概述
集群通信的最大特點是話音通信采用PTT(Push To Talk)，以一按即通的方式接續，被叫無需摘機即可接聽，且接續速度較快，并能支持群組呼叫等功能，它的運作方式以單工、半雙工為主，主要采用信道動态分配方式，并且用戶具有不同的優先等級和特殊功能，通信時可以一呼百應。
發展曆程
中國在1989年開始引進模拟集群系統，1990年投入使用。随着數字通信技術的發展，
集群通信系統也開始向第二代的數字技術發展，最主要的特點是采用了TDMA(時分多址)和CDMA(碼分多址)通信方式。但是，中國的集群通信應用主要還停留在模拟技術水平，數字集群的應用較少。同時，由于各集群使用企業為了滿足其各自不同的使用要求，采用了獨立建設集群通信網絡的方案，所以衆多企業的集群網絡在網間互聯互通性、頻率資源使用、整體建設等方面存在諸多問題。此外，國外通信巨頭通過控制核心技術并設置專利等知識産權保護壁壘，使得内部接口基本不公開，技術開放性很差，系統和終端設備市場價格居高不下，也制約了中國數字集群的産業化進程和規模應用。
針對中國數字集群産業發展的“尴尬”情況，信息産業部牽頭制定了中國集群技術的發展規劃，并在新的《電信管理條例》中第一次将數字集群納入基本電信業務範疇，同時組織國内六大電信運營商在國内開展800兆數字集群商用實驗。從運營商的實驗情況來看，有中國衛通在濟南、南京及天津開展了中興基于CDMA技術體制的GoTa共網商用實驗，中國鐵通在沈陽、長春、重慶開展了中興基于CDMA技術體制的GoTa和華為基于GSM技術體制的GT800兩種技術體制的數字集群共網商用實驗。從近幾年的商用實驗情況來看并不理想，在運營成本、市場需求、運營模式、有關标準的成熟性和适用性、與公衆移動通信業務的關系上還沒有探索出讓國家滿意的商用運營模式。
阻礙因素
從數字集群商用實驗的實踐情況來分析，造成我國數字集群共網發展緩慢的原因主要有以下幾個方面。在發展數字集群技術上，考慮到國家的通信安全和幾千億元購買國外通信設
備的投資成本，國家強調我們需要具有自主知識産權的數字集群通信系統，發揮民族企業的自主創新能力，發展民族的數字集群技術标準，控制核心技術，打破國外數字集群技術壟斷。中興推出的基于CDMA技術體制的GoTa雖然在國内取得了較快的發展，成功服務于天津港、濰坊城市應急聯動、亞歐财長會議、南京十運會、青島奧帆賽等國内重大項目和體育賽事，取得了100多項發明專利，并且已經走出國門，但也應看到同歐美傳統數字集群技術體制TETRA、iDEN相比，我國數字集群技術體制從組網規模、呼叫延時、技術演進、終端質量和産業鍊上還存在一定差距。
地方監管
盡管2001年信息産業部無線電管理局下發信部無518号《關于800MHz集群頻率使用管理有關事宜的通知》，規定所有模拟集群通信系統在2005年12月31日之前必須停止運行的通知，但時至今日在已經具備共網條件的實驗城市，一些傳統模拟專網仍在運轉，當地無線電管理部門因為自身利益的原因，并沒有切實按照518号文的《通知》要求履行職責。
傳統用戶
一些靠國家财政撥款的強力部門和靠資源壟斷經濟實力較強的行業在國家數字集群運營政策還不太明朗的情況下存在自己建網的幻想，花錢不心疼，僅考慮部門和行業的利益，不算大帳，盲目自建專網，造成重複投資和資源的浪費，這也是中國數字集群共網建設很難推進的因素之一。
市場需求
