用以代替GB 15160-1994，将于2007年11月1日起实施。为了帮助业界解读这一标准，特将相关修订内容及宣贯措施在本文中加以介绍。
1 标准修订简况
　　信息产业部无线电管理局（以下简称无线电管理局）鉴于“目前各行业对于无线对讲机及短数据传输通信服务仍有大量需求，而150MHz、450MHz频段的频率资源已无法满足需要，有关生产厂商和用户单位提出应重视推广使用900MHz无中心通信系统”，为“鼓励有关厂商研发和生产915MHz～917MHz频段内的无中心多信道选址移动通信系统设备”，于2002年1月下达了信无函[2002]10号文《关于900MHz频段无中心多信道选址移动通信系统使用频率有关问题的通知》，2005年10月又下达信无函[2005]53号文进一步推广相关应用。
　　2002年5月国家标准委办公室下达国标委计划[2002]41号文，计划修订相关标准。该修订国家标准项目编号为：20020220-Q-339，代替GB15160-94，由中国电子科技集团公司第七研究所（以下简称第七研究所）、国家无线电监测中心起草。
　　2002年6月第七研究所接受修订计划后，即成立标准项目组，明确由原起草人教授级高级工程师李进良负责。2002年7月，无线电管理局明确由国家无线电监测中心刘丽君处长和广东省无线电监测站李坤参与。
　　GB15160-94是1993年制订的，当时的主要依据是ITU-R建议M.1032附件1《个人无线电系统》，并参照采用日本个人电台RCR标准。对该标准的修订首先要了解国际上有关无中心的技术和标准进展情况，为此，项目组与北京交通大学电信工程系合作，由黄清老师搜集有关资料加以整理，全文翻译了ITU-R无中心数字体制DSSR的欧洲ETSI标准Prl-ETS 300168，并进行了消化分析。
　　根据标准修订原则、无线电管理局的文件要求、征求的修改意见和厂家开发的情况，由第七研究所草拟了国家标准修订第一稿，并发给深圳三威公司等征求意见。之后，又相继完成征求意见第二稿和送审稿。2005年12月，通信标准技术审查部在北京由无线电管理局谢远生副局长主持召开了国家标准审查会。会议对项目组进行的工作给予充分肯定，一致同意标准的主要修订内容。会后，项目组根据与会专家的意见修改后形成了报批稿。
2 标准修订原则和标准修改主要内容
　　2.1 标准修订原则
　　2003年项目组召开了修订小型讨论会，交流了各家的研发情况，鉴于ITU-R无中心建议中的数字体制DSSR欧洲ETSI标准，只有标准并无产品，有文献称是一个失败的标准；且全球尚无数字对讲机的国际标准和产品，这说明全数字化难度很大；以及现阶段急需尽快将无中心对讲机投放市场，以充分利用这一段宝贵的频率资源等因素。项目组决定标准修订原则仍按话音为模拟、信令为数字的技术体制，只作一些必要的局部修改。
　　2.2 标准修改主要内容
　　本标准与GB15160-94相比主要修改如下：
　　删去了
　　—— 903.0375MHz～904.9875MHz和430.0375MHz～431.9875MHz；
　　—— 进有线网的功能；
　　—— 交错方式。
　　修改了
　　—— 发射功率；
　　—— 通话限制时间；
　　—— 电台呼号编码；
　　—— ROM盒；
　　—— 用户电话号码使用范围。
　　增加了
　　—— 2400bit/s数据传输；
　　—— 经网络遥控电台功能；
　　—— 强制转发、经室内分布系统转发和经网络转发功能；
　　—— 话音加密；
　　—— 电波监控空中禁发、还原，空中禁收发等功能；
　　—— 158信道的无三阶互调组法选择空闲信道；
　　—— 改善通话质量方法。
　　根据国标委组织的国标复审意见，本标准由强制性国家标准变为推荐性国家标准。
3 对主要改进的分析
　　3.1 电台呼号编码
　　电台呼号编码有2种方案。
　　3.1.1 方案1——按信无函[2002]10号文附件
