多基站PDT數字集群通信系統設計及應用

　　摘要：簡要概述了國內集群通信系統發展狀況，介紹了多基站PDT數字集群通信系統組成與功能，并針對局部大區域、跨區域無線語音通信的實際應用需求，開展了多基站PDT數字集群通信系統設計，并對站址選址覆蓋進行了仿真分析和測試。實驗證明，該系統能夠實現各站點不小于10 km區域的信號覆蓋，并且通過網絡實現了區域之間的互聯，同時預留了擴展接口，可按照后續的需求進一步融合。

　　關鍵詞：集群通信;MSO核心網;北斗定位;功能拓展

　　0引言

　　集群通信系統又稱集群調度系統，是為了滿足行業指揮調度需求而開發，面向行業應用的專用無線通信系統。由于集群通信系統主要側重于指揮調度通信，其應用可遍及公共安全、交通運輸和公共事業等領域，尤其可以在應對突發事件和自然災害的過程中發揮優勢[1]。從1997年開始，信息產業部就專門組織了數字集群通信標準組來制定我國的數字集群通信標準，并于2000年12月28日發布了我國《數字集群移動通信系統體制》標準[2]。2008年，由公安部科技信息化局召集國內部分有實力的廠商研討基于中國國情的警用無線數字集群系統新體制，其具有中國自主知識產權，標志著中國的數字集群從無到有，并步入自主高速發展階段。

　　PDT數字集群通信具有以下特點：①信道利用率高、成本相對低;②架設便捷、入網快速;③呼叫靈活、保密性強，因此，受到廣泛使用。

　　單基站PDT數字集群有效通信距離有限(15 km)，有時難以滿足大區域、跨區域通信需求，嚴重影響工作效率。多套基站PDT數字集群通過網絡聯通使用，可以擴大通信范圍，提供更大區域的指揮調度保障。

　　1系統組成及主要功能

　　1.1系統組成

　　多基站PDT數字集群通信系統包含3個組成部分：MSO核心網、多套集群基站、若干部終端。其中MSO核心網，用于完成整個系統的互聯管理，控制邏輯組成有中心控制單元、軟交換單元、數據庫單元、網管服務單元、調度服務單元、MTU和互聯網關等，MSO核心網邏輯結構如圖1所示;2套及以上集群基站，分別完成不同區域的無線信號覆蓋;多部手持終端、車載終端等接入基站，完成具體的語音、數據業務。多基站PDT數字集群通信系統示意圖如圖2所示。

　　MSO核心網也稱移動交換局，對整個PDT數字集群通信系統的單元進行管理和控制，屬于整個系統的核心組成部分，主要實現系統內部各網元之間的互聯和交換，管理不同網元之間的協同工作，從而實現跨基站、跨系統的呼叫控制和媒體語音的交換與互聯，遵循IP軟交換邏輯體系架構，以及用戶的移動性管理、鑒權、調度、網絡管理、互聯等功能，從而拓展系統的業務功能及應用。

　　多套數字集群基站組成了覆蓋大區域終端用戶的無線收發設備，每套數字集群基站組成一致，由基站控制器、信道單元、供電系統、射頻分合路單元以及機柜單元和天饋單元組成。根據信道單元的配置數量，組成2/4/8多種形態的集群基站，從信道資源上決定系統所能涵蓋的終端數量的多少。

　　多基站PDT數字集群通信系統中，通過手持終端、車載終端實現語音呼叫業務和數據收發業務，并結合MSO核心網及多數字集群基站完成用戶需求功能。

　　1.2主要功能

　　語音呼叫及數據收發是PDT數字集群最重要的功能，具備不少于500人的在線語音呼叫功能，支持語音個呼、組呼、全呼、緊急報警、強插強拆、全雙工通話、廣播呼叫和電話呼叫等功能，支持短消息、狀態信息、告警信息收發等功能。語音及數據業務支持用戶鑒權和端到端硬件加密等防護功能。

　　網管功能是PDT數字集群系統的重要組成部分，主要由網管服務器NMS和網管客戶端NMC組成。網管子系統主要對整個系統進行管理和監控，并提供操作維護功能。實現對系統內軟硬件資源的配置和監控，并生成狀態報告，方便用戶進行故障診斷。網管子系統還提供用戶管理、性能統計和安全管理等功能。

　　調度功能實現PDT數字集群系統下的用戶指揮及管理，采用插件化設計，提供遠程調度與管理的數字調度解決方案。可應用于制造業、能源、公安、安全、交通、金融、水利、社會服務、軍隊等領域，幫助用戶以最快速度、最有效的手段進行緊急通知和命令發布，并可以直觀地顯示被通知對象的狀態，包含語音調度、短信管理、可視化調度和軌跡回放等業務功能。

　　PDT數字集群還具備北斗定位功能，每個基站能支持的定位終端數量，將依據每個終端定位信息的刷新間隔確定。4載頻PDT基站開通一個專用的數字時隙傳輸北斗定位信息，可以做到每個基站上傳1 000/min條北斗定位信息，從而保證終端位置信息實時傳送到指揮中心，以便指揮中心可以快速獲知終端所處的位置，用于實時監控與管理。結合北斗定位對有限資源進行科學管理和有效利用，從而實現更可靠、更直觀的應急指揮調度。功能包括：訂閱GPS、半雙工單呼、跟蹤終端、GPS定位、圈選呼叫、越區告警和地圖操作等。

　　此外，PDT數字集群系統具備安全可靠性，在PDT數字集群協議規范中，對于安全功能分成鑒權和端到端加密。其中鑒權功能實現移動臺和集群基站間的雙向身份認證，而端到端加密功能又分成軟加密和硬加密2種模式，語音提供端到端的機密性保護，為用戶數據提供端到端的機密性和完整性保護。

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