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PDT集群通信在公安应急指挥中的应用

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文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2014-04-28 10:53:00

海能达系统产品线副总经理 连全斌 海能达系统产品线PDT产品管理部市场支撑组 邓俭生

 

1.引言

  随着社会的发展,日益增长的突发事件时刻考验着公安应急指挥调度能力,而公安干警的多样化、犯罪手段的科技化导致公安原有模拟系统出现频谱资源紧张、安全性差等问题,极大地限制了公安业务的开展;同时,业务模式的多样化导致用户需求也不断提升,上述变化推动专业无线通信技术开始向数字技术发展。数字专业无线通信技术具有更高的频谱利用率、更优质的通话质量、更快速的数据传输、更丰富的业务功能、更安全的通信保障等特点,成为全球专业无线通信的发展趋势。

  在中国,较早进入中国的数字集群通信标准(如TETRA)经过多年的发展,仍未得到市场全面认可,不能完全满足国内专业行业用户,特别是公共安全用户的需求,主要体现在以下几方面。

1. MPT模拟集群系统已具规模,用户需要一种平滑过渡的方案,保证模拟向数字转换过程中设备正常使用,保护前期投资;

2.各地区经济发展很不平衡,要建成全国通信网以达到最有效调度管理的目的,无法采用组网难度大、组网成本高的技术;

3. 由于成本和技术的原因,无法大量采用需要专利授权的系统设备;

4. 为更好地保护涉及国家机密、国家安全的通信,用户亟需一款由国家开发并制定的加密技术体制方案;

5. 各地区分批采购的设备必须有统一的互联标准,确保不同供应商之间的设备能够互联互通。为了更好地解决上述问题,研究一种新的数字通信标准变得十分必要和紧迫,2008年由公安部牵头,成立了PDT数字集群标准研究中心,引进了标准工作组、产业联盟等工作机制,海能达通信股份有限企业联合国内其他优秀通信设备厂商共同制定符合我国专业用户需求的标准并推动其产品化、产业化。它的出现大大提升了国内产业链技术能力,促进了产业发展,并且随着它的进一步完善,将在国内外市场上与其他数字集群标准形成发展共赢局面。

 

2.PDT技术体制与原理

PDT技术体制

PDT采用12.5kHzTDM双时隙、4FSK调制技术,2.4kbit/s语音压缩速率,9.6kbit/s传输速率,支撑端到端话音、数据加密。具有语音清晰、抗干扰能力强、高效频谱效率、省电、以及丰富的语音数据业务功能等特点。具体如表1所示:

 

 

 

 序号 

 技术项

 技术说明

1

 信道带宽 

 12.5kHz 

2

 调制方式 

 4FSK恒包络调制  

3

 调制速率

 9.6kbps ,

4

多址方式

TDMA/FDMA(每载波2个时隙)

5

声码器

SELP/AMBE

6

安全加密 

支撑高级鉴权和普通鉴权端到端语  音加密、数据加密 

7

 控制信道方式 

 专用控制信道 

8

 用户容量 

 24bits地址,支撑1600万用户

9

数据业务能力

短消息、状态消息、分组数据业务 

 10  

 工作模式 

 支撑直通模式、常规中转及集群三种  应用模式 

 11  

 互连互通 

 规定了系统间互连接口,不同厂商系  统可以互连互通 

12 

 组网模式 

 采用大区制,基于IP的组网方式 

PDT技术原理

信道划分

采用频率和时间分割的方法划分信道。频率分割是在给定的350MHz到390MHz频段内按12.5kHz信道间隔和10MHz收发间隔划分载波信道。其他频段按照国家无线电管理部门的有关规定实行。时间分割时采用时分复用/时分多址(TDMA)技术划分时隙信道。规定每载波时隙为两个,即物理信道为两个,再根据需要设置业务和控制逻辑信道。

PDT采用的TDMA上、下行帧结构如下图1、图2所

 图1 PDT上行TDMA帧结构

图1 PDT下行TDMA帧结构

区域覆盖

对于无线服务区的覆盖采用下列技术:

——大区制覆盖;

——频率复用;

——准同步发射;

——分时共享发射;

——直通模式(DMO)/中转模式(RMO)/集群模式(TMO)。

射频调制方式和调制速率

射频调制方法采用四电平频移键控(4FSK),这是一种恒包络调制方式。调制速率为4800符号/s,每个符号由两个比特信息组成。采用的频偏指数(Deviation Index)为0.27。

双比特符号与4FSK频偏的映射关系如下表:

 

语音编码

  PDT采用了高效的数字语音编码技术。语音编码是对模拟的语音信号进行编码,将模拟信号转化为数字信号,从而减低传输码率以便进行数字传输。PDT标准综合平衡语音质量和信道支撑的调制速率,规定语音编码速率应大于等于2kbps,语音编码加上信道编码后的速率应为3.6kbps。支撑该速率的声码器种类很多,目前优选的声码器类型包括SELP和AMBE,SELP是一种性能优良的具有中国自主常识产权的声码器。

安全加密

PDT标准中涉及了三类安全机制:

