中国公安350兆无线通信系统数字化为什么要选择PDT

主页（http://www.pttcn.net）：中国公安350兆无线通信系统数字化为什么要选择PDT

1.公安350兆无线通信系统现状

公安部在1998年颁布了《GA176-1998公安移动通信网警用自动级规范》，遵照此规范，在全国范围内建设了覆盖各市、县主要行政区域的350兆MPT1327模拟集群通信系统，MPT1327模拟集群通信设备已成为各地公安无线指挥调度的主要通信工具。

2.公安350兆无线通信为什么要数字化

现有模拟通信产品虽然为公安用户提供了无线通信服务，但随着警务工作需求的发展，一些问题也逐渐显现出来，如：

● 用户容量不足，用户需要新增对讲机，而原有的系统设计的用户容量不足以胜任;

● 频率资源不足，增加对讲机的数量势必要扩容基站的信道，而扩容所需的频率资源基本已经枯竭;

● 抗干扰能力不足，无线电干扰越来越多，原有的模拟设备由于技术原因，抗干扰能力不足以影响到正常的工作;

● 通话不保密，新形势下的公安工作需要安全保密的无线语音通信，现有的模拟设备不能提供有效的语音安全保密措施;

● 网络不能全国联网，现有的模拟集群系统没有制定完善的不同厂家设备互联互通的标准，系统架构也不支持全国联网的需求;

● 语音质量不好，在城市弱场区域，模拟无线通信的话音质量难以被用户接受;

● 数据业务能力不足，现有的模拟设备不能满足基本短数据业务和GPS定位业务的需求;

● 不符合政策要求，工信部在2009年底发布的“666号”文件已明确规定150兆和450兆频段在2015年底切换为数字产品。公安无线通信势必也要顺应这一形势发展的要求。

3.PDT标准概述

为推动全国公安机关无线通信数字化建设，满足中国不同地区公安无线通信的数字化需求，解决公安无线通信的加密问题，实现公安无线通信模拟系统向数字系统的平滑过渡，公安部于2008年8月组织研发具有中国自主知识产权的警用数字集群标准(PDT)，2011年10月，正式发布《PDT数字集群通信系统总体技术规范》。基于该技术规范的数字集群通信设备具有大区制、广覆盖、可从模拟向数字平滑过渡、采用国产密码算法加密、拥有自主知识产权特点和优势。

PDT标准共分为空口、系统互联、安全加密、终端标准和兼容测试五部分内容。

PDT标准未来将与TETRA、APCO25一起成为全球主流的数字集群标准，这些主流的数字集群产品将共同为各行业用户提供专业的无线通信服务。

4.PDT与TETRA的技术对比

4.1 极限通信距离

PDT和TETRA系统都采用TDMA技术，TDMA技术要求移动终端必须保持和基站时隙的同步。

PDT保护时间为1mS，移动终端到基站的最大通信距离理论值为150公里。

TETRA保护时间为0.4 mS，移动终端到基站的最大通信距离理论值为58公里。

4.2 实际通信距离

无线通信的覆盖距离在频段、基站天线高度和地形地貌等因素确定后，影响通信距离的就是设备的发射功率和接收灵敏度。

PDT对讲机功率为4-5W，TETRA对讲机为1W，功率相差6 dB。TETRA空口速率为33.6kbps，PDT为9.6kbps，较高的空口调制速率灵敏度会相应降低约6 dB。

当天线高度确定后，传输距离增加一倍，电磁波传播损耗中值降低约9-10dB。PDT上行信号相对TETRA可改善12dB以上，传输距离至少是2倍多(对于地势相对平坦的区域表现非常明显)，也就是覆盖同样的面积，TETRA基站的数量至少是PDT基站数量的4倍。

4.3 频谱利用率

对于一个中等城市网，PDT基站假设建3个，TETRA基站则建12个。对于一个全市的组呼，每个基站都有用户分布，PDT仅需要占用3个信道，频谱占用为6.25kHz*3=18.75kHz，TETRA需要占用12个信道，频谱占用为6.25kHz*12=75kHz。

TETRA的载噪大于19dB时才能正常接收信号，而这19dB信号场强区域是不能使用的，PDT系统只有12dB范围，因此TETAR系统的频率污染区域比PDT大7dB。