　　电台呼号编码，由2个英文字母和紧接字母的5位阿拉伯数字组成，如AA12345。前2位英文字母为识别码，用于区分31个省、自治区和直辖市。第3位数字表示区域，叫区域码，其范围为0～9，可以分为十个区域。第4、5、6、7位数字，表示电台本身的地址码，其范围为0000～9999，共10000个。区域码加上电台本身的地址码，统称用户地址码，其范围为00000～99999，共10万个。识别码加上用户地址码构成用户电台呼号编码。
　　编码分析：
　　(1) 每位英文字母如用ASCII码表示需要8个比特，2位英文字母共需要16个比特，可构成26×26=676组识别码。第3、4、5、6、7位数字各用BCD码表示共需要20个比特。全部676组识别码再乘10万可构成全部用户电台呼号编码6760万个，总计需要36个比特。
　　(2) 31组作为省、自治区和直辖市识别码，每省仅有10万个号可供分配，则全国总计有310万个现行用户电台呼号编码。
　　(3) 在676组省识别码中已用31组作为省、自治区和直辖市识别码，每省仅有10万个号可供分配，若不够用时，可从676-31=645组中再指配。例如广东省为DD，很可能广州市、深圳市不久便会突破几万个号（因为现有的对讲机已超过10万台），则全省就会超过10万个号，届时则需要再指配省识别码，如广州市指配AF、深圳市指配AG，则同一个深圳市既有DD12345，又有AG12345，容易造成一系列问题。
　　3.1.2 方案2——按信无函[2005]53号文附件
　　电台呼号编码，由2个英文字母、1个16进制码和紧接的5位阿拉伯数字组成，如AAx12345。前2位英文字母为省识别码，用于区分31个省、自治区和直辖市。第3位的16进制码表示省下的地区，叫地区识别码，其范围为0～16，可以分为16个地区。第4、5、6、7、8位数字，称用户地址码，其范围为00000～99999，共10万个。2位省识别码和1位地区识别码加上用户地址码构成用户电台呼号编码。
　　编码分析：
　　(1) 每位英文字母如用16进制码表示需要4个比特，两位英文字母共需要8个比特；一位地区识别码也用16进制码表示需要4个比特，共需12个比特，可构成16×16×16=4096组识别码。第4、5、6、7、8位数字各用BCD码表示共需要20个比特。全部4096组识别码再乘10万可构成全部用户电台呼号编码40960万个，总计需要32个比特。
　　(2) 31组作为省、自治区和直辖市识别码，每省还有16个地区识别码，每地区有10万个号可供分配，则全国总计有4960万个现行用户电台呼号编码。
　　(3) 在256组省识别码中已用31组作为省、自治区和直辖市识别码，再加上16个地区识别码，每省有160万个号可供分配，例如广东省为DD，很可能广州市、深圳市不久虽会突破几万个号（因为现有的对讲机已超过10万台），但各有10万个号，估计可以维持较长时期。当有一天不够用时，可从256-31=225组中再指配省识别码。
　　(4) 当初长途电话区号和邮政编码的划分是根据该地区的人口、经济等条件经过研究确定下来的。现在将无中心对讲机地区识别码与电话区号对应起来，也就是将专用移动通信用户数与各该电话区号所属地区的电话用户数联系起来，也有一定的依据。
　　3.1.3 两种方案的比较
　　(1) 方案2比方案1所用比特数少4个，而全部呼号编码数却多5倍。
　　(2) 方案2比方案1现行呼号编码数却多15倍。
　　(3) 在某些发达省份较短时间内就会超过10万个号，届时便需要再指配省识别码，方案1容易造成下列问题：
　　① 再指配省识别码时，需要由当地无委向国家无线电管理部门申请，办理一系列的手续，增加了很多工作量。
　　② 再指配省识别码时，还需要将全国的电波监控系统软件进行升级，工作量巨大。例如：2006年9月份广州突破几万个号，需要再指配省识别码，全国的电波监控系统软件需要升级；同年12月份深圳突破几万个号，需要再指配省识别码，全国的监控台软件还需要再次升级等等。
　　③ 会出现号码不兼容现象。例如：深圳市同一个单位2005年买的电台呼号编码是DD12345，2006年买的电台呼号编码是AG12345，那么同一单位的电台就不能相互通信，而且也不能共用转发台。
　　最后，经分析决定采用方案2。
　　3.2 通过网络遥控与转发
