韓幫偉

PDT數(shù)字同播常規(guī)通信系統(tǒng)的有線和無線通信綜合應(yīng)用

韓幫偉

同頻同播通信系統(tǒng)是由常規(guī)無線通信系統(tǒng)演變而來的，該系統(tǒng)由最早的單基站通信系統(tǒng)擴(kuò)大到多基站通信系統(tǒng)，大大的擴(kuò)大了覆蓋區(qū)域，同時也解決了應(yīng)急保障的通信要求，一方面要求移動臺能夠快速響應(yīng)，同時要求提高頻率的使用效率，降低使用的復(fù)雜性。但是多基站通信系統(tǒng)的站址畢竟是固定的，還難以滿足移動的應(yīng)急通信要求。本文就根據(jù)PDT數(shù)字同播系統(tǒng)的有線和無線的結(jié)合，同時結(jié)合實(shí)戰(zhàn)的需求，分析PDT數(shù)字同播系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)有線和無線的結(jié)合，達(dá)到應(yīng)急通信中的實(shí)戰(zhàn)快速組網(wǎng)和通信的要求。

同頻同播、應(yīng)急通信、有線通信、無線通信

1 引言

同播系統(tǒng)全系統(tǒng)使用一個或少數(shù)幾個頻點(diǎn)，相鄰基站使用相同頻點(diǎn)。這種頻率使用方式效率高且移動終端不需要越區(qū)切換。除此之外，該系統(tǒng)還具備如下優(yōu)點(diǎn)：

⊙ 組網(wǎng)靈活。各基站的發(fā)射機(jī)平時在原有的信道上工作。如有重大任務(wù)需多基站聯(lián)網(wǎng)時，指揮中心可通過網(wǎng)管中心將各同播基站設(shè)為一個或多個同播組，使之組成一個同播網(wǎng)或多個同播網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)一呼百應(yīng)，便于統(tǒng)一指揮調(diào)度。

⊙ 同頻同播網(wǎng)投入較低、實(shí)用性較強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)大范圍區(qū)域良好覆蓋，實(shí)現(xiàn)本地區(qū)無線通信；

⊙ 每個基站通過有線方式和交換中心實(shí)現(xiàn)IP互聯(lián)，憑借多基站組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)廣區(qū)域的通信覆蓋。

⊙ 除了通過有線方式互聯(lián)外，同播基站的接入，還可以通過無線組網(wǎng)的方式在任何一點(diǎn)通過無線信號進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。

2 公安應(yīng)急通信的指揮調(diào)度現(xiàn)狀

隨著公安信息化進(jìn)程的強(qiáng)力推進(jìn)，以及全國新形勢下公安日常警務(wù)、處突維穩(wěn)、反恐防暴、大型安保和重要警衛(wèi)任務(wù)對無線通信指揮調(diào)度的新要求。公安專網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)除了正在推進(jìn)建設(shè)的警用數(shù)字集群（PDT）通信系統(tǒng)外，在重要警衛(wèi)任務(wù)、大型安保等環(huán)境下，還需要建設(shè)數(shù)字同播通信網(wǎng)絡(luò)，該通信網(wǎng)絡(luò)一方面作為日常的備份網(wǎng)絡(luò)，另外一方面還可作為應(yīng)急的指揮通信網(wǎng)絡(luò)。

同時，由于應(yīng)急通信的特殊性以及專網(wǎng)通信系統(tǒng)的覆蓋率問題，在通信覆蓋范圍外，如果遇到應(yīng)急或者重要的安保任務(wù)，來不及現(xiàn)場建設(shè)一套固定基站實(shí)現(xiàn)通信覆蓋，而且覆蓋區(qū)域也在應(yīng)急實(shí)戰(zhàn)中帶有不確定性，所以需要在現(xiàn)場能夠快速的搭建常規(guī)的通信基站實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的覆蓋，并且，該網(wǎng)絡(luò)通過無線方式和已經(jīng)建設(shè)的同播固定基站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有線和無線的混合組網(wǎng)，確保在應(yīng)急情況下，現(xiàn)場的安保指揮和通信能夠隨時和后方的指揮中心建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)在任何時候能快速實(shí)現(xiàn)“聽得見”的目標(biāo)。