中國企業經濟形态還處于成本優先的初級階段。改革開放20多年來，中國國民經濟取得了較快的發展，GDP連續3年成兩位數增長，很多民族企業快速發展起來，但同歐美發達國家相比，中國企業的經濟形态還處于起步階段，整體經濟水平不高。在很多歐美企業已由成本優先過渡到效率優先階段的時候，中國大部分企業還處于成本優先階段，在面對成本和效率時，成本因素考慮的比較多。在美國，像建築、物流等工作流動性比較多的行業對數字集群的應用相當普遍，而在中國卻很難推廣。
運營商顧慮
傳統模拟專網用戶一般都選擇自己建網，像公安部門考慮通信安全、保密的因素需要建公安專網。一些沒有經濟實力建網的用戶，成本因素考慮較多，很難說服用戶入網，即使入網ARPU值也較低，資源貢獻率十分有限。随着蜂窩技術的發展，公網運營商通過分組數據技術已能在2.5G網絡上提供POC（PTToverCellular，簡稱POC）業務，雖說受接通時間過長、占用資源過大、影響公衆用戶通信的限制，但能滿足對接通時間要求不高的小規模低端用戶，這對共網集群運營商還是有不小的沖擊力。面對不太理想的市場環境，運營企業顧慮重重。
人才匮乏
集群技術在我國發展已有10餘年，但都是以專網的形式存在，主要是本單位内部使用，缺乏共網提供服務的運營經驗。數字集群共網發展需要一種規模效應，國内主導電信運營商對數字集群興趣不大，而非主導運營商又大量缺乏運營人才，更确切地說是缺乏數字集群運營專才，因此從某種程度上運營人才匮乏也是限制數字集群共網發展的因素。
運營模式
中國經濟的發展和城市化進程的加快使得社會經濟形态越來越追求高效，社會對于高效處理緊急突發事件、信息安全的要求不斷提高，加之頻率資源的日趨緊張，如何提高頻率利用率，實現資源的最佳配置，加強政府應對緊急、突發事件的快速反應和抗風險能力已經成為我們面臨的首要任務。在這種情況下，數字集群共網必将成為未來數字集群通信的發展方向，并且中國數字集群共網的運營必須是在體現社會效益的基礎上體現經濟效益，畢竟在面對非典、地震、恐怖活動等突發事件時，人的生命是第一位的，這種情況下是無法用經濟來衡量集群共網的作用和價值的。
運營案例
在數字集群共網運營方面，歐美等發達國家已有比較成功的案例，美國Nextel是發展共網數字集群比較成功的運營商，但其誕生之時正值美國模拟移動通信标準混亂的時代，Nextel憑借類似于GSM的iDEN網絡取得了較大成就，但我國卻沒有那麼好的市場環境和機遇；歐洲芬蘭政府選擇芬蘭電信SONERA作為運營商合作組建專門的運營公司經營VIRVE網，該公司由内務部出資60%，SONERA公司出資40%，運營公司隻負責物理網絡的運營，而用戶的管理及通信的管理均由用戶部門在各自的虛拟專網中進行；比利時政府于1998年專門成立了ASTRID公司，作為全國性數字集群政府共用網的運營商，在ASTRID公司中，聯邦政府占有61%的股份，地方政府占有39%的股份，聯邦政府每年向ASTRID公司撥款作為運營維護費用。
當前運營模式
當前業内很多專家普遍認同的數字集群運營模式是“共網專用（服務于國家公共安全），專網共用（服務于企業生産調度）”的共網與專網并行的運營模式，本文認為在共網專用服務于公共安全通信方面不利于國家吸納外部資金，為此将可能背上很大的投資包袱，同時造成通信資源不能有效利用的局面；在專網共用服務于企業生産指揮調度方面很可能又回到模拟集群發展時代，各自為政、自籌建網，因為中國當前的經濟形态還不足以支撐運營一張數字集群共網，像機場、港口等經濟實力較強的行業可能選擇自己建網。
适合模式
