谈我国四种数字集群通信系统体制——郑祖辉
我国数字集群通信发展若干问题的探讨
些乃 是 ７～８位数 的 电话 号码 ， 较难 记 忆 ， 、 、 水 电
集 群通 信 系统 频 率使 用 规 划 ； （）ｎ ８０ ３ ａ 强 ０ＭＨｚ数
字 集 群 频 率 集 中 管 理 ， 以 及 有 关 ３ ０ ｚ和 ５ ＭＨ ３０ ８ ＭＨｚ频段专 用 频率使 用 的规 定等 。为 了宣 传 贯 彻 ５ ８号 文件 ， 线 电管理 局 于 ２ ０ 年 ９月 在湖 北 １ 无 ０１
召开 了由各 省 、 无委 领导 参加 的会 议 ， 市 正式揭 开 了
煤气 等公 用事业 的 服务 号码更 不 为人 知 晓 ，不 方便 市 民得到 相应 的服 务 、 助或 保护 ； 救
（ ） 部 门建立 各 自独 立 的指挥 中心 ， ２各 资金无 法 集 中使用 ，多 头投 资造成 分散 到各 指挥 中心 的建 设 资金不 足 ， 使设计 方案 和购 置 的设备 都 比较 落后 ， 很 难满 足实 际需要 ， 而且 还造 成 资金 、 物力 和 自然 资 源
联 动 系统 ）的建立 将成 为许 多城 市需 要 加紧实 施 的
重 要工 程之 一 。
当前 ， 多数城 市 的现状 和存 在 的 主要 问题 是 ： 大 （） １ 存在 多个 公众 特 服号 码 ， 比如 ： 安 ｌ０ 火 公 ｌ、
警 ｌ ９ 急救 １０ 交 警 １２等 ， 然 便 于记 忆 ， 有 １、 ２、 ２ 虽 但
作， 如何 使政府 部 门有效 利用 有 限资源 ， 加强 应对 紧
城市应 急联 动服 务 的核 心概念 为 ： 统一 报警 、 统
一
制 ，需要 认真研 究 和考虑 ，在 选择 时应 考虑 以下几
指 挥 、 速反应 、 快 资源共 享 和联合 行动 。城 市应 急
第二章 集群通信系统概述
消息集群
用户数(单位:千)
10
15
20
25
准传输集群
30
信道数
传输集群
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
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数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China 10
数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
解决"碰撞"(争用)问题方法有两种: 一种采用"定时询问"办法. 即在此系统中,给每个移动台分配一个专用时隙,若移动 台有信息发送就在该相应时隙内发送信令,这种时隙可由同 一起始定时信号导出,或由基地台轮流安排各个用户发送, 这种方式的缺点是当用户多时,效率不高.所以它适用于用 户数较少的系统. 另一种是采用ALOHA方式或时隙ALOHA入网控制技术. 在此系统中,每一消息中都会有若干检错位,使基地台可 确定收到的消息是否同移动台同时发送引起碰撞而出错.若 所收信令无差错则发送应答信令,否则有关移动台将按随机 选择时延重发消息,直到消息发送完了为止.
Southwest Jiaotong University, Chengdu, PR of China
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数字集群移动通信系统 Digital Trunking Radio Systems
一,集群通信系统的基本概念
什么是集群(Trunking)
集群通信系统(Trunking System),是一种高级专用移 动调度系统,它是从早期的无线电调度系统发展起来的, 代表着通信体制之一的专用移动通信网发展方向. 所谓集群通信系统,即系统所具有的可用信道可为系统 的全体用户共用,具有自动选择信道功能,它是共享资 源,分担费用,共用信道设备及服务的多用途,高效能的 无线调度通信系统. 系统内任一用户想要和系统内另一用户通话,只要有空闲 信道就可以在中心控制台的控制下,利用空闲信道进行通 信. 若把若干调度系统集中在一起,多信道共用,原来的每 个用户系统,作为一个用户群,仍保持各自的主属关系. 这样就构成了一个集群系统.