　　由于中国一些企业集团的成员分散在不同城市或同一城市的不同地区，为满足指挥调度需要使之相互联系起来，这在过去的技术条件下是很难实现的。但是最近十年IP技术的飞速发展，给无中心系统提供了一个跨地区相互联系的手段，相关信息可以经网络进行遥控与转发。
　　
3.3 室内分布式转发
　　由于中国经济的高速发展，城市化建设日新月异，高楼林立，同时由于私人汽车数量迅速增长，很多高层建筑必然会修建多层地下停车场。因此，需要铺设室内分布式系统，以实现地下、地上、周围、远端等的全部互通。
　　3.4 电波监控
　　由于无中心系统固定采用第1个信道作为控制信道，其余信道都为业务信道，且所有的业务信道可以共用，所以无线电管理机构在审批无中心电台时，无需指配工作频率，而只需指配呼号编码。据此，可以不用监测发射频率上的信号场强的传统方法来进行电波监控，而是根据无中心系统的控制特点，采用监控控制信道的方法进行无中心系统的管理，发现并处理非法无中心电台。无中心电波监控系统架设在一个地区的制高点，可对其电波覆盖范围内的所有电台的所有呼叫自动进行实时监测，必要时可对某个电台进行监听和控制。也就是说，可实现通过一个系统对无线电管理部门辖区的全部无中心电台的所有呼叫行为进行无人自动管理，这与传统监测信号场强的方法相比可以大大节约人力物力，从而实现全面科学的无线电管理。
　　3.5 无三阶互调组法
　　无中心选址通信系统采用多信道共用方式，其信道选择方法有顺序法、随机法及无三阶互调组法。经计算机模拟，顺序法在很短的观察统计时间内控制信道即已发生严重堵塞；随机法可较顺序法长1倍的时间才发生堵塞；而无三阶互调组法可使等待概率较随机法减少1倍，不再堵塞，因此推荐优先使用无三阶互调组法。1994年标准只有80个信道的无三阶互调组法，本次修订按原理扩充到158个信道，该方法为2005年5月授权的三威公司发明专利ZL03139882.0。
　　3.6 改善通话质量的方法
　　可通过以下方法改善通话质量。在无中心控制电台守候控制信道时，把当前时间小于接收信令时间与限时时间总和的呼叫信令，按照接收信令时间的先后次序，提取所接收的全部呼叫信令中包括主叫号码、被叫号码、信道号、拆线识别码、限时时间、接收信令时间和在该信道中检测接收的场强数据，记录存储为呼叫信令数据表，并处理该数据表加以利用。之后，先修改信道搜索排序表，再按随机数指针法搜索选择空闲信道，与无三阶互调组法综合运用进行通话信道的选择，可以减少已被占用的通话信道误判为空闲信道的概率；同时可缩短呼叫建立时间；对于呼叫正在通话的主叫电台或被叫电台可以直接示忙，不用再次呼叫，可减少空中无效电波的发射；对于组呼正在通话的主叫电台或被叫电台可以先行拆线，从而提高全组用户呼通率。
　　试验表明：单纯运用无三阶互调组法作为对照组选择通话信道，同信道的串话率为7.3％，而将无三阶互调法和本发明的选呼信令数据表法综合运用选择通话信道，同信道串话率下降为1.2％，误判率比对照组明显降低6倍以上，可以显著改善通话信道之间的相互通话质量，还能缩短呼叫建立时间。该方法为2007年5月授权的三威公司发明专利ZL200510020947.X。
4 采用国际标准和国外先进标准的程度
　　本标准修订参照ITU-R建议M.1032《采用无中心控制器的多信道选址技术的陆地移动系统的技术和工作特性》，其控制信令格式、MSK调制、纠错编码和呼叫流程等完全相同，但功能上根据使用要求和技术进步情况有很多改进：如呼号编码内容与用户电话号码结合便于全国不同地区识别和来电显示；为适应高层建筑与地下建筑采用了室内分布式转发；利用了当代的IP技术增加了经网络的遥控和转发；采用发明专利改善了通话质量。因此，修订后的标准较1994年国家标准和ITU-R建议 M.1032更为先进。
5 与有关的现行法律、法规的关系
　　在我国经济飞速发展的今天，对讲机作为一种灵活、方便、快捷的信息沟通手段，日益受到人们的重视，市场虽然兴旺，但是对其管理还不到位。目前，对讲机市场存在以下问题：
　　(1) 假冒伪劣产品充斥市场
　　近两年我国每年新增各类对讲机使用者约几百万台，其中合法产品还不到30%，绝大多数产品都没有经过型号核准；很多产品的使用频率和功率不符合国家标准，严重破坏了市场的正常秩序。
