PDT數字同播常規通信系統的有線和無線通信綜合應用

韓幫偉

PDT數字同播常規通信系統的有線和無線通信綜合應用

韓幫偉

同頻同播通信系統是由常規無線通信系統演變而來的，該系統由最早的單基站通信系統擴大到多基站通信系統，大大的擴大了覆蓋區域，同時也解決了應急保障的通信要求，一方面要求移動臺能夠快速響應，同時要求提高頻率的使用效率，降低使用的復雜性。但是多基站通信系統的站址畢竟是固定的，還難以滿足移動的應急通信要求。本文就根據PDT數字同播系統的有線和無線的結合，同時結合實戰的需求，分析PDT數字同播系統如何實現有線和無線的結合，達到應急通信中的實戰快速組網和通信的要求。

同頻同播、應急通信、有線通信、無線通信

1 引言

同播系統全系統使用一個或少數幾個頻點，相鄰基站使用相同頻點。這種頻率使用方式效率高且移動終端不需要越區切換。除此之外，該系統還具備如下優點：

⊙ 組網靈活。各基站的發射機平時在原有的信道上工作。如有重大任務需多基站聯網時，指揮中心可通過網管中心將各同播基站設為一個或多個同播組，使之組成一個同播網或多個同播網，網內一呼百應，便于統一指揮調度。

⊙ 同頻同播網投入較低、實用性較強，易實現大范圍區域良好覆蓋，實現本地區無線通信；

⊙ 每個基站通過有線方式和交換中心實現IP互聯，憑借多基站組網方式實現廣區域的通信覆蓋。

⊙ 除了通過有線方式互聯外，同播基站的接入，還可以通過無線組網的方式在任何一點通過無線信號進行聯網。

2 公安應急通信的指揮調度現狀

隨著公安信息化進程的強力推進，以及全國新形勢下公安日常警務、處突維穩、反恐防暴、大型安保和重要警衛任務對無線通信指揮調度的新要求。公安專網通信系統的建設除了正在推進建設的警用數字集群（PDT）通信系統外，在重要警衛任務、大型安保等環境下，還需要建設數字同播通信網絡，該通信網絡一方面作為日常的備份網絡，另外一方面還可作為應急的指揮通信網絡。

同時，由于應急通信的特殊性以及專網通信系統的覆蓋率問題，在通信覆蓋范圍外，如果遇到應急或者重要的安保任務，來不及現場建設一套固定基站實現通信覆蓋，而且覆蓋區域也在應急實戰中帶有不確定性，所以需要在現場能夠快速的搭建常規的通信基站實現現場的覆蓋，并且，該網絡通過無線方式和已經建設的同播固定基站網絡進行有線和無線的混合組網，確保在應急情況下，現場的安保指揮和通信能夠隨時和后方的指揮中心建立聯系，實現在任何時候能快速實現“聽得見”的目標。

3 PDT同播常規組網的技術分析

3.1 關鍵技術

在同頻同播系統中，有三大關鍵技術：

（1）下行發射同頻技術。即通過頻率校正，使各同播基站發射載頻的中心頻率偏差控制在幾赫茲至十幾赫茲的水平，以免因同頻干擾中的中心載頻偏差引起令人厭煩的“嘯叫”。

（2）下行發射同步技術。即遁過定時同步，將同一路話音信號經過不同同播基站轉發且被同一移動臺接收時各路相同的話音信號的相位偏差控制在一定范圍內，明顯改善在相鄰同播基站下行信號強度相近時的接收話音質量。

（3）上行接收判選技術。即當同一路上行發射被多個同播基站同時接收到時，從中選擇信號質量最佳的一路進行中繼轉發，以改善上行話音質量。

從更深層次的技術原理上看，現有同頻同播系統的通信質量保證主要依靠的是窄帶調頻制本身所具有的同頻干擾容限（典型值為8dB），上述下行發射技術手段的使用，能在一定程度上改善相鄰同播基站下行信號的強度差異在同頻干擾容限之下（即小于8dB）時的通信質量。

3.2 有線鏈路組網

如圖1所示，數字同播系統采用IP架構，集中式交換。靈活采用星型、環形拓撲結構。數字同播系統支持IP鏈路和E1鏈路，結合實際情況選擇最適合項目的鏈路形式，實現最高的鏈路傳輸效率。

數字同播系統支持多同播網絡有線互聯組網，以實現移動終端通過撥號方式實現跨系統的組呼。同一時間最大支持32路跨同播系統的互聯呼叫。

圖1 同播系統的組網架構

數字同播系統可實現面狀覆蓋應用、鏈狀覆蓋應用、分散型覆蓋應用。

面狀覆蓋由密集的站點，會出現大量重疊，常常出現在大城市和人口密集地區，如圖2所示。

圖2 面狀覆蓋示意圖

鏈狀覆蓋由一串有輕微交疊的站點組成，通常被用于覆蓋公路、鐵路、海岸線和河流，如圖3所示。

圖3 鏈狀覆蓋示意圖

分散型覆蓋包含彼此隔開的站點，幾乎無交疊，這種情形常出現在鄉村地區，也可能是小城市的單一部分，常用行業有鄉鎮派出所、邊防等，如圖4所示。

圖4 分散型覆蓋示意圖

3.3 無線鏈路組網

專網通信基站的架設地理條件往往都比較艱苦，國內外還有許多基站建設的地方沒有有線鏈路方式進行布站，無線鏈路是其必要的選擇。其用戶主要以林業、高速、臨時應急組網以及一些有線鏈路條件困難的地方。其組網靈活，能夠快捷完成數字同播系統的無線鏈路組網。

