浅谈PDT同频呼叫自组网无线系统文档格式.docx

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作为公安无线应急通信网的规划和建设时，必须考虑这条“无线绿色通道”，平战相结合。

2008年，由中国公安部牵头制订的警用数字集群系统PDT这是一份结合中国现状与实情、放眼国际、浓具中国特色的数字通信标准，经过四年多的努力，一部具有中国自主知识产权标准可望在近期发布。

它的先进性、兼容性、扩展性彰显出来。

新标准的出台，将推动公安无线通信从模拟系统向数字化系统发展的开始。

一、PDT多基站同频呼叫无线通信系统的特色

“PDT多基站同频呼叫无线通信系统”：

（ProfessionalDigitalTrunking）专用数字中继多基站同频呼叫无线通信系统。

他是根据公安今后发展趋势的PDT标准并集合公安应急无线通信保障的特点，设计的一款专业无线通信系统。

该系统最主要的优势：

集数字/模拟集群系统之优点，数模兼容、平战结合、建设安装方便快捷成本低、能够适应各种特殊环境的应用，抗干扰能力强、保密性好、可靠安全、兼容性强、节省频率资源、并具有有线/无线双链路互补的全新模式。

适用于公安各种场合运用。

系统通过管理终端系统可任意配置：

模拟MPT集群、数字PDT集群、模拟同频同播网、数字同频同播网及数字/模拟双制式共享基站。

系统的组成如下图，主要包括：

系统管理终端、数字交换机、PDT数字或MPT模拟信道机、基站控制器、收发无源分合路设备、有线和无线链路设备等组成。

全数字无中心交换机：

无线系统网全数字专业硬交换技术设备，采用无中心分散交换技术，实现网络高等级的稳定性。

基站控制器：

每个基站必须配置的基站控制设备，具备多种功能模块选择，包括各种基站联网链路技术模块。

信道机：

专业化信道机，以各种模块形式组成，根据不同需求，选择不同模块，应用于不同的场合。

收发无源分合路设备：

包括各种条件下的无源收发分合路设备，接收宽/窄带滤波器、宽/窄带双工器、天线前置放大器/分路器、发射宽窄带合路器、单向器等等。

适应全部条件下基站收发分合路应用。

终端设备：

模拟/数字车载基站，车载电台，固定电台；

便携基站（包含模拟/数字电台功能）；

单/联席简型/多媒体调度台；

系统录音台；

系统大屏显示系统等等。

图一（PDT多基站同频呼叫无线通信系统结构框图）

从（图一）结构组成看是简单，但从技术含量、实用价值、系统安全、操作使用都具有鲜为人知的特色。

下面进行逐一阐述：

特色1：

自主知识产权的语音加密技术使我们摆脱了依靠国外标准、无自主加密手段的时代。

特色2：

电台等级的启用。

系统划分16等级电台优先等级。

高等级电台组呼正在通话中的低等级电台时，不是拆除信道，而是将相关电台从正在通话组呼中调离出来，原通话组可以继续工作。

大幅度提高应急通信的分级速度，可以解决系统容量中日常通信与应急通信的矛盾，可以保障重大应急通信场合的畅通问题，可以全面放开基层细分组呼应用。

由于等级分明，确保了指令畅通。

特色3：

数字同频呼叫（同播）技术。

该技术使有效覆盖区大幅度增加，语音效果大幅度提升，引入PDT集群系统中，强化了多基站均衡覆盖效果，适用于重大通信工作。

系统日常通话工作于主干网，各基站处以正常通话组工作。

应急状态时，系统工作于应急网，所以基站的部分信道自动切换为应急通话组，确保“无线绿色通道”畅通。

待任务结束后再转为正常通话组。

在音频处理上是已经是全数字化流程，该系统设备技术全面数字化，信道机数字化，特别是无中心交换机的全数字化技术（注意，不是PCM传统交换机技术，PCM技术在音频会议上同样产生音频摇动直接威胁同播效果），提供了全数字化同频同播处理技术的基础。

