M集群通信解决方案.docx

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现状分析

 我国公安集群无线通信系统所采用的通信体制是MPT1327集群信令系统和在“MPT1327集群脑系统接口性能规范”基础上制定的CPSX编号制式。

MPT1327模拟集群系统是最早引入我国的集群系统。

首先，系统内部没有制定互联的标准，造成各厂商之间无法互联互通，甚至在同一省市由于存在不同厂商的模拟系统，同一地市的公安部门都无法互联互通，全国公安联网更是天方夜谭，根本无法实现；其次，由于MPT1327固有的技术缺陷，移动终端无法越区切换，移动终端从某一基站覆盖范围移动到另一基站覆盖范围是通信将中断，给实际工作带来诸多不便；第三，由于数据功能和数据接口没有定义，除语音调度外，系统更多功能无法实现，单纯的对讲功能已不能满足用户的需要；第四，模拟系统专网建设需要投入较高的建设成本，每年还要投入大量的人力和资金进行维护，这不是一般的用户能够承受的；第五，随着数字移动通信技术的飞速发展以及国家加强对无线频点的管制，用户很难再申请到新频点，模拟运营面临停牌，模拟集群网已趋向淘汰。

需求说明

随着社会经济的不断发展，日常公共安全管理、重大活动勤务保障和反恐处突的需求非常迫切，公安机关对无线通信的需求不断增长，现有频率资源十分紧张，频率干扰日益严重，缺乏通信安全手段，现有模拟系统无法支持大容量数据业务（大容量的GPS定位等），公安无线通信难以满足同一指挥、反应快速、协调有序、安全准确、运转高效、可靠地进行通信联络和信息传输。

系统在满足公安需求的前提下存在以下亟待解决的问题：

◆频率资源不足

现有模拟通信频率带宽为25KHz，可用于公安集群通信的频点仅为160对，难于建设更多集群基站和信道，无法增加覆盖范围和移动用户，已经严重制约了无线通信系统的发展。

◆信号干扰日益严重

城市无线电波传输环境越来越恶劣，对现有公安无线通信带来了直接的影响。

另外，由于在部分省市公安的市区采用了模拟集群同播、模拟常规等同播系统，造成重叠区同频信号干扰严重，这不但直接影响了警务活动的效率，更可能在关键时刻造成不可挽回的损失。

◆通信保密性差

社会治安形式日益复杂，突发事件日益增多，公安反恐维稳任务日益加重，通信安全的保障是公安机关有力打击犯罪的根本举措。

现在的模拟通信通过简单的频谱扫描就可以获取通信信息，这给公安机关的通信留下巨大的隐患，对重大警务活动的安全性带来危害。

◆系统业务扩展性差

现有模拟集群系统无法支持较大容量数据业务，除语音调度外，数据功能和数据接口没有定义，使得系统功能过于单一。

如：

大容量的GPS定位（警力分布），警情信息发布、警用数据查询等。

现有模拟系统的GPS定位信息的传输依赖的是中国移动或电信等公共移动通信网,但当重大事件发生时，公共移动通信网往往将面临关闭停用，这将给警务活动带来不利的影响。

◆现有350兆模拟系统资源利用率低

目前部分市公安建有两套模拟系统来满足公安不同类型的警务活动。

其中：

模拟集群系统满足日常警务活动（治安、巡逻等）需要，模拟常规同播系统满足重大活动的应急指挥通信需要，两套系统的资源无法充分有效利用，而且不能有效联网，关键情况下，两个网的用户不能互通，无法实现对现场警力的统一指挥和调度

◆全网录音的需求

公安的集群通信系统本身是一种高级专业的指挥调度系统，录音系统对调度和通话过程中产生的语音必须具备实时监控、录音、保存和回放等功能。

系统需将发生的所有语音呼叫提供记录，并存储于后台服务器中，使系统在高压力下能够高效、长期稳定运行，为发生的警情事件提供有力的证据。

◆越区切换的需求

当移动终端从一个小区（指基站或者基站的覆盖范围）移动到另一个小区时，移动终端通信将中断，无法进行有效的信道切换，造成掉话或数据断开，影响通信。

甚至有可能由于外界干扰而却换到另一条话音信道，造成无法估量的影响。

◆互联互通的需求

由于现有的模拟系统没有制定系统间互联的标准，因此，外界系统很难将集群调度的功能特点融入到指挥坐席中，即使相互开放私有接口，也只能是现场开发，不能形成成熟稳定的应用功能，再要锦上添花就更加困难了，模拟集群与指挥中心有线调度系统互连也不理想，这也是现有模拟集群中心交换设计能力不足造成的。

