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185
数字通信世界
2019.04
1 项目背景
为满足公安机关无线通信的数字化需求，推动公安机关无线通信模拟系统向数字系统的平滑过渡，解决警用无线通信加密问题和重点地区频率紧张等问题。在模拟系统向数字系统平滑过渡期间，确保模拟同播系统与PDT 数字集系统的资源共享，减少网络的重复建设投入，互为备份，双网并行，建设警用数字集通信系统对于公安机关在日常的通信指挥、调度工作中具有十分重要的意义。 2 警用数字集通信系统“十三五”建设要求
公安部在“十三五”建设要求中指出：结合目前的公安工作形势，当前和今后一个时期的公安无线通信工作要坚持以科学发展观为统领，以提升公安机关的“四个能力’和“两个水平”为出发点，紧紧围绕公安中心工作，适应动态化信息化条件下公安工作总要求，坚持“统一规划、统一标准、分级管理”的原则，以向数字化过渡为专网建设重点，立足当前、着眼长远、突出重点、协调发展、服务实战，进一步建设和完善省、市、县、乡（镇）四级指挥通信系统和现场通信保障手段，建立健全安全可靠、反应灵敏、协调有序、高效畅通的公安指挥通信机制，为各级公安机关提供全方位、全天候、全过程的信息通信安全保障服务，满足公安机关在处置各类应急突发事件和维护稳定、打击犯罪、反恐处突等方面指挥调度通信的需要。因地制宜、开拓创新，推动公安无线通信的长远发展，努力开创无线通信建设、应用、管理的新局面。
3 警用350兆无线通信系统现状
原有350兆无线通信系统基础设施主要依托于350兆模拟同播通信网，主要应用于警卫、交警、消防、日常一线指挥，也作为警务的指挥网使用，为各项警务活动提供了无线通信保障服务。该系统不仅在治安巡防、交通管理等日常工作中发挥重要作用，更是在大型警卫保卫活动中为公安机关圆满完成安保任务提供了可靠的通信保障。公安无线通信已成为各级公安机关指挥调度、通信保障中不可或缺的工具，在公安机关处理日常警务、重大警（保）卫活动、应急处突中发挥了不可替代的作用。
4 警用3
5 0兆模拟同播通信网存在的问题
目前的350兆警用无线同频同播通信系统；该模拟通信系统在公安的各项重大活动安全保卫、应急突发事件处置、重要人物的安全警卫、交通管理、抢险救灾以及日常警务工作中发挥了重要的作用，随着公安维稳处突工作任务日益加重，现有模拟系统逐渐暴露出以下问题：（1）原有网络老化。（2）信息化发展要求。（3）频率资源紧缺。（4）无线覆盖不足。（5）话务容量不足。（6）抗干扰能力差。 （7）扩展应用功能差。（8）安全保密性差。（9）应急响应能力差。
针对以上存在的问题，新一代的警用数字集（简称PDT ）通信系统可以解决存在的问题，为此，如何设计警用数字集（简称PDT ）通信系统的信号覆盖就显得尤为重要。
5 警用数字集（简称PDT）通信系统信号覆盖的设计
以一个300万人口规模的城市，面积150平方公里，中小型规模的城市，结合原有城区的地形地貌特点；根据警用数字集（简称PDT ）通信系统的建设目标，利用无线网络仿真软件ATOLL ，对新建一套警用数字集（简称PDT ）通信系统网络进行计算机仿真作业，制作仿真覆盖效果，确定原有数量以及位置，然后选择典型进行实地现场测试，验证仿真效果与实地测试的差异，合理
设计数量及位置，达到室外和关键区域实现覆盖率95%的警用数字集（简称PDT ）通信系统网络。
5.1 仿真软件及地图的选取
采用无线网络仿真软件ATOLL 用于350兆无线电模拟仿真和无线电系统性能评估，绘制覆盖范围。
借助当地可用的经纬度、地形海拔数据，仿真软件可生成灰白系的X 光照、彩系的虚拟区域地图，供仿真使用。仿真背景图可与其它扫描的地图、卫星拍摄的图片等叠加合成，以便更直观的观察仿真绘图区域。
小区覆盖半径与发射功率和无线传播损耗密切相关。除传播外，建筑物所引起的阴影损耗，高建筑物的反射，天线、和移动台的高度以及道路、树木都将影响路径损耗的中值和偏差，因而小区覆盖半径由计算所得损耗和实际地形共同决定。上行小区半径设计应保证接收来自小区边缘移动台有用信号满足要求。 警用数字集（简称PDT ）通信系统是时分多址通信系统，其下行覆盖半径由发射功率以及移动台接收灵敏度来决定，其上行覆盖半径由移动台发射功率和接收灵敏度来决定。
