桑逾方，施 瑋

（中國(guó)電信股份有限公司上海分公司應(yīng)急通信局，上海 200437）

技術(shù)研究

不同制式指揮調(diào)度語(yǔ)音對(duì)講終端互通的研究

桑逾方，施 瑋

（中國(guó)電信股份有限公司上海分公司應(yīng)急通信局，上海 200437）

常規(guī)的指揮調(diào)度或應(yīng)急通信對(duì)講通信應(yīng)用，一般在同一制式或系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)下的一個(gè)群組終端才能進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)?，F(xiàn)在越來越多地在一些大型活動(dòng)或抗擊各類災(zāi)害通信保障的實(shí)際應(yīng)用中，為跨部門的通信。通過應(yīng)急指揮車設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度和通信系統(tǒng)，但少量配置的終端，個(gè)性化的集群系統(tǒng)，基站的孤站使用使現(xiàn)場(chǎng)指揮網(wǎng)覆蓋范圍極為有限，同時(shí)各行各業(yè)各級(jí)系統(tǒng)部門所擁有指揮調(diào)度終端類型制式五花八門，使現(xiàn)場(chǎng)指揮車無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、高效、便捷的指揮通信聯(lián)絡(luò)。本文通過對(duì)各集群對(duì)講系統(tǒng)設(shè)施的研究，形成多制式終端混合語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群McWill終端與數(shù)字集群TETRA終端及與普通對(duì)講機(jī)的互通。以此謀求實(shí)現(xiàn)各種制式集群系統(tǒng)的終端互通的應(yīng)用手段，提高不同場(chǎng)景下語(yǔ)音指揮調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)通信聯(lián)系的保障能力。

應(yīng)急通信；指揮調(diào)度；語(yǔ)音對(duì)講；終端互通

1 引言

當(dāng)今社會(huì)，隨著日益增多的大型活動(dòng)、突發(fā)的緊急事件、災(zāi)害事故及社會(huì)公共安全事故等，使得各級(jí)政府部門、各大企事業(yè)單位、部門以及各類團(tuán)體以各種方式制定預(yù)案，建立臨時(shí)、應(yīng)急的通信體系以確保現(xiàn)場(chǎng)信息傳送、指揮調(diào)度建立、現(xiàn)場(chǎng)通信保障，以及臨時(shí)通信能力的建立。為確保各類重大活動(dòng)或緊急突發(fā)事件或?yàn)?zāi)害事件現(xiàn)場(chǎng)處置的有效性，指揮機(jī)構(gòu)、協(xié)調(diào)部門不可或缺的需要具有應(yīng)急指揮調(diào)度與協(xié)調(diào)通信手段，從簡(jiǎn)單的對(duì)講機(jī)到區(qū)域覆蓋的集群系統(tǒng)終端應(yīng)用，是最快速地反應(yīng)日?；蚓o急情況下各部門間溝通協(xié)調(diào)、上下級(jí)指令與信息傳遞的主要通信手段的選擇。

2 應(yīng)急通信終端的必要性和現(xiàn)有特性

國(guó)家為加強(qiáng)突發(fā)自然災(zāi)害的搶險(xiǎn)救災(zāi)以及公共安全事件的應(yīng)對(duì)能力，提高社會(huì)應(yīng)急的響應(yīng)速度和決策指揮能力，保障公眾生命與財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)正常的社會(huì)秩序，建立了突發(fā)公共安全事件應(yīng)急指揮調(diào)度體系。而在突發(fā)事件中，所采用的方式主要通過現(xiàn)場(chǎng)指揮所或指揮車來設(shè)立現(xiàn)場(chǎng)指揮中心，而實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度必不可少地必須使用相應(yīng)的通信手段。

集群通信是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度通信最有效的手段之一，也是指揮調(diào)度最重要的通信方式之一。要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)講通信，需要現(xiàn)場(chǎng)各相關(guān)單位和部門在災(zāi)害或事件處置中能與指揮中心能保持直接的通信，不受公眾網(wǎng)絡(luò)的各類異常狀況的影響（如受災(zāi)公網(wǎng)通信中斷或高話務(wù)量擁塞等），這就需要各級(jí)指揮員和現(xiàn)場(chǎng)人員都持有可互通的指揮調(diào)度通信終端，以確保及時(shí)的溝通和指令傳遞。

國(guó)內(nèi)外常規(guī)的指揮調(diào)度或應(yīng)急通信對(duì)講通信通信，一般是以同一制式或系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)下的一個(gè)集群群組終端才能進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。為一些大型活動(dòng)，往往會(huì)為了跨部門的通信，必須臨時(shí)購(gòu)置某系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的通信對(duì)講終端及擴(kuò)展設(shè)站布網(wǎng)，來滿足現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度、應(yīng)急通信使用。