因此，为避免重大事故的出现，确保关键时刻的通信畅通，系统的互连互通和升级模拟系统的中心交换是解决上述问题的关键所在。

◆大型活动安保的需求

随着各地经济的发展和改革开放，举办的大型活动与日俱增，呈现出规模大、规格高、影响大等特点，如何确保大型活动现场的安全成为公安机关关注的首要问题。

在大型活动中指挥调度指令的上传下达，各单位之间的通信联络已经应对突发事件的反应，都离不开无线通信的保障。

无线通信网络的稳定性、覆盖范围和系统用户容量是无线通信保障的重要环节。

◆应急突发事件的需求

为适应新时期国民经济和社会持续发展的要求，全面提高公安对各类突发事件的管理水平和应急处理能力，需建立健全应急通信保障体系，及时动员和组织公安系统的通信资源，迅速、高效、有序地开展通信保障应急工作，做到统一指挥、统一调度、满足突发公共事件情况下通信保障应急和通信恢复工作的需要，确保通信的安全畅通。

◆“模转数”如何平滑过渡的需求

截止到2011年底，全国公安模拟基站有9000个，模拟信道机有2.3万个，无线终端134万部。

这么庞大的模拟用户量和之前政府投入巨额的资金建设模拟系统，因此在建设PDT数字集群系统前，不得不是公安领导要慎重考虑的问题：

“如何保护和利用好原有老的模拟系统，在此基础上考虑如何能平滑过渡到新的数字系统”。

针对现状与需求所阐述公安现有模拟系统所存在的问题，东方通信提出eTRA数字集群系统公安行业整体解决方案：

解决之道一PDT数字集群系统：

图1PDT数字集群系统组网架构示意图

本方案采用东方通信eTRA数字集群系统，系统由以下主要子系统组成：

◆BS350P基站子系统；

◆SX2000交换子系统；

◆NetmanagerNstar2000网管子系统；

◆DS2000调度子系统。

交换中心、网管系统、调度中心设置在用户的交换控制中心，彼此通过Ethernet连接；各基站通过E1/IP传输链路与交换中心互联；固定台、车载台和手持台沿基站无线覆盖射频信号通过空中接口登录到基站后接入到PDT系统中，构成一个具备完善调度指挥功能的链状数字无线集群系统。

解决之道二PDT同频同播系统：

                             图2PDT数字集群同频同播系统组网架构示意图

同频同播系统是建立多个同播基站，并利用链路将这些基站连接起来，每个基站负责一定范围的覆盖，这样利用多个同频基站和链路连接就可以完成大区域的同播覆盖，从而加大无线对讲网的覆盖范围，提高覆盖区的通信质量。