3 PDT同播常規(guī)組網(wǎng)的技術(shù)分析

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

在同頻同播系統(tǒng)中，有三大關(guān)鍵技術(shù)：

（1）下行發(fā)射同頻技術(shù)。即通過頻率校正，使各同播基站發(fā)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(fā)射同步技術(shù)。即遁過定時同步，將同一路話音信號經(jīng)過不同同播基站轉(zhuǎn)發(fā)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(nèi)，明顯改善在相鄰?fù)セ鞠滦行盘枏?qiáng)度相近時的接收話音質(zhì)量。

（3）上行接收判選技術(shù)。即當(dāng)同一路上行發(fā)射被多個同播基站同時接收到時，從中選擇信號質(zhì)量最佳的一路進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，以改善上行話音質(zhì)量。

從更深層次的技術(shù)原理上看，現(xiàn)有同頻同播系統(tǒng)的通信質(zhì)量保證主要依靠的是窄帶調(diào)頻制本身所具有的同頻干擾容限（典型值為8dB），上述下行發(fā)射技術(shù)手段的使用，能在一定程度上改善相鄰?fù)セ鞠滦行盘柕膹?qiáng)度差異在同頻干擾容限之下（即小于8dB）時的通信質(zhì)量。

3.2 有線鏈路組網(wǎng)

如圖1所示，數(shù)字同播系統(tǒng)采用IP架構(gòu)，集中式交換。靈活采用星型、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。數(shù)字同播系統(tǒng)支持IP鏈路和E1鏈路，結(jié)合實(shí)際情況選擇最適合項(xiàng)目的鏈路形式，實(shí)現(xiàn)最高的鏈路傳輸效率。

數(shù)字同播系統(tǒng)支持多同播網(wǎng)絡(luò)有線互聯(lián)組網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)移動終端通過撥號方式實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的組呼。同一時間最大支持32路跨同播系統(tǒng)的互聯(lián)呼叫。

圖1 同播系統(tǒng)的組網(wǎng)架構(gòu)

數(shù)字同播系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)面狀覆蓋應(yīng)用、鏈狀覆蓋應(yīng)用、分散型覆蓋應(yīng)用。

面狀覆蓋由密集的站點(diǎn)，會出現(xiàn)大量重疊，常常出現(xiàn)在大城市和人口密集地區(qū)，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(diǎn)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(diǎn)，幾乎無交疊，這種情形常出現(xiàn)在鄉(xiāng)村地區(qū)，也可能是小城市的單一部分，常用行業(yè)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(wǎng)

專網(wǎng)通信基站的架設(shè)地理?xiàng)l件往往都比較艱苦，國內(nèi)外還有許多基站建設(shè)的地方?jīng)]有有線鏈路方式進(jìn)行布站，無線鏈路是其必要的選擇。其用戶主要以林業(yè)、高速、臨時應(yīng)急組網(wǎng)以及一些有線鏈路條件困難的地方。其組網(wǎng)靈活，能夠快捷完成數(shù)字同播系統(tǒng)的無線鏈路組網(wǎng)。

（1）根節(jié)點(diǎn)（Primary Node）：具有鏈路轉(zhuǎn)發(fā)功能的鏈路節(jié)點(diǎn)，根節(jié)點(diǎn)根據(jù)需要可以劃分等級，節(jié)點(diǎn)等級決定轉(zhuǎn)的層級權(quán)限。

（2）葉節(jié)點(diǎn)（Terminal Node）：終端節(jié)點(diǎn)只能作為鏈路的起始點(diǎn)或終點(diǎn)存在，不具備鏈路轉(zhuǎn)發(fā)的功能。

有中心星型無線鏈路組網(wǎng)拓?fù)淙鐖D5所示：

（1）第一層是鏈路節(jié)點(diǎn)層，鏈路節(jié)點(diǎn)層由根節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，通過以太網(wǎng)或其他有線方式連接到核心網(wǎng)，在制定覆蓋方案時，需要根據(jù)覆蓋范圍優(yōu)先選定鏈路節(jié)點(diǎn)的位置。

（2）第二層是鏈路末端層，鏈路末端由葉節(jié)點(diǎn)構(gòu)成（圖中黑色基站）。在鏈路根節(jié)點(diǎn)的有效通信范圍內(nèi)，未端節(jié)點(diǎn)是可以任意放置的。

