集群通信的最大特点是话音通信采用PTT (Push To Talk)，以一按即通的方式接续，被叫无需摘机即可接听，且接续速度较快，并能支持群组呼叫等功能，它的运作方式以单工、半双工为主，主要采用信道动态分配方式，并且用户具有不同的优先等级和特殊功能，通信时可以一呼百应^[3]。

为了应对提升应对自然灾害、处置突发事件、保障重大活动所需的应急通信能力，业务应用方面应该满足以下的要求：

1)语音：在事故发生期间，要求现场能够保证至少一路语音通道与行政交换网互通。

2)数据：在事故发生期间，要求现场能够保证提供数据网接入能力。

3)调度指挥：要求现场指挥中心能对现场抢修/工作人员进行直接调度指挥。

4)视频传输：通过视频功能实时反映电厂设备状况及应急情况。

随着事故应急指挥的需求升级发展，目前应急指挥现场除了需要实现集群语音通信以外，还需要建立群集视频通信及事故现场与指挥中心之间的音视频双工调度通道^[4]。

wifi解决方案拟建设一张wifi无线局域网，主要覆盖电厂办公楼、厂房、开关站、车间、仓库。办公局域网，用于生产办公区域的业务系统及终端接入。工作人员通过现有的手机终端即可通过wifi接入网络，无需配置额外终端。

方案拟建设行政语音软交换系统是将传统通信技术与计算机技术融合，通过统一业务应用平台，实现语音、视频通信、即时通信、网络协同会议等多种业务应用服务，向用户提供随时随地的融合语音、数据和视频的自由通信的新型融合通信系统。该系统应以沟通为核心驱动，充分体现信息共享化、工作简单化，实现多种通讯手段的集成理念，并能够满足现有应用系统和未来应用系统对统一通信系统中通信组件的调用。

wifi解决方案的优缺点分析如下：

优点：充分利用现有手机接入网络，无需添加额外专用终端，使用简单方便，成本较低。

缺点：

1)覆盖范围小，无法对室外空旷区域进行覆盖，只能针对室内及热点进行覆盖。

2)采用免费频点，无法保证通信质量。

3)支持用户数量有限，且不支持高速移动状况下的通信接入。

方案拟建设一套TD-LTE电力无线宽带专网，接入终端有两种方案(方案拓扑图如图1所示)^[5]：

图  1  LTE无线专网解决方案网络结构图

Figure 1.  Illustration for LTE wireless network solutions

1)购置TD-LTE专网特定终端。

2)室内用户通过wifi接入CPE设备(wifi和LTE信号互转)与基站通信；室外用户通过wifi接入便携式mifi设备与基站通信，无需购置专用终端，只需要部署室内CPE和便携式mifi设备。

对于室内产区及办公室，可以通过室内分布系统进行增强覆盖。如果要支持语音，可选VoIP方式，那么需要增加IMS设备；否则需要考虑增加3G的语音功能和相应设备。

LTE无线专网解决方案的优缺点分析如下：

优点：通过架设TD-LTE结合室内分布系统可以实现区域全覆盖，支持应急情况下的语音、多媒体数据、视频监控、移动办公等功能。通过wifi与LTE信号互转设备，可以避免专用终端的额外购买，用现有手机即可通过wifi接入。

缺点：需要建设专用网络(基站和核心网设备)。

4G集群通信基于LTE，融合了LTE与数字集群的功能，既提供了无线数据采集/传输、视频监控等LTE数据业务功能，又支持视频组呼、语音组呼等多种专业集群业务功能，充分满足数字集群的市场拓展需求^[6]。

集群系统具有强大的应急指挥调度功能，一键直呼，支持点对点语音、视频指挥调度、点对多点语音指挥调度及多组指挥调度等，支持优先级设置。

1．8 GHz频段TD-LTE移动宽带专网集群调度系统是基于4G的OFDMA技术实现的。整个系统由基站、各种集群终端(含CPE、手持机、单兵设备)及后台服务器共同组成。该系统可将多个终端用户的数据、语音、GPS追踪定位、视频图像等信息实时地上传至指挥中心，支持双向语音和视频的集群调度功能，可保证在复杂环境下的有效覆盖和应用，并实现专网与公网的融合对接，是国内领先的集成多功能的、多用户终端的集群通讯调度系统。