中國在數字集群共網的運營模式上不妨借鑒參考芬蘭和比利時的成功經驗，結合中國國情，建立一支由政府控制的“國家隊”來管理，必要時犧牲公衆用戶的通信需求，保證消防、警察、救援等重要部門的通信安全，形成自己的數字集群共網運營模式。我國未來數字集群的發展服務于公共安全指揮和生産調度，公共安全是重中之重，其次是生産調度，也就是說數字集群共網運營必須以體現社會效益為主，像歐洲芬蘭、比利時政府，在以公共安全為主導的共網運營模式上，必須以政府為主導，建立一隻以政府為主的國家公共安全運營隊伍。
為促進無線移動通信産業的健康發展，政府不妨引導公網運營企業在未來3G公衆移動通信網上開放基于SIP協議的POC（PTToverCellular簡稱為POC）業務，作為公衆移動通信的增值業務，在低端非專業集群用戶市場上同集群共網展開競争，處理好共網集群與公衆移動通信網之間的競争關系，促進無線移動通信産業的健康、良性發展。形成以數字集群共網為主服務于國家公共安全和高端企業生産調度，公網POC業務為輔服務于低端非專業用戶；專業集群以體現社會效益為主經濟效益為輔，公網POC以體現經濟效益為主社會效益為輔，兩者相互補充協調發展。
發展策略
由于集群通信和公衆移動通信面對的目标客戶不同，數字集群的發展不同于傳統公衆移動通信的發展，采取“先建網，後市場”的發展模式，畢竟市場才是檢驗一項産品最為客觀的标準。考慮到我國區域和行業經濟發展的不平衡，為降低風險避免盲目投資，數字集群共網的發展策略必須打破傳統公衆移動通信的發展模式，應遵循“先市場，後建網”的市場發展策略，采取分階段、分行業、分區域的發展思路。
1.分階段就是當前數字集群共網的發展要以服務國家公共安全為己任，業務發展初期在全國副省級以上城市建設服務于公安、消防、交警、急救、城管為主體的城市應急聯動系統。在條件成熟的情況下，逐步建成複蓋全國主要省會城市、地級城市和縣級城市的三級城市應急聯動系統。
2.分行業就是針對經濟實力較強、有明确生産調度指揮需求的行業客戶，采取專網公用的方式，定制滿足特殊需求的虛拟專網解決方案吸引民航、鐵路、港口、水利、交通等行業用戶入網。
3.分區域就是依托長三角、珠三角、環渤海經濟圈的經濟實力，發揮長三角、珠三角、環渤海經濟圈的帶動和輻射作用，由東向西、由沿海到内陸逐步推進，最終建成複蓋全國的數字集群共網。
從服務濰坊應急聯動、青島奧帆賽、山東監獄、濟南城市執法的發展情況來看，山東數字集群共網基本遵循了分階段、分行業、分區域的“先市場，後建網”發展模式，在服務城市公共安全和企業生産調度方面得到了具體體現，并取得了逐步成效。
關系
與PoC關系
數字集群和3G網絡PoC業務都可以實現PTT功能。數字集群是基于信令通道的解決方案，在通話過程中，語音數據和信令數據都彙集到事先建立好的通道上傳輸；3G網絡的PoC業務采用V
oIP技術，核心網基于IMS架構，在移動終端和業務應用服務器間運行高層信令協議，把話音數據捆綁到IP鍊路上。數字集群和PoC在技術實現、網絡要求和市場定位方面都有很大的差異。數字集群主要應用于移動專網，而PoC業務主要是公衆蜂窩移動通信系統的無線增值業務。
技術特點
1.中國幾種數字集群技術
中國主要應用的幾種數字集群技術包括歐洲的TETRA，美國的iDEN，以及國内自主知識産權的GoTa和GT800。
（1）TETRA