4.4 移动数据业务

PDT和TETRA都是基于窄带设计，数据传输能力方面没有本质区别，TETRA数据传输能力稍强于PDT，但传输距离不如PDT，都能满足一般的文本信息和GPS定位信息的传输。

单时隙传输速率对比如下表所示：

4.5 常规直通

PDT和TETRA都支持常规的直通模式， PDT还支持常规的双时隙的动态分配。

PDT常规直通模式通信距离约为9公里，TETRA常规直通模式通信距离约为3公里。

4.6 集群与常规转信兼容

中国公安自开始建设无线通信系统以来，常规通信系统以其操作简单、一呼百应的特点也深受用户的重视。常规通信随着集群通信技术一同演变发展，目前广泛应用的常规转信台、异频同播系统、同频同播系统就是最好的证明。

在应急状态，常规是非常实用的通信手段。PDT保留了传统的快速组网方式，且能将集群与常规融合，用户手持一个终端就可以接入集群网或常规网。TETRA只有常规直通功能，不能满足应急状态下临时架设中转台组网的工作需求。在一些特定的情况下用户需要同时使用一台TETRA集群对讲机和一台模拟常规对讲机。

4.7 模拟到数字平滑过渡

PDT系统在设计上充分考虑数字和模拟的兼容问题，模拟终端和数字终端可同时在网使用且能互联互通。PDT终端具有数字集群/模拟集群/数字常规/模拟常规四种工作模式，在现有模拟网络及PDT数字网络中都可使用。

TETRA系统设计时没有考虑与模拟的兼容问题，采用TETRA网络进行数字化时模拟设备将同时被淘汰。

4.8 安全加密

公安无线通信语音的安全加密越来越受到各级部门的重视，PDT加密标准由公安部第一研究所提供加密算法和密钥，确保加密的权威性和安全性。

TETRA加密技术源自国外，我国公共安全部门不会采用国外的加密技术。

4.9 系统用户容量

PDT系统用户编号方案采用24bit编码，用户总容量大于160万，每套系统呼号容量32200个，满足国内各层级公安用户的使用需求;

TETRA 系统用户编号方案采用48bit编码，24bt的SSI可以自行定义，其用户容量大于PDT。

4.10 联网

随着城市进程的加快和高速公路的迅猛发展，集群系统的联网是警务工作迫切需求的功能，高速公路上的跨地市、跨省的警保任务的无线指挥调度只有在集群系统实现了联网后才能畅通。

PDT系统在设计之初就充分考虑了全国联网的问题，将不同厂家之间系统的互联协议作为一个标准规范，各厂家设备的入网检测必须满足规范，要解决长期以来困扰用户对网络承建商的选择权利问题。依据此规范在全国各地建设的PDT系统就可以实现全国联网。

TETRA系统不同厂家间的联网由于受到技术和各厂家商业利益的限制，实现不同厂家系统完全的互联互通基本做不到，如果某个省的TETRA系统是不同厂家承建的，那么系统间的互联互通将是一个十分伤脑筋的事情。

4.11 二次应用开发

PDT系统是真正基于IP架构设计的，将基站和移动终端交互时间要求最苛刻的内容全部在基站完成。

相对于TETRA系统的二次应用开发，PDT系统的各厂商具有自主知识产权，有能力根据中国特色的警务工作需求开发和开放API应用接口供系统集成商进行二次开发。

4.12 网络的整体可靠性

任何无线通信网络，设备越少、架构越简洁，其稳定性越高，这是一个亘古不变的道理。PDT系统是大区制系统，相对于TETRA小区制系统，基站数量少，按照当今最流行和最合理的网络架构进行设计，逻辑结构简单，可能出现问题的概率小，整体维护工作量和维护费用也少。

4.13 绿色环保

PDT基站不需要使用线性功放，TETAR基站需要使用线性功放，相同的输出功率，线性功放的效率比非线性功放要低30%以上。对于相同载波数量的基站，PDT 2载频基站耗电小于500W，TETRA 2载频基站耗电800W。未来公安数字集群通信网络的2载频基站数量占比至少达到60%以上。

PDT基站的耗电比TETRA至少节省30%，符合国家节能环保的政策要求。

4.14 网络建设与运营维护费用

如果一个省建设大区制集群系统(PDT)需要500个基站，那么建设小区制集群系统(TETRA)需要2000个基站，假设一个基站通信设备平均投入60万元，机房、铁塔等附属基础设施租用为3万元/年/站。大区制和小区制，对比网络运行10年所需的费用如下：