1．8 GHz频段TD-LTE数字集群系统的主要功能包括：现场应急指挥调度功能，现场视频监控功能，可视对讲功能，准视频会议功能，文本推送功能，数据同步传输功能，IP数据双向传输能力等。

4G宽带集群解决方案的优缺点分析如下：

优点：通过架设集群基站结合室内分布系统可以实现区域全覆盖，支持强大的集群通信功能，是专业的应急场景技术。

缺点：需要建设专用网络(基站和核心网设备)和集群专用终端，投资成本大。现有的手机需要额外开发插件以接入网络，待开发。

DMR(Digital Mobile Radio)数字集群通信标准是ETSI(欧洲通信标准协会)为了满足欧洲各国的中低端专业及商业用户对移动通信的需要而设计、制订的开放性标准。于2005年4月推出的数字移动无线系统标准。最新版本于2007年12月份公布。

DMR标准采用TDMA(双时隙)多址方式，12.5 kHz信道间隔、4FSK调制方式、数据传输速率为9.6 kb/s。此标准共分三个阶段，第一阶段是免费频段的数字标准，第二阶段是数字常规，第三阶段是集群阶段。

抽水蓄能发电厂DMR无线通信系统由基站、汇接交换机、网络管理终端、调度台、电台组成。系统组网方案如图2所示。

图  2  窄带数字集群解决方案网络结构图

Figure 2.  Illustration for narrow-band digital trunked communication solutions architecture

基站：基站设备为DMR系统提供与用户电台的无线连接，实现无线信号的覆盖。由基站控制单元、信道控制单元、高性能信道机、射频分配系统及基站连接附件等几个模块组成。

汇接交换机：在中心主机房新建数字汇接交换机，汇接交换机具备较强的容错能力，分散控制，是DMR数字集群通信系统的管理中心、数据交换中心，负责系统组网控制、统一调度和统一管理。

网络管理终端：在调度中心配置网络管理终端，可以根据需要直接在网管界面配置、监控基站工作频点；监控基站工作状态；接收和显示系统设备报警信号内容；监测信道机前向功率、反向功率、工作电压、链路联通状态等参数，实现系统组网控制、统一调度和统一管理。

调度台：在调度中心配置调度台，实现系统各片区基站灵活组网通信，可以对正在进行的通话进行监听和插话，并可实现区域电台重组功能。

本论文提出的四种方案对比如表1所示。

总部中心站卫星通信系统为总部至各蓄能电站的重要数据和调度电话等提供传输通道。系统由中心站、远端固定站组成，可租用亚洲4号卫星转发器，工作于K_u频段，根据业务的具体需求，采用星状网网络结构^[7]。系统结构示意图如图3所示。

图  3  多个电厂与指挥总部中心站卫星通信系统结构示意图

Figure 3.  Illustration for satellite communication between multiple plants and command center

本方案拟配置一座中心站，在四个抽水蓄能电厂各配置一套远端固定站(将来可扩展)，卫星中心站设在位于指挥调度总部，做为卫星网的业务中心和网络管理中心，能够直接与所有站点传输语音、数据业务。应急时间发生时，电厂与总部之间的有线传输中断，互通网关与PSTN/PLMN之间可通过卫星进行通信，如图4所示。

图  4  卫星通信业务接入示意图

Figure 4.  Illustration for service access via satellite communication

该卫星网络用来传输调度电话和调度自动化等低流量数据业务，作为这些重要电站生产调度接入总部通信网的备用通信，以进一步适应和满足各种抽水蓄能电厂对远端站接入通信可靠性要求。

基于调峰调峰发电公司所辖蓄能水电站业务需求及应用场景，本论文提出四种主流的无线应急技术方案，并对方案优缺点进行分析对比，最后提出一种厂区与指挥中心应急通信的解决方案。根据电厂实际应用场景，因地制宜选择合适且可行的方案，多种方案共同覆盖区存在切换问题，如何处理交界处的信号分布，是电厂应急需要处理的关键开放性问题。