小区覆盖半径设计原则为上、下行链路平衡，即保证设计的上、下行小区边界能够闭合，两数值相同。若设计的下行链路小区覆盖半径较大，则在小区边缘下行信号较强，有可能造成对邻近小区的干扰过大，还有可能使得上行信号过低影响通信。因此应确定各种技术指标，根据上下行链路平衡的原则计算链路的路径损耗，进一步确定小区覆盖范围。
在确定相关参数后，测算出从到手机的最大允许的路径损耗，再参照合适的模型计算出的覆盖范围。
本设计采用在国内应用广泛的无线网络仿真软件ATOLL 的标准传播模型“OkumuraHata 模型”。Hata-Okumuram 模型也是根据实测数据建立的模型，该模型提供的数据较齐全，应用较广泛，适用于VHF 和UHF 频段。该模型的特点是：以准平坦
警用数字集通信系统（PDT）系统网络覆盖设计
邓俊琼
（中国联通海南省分公司 系统集成公司，海口 570228）
摘要：原有的350兆模拟同播通信网存在网络老化、频率资源紧缺、覆盖不足、话务容量不足、抗干扰能力差、安全保密性差、应急响应能力差等问题。作为警用的专网系统，作为警用的专网，需要建
设一套数字集通信系统（PDT）系统来解决以上存在的问题，为此，系统网络的覆盖设计显得尤为重要。
关键词：350兆；模拟同播通信网；存在问题；警用的专网；覆盖设计doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.04.150中图分类号：TN929.52；D631 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）04-0185-03
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I G I T C W 技术水车式增氧机
186DIGITCW
2019.04
地形大城市地区的场强中值路径损耗作为基准，对不同的传播环境和地形条件等因素用校正因子加以修正。适用于150MHz-1920MHz ，距离1~100km ，天线高度30~1000m 的范围，以下是关于该标准传播模型的描述：
当移动台的高度为典型值为hr=1.5m 时，按Hata-Okumura 模型计算路径损耗的公式为：
Lb=69.55+26.16lgf －13.82lghb －α（hm ）+（44.9－6.55lghb ）lgd
[1]式中，Lb 为市区准平滑地形电波传播损耗中值（dB ）；f 为工作频率（MHz ）；hb 为天线有效高度（m ）；hm 为移动台天线有效高度（m ）；d 为移动台与之间的距离（km ）；α（hm ）为移动台天线高度因子。
5.2 软件中无线通信参数的设置
根据公安部《警用数字集（PDT ）通信系统总体技术规范》中“信道设备基本性能指标”要求信道机每载频最大输出功率50W ，本次PDT 测试输出功率定为50W ，PDT 数字手持机功率3W ，测试频率为362.525/352.525MHz 。
根据公安无线专网的普遍情况，设定仿真参数如下表：
参数项取值发射功率
50W
天线选型（接收/发射）
玻璃钢全向天线351-366MHz机壳
天线增益8dBi 天线挂高50m
馈线类型7/8”同轴电缆
合路器损耗3dB 分路器增益3dBi PDT 手台发射功率3W PDT 手台天线增益0dBi PDT 手台平均高度
1.5m
5.3 运用Atoll 网络规划软件对本次设计规划站点做覆盖仿真
效果图
5.4 机场、车站、码头等重要场所的的室内分布
机场、车站、码头等重要场所，场所大部分都属地下车站，分地下两层，地下一层为站厅层（候车区），与换乘通道连通；地下二层为站台层，主要是机车行车区和上下旅客区。站厅层到站台层由步梯和电梯相联通。与站厅层相连接的换乘通道，部分通道的另一端是机场航站楼。站内设置如同地铁站设置。旅客应等列车停稳，安全门自动打开后，按照车票上标明的站台、车厢
对号上车。车站共有4条股道（含2条正线），位于最底下的站台层，中间两条股道为主车道，南北两端的两条股道为到车道，4部火车可同时汇集在此地，中间停靠不超过2分钟。
同时机场站也是警保卫的重点区域，不管是“五一”、“十一”黄金周都是人流密集以及安保的重要交通场所，故本次采用一套室内固定对机场站的站厅层（候车区）和站台层进行室内无线通信信号覆盖。
覆盖区域现状：站厅层（候车区）区域成方形，长、宽不大于50米；
可控硅触发器
岛式车站站台层区域成长方形，站台宽度小于30米、长度不大于300米；机场与站厅层相连接的换乘通道全长320米，宽度不大于30米。故本次考虑采用板状天线覆盖。3.4.1 场强覆盖指标要求
