警用無線寬窄融合通信應用研究

Industry Obrvation

產業觀察

DCW

警用無線寬窄融合通信應用研究

馬志偉，孫 巖

（嘉興市公安局，浙江 嘉興 314000）

摘要：警用無線通信由窄帶向寬帶化演進已是勢在必行，通過寬窄帶融合的方式實現警用無線通信系統的平滑演進已

成為主流共識。利用多媒體融合通信平臺實現寬帶系統與窄帶系統的互聯互通，利用雙模同號、寬窄互通加密等關鍵技術

延續窄帶用戶撥號習慣，保證寬窄系統間語音傳輸的安全性。搭建寬窄融合通信實驗局實現了寬窄融合的多類型業務應用，

為我國公安的專網通信寬帶化演進提供指導借鑒作用。

關鍵詞：寬窄融合通信；雙模同號；加密技術

doi：10.3969/.1672-7274.2021.02.012

中圖分類號：TN915.85，TN929.52 文獻標示碼：A 文章編碼：1672-7274（2021）02-0031-03

Rearch on the Application of Police Wireless Narrowband-broadband

Convergence Communication

MA Zhiwei, SUN Yan

(Jiaxing Municipal Public Security Bureau, Jiaxing 314000, China)

Abstract

:

It is imperative for police wireless communication to evolve from narrowband to broadband. It has become

the mainstream connsus to realize the smooth evolution of police wireless communication system through the integration of

narrowband and broadband. In order to continue the habit of narrowband urs and ensure the curity of voice transmission,

we u the key technologies such as narrowband and broadband networks with the same number and end-to-end encryption.

The experimental bureau of narrowband-broadband convergence communication has been built to realize the multi type

rvice application of broadband and narrowband convergence, which provides guidance and reference for the broadband

evolution of public curity private network communication in China.

Keywords

:

narrowband-broadband convergence communication; narrowband and broadband networks with the same

number; encryption technology

1 我國警用無線通信發展歷程

我國的警用無線通信開始于20世紀50年代，當時

從捷克、蘇聯等國家購買了少量的便攜式無線通信裝備。

1988年，我國從芬蘭的NOKIA公司引進第一批模擬集

群通信系統，其使用的MPT-1327信令協議作為國際標

準在世界范圍內得到廣泛應用。MPT-1327的大區制特性

和相對較低的建網成本能很好地滿足了我國警用通信需

求，該標準成為我國警用通信的行業標準。隨著通信業

務的不斷深入，模擬集群系統的頻譜利用率低、抗干擾

能力弱、語音容易被監聽等種種弊端逐漸顯現，而以數

字調制技術、數字話音編碼、多址技術、抗衰落技術以

及數字語音終端和數字信令控制等數字技術為代表的數

字集群通信系統充分發揮其優越性能，完成了無線通信

由模擬到數字的華麗轉身。國際上比較成熟的數字集群

通信技術有Tetra、DMR、P25等，但受到建網成本、專

利門檻、安全加密等客觀因素的制約，均不能完全適合

我國公安行業應用。2010年，由公安部牽頭，國內有良

好技術基礎的十多家集群通信領域的企業、科研機構聯

合成立了“專業數字集群產業技術創新戰略聯盟”，共

同制定了符合我國國情的警用數字集群標準（以下簡稱

PDT）

[1]

。PDT具有高效利用頻譜資源和大區制組網的

特點，實現了從模擬MPT1327到數字集群的平滑過渡。

[2]

其業務功能豐富，可擴展，向后兼容，同時系統和終端

成本較低，網絡建設速度較快，總體運維成本較低。由

我國自主研發的高級別端到端的安全加密技術可支持鑒

權、空口加密、端到端語音和數據加密，能提供一套具

有自主知識產權的加密算法、完整的安全加密子系統以

及全國聯網安全加密解決方案，滿足了公共安全部門對

系統終端安全性的特殊需求

[3-5]

