长春公安350 MHz数字集群（PDT）系统火车站地下换乘中心覆盖研究

2022-03-16左涛

物联网技术 2022年3期

左涛

（吉林省长春市公安局科技信息化处）

0 引言

2019年8月，长春市公安局350 MHz数字集群（PDT）通信系统正式开通并投入使用。该系统采用具有中国自主知识产权的集群通信PDT标准，使用350 MHz频段，整套系统由两个控制中心（一主一备）、33个基站、196个载波组成。其中长春市区内建设了27个基站、在网终端6 800余部。350 MHz数字集群（PDT）通信系统在日常警务工作和维稳处突等方面发挥了重要作用。

长春市火车站作为吉林省最重要的交通枢纽，在运输方面发挥着重要的作用。地铁、轻轨和公共交通在站前地下交通枢纽进行换乘，每日人流量巨大，治安管理压力很大，各种治安案件时有发生。由于换乘中心位于火车站地下，建筑物本身对无线通信信号存在着极强的屏蔽和吸收作用，导致无线电波有较大的传输衰耗，容易形成无线信号的弱场强区甚至盲区。由于上述原因，致使公安350 MHz数字集群信号覆盖不全面，公安干警在日常执勤和案件处理过程中经常会出现350 MHz移动终端脱网的现象，从而给工作带来了极大的不便。因此，迫切需要解决火车站地下换乘中心350 MHz数字集群（PDT）系统的信号覆盖问题。

1 基站容量的设计

PDT标准采用TDMA双时隙、4FSK调制、数字语音压缩技术。与TETRA的标准有所不同，PDT是将一个载波的12.5 kHz带宽分为2个信道，每个收发信机能支持2个信道。假设系统数据业务占10%，语音业务占90%，用户忙时排队概率取10%，则用户的话务量模型见表1所列。

表1 话务量模型

公安日常警务工作和维稳处突过程中，利用350 MHz数字集群（PDT）系统进行指挥调度，主要采用的是组呼方式。根据模型和数据统计，每组平均忙时话务量为0.15 erl（各地略有差异）。

根据表1可知每个用户平均忙时的话务量为0.0118 erl，根据数据经验每个通话组平均忙时的话务量为0.15 erl，用户排队概率取10%，通过爱尔兰C模型，可以得出基站载频数量与所承载的用户数量、通话组数量的对应关系，见表2所列。

表2 载频数量与用户数量、通话组数量对应关系

根据长春市火车站地下换乘中心所需警种和警力布防情况，结合表2可以大致推算出所需要的基站载波数量。

2 光纤直放站功率的设计

光纤直放站由近端机和远端机组成。光纤直放站的近端机通过电缆和耦合器与基站相连，光纤直放站的远端机通过电缆和天线与需要覆盖的区域相连。直放站的所谓输出功率是指额定最高输出功率。根据需求，地下换乘中心公安350 MHz数字集群系统拟选配置2～4载波基站。拟选取25 W光纤直放站为例，若基站为2载波配置，则直放站输出的单载波最大功率为25 W/2=12.5 W。因此按最大输出功率为12.5 W进行设计考虑。

不同载波的基站配置和直放站的输出功率如下：直放站接2载波基站系统时，输出功率约为12.5 W；直放站接3载波基站系统时，输出功率约为8 W；直放站接4载波基站系统时，输出功率约为6 W。

3 室分系统的设计

设计室内覆盖系统时，要根据实际需求，选取合适的无线射频信号源类型。

3.1 对于容量要求不高的室内覆盖系统

采用直放站+室内射频分布式系统的方式来实现。直放站的信号源选取就近已经建设好的室外基站，这种情况下的室内覆盖可视为室外基站覆盖的室内延伸。这种方式并没有增加无线资源的容量，由于覆盖范围的扩大，导致无线资源在使用上不足的可能性进一步增大，因此这种方式比较适合室外和室内联合覆盖范围内话务量不大的业务区域。

3.2 对于容量要求比较高的室内覆盖系统

采用室内基站+直放站+室内射频分布式系统的方式来实现。这种情况下室内基站作为直放站的信号耦合源，要对室内基站频率和室外基站频率一同做好规划和计算，避免产生频率干扰。这种情况下室内覆盖对应基站的无线资源，不占用室外的无线资源，总体的无线资源和容量得到了有效的增加，这种方式比较适合对话务量要求比较高的室内场景，如地下换乘中心和大型展馆建筑等。

根据上述分析，长春市火车站地下换乘中心的公安350 MHz无线通信信号室内覆盖系统应该采取第二种思路，即室内基站+直放站+室内射频分布式系统的方式来实现。