　　(2) 专业对讲机管理失控
　　很多对讲机使用者不按照相应的规定去办理使用申请和审批手续，更不缴纳频率占用费，造成各地的无线电管理部门无法进行有效管理。如以80%的对讲机失控来估算，全国频率占用费年损失约8亿元之巨！
　　(3) 滥用频率造成电波秩序混乱
　　由于对讲机用户滥用无线电频率资源，任意加大对讲机功率，导致电磁环境恶化。更有甚者，一些非法用户对合法用户以及重要部门正常使用的无线电频率造成了严重影响。
　　(4) 频率资源不足
　　150MHz、450MHz频段已无法满足应用需要。现在国内大多数省市已经没有频率可供审批，但使用专业无线电的需求却大幅上升，造成很多用户只能进行非法使用。
　　(5) 违法使用对讲机给社会治安带来隐患
　　由于市场上可以任意买到各种频率、功率的对讲机，可以随意更改频率，加大功率，给走私贩毒集团、流氓盗窃团伙，特别是给恐怖分子提供了一种方便的通风报信的手段，给社会的安定带来了威胁。
　　如上所述，中国的无线电专业移动通信市场孕育着巨大的发展商机，可是没有规范的管理是难以使之向良性方向发展的。GB15160标准对加强我国无线电管理法规将起到良好的作用。
6 贯彻标准的要求和措施建议
　　6.1 贯彻标准的意义
　　GB15160-2007具有以下重要意义：
　　(1) 我国专业移动通信现阶段分数字集群、无中心对讲机、专业调频机、公众对讲机4个层次的技术体制，以满足不同用户群的需求，无中心属一种自集群系统，是实现国家专业移动通信分层发展的重要一环。
　　(2) 无中心系统是一种需要申请指配号码、办理执照、缴纳频率占用费的可监控管理系统。对于无线电波的监测控制有明确具体的要求和有效的技术手段，如能推广，对国家有效规范市场有着重要意义。
　　(3) 无中心系统有2MHz带宽，80个信道，在3公里覆盖半径可供集团用户满足2000个用户的调度需求，该系统的推广应用，可以缓解当前专业移动通信频谱资源紧张的局面。
　　6.2 贯彻标准的困难
　　无中心系统不同于过去需要申请指配频率、办理执照的专业对讲机，也不同于不要申请指配频率、不要办理执照的公众对讲机。其重要特点是：将以往由用户申请指配频率的方法，改为用户申请电台呼号编码的方法。由于很多地区无线电管理机构对无中心管理缺乏经验，经销商和用户对无中心特点没有认识，不习惯其使用与监管，因此推广应用阻力很大。
　　6.3 贯彻标准的措施建议
　　(1) 各省市应依据标准，尽快制订本地推广应用细则，自行规划和分配区域码，明确呼号编码的指配与写入、电台执照发放以及电台收费等具体规定，对该电台设备进行有效管理，保证用户信息的完整有效。在文件指导下尽快启动市场，加速培育市场的过程，才能取得并积累市场经验和管理经验。
　　(2) 各地无线电管理部门和生产厂家一起，尽快组建应用示范网，教育用户掌握无中心对讲机的使用特点，帮助克服过去专业调频机的习惯，真正将无中心产品推广到实际应用中去。并结合本地发展的实际情况，建立相应的电波监测系统，以加强管理，防止非法厂商和用户不按国家标准生产、使用900MHz无中心系统的频率。
　　(3) 重申信无函[2002]127号《关于加强450～470MH频段管理的通知》。严格400MHz频段电台的型号核准，对国家已经规定的406MHz～409MHz和409.7500MHz～409.9875MHz频段要予以防护；特别是要会同相关部门严厉打击未经型号核准的假冒伪劣电台，予以清理整顿。
　　(4)上个世纪80年代，国家无委先后在广州、深圳、无锡召开了三次推广应用技术研讨会，这是一个成功的经验，最好在新标准发布后尽快在典型地区召开推广应用技术研讨会。
　　(5) 严格禁止厂商利用915MHz～917MHz频段研发和生产不符合标准GB15160的单频单工对讲机，应鼓励更多厂商按标准研发和生产915MHz～917MHz频段内的无中心系统设备，给予优惠政策，加速形成包括系统、设备、元器件在内的制造商、经销商、网络工程商等的完整的产业链，生产多种款式的系列产品，满足不同用户的需求，在条件成熟时，组建无中心产业联盟，以推动无中心产业的健康发展。