射频频率的同步是靠卫星的秒脉冲，以数字同步技术锁定发射机频率，提供最精确的各个基站相同的射频发射频率，这是模拟信道机所不可及的技术精度。

音频同步精确度是数字音频每个数字信号为单位进行同步，不但精确度高，而且不受链路延时变动影响，有两个本质的区别：

第一是不需要工程的音频延时调试，装机后直接运行即可实现精确同频同播，第二是稳定性，无论链路条件变化与否，同播效果不会受到影响。

特色4：

动态频率库分配技术。

在数字化提高利用率四倍的基础上大幅度提高效率，提供最可贵的技术保障，避开发达国家频率发展瓶颈。

该系统基站信道不是配置固定频率使用，在没有分配通信工作时，信道机是空置频率，只有在集群分配指定某信道参与通信通话工作时，才由软件频率库配置频率给信道机，因此全系统的频率使用是动态分配，包括一个基站本身各个信道之间动态分配频率，也包括各个基站之间互为动态分配频率使用，这样可以在一个系统内实现最高效率的频率利用率，按照近十年的使用经验，大约可以提高频率利用率5--8倍以上。

由于采用了动态频率库技术，集群系统内各个基站信道机之间的同频同播也不是固定信道机工作模式，每次发起呼叫后组合而成的多基站同频同播是由各个基站任意信道机组合而成，以此逻辑也就提供了同频同播各个基站之间信道机的故障弱化能力。

故障弱化能力强：

在传统的基站信道频率是写死的，发生干扰只能将信道机关闭或到现场人工改变信道机的频率。

这样不但增加工作难度，同时还影响通信。

动态频率库分配技术，他将改变传统信道机固有频率模式，而是采用动态自动分配方式，有干扰的频率可不参与自动分配。

这样既节省频率、提高通话质量，有能减少基站维护工作量。

特色5：

多分集接收技术。

提供更佳的接收效果，特别是抵消高速行车中多普勒效应、大城市密集楼群阻挡通信效果，有非常良好的表现，极大的提高了覆盖场强偏弱区域的语音连续性和清晰度。

特色6：

引入传统成熟的组呼漫游技术。

彻底放开组呼自动漫游，提供真正的警力电台应急跨区域移动通信，让警用集群成为真正的集群系统。

组呼漫游功能，是传统的集群系统功能，但是在PDT数字系统发挥作用，要成为一个基本功能。

集群通信系统的基本优势就是多基站广域覆盖，而集群的呼叫类型里面基本的工作呼叫是组呼，那么组呼不给于全自动全网工作功能，集群就是空话。

公安MPT1327使用二十年，受制于经济条件、频率资源利用率，基站容量不足，组呼漫游发展不起来，干警的结论是：

集群不如常规好用。

一个多基站的大型集群系统，电台可以任意基站进行组呼通信，那就是说比一个常规传信台覆盖大多了，再加上200毫秒的建立呼叫时间，那么用户将告诉你，PDT集群系统确实比常规好用。

组呼漫游技术的应用，实现真正的集群覆盖。

特色7：

按键通话。

回归真正的PTT--PushToTalk，在建立呼叫时间技术支持下，将体会按键即通话的效果，并摆脱建立呼叫时间的烦恼。

呼叫速度是一个硬指标：

<

250--300毫秒。

关联的技术环节有：

电台速度、系统处理速度、加密鉴权、链路传输速度。

模拟MPT1327应用二十年，按一下建立呼叫，再按一下开始通话，这个时代已经过去，如果一台PDT数字电台建立呼叫时间大于500毫秒，那就是说回到模拟时代，倒退二十年，因为数字电台与模拟电台差别是数字电台按PTT即可开始送话，500毫秒将是一个垃圾指标，无法工作了。

按PTT即刻送话的间隔最大时间是300毫秒，再大一些，用户的习惯就不可跨越。

特色8：

系统采用模块化系列。

从全数字无中心交换机、基站控制器、信道机等硬件设备均采用标准模块化结构系列。

此系列产品可根据不同用户需求，组装成适合各种环境下客户所需的设备。

体积小重量轻、灵活多样、安装快捷、架设方便、便于维修、运行可靠等特点。

特别适合于复杂环境及移动性强的场合。

特色9：

从系统链路上采用有无线双备份常规同频同播网。

基于有线链路的系统网，为了更加可靠的保障自然灾害应急通信目的，可以在有线联网的基础上，增加无线链路，实现双备份运行模式。

有线链路网采用IP链路的设备配置相于同上述E1链路条件配置，只是E1模块改为IP模块。

IP公安网络作为同播系统链路条件，最大的不可控因素是IP分组交换的时间不一致性，系统全数字处理交换机技术，支持采用IP网络作为同频同播链路。

为公安市场提供最简练的成本低廉的链路条件。

无线链路采用单频点数字链路技术，针对每个基站进行无线备份联网。

无线链路网络的另外一个功能是为移动基站提供链路通道，实现车载移动基站与网络固定基站自动组网，一体化运行，移动基站在移动中，与相邻基站联网并实现同频同播功能，从根本上解决了移动基站延伸覆盖，直接增强覆盖效果的目的，解决了移动电台在固定基站和移动基站之间过网漫游的不确定因素致命问题。

