方偉杰

【摘要】 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，公共安全領(lǐng)域的指揮調(diào)度已不滿足于簡單的語音通信，以大帶寬、高速率、全I(xiàn)P為突出特點(diǎn)的具有中國自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-LTE寬帶集群技術(shù)為我們提供了豐富的語音、視頻和數(shù)據(jù)多種業(yè)務(wù)的應(yīng)用平臺(tái)。如果能進(jìn)一步完善系統(tǒng)性能，基于TD-LTE多媒體集群技術(shù)應(yīng)用將成為公共保護(hù)和救災(zāi)（PPDR）中無線通信發(fā)展的必然趨勢。

【關(guān)鍵詞】 TD-LTE 多媒體指揮調(diào)度

一、引言

2012年8月，全國公共保護(hù)和救災(zāi)（PPDR）通信技術(shù)研究會(huì)在海南省?？谑姓匍_，作為公共保護(hù)和救災(zāi)中的主要力量，公安部相關(guān)職能部門也參加了此次研究會(huì)。在會(huì)上工信部無管局、公安部科信局等單位主要領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)內(nèi)專家對建設(shè)PPDR無線寬帶集群專網(wǎng)達(dá)成了共識(shí)，也明確了PPDR在無線寬帶集群在技術(shù)上、應(yīng)用上的發(fā)展是提高公共保護(hù)和救災(zāi)能力的必然趨勢和要求。本文將簡單介紹一下筆者對公共保護(hù)和救災(zāi)中TD-LTE專網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用及要求方面的認(rèn)識(shí)。

上海公安目前廣泛使用的是350兆TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有語音調(diào)度、短信息、分組數(shù)據(jù)和定位等綜合功能，滿足了目前指揮系統(tǒng)中語音類和數(shù)據(jù)類的業(yè)務(wù)需求。為民警完成執(zhí)勤、處突、反恐任務(wù)提供了高效、快捷、安全的通信保障。

然而在公共安全工作中，從提高指揮效率的需求來說，在語音描述的同時(shí)，指揮員更希望能第一時(shí)間看到現(xiàn)場圖像，了解現(xiàn)場狀況。所以，視頻語音聯(lián)動(dòng)指揮成為了精確指揮調(diào)度的迫切需求。

隨著無線接入技術(shù)的發(fā)展，特別是無線寬帶技術(shù)的發(fā)展，使得移動(dòng)寬帶應(yīng)用成為可能。因此為城市公共安全服務(wù)，以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-LTE做標(biāo)準(zhǔn)的無線寬帶專網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，也將成為在公共保護(hù)和救災(zāi)工作中，提高防護(hù)救災(zāi)能力的有效技術(shù)手段。

二、建設(shè)公安移動(dòng)寬帶專網(wǎng)的必要性

2.1 建設(shè)寬帶專網(wǎng)的必要性

在公共安全工作中，一旦有突發(fā)事件，指揮員亟需第一時(shí)間看到現(xiàn)場圖像，以便及時(shí)了解現(xiàn)場狀況，做出最合理、最有效的指揮調(diào)度。

公共安全寬帶應(yīng)用場景主要包括：日常型，日常警務(wù)的通信保障，如巡邏盤查、社區(qū)警務(wù)、智慧交通、抓捕行動(dòng)等。任務(wù)型，可提前準(zhǔn)備的通信保障，如大型活動(dòng)安保、演練演習(xí)、預(yù)知的事件等。突發(fā)型，不可預(yù)知的應(yīng)急通信保障，如自然災(zāi)害、群體性事件等。

如果采用公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，只能基本滿足公共安全日常型任務(wù)，而針對重大安保任務(wù)和突發(fā)應(yīng)急保障，公共網(wǎng)絡(luò)是無法滿足通信需求的。事實(shí)證明，在嚴(yán)重自然災(zāi)害或突發(fā)重大公共群體事件時(shí)，隨之而來的必然是公眾信息傳播的爆發(fā)時(shí)段，往往容易造成公眾通信網(wǎng)絡(luò)的阻塞，甚至癱瘓。

