MCPTT(Mission Critical Push to Talk,关键任务一键通)协议是 2016 年 3GPP提出的基于LTE的新一代宽带集群通信协议。MCPTT系统是一种基于MCPTT协议的专业指挥调度系统,主要应用于政府、公安、交通以及军队等部门。MCPTT系统交换功能主要包括登录、附属、单呼、组呼、优先级呼叫、告警、预先建立会话以及地理位置上报等功能,是宽带集群通信系统的核心功能。目前,MCPTT系统正处于起步阶段,国内外MCPTT系统的完整解决方案较少。因此,MCPTT系统交换功能的研究与实现具有重要意义。本文在综述了国内外数字集群系统交换功能研究现状的基础上,研究并实现了 MCPTT系统的交换功能,主要工作如下:1.基于MCPTT系统的组成,分析了 MCPTT系统交换功能,给出了高并发情况下影响MCPTT系统交换功能可用性的因素;2.提出了一种集中式和准分布式MCPTT系统架构,设计了 MCPTT参与服务器和控制服务器的软件架构以及MCPTT系统交换功能信令流程,定义了MCPTT参与服务器与媒体转发服务器的接口、MCPTT控制服务器与MCPTT控制服务器的接口以及MCPTT参与服务器与终端的接口;3.设计了一种基于MySQL和Redis的数据库读写机制,并提出了一种基于Zookeeper的热切换机制,MCPTT控制服务器在Zookeeper中注册一个MCPTT参与服务器可监控的节点,当该节点发生事件时,MCPTT参与服务器切换至备份MCPTT控制服务器,可改进交换功能的可用性;4.基于Linux操作系统,利用C和C++编程语言,开发了 MCPTT参与服务器、MCPTT控制服务器以及媒体转发服务器等系统网元,实现了 MCPTT系统登录、附属、单呼、组呼、优先级呼叫、告警、预先建立会话、地理位置上报以及准分布式系统中跨系统的单呼和组呼等功能;5.搭建MCPTT系统交换功能测试系统,对登录、附属、单呼、组呼、优先级呼叫、告警、预先建立会话以及地理位置上报等功能和准分布式架构中跨系统的呼叫功能进行了测试。测试结果表明,开发的MCPTT系统交换功能能够满足设计要求。