海能达港口PDT数字集群通信系统及解决及方案
海能达港口PDT数字集群通信系统解决方案
港口通信需求分析
港口是海洋与陆地、天空与陆地的连接点，港口与港口经济的活跃促进了人类社会的进步与世界经济的繁荣。目前，全世界有三分之一的人口居住在沿海地区，全球财富的一半以上集中在沿海发达城市。中国现在已经成为港口经济繁荣的国家，全国GDP产值的57.3%来自沿海地区沿海经济的迅速发展。
港口经济的繁荣，有赖于其井然有序的管理与调度，这背后，离不开专业通信的保障。目前，部分大型港口已经建立了自己专有的无线数字集群系统。但是在一些中小型港口在前期都建设的是常规多信道的无线通讯系统，随着港口业务的不断拓展，常规多信道无线通讯系统已经不能满足日常语音通信与调度管理需求，需要建设专业无线数字通信集群系统。
新建设的PDT无线数字集群通信系统，为港口区域内部的专用无线通信调度网络。属于专网专用。多信道数字集群通信系统的建设，既要保证港口各部门的日常生产调度通信需求，也要能够满足港口应急通信需求。
1.1 工作特点分析
港口有多个工作部门，既需要保证各个部门内部频繁的工作沟通，也需要保证跨部门之间的通信需求，同时还能够满足港口内领导至上而下的指挥调度通信。港口一般有集装箱装卸组、门机指导员组、综控组、调度组、工程维修组、理货组等。港口通信的工作特点如下：
1. 无线通信系统用于生产调度，关系到港口的工作效率，必须为专业、专有的无线数字集群通信系统，同时支持系统热备份；
2. 工作X围广，港口内各工作组不同，单位的活动区域不同，无线数字集群通信方式必须能最大限度的解决区域内的调度通信问题。
3. 话务量大，港口内语音通信频繁，在某些任务量大的通讯组时沟通更多，对此高效的集群专网通信能在极短时间内保障高效的沟通反馈，是快速处理问题的有力辅助。
1.2 通信方式分析
根据港口通信规划要求，通话主要集中在各部门内部互通、不同部门不同区域互通以及领导的互通三方面，并且系统应该不仅仅局限于集群终端之间的通信，终端还应具有与市话互通的能力。
因此对无线数字集群通信系统必需具有如下功能：
1. 个呼
个呼是集群系统中的点对点的呼叫形式，集群终端通过拨个呼号进行个人对个人的呼叫，其它用户不受干扰，同一集群系统下的所有终端都可以参与个呼，不受部门、级别的影响，是集群系统中主要的通信方式之一。集群系统对于呼叫成功的立即自动接通话路，对于呼叫失败的提示被叫用户关机或忙，移动终端在通话过程中可以动态地显示主叫方和组。
2. 组呼
组呼是集群系统下点对多点的呼叫形式，集群终端上拨组呼号发起组呼，组呼可对将同部门、跨部门、跨级别的不同用户统一到同一信道下通话，组呼对参与呼叫的用户数量无限制，是内部沟通与大X围调度的主要通讯方式，日常工作中，同一片区的某个支队人员的内部通信就可采用特定的队内组呼进行呼叫；跨支队人员时，可拨号特定的跨队组呼进行大X围通信。
对于组呼，系统需要有更好的机制来确保所有该组人员的大X围通信,例如：组呼插入（对正在通话的组呼，如果还有用户发起该组的呼叫，则自动加入该组通话）、跨基站组呼、组呼维持（只有主叫用户可以拆线）和迟后进入（组呼发起后，后登记的该组用户自动加入该组呼叫）等技术。
3. 系统全呼
“系统全呼”顾名思义是实现对系统下全部用户的呼叫，保证做到“一呼百应”。在集群系统中要求调度台或某些指定车台、手台所具有这种最高权限。
4. 紧急呼叫
紧急呼叫是系统给予高级别用户的一种调度呼叫功能。紧急呼叫一发出系统就要立即腾出信道给紧急呼叫使用，以满足紧急呼叫的建立。紧急呼叫可以应用于个呼、组呼。