如果采用公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)還面臨著棘手的信息安全問題。

因此在公共通信網(wǎng)絡(luò)上建立公共安全業(yè)務(wù)通道是不可行的，必須建立一個(gè)專用的、可控的通信網(wǎng)絡(luò)，才能保證在關(guān)鍵時(shí)刻為公共安全指揮員提供暢通、可靠、安全的通信通道。

2.2 寬帶無線視頻的需求

目前，視頻監(jiān)控和視頻智能分析等技術(shù)為公共安全部門在社會(huì)治安、犯罪取證等領(lǐng)域提供了一系列的專業(yè)的視頻服務(wù)功能，但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中指揮中心通過案發(fā)現(xiàn)場安裝的固定監(jiān)控探頭獲得的視頻信號(hào)，常常會(huì)發(fā)生周邊攝像頭數(shù)量不夠、攝像頭角度不好、攝像頭圖像不清晰等情況，無法滿足精確指揮的需求。而目前配裝的車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖然增加了機(jī)動(dòng)靈活性，但在使用過程中受制于信號(hào)的傳輸手段而無法保證實(shí)時(shí)、清晰、流暢的上下傳送現(xiàn)場視頻信息，存在著諸如：傳輸信號(hào)不穩(wěn)定、抗干擾能力差、速率低、網(wǎng)絡(luò)安全性差等缺點(diǎn)。

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，中國自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-LTE寬帶無線通信技術(shù)為無線寬帶視頻圖像的實(shí)時(shí)傳輸提供了更新的發(fā)展和機(jī)遇?；赥D-LTE寬帶無線通信技術(shù)的無線寬帶專網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)高清視頻圖像的實(shí)時(shí)上下傳送，做到了從“看得到”到“看得清”的效果，增加了突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力和現(xiàn)場證據(jù)獲取能力。

三、基于TD-LTE專網(wǎng)的公共安全業(yè)務(wù)需求

3.1 TD-LTE專網(wǎng)的技術(shù)先進(jìn)性

TD-LTE代表著當(dāng)今世界移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的最先進(jìn)水平，采用OFDM、MIMO和扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等技術(shù)，以采用20MHz頻譜資源為例，系統(tǒng)峰值速率下行100M、上行可達(dá)50M，TD-LTE上下行的配比，可以靈活調(diào)節(jié)承載多樣化的業(yè)務(wù)；系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性。

近年，國家發(fā)改委下發(fā)了有關(guān)基于TD-LTE自主技術(shù)的政務(wù)專網(wǎng)規(guī)劃，先期已有部分城市拿到了1.4G的頻段用于城域級(jí)TD-LTE專網(wǎng)部署，如北京市TD-LTE政務(wù)物聯(lián)數(shù)據(jù)專網(wǎng)、天津政務(wù)專網(wǎng)、南京TD-LTE寬帶多媒體數(shù)字集群政務(wù)專網(wǎng)和銀川市TD-LTE寬帶集群網(wǎng)等在1.4GHz頻段上開展了寬帶無線專網(wǎng)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)。其中，南京TD-LTE專網(wǎng)展現(xiàn)了語音視頻聯(lián)合調(diào)度、一體化整網(wǎng)和雙向高效聯(lián)動(dòng)等應(yīng)用，為亞青會(huì)提供了通信保障。

3.2 TD-LTE專網(wǎng)的應(yīng)用場景

寬帶化的TD-LTE專網(wǎng)將作為公共安全有線視頻專網(wǎng)的有效補(bǔ)充，傳統(tǒng)的固定點(diǎn)位的布控，往往僅局限于局部的物理位置，而城市人、車、物是不斷運(yùn)動(dòng)的，公共安全的需求也更加復(fù)雜，僅有固定點(diǎn)位的布控往往無法做到全方位的覆蓋，因此就需要通過移動(dòng)點(diǎn)位更加靈活的布控方式來滿足城市多樣化的公共安全的需求。

移動(dòng)車載執(zhí)法系統(tǒng)與單兵執(zhí)法系統(tǒng)，是對固定點(diǎn)位有效的補(bǔ)充，另外通過這類便攜式移動(dòng)設(shè)備，還能夠更加直觀的了解到城市的警力部署情況，為接出警策略、突發(fā)事件處理策略等上層應(yīng)用提供更好的數(shù)據(jù)支撐。

