PDT集群通信在戈壁環(huán)境下的應(yīng)用

陳海燕 丁一杰 孟小君 臧鷹

【摘要】? ? 隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代通信已覆蓋全國(guó)大部分地區(qū)，但西部部分戈壁沙漠人煙罕至，暫時(shí)沒(méi)有手機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，這種環(huán)境下局域的語(yǔ)音通信顯得尤為重要。本文介紹了PDT集群通信技術(shù)的概念、功能優(yōu)點(diǎn)，并以戈壁灘某單位實(shí)際需求為牽引，結(jié)合單位業(yè)務(wù)特點(diǎn)建設(shè)一套PDT集群通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通信覆蓋，解決多崗位協(xié)作溝通難的問(wèn)題。

【關(guān)鍵字】? ? PDT集群? ? 戈壁環(huán)境? ? 通信覆蓋

引言：

近年來(lái)信息技術(shù)迅猛發(fā)展，現(xiàn)代通信技術(shù)不斷提升，短短十幾年，已從最初的1G時(shí)代發(fā)展到5G和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，在通信速度和通信質(zhì)量上都有了質(zhì)的飛躍。我國(guó)西北地區(qū)沙漠、戈壁占據(jù)了很大一部分土地，導(dǎo)致部分區(qū)域人口較少且居住分散，尤其在大漠或戈壁深處的無(wú)人區(qū)更是氣候惡劣、交通不便，進(jìn)行通信建設(shè)難度大、成本高、使用率極低，基礎(chǔ)通信暫時(shí)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全地域覆蓋[1]。在這種環(huán)境中開(kāi)展短期科學(xué)考察、工程建設(shè)、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)等活動(dòng)，參與人員需要統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)工作，然而距離超過(guò)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(shè)局域語(yǔ)音通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作區(qū)域指揮調(diào)度的通信保障[3]。

一、現(xiàn)狀和需求

某單位進(jìn)駐戈壁開(kāi)展工程建設(shè)，生活與作業(yè)區(qū)域較大，人員分布于約100平方公里內(nèi)。現(xiàn)階段各分區(qū)通信主要依賴傳統(tǒng)模擬對(duì)講機(jī)，超出3km語(yǔ)音通信就難以有效覆蓋，而且對(duì)講頻道有限，不具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)個(gè)呼或特定群組協(xié)同調(diào)度等功能，目前通信問(wèn)題已一定程度上影響工作的順利開(kāi)展。

本文建設(shè)一套PDT集群通信系統(tǒng)，解決各分區(qū)域統(tǒng)一指揮調(diào)度和協(xié)同工作問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)以下建設(shè)目標(biāo)：

1.具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、群呼、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能，并具備短消息收發(fā)、狀態(tài)確認(rèn)等附加功能。

2.具有覆蓋區(qū)域廣、話音質(zhì)量高、使用方便、便于架設(shè)和維護(hù)等特點(diǎn)，滿足復(fù)雜地貌環(huán)境下的語(yǔ)音通信需求。

3.具備鑒權(quán)加密功能，保證系統(tǒng)內(nèi)部通話安全。

系統(tǒng)建成后，可實(shí)現(xiàn)以基站為中心，半徑不小于5km范圍通信覆蓋。該區(qū)域內(nèi)，工作人員可通過(guò)數(shù)字集群終端，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有終端的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、群組對(duì)講、指揮調(diào)度和短消息收發(fā)等功能。

二、PDT集群通信系統(tǒng)概述

PDT標(biāo)準(zhǔn)（全稱Professional Digital Trunking：專業(yè)數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)）是我國(guó)公安部牽頭，組織多家專業(yè)通信領(lǐng)域的優(yōu)秀企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)共同開(kāi)發(fā)制定的具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集群通信標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)借鑒了國(guó)際上成熟的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，融合了中國(guó)特色的專業(yè)通信經(jīng)驗(yàn)，可滿足多數(shù)集群通信行業(yè)用戶的需求。作為一種成熟的、開(kāi)放的、先進(jìn)的具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字集群通信技術(shù)，吸引了國(guó)內(nèi)外眾多廠商研發(fā)投入和市場(chǎng)推廣，基于該標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用[4]。

2.1系統(tǒng)組成

集群通信系統(tǒng)一般由基站（固定式或車(chē)載式）、天饋系統(tǒng)、手持終端以及管理服務(wù)器（含軟件）等構(gòu)成，示意圖如圖1所示。基站與天饋系統(tǒng)主要用于完成無(wú)線信號(hào)覆蓋，在戈壁灘使用要求基站體積小、重量輕、架設(shè)便捷，能夠適應(yīng)多種架設(shè)場(chǎng)景，同時(shí)還需具備高等級(jí)的防水、防塵、防雷能力。手持終端主要提供通信接入，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、短消息等通信需求。終端品質(zhì)符合高等級(jí)的工業(yè)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，確保終端在惡劣工作環(huán)境中發(fā)揮優(yōu)異的性能。管理服務(wù)器（主要用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和監(jiān)控，并提供操作維護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)軟硬件資源的配置和監(jiān)控，并可生成狀態(tài)報(bào)告，方便用戶進(jìn)行故障診斷。

2.2系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)具備數(shù)百人在線語(yǔ)音呼叫功能，支持語(yǔ)音個(gè)呼、組呼、全呼、緊急報(bào)警、強(qiáng)插強(qiáng)拆、全雙工通話、廣播呼叫、電話呼叫等功能。支持短消息、狀態(tài)信息、告警信息收發(fā)等功能。提供設(shè)備安全管理、用戶和群組管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理等功能。支持用戶鑒權(quán)和端到端硬件加密等防護(hù)功能。