在應(yīng)急保障的實(shí)際應(yīng)用中，以上海為例，上海在2006年之前，主要依賴于事發(fā)地現(xiàn)場(chǎng)的普通對(duì)講機(jī)或iDEN集群系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系和指揮通信；2006年之后，覆蓋上海本地的800M集群政務(wù)公網(wǎng)TETRA系統(tǒng)成為了政府和企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系和指揮調(diào)度的重要手段，發(fā)揮了重要的作用；2010年世博會(huì)期間，上海世博會(huì)組委會(huì)通信保障組與運(yùn)營(yíng)商一起用應(yīng)急指揮車在現(xiàn)場(chǎng)建立現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度中心，來進(jìn)行應(yīng)急通信保障。這也成為當(dāng)前重要的現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度和通信聯(lián)絡(luò)手段。

在我們現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，上海地區(qū)有良好的800M TETRA數(shù)字集群網(wǎng)，但在應(yīng)急通信保障現(xiàn)場(chǎng)，需要應(yīng)用應(yīng)急指揮車的McWill系統(tǒng)作為現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度中心，但目前僅配置了少量的終端，無法滿足較多人員的聯(lián)動(dòng)使用。同時(shí)，由于應(yīng)急指揮車McWill集群?jiǎn)位臼褂?，覆蓋范圍僅1至2公里，無法實(shí)現(xiàn)與較遠(yuǎn)區(qū)域的工作人員聯(lián)系，而TETRA終端又無法與McWill系統(tǒng)對(duì)講，只能采用在應(yīng)急指揮車上配置雙終端的方式解決，相關(guān)指揮人員也必須手持雙終端來實(shí)現(xiàn)有效的通信指揮。

另外，在突發(fā)事件或重大活動(dòng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)中，各級(jí)政府、各行各業(yè)系統(tǒng)部門所擁有的指揮系統(tǒng)在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)各自為政，對(duì)講機(jī)或指揮調(diào)度終端類型制式五花八門，互不相通，這就給各系統(tǒng)部門參與協(xié)同配合實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、高效的指揮通信體系帶來困境。

為此，我們必須謀求實(shí)現(xiàn)各種制式集群終端間的互通，以提高不同場(chǎng)景下語(yǔ)音指揮調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)通信聯(lián)系的保障能力。在上海要實(shí)現(xiàn)McWill終端與政務(wù)共網(wǎng)TETRA終端的互通，使應(yīng)急指揮車語(yǔ)音指揮調(diào)度能力從有限數(shù)量的終端擴(kuò)展到可與TETRA終端進(jìn)行全網(wǎng)通信；基站則從孤站可擴(kuò)展到“全上海網(wǎng)絡(luò)覆蓋”。并爭(zhēng)取探索實(shí)現(xiàn)多種制式集群的終端能互通，為各類應(yīng)急通信的指揮調(diào)度提供擴(kuò)展的應(yīng)用手段。

3 數(shù)字集群系統(tǒng)與終端通信的分析研究

隨著集群通信的發(fā)展，在中國(guó)應(yīng)急通信中已廣泛地采用了各類數(shù)字集群通信手段，作為現(xiàn)場(chǎng)指揮、調(diào)度及聯(lián)絡(luò)應(yīng)用。較廣泛的被使用的數(shù)字集群系統(tǒng)家族有：TETRA，iDEN，McWiLL，GoTa等。在一些場(chǎng)合，也不排除使用簡(jiǎn)單的無線對(duì)講機(jī)作為臨時(shí)聯(lián)絡(luò)工具。

3.1 摩托羅拉TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)[1]

數(shù)字集群TETRA系統(tǒng)，具有組網(wǎng)靈活、升級(jí)方便、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可以有一個(gè)到多個(gè)節(jié)點(diǎn)逐步發(fā)展的特性，特別適用于由電信運(yùn)營(yíng)商建設(shè)、為廣大政府和企業(yè)用戶服務(wù)。在系統(tǒng)構(gòu)成上，系統(tǒng)管理和調(diào)度臺(tái)，為多個(gè)用戶無線調(diào)度平臺(tái)提供保障，有完善的安全性管理功能。數(shù)字集群系統(tǒng)有不同的生產(chǎn)廠家及各種制式，這里以摩托羅拉TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)為例。

網(wǎng)絡(luò)組成：由交換平臺(tái)與無線基站構(gòu)成系統(tǒng)，可通過基站的增加，形成良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。如圖1所示。同時(shí)通過系統(tǒng)支持虛擬專網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn)用戶、調(diào)度、數(shù)據(jù)等VPN功能。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成圖

系統(tǒng)功能與業(yè)務(wù)