5. 外线功能
工作人员除去正常工作中要求的无线通讯能力外，对内线、市话之类通讯需求也较多，集群系统应提供包括一套完整的集群与互通的机制，港口仅提供一条可正常通话的线接入即可，集群系统实现有/无线自动转接，无线呼有线一次拨号完成，任何一方挂断通话，该线路拆除。
6. 调度管理
数字集群系统有专用的指挥调度平台，在港口的指挥中心，系统调度员不但可在该平台上实现单呼、组呼、全呼等所有呼叫功能，而且调度台还应有预案录存、开放信道、短信群发等应急指挥方案。开放、直观、高效的调度平台使集群通信更加畅顺、有序。
7. 模拟数字互通
为尽可能的保护已有的投资，新建设的数字集群系统需要与模拟终端互通。以及港口与海事模拟对讲设备的互通
海能达港口PDT数字集群通信系统解决方案
海能达港口PDT数字集群通信系统建设内容主要是建设港口无线数字集群通信平台，包括建立：数字集群系统、数字调度台、录音系统、短信系统四大部件。在建设港口集群主基站的同时，同时制定一系列与系统运行相配套的应用方案，以确保系统高效运行。本系统所规划的硬件格局及配套软件体系在应用方面将利于厂长办公室及行政部门的远程管理、调度，而在设备管理上又可远程监控、维护。
系统概述
1.1 系统介绍
2008年8月4日，公安部信息通信局主持，在XX市召开了公安无线通信数字化发展战略研讨会，成立了804项目专家委员会，决定首先由国内各厂商共同制定下一代公安MPT 系统数字化改造的新数字集群标准：PDT（Police Digital Trunking）标准。
集群通信系统是多用户、多部门共用一组无线信道，并动态管理和使用这些信道的专用移动通信系统。该系统主要用于指挥调度通信，优势在于大X围无线通信时快速反应、便捷使用及多级调度。
集群系统可选择工作在UHF（350M、450M）VHF（150M）各频段中，同时由于应用了先进的多区多基站技术，系统间不再孤立，可以逐级联网建立一个全省X围的专用指挥调度网络，为移动用户提供快捷可靠的漫游联网服务。
1.2系统优势
(1) 更高的频谱利用率
海能达PDT系统采用12.5 kHz两时隙的TDMA分址方式，即在12.5kHz的物理信道带宽上可以提供2个逻辑信道，频率利用率达到了模拟技术的4倍。
(2) 调度功能全面
PDT数字集群系统具有多种呼叫方式，例如：单呼、组呼、临时编组、紧急呼等，即满足日常多级别、多单位无线通信需求，又可实现在重大活动或紧急情况下的大型指挥调度，保障通信畅通。
(3) 优异的话音质量和抗干扰性
PDT标准采用了优异的语音压缩编解码和纠错技术，能够有效抑制背景噪音；能够最大程度的复原因衰落在传输过程中丢失的话音信息，极大的提高了话音质量和信道抗干扰性。
(4) 系统容量大
PDT数字集群系统采用分布式控制架构，每个基站都具备交换控制器，可以根据实际用户数量的选择对应的系统信道容量，以最适合的信道容量来满足当前需求。
(5) 全IP组网架构
PDT数字集群系统基于全IP架构，扩展配件众多，例如：实时录音子系统、调度子系统、GPS定位子系统等，充分的保障系统建成后期在功能、性能上有更大的扩展空间。(6) 更长的终端使用时间
PDT数字集群技术采用TDMA时分多址技术，按照5/5/90的使用模式测算，相对模拟对讲机提高近40%的使用时间。
1.3 系统建设原则标准
系统规划既要有前瞻性，又要符合标准化、规X化原则，体现高度的可扩展性，同时要充分考虑长远发展需求，做到统一规划，开放标准，易于管理，科学先进，逐步扩展，保证系统应用的完整性和投资的有效性，因此在方案设计中应该遵循如下原则：
