PDT集群通信在戈壁环境下的应用

陈海燕 丁一杰 孟小君 臧鹰

【摘要】    随着信息技术的不断发展，现代通信已覆蓋全国大部分地区，但西部部分戈壁沙漠人烟罕至，暂时没有手机网络信号，这种环境下局域的语音通信显得尤为重要。本文介绍了PDT集群通信技术的概念、功能优点，并以戈壁滩某单位实际需求为牵引，结合单位业务特点建设一套PDT集群通信系统，实现通信覆盖，解决多岗位协作沟通难的问题。

【关键字】    PDT集群    戈壁环境    通信覆盖

引言：

近年来信息技术迅猛发展，现代通信技术不断提升，短短十几年，已从最初的1G时代发展到5G和物联网时代，在通信速度和通信质量上都有了质的飞跃。我国西北地区沙漠、戈壁占据了很大一部分土地，导致部分区域人口较少且居住分散，尤其在大漠或戈壁深处的无人区更是气候恶劣、交通不便，进行通信建设难度大、成本高、使用率极低，基础通信暂时没有实现全地域覆盖[1]。在这种环境中开展短期科学考察、工程建设、矿产开发等活动，参与人员需要统一指挥、协调工作，然而距离超过几十米不借助通信工具沟通就有难度[2]。为提高工作效率，必须建设局域语音通信系统，实现工作区域指挥调度的通信保障[3]。

一、现状和需求

某单位进驻戈壁开展工程建设，生活与作业区域较大，人员分布于约100平方公里内。现阶段各分区通信主要依赖传统模拟对讲机，超出3km语音通信就难以有效覆盖，而且对讲频道有限，不具备点对点个呼或特定群组协同调度等功能，目前通信问题已一定程度上影响工作的顺利开展。

本文建设一套PDT集群通信系统，解决各分区域统一指挥调度和协同工作问题，实现以下建设目标：

1.具备点对点通信、群呼、组呼、强插、强拆等功能，并具备短消息收发、状态确认等附加功能。

2.具有覆盖区域广、话音质量高、使用方便、便于架设和维护等特点，满足复杂地貌环境下的语音通信需求。

3.具备鉴权加密功能，保证系统内部通话安全。

系统建成后，可实现以基站为中心，半径不小于5km范围通信覆盖。该区域内，工作人员可通过数字集群终端，实现系统内所有终端的点对点通信、群组对讲、指挥调度和短消息收发等功能。

二、PDT集群通信系统概述

PDT标准（全称Professional Digital Trunking：专业数字集群标准）是我国公安部牵头，组织多家专业通信领域的优秀企业和科研机构共同开发制定的具有中国自主知识产权的集群通信标准。该标准借鉴了国际上成熟的标准技术，融合了中国特色的专业通信经验，可满足多数集群通信行业用户的需求。作为一种成熟的、开放的、先进的具有中国自主知识产权的数字集群通信技术，吸引了国内外众多厂商研发投入和市场推广，基于该标准的相关产品已实现大规模商用[4]。

2.1系统组成

集群通信系统一般由基站（固定式或车载式）、天馈系统、手持终端以及管理服务器（含软件）等构成，示意图如图1所示。基站与天馈系统主要用于完成无线信号覆盖，在戈壁滩使用要求基站体积小、重量轻、架设便捷，能够适应多种架设场景，同时还需具备高等级的防水、防尘、防雷能力。手持终端主要提供通信接入，实现语音、数据、短消息等通信需求。终端品质符合高等级的工业防护标准，确保终端在恶劣工作环境中发挥优异的性能。管理服务器（主要用于对整个系统进行管理和监控，并提供操作维护功能，实现对系统内软硬件资源的配置和监控，并可生成状态报告，方便用户进行故障诊断。

2.2系统主要功能

系统具备数百人在线语音呼叫功能，支持语音个呼、组呼、全呼、紧急报警、强插强拆、全双工通话、广播呼叫、电话呼叫等功能。支持短消息、状态信息、告警信息收发等功能。提供设备安全管理、用户和群组管理、数据统计管理等功能。支持用户鉴权和端到端硬件加密等防护功能。