圖5 無線鏈路組網(wǎng)示意圖

每個根節(jié)點(diǎn)和所屬的所有葉節(jié)點(diǎn)共同組成一個無線鏈路子網(wǎng)，可以把這個無線鏈路子網(wǎng)看成一個有線的同播基站，因此可以和有線同播基站進(jìn)行混合組網(wǎng)，如下圖所示，無線鏈路子網(wǎng)上行語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)達(dá)到核心網(wǎng)，同時有線同播基站的上行語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也到達(dá)核心網(wǎng)，經(jīng)過交換判選后將語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下發(fā)到全網(wǎng)進(jìn)行同播。

圖6 無線鏈路業(yè)務(wù)流程示意圖

無線鏈路的覆蓋半徑視布站環(huán)境所定，當(dāng)環(huán)境為視距并無遮擋時理論覆蓋半徑為50km（最大覆蓋）；當(dāng)環(huán)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(yè)務(wù)平均覆蓋半徑是10km，那么現(xiàn)有的設(shè)計(jì)可以計(jì)算出目前無線鏈路組網(wǎng)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(jì)算示意圖

4 PDT同播常規(guī)組網(wǎng)和應(yīng)急安保業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

PDT同頻同播因其功能特性和組網(wǎng)優(yōu)勢，在我國專網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)潮流中也受到很多地區(qū)建設(shè)的首選，該網(wǎng)絡(luò)一方面和警用數(shù)字集群（PDT）通信網(wǎng)絡(luò)一起為城市的安全通信保障保駕護(hù)航，另外一方面，在部分特殊領(lǐng)域或者警種以及特殊的場景下，PDT同頻同播網(wǎng)的建設(shè)更加受到關(guān)注，如警衛(wèi)安保、邊防以及部分缺少頻率的地區(qū)。尤其是警衛(wèi)安保任務(wù)中，組網(wǎng)快速、應(yīng)急通信中無線鏈路組網(wǎng)等特性是該通信網(wǎng)絡(luò)的最大的特色。

通常情況下，警衛(wèi)安保任務(wù)帶有路線的不確定性，再加上固定基站組網(wǎng)的覆蓋沒有辦法達(dá)到百分之百。現(xiàn)場的指揮中心可以在車上或者臨時一個合適的位置，架設(shè)一個基站快速組成一個常規(guī)網(wǎng)絡(luò)，完成現(xiàn)場的通信覆蓋。

圖8 無線和有線組網(wǎng)的應(yīng)急應(yīng)用

首先，在應(yīng)急指揮現(xiàn)場，或者現(xiàn)場的應(yīng)急通信指揮車，可以在現(xiàn)場的合適地點(diǎn)可以收到周邊的固定基站的部分信號，但是現(xiàn)場大部分區(qū)域無法收到該基站的信號。所以可在這個合適的地點(diǎn)快速架設(shè)應(yīng)急基站，組成一個簡單的常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋應(yīng)急通信現(xiàn)場。

然后，臨時架設(shè)的應(yīng)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(xiàn)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(shí)時聯(lián)系。

5 結(jié)束語

PDT同頻同播具備組網(wǎng)靈活、業(yè)務(wù)功能簡單、可靠性高、可操作性強(qiáng)等多種特性，也非常適合對業(yè)務(wù)功能需求使用比較簡單的行業(yè)客戶。同時由于應(yīng)急安保任務(wù)的特殊性，PDT同頻同播常規(guī)網(wǎng)絡(luò)除了正常的有線固定鏈路組網(wǎng)外，還具備無線鏈路組網(wǎng)的特點(diǎn)。它是直接復(fù)用了基站的空口信號作為基站和中心的鏈路進(jìn)行通信，這個方式既減少了通過衛(wèi)星、微波等鏈路搭建的高昂成本，也減少鏈路延遲的風(fēng)險(xiǎn)。尤其適合移動安保的快速組網(wǎng)的需求，因此PDT同頻同播常規(guī)網(wǎng)絡(luò)，是與警用數(shù)字集群（PDT）通信網(wǎng)絡(luò)一樣，在我國公共安全行業(yè)的專網(wǎng)建設(shè)中，扮演了重要的角色，尤其是無線和有線自組網(wǎng)的應(yīng)用?！?/p>

[1] 警用數(shù)字集群（PDT）通信系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)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