PDT集群通信在戈壁環境下的應用

陳海燕 丁一杰 孟小君 臧鷹

【摘要】? ? 隨著信息技術的不斷發展，現代通信已覆蓋全國大部分地區，但西部部分戈壁沙漠人煙罕至，暫時沒有手機網絡信號，這種環境下局域的語音通信顯得尤為重要。本文介紹了PDT集群通信技術的概念、功能優點，并以戈壁灘某單位實際需求為牽引，結合單位業務特點建設一套PDT集群通信系統，實現通信覆蓋，解決多崗位協作溝通難的問題。

【關鍵字】? ? PDT集群? ? 戈壁環境? ? 通信覆蓋

引言：

近年來信息技術迅猛發展，現代通信技術不斷提升，短短十幾年，已從最初的1G時代發展到5G和物聯網時代，在通信速度和通信質量上都有了質的飛躍。我國西北地區沙漠、戈壁占據了很大一部分土地，導致部分區域人口較少且居住分散，尤其在大漠或戈壁深處的無人區更是氣候惡劣、交通不便，進行通信建設難度大、成本高、使用率極低，基礎通信暫時沒有實現全地域覆蓋[1]。在這種環境中開展短期科學考察、工程建設、礦產開發等活動，參與人員需要統一指揮、協調工作，然而距離超過幾十米不借助通信工具溝通就有難度[2]。為提高工作效率，必須建設局域語音通信系統，實現工作區域指揮調度的通信保障[3]。

一、現狀和需求

某單位進駐戈壁開展工程建設，生活與作業區域較大，人員分布于約100平方公里內。現階段各分區通信主要依賴傳統模擬對講機，超出3km語音通信就難以有效覆蓋，而且對講頻道有限，不具備點對點個呼或特定群組協同調度等功能，目前通信問題已一定程度上影響工作的順利開展。

本文建設一套PDT集群通信系統，解決各分區域統一指揮調度和協同工作問題，實現以下建設目標：

1.具備點對點通信、群呼、組呼、強插、強拆等功能，并具備短消息收發、狀態確認等附加功能。

2.具有覆蓋區域廣、話音質量高、使用方便、便于架設和維護等特點，滿足復雜地貌環境下的語音通信需求。

3.具備鑒權加密功能，保證系統內部通話安全。

系統建成后，可實現以基站為中心，半徑不小于5km范圍通信覆蓋。該區域內，工作人員可通過數字集群終端，實現系統內所有終端的點對點通信、群組對講、指揮調度和短消息收發等功能。

二、PDT集群通信系統概述

PDT標準（全稱Professional Digital Trunking：專業數字集群標準）是我國公安部牽頭，組織多家專業通信領域的優秀企業和科研機構共同開發制定的具有中國自主知識產權的集群通信標準。該標準借鑒了國際上成熟的標準技術，融合了中國特色的專業通信經驗，可滿足多數集群通信行業用戶的需求。作為一種成熟的、開放的、先進的具有中國自主知識產權的數字集群通信技術，吸引了國內外眾多廠商研發投入和市場推廣，基于該標準的相關產品已實現大規模商用[4]。

2.1系統組成

集群通信系統一般由基站（固定式或車載式）、天饋系統、手持終端以及管理服務器（含軟件）等構成，示意圖如圖1所示。基站與天饋系統主要用于完成無線信號覆蓋，在戈壁灘使用要求基站體積小、重量輕、架設便捷，能夠適應多種架設場景，同時還需具備高等級的防水、防塵、防雷能力。手持終端主要提供通信接入，實現語音、數據、短消息等通信需求。終端品質符合高等級的工業防護標準，確保終端在惡劣工作環境中發揮優異的性能。管理服務器（主要用于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，并可生成狀態報告，方便用戶進行故障診斷。

2.2系統主要功能

系統具備數百人在線語音呼叫功能，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、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。提供設備安全管理、用戶和群組管理、數據統計管理等功能。支持用戶鑒權和端到端硬件加密等防護功能。