。

如今的警用無線通信已不滿足于語音、短消息、衛

星定位等窄帶業務功能，對視頻、圖像、物聯網數據、

互聯網數據等寬帶傳輸業務需求日益增多，警用無線通

信由窄帶向寬帶化演進已是勢在必行。但完全棄用現有

已建成的窄帶網絡、采用寬帶專網承載所有業務的方式，

又會將公安無線通信專網的未來發展引向歧途。一方面，

全面建設寬帶網絡的高額基礎設施投入與后期運維的龐

大開銷公共安全部門是否能夠承擔值得商榷；另一方面，

PDT技術更趨成熟，同時經過多年部署與實戰考驗，其

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數字通信世界

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產業

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安全性與可靠性更令人放心。特別是遭遇重特大自然災智能多模終端融合了窄帶 DMR/PDT、TETRA等技

害或恐怖襲擊時，PDT窄帶系統保證了最基本也是最重術和寬帶 3G/LTE、Wi-Fi等技術，是一款寬窄帶結合的

要的語音通信，是重大安保、反恐處突、應急救援、搶產品，具有專網和公網雙通特性，既能與專網對講機通

險救災的“最后一道屏障”。因此，窄帶專網系統與寬帶信，也能與公網電話通信，語音業務和數據業務能夠同

專網系統長期共存發展有其合理性與必然性，通過寬窄時進行。多模終端具有接入 PDT窄帶系統和寬帶公網對

帶融合的方式實現專網無線通信系統的平滑演進已成為講系統的雙重能力，在 PDT窄帶系統和寬帶公網對講系

主流共識統中可以采用相同號碼接入，系統根據業務類型自動尋

[6-9]

。

2 寬窄融合通信系統設計

寬窄融合通信系統包含寬帶P-LTE基站、窄帶 PDT

基站、模擬常規中轉臺、融合核心網設備、融合網管、

統一指揮調度中心、終端設備以及公網站點，實現了公

安寬窄帶融合通信組網方案。其不僅可以實現窄帶系統

與專網寬帶系統的互聯互通，在寬窄帶專網無法覆蓋的

地方，還可以通過公網進行補充，解決專網業務連續性

的問題，進一步提高消息轉發和融合的效率，組網方案

如圖 1所示。

圖1 寬窄融合通信系統架構圖

融合核心網通過多媒體融合通信（Multimedia

Unified Communication，簡稱 MUC）平臺實現寬帶系統

與窄帶系統的互聯互通。 MUC平臺是多種復雜技術的

集成應用，它可以屏蔽底層復雜的異構網絡組網細節，

將傳輸管道透明化，打破窄帶系統、寬帶專網系統和寬

帶公網系統等各類異構通信系統間的通信壁壘，構建一

個具有強大兼容性的一體化融合通信系統

[10]