中华人民共和国国家标准集群移动通信系统技术体制-TianHeng
包括车载台 便携台和手持台 由收发信机 控制单元 天馈线 或双工器 和电源组成 调度台
包括有线和无线调度台两种 无线调度台由收发信机 控制单元 天馈线 或双工器 电源和操作 台组成 有线调度台除操作台外 还包括与控制中心的接口设备
基站 由若干转发器 天馈线系统和电源等设备组成 天馈线系统包括接收天线 发射天线 馈线和天线共 用器 天线共用器包括发信合路器和接收多路分路器
脉冲编码调制通信系统网路数字接口参数
术语
集群移动通信系统 简称集群系统 由多个部门或单位共用一组动态分配无线频道的移动通信系统 它主要用于调度通信 转发器 指集群系统基站中用于转发的无线收发信机 移动台 处于运动中或停在某未定地点进行通信的用户台 它包括车载台 便携台和手持台 调度台 对移动台进行指挥 调度和管理的设备 分有线和无线调度台两种 控制中心 控制中心包括系统控制器和系统管理终端等设备 它主要控制和管理整个集群系统的运行 交换和 接续 基站区 一个基站所覆盖的区域
为了扩大手持台的通信范围 可在基站区内不同位置增设多个接收站 它们可通过有线或无线传输 电路连接控制中心 受控制中心的控制 亦可采用同频中继转发站
区域网络结构 区域网络结构如图 所示 它由区域控制中心和多个单控制中心 单基站网组成 整个服务区设立 一个区域控制中心和多个单控制中心 单基站 多个基站区 相邻基站区不一定连续覆盖 形成整个服务 区 单控制中心 单基站的网络结构同 条 各控制中心通过有线或无线传输电路连接区域控制中心 受区域控制中心的控制和管理 单控制中心主要处理本基站区内和越至本基站区内移动用户的业务 区域控制中心主要处理越区 用户识别码的登记 控制频道分配 有线或无线用户寻找越区用户的业务 即位置登记 越区搜索频道的 漫游业务 这样就形成二级管理的多区网络
800M数字集群系统介绍
800M数字集群系统介绍一、什么是集群?1、定义是一种共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统，呼叫方式为PTT （Push To Talk）的一种专业移动通信系统，集中控制和管理信道并动态方式分配信道给用户。
2、特点半双工通信方式；呼叫建立速度快;主叫按下PTT键，即可建立通信链路；被叫无需任何操作，即可接听；松开PTT键，系统即可释放链路;呼叫模式为一对一的私密呼叫和一对多的群组呼叫；同一小区下的同一群组内用户使用信道方式;前向业务信道为共享方式;反向业务信道为竞争方式;3、集群通信系统的组成基站：由若干基本无线收发信机、天线共用器、天馈线系统和电源等设备组成。
移动台：用于运行中或停留在某未定地点进行通信的用户台，包括车载台、便携台的手持台。
调度台：是能对移动台进行指挥、调度和管理的设备，分有线和无线调度台两种，无线调度台由收发机、控制单元、天馈线(或双工台)、电源和操作台组成。
控制中心：包括系统控制器、系统管理终端和电源等设备，主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和接续。
4、集群通信的发展史集群通信系统诞生于20世纪70年代，最早的集群通信是模拟系统，数字集群技术从20世纪90年代中期在全球范围内兴起，90年代末期在中国出现数字集群网络，2003年4月信息产业部批准中国卫通集团在天津、济南、南京三个城市建设并运营数字集群商业共网实验网工程。
5、数字集群的定义数字集群通信系统采用先进的数字技术，数字信令方式，语音数字编码技术，先进的调制解调技术，数字集群系统集多功能于一体，在技术上和系统容量上满足大型共网的建设要求，能提供指挥调度、电话互联、数据传输、短消息收发等多种业务。
二、数字集群通信体制的行业标准：信息产业部2000年12月28日正式发布了我国《数字集群移动通信系统体制》的行业标准： A：TETRA B：iDEN。
为我国新的数字集群通信运营商以较低的成本建网和运营提供了技术基础。
TETRA数字集群系统--我国推荐的数字集群移动通信系统体制A简介
TETRA数字集群系统--我国推荐的数字集群移动通信系统体
制A简介
陆锦华
【期刊名称】《信息技术与标准化》
【年(卷),期】2001(000)005
【摘要】信息产业部近期颁布了SJ/T<数字集群移动通信系统体制>,其中,空中接口参照采用了欧洲电信标准协会(ETSI)制定的TETRA体制和美国摩托罗拉公司的iDEN体制.为了使广大从事集群通信工程、设计、运营、维护的读者进一步理解该标准,本文对TETRA体制作一简要介绍,内容包括TETRA的市场定位、优势、网络结构和电性能要求.