2.2.1? 豐富的語音呼叫功能

PDT集群終端具備傳統對講機的點對點呼叫功能。系統支持群組呼叫功能，可滿足不同業務單位間的工作組劃分，各組內部自行通話，互不干擾。系統具備優先呼叫功能，在接收低優先級的呼叫時，若檢測到站內有更高優先級的呼叫，系統將結束低優先級的呼叫，然后接入高優先級的呼叫。

2.2.2? 高效的語音調度系統

PDT集群通信系統調度功能豐富，在工作過程中，各級指揮員可以根據實際需求，利用PDT集群通信系統進行點呼、全呼、廣播呼叫，從而實現靈活調度，命令下達準確、高效。

2.2.3? 基本數據業務功能

PDT集群通信系統可以提供多種數據通信方式，主要包括終端狀態數據和短數據通信。系統可以實現終端用戶的狀態和告警信息的收發。工作過程中，調度臺除了利用語音呼叫進行調度外，還可以將短信作為輔助方式，確保了調度信息下達準確、清楚，實現精細化調度。

2.2.4? 可靠的安全功能

基于PDT標準的集群通信系統擁有我國自主研發的安全加密技術，能夠保證所有通話的信息安全。利用先進的數字技術，可實現鑒權、空口加密、端到端加密功能，可最大限度的確保用戶通信的私密性，確保通信安全。系統通過ID鑒權來防止非法用戶接入系統或者合法用戶接入假冒系統。

三、應用情況

3.1站址選擇

結合地理環境和通信范圍需求，可初步確定基站布設范圍，然后對初選范圍實地勘察，再結合供電、天饋安裝施工條件等最終確定安裝位置。基站的安裝一般需要考慮以下四個方面。

1.基站架設應選擇地勢比較高，有穩定電源的地方。

2.基站周圍應視野開闊，不能有高于天線的建筑物或地形遮擋。

3.饋線長度不宜超過80米，避免饋線衰減過大，影響覆蓋范圍。

4.基站不能選擇在有其它無線電信號干擾的地方。

3.2建設情況

單位作業點主要分布在A、B、C、D、E、F 6個區，其中A區地勢高、視野好、基礎設施較為齊全，且安裝維護安全、方便，故在A區架設集群基站，天饋系統20米，同時覆蓋其它5個區，基站安裝情況如圖2所示。

系統安裝完成后，以A區為基點，向其他各區進行通信測試。經測試，基站通信覆蓋半徑達到16km，B、C、D區、E區場坪對講機功率較高，通話效果良好;E區東、西兩庫房內通信質量不穩定，分析原因主要是庫房為鐵架結構，屏蔽了部分信號傳播;F區距離較遠，信號傳播有所損耗，故通話中有少量雜音，但無較大影響，具體情況如表1所示。

系統將A、B、C、D、E、F區劃分為獨立的工作組。經測試，各終端可發起個人對個人的通話;各組內終端能夠獨立通信互不干擾;系統能夠通過調度臺對全部用戶發起呼叫，實現“一呼百應”的功能;終端可發送短消息給單個用戶、用戶組、調度臺，具體情況見表2。

四、結束語

PDT集群技術具有先進、開放、安全等特點，能夠較好滿足各專業應用群體的指揮調度通信需求。系統建成后，擴大了單位通信覆蓋范圍，解決了多崗位實時溝通協作的問題，為單位工作順利開展提供了便利。此外，PDT集群具備很好的系統兼容性與擴展性，可以滿足后續進一步隨通信需求。

參? 考? 文? 獻

[1]鄭大永.發展西部山區通信的思考[J].重慶郵電學院學報（社會科學版）.2002年第4期.

[2]薛鋼琴.礦用即時對講通信系統的研究及應用[J].煤礦機電.2019，40（6）：10-14.

[3]張婷.800M數字集群通信的應用[J].電子技術與軟件工程.2016：47.

[4]彭思源.專網通信中無線技術選擇及比較研究[J].信息通信技術與政策.2018（11）：57-60.