特色10：

无中心集群系统网技术。

无中心集群是按照公安通信、社会应急通信发展需要设计完成的专业无线通信网络技术，同时也是新一代公安PDT数字集群通信系统技术。

该技术实现可持续性长久发展，系统全面适应新数字发展方向，从信道机、交换系统、链路系统等直接向数字系统兼容发展。

具有五项主要特点：

1　系统可靠性：

硬件基站架构、无线网络技术、有线网络技术全部是分散结构多级冗余，主要是全部无中心结构设计，各个基站可以独立运行，基站之间自动检测联网。

系统提供有线E1、公安IP网、无线三层联网通道以及环形联网技术，不存在系统瘫痪的逻辑可能性。

2　组网灵活性：

可以组单基站小网，可以组省级大网；

可以有线联网，可以无线联网；

可以有线（E1电信链路/公安IP链路）/无线物理通道并存；

可以配置为集群网，可以配置为常规同播网；

可以设置为集群/常规混合并存网；

可以星型联网，可以环形、条形联网。

3　建网自组性：

建网组网结构采用无中心全自组网技术，实现了快速应急组网功能，以简易组网技术、快速建网结构技术实现系统网络标准化、快速建设为目的。

整个系统设备全部以标准化模块组合成为各种基站、信道、天馈线总成、系统通信网络。

任何扩展功能，用户只是选择功能模块直接使用即可。

4　经济实用性：

无中心技术结构形成各个基站以及有线联网、交换系统设备的一致性、标准统一化结构，直接结果是造价低，稳定可靠性高。

无中心集群系统分散/集中动态使用频率技术，可以节约50%以上频率资源，直接结果是提高了频率资源的价值，净化350兆公安通信空中环境。

5　数字前瞻性：

从信道机收发信机，直至系统网络交换系统，全部以下一代公安PDT数字系统设计，兼容各项PDT收发标准，软件直接升级全数字、数模兼容系统。

平滑过渡到数字调度系统时代。

PDT同频呼叫（同播）无线通信系统不但具有上述十大特色，同时还有下列强大的系统应用功能和主要技术指标：

1、系统应用功能：

序

功能名称

说明

1

单呼

跨前缀；

动态频率子基站、固定频率分基站单呼；

2

选择限制单呼

定义允许单呼的电台

3

组呼

动态频率子基站、固定频率分基站组呼；

组呼维持

过GTC功能

4

组呼再入

某组呼正在通信，新电台呼叫此组直接进入。

但是拆线权不转移。

5

保卫组

最高等级组呼，直接分配到保卫组信道，实现同频同播覆盖。

通话时间可设置任意长。

6

组呼漫游

支持每个电台可以参加4个漫游组呼。

实现组呼基站定义跟随电台移动基站。

7

组呼合并

用于数字模拟电台组呼互通；

也用于不同组合并；

8

组呼代传

维德特殊功能，用于电台漫游至区域外基站下工作时，组呼指令其返回原基站通信。

9

电台动态重组

靠管理终端实现，应用于有线调度台

10

电台等级

1—8级，无拆信道权力；

9--16级，遇忙直接拆信道使用。

11

短信息

12

GPS电台定位

两种模式：

通过控制信道。

选择通过控制信道副时隙传输。

13

数/模双制式

双控制信道，数字模拟电台同时入网工作，共享全部信道资源。

14

数/模互通

数字电台与模拟电台之间组呼、单呼通信

15

电台遥毙复活

16

拓展应用接口

可接：

鉴权服务器、录音服务器、数据库服务器、全网监视大屏服务器、调度服务器、、、

2、系统主要功能：

双制五模系统

软件控：

MPT模拟、PDT数字双制式；

模拟/数字集群系统、同频同播系统、双制式共享系统

控制信道弱化

控制信道机任何部位发生故障，自动退出，并启动第二信道为控制信道。

同控制信道

各基站用相同频率控制信道提供系统服务，节约频率、提供极速过网呼叫。

通话信道弱化

通话信道机任何部位发生故障，自动退出，并向系统管理终端报告故障部位。

跨基站同频同播通信

