Tetra與PDT互聯網關方案設計

張萬鵬 倫立寶

鑒于Tetra核心網級協議不開放無法與PDT進行系統級互聯，而終端級互聯存在諸多局限性，設計一種全新的Tetra與PDT互聯網關方案。首先對Tetra和PDT使用現狀和互聯需求進行了分析，并分析了傳統互聯方案及其局限性，設計了一種Tetra和PDT智能互聯網關，重點介紹了互聯網關的構成方案和工作流程，最后通過實際的組網驗證，證明了該設計的可用性和性能。

背景

Tetra專業集群通信系統具有保密性好、呼叫建立快、一呼百應等豐富的指揮調度功能，在公共安全、企事業生產調度領域得到廣泛應用。北京政府網、上海公安、廣州地鐵等都使用了Tetra體制。

PDT是具有我國自主知識產權的數字集群標準，是一種根據中國的國情，注入了中國廠商自主創新因素的全新數字集群體制，具有覆蓋區域大、國產加密算法加解密、廠家系統互聯互通、技術簡單造價低等優勢，是我國公安、應急部門的主要無線通信體制。

對于已大規模建設并成熟使用Tetra體制的城市，未來若干年內Tetra仍是主流；但隨著PDT在全國公安行業和應急領域的規模化使用及國產化的推進，符合我國國情的PDT集群已成為公安、消防、應急行業應用的主流。因此，在同一城市 Tetra體制與PDT體制并存，以及跨省市Tetra系統與PDT集群系統協同指揮調度方面，都必須解決兩網之間互聯互通的問題。

傳統Tetra系統與PDT系統互聯方式

國內已建設的Tetra系統，以EADS和摩托羅拉兩大國外廠商為主，基于已有市場的保護，這些廠商始終不愿意開放系統級（即核心網級）互聯接口，想要在系統級進行Tetra和PDT的互聯互通，是無法實現的。目前比較常見的Tetra和PDT互聯通過終端級互聯方式實現，主要有下面的兩種方式。

電臺終端背靠背互聯

通過將兩個Tetra電臺終端和PDT電臺終端音頻線和控制線相互連接，做為無線互聯網關。Tetra電臺終端通過空口注冊到Tetra系統，PDT電臺終端通過空口注冊到PDT核心網。如圖1所示。

無線互聯網關中的每臺Tetra電臺、PDT電臺監聽一路通話組，當一端電臺接收到該通話組的組呼時，通過AT命令通知該電臺管理模塊，管理模塊再通過AT命令通知對端電臺管理模塊發起呼叫。電臺接收到的模擬音頻通過音頻線纜送至對端電臺音頻輸入接口。對端電臺在接收到發起呼叫指令后，在當前通話組上發起組呼。這種互聯方案的前提是部署場所必須同時有Tetra和PDT無線網絡信號。

調度臺背靠背互聯

通過將兩個Tetra調度臺和PDT調度臺音頻線和網口相互連接，Tetra調度臺通過IP有線連接Tetra系統，PDT調度臺通過IP連接到PDT系統。如圖2所示。

每臺Tetra調度臺、PDT調度臺監聽一路通話組，當接收到該通話組的組呼時，通過TCP鏈路通知對端調度臺發起呼叫，并將模擬音頻通過音頻線纜送至對端調度音頻輸入接口。對端調度臺在接收到發起呼叫指令后，在當前監聽通話組上發起組呼。這種互聯原理與電臺終端背靠背相似，仍然是通過終端級（調度臺也是一種終端）背靠背鏈接，只不過這種互聯方案不是要求部署場所有Tetra和PDT無線網絡信號，而是要求兩端的調度臺可通過有線連接到各自交換中心（核心網）。

以上兩種互聯方案，都是每對背靠背互聯網關只能實現一路語音呼叫，要實現多路呼叫必須通過配置多套背靠背互聯，且每套互聯網關只能固定綁定在一個通話組，不能動態轉組，很不靈活，非常容易造成通路擁堵排隊和閑置通路資源浪費。并且無法實現單呼和互發短信息功能。

在Tetra和PDT系統級協議無法互聯，而終端級互聯不能滿足較大規模靈活使用的情況下，本文基于Tetra廠商二次開發接口的連接服務TCS和語音網關TVG，及自主PDT協議，開發一種智能互聯網關，解決互聯使用問題。

Tetra系統與PDT系統智能互聯網關方案設計

通過新開發的應用軟件進行設計，應用軟件安裝于互通服務器中。

①方案的目標

實現Tetra網絡和PDT網絡中組呼、個呼通信的語音互通，并且通過此互通網關實現智能的動態分配通話組。

②系統實現要求

可對雙邊網絡中處于活動狀態的通話組進行互通；

互通后雙方語音通話清晰、無明顯失真；

系統運行穩定，語音延遲低；

業務處理功能模塊齊全，可現實語音組呼、個呼、定位等功能。

實現方案

本方案設計開發Tetra代理模塊、PDT調度模塊、資源分配管理這3個軟件模塊，其中Tetra代理模塊和PDT調度模塊通過調用Tetra系統和PDT系統的二次開發的API接口實現Tetra系統和PDT系統的語音及短數據通信的對接互通。互聯網關設計架構如圖3所示。

互聯網關通過Tetra代理模塊接入Tetra系統。Tetra代理模塊包含信令控制服務和媒體控制服務，信令控制服務負責與Tetra系統的TCS服務對接，實現呼叫信令交互；媒體控制服務負責與Tetra系統的TVG語音網關對接，實現呼叫語音交互。