1. 标准化原则
系统建设、操作应用和技术方案应符合国家、地市有关集群系统标准的规定，就集群系统而言国内公安对于该类系统有严格的要求，港口建设系统将向此类高标准看齐，因此系统应符合如下标准原则：
A. 系统符合PDT数字集群信令标准和相关拨号规X；
B. 工信部发布的［2009］666号文件《关于150MHz 400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》；
C. 系统符合《公安移动通信网350M数字警用集群自动级规X》标准；
D. 系统设计符合《公安移动通信网警用自动级350兆数字警用集群工程设计技术规X》；
E. 系统验收符合《公安移动通信网警用自动级350兆数字警用集群工程验收技术规X》；
F. 系统符合国家相关无线通信系统标准。
2. 开放性原则
系统完全符合PDT数字集群标准，保证PDT联盟的不同厂家的移动台入网使用。
3. 管理维护原则
系统具有先进而完善的管理工具，全中文操作界面，界面友好，易于操作，方便管理人员对系统及设备实施维护和管理，并支持远程维护。
4. 先进成熟原则
系统选用的产品采用成熟的技术并已在市场上被广泛使用，适应工作发展需要。同时为了保证系统的先进性，系统采用数字交换技术；
5. 可扩展原则
集群系统设计将为今后的扩充留有足够的发展余地，系统结构及设备易于扩展，在扩容和升级时只增加适当的功能模块即可。系统控制中心软件、管理软件、调度软件等具有可持续性升级，并能兼容原有系统。
1.4 系统建设内容
本方案将在港口区内建设集群系统一套，全面覆盖整个港口，系统的设计满足港口内部专网通信的需求。系统包括控制中心一套，多信道主基站、系统调度台一套、录音系统一套、短信调度软件一套，系统整体功能包括多级别语音调度、互联、录音等全面解决方案，为功能强大的无线通信调度平台。
1.4.1 覆盖基站建设
PDT无线数字集群系统是采用固定基站的形式进行大X围覆盖，每个基站的覆盖X围，手台覆盖半径15公里，而车载台的通讯X围可扩展到30公里。根据港口建设规划，计划在港口的最高建筑来建设系统基站，通常要求天线相对高度为60米左右。集群系统基站包括机房内的收发射频部分、控制部分、本地链路设备、天线馈线系统。
1.4.2 控制中心建设
无线数字集群通信平台的控制中心将建设在港口指挥中心，将有利于管理人员对整个网络设备的监察、维护，控制中心设备将实时显示基站工作状态、通话情况、链路情况、并且中心可自动对基站进行简单故障修复，控制中心可为用户提供故障弱化、系统运行日志、数据库备份等功能。
1.4.3 数字模拟互通建设
通过数模互通网关实现现有模拟终端与新建的数字系统互通（包括与外线海事）可以将现有的模拟终端编成各自不同的工作组，每一个组通过数模互通网关实现与数字系统的互通
1.4.4 调度系统建设
数字调度台将建设在港口指挥中心，直接接入集群系统控制中心。调度台有着最高权限的功能，在调度台中各终端的呼叫信息一目了然，同时调度台对于终端人员可以发挥出灵活多样的指挥调度功能。
1.4.5 录音系统建设（选件）
数字录音系统选用全数字化录音设备。功能上能够完成多路集群对讲机或实时录音及语音播放，有效结合计算机技术与语音技术。采用了先进的数码录音技术，借助大容量的计算机硬盘作为存储介质，突破传统的录音概念。通过数字录音系统可实现自动记录主叫和被叫，同时对多路语音通道录音，和灵活的录音查询。系统可按需求自动对硬盘进行维护，保证系统的不间断和稳定工作。
数字录音系统将为及时查询和发现事故原因提供准确可靠的原始录音记录，发挥巨大的作用。