2.2.1? 豐富的語(yǔ)音呼叫功能

PDT集群終端具備傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)呼叫功能。系統(tǒng)支持群組呼叫功能，可滿足不同業(yè)務(wù)單位間的工作組劃分，各組內(nèi)部自行通話，互不干擾。系統(tǒng)具備優(yōu)先呼叫功能，在接收低優(yōu)先級(jí)的呼叫時(shí)，若檢測(cè)到站內(nèi)有更高優(yōu)先級(jí)的呼叫，系統(tǒng)將結(jié)束低優(yōu)先級(jí)的呼叫，然后接入高優(yōu)先級(jí)的呼叫。

2.2.2? 高效的語(yǔ)音調(diào)度系統(tǒng)

PDT集群通信系統(tǒng)調(diào)度功能豐富，在工作過(guò)程中，各級(jí)指揮員可以根據(jù)實(shí)際需求，利用PDT集群通信系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)呼、全呼、廣播呼叫，從而實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)度，命令下達(dá)準(zhǔn)確、高效。

2.2.3? 基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能

PDT集群通信系統(tǒng)可以提供多種數(shù)據(jù)通信方式，主要包括終端狀態(tài)數(shù)據(jù)和短數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)終端用戶的狀態(tài)和告警信息的收發(fā)。工作過(guò)程中，調(diào)度臺(tái)除了利用語(yǔ)音呼叫進(jìn)行調(diào)度外，還可以將短信作為輔助方式，確保了調(diào)度信息下達(dá)準(zhǔn)確、清楚，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化調(diào)度。

2.2.4? 可靠的安全功能

基于PDT標(biāo)準(zhǔn)的集群通信系統(tǒng)擁有我國(guó)自主研發(fā)的安全加密技術(shù)，能夠保證所有通話的信息安全。利用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)、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(tǒng)通過(guò)ID鑒權(quán)來(lái)防止非法用戶接入系統(tǒng)或者合法用戶接入假冒系統(tǒng)。

三、應(yīng)用情況

3.1站址選擇

結(jié)合地理環(huán)境和通信范圍需求，可初步確定基站布設(shè)范圍，然后對(duì)初選范圍實(shí)地勘察，再結(jié)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(gè)方面。

1.基站架設(shè)應(yīng)選擇地勢(shì)比較高，有穩(wěn)定電源的地方。

2.基站周?chē)鷳?yīng)視野開(kāi)闊，不能有高于天線的建筑物或地形遮擋。

3.饋線長(zhǎng)度不宜超過(guò)80米，避免饋線衰減過(guò)大，影響覆蓋范圍。

4.基站不能選擇在有其它無(wú)線電信號(hào)干擾的地方。

3.2建設(shè)情況

單位作業(yè)點(diǎn)主要分布在A、B、C、D、E、F 6個(gè)區(qū)，其中A區(qū)地勢(shì)高、視野好、基礎(chǔ)設(shè)施較為齊全，且安裝維護(hù)安全、方便，故在A區(qū)架設(shè)集群基站，天饋系統(tǒng)20米，同時(shí)覆蓋其它5個(gè)區(qū)，基站安裝情況如圖2所示。

系統(tǒng)安裝完成后，以A區(qū)為基點(diǎn)，向其他各區(qū)進(jìn)行通信測(cè)試。經(jīng)測(cè)試，基站通信覆蓋半徑達(dá)到16km，B、C、D區(qū)、E區(qū)場(chǎng)坪對(duì)講機(jī)功率較高，通話效果良好;E區(qū)東、西兩庫(kù)房?jī)?nèi)通信質(zhì)量不穩(wěn)定，分析原因主要是庫(kù)房為鐵架結(jié)構(gòu)，屏蔽了部分信號(hào)傳播;F區(qū)距離較遠(yuǎn)，信號(hào)傳播有所損耗，故通話中有少量雜音，但無(wú)較大影響，具體情況如表1所示。

系統(tǒng)將A、B、C、D、E、F區(qū)劃分為獨(dú)立的工作組。經(jīng)測(cè)試，各終端可發(fā)起個(gè)人對(duì)個(gè)人的通話;各組內(nèi)終端能夠獨(dú)立通信互不干擾;系統(tǒng)能夠通過(guò)調(diào)度臺(tái)對(duì)全部用戶發(fā)起呼叫，實(shí)現(xiàn)“一呼百應(yīng)”的功能;終端可發(fā)送短消息給單個(gè)用戶、用戶組、調(diào)度臺(tái)，具體情況見(jiàn)表2。

四、結(jié)束語(yǔ)

PDT集群技術(shù)具有先進(jìn)、開(kāi)放、安全等特點(diǎn)，能夠較好滿足各專業(yè)應(yīng)用群體的指揮調(diào)度通信需求。系統(tǒng)建成后，擴(kuò)大了單位通信覆蓋范圍，解決了多崗位實(shí)時(shí)溝通協(xié)作的問(wèn)題，為單位工作順利開(kāi)展提供了便利。此外，PDT集群具備很好的系統(tǒng)兼容性與擴(kuò)展性，可以滿足后續(xù)進(jìn)一步隨通信需求。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]鄭大永.發(fā)展西部山區(qū)通信的思考[J].重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）.2002年第4期.

[2]薛鋼琴.礦用即時(shí)對(duì)講通信系統(tǒng)的研究及應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電.2019，40（6）：10-14.

[3]張婷.800M數(shù)字集群通信的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程.2016：47.

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