在公共安全行業(yè)的主要場景可以有：（1）巡邏車視頻采集；（2）移動(dòng)警務(wù)；（3）重點(diǎn)目標(biāo)視頻采集。

無線寬帶專網(wǎng)的建設(shè)將使得公共安全部門的指揮中心可隨時(shí)調(diào)閱移動(dòng)巡邏車的周邊圖像；處置現(xiàn)場同樣可以隨時(shí)調(diào)閱指揮中心的視頻資源和相關(guān)處警信息；巡邏車可作為移動(dòng)警務(wù)站處理相關(guān)業(yè)務(wù)；還可臨時(shí)架設(shè)重點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)控點(diǎn)，使其應(yīng)急處置能力邁上一個(gè)新臺(tái)階。

綜上所述，TD-LTE專網(wǎng)系統(tǒng)需與現(xiàn)有的窄帶無線通信系統(tǒng)有效配合，能夠提供傳輸處理數(shù)據(jù)、語音、文字和動(dòng)態(tài)圖像的綜合能力，開展現(xiàn)場實(shí)時(shí)圖像傳輸、監(jiān)控圖像信息傳輸、交互式指揮調(diào)度會(huì)議，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、多功能、數(shù)字高清晰的可視調(diào)度系統(tǒng)，從而達(dá)到在公共安全專網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)站、信息、郵件的互通，推進(jìn)內(nèi)部辦公協(xié)同化、公文交換電子化、管理決策網(wǎng)絡(luò)化、公共服務(wù)信息化，并達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)、功能上多樣、標(biāo)準(zhǔn)上兼容、設(shè)備上擴(kuò)容、使用上可靠、價(jià)格上經(jīng)濟(jì)的總體要求。通過TD-LTE專網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，為公共安全實(shí)戰(zhàn)提供可靠無線通信服務(wù)。

四、打造切合公共安全與救災(zāi)需要的TD-LTE專網(wǎng)

如何實(shí)現(xiàn)上述公共安全與救災(zāi)業(yè)務(wù)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，許多難題和前沿技術(shù)問題將會(huì)在實(shí)現(xiàn)過程中逐步凸顯，并非只要網(wǎng)絡(luò)通、覆蓋全，通過應(yīng)用開發(fā)集成、系統(tǒng)“互通”或數(shù)據(jù)共享，就能解決的所有問題。隨著應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性將逐步降低，“棱鏡門”事件警示我們必須高度重視公共安全專網(wǎng)的安全性！

為打造切合公共安全與救災(zāi)實(shí)戰(zhàn)需要的TD-LTE專網(wǎng)，根據(jù)筆者在公安無線通信工作經(jīng)驗(yàn)，建議在TD-LTE示范應(yīng)用中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如下幾個(gè)方面。

1、系統(tǒng)安全性問題。對于諸如公安等用戶來說，通話和網(wǎng)絡(luò)的安全性非常重要，寬帶集群必須滿足安全性的需要。寬帶集群系統(tǒng)可以提供雙向鑒權(quán)，空中接口加密，端到端加密不同層次的安全業(yè)務(wù)保障。其中基礎(chǔ)設(shè)施安全系統(tǒng)部分采用專門的服務(wù)器，并且提供開發(fā)接口給有加密資質(zhì)的單位，由加密單位提供加密算法和密鑰。終端中預(yù)留有SIM卡接口、串口，或者預(yù)留專用的接口、端到端加密芯片等，提供開發(fā)接口給有加密資質(zhì)的單位，由加密單位提供加密算法和密鑰。

2、TD-LTE手持式終端低功耗設(shè)計(jì)。集群終端進(jìn)入寬帶化后，其視頻、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芤日瓗Ъ合母蟮碾娏?，因此研制低功耗的終端非常重要。寬帶集群終端需要采用優(yōu)化的芯片方案、功率控制技術(shù)以及休眠等技術(shù)，來優(yōu)化終端的使用功耗，以滿足一線救災(zāi)人員免換電池（免充電）即可支撐在當(dāng)班期間的正常使用。