信噪比：在场强覆盖区内，无线接收机音频输出端的信号噪声比不小于20dB 。
可靠性：在满足信噪比的要求下，场强覆盖的地点、时间可靠概率在覆盖区段不小于95%。
边缘场强覆盖指标：大于-90dBm 。3.4.2 覆盖设计的系统及设备取值参考（1）系统工作频点
361-366MHz （上行）；351-356MHz （下行）。
（2）设备发射功率、接收灵敏度：最大发射功率50W （47dBm ）；接收机动态灵敏度：-108dBm ，静态灵敏度-118dBm ；光纤直放站：最大发射功率5W （37dBm ）；光纤直放站接收机动态灵敏度：-106dBm ，静态灵敏 度-118dBm ；
固定台：最大发射功率25W （44dBm ）；固定台接收机动态灵敏度：-108dBm ，静态灵敏度-117dBm ；手持台：最大发射功率4W （36dBm ）；手持台接收机动态灵敏度：-108dBm ，接收机静态灵敏 度-117dBm 。
（3）功分器及耦合器技术参数二功分器：分配和插入损耗3.5dB ；三功分器：分配和插入损耗5.4dB ；四功分器：分配和插入损耗6.5dB ；6dB 定向耦合器：耦合损耗6.8dB ，插入损耗1.7dB ；10dB 定向耦合器：耦合损耗11dB ，插入损耗0.8dB ；15dB 定向耦合器：耦合损耗16dB ，插入损耗0.6dB ；20dB 定向耦合器：耦合损耗21dB ，插入损耗0.5dB ；30dB 定向耦合器：耦合损耗31dB ，插入损耗0.4dB 。（4）室内及室外天线技术参数室外全向天线：增益10dBi ；室外定向天线：增益12dBi ；室
内全向吸顶天线：增益3dBi ；固定台天线：增益3dBi （考虑到天线的安装位置，计算时 增益取0dBi ）。
（5）射缆及漏泄电缆技术参数1/2〞射频电缆：传输损耗4.2dB/100m ；7/8〞射频电缆：传输损耗2.28dB/100m ；1-5/8〞漏泄电缆：传输损耗1.35dB/100m ，耦合损耗 75dB 。
（6）路径损耗及设备取值
要充分考虑无线电波传播涉及到极化、穿透、反射效应及其 路径损耗取值，路径损耗及设备取值分析如下：
车体屏蔽（电波穿透车窗）损耗取值：5dB ；安全门（屏蔽门）穿透损耗取值：5dB ；人体阻挡、穿透损耗取值：发射=2dB 接收=5dB ；
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无线电波传播在隧道内与理想自由空间相比，产生的信号 幅度衰落，计入隧道损耗修正因子取值：5dB ；
隔墙穿透损耗取值：15～30dB （穿透一堵墙损耗： 15dB ）；
干扰余量储备取值：2dB ；覆盖设计余量储备取值：6dB ；瞬时瑞利衰落深度衰落储备：5dB ；总余量储备取值：13dB ；
移动终端边缘场强最小接收电平=-103+5+2+6=-90dB 因此：在满足噪声比和可靠性（覆盖区时间地点覆盖概率为 95%）的要求下，最小接收电平取以下参数：
下行（从至移动终端）：每载波不低于-90dBm （在移 动终端天线输入端）全自动挤出中空吹塑机
上行（从移动终端至）：每载波不低于-93dBm （在基 站天线输入端）
从覆盖设计的可靠性考虑，有效的场强覆盖面积，应使至移动终端下行与移动终端至上行的边缘场强覆盖电平余量达致平衡。
由于上、下行通道电缆路径损耗参数基本相同，所以上、下行通道链路预算主要体现在电波传播路径损耗方面。
针对本工程参数的设定和调整如下：
发射功率（最大额定输出功率）=50W （47dBm ），为 了满足上、下行覆盖平衡，覆盖设计预算发射功率调 整和取值为：42dBm （15W ）；
接收灵敏度（动态）=-106dBm ；手持台输出功率（上行）：设计取值36dBm （4W ），与基 站相差6dB 。
在满足边缘场强覆盖所需余量的同时应兼顾满足电磁环境卫生要求：室内天线端口功率要求≤10dBm 。
结束语：通过使用无线网络仿真软件ATOLL 的标准模型“OkumuraHata 模型”和实际项目中的设计结果，警用数字集通信系统的信号覆盖设计达到建设目标的要求，满足公安机关对警用数字集通信系统的需求。参考文献
[1] G A/T1056-2013，警用数字集（PDT ）通信系统总体技术规范[S].[2] G A/T1255-2016，警用数字集（PDT ）通信系统射频设备技术要求和测试方法[S].