系統(tǒng)功能：虛擬專網(wǎng)（VPN）系統(tǒng)支持網(wǎng)管和數(shù)據(jù)通信虛擬專網(wǎng)功能、單站集群、直通模式（DMO）、鑒權(quán)。調(diào)度通信的VPN。調(diào)度通信是集群無線通信的主要形式，這些通信以指定部門的調(diào)度中心為核心，包含了按部門劃分的車載臺(tái)、固定臺(tái)、和便攜臺(tái)用戶。每個(gè)用戶臺(tái)被編程，用戶機(jī)在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)其實(shí)施鑒權(quán)，繼而實(shí)現(xiàn)群內(nèi)對(duì)講通信（圖2）。

圖2 調(diào)度通信

系統(tǒng)業(yè)務(wù)：基本業(yè)務(wù)有調(diào)度話音業(yè)務(wù)和電話互聯(lián)業(yè)務(wù)，另有承載業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)。

3.2 iDEN集群系統(tǒng)

iDEN（Integrated digital enhanced network）是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，代表廠商是摩托羅拉，主要適用于共用集群通信網(wǎng)。iDEN是基于數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)的集群通信系統(tǒng)，它提供集群呼叫方式，以及傳統(tǒng)的蜂窩語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。主要由基站子系統(tǒng)、電話互聯(lián)呼叫處理子系統(tǒng)、調(diào)度呼叫處理子系統(tǒng)、分組數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，以及操作維護(hù)中心（OMC）組成。iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)的接口包括空中接口、Mobis接口、A接口、MAP接口、ID接口。空中接口為基站與移動(dòng)臺(tái)間的接口，它按照物理層、MAC層、邏輯鏈路層分別進(jìn)行了定義。

3.3 McWILL集群系統(tǒng)[2]

McWiLL（Multi-carrier Wireless information Local Loop，多載波無線信息本地環(huán)路）是我國(guó)自主創(chuàng)新的同步碼分多址SCDMA無線接入技術(shù)的寬帶演進(jìn)版——SCDMA V5的俗稱。McWiLL是基于SCDMA技術(shù)體系基礎(chǔ)上的CSOFDMA無線接入多址方式，進(jìn)一步發(fā)展了智能天線增強(qiáng)技術(shù)。McWiLL系統(tǒng)是從系統(tǒng)容量、覆蓋范圍、組網(wǎng)方式等因素考慮，來實(shí)現(xiàn)寬窄帶業(yè)務(wù)高效融合的移動(dòng)寬帶無線接入系統(tǒng)。

McWiLL寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)平臺(tái)，具有集群語(yǔ)音調(diào)度、寬帶數(shù)據(jù)接入功能，系統(tǒng)由基站系統(tǒng)（BTS）、塔放、天線、核心交換系統(tǒng)（SAC）、多媒體調(diào)度系統(tǒng)（MDS）、調(diào)度臺(tái)、互聯(lián)互通信令網(wǎng)關(guān)、終端設(shè)備（集群終端、音視頻一體化終端）等部分構(gòu)成，為全I(xiàn)P扁平結(jié)構(gòu),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3。

McWiLL系統(tǒng)主要功能：

⊙ 視頻回傳：可將視頻終端采集的動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)壓縮編碼，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指揮中心；

⊙ 集群對(duì)講：按下對(duì)講鍵即可向?qū)χv組發(fā)起對(duì)講呼叫，即按即通；組內(nèi)其他終端講話，該終端可立即自動(dòng)收聽；

⊙ 語(yǔ)音調(diào)度：可接受調(diào)度臺(tái)的語(yǔ)音調(diào)度，參與會(huì)議等語(yǔ)音調(diào)度功能。

由工作人員攜帶該單兵終端深入現(xiàn)場(chǎng)，將信號(hào)從各種現(xiàn)場(chǎng)（建筑物內(nèi)、街道、廣場(chǎng)、戰(zhàn)場(chǎng)等）傳到后方的指揮車或者通過無線網(wǎng)絡(luò)直接傳輸?shù)街笓]中心。單兵可隨時(shí)通過對(duì)講機(jī)PTT按鍵接受和發(fā)起語(yǔ)音對(duì)講，與調(diào)度中心進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。單兵傳輸信息時(shí)，可以主動(dòng)呼叫調(diào)度中心，建立通話后將圖像傳回，也可以由調(diào)度中心調(diào)度臺(tái)主動(dòng)呼叫單兵終端，建立通話后，單兵終端將圖像和語(yǔ)音等信息傳回。

圖3 McWiLL基站系統(tǒng)框圖

3.4 GoTa

GoTa的含義是開放式集群架構(gòu)（Global open Trunking architecture），由中興通訊研制開發(fā)，是全球首個(gè)基于CDMA 3G技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)。2012年，在瑞士日內(nèi)瓦的國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）會(huì)議上，由中國(guó)提交的GoTa（全球開放式集群架構(gòu)）數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)被ITU國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納。

GoTa可提供多種集群業(yè)務(wù):