图3同频同播服务器示意图

同频同播系统的构成：

◆主要由同频同播服务器、同播基站、链路构成。

同频同播系统特点：

◆极大地节省频谱资源。

◆用户使用方便。

由于采用同频覆盖，所以移动用户在整个覆盖范围内无需转换频道。

◆可实现大范围无缝覆盖。

◆组网方式灵活，扩容方便。

◆完善的管理功能，人性化的界面，使用户易于操作使用。

◆强弱不同的话音信号，经优化后大大改善了系统的话音质量。

解决之道三平滑模转数：

 系统在满足公安需求的前提下还存在“模转数”如何平滑过渡难题，eTRA的解决方法如下：

图4PDT数字集群系统与模拟系统混合组网架构示意图

◆模拟基站的接入

对于原有模拟基站，不需要做任何变化，由东方通信研发的“模拟系统互通网关MAGW-A”设备即可实现新建的数字集群系统和现有模拟系统的互联互通。

“模拟系统互通网关MAGW-A”设备可放置在原有模拟集群基站或者数字集群基站的机柜中，“模拟系统互通网关MAGW-A”设备放置的位置需为模拟信号可覆盖的区域。

该方案一套“模拟系统互通网关MAGW-A”设备支持一路组呼叫。

◆与模拟交换互联

该方案由东方通信研发的模拟交换互通网关ADGW即可实现与原有模拟交换机的互联，前提条件是原有MPT1327模拟交换机须开放相关接口协议。

◆模拟基站数字化改造

该方案针对目前公安领导普遍所困惑的“如何保护和利用好原有老的模拟系统，在此基础上考虑如何能平滑过渡到新的数字系统”这一技术难题。

因此，东方通信和北京信和安联合推出“现役模拟基站改造升级为数模兼容基站”的解决方案。

此方案分为如下步骤实施：

第一步，模拟基站数字化；

目的：

彻底解决目前模拟系统存在诸如：

系统联网困难、突发话务量容易死机...等诸多问题，同时简化网络结构，提高系统运行效率，并继续使用模拟终端，用户不需要做任何改变。

方法：

首先用SX2000数字交换中心替换模拟系统交换中心，同时模拟基站中的信道控制器和基站控制器需要替换为新的“数模兼容信道控制器NTC-BSC-04”和“数模兼容基站控制器BSC-M”，保留原有模拟系统中的模拟信道机、电源及天馈部分，不改变空中接口的信令，仍然使用模拟终端；虽然还是模拟终端和模拟信道，但系统内部的接口和信令已经全部数字化。

第二步，模拟信道机数字化；

目的：

根据业务的需求，逐步增加数字终端的数量，模拟终端随使用年限自然淘汰，模拟信道也随之逐步转换为数字信道，平滑迁移到PDT数字集群系统。

方法：

对保留下来的模拟信道机进行数字化改造，增加“数模兼容信道管理模块BSR-M”，此时该基站转换为为数模兼容基站，同时支持模拟终端和数字终端的入网和使用。

随着数字终端的增加，模拟终端的自然淘汰，逐步减少模拟信道数量，增加数字信道数量，直到全部转换到数字终端和数字信道；

改造后的基站统一接入SX2000数字交换中心，可实现单呼、组呼、遥晕、复活、登记等集群功能。

-------本方案是国内首个把现役模拟基站转换为数模兼容基站、并最终迁移到PDT数字集群系统、全球最平滑实现“模转数”的整体解决方案，真正保护了用户已有投资，大幅度减少了数字化投资。

总结

 1） 多体制，多频段。

东方通信可提供全套的PDT制式的数字集群系统设备，并支持不同制式、不同频段的混合组网。

2） 强大的数字交换中心。

eTRA系统的交换中心可同时支持PDT基站、TETRA基站、模拟集群基站的接入，实现和公安现有的模拟集群系统、模拟常规、同频同播和PDT数字集群系统的互联互通，保护原有投资。

3） 系统高可靠性。

本地双机热备，主备无缝切换，不影响业务,支持异地容灾热备份，恢复业务仅需20秒。

4） 系统高安全性。

eTRA系统支持嵌入公安部门的加密与鉴权方案，提供更高的安全性。

5） 虚拟专网技术。

多个业务部门或警种可以共享一个数字集群系统网络，网络中所有的系统管理功能都可以合理地分配给每一个业务部门或警种，以满足每个业务部门或警种的需求。

系统为各业务部门或警种提供专用调度台，组成虚拟专网。

系统支持多个虚拟专网和虚拟网嵌套，不同的虚拟专网之间具有高度的通信保密性和独立的控制权限，不会产生干扰和失密。

6） 基站多样化。

固定基站、移动基站、室外基站，适用于不同的安装条件和使用环境[U2] 

7） 多样化使用的移动基站eTRA系统的移动基站可运行于单站集群模式，或者通过3G/卫星/微波/PSTN方式接入数字集群系统，适用于不同的临时应急通信需求。

移动基站和固定基站共享控制信道，作为固定基站的载波扩容，极大方便应急情况或大话务量时的通信保障。

8） 一体化指挥调度。

eTRA系统支持和公安现有有线调度系统、公网电话和手机的互联互通，实现统一指挥。

9） 业务功能可定制开发。

eTRA系统提供丰富的应用功能，包括GIS/PGIS调度指挥系统、WAP数据查询、警情信息通报、远程无线调度、勤务辅助决策等多种定制业务功能。