多基站PDT数字集群通信系统设计及应用

　　摘要：简要概述了国内集群通信系统发展状况，介绍了多基站PDT数字集群通信系统组成与功能，并针对局部大区域、跨区域无线语音通信的实际应用需求，开展了多基站PDT数字集群通信系统设计，并对站址选址覆盖进行了仿真分析和测试。实验证明，该系统能够实现各站点不小于10 km区域的信号覆盖，并且通过网络实现了区域之间的互联，同时预留了扩展接口，可按照后续的需求进一步融合。

　　关键词：集群通信;MSO核心网;北斗定位;功能拓展

　　0引言

　　集群通信系统又称集群调度系统，是为了满足行业指挥调度需求而开发，面向行业应用的专用无线通信系统。由于集群通信系统主要侧重于指挥调度通信，其应用可遍及公共安全、交通运输和公共事业等领域，尤其可以在应对突发事件和自然灾害的过程中发挥优势[1]。从1997年开始，信息产业部就专门组织了数字集群通信标准组来制定我国的数字集群通信标准，并于2000年12月28日發布了我国《数字集群移动通信系统体制》标准[2]。2008年，由公安部科技信息化局召集国内部分有实力的厂商研讨基于中国国情的警用无线数字集群系统新体制，其具有中国自主知识产权，标志着中国的数字集群从无到有，并步入自主高速发展阶段。

　　PDT数字集群通信具有以下特点：①信道利用率高、成本相对低;②架设便捷、入网快速;③呼叫灵活、保密性强，因此，受到广泛使用。

　　单基站PDT数字集群有效通信距离有限(15 km)，有时难以满足大区域、跨区域通信需求，严重影响工作效率。多套基站PDT数字集群通过网络联通使用，可以扩大通信范围，提供更大区域的指挥调度保障。

　　1系统组成及主要功能

　　1.1系统组成

　　多基站PDT数字集群通信系统包含3个组成部分：MSO核心网、多套集群基站、若干部终端。其中MSO核心网，用于完成整个系统的互联管理，控制逻辑组成有中心控制单元、软交换单元、数据库单元、网管服务单元、调度服务单元、MTU和互联网关等，MSO核心网逻辑结构如图1所示;2套及以上集群基站，分别完成不同区域的无线信号覆盖;多部手持终端、车载终端等接入基站，完成具体的语音、数据业务。多基站PDT数字集群通信系统示意图如图2所示。

　　MSO核心网也称移动交换局，对整个PDT数字集群通信系统的单元进行管理和控制，属于整个系统的核心组成部分，主要实现系统内部各网元之间的互联和交换，管理不同网元之间的协同工作，从而实现跨基站、跨系统的呼叫控制和媒体语音的交换与互联，遵循IP软交换逻辑体系架构，以及用户的移动性管理、鉴权、调度、网络管理、互联等功能，从而拓展系统的业务功能及应用。

　　多套数字集群基站组成了覆盖大区域终端用户的无线收发设备，每套数字集群基站组成一致，由基站控制器、信道单元、供电系统、射频分合路单元以及机柜单元和天馈单元组成。根据信道单元的配置数量，组成2/4/8多种形态的集群基站，从信道资源上决定系统所能涵盖的终端数量的多少。

　　多基站PDT数字集群通信系统中，通过手持终端、车载终端实现语音呼叫业务和数据收发业务，并结合MSO核心网及多数字集群基站完成用户需求功能。

　　1.2主要功能

　　语音呼叫及数据收发是PDT数字集群最重要的功能，具备不少于500人的在线语音呼叫功能，支持语音个呼、组呼、全呼、紧急报警、强插强拆、全双工通话、广播呼叫和电话呼叫等功能，支持短消息、状态信息、告警信息收发等功能。语音及数据业务支持用户鉴权和端到端硬件加密等防护功能。

　　网管功能是PDT数字集群系统的重要组成部分，主要由网管服务器NMS和网管客户端NMC组成。网管子系统主要对整个系统进行管理和监控，并提供操作维护功能。实现对系统内软硬件资源的配置和监控，并生成状态报告，方便用户进行故障诊断。网管子系统还提供用户管理、性能统计和安全管理等功能。

　　调度功能实现PDT数字集群系统下的用户指挥及管理，采用插件化设计，提供远程调度与管理的数字调度解决方案。可应用于制造业、能源、公安、安全、交通、金融、水利、社会服务、军队等领域，帮助用户以最快速度、最有效的手段进行紧急通知和命令发布，并可以直观地显示被通知对象的状态，包含语音调度、短信管理、可视化调度和轨迹回放等业务功能。

　　PDT数字集群还具备北斗定位功能，每个基站能支持的定位终端数量，将依据每个终端定位信息的刷新间隔确定。4载频PDT基站开通一个专用的数字时隙传输北斗定位信息，可以做到每个基站上传1 000/min条北斗定位信息，从而保证终端位置信息实时传送到指挥中心，以便指挥中心可以快速获知终端所处的位置，用于实时监控与管理。结合北斗定位对有限资源进行科学管理和有效利用，从而实现更可靠、更直观的应急指挥调度。功能包括：订阅GPS、半双工单呼、跟踪终端、GPS定位、圈选呼叫、越区告警和地图操作等。

　　此外，PDT数字集群系统具备安全可靠性，在PDT数字集群协议规范中，对于安全功能分成鉴权和端到端加密。其中鉴权功能实现移动台和集群基站间的双向身份认证，而端到端加密功能又分成软加密和硬加密2种模式，语音提供端到端的机密性保护，为用户数据提供端到端的机密性和完整性保护。

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