1.5 网络拓扑
1.6 设备技术特点
1. 系统采用集中控制与分布控制相结合的控制技术；
2. 采用数字信号处理（DSP）技术；
3. 联网交换中心、基站交换设备、基站控制器、信道设备都可进行热备份；
4. 系统信令信道控制单元采用热备份工作方式，当处于工作状态的信令信道出现故障时，其他信道会自动进行替换。优先替换的信道可由维护终端进行设置；
5. 基站某信道机损坏，其他信道机可自动替补，以保证基站的正常工作；
6. 系统交换单元损坏，所有基站维持单基站集群功能，并可掉电启动；
7. 当链路出现故障时，所涉及的基站维持单基站集群功能，并可掉电启动；
8. 基站和信道控制器同时存有用户资料；
9. 网管系统可远程监视、控制、设定、告警；
10. 有线接口：通过PSTN/PABX网关与系统互连，可支持62路；
11. 天馈部分包括：基站天线、天线共用器、馈线和避雷等设备。馈线采用低损耗的7/8英寸的馈管；天线增益大于10dB；天线共用器温度特性好；
12. 基站具有专业防雷设计，系统的防雷包括馈线防雷、避雷器防雷、机柜防雷三部分，充分考虑当地使用情况。
1.7 建成后系统应用
1.7.1 话音质量
集群系统对话音质量有严格的要求，按照通话的清晰忖度将话音分为5个评分标准，我厂建设的集群通信网的话音质量应不低于5级，只要在通信覆盖X围内，都能够达到清晰话音。
1.7.2 系统覆盖预测
本次所建设集群系统的覆盖选点都是为了能更好的加大集群信号的覆盖，根据集群的预测公式，在参考了移动通信工程电波传播的理论及电波传播损耗的工程经验后。预测每个基站将达到如下室外覆盖效果：（5级话音质量）。
覆盖效果完全能够满足港口数字集群覆盖效果，手台、车载台的有效覆盖率可达95%以上，未考虑室内弱场覆盖情况。
1.7.3 系统用户容量
数字集群系统的呼叫容量是根据国际上标准公式计算得出，该计算方法考虑到港口的正常通话的时间、通话频率、呼损等因素，因此计算得出的结果与实际使用情况一高产致。信道数与用户容量的参考表如下：
可见港口建设合计16个信道（8个载频），最多可以容纳800名用户在网络内正常使用，可见PDT无线数字集群系统容量充足、建设具有前瞻性。
海能达港口PDT数字集群通信系统解决方案给客户带来的价值——高效管理与调度，提升港口运营效率
建立覆盖整个港口的无线数字集群通信系统，是保障港口调度通信的主要通信工具。依托先进的无线通信技术，全面提高工作的沟通能力；通过集群系统的多种调度方式、通信方式、及成熟的部门编号应用方案，增强对日常生产调度工作的信息传递，促进各部门的协同工作，提高港口工作效率。
● 统一通信调度平台
原有调度系统一般为常规通信系统，不具备信道动态分配功能，不同信道之间，无法进行互联互通。新建的PDT无线数字集群通信系统，具备信道动态分配功能，任意终端之间，可以实现互联互通。
同时领导可以通过高级别终端及调度台，对各个生产部门指挥调度。各部门生产情况可以第一时间反馈到领导层，突发事件时为领导层快速决策提供有力依据。
● 优异的话音质量和抗干扰性
PDT标准采用了优异的语音压缩编解码和纠错技术，能够有效抑制背景噪音；能够最大程度的复原因衰落在传输过程中丢失的话音信息，极大的提高了话音质量和信道抗干扰性。
● 短信调度系统
短信调度系统，可以根据港口生产调度需要，提供短信点对点发送、群发的功能，相比语音通信，短信具有内容清晰，信息准确等功能。
● 录音管理系统
港口生产的现场通话可以由系统记录实时记录，作为生产调度的有效依据加以保存，从而增强港口的管理效率。