互聯網關通過PDT調度模塊，接入PDT核心網（也稱交換中心），實現呼叫信令、呼叫語音交互。

信令控制服務中的TCS代理模塊與PDT調度模塊一一對應，實現互聯網關功能，為實現多路并發，只需要在Tetra側申請多個TCS授權許可和TVG語音通道數，在PDT側配置多個PDT調度服務，在一套硬件上，通過增加許可和軟件開發的方式實現，不需要多套網關，如需要實現兩網五路并發語音呼叫，配置5個TCS用戶許可授權即可。

智能轉組服務模塊是整個智能互聯網關的控制中心，負責處理互聯請求信息、協調語音轉發工作，根據各通道占用情況智能轉組，保證通道利率和多路并發得以實現。

媒體控制軟件

媒體控制軟件安裝部署在信令及媒體控制服務器上，通過IP的方式與TVG語音網關對接，在PDT調度模塊與TVG語音網關間進行語音轉發，實現PDT調度模塊與Tetra系統間語音交互功能。

媒體控制軟件負責在不同端口（時隙）上接收TVG媒體流，并根據TCS代理模塊的控制信令，確定是否轉發、轉發到PDT調度模塊的哪個端口。

TCS代理模塊

TCS代理模塊是將TCS代理軟件安裝部署在信令及媒體控制服務器上，該軟件通過TCS API注冊到Tetra系統，負責在PDT調度模塊與TCS服務器間進行信令轉發，同時，能夠向媒體控制服務器發送信令，控制媒體路由。

PDT調度模塊

PDT調度模塊通過PDT調度接口注冊到PDT核心網，負責與PDT核心網的信令、媒體流交互，實現對PDT系統發起、接收組呼功能。PDT調度模塊通過TCS代理軟件及媒體控制軟件，實現Tetra系統發起、接收組呼功能。

PDT調度模塊負責互聯互通組對應關系維護：在Tetra通話組、PDT通話組之間建立對應關系并進行維護。

另外，PDT調度模塊與智能轉組模塊通信，當從Tetra系統或PDT系統接收到呼叫時，通知智能轉組模塊，并根據其指令，對呼叫進行轉發。

智能轉組服務模塊

智能轉組服務模塊負責協調和接通各對網關工作，當接收到呼叫時，判斷當前空閑網關，智能分配通話組，并向其發送呼叫轉發指令。

功能與工作流程

Tetra終端呼叫PDT調度臺流程，如圖4所示。

①Tetra終端發起組呼；

②TCS代理軟件接收到呼叫，通知PDT調度模塊；

③PDT調度模塊通知智能轉組模塊接收到呼叫；

④智能轉組模塊查找空閑網關通道，并通知其開始轉發呼叫；

⑤PDT調度模塊接收到轉發信令，通知TCS代理軟件為呼叫分配時隙，以便接收Tetra媒體流；

⑥PDT調度模塊根據Tetra通話組信息，找到對應的互通組，在PDT系統下發起組呼；

⑦PDT核心網將呼叫發送至PDT調度臺。

PDT調度臺呼叫Tetra終端。

①PDT調度臺發起組呼；

②PDT核心網將呼叫發送至互聯網關PDT調度模塊；

③PDT調度模塊通知智能轉組模塊接收到呼叫；

④智能轉組模塊查找空閑網關，并通知其開始轉發呼叫；

⑤PDT調度模塊接收到轉發信令，通知TCS代理軟件為呼叫分配時隙，以便向Tetra發送媒體流；

⑥PDT調度模塊根據PDT通話組信息，找到對應的互通組，在Tetra系統下發起組呼。

方案驗證

以某市公安800 MByte Tetra系統和應急管理370 MByte PDT系統互聯應用為例，基于本文設計的互聯方案進行了驗證。方案驗證的組網架構如圖6所示。

互聯網關中的信令及媒體服務器，使用獨立的網口連接到Tetea核心交換機（DXT）上，實現Tetra調度臺的通信及管理功能。信令及媒體服務器、PDT調度模塊、智能轉組模塊通過以太網交換機組網，并通過傳輸連接到應急管理部370 MByte核心網。Tetra手持終端和PDT手持終端分別注冊到各自系統基站下，通過終端發起呼叫，測試互聯網關的可行性和性能。

5個以Tetra用戶許可為例，經過測試驗證，無論是Tetra終端還是PDT終端發起呼叫，都能實現最大5路語音并發呼叫功能，對端接收到語音呼叫延時小于500 ms，話音清晰無明顯失真。給5個通話組分別分配5個通道，當原分配給某一通話組的互聯通道被占有的情況下，系統可以自動選擇空閑通道去轉發呼叫，實現了智能轉組的功能。對比終端背靠背方案，在容納通話組數量、通話轉發接通效率、語音延遲、功能等方面，都大大優于終端背靠背方案。

基于目前Tetra和PDT技術體制在一些城市的政務、公安、應急等領域共存的狀況，需要有跨網絡、跨平臺的互聯互通方案，打破不同通信網絡、制式和頻段之間的障礙，消除“信息孤島”。而傳統的Tetra和PDT互聯方式存在部署位置要求高、互聯通話組數受限、資源利用率太低、語音延遲較高等問題，不適合在一個城市里大規模使用，更多的是用于具體場景需求的小范圍部署。本文基于Tetra和PDT語音、信令的特點，及國外Tetra廠商所提供的有限二次開發接口，設計一種Tetra和PDT智能互聯網關，使得在目前國外Tetra廠商在我國不開放系統級互聯協議的情況下，最大可能地滿足兩網大規模互聯組網，實現多路語音和數據通信、智能動態轉組、延時較小的通信效果。為國家公安、應急等部門統一通信、聯動指揮提供有效解決方案。