⊙一對(duì)一的私密呼叫和一對(duì)多群組呼叫，可設(shè)定用戶的優(yōu)先級(jí)，并具有根據(jù)用戶的優(yōu)先級(jí)使用強(qiáng)插強(qiáng)拆的功能；

⊙可以提供集群系統(tǒng)中所需要的系統(tǒng)尋呼、群組尋呼、子群組尋呼、專用PTT業(yè)務(wù)等特殊業(yè)務(wù)；

⊙可對(duì)不同的話務(wù)群組進(jìn)行分類，例如永久型群組和臨時(shí)型群組，用戶可對(duì)其群組內(nèi)成員進(jìn)行管理。

除了集群業(yè)務(wù)以外，GoTa還具有增值業(yè)務(wù)提供能力，如短消息、衛(wèi)星定位、VPN等，這些業(yè)務(wù)和集群業(yè)務(wù)結(jié)合起來，可為集團(tuán)用戶提供各種綜合服務(wù)。

3.5 無線對(duì)講機(jī)

無線對(duì)講機(jī)的英文名稱是two way radio，它是一種雙向移動(dòng)通信工具，在不需要任何網(wǎng)絡(luò)支持的情況下，就可以通話，沒有話費(fèi)產(chǎn)生，適用于相對(duì)固定、距離有限且頻繁通話的場(chǎng)合。

無線對(duì)講機(jī)是一種無線終端設(shè)備，其通過信令處理、信號(hào)調(diào)制及解調(diào)，以及發(fā)射和接收處理，形成無線通信能力。對(duì)講機(jī)有頻率使用限制，為保證絕大多數(shù)用戶通話不受干擾及合理地利用頻率資源，工信部無線電管理局對(duì)頻率的使用進(jìn)行了劃分，規(guī)定不同的行業(yè)使用相應(yīng)的頻率范圍。用戶在購(gòu)買對(duì)講機(jī)的時(shí)候，要向當(dāng)?shù)氐臒o線電管理局申請(qǐng)頻點(diǎn)，作終端登記注冊(cè)。

公眾對(duì)講機(jī)是指：發(fā)射功率不大于0.5W，工作于指定頻率的無線對(duì)講機(jī)，其無線電發(fā)射頻率、功率等射頻技術(shù)指標(biāo)須符合下列要求：

（1）工作頻率（.9000;409.單位：MHz）:

409.7500，409.7625，409.7750，409.7875，

409.8000，409.8125，409.8250，409.8375，

409.8500，409.8625，409.8750，409.8875，

4099125，409.9250，409.9375，409.9500，

409.9625，409.9750，409.9875。

（2）調(diào)制方式：F3E。

（3）有效發(fā)射功率（EIRP）：＜0.5W。

（4）發(fā)射頻率容限：＜+5×10-6。

（5）發(fā)射機(jī)雜散輻射：＜50μW。

（6）接收機(jī)雜散輻射：＜20μW。

（7）信道間隔：12.50kHz。

4 指揮調(diào)度應(yīng)用終端的通信分析研究

4.1 應(yīng)急通信指揮車的指揮調(diào)度

應(yīng)急通信指揮車是政府或大型企業(yè)在各類重大活動(dòng)、或處置各類事件的現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度中心，是現(xiàn)場(chǎng)信息匯聚、與大本營(yíng)指揮中心各類信息交互、上級(jí)指令傳遞的現(xiàn)場(chǎng)指揮信息樞紐。

應(yīng)急指揮車具有多媒體會(huì)議系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字集群系統(tǒng)、視音頻信號(hào)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)調(diào)度系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)和油機(jī)供電系統(tǒng)等應(yīng)急通信裝備，可以通過衛(wèi)星、微波、光纖和3G數(shù)傳等先進(jìn)中繼傳輸手段實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視音頻信號(hào)的互通。可以通過本車數(shù)字集群系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)信號(hào)覆蓋，為調(diào)度指揮提供信息通道。

4.2 McWill與TETRA系統(tǒng)與終端

4.2.1 McWill系統(tǒng)與終端

數(shù)字集群McWiLL系統(tǒng)工作于1 800MHz無線頻段，在語(yǔ)音通信方面，McWiLL系統(tǒng)在終端和業(yè)務(wù)匯聚網(wǎng)關(guān)（SAG）之間定義了一套支持高效語(yǔ)音業(yè)務(wù)的私有協(xié)議，終端和基站之間定義了經(jīng)過特殊壓縮的話音業(yè)務(wù)包；基站對(duì)多個(gè)終端的語(yǔ)音業(yè)務(wù)包匯聚在一起，通過SabisP協(xié)議發(fā)送給SAG；SAG把這些SabisP語(yǔ)音業(yè)務(wù)包轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的VoIP（SIP協(xié)議）數(shù)據(jù)包。采用全I(xiàn)P扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過基站之間的二層隧道協(xié)議實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理；語(yǔ)音業(yè)務(wù)利用業(yè)務(wù)匯聚網(wǎng)關(guān)（SAG）實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理并與NGN軟交換核心網(wǎng)對(duì)接。