【总页数】5页(P28-32)
【作者】陆锦华
【作者单位】信息产业部电子第七研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.电子行业标准<数字集群移动通信系统体制>介绍(二)--数字集群系统的组成 [J], 陆锦华
2.TETRA数字集群系统设计简介 [J], 王海武
3.基于TETRA体制的CCS水电站数字集群移动通信系统设计 [J], 李全胜;刘源;邢
磊;邹琮
4.TETRA数字集群系统在轨道交通无线通信系统的应用方法 [J], 王长青
5.集群移动通信迈向数字化——从TETRA(特捷)世界大会看数字集群系统的发展主流 [J], 陆锦华
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什么是集群通信
什么是集群通信前言自从嘎纳的3GSM世界峰会召开以后，PTT（Push To Talk）和PoC（PTT over Cellular）就“热”起来了，于是乎人们对数字集群通信又提出了疑虑，“GSM 和CDMA系统不都可以增加集群通信的功能吗？何必再新建数字集群通信网络呢？”“数字集群通信系统到底还会有多长寿命？”还有一些好心的还对我国刚出现的GoTa系统和GT800系统也提出了疑问：“它们是数字集群通信系统吗？还不是在GSM和CDMA系统上加上PTT吗？”还有一些对美国的NEXTEL公司更是特别崇拜，认为它们的运营模式应该使外国学习的榜样，它们已经放弃数字集群通信而转搞PTT了……。
甚至还有一些担心在公网上实现PoC，对讲机也要被淘汰了。
看起来这个被称为“一键通”的PTT功能真是神通广大，似乎是有了它可以代替一切了。
看起来又得老调重弹来探讨什么是集群通信了？一、PMR、PAMR和TRUNKINGPMR是Private Mobile Radio的缩写，也有是Professional Mobile Radio的缩写，前者是“私密移动无线电”的意思，后者是“专用移动无线电”的意思，但总的意思是相同的，是指专用移动通信。
PAMR则是Public Access Mobile Radio的缩写，意思是“公众接入移动无线电”是指公用移动通信。
但PMR和PAMR是泛指整个移动通信，并不只指集群通信。
集群通信是从后来提出的Trunking或Trunked来的。
实际上Trunking 或Trunked的本意为中继或干线，如果直译还是树杈的意思。
为了避免与译为中继的Repeater的混淆，根据“集小群为大群”的意思，我国老一代的移动通信专家确定把Trunking或Trunked译成集群。
当然对集群通信的叫法后来也有一些不同的看法，有些专家曾提出过称为集群通信并不合适，但究竟这是一个叫法，也没有必要在名称上争论。
但集群通信是专用指挥调度系统这一点大家都是共识的、肯定的。
数字集群 制式
数字集群，是指“专用移动通信系统”，数字集群通信是二十世纪末兴起的新型移动通信系统，它除了具备公众移动通信网（GSM、CDMA）所能提供的个人移动通信服务外，还能实现个人与群体间的任意通信，并可进行自主编控，是集对讲机、GSM、CDMA和图像传输于一体的智能化通信网。
数字集群通信在技术上的特点和优势决定了它不仅具备个人通信的全部功能，而且它能控制与实现个人与群体间任意通讯，保密性高，功能丰富，真正全面实现了通讯的智能化。
至于数字集群的制式，目前国际电联已经制定报告，各先进国家都在大力开发，相继投入市场。
具体来说，数字集群系统各种制式的主要参数包括网络基础设施的费用、用户设备的费用、运营的费用以及实现大规模生产降低价格的速度等。
其中性能价格比是考虑的首要因素。
同时，开放性的标准和结构是关键，以便允许不同厂家的同类数字集群设备可供选用、多类专用网的设计和建造、各种不同的设备易于配套成网、兼容和互通、易于引入新的技术和不同的应用等。
此外，技术的先进性和产品的成熟性也是优选标准的重要考虑因素。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅数字集群制式相关的学术文献或咨询相关行业专家。
集群频率管理及数字集群移动通信发展