3、與原有窄帶無線通信系統(tǒng)互連互通。由于在上海公安無線通信系統(tǒng)上已部署著數(shù)字集群TETRA和模擬系統(tǒng)等，因此建設(shè)寬帶無線專網(wǎng)的過程中，需要考慮與原有系統(tǒng)的互連互通。系統(tǒng)之間互連互通主要通過兩種方式來解決，系統(tǒng)側(cè)互聯(lián)與或終端側(cè)互聯(lián)，如圖1所示。

（1） 系統(tǒng)側(cè)互聯(lián)是寬帶集群系統(tǒng)和窄帶集群系統(tǒng)互相開放接口給對方，當(dāng)發(fā)起呼叫時(shí)，寬帶集群側(cè)的呼叫信令通過系統(tǒng)間的接口發(fā)送到窄帶集群系統(tǒng)，使在同組里但是屬于不同體制的終端可以進(jìn)入同組通話。反之亦然。（2）終端側(cè)互聯(lián)是采用一個(gè)控制單元，同時(shí)連接寬帶集群終端和窄帶集群終端（一般可采用車載終端實(shí)現(xiàn)），當(dāng)寬帶集群側(cè)的呼叫發(fā)起時(shí)，通過這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行呼叫轉(zhuǎn)接。反之亦然。

但在現(xiàn)有情況下，筆者認(rèn)為在語音通信方面還是以現(xiàn)有窄帶無線通信系統(tǒng)為主，寬帶無線通信系統(tǒng)主要應(yīng)用于諸如視頻、大數(shù)據(jù)等寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

4、多?；?。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和租賃成本的提升，基站的選址成為建網(wǎng)中一個(gè)瓶頸，新建站點(diǎn)變得越來越困難。建議TD-LTE基站設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)成集成度高、易于安裝、對環(huán)境要求低，可以很方便地與現(xiàn)有站點(diǎn)共存。同時(shí)，還需考慮能支持將不同制式的模塊混插（TETRA、PDT和LTE等多種制式射頻模塊混插），構(gòu)成多種形態(tài)的基站，支持平滑演進(jìn)加快新頻段和新技術(shù)的引入，有效地解決移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多制式融合的發(fā)展需求，提供高集成度室內(nèi)站點(diǎn)解決方案，有利于節(jié)省安裝空間和平滑演進(jìn)。多?；究山鉀Q獲取站址的困難，方便網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化，加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度，降低對人力、電力、空間等資源的占用，減少傳輸資源、機(jī)房、及機(jī)房監(jiān)控等配套設(shè)施建設(shè)，降低成本，從而快速經(jīng)濟(jì)地建設(shè)一個(gè)高質(zhì)量的窄帶TETRA/寬帶LTE網(wǎng)絡(luò)。

五、結(jié)論

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，指揮調(diào)度已不滿足于最簡單的語音通信，對于圖像、數(shù)據(jù)等寬帶應(yīng)用的需求日益強(qiáng)烈，多媒體寬帶應(yīng)用必不可少。因受網(wǎng)絡(luò)帶寬的制約，這些需求在很大程度上是傳統(tǒng)無線窄帶專網(wǎng)系統(tǒng)無法滿足的，而以大帶寬、高速率、全I(xiàn)P為突出特點(diǎn)的具有中國自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-LTE寬帶無線技術(shù)則非常符合公共安全和救災(zāi)行業(yè)的需求，正引領(lǐng)專業(yè)通信進(jìn)入嶄新的時(shí)代。

TD-LTE寬帶集群滿足語音、視頻和數(shù)據(jù)多種業(yè)務(wù)，為應(yīng)用層面的多媒體平臺(tái)提供一個(gè)良好的無線通道，能確保視頻、音頻、數(shù)據(jù)同步實(shí)時(shí)傳輸，可廣泛應(yīng)用于日常指揮調(diào)度、應(yīng)急通信、移動(dòng)辦公、移動(dòng)執(zhí)法、移動(dòng)視頻監(jiān)控等方面，日趨完善的TD-LTE多媒體集群技術(shù)是公共安全和救災(zāi)領(lǐng)域指揮調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 《TD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原理與應(yīng)用》作者：真才基 主編，何劍等編著. 人民郵電出版社

[2] 《TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 作者：王映民 孫韶輝 等編著. 人民郵電出版社