凡是涉及两个以上基站组呼、单呼，即启动多基站同频同播功能。

卫星时标热备份

卫星时标提供同频同播热备份硬件功能，确保系统同频同播高可靠性。

静止频率过滤

信道机静止情况下，检测频率环境，遇干扰自动调整频率库频率。

通话遇干扰避让

通话中遇到频率干扰，自动将工作频率更换，同时调整电台工作频率，躲避干扰源。

动态频率库分配技术

全系统支持横向、纵向频率动态分配功能，实现极限逻辑频率利用率。

二、三分集接收

基站提供二分集、三分集接收选择，抗击移动电台多径衰落产生的不良通话质量影响。

接收通道故障弱化

分集接收提供接收系统多通道互为备份。

基站监视

发射功率、接收场强、电源电压、基站温度、静噪门动作、信道分配数据；

基站控制

发射功率、静噪门限、开关信道、发射机频偏、运行参数调整；

交换系统热备份

全网交换系统，各个交换通道，全部硬件双热备份，任何硬件故障毫秒级自动切换。

E1/IP混合链路交换

交换机支持采用E1形式和IP形式的混合交换功能

标准易网联网接口

交换机具备公安部标准异网联网接口，提供插拔式联网技术。

3、系统主要指标：

单呼建立时间

单基站：

300毫秒。

跨基站：

350毫秒

组呼建立时间

260毫秒。

300毫秒

地区网电台数据容量

可登记大于4万台移动终端。

（视漫游组呼电台登记参与的组呼数量而有出入）

全网电台数据库容量

没有限制。

（全网指全省网络、全国网络系统）

地区网组呼库容量

大于3000个。

全网组呼容量

地区网保卫组数量

具备频率干扰检测功能的保卫组6个同频同播通道。

单基站电台定位容量

通过控制信道传输：

50--500；

通过控制信道副时隙传输：

100--1000；

（视定位时间间隔）

无线数传速率

单时隙4.8Kbps；

双时隙9.6Kbps

频率软件管理

远程控制更换基站工作频率、全网软件频率调整管理功能。

地区网基站容量

32个节点X32个基站X16载频=1024个基站、16384个载频、32768个信道

二、PDT多基站同频呼叫无线通信系统在公安应急通信中的应用与发展

PDT多基站同频呼叫（同播）无线通信系统具有稳定可靠、组网灵活、经济实用、抗干扰能力强、保密性好、兼容性强、节省频率资源等创新点和前瞻性，是可持续发展的一种新模式。

也是为应急无线通信提供“无线绿色通道”的通信系统。

他的运用与发展将为公安无线应急通信带来不可替代的作用。

下面列举几个组网案例，进一步阐明该系统在公安应急无线通信系统中的作用。

案例一：

PDT多基站同频呼叫（同播）无线通信系统在中心城区的应用

2001年9月11日纽约和华盛顿连续发生的恐怖暴力袭击事件,飞机撞入世贸双子楼,给美国人民带来了深重的灾难,也给全世界人民敲起了警钟。

从这一事件吸取的教训首先是缺乏事前信息,使得此次恐怖暴力袭击没有被及时处理。

其次是缺乏快速反应,从第一架飞机撞击纽约世界贸易中心一号大厦,到第二架飞机撞击世界贸易中心二号大厦,相隔18分钟,到第三架飞机撞击华盛顿五角大楼,相隔45分钟,没有对后续的袭击事件采取及时阻止措施;

再者一个多小时世贸大厦才倒塌,救援不及时,以致遭受惨痛的巨大损失。

但是从“9·

11”事件来看,说明灾情汇集不炅,研判不准,美国的防灾体系仍然比较脆弱。

当灾难发生时,信息是决定性的关键,无论是灾情汇集、灾情研判、调度指挥,呼救求援,通信都是必不可少的。

遗憾的是往往发生灾变时公众通信系统首先失灵。

此次袭击事件中,纽约市的固定通讯系统几乎陷入瘫痪,美国电报电话公司也一度中断了纽约的手机通信。

“9·

11”事件告诫全球,常规的有线通信和蜂窝移动通信在灾难发生时都不足以保证信息的畅通,说明建立一个具有抗毁性的应急指挥调度通信网对于事前的防范、事后的抢救是多么的重要。