在應(yīng)急指揮車上的配置是，現(xiàn)有的指揮調(diào)度系統(tǒng)配置一個(gè)McWiLL無線基站系統(tǒng)，該基站側(cè)業(yè)務(wù)承載使用TCP/IP協(xié)議，在應(yīng)用層上可傳輸集群語(yǔ)音對(duì)講、單兵視音頻回傳和無線數(shù)據(jù)接入?；綢P口與多媒體調(diào)度系統(tǒng)、業(yè)務(wù)接入控制系統(tǒng)、單兵圖像解碼器等終端設(shè)備通過車內(nèi)交換機(jī)互聯(lián)互通。McWiLL手臺(tái)與應(yīng)急車的通信方式為，手臺(tái)通過車載基站無線接入，通過車上配置的一個(gè)小型無線集群網(wǎng)關(guān)IP側(cè)以太網(wǎng)口連接到McWiLL的業(yè)務(wù)接入控制系統(tǒng)中，作為調(diào)度系統(tǒng)的終端注冊(cè)到調(diào)度系統(tǒng)，車上指揮中心將模擬車載臺(tái)連接至集群網(wǎng)關(guān)，以此實(shí)現(xiàn)與手臺(tái)的相互通信。

4.2.2 摩托羅拉TETRA系統(tǒng)與終端通信

TETRA系統(tǒng)工作于800MHz無線頻段，由交換平臺(tái)與無線基站構(gòu)成系統(tǒng)，可通過基站的增加，形成良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。系統(tǒng)管理和調(diào)度臺(tái)，為多個(gè)用戶無線調(diào)度平臺(tái)提供保障。

語(yǔ)音調(diào)度通信是TETRA系統(tǒng)無線通信的主要形式，這些通信以指定部門的調(diào)度中心為核心，包含了按部門劃分的車載臺(tái)、固定臺(tái)、和便攜臺(tái)用戶。每個(gè)用戶臺(tái)被編程，用戶機(jī)在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)其實(shí)施鑒權(quán)，繼而實(shí)現(xiàn)群內(nèi)對(duì)講通信。調(diào)度話音業(yè)務(wù)有單呼（私密呼叫）、組呼、通播組呼叫、緊急呼叫。在TETRA系統(tǒng)的基站覆蓋區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)手持終端間及手臺(tái)與車載臺(tái)間的對(duì)講通信。

4.3 數(shù)字集群通信系統(tǒng)通信覆蓋范圍

McWiLL寬帶無線多媒體集群通信系統(tǒng)通信單基站覆蓋范圍。對(duì)于工作于1.8GHz頻段的McWiLL寬帶無線多媒體集群基站而言，工作頻段較高電磁波的繞射能力較弱，在非視距傳輸?shù)某菂^(qū)環(huán)境下，信號(hào)衰減較大會(huì)造成語(yǔ)音質(zhì)量惡化嚴(yán)重。在車載站選擇10米高的天線桅桿情況下，對(duì)其在可進(jìn)行視距傳輸?shù)慕紖^(qū)環(huán)境和高樓阻擋大多只能非視距傳輸?shù)某菂^(qū)環(huán)境進(jìn)行了孤站覆蓋范圍的實(shí)測(cè)，結(jié)果如表1所示。

表1 實(shí)測(cè)McWiLL車載站覆蓋范圍

測(cè)試結(jié)論：郊區(qū)環(huán)境下最大通話距離為1.9公里；城區(qū)環(huán)境下最大通話距離為740米。

由此可見，McWiLL集群基站車在孤站的使用模式下，受到所處環(huán)境的限制較大，尤其在高樓林立、視距阻擋較嚴(yán)重的城區(qū)中，信號(hào)衰減嚴(yán)重，語(yǔ)音指揮調(diào)度通信范圍非常有限。

2006年上海電信根據(jù)政務(wù)網(wǎng)的建設(shè)要求，以全市覆蓋的規(guī)劃進(jìn)行基站布網(wǎng)建設(shè)，并逐年優(yōu)化。故通信信號(hào)在全市范圍（含市區(qū)和郊區(qū)）覆蓋良好，部分場(chǎng)館、樓宇還布有室內(nèi)覆蓋，故終端可以在上海行政區(qū)域任何地方進(jìn)行通信。