集群频率管理及数字集群移动通信发展信息产业部无线电管理局周春英摘要：本文在阐述集群频率规划和集群通信发展的基础上，提出了积极和稳妥地发展我国数字集群移动通信的措施。
一、引言集群通信在我国已有十多年的应用，由于种种原因，其发展经历了大起大落的过程。
模拟集群通信发展的大起大落，引起社会的广泛关注。
最近几年随着数字集群技术的成熟、国外厂商的积极推动，冷清了几年的集群通信市场又热了起来。
特别是在2000年底，信息产业部发布了《数字集群移动通信系统体制》行业标准之后，一批运营单位和专业部门纷纷提出建立数字集群通信系统，或者将其现有模拟网改造升级为数字网的要求。
800MHz频段是IMT-2000的扩展频段，同时考虑我国的频率规划和模拟集群通信系统的现状，目前不可能有新的800MHz频段或其它频段频率资源可供使用，数字集群系统只能与原有的模拟集群使用同一频段模数兼容演进发展。
如何调整使用已经规划的800MHz无线集群频率资源，以适应目前情况的变化，是无线电管理部门必须思考的一个现实问题。
二、集群频率规划及频段的使用90年代初，我国开始引进模拟集群系统。
为此，我国无线电管理部门于1992年为集群系统规划了800MHz频段内的806-821MHz（上行）/851-866MHz（下行）共15×2MHz 频率，上下行间隔45MHz，信道间隔25kHz，共600对频点。
该段频率主要用于指挥调度通信系统，是专用通信网的一部分（专用网一般使用常规对讲机和集群通信系统）。
根据当时我国的体制，将800MHz集群通信频率的指配按条块结合的原则分成了两大块。
其中400对频点由国家无委办统一规划和指配，主要用于解决中央部委组网的需求及其在京直属单位在北京地区组网的需求、军队的组网需求、服务范围涉及三省以上组网的需求及其他特殊需求；200对频点由各省、自治区、直辖市无委办统一规划和指配，主要用于本省、自治区、直辖市范围内组网的各部门和邮电部门向用户提供集群通信服务的需求及组网服务范围涉及相临两省（自治区、直辖市）的部门的需求。
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谈我国四种数字集群通信系统体制 [作者]:郑祖辉 [来源]：《专业无线通信》 [时间]：2008-5-27 15:15:37 到目前为止，经原信息产业部批准，可以在我国市场上推出的数字集群通信系统有4个，即： （1）2000年12月28日由原信产部发布的 “数字集群移动通信系统体制” 所推荐的行业标准TETRA和iDEN。 （2）2004年11月2日由信息产业部科技司发布的基于GSM和CDMA技术的GoTa和GT800两种数字集群通信系统的《通信标准技术参考性文件》。
由此，在我国数字集群通信舞台上已经活跃着4种体制的系统和网络，这4种体制正角逐着我国的数字集群通信市场。应该说，它们各有优缺点、各有特点、各有市场定位、各有用处，因此受到了各自喜爱它们用户的青睐。原信产部特别是无线电管理局对频谱高效使用是十分重视的，因为我国分配给集群通信使用的800 MHz频段只有2´15MHz带宽，按照无线电管理机构规定，当时的集群通信频段的信道间隔为25kHz，则共有600对信道，后来数字集群通信系统也使用这个频段，也按25kHz为信道间隔。但是对于我国这样一个地域广阔、人口众多的大国来说，600对集群通信信道显然是不够用的。为此，为了更好地满足有关各部门使用集群通信的需求，无线电管理局又专门开辟了350 MHz频段（共560个信道）供公、检、法等8个部门使用。
原信产部一直倡导和支持建设集群通信共网（Common network或Shared network），在无线电管理局连续发布的几个文件中也始终贯串着提高频谱效率这个意图，直到2007年发布的173号文件中还特别强调“建立数字集群通信共网为主、专网为辅的原则”。在这4种体制中，TETRA、iDEN和GT800都是采用TDMA的，而GoTa系统是CDMA的。而在工作频段占用方面，4个系统都使用800MHz频段，而TETRA还独有350MHz频段。
