集群与同播的区别应用

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一、公安350兆无线通信网建设概述

公安350兆无线通信网是各级公安机关“统一指挥、快速反应、协同作战”指挥通信的重要手段，在处理日常警务、重大活动安保、处置突发事件的通信保障中发挥了不可替代的作用。

公安350兆无线通信网要兼顾平时的日常勤务通信和应急状态的无线通信保障需求。满足这一需求的无线通信网络在建网设计时要重点考虑以下因素：

1. 系统覆盖要求，要能覆盖所有的警务活动区域;

2. 系统用户容量要求，根据未来城市应急指挥通信发展的趋势和政府职能转变的趋势，城市应急指挥体系将依托于公安的应急指挥通信系统建设，公安350兆无线通信网可能还将承担城市应急指挥无线通信网职能。因此，公安350兆无线通信网不但要满足公安用户的使用需求，还要满足城市应急联动的其他部门用户的使用需求，系统要留有足够的用户容量资源;

3. 系统业务要求，基于窄带体制的无线通信产品主要要满足快捷的语音通信和便利的文本数据通信。

根据上述三方面的要求，我们讨论集群和同播系统的区别应用。

二、集群和同播的区别

(一)系统覆盖

无线通信网络的覆盖距离除了与设备自身的发射功率和接收灵敏度等电性能指标相关外，还与地形地貌以及基站天线架设的高度密切相关。经过大量的实际对比验证测试，PDT数字集群系统的通信距离优于模拟集群系统，通话的清晰度范围与模拟集群系统相比较大大提高。同播系统因为采用同频技术，重叠覆盖区域要得到清晰的话音质量，系统必须要做到“三同一保”(即保证在重叠覆盖区域，终端接收到的来自多个基站无线信号要满足同频、同相、同幅和最低场强保证要求)，数字同播系统相位误差超过1/8码元(距离差7.8kM)就会带来误码率和丢帧率的快速上升。覆盖同样的地域面积，集群系统所需要的基站数量少于同播系统。

结论：根据经验数据，覆盖相同的区域，集群系统所需要的基站数量比同播系统少1/3。

(二)系统用户容量

集群系统的用户容量与系统的基站数量、信道数量直接相关，同样的信道数量，基站越多，系统的用户容量越低。例如按同等条件计算系统的用户容量，一个4载频基站可带用户数量约600个，两个2载频基站可带用户数量约360个。

“用户移动性管理”是集群系统的一个重要组成部分，“用户移动性管理”做的好坏直接影响到集群系统的使用效率。用户通话时，集群系统是按照用户所在基站的登记注册情况而分配基站的信道资源，即按需分配，可以最大程度提高信道利用率。

同播系统没有“用户移动性管理”功能，用户通话时，每个基站不管有没有用户存在都分配信道资源，信道资源利用率很低。

另一个方面要提高系统用户容量，满足多个并发通话数量的要求，系统需要有较多的频率资源，同播系统所用频率资源少，所以并发通话的数量也少。也就是说充足的频率和信道资源是满足广大公安干警和应急联动人员指挥调度畅通的必要条件。

对于一个城市来说，如果建设3个4载波数字集群基站，供需要12对频率，等同的覆盖面积和并行的通话数量，同播系统至少要配置48个载波(因为同播系统要解决重叠覆盖区的话音质量问题，至少要配4个基站，每个基站12载波)。

结论：具有相同载波数量的集群系统和同播系统，集群系统提供的用户容量远远大于同播系统。

(三)系统业务

1) 语音业务

同播系统采用同频技术，除了是因为要扩大覆盖面积和缺少频率资源的因素之外，还有一个重要原因是用户在通话时可以任意切换基站而不断线。

PDT数字集群系统采用成熟的越区切换技术，已经做到了通话过程中跨越基站不断线，而且通话过程中移动到没有该组成员分布的基站，基站也可以立刻分配通话信道。

集群系统的语音呼叫业务可以按不同等级区分，重要用户的优先通话权限能够得到保障，确保关键时刻指挥调度的畅通。数字同播系统虽然也能够进行分组通话，但是分组数量不宜过多，分组缺少权限设置，通话信道会经常被占用。如果数字同播系统不分组而采用一呼百应的方式，则在通话时多数用户会被无关的通话打扰。

结论：集群系统已经解决了越区通话断线的问题，分级别的通信模式能确保指挥调度指令畅通。

2) 短数据业务

短数据业务越来越受到各级公安用户的重视，GPS定位数据的高效上传，中文短信的及时发送，简易状态信息的应用和文本信息的快速查询等等已成为提高指挥调度和警务管理效率的重要手段。

GPS定位已成为警员日常勤务工作必备的功能，警员的位置信息的充分应用可以帮助指挥中心进行快速的接处警调度、对警力资源进行高效管理和对警情态势的进行定量分析等。路面警员位置信息的高效实时上传是对数字集群系统提出的必备要求。如果系统的“用户移动性管理”功能做的不完善，系统就会占用过多的信道资源去上拉警员的GPS位置信息。

用户非常关注短数据业务发送成功与否，也就是发送方在发送完信息后需要收到确认信息，只有“用户移动性管理”非常精确，短数据才能快速准确发送给接收者。同播系统由于没有“用户移动性管理”功能，发送短数据时只能在全网所有基站中发送，信道资源利用效率很低，如果使用短数据业务的用户较多，将严重影响基本的语音通话业务。

结论：同播系统由于不具备“用户移动性管理”能力，GPS定位业务和短数据业务应用严重受限。

三、集群与同播的应用

根据系统的覆盖、用户容量和业务需求三方面情况分析，PDT数字集群系统相对于同播系统能提供大区制的覆盖，能提供多部门、多警种、多用户的共享系统资源的服务，能够提供高效的短数据业务服务。

为广大公安干警和社会应急联动部门提供可靠的无线通信保障服务是公安350兆无线通信网必须承担的职责。因此，每个城市都需要建设一套具有完善的“用户移动性管理”能力、基站联网能力、扩展能力、网管能力、VPN网络划分能力和安全可靠的的数字集群网络。

同播系统是常规中转台以同频方式的组网，是集群通信网的一个补充，其特点是一个信道的广域覆盖。同播系统可以作为一个区域性仅解决语音通信问题的备份无线通信网络，也可以作为消防部门一套独立运作的消防无线通信指挥一级网或着作为某一特殊警种特定的无线语音通信网使用。

集群同播是集群系统与同播系统结合的衍生产品，是使用集群终端的同播系统，简化了集群系统最重要的“用户移动性管理”功能，以简单的多站同播方式进行一呼百应的无线语音通信，集群同播系统在一些地方也有较好的应用。