大区制的PDT系统符合中国地域面积大，经济条件相对较差的实际情况。

4.15 售后服务

售后服务是用户最关心的问题，金盾工程的全面实施，公安科技信通部门承接建设了很多项目，而人员又没有增加，每个人的工作量相对于几年前有大幅度提高，售后服务工作基本上是依托于厂家完成的。

做好售后服务工作不仅取决于承建商的态度，更大程度还取决于承建商的技术能力。

首先，PDT系统是国内企业研制，拥有自主知识产权，在提供服务的技术能力方面是有可靠保证的;

其次，PDT企业的相互竞争，是提升各供应商服务意识和服务质量的原动力;

第三，在服务费用方面，国内企业的人工费用相对较低。多年来，为国内公安用户提供集群系统设备的厂商在一定程度上是免费为用户提供售后服务的;

第四，在服务速度响应方面，PDT各厂家基本上在全国各省都设有服务机构，服务的快速响应是有充分保障的。

相对而言，TETRA承建商都为代理商，他们的服务能力有限，如需原厂服务，则用户需要按小时支付美元，快速响应方面也令人担忧。

5.PDT未来发展的路线

PDT系统代表了中国专业无线通信的最新发展水平，其技术的演进和发展也是与世界同步的。

现阶段PDT主要解决数字语音通信、语音安全加密、GPS定位和文本信息传输、全国联网、模拟设备平滑过渡以及与现有公安业务的集成应用等方面问题。

宽带数据通信是公安工作另一个重要需求，下一个阶段将采用窄带与宽带(LTE)融合的思想实现窄带语音和宽带数据、宽带图像的综合业务通信。

6.公安PDT网络建网架构的思考

目前，公安350兆无线通信存在以下问题：

★ 覆盖问题，350兆模拟集群网络基本覆盖到县一级城市，很多地方，如高速公路、国道、省道、重点乡镇还没有集群信号的覆盖;

★ 制式问题，各个警种使用的制式不完全相同，集群和常规都有;

以上问题导致公安无线通信无法做到随需而通，未来在建设PDT数字集群网时要考虑以下问题：

★ 全覆盖，城区、道路、重点乡镇、风景区完全覆盖，警察无论走到哪里都有集群信号覆盖;

★ 各警种共建一张全省网络，节省基础设施投入和网络运营维护费用;

★ 各警种统一编组入网，虚拟管理各自用户;

★ 用户再也不用选择切换对讲机是集群还是常规模式，也不用记忆各个不同区域使用的对应信道，类似使用GSM手机。

7.PDT数字集群产品目前的状况

海能达通信股份有限公司自2010年4月在北京发布PDT数字集群产品以来，已经开通交付了哈尔滨市公安局、贵阳劳教所、贵阳市交警(第九届全国少数民族运动会安保使用，覆盖贵阳市区)、深圳边检总站(覆盖6个口岸)、巴彦淖尔市公安局(覆盖全区市、县)等地的多基站PDT系统，配套的对讲机和车载台也得到规模化应用。

一些PDT联盟厂家也已经陆续推出PDT集群系统和集群终端产品，并开通了实验局。

从目前的使用情况来看，通信覆盖距离优于现有模拟集群系统，通话质量与现有模拟集群系统相比有大幅度提升，尤其是背景噪音的抑制得到用户的普遍好评。同时，还开通了中文短信和GPS定位等数据业务。

8.总结

PDT警用集群系统将充分发挥数字产品的优势，尽可能保持现有MPT模拟集群系统的使用习惯不变，逐步替代MPT模拟集群及模拟常规产品，完成模拟向数字的平滑过渡，从根本上解决不同厂家系统之间的互联互通及语音的数字安全加密问题，为公共安全用户提供高性价比，更能满足使用需求的新一代数字化专业无线指挥调度通信手段。

PDT是完全拥有自主知识产权的数字集群标准，不受国外专利限制。它的出现和发展可大大提高国内集群产业链的技术实力，提升中国专业无线通信产业在世界相关领域的竞争能力。

目前,尽管PDT数字集群产品还存在很多需要完善之处，但我们相信在公安部的大力推动下，在PDT联盟厂商的共同努力下，在广大公安用户的全力支持下，PDT最终必将成为中国公安无线指挥调度通信的主导产品。