本文试图对我国的4个系统的概况特别是近年来的一些发展作一个简要的归纳，以供参考。但为了进一步说明我国数字集群通信的进展，有必要先对国际电联（ITU）对数字集群通信系统推荐的体制先做些介绍，因此分为两个部分来阐述。
一、国际电联（ITU）推荐的数字集群通信系统的体制 1998年3月ITU专门发布了一份题目为“用于调度业务的频谱高效的数字陆上移动通信系统（Spectrum Efficient Digital Land Mobile System for dispatch traffic）”（ITU-R37／8）的文件。这个文件指出：由于陆上移动通信的快速发展和基于数据业务的需要，提出要发展采用数字调制的以获得更高效的频谱技术的数字集群通信系统。在这个文件中提到了“调度业务”和“高效频谱”是数字集群通信系统的两个关键点，文中也提到了英文“Trunking”这个词汇，也就是我们已经译成为“集群”。文件中ITU重新强调了数字集群通信的含义。
关于频谱高效使用，众所周知从技术制度来说TDMA是高于FDMA，而CDMA又高于TDMA。但也不仅是这样，从使用角度出发，还要考虑技术的实现成熟性，和系统与设备的性能价格比。例如在下面简要提到的ITU推荐的7种数字集群通信体制中就有APCO-25和TETRAPOL两种是FDMA的。下面是经ITU审核后推荐的7种数字集群通信体制和系统。 1. TETRA：TETRA（TErrestrial Trunked Radio：陆上集群无线电）标准是由ETSI（欧洲电信标准协会）制定的，它的技术指标和性能能满足广大的处理应急业务、工业和商业部门的专用用户的使用要求。
2. APCO-25：APCO-25标准是APCO（美国的国际公共安全官员协会）、NASTD（国家电信管理者协会）以及联邦政府用户等共同合作的一个项目，这个标准是针对公共安全领域和政府工作的广大用户的需要而制定的。
3. IDRA：IDRA系统标准是由ARIB（日本工商联合会）制定的，这个标准所确定的技术指标完全能满足应急业务、商业和工业等范畴的广大专业用户的需求。
4. DIMRS：DIMRS（Digital Integrated Mobile Radio System：数字综合移动无线电系统）是用于北美地区提供综合调度业务和提高频谱效率的一种方式和措施。MOTOROLA公司的iDEN系统和它的前身MIRS系统就符合DIMRS体制。
5. TETRAPOL：TETRAPOL系统的技术指标是由TETRAPOL论坛和TETRAPOL用户俱乐部提出的，它主要为公共安全部门的用户服务，也能用做其他大型专用网络。
6. EDACS：EDACS（Enhanced Digital Access Communications System：增强性数字接入通信系统）系统的一些标准是由TIA（电信工业联合会）制定的，它提供的基于EDACS技术指标主要是为目前在全球现存大量的EDACS系统和设备的互通和兼容而制定的。它的技术指标能满足公共安全、工业、公用事业和商业用户的需要。EDAC是一个能工作在VHF/UHF，800 MHz和900 MHz频段，频率间隔为25 kHz 或12.5 kHz的双向集群无线电系统。
7. FHMA：FHMA（Frequency Hopping Multiple Access：跳频多址）系统是由以色列的一个系统评估和认证部门制定的，研发FHMA的主要动机是提高频谱效率，它提高的频谱效率达到了很明显的水平。FHMA系统主要是瞄准PAMR市场，但它也想进军商业用户。
可见，ITU推的几种数字集群通信系统中大多数采用TDMA方式（也有少数采用FDMA的），而我国的GoTa系统则是采用CDMA技术制度的。
从话音编码方式来看，1990年前后，在CELP编码的基础上，又推出了新的编码技术，如目前在数字集群通信系统中iDEN采用的是矢量和激励线性预测编码（VSELP），而TETRA采用的是代数码本激励线性预测编码（ACELP）。当然，还有其他一些新的编码技术，如IMBE等。这些新的编码技术归根到底是要达到速率低、频带利用率高和话音质量好的目的。而目前已经有更新的、速率更低（≤2.4 kb/s）的话音编码技术推出了。