（1）根節點（Primary Node）：具有鏈路轉發功能的鏈路節點，根節點根據需要可以劃分等級，節點等級決定轉的層級權限。

（2）葉節點（Terminal Node）：終端節點只能作為鏈路的起始點或終點存在，不具備鏈路轉發的功能。

有中心星型無線鏈路組網拓撲如圖5所示：

（1）第一層是鏈路節點層，鏈路節點層由根節點構成，通過以太網或其他有線方式連接到核心網，在制定覆蓋方案時，需要根據覆蓋范圍優先選定鏈路節點的位置。

（2）第二層是鏈路末端層，鏈路末端由葉節點構成（圖中黑色基站）。在鏈路根節點的有效通信范圍內，未端節點是可以任意放置的。

圖5 無線鏈路組網示意圖

每個根節點和所屬的所有葉節點共同組成一個無線鏈路子網，可以把這個無線鏈路子網看成一個有線的同播基站，因此可以和有線同播基站進行混合組網，如下圖所示，無線鏈路子網上行語音或數據業務達到核心網，同時有線同播基站的上行語音或數據業務也到達核心網，經過交換判選后將語音或數據業務下發到全網進行同播。

圖6 無線鏈路業務流程示意圖

無線鏈路的覆蓋半徑視布站環境所定，當環境為視距并無遮擋時理論覆蓋半徑為50km（最大覆蓋）；當環境為非視距并有遮擋時理論覆蓋半徑為15km（最小覆蓋），同播基站的業務平均覆蓋半徑是10km，那么現有的設計可以計算出目前無線鏈路組網覆蓋的最大面積（如圖7所示）：

D1 = d2=2*R+2*r=（50km ～120km）

圖7 覆蓋半徑計算示意圖

4 PDT同播常規組網和應急安保業務中的應用

PDT同頻同播因其功能特性和組網優勢，在我國專網通信系統的建設潮流中也受到很多地區建設的首選，該網絡一方面和警用數字集群（PDT）通信網絡一起為城市的安全通信保障保駕護航，另外一方面，在部分特殊領域或者警種以及特殊的場景下，PDT同頻同播網的建設更加受到關注，如警衛安保、邊防以及部分缺少頻率的地區。尤其是警衛安保任務中，組網快速、應急通信中無線鏈路組網等特性是該通信網絡的最大的特色。

通常情況下，警衛安保任務帶有路線的不確定性，再加上固定基站組網的覆蓋沒有辦法達到百分之百。現場的指揮中心可以在車上或者臨時一個合適的位置，架設一個基站快速組成一個常規網絡，完成現場的通信覆蓋。

圖8 無線和有線組網的應急應用

首先，在應急指揮現場，或者現場的應急通信指揮車，可以在現場的合適地點可以收到周邊的固定基站的部分信號，但是現場大部分區域無法收到該基站的信號。所以可在這個合適的地點快速架設應急基站，組成一個簡單的常規通信網絡，覆蓋應急通信現場。

然后，臨時架設的應急基站通過它收到的固定基站信號作為鏈路，和交換中心互通，同時也可以和其他所有的固定基站通過交換中心的有線鏈路互通。一個現場的有線和無線的混合鏈路快速的搭建完成，并和后方指揮中心實時聯系。

5 結束語

PDT同頻同播具備組網靈活、業務功能簡單、可靠性高、可操作性強等多種特性，也非常適合對業務功能需求使用比較簡單的行業客戶。同時由于應急安保任務的特殊性，PDT同頻同播常規網絡除了正常的有線固定鏈路組網外，還具備無線鏈路組網的特點。它是直接復用了基站的空口信號作為基站和中心的鏈路進行通信，這個方式既減少了通過衛星、微波等鏈路搭建的高昂成本，也減少鏈路延遲的風險。尤其適合移動安保的快速組網的需求，因此PDT同頻同播常規網絡，是與警用數字集群（PDT）通信網絡一樣，在我國公共安全行業的專網建設中，扮演了重要的角色，尤其是無線和有線自組網的應用。■

[1] 警用數字集群（PDT）通信系統總體技術規范

PDT Simulcast with the Conventional Communication System Wired and Wireless Communication Integrated Application

Han Bangwei

The Simulcast Communication System is evolved by the conventiontional wireless communication system,the system consists of multiple base stations,not only greatly expanding the coverage area,but also meet the demands of the emergency security communication.On the one hand reguire mobile station can rapid response,at the same time for higher frequency efficiency,reduce the complexity of equipment operation.But many sites of base station are fixed,isdifficult to satisfy the requirement of the mobile emergency communication.With in this paper,according to the PDT digital information system of the combination of wired and wireless, at the same time, with the demand of actual combat, the analysis of the PDT simulcasting system how to realize the combination of wired and wireless, quickly achieve the actual combat in the emergency communication network and communication requirements.

Simulcast；Emergency communication；wired communication；wireless communication

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.11.013

TN92，TN913

1672-7274（2017）11-0043-04