TETRA是由歐洲電信标準協會（ETSI）推薦的标準。TETRA系統是一個空中接口信令開放的系統，并大量借鑒了GSM的概念。它基于TDMA方式，在25kb/s帶寬内分4個信道，采用較先進的ACELP語音編碼方式和（π/4）QPSK數字調制技術。它支持連續複蓋和大區複蓋，并且支持脫網直通和端到端加密功能。TETRA系統在調度功能上是比較完善的，所以它非常适合做專網，尤其是軍隊、武警、公檢法等單位。
（2）iDEN
iDEN是由摩托羅拉公司推出的，它也采用TDMA制式，在25kHz的信道上分6個時隙（已經開發出25kHz帶寬上分成12個時隙）。它的VSELP語音編碼和16QAM調制技術都比較先進。iDEN系統的起源設計就是作共網用的，所以它是集指揮調度、雙工互連、分組數據和短消息于一體的工作方式。
iDEN系統是以調度為主的，又是根據公網考慮設計的系統，所以它的基本調度系統功能包括：組呼通話、私密通話、通話提示、來電顯示。調度的先進功能包括：優先級、緊急呼叫、狀态信息、多組掃描、區域限制、孤立站運行、調度台等。iDEN系統也有虛拟網功能，通過虛拟專網（VPN），最終用戶可以管理其終端用戶的終端配置，包括開戶，增加新業務，更改調度私密号、組号、電話号碼，重新編組以及随時取得詳細通話清單和使用統計等。
（3）GoTa
GoTa（全球開放式集群架構）是由中興公司自主研發，基于CDMA1X技術面向新技術演進的數字集群通信系統，目标是滿足共網集群需要，兼顧專網集群應用。
GoTa系統基于CDMA多址方式，它采用16QAM和QPSK的調制方式和QCELP語音編碼技術，頻分雙工，上下行各1.25MHz帶寬，間隔45MHz。GoTa的空中接口在cdma2000技術基礎上進行了優化和改造，核心網采用獨立的分組數據域，基于A8/A9和A10/A11标準接口，可以公開并标準化。
GoTa具有一定的技術優勢，解決了基于CDMA技術實現集群業務的關鍵技術。在處理通信連接時也采用了共享的方式，減少網絡處理呼叫的時延。GoTa具有快速接入、高信道效率和頻譜使用率、較高的用戶私密性、易擴展和支持業務種類多等技術優點。
在GoTa系統的設計中充分考慮了數字集群通信共網的特點，面向移動運營商開發設計，充分考慮了移動商務用戶的需求，可以用一部終端将集群調度業務、普通語音業務、分組數據業務、衆多增值業務（短信、定位）等多種通信服務集成于一個網絡中。GoTa系統的靈活性高、性價比優異和功能全面等特征，為運營商開辟出更多的赢利空間。
（4）GT800
GT800系統是由華為公司研發的基于GSM技術的數字集群系統。GT800是基于GPRS和GSMR技術開發的系統，其第二階段将與TD-SCDMA技術結合。華為公司研發GT800系統是面向國内數字集群市場需求，參考現有數字集群系統的業務特性，尤其是在快速呼叫、群組業務、優先級控制、安全保密、故障弱化方面進行了大量工作，可提供滿足國内專業移動通信需求的完整集群調度業務。同時，為滿足用戶對高速數據業務的需求，GT800通過GPRS技術，實現可變速率的數據傳輸功能。GT800的第二階段通過引入TD-SCDMA，進一步提供最高速率為2Mb/s的數據業務。
GT800可以提供廣泛的業務，包括基本通話、短信、集群調度、優先級搶占、快速接續以及基于位置的路由等，同時還提供基于GPRS的數據業務。GT800适合集群通信的共網運營，也适合民航、鐵道、水利、市政、交通、建築、搶險救災、礦區等專業部門自建專網。