2.2.1  丰富的语音呼叫功能

PDT集群终端具备传统对讲机的点对点呼叫功能。系统支持群组呼叫功能，可满足不同业务单位间的工作组划分，各组内部自行通话，互不干扰。系统具备优先呼叫功能，在接收低优先级的呼叫时，若检测到站内有更高优先级的呼叫，系统将结束低优先级的呼叫，然后接入高优先级的呼叫。

2.2.2  高效的语音调度系统

PDT集群通信系统调度功能丰富，在工作过程中，各级指挥员可以根据实际需求，利用PDT集群通信系统进行点呼、全呼、广播呼叫，从而实现灵活调度，命令下达准确、高效。

2.2.3  基本数据业务功能

PDT集群通信系统可以提供多种数据通信方式，主要包括终端状态数据和短数据通信。系统可以实现终端用户的状态和告警信息的收发。工作过程中，调度台除了利用语音呼叫进行调度外，还可以将短信作为辅助方式，确保了调度信息下达准确、清楚，实现精细化调度。

2.2.4  可靠的安全功能

基于PDT标准的集群通信系统拥有我国自主研发的安全加密技术，能够保证所有通话的信息安全。利用先进的数字技术，可实现鉴权、空口加密、端到端加密功能，可最大限度的确保用户通信的私密性，确保通信安全。系统通过ID鉴权来防止非法用户接入系统或者合法用户接入假冒系统。

三、应用情况

3.1站址选择

结合地理环境和通信范围需求，可初步确定基站布设范围，然后对初选范围实地勘察，再结合供电、天馈安装施工条件等最终确定安装位置。基站的安装一般需要考虑以下四个方面。

1.基站架设应选择地势比较高，有稳定电源的地方。

2.基站周围应视野开阔，不能有高于天线的建筑物或地形遮挡。

3.馈线长度不宜超过80米，避免馈线衰减过大，影响覆盖范围。

4.基站不能选择在有其它无线电信号干扰的地方。

3.2建设情况

单位作业点主要分布在A、B、C、D、E、F 6个区，其中A区地势高、视野好、基础设施较为齐全，且安装维护安全、方便，故在A区架设集群基站，天馈系统20米，同时覆盖其它5个区，基站安装情况如图2所示。

系统安装完成后，以A区为基点，向其他各区进行通信测试。经测试，基站通信覆盖半径达到16km，B、C、D区、E区场坪对讲机功率较高，通话效果良好;E区东、西两库房内通信质量不稳定，分析原因主要是库房为铁架结构，屏蔽了部分信号传播;F区距离较远，信号传播有所损耗，故通话中有少量杂音，但无较大影响，具体情况如表1所示。

系统将A、B、C、D、E、F区划分为独立的工作组。经测试，各终端可发起个人对个人的通话;各组内终端能够独立通信互不干扰;系统能够通过调度台对全部用户发起呼叫，实现“一呼百应”的功能;终端可发送短消息给单个用户、用户组、调度台，具体情况见表2。

四、结束语

PDT集群技术具有先进、开放、安全等特点，能够较好满足各专业应用群体的指挥调度通信需求。系统建成后，扩大了单位通信覆盖范围，解决了多岗位实时沟通协作的问题，为单位工作顺利开展提供了便利。此外，PDT集群具备很好的系统兼容性与扩展性，可以满足后续进一步随通信需求。

参  考  文  献

[1]郑大永.发展西部山区通信的思考[J].重庆邮电学院学报（社会科学版）.2002年第4期.

[2]薛钢琴.矿用即时对讲通信系统的研究及应用[J].煤矿机电.2019，40（6）：10-14.

[3]张婷.800M数字集群通信的应用[J].电子技术与软件工程.2016：47.

[4]彭思源.专网通信中无线技术选择及比较研究[J].信息通信技术与政策.2018（11）：57-60.