[3] G A/T1366-2017，警用数字集（PDT ）通信系统移动台技术规范[S].
（上接第174页）清室内逃生路线时，消防员可依靠手持定位终端
进行定位导航，顺利到逃生路线进行逃生。2.2.3 执法服务应用分析
通过“消防局—总队—支队”部署北斗消防救援管理平台，将各消防执法单位消防执法车辆、消防移动执法终端、执法记录仪等设备位置资源共享和关联应用。在电子地图上实时定位标注，实时监测与综合管理，及时捕获执法工作中出现的异常情况，进行异常自动处理或报警提示，形成纵向扁平化动态监控，横向跨区域跨警种的综合位置资源服务能力。
在执法现场，消防执法人员可以提供基于位置信息的图片、视频、文字等多媒体执法记录信息的采集上传，及时保留真实、可靠的执法证据；远端可以通过大数据综合统计分析“检查单位数”“发现火灾隐患数”“督改火灾隐患数”“数”四项指标情况，促进执法规范化提升。
四球机3 消防部队现阶段发展北斗卫星导航系统的瓶颈
北斗卫星导航系统迅猛发展，但消防部队对北斗卫星导航系统的应用仍有待加强，说明北斗卫星导航系统在消防部队的发展
存在一些障碍。其中包括以下几点原因。
（1）美国GPS 系统在我们国家及世界应用非常广，且开发的终端产品多、技术先进、适用性强、运营完善成熟。相对比，中国的北斗卫星导航起步不久，发展时间比较短，市场化运作部不充分，设备应用不广泛。
（2）芯片价格较高。虽然目前得益于芯片技术的提高，北斗卫星导航芯片的价格已经在大大下降，但是相对来说，价格还是比较高。（3）卫星质量不高，使用寿命短。GPS 卫星的寿命一般在8年，北斗卫星的使用寿命在5年左右。
4 结束语
手动抽油泵
中国发展的北斗卫星导航系统，具有定位准、保密性强等特点，已在测绘、电信、水利、交通运输、勘探和国家安全等诸多领域开始逐步发挥重要作用，在民用、军用领域都产生了显著的社会效益。消防部队应抓住机遇，采用北斗技术，依托于北斗卫星导航系统，消除安全隐患，为各级消防部队的灭火救援指挥和处置突发事件提供技术支撑，更好地为人民服务。
（上接第148页）及性能需求，运营商在应用5G 技术进行互联网
业务研发时，需要合理应用MEC （移动边缘计算）技术，利用无线接入网络，就近为用户提供相应的云端计算服务以及IT 相关服务。基于MEC 及5G ，运营商可以为用户创造高性能、低延迟的优质服务
环境，提供高质量的网络服务。在5G 支持下，运营商互联网业务需要将人流、物流、过程流、金流、讯流以及技术流这六种运营商大数据作为基础，开展数据分析，为用户提供个性化、智能化的互联网业务。具体而言，运营商的5G 互联网业务主要涵盖以下几方面：
第一，5G+8K 高清视频服务，中国移动在其5G 实验场中进行测试，测试结果显示8K 的高清视频单路速率约为160Mbps ，其峰值速度可达单用户下行2.7Gbps 、上行276Mbps ，由此可以看出，在未来的5G 支持下，移动运营商将会为用户提供8K 视频直播或者点播服务；第二，互联网业务创新，根据2019年的发改委项目，中国移动将会在2019年上半年开展九大类的5G 应用示范，涉及到工业制造、人工智能、医疗及交通等领域。在交通领域，中国移动可以利用5G 系统构建车联网，有助于V2V 及
V2P 的实践；在人工智能领域，中国移动可以为用户云端AI 智能识别以及远程遥控跟踪等业务；在工业制造领域，中国移动可以利用运营商大数据为5G 智慧工厂的建设提供信息资源。
4 结束语
综上所述，互联网的发展对运营商的传统业务造成冲击，需要运营商进行互联网业务的开发与推广。通过本文的分析可知，运营商可以利用大数据技术深度挖掘运营商大数据中有价值的信息，提升互联网业务水平，为个人用户、企业用户、家庭用户、政府用户以及第三方用户提供优质的互联网业务，为人们的生产生活提供便利，促进社会的和谐稳定发展。参考文献
[1] 王岗.基于大数据的用户体验分析应用——“互联网+”环境下新品研发质量管理探索[J].上海质量，2017（06）：58-61.
[2] 张靖欣，赵永彬，李巍，于海.基于大数据分析的互联网业务用户体验管理[J].产业与科技论坛，2016，15（14）：252-253.
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