。

指揮調度系統融合模擬常規、數字集群、公網寬帶

和專網寬帶等系統，實現不同制式系統間的互聯互通，

提供遠程統一調度與管理的數字調度解決方案。指揮調

度系統可以實現對 PDT終端用戶和多模終端用戶的統一

指揮調度，包括單呼、組呼和短信等功能。

融合網絡管理系統支持同時接入窄帶系統和寬帶系

統，可以統一管理 PDT終端和多模終端用戶，支持對用

戶開戶、開組和混合編組管理，可以管理網絡內的設備，

監控網內告警信息。

3 寬窄融合通信關鍵技術

3.1 雙模同號技術

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呼終端，不論多模終端登記在 PDT窄帶系統還是寬帶公

網對講系統，終端號碼始終惟一。如圖 2所示。

圖2 雙模同號技術方案

在PDT窄帶系統覆蓋盲區，多模終端會偵測窄帶信

號的強弱，自動切換到覆蓋范圍更廣的公共移動網絡，

保證應急通信的暢通。同時，多模終端強大數據傳輸功

能將極大提高公共安全人員處理應急事件的能力。多模

終端利用雙模同號雙通策略充分發揮自身寬窄融合的優

勢，可以在窄帶系統與寬帶系統之間實現語音無縫對接，

雙模同號雙通策略如下：

一是多模終端采用一個號碼，歸屬在窄帶系統。二

是多模終端的注冊分為語音業務注冊、多媒體業務注冊。

三是多模終端處于純窄帶覆蓋區（僅有窄帶信號，沒有

寬帶信號）時，多模終端僅向窄帶系統注冊語音業務。

四是多模終端處于寬窄重疊區（既有寬帶信號，也有窄

帶信號）時，多模終端向窄帶系統注冊語音業務，并向

寬帶系統注冊多媒體業務。五是多模終端處于純寬帶覆

蓋區（僅有寬帶信號，沒有窄帶信號）時，多模終端向

寬帶系統同時注冊語音業務和多媒體業務。

3.2 寬窄互通加密

語音的端到端加密是指窄帶終端、雙模終端、寬帶

終端之間傳輸語音信息時，始終以密文形式存在和傳

輸，信息在被傳輸到達目的終端之前不進行解密，在整

個傳輸過程中均受到保護，即發送終端加密，接收終

端解密，網絡和系統均不參與加解密過程，只負責透

傳。端到端加密一般分為硬加密方式和軟加密方式，硬

加密技術方案圖 3所示。整個硬加密系統由 KMS（Key

Management System，密鑰管理系統）、 MDM（Mobile

Device Management，移動終端管理系統）、加密 TF卡組

成。雙模終端通過插入加密 TF卡實現對寬帶音視頻媒

體流的加解密，寬帶系統及 PDT系統對加密后的音視頻

媒體流進行透傳。密鑰管理則通過 KMS系統根據加密

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策略實時更新密鑰，并經過 MDM系統下發到各雙模終

端的 TF卡上，從而實現密鑰創建、更新、刪除等操作。

DCW

圖5 實驗局通信覆蓋范圍

圖3 硬加密技術方案

軟加密技術方案如圖 4所示。整個軟加密系統由密

鑰加載客戶端、 MDM服務器和加密 Lib庫組成。雙模終

端通過加密 Lib庫實現對音視頻媒體流的加解密，寬帶

系統及窄帶系統對加密后的音視頻媒體流進行透傳。密

鑰通過加載客戶端下發到 MDM服務器，MDM根據終

端管理策略下發給各終端。

務，實時短數據、組播短數據等集群數據業務，還實現

了緊急呼叫、組播呼叫、動態重組等集群補充業務，以

及寬帶系統側的視頻上拉、視頻組呼等多媒體集群業務。

完成了窄帶集群和寬帶集群的深度融合，有利于寬窄帶

資源互補，綜合發揮兩種通信系統優勢，在廣域覆蓋于

區域重點覆蓋相結合的需求中節約成本。

5 結束語

通過寬窄帶融合網絡的建設和部署，將從根本上解

決公安機關對移動寬帶業務的需求，在保護現有窄帶網

絡基礎建設的同時，提供寬帶網絡的補充覆蓋和業務升

級，充分發揮寬、窄系統各自優勢。寬窄融合實驗局的

成功建設為我國公安的專網通信寬帶化演進提供指導借

鑒作用。

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圖4 軟加密技術方案

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4 寬窄融合實驗局應用

寬窄帶融合實驗局落地在某市交警大隊，覆蓋太陽

島景區、冰雪大世界、濕地公園、市政府、萬寶大道、

潤恒批發市場等交警勤務量大、業務集中的區域。另外，

在某省公安廳也建立演示站點。實驗局共部署5個寬帶

站點和 3個窄帶站點，寬帶站點分別是省公安廳站點、

太陽島 1號塔、太陽島 3號塔、某企業站點和某區交警

大隊站點； 3個窄帶站點分別是交警大隊站點、某企業

站點和省公安廳站點。另外部署了網管客戶端 2套，調

度臺客戶端 3套，實驗局核心網部署在某企業。實驗局

通信覆蓋情況如圖5所示。

通過對實驗局寬窄融合通信的深入研究，實現了寬

窄系統間的混合語音單呼、混合語音組呼等語音集群業

更 正

我刊2020年11月發表文章“戶外電子設備箱的機構設計”的作者單位名稱中英文有誤，正確名稱為“深圳市特

發信息股份有限公司”“Shenzhen SDG Information Co.，Ltd.”。特此更正。

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