——鉴权:又分为高级鉴权和普通鉴权两种,高级鉴权可实现移动台和集群基站间的双向身份认证;

 

普通鉴权实现集群基站对移动台的身份认证;

——空口安全:空口传输过程中,为语音提供机密性保护,为信令和用户数据提供机密性和完整性保护;

——端到端安全:为语音提供端到端的机密性保护,为用户数据提供端到端的机密性和完整性保护。安全机制示意图见下图:

PDT端到端安全机制

 

3.PDT在中国公安应急指挥中的典型应用

 

  随着警务信息化进程加快,模拟系统的频率资源日益紧张、不支撑数据业务等问题逐渐暴露,成为制约警务管理效率提升的主要瓶颈,不能满足高科技装备强警的需要。同时,在应急环境下,模拟设备话音不清晰、不具备数据业务等问题将导致信息传递困难、现场指挥混乱,严重影响指挥中心、各级指挥员的对警情的研判、警令下达等工作。PDT数字集群网络不仅能够支撑基本的日常语音、数据业务,还能与现有公安网络平台无缝融合(如三台合一、警务综合平台、勤务管理系统、犯罪人口数据库查询平台等)。PDT技术可以打造出以350兆数字集群系统为核心,集实战指挥、勤务管理、警情研判为一体的勤务模式,提升中国公安的指挥和管理效能,在应急情况下能快速响应、高效处警。

 PDT二次开发与应用

  海能达通信股份有限企业作为PDT标准的核心发起单位,技术总体组长单位,主导PDT标准的技术方向。其为大庆市公安局新建的PDT集群系统在完成自身日常调度功能外还为迪爱斯系统的接处警平台与实践勤务管理平台提供呼叫接入、状态信息接入以及终端的GPS数据,为天之翼的警务指挥管理应用平台提供服务终端的GPS数据,此PDT集群系统成为了公安部科技信息化的PDT商用示范系统。

 PDT集群系统

  接处警平台对接:结合大庆市公安指挥调度的实际,PDT集群系统先后提出并升级完成了语音接入、警情绑定警员、特殊警情标注、快速检索案发地点等23项需求,并可实现110/122/119三台合一,即调度台上的有线电话与350兆手持台可以直接互相呼叫;当突发事件发生时,指挥中心接到报案,可在指挥大屏上自动检索出报案人员的报案电话、报案地点等详细信息,通过语音或短信直接调拨附近的人员进行处警,并将警情自动绑定到该人员,有效的提高了公安在应急环境下的应急处突效率。

指挥中心可对各个业务的有线与无线语音所有通话进行录音,能提供全面的录音、存储、查询、提取和管理录音数据,以方便日后澄清、审核、分析、查询及复制。采用存储和备份措施,通过录音接口将录音状态(线路号及摘挂机等信息)及录音后产生的录音号发送到应用程序,做到录音与警情相关联,为报警信息核实、调度指令辅助记录、事后事件审核、分析评估等情况提供有力的支撑。

 警务指挥平台对接

  勤务管理平台对接:海能达通信股份有限企业PDT集群系统开放式的API接口使之能与警务综合平台无缝对接,民警用数字手持台编辑短信,就可以在警务综合平台中快速查询到车辆、犯罪嫌疑人以及警员的信息,极大地提高了执勤民警在检查、盘查中的工作效率。

警务指挥平台对接

  警务指挥平台对接:为了提升大庆市公安日常勤务管理效率,PDT数字集群系统与原有的PGIS系统进行关联,以乐白家手机版官网对讲机的使用为中心,处警警员可与具体任务相捆绑;指挥中心下发处警信息后,案件自动与该人员绑定,通过乐白家手机版官网对讲机的GPS模块锁定处警人员,在指挥大厅PGIS地图上遥控指挥警员处警,并可在处警警员到达现场之前利用最近的监控摄像头查看现场情况,将所了解的信息第一时间传递给处警警员,并视情况调整人力部署。如遇大型突发事件,指挥中心接到报警后可迅速在PGIS地图上检索出事发地点、报警电话,通过平台可迅速查询到附近执勤警力并下发警情,如处警警力不足,可在地图中调派显示待命的警员赶赴支援。在指挥调度工作中,处警警员的状态与视频图像、应急资源等信息全部直观呈现在指挥地图中,实现科学化、可视化、扁平化的指挥调度。

 警务指挥平台对接

警务指挥平台对接

  基于PDT集群系统良好的业务功能支撑,大庆市公安局日常管理可以做到上班必开机,执勤要报备,派警应绑定,到场快定位,离场早复备。勤务管理平台可以对各单位的开机、报备、巡逻时长等方面进行统计,并定期通报,纳入考评。同时可对各单位有效出警数量、警令下达时长、出警速度平均时长、现场处置平均时长进行统计通报,进一步促进和提高处警单位的快速反应能力。

 

4.结尾

 

  PDT数字集群标准已于2013上半年正式发布,目前,PDT数字系统已在内蒙古、新疆、黑龙江等公安得到广泛应用,相信在不久的将来,中国第一个自主研发的数字标准将在全国范围内全面铺开。

 

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