5 構(gòu)建不同制式對(duì)講終端互通網(wǎng)關(guān)的研究

作為承擔(dān)國(guó)家應(yīng)急通信保障的專業(yè)隊(duì)伍，上海應(yīng)急通信局在執(zhí)行各項(xiàng)應(yīng)急通信保障任務(wù)中，使用集群電話或者對(duì)講機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系、指揮、調(diào)度是主要的應(yīng)急通信手段，視頻采集是作為現(xiàn)場(chǎng)信息提供手段來考慮。在應(yīng)急指揮車指揮調(diào)度系統(tǒng)覆蓋范圍研究中，語(yǔ)音通信保障范圍需要給予高度關(guān)注。本節(jié)就是對(duì)擴(kuò)展應(yīng)急指揮車的語(yǔ)音通信能力進(jìn)行分析研究。

5.1 解決摩托羅拉800M集群與McWill終端可互通的問題

兩個(gè)集群系統(tǒng)是工作于不同的無線頻段，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)制各不相同，要實(shí)現(xiàn)終端的互通，已不可能在無線側(cè)空中接口或交換側(cè)接口來尋找可行性。故需將目標(biāo)聚焦于車上語(yǔ)音終端如何在應(yīng)用層上接入McWill系統(tǒng)。

車上小型無線集群網(wǎng)關(guān)是突破的關(guān)鍵。由于此無線集群網(wǎng)關(guān)連接到McWiLL的業(yè)務(wù)接入控制系統(tǒng)中，作為調(diào)度系統(tǒng)的終端注冊(cè)到調(diào)度系統(tǒng)，完成接入鑒權(quán)、分組和管理。同時(shí)，BTS通過IP接口與McWiLL系統(tǒng)連接，完成McWiLL手臺(tái)與無線集群網(wǎng)關(guān)上車載終端的對(duì)通。集群網(wǎng)關(guān)使模擬車臺(tái)入網(wǎng)通信的原理是：把集群車臺(tái)輸出的模擬音頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行IP打包，使之可以在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸并可被調(diào)度臺(tái)識(shí)別，對(duì)其分配呼叫號(hào)碼。同時(shí)，它把IP網(wǎng)絡(luò)中的VoIP包提取語(yǔ)音信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，把模擬語(yǔ)音信號(hào)輸出到集群車臺(tái)。

現(xiàn)有的無線集群網(wǎng)關(guān)上的接口是否可以將其他系統(tǒng)的集群終端接入實(shí)現(xiàn)對(duì)講呢？根據(jù)上述原理，經(jīng)比較研究分析，現(xiàn)有TETRA 800M數(shù)字集群車臺(tái)設(shè)備具備相應(yīng)接口。在摩托羅拉車載臺(tái)MTM800后面板的輔助接口中，有模擬音頻信號(hào)的輸入輸出端口。根據(jù)應(yīng)急指揮車的車載臺(tái)與McWiLL無線集群網(wǎng)關(guān)的連接也是通過模擬音頻信號(hào)的輸入輸出，則把摩托羅拉車載臺(tái)MTM800的模擬音頻接口與McWiLL無線集群網(wǎng)關(guān)的音頻接口相連，具備接入條件。經(jīng)嘗試，800M數(shù)字集群車載臺(tái)與應(yīng)急指揮車的McWiLL集群網(wǎng)關(guān)對(duì)接，McWiLL集群網(wǎng)關(guān)通過IP側(cè)注冊(cè)到調(diào)度臺(tái)，為數(shù)字集群800M車臺(tái)分配一個(gè)組號(hào)碼，通過在McWiLL系統(tǒng)中的配置，把McWiLL手臺(tái)的組與TETRA 800M車臺(tái)所在組組成一個(gè)通播組，在邏輯層面上它們就可以互相通信了，可實(shí)現(xiàn)TETRA 800M車臺(tái)與McWill基站下的手臺(tái)終端互通。

5.2 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)800M手臺(tái)與McWill系統(tǒng)終端的互通

McWill系統(tǒng)僅僅與800M車臺(tái)互通還不能根本上解決兩系統(tǒng)的融合問題。因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中突前單兵往往是使用800M數(shù)字集群手臺(tái)，而利用800M上海數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)信號(hào)質(zhì)量好、覆蓋整個(gè)上海范圍的優(yōu)點(diǎn)，就可跳出McWill系統(tǒng)2公里的限制，實(shí)現(xiàn)全市范圍的應(yīng)急指揮調(diào)度通信，故必須實(shí)現(xiàn)800M手臺(tái)與McWill系統(tǒng)的互通。

TETRA 800M數(shù)字集群通信方式為：在同一廣播組群內(nèi)，可以直接呼叫通信。只要將車臺(tái)和手臺(tái)編在同一個(gè)廣播組內(nèi)，對(duì)講通信自然形成。而車臺(tái)已形成與McWill的互通對(duì)講，則手臺(tái)也就通過車臺(tái)與應(yīng)急車上的McWill終端形成同組呼叫。McWill手臺(tái)呼叫時(shí)，就使該TETRA 800M數(shù)字集群組群的用戶都能聽到。