2.3G網絡的PoC業務3G網絡的PoC業務标準主要由OMA來制定，并基于3GPP和3GPP2的IMS網絡架構。
（1）PoC業務概念和業務特征
PoC是一種雙向、即時、多方通信方式，允許用戶與一個或多個用戶進行通信。該業務類似移動對講業務——用戶按鍵與某個用戶通話或廣播到一個群組的參與者那裡，接收方收聽到這個發言聲音後，可以沒有任何動作，例如不應答這個呼叫，或者在聽到發送方聲音之前，被通知并且必須接收該呼叫。在該初始語音完成後，其他參與者可以響應該語音消息。PoC通信是半雙工的，每次最多隻能有一個人發言，其他人接聽。
PoC的業務特性包括：
●PoC群組可以是預先定義的，也可以是臨時建立（Adhoc）方式的，或者類似聊天室的方式，用戶自行加入聊天組。
●用戶通過請求發言權實現發言，發言權的控制有一套嚴格控制機制。
●發言權由PoC業務實體授予，如果在一段時間（業務提供商設置）之後用戶沒有發言，發言權将會超時而失效。
●PoC業務實體可以在其他被叫用戶接受會話邀請之前，先給發起用戶發送指示，如果沒有用戶接收到媒體流，PoC參與者可以獲得提示。
●PoC可以與互聯網現有類似語音性質的業務進行交互，如在線遊戲，包括音頻功能的即時消息等。
在PoC體系結構中，對用戶的發言權控制是非常重要的概念。發言權控制主要是在用戶平面來完成，基于RTP/RTCP，同時OMA又定義了RTCP的一種APP應用，稱為TBCP協議，從而實現了PoC媒體流的分發和發言權的控制。對于會話的信令控制主要是應用SIP/SDP，實現SIP注冊、路由和安全方面的管理，從而保證PoC會話的完成。
（2）IMS對PoC的支持
I MS對PoC的支持主要實現在PoC業務的注冊和安全、SIP信令路由、SIP信令壓縮、地址解析、對标識隐藏的管理以及計費等功能。
在IMS的注冊中，首先用戶建立PDP上下文，通過GPRS請求或者DNS解析過程發現IMS中的P-CSCF。P-CSCF把注冊請求轉發給I-CSCF，通過I-CSCF問詢HSS而找到S-CSCF。在S-CSCF中實現注冊過程。在這個過程中PoC用戶和S-CSCF通過AKA算法實現雙方的認證和鑒權。
當用戶注冊和鑒權成功後，PoC用戶可以發起組呼請求。在會話邀請的SIP消息頭Contact的Tag中添加“+g.poc.talkburst”或者“+g.poc.groupad”，從而标明這是一個PoC群組會話。P-CSCF把呼叫邀請轉發給I-CSCF，問詢歸屬的S-CSCF的地址，從而把邀請轉發給S-CSCF。S-CSCF通過從HSS下載的iFC（初始過慮規則），根據業務觸發點，把會話邀請轉交給響應的PoCserver。PoCserver進行會話控制，并通過IMS把會話邀請轉發給組内其他用戶，在經過媒體授權和協商後，組呼可以建立。
PoC業務的計費基于IMS的計費框架，可以根據事件計費、組會話計費、發言計費等。
另外PoC業務還應用了IMS中的SIP信令壓縮功能，信令壓縮是為了節約鍊路資源，減少延時，在PoCClient和P-CSCF上實現SIP信令的壓縮和解壓縮。同時IMS還支持對其他用戶或部分用戶實現用戶标識隐藏。另外，在IMS中考慮到PoC會話媒體承載響應時間和媒體QoS平衡，使用了SIP信令的QoS等級。
業務關系
1.技術差異
數字集群要求前後向資源共享，即在一個小區複蓋範圍内所有同組集群用戶共同占用一個無線和有線信道。一個信道承載的用戶數對于集群手機數量是沒有限制的，這樣可以極大的增加資源的承載能力。單信道資源情況下，理論上可以支持無窮多個集群手機進行調度。
