MCPTT(Mission Critical Push to Talk,关键任务一键通)标准是3GPP提出的基于LTE的新一代宽带集群通信标准。MCPTT系统是一种基于MCPTT标准的专业指挥调度系统,具有登录、组附属、单呼以及组呼等功能,主要应用于政府和公安等部门。目前,国内外多个通信厂商和研究机构已经完成集中式MCPTT系统的开发,其用户容量和可靠性等性能无法满足用户的需求,分布式系统架构可以提高系统的用户容量和可靠性。因此,分布式MCPTT系统的研究与实现具有重要意义。本文在综述了国内外宽带数字集群系统和分布式系统研究现状的基础上,研究并实现了分布式MCPTT系统,主要工作如下:1.基于MCPTT系统的组成和系统功能,分析了MCPTT系统的用户容量和容错能力等性能,研究了分布式系统的服务注册发现、负载均衡、服务路由等机制以及Zookeeper分布式协调组件、Redis服务器集群、My SQL服务器集群等技术;2.提出了一种分布式MCPTT系统架构,通过水平拓展MCPTT系统中的组件,提升系统的用户容量,改进系统的可靠性;设计了分布式MCPTT系统的服务注册发现机制和呼叫过程中的服务路由机制,利用Zookeeper分布式协调组件和Redis数据库,协调各个系统组件之间的通信;3.设计了基于最小连接法的参与MCPTT实体服务器负载均衡方案和基于轮询算法的控制MCPTT实体服务器的负载均衡方案,并提出了一种媒体服务器负载均衡算法,该算法通过线性回归预测模型计算媒体服务器的实时负载,并将任务分配给实时负载最低的媒体服务器实例,可提升系统的用户容量,设计了故障自动发现机制和可用性校验机制,可改进系统的可靠性;4.基于Linux操作系统,利用C和C++编程语言,开发了身份管理服务器、参与MCPTT实体服务器、控制MCPTT实体服务器以及媒体服务器等软件,实现了登录、组附属、单呼以及组呼等功能,保证了系统的负载均衡、故障自动发现以及可用性校验,提升了系统的用户容量,改进了系统的可靠性;5.搭建了分布式MCPTT系统测试环境,对登录、附属、单呼、组呼等功能以及用户容量、容错能力等性能进行了测试。测试结果表明,开发的分布式MCPTT系统能够满足设计要求。