其呼叫流程為：若TETRA 800M手臺(tái)呼叫，通過數(shù)字集群TETRA系統(tǒng)的大網(wǎng)，由應(yīng)急指揮車上的800M車臺(tái)接收信號(hào)并輸出到McWiLL無線集群網(wǎng)關(guān)進(jìn)行IP封裝并通過基站發(fā)送給同一個(gè)通播組的McWiLL手臺(tái)。若McWiLL手臺(tái)說話，McWiLL基站收到語(yǔ)音信號(hào)后把VoIP包送到調(diào)度臺(tái)，調(diào)度臺(tái)根據(jù)組群信息分發(fā)給同一個(gè)通播組的無線集群網(wǎng)關(guān)。無線集群網(wǎng)關(guān)把IP包解出還原成語(yǔ)音信號(hào)，輸入到TETRA 800M車載臺(tái)。車載臺(tái)把該信號(hào)通過數(shù)字集群TETRA 800M大網(wǎng)發(fā)往同一個(gè)組的其他TETRA 800M手臺(tái)。由此一來，就打通了上海政務(wù)公網(wǎng)TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)終端和應(yīng)急指揮車McWill數(shù)字集群系統(tǒng)終端之間的通道。

5.3 400M模擬對(duì)講機(jī)與McWill系統(tǒng)終端互通

模擬對(duì)講機(jī)是使用多年的傳統(tǒng)應(yīng)急通信手段，各單位都有相應(yīng)的配置應(yīng)用。如果有條件納入系統(tǒng)應(yīng)用，則原先存量的設(shè)備，就可以得到充分的利用，在大型活動(dòng)或應(yīng)急情況下，可以不需要采購(gòu)更多的專用集群終端而滿足現(xiàn)場(chǎng)使用需求。

有了TETRA 800M數(shù)字集群終端與McWill系統(tǒng)終端的互通的經(jīng)驗(yàn)，以同樣的原理，也可實(shí)現(xiàn)普通400M模擬對(duì)講機(jī)與McWill系統(tǒng)終端的互通。即400M模擬對(duì)講機(jī)車載臺(tái)與應(yīng)急指揮車的McWiLL集群網(wǎng)關(guān)對(duì)接，McWiLL集群網(wǎng)關(guān)通過IP側(cè)注冊(cè)到調(diào)度臺(tái)，為400M模擬對(duì)講機(jī)車臺(tái)分配一個(gè)組號(hào)碼，通過在McWiLL系統(tǒng)中的配置，把McWiLL手臺(tái)的組與400M車臺(tái)組成一個(gè)通播組，然后，McWiLL手臺(tái)就能和與400M車臺(tái)在同一信道下的400M手臺(tái)進(jìn)行對(duì)講通信。

5.4 基于應(yīng)急需求，優(yōu)化網(wǎng)關(guān)提升通話質(zhì)量

語(yǔ)音集群系統(tǒng)與公眾手機(jī)網(wǎng)的最大區(qū)別在于接續(xù)時(shí)間短，百毫秒級(jí)的接續(xù)時(shí)間讓指揮員在第一時(shí)間下達(dá)命令。不同制式的集群系統(tǒng)在進(jìn)行制式轉(zhuǎn)換時(shí)必定會(huì)犧牲一定的時(shí)間，我們的目標(biāo)就是壓縮轉(zhuǎn)換時(shí)間，不影響使用者的感知度。

在剛完成系統(tǒng)的搭建后，從McWiLL手臺(tái)主呼到800M數(shù)字集群手臺(tái)聽到聲音歷時(shí)5秒。這就造成了McWiLL網(wǎng)內(nèi)用戶和TETRA 800M用戶的通信時(shí)差，在某些場(chǎng)景下，比如港口集裝箱的起吊等，區(qū)區(qū)5秒的延誤可能造成重大安全事故。通過摸索修改各項(xiàng)可能影響時(shí)延的參數(shù)（例如：緩存、等待時(shí)間、錯(cuò)誤判斷時(shí)間等）。最后，通過反復(fù)比對(duì)測(cè)試，把時(shí)延成功的控制在1秒以內(nèi)。

5.5 多制式終端靈活組合的復(fù)合網(wǎng)關(guān)建立

通過上述的應(yīng)用研究、開發(fā)與測(cè)試，成功形成應(yīng)用成果，建立了應(yīng)急指揮車現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度的多制式終端靈活組合的復(fù)合網(wǎng)關(guān)，即由McWiLL無線集群網(wǎng)關(guān)+現(xiàn)場(chǎng)可覆蓋的其他集群網(wǎng)絡(luò)或?qū)χv系統(tǒng)的車載臺(tái)，這樣就可直接服務(wù)于各種場(chǎng)景下的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度和通信聯(lián)絡(luò)使用。

圖4 多制式終端混合語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)