建立一个具有抗毁性的应急指挥调度通信网是多么的紧迫。

假设在一个中心城区，发生突发灾难性事件，造成公网瘫痪，急需专网无线系统进行应急指挥调度，传达指令，抢险救灾。

此时，很有可能一个应急指挥调度无线系统在发生意外时，同样会出现有线链路中断，形成单站的局面，系统失灵，无法进行指挥调度。

就算专网系统能够运行正常，但在处理突发性事件中，由于抢险队伍多，无线通信频繁，会造成信道柱塞，领导指示无法下达，同样会影响无线应急通信的畅通。

这对抢险救灾将产生严重的后果。

为此，应急通信网络建设必须考虑城市建筑的特殊性，按照建设应急通信网络的战略目标，分析新

形势，讨论新问题，研究新任务，明确新要求；

必须站在战略高度，依靠无线通信网、服务城市；

必须加强无线网络覆盖，必须满足城市的突发性、复杂性特点，从而规划整体建设方案。

要建立一套应急无线指挥调度专网系统，必须考虑在任何特殊情况下，都能通的上，指挥的下。

应急无线通信专网系统，在设计和建设时必须考虑日常和应急状态下的使用。

并且还需充分考虑城市的高楼建筑与地下室内的覆盖。

根据这一目标，建议采用公安部警用PDT数字集群标准。

采用4FSK调制TDMA技术，12.5KHz频率间隔，PDT制式发射功率大，覆盖范围略优于传统常规电台。

PDT多基站同频呼叫（同播）无线通信系统（见图二）是适用于日常和应急情况下无线通信指挥系统。

他将骨干网与应急网相融合，彼此可相互转换。

图二（案例一应用图）

骨干网采用PDT多基站数字集群系统技术：

利用集群系统的智能化优点，发挥集群系统规模优势、利用好集群管理技术、故障弱化技术等等。

针对用户通信需要，再融入数字同频同播系统技术，动态频率库等等先进技术。

主干网设计建设采用集群系统技术模式，例如：

采用同频率控制信道技术、动态频率库技术以及数字同频同播技术，可以大幅度提高载频的利用率。

在日常非应急通信工作中，可以使用集群通信模式，提供基本的单呼、组呼功能，对各个部门之间，部门内部之间使用选择性私密通信服务，减少一呼百应的相互影响问题。

应急通信时自动转常规数字同频呼叫（同播）技术：

一旦进入应急工作状态，发起工作组呼号码（应急预案规定的号码），系统分配同频同播工作状态，自动进入了常规数字同频呼叫（同播）模式，集群系统不回收语音信道，电台可以在所有基站之间任意移动，一直通话至应急工作完成。

此工作模式解决了集群模式唯一的不足，即在极端应急情况下，建立呼叫的时间和偶尔的信令呼叫碰撞延误，是应急状态下不可接受的大故障。

同时也非常适应指挥员、一线工作人员之间的常规通话习惯模式。

可见，采用集群技术模式组网，充分利用集群先进的架构技术，组成任意规模的覆盖网，可以对电台进行鉴权管理、可以实现系统的各种故障弱化、可以灵活的分配信道。

反之，固定的常规系统，个别信道故障没有自动调配更换能力，导致严重故障，频率受到干扰也没有回旋的余地等等问题。

因此，组建集群技术网，充分发挥集群系统的技术优势，一旦进入应急通信状态，自动转入常规通信模式，是应急骨干网的有效技术模式。

有线（IP或E1或双E1）链路和无线单频数字链路互为备份技术：

在正常情况下，系统采用有线（IP或E1或双E1）链路工作。

发生特殊情况，有线链路中断，系统将自动转入无线链路，保障系统能够正常工作。

从上面三种技术运用到无线通信系统中去，充分发挥PDT同频呼叫（同播）无线通信系统在应急通信保障中的作用，弥补常规系统出现的，日常通信不够用，应急状态通不上的局面。

案例二：

PDT同频呼叫（同播）无线通信系统在中西部地区的应用

我国中西部地区地形地貌复杂多样，在重大保卫工作及突发性事件中，无线通信保障十分重要。

特别是2008年汶川8级特大地震突发事件。

造成地面通讯设施及建筑物大面积倒陷毁坏及大规模生命财产损失，一时陆地交通及通信指挥联络瘫痪。

使之丧失通信联络与协调指挥能力。

在这种情况下，应急无线通信显得尤为重要。

因此，值得反思以往应急通信的发展策略与战略，以求取得更有实效、更好、更快的应对效率与实际效果。

我国中西部地区的特殊环境，给应急无线通信系统建设带来很大麻烦。

特别是有线链路问题，山区光纤无法架设且投资巨大。

使用微波链路成本又高，通信受天气影响，不稳定可靠性差。

只有通过无线链路的方式，这是最好的选择。

PDT多基站同频呼叫（同播）无线通信系统充分展现了在我国中西部地区特殊环境下应用的能力。

他独特的无线数字单频链路，传输性能好、抗干扰能力强、链路稳定、安全可靠、建设成本低、维护容易等诸多特点是其它链路无法可比的。

（见图三）

图三（案例二应