数字移动通信系统对射频调制有一些要求，这些要求是：（1）占用的频带要小；（2）误码率特性要好；（3）频谱特性要好，带外辐射小等。因此，后来陆续推出了MSK、GMSK、TFM、GTFM 、QDPSK、p/4DQPSK和16QAM等新的适合移动通信使用的数字调制技术。目前iDEN使用16QAM，TETRA和FHMA均使用p/4DQPSK，这几种都各有其特点。
下表是4种数字集群通信体制技术指标和性能的比较，供参考。 参 数 TETRA DIMRS（即iDEN） TETRAPOL APCO-25
频段(（MHz） 350频段 380～390 / 390～806～821 / 851～866
1500频段
80/160 频段 380～470 130～200（VHF150）
360～512（UHF400） 400 410～420 / 420～430 450～460 / 460～470 806～821 / 851～866 470～510 806～821 / 851～866 870～888 / 915～933 800～941（UHF800） 双工间隔（MHz） 400 频段为5～10 800 / 900频段为 10～45 取决于系统设计 45 80/160 MHz频段根据需要 400 MHz频段为10 900 MHz频段为45 VHF150 可变或没有UHF400 频段为3和5
UHF800 频段139和 频段 45
RF载波间隔 （kHz） 25 25 12.5～10 6.25评估 C4FM为12.5
CQPSK为6.25 基地台最 大ERP（W） 峰值 25 未规定 25 500
平均值 25 250 500 移动台发射功率（W） 车载台 10 / 2.5 10.4 / 0.5 10 / 10 10 / 10～110 / 110 手持台 1 / 0.25 3.5 / 0.17 2 / 2 1 / 1～5 / 5
小区半径（km） 范围 3.8～17.5 5～40（由设计定） 8～28 7.6～35 手持台（郊区） 3.8 5 8 7.6 移动台（市郊） 17.5 40 28 35
地域覆盖技术 蜂窝信道重复使用 准同步（同播） 时间共享传输 分集接收机 蜂窝信道重复使用 分集接收机 蜂窝信道重复使用 同播 分集接收机 时间共享传输 蜂窝信道重复使用 同播
大数判决接收机
接入方式 TDMA TDMA FDMA FDMA 业务信道 / 载波 初始 4 6 1 1
设计容量 8 6, 4, 3, 8, 12, 等 1 1 传输速率（kb/s） 36 64 8 9.6
调制方式 p/4-DQPSK M16QAM M = 4 GMSK QPSK - c 族(包括 C4FM 和 CQPSK) 业务信 比特率（kb/s） 4.56 4.2 6 4.4 道结构 差错保护 2.633 3.177 2 2.8 编码算法 ACELP VSELP（6:1） RPCELP IMBE
电路数据 保护的（kb/s） 最高为 19.2 7.2 4.8 6.1
未保护的（kb/s） 最高为28.8 无 7.2 9.6
分组数据 面向连接 无连接 面向连接、无连接 支持IP和其他网络协议 有 IP（网际协议）
迟延扩展均衡能力（ms） A级：无均衡 B级：55.5 ms Q级：111.1 ms A级：39.8 ms B级：65.5 ms 都不用均衡器 Q级：不适用 无均衡，不需要 A级：50 ms Q级：50 ms
信道编码 具有交织加差错检测的卷积编码 具有交织加差错检测和比特优先的多速格形编码
具有交织加差错检测的卷积编码 网络ID用BCH码 数据用格形码
话音用格雷和汉明码
嵌入信号用R/S码
安全加密 安全等级 空中接口加密和鉴权可以出口 加上端对端加密的用户为最高级别的加密 可以实现 有 1、2、 3 和 4类 多算法 有 有 有 多密钥 有 有 有 加密控制 有 有 有 空中重换密钥 可以 可以 可以
切换 有 有 有 有 系统内漫游能力 有 有 有 有 在同一地区内多个运营商（系统）设计能力 有 有 有 有
通模式 移动台对移动台 双监视 中继器 集群模式网关 可以实现 移动台对移动台 双监视 网关
移动台对移动台 信道扫描 中继器
集群模式网关