多制式終端靈活組合的復(fù)合網(wǎng)關(guān)就此成功建立，其系統(tǒng)框圖如圖4所示。

6 效果分析

（1）通過成功建立多制式終端混合語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了各種制式的集群或?qū)χv終端可互通。此多制式終端混合語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)可根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)不同制式的集群或?qū)χv系統(tǒng)，進(jìn)行靈活調(diào)換車載終端，以此可方便地實(shí)現(xiàn)McWiLL應(yīng)急指揮調(diào)度終端與其他系統(tǒng)制式集群或?qū)χv終端在同一組群中的通信聯(lián)絡(luò)。解決了原指揮車只配置屈指可數(shù)的終端數(shù)量限制，可充分利用它網(wǎng)終端實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)。

（2）通過各種制式的集群或?qū)χv終端可互通，實(shí)現(xiàn)不需要額外投資，就可借助它網(wǎng)基站覆蓋擴(kuò)展指揮車通信覆蓋范圍。

（3）提升了現(xiàn)有設(shè)備利用率?，F(xiàn)有各單位指揮調(diào)度對(duì)講終端在應(yīng)急聯(lián)動(dòng)中，經(jīng)過簡(jiǎn)單的設(shè)置，都可以納入指揮調(diào)度的通信聯(lián)絡(luò)中使用，其設(shè)備利用率的提高，使設(shè)備的使用價(jià)值提升。

（4）提升了應(yīng)急指揮車綜合現(xiàn)場(chǎng)指揮協(xié)調(diào)中心通信能力和對(duì)社會(huì)各界保障效率。大型活動(dòng)或各類突發(fā)事件應(yīng)急處置能力提升的要求下，能以最簡(jiǎn)捷的方式，高效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度通信聯(lián)絡(luò)，達(dá)成各級(jí)部門的有效配合能力。

（5）這是應(yīng)急通信的智慧能力及效能的有效提升，符合集約型智慧城市建設(shè)理念。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著各類重大活動(dòng)增多及地震等各類災(zāi)害事件的不斷出現(xiàn)，應(yīng)急聯(lián)動(dòng)已成為必須的保障機(jī)制。應(yīng)急通信中的不同制式對(duì)講終端在現(xiàn)場(chǎng)的無障礙互通，將是各類保障中始終期望具備的能力，在不同應(yīng)用場(chǎng)景中還有其他的一些狀況會(huì)出現(xiàn)，需要后續(xù)繼續(xù)給以關(guān)注和研究開發(fā)。

[1] MOTOROLA TETRA數(shù)字集群Dimetra-IP系統(tǒng)設(shè)備說明書

[2] 數(shù)字集群通信系統(tǒng)iDEN系統(tǒng)設(shè)備說明書

[3] McWiLL無線寬帶系統(tǒng)技術(shù)白皮書

[4] GoTa數(shù)字集群技術(shù)．百度百科

[5] 我國(guó)數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)GoTa獲ITU國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采納，2012-12-28

[6] 對(duì)講機(jī)．百度百科

[7] 無線集群網(wǎng)關(guān)GTS說明書

The Research of the Intercommunication Among Different Standard Voice Intercom Terminals Which Are Used for Commanding and Dispatching

Sang Yufang,Shi Wei
(Shanghai Emergency Communication Office (Shanghai Satellite Center) China Telecom, Shanghai 200437)

The intercom terminals communicating one another usually are in one group under the same standard or the same trunking system when we apply regular intercom communications for commanding and dispatching or emergency communications. Today, the on-the-spot commanding center is often established for a large event or serious disaster by the emergency communication commanding truck. They need trunking system to command and coordinate in the spot commanding center. However, the status of limited of interphones, personalized trunking system and the usage of solitary trunking base station mode make the limited coverage of local command network. Meanwhile the kinds of terminal standard in different departments is diverse, as a result of which the local command trunk can’t realize unified, efficient and convenient communication liaison. This study tried to realize intercommunication among the Mc-Will digital trunked terminals, TETRA digital trunked terminals and ordinary radio intercom terminals which can realize there are enough intercom terminals without standard and system limit to be applied into emergency communications commanding and dispatching on the spot.

Emergency communication; commanding and dispatching; voice talkback; terminal intercommunication

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.01.001

TN510

A

1672-7274（2014）1-0001-04

桑逾方，女，副局長(zhǎng)，高級(jí)工程師。主要從事國(guó)際/國(guó)內(nèi)衛(wèi)星地球站及衛(wèi)星通信運(yùn)行與管理；專業(yè)從事電信領(lǐng)域應(yīng)急通信運(yùn)行、維護(hù)、技術(shù)開發(fā)與研究管理。

施瑋，男，工程師，專業(yè)從事應(yīng)急通信設(shè)施以及VSAT衛(wèi)星地球站的運(yùn)行、維護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)通信保障等工作。