而PoC中每一個用戶要占用獨立的無線和有線資源，也就意味着資源占用在業務實現時有多少用戶進入組呼，就要占用多少信道資源，對于PTT來說要成倍地增加資源占用。如果隻有一個無線信道，則PoC業務就不能提供，至少要提供2個無線信道才能保證一對一的PoC呼叫。
2.關鍵指标差異
數字集群和PoC最根本的差異就是其關鍵指标——接續時延的差異。
PoC的接續時間一般都在2-3秒以上，有時候甚至達到10秒以上，如果用戶較多、使用頻率增加或網絡信号較差，接續時間會更長。而數字集群的接續時間都被控制在1秒或者更短的時間之内，這也是數字集群一直沒有被移動公網所取代的根本原因，也是其核心的競争力。
國外幾種數字集群網絡的時延指标都在1秒之内，一般的組建立時延400ms～700ms、PTT<300ms，一般一次組呼建立和維持時間分布在5-12s即結束，而PoC基本不能滿足這種要求。
3.市場定位不同
數字集群的市場定位分為兩種：一是專業用戶市場，二是公衆用戶市場。專業的數字集群用戶一般估計為移動用戶的10%左右，按照中國3億移動用戶估算，也有3000萬用戶的數字集群市場空間。
PoC業務面對的主要是個人用戶，主導的語音和綜合業務是其創造收入的主要來源，而語音和綜合業務也是目前全球移動運營商面對競争壓力最大的業務。
4.利潤率不同
首先，數字集群由于服務對象以政府、單位等集團客戶為主，對于價格不是十分敏感；其次，專業的集群調度業務所産生的任何收入都是在幾乎沒有競争下産生的，同時調度業務主要在網内實現，不存在網間結算成本；另外由于專業需要，産品的可取代性很低，這些用戶的忠誠度很高，離網率很低，這些都為數字集群運營商節約一定的運營成本。
而基于移動公網的PoC業務與運營商其他業務相比基本上都是雷同的，具有可取代的特點，所以PoC業務的經營活動和産品都面臨市場的有力競争，産品、業務價格不斷下降，利潤率不高，結算成本也占據了很大的比例，這些直接導緻了産品、業務定價時必須考慮的承受底線。
5.複蓋重點不同
數字集群客戶主要以工作為主，需要在工作區域進行有效複蓋，比如市區室外複蓋、工作區域的重點區域複蓋，同時對于農村等偏遠區域集群用戶基本上沒有複蓋需要，數字集群的這種簡單複蓋要求完全可以利用成熟的無線通信手段予以滿足，比如所有的基站都支持大區制建網，這樣就在很大程度上節約了系統投資，對于局部重點區域的複蓋手段也很成熟，如政府大樓，工廠總部等等，隻需要較低的成本就能滿足複蓋要求。
對于突發情況帶來的調度需求，通過孤立站運行和脫網直通就可以滿足需要，但是這種情況比例極低。
對于PoC業務來說由于用戶的移動性很大，分布很廣，可以說凡是有人存在的地方都需要進行複蓋，所以要求大量的網絡投入，即使僅僅考慮基本的複蓋，粗略估計至少也是數字集群網絡的2-4倍複蓋投入。
6.容量需求不同
根據市場占有率的分析，即使按照10%的比例進行考慮，足以說明數字集群對容量的要求不高，所以在建設數字集群網絡初期的時候根本不必考慮容量的壓力，可以理解為在容量上數字集群系統隻需要移動公網10%的容量資源，就可以正常運行并滿足數字集群用戶的容量要求，這對于建設一個數字集群網來說無疑是一大優勢。
而對于PoC業務來說，為了保證容量需求，移動運營商不得不使用小區制規劃建網，通過降低基站發射功率，下調俯仰角，降低基站天線高度等方式，增加基站密度，提高區域用戶容量。
