覃忠賓 鼎橋通信技術(shù)有限公司解決方案工程師

陳迎鼎 橋通信技術(shù)有限公司通信標(biāo)準(zhǔn)工程師

Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案及其應(yīng)用

覃忠賓 鼎橋通信技術(shù)有限公司解決方案工程師

陳迎鼎 橋通信技術(shù)有限公司通信標(biāo)準(zhǔn)工程師

基于TD-LTE技術(shù)的Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案通過高度集成化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)快速部署、靈活組網(wǎng)等應(yīng)用特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上有效支持視頻、語音集群、數(shù)據(jù)一體化寬帶多媒體數(shù)據(jù)傳輸，為突發(fā)災(zāi)害、公共安全、熱點(diǎn)監(jiān)控等場(chǎng)景下的應(yīng)急調(diào)度指揮奠定了良好的通信基礎(chǔ)。

應(yīng)急通信 集群 TD-LTE

1 引言

近年來，地震、冰雪、交通事故等各種自然災(zāi)害、安全事故、群體事件、突發(fā)事件頻繁發(fā)生，社會(huì)維穩(wěn)和搶險(xiǎn)救災(zāi)形勢(shì)嚴(yán)峻。事件發(fā)生時(shí)，為了提高應(yīng)對(duì)決策的準(zhǔn)確性、正確性和實(shí)時(shí)性，指揮中心需要及時(shí)獲得現(xiàn)場(chǎng)的圖像、視頻、語音等多媒體信息。然而，窄帶集群系統(tǒng)（模擬MPT-1327或者數(shù)字DMR，數(shù)字集群TETRA/ P25系統(tǒng)以及鐵路通信系統(tǒng)GSM-R）以語音集群通信為主，對(duì)可視化指揮、多媒體調(diào)度、數(shù)字寬帶接入等寬帶多媒體業(yè)務(wù)支持能力較差。與窄帶集群系統(tǒng)相比，基于TD-SCDMA/WiMAX/CDMA等技術(shù)的集群通信系統(tǒng)能夠提供一定程度多媒體數(shù)據(jù)傳輸能力，然而從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來看TD-SCDMA/ CDMA/WiMAX等技術(shù)制式最終均會(huì)向TD-LTE或者FDD LTE演進(jìn)，而基于TD-LTE技術(shù)的B-TrunC寬帶集群系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)于2014年11月成為ITU-R推薦的PPDR（公共保護(hù)與救災(zāi)）寬帶集群空中接口標(biāo)準(zhǔn)，為集群通信從窄帶向?qū)拵н^渡奠定了良好的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。

針對(duì)應(yīng)急通信的實(shí)際需求和技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)，基于B-TrunC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的“Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案”集成了基站、核心網(wǎng)、調(diào)度等功能，一套系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)豐富的多媒體調(diào)度功能（支持多業(yè)務(wù)并發(fā)，同時(shí)支持語音集群、數(shù)據(jù)、文字、圖片、視頻GIS等多業(yè)務(wù)聯(lián)合作業(yè)），即時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)數(shù)據(jù)、圖像，進(jìn)行實(shí)時(shí)錄入、交互、存儲(chǔ)，統(tǒng)一指揮調(diào)度，具有一體化、小型化的特點(diǎn)，適用于公安、消防、武警的應(yīng)急救援、搶險(xiǎn)救災(zāi)、護(hù)衛(wèi)車隊(duì)和城市熱點(diǎn)的通信補(bǔ)盲和現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度；同時(shí)，可以通過多種回傳方式進(jìn)行靈活的二級(jí)組網(wǎng)，將前端的多媒體信息實(shí)時(shí)回傳到后方的監(jiān)控中心或應(yīng)急指揮中心，實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)控和協(xié)同調(diào)度指揮。

2 Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案

Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案包括車載單站系統(tǒng)和快速部署系統(tǒng)eRapid兩個(gè)子解決方案，前者適用于交通可達(dá)處提供通信覆蓋，后者易于搬運(yùn)且可背負(fù)特性可將應(yīng)急通信覆蓋進(jìn)一步延伸到交通不便的區(qū)域。

2.1 車載單站系統(tǒng)

如圖1所示，Witen多媒體應(yīng)急通信指揮車系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上可分為終端層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

●終端層主要涵蓋車載終端、手持終端和CPE 3種終端類型，車載臺(tái)主要是在車載單站運(yùn)動(dòng)過程中提供集群呼叫及視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)；各種類型不同的智能專業(yè)手持終端配合多媒體調(diào)度服務(wù)器，一步提供端到端集成的全高清視頻、語音、GIS、短信、彩信、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)；CPE類似于無線路由器，支持以太網(wǎng)、Wi-Fi、LTE多制式多設(shè)備路由互通，可以下掛多臺(tái)上網(wǎng)設(shè)備，亦可供二級(jí)組網(wǎng)接入使用。

●網(wǎng)絡(luò)層的中心交換單元集成了傳統(tǒng)基站設(shè)備的基帶處理單元BBU和EPC設(shè)備的功能，外接車頂部的射頻單元RRU，RRU連接的天線系統(tǒng)包含靜中通天線和動(dòng)中通天線，分別滿足指揮車靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的正常通信覆蓋需求；同時(shí)，中心交換單元對(duì)調(diào)度機(jī)提供接口，實(shí)現(xiàn)集群通信系統(tǒng)對(duì)語音和視頻等基礎(chǔ)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)的調(diào)度和管理，調(diào)度機(jī)圖形化綜合調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語音、指令和視頻多種方式的通信和調(diào)度；此外，中心交換單元還對(duì)外部數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器提供接口，完成用戶數(shù)據(jù)的路由和處理。車載網(wǎng)管部署于車載工控機(jī)上，用于管理相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。

圖1 Witen應(yīng)急通信車通信系統(tǒng)架構(gòu)圖

●應(yīng)用層包括調(diào)度臺(tái)、解碼器、異系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)、衛(wèi)星連接器、錄音錄像服務(wù)器等設(shè)備。調(diào)度臺(tái)可以看成是調(diào)度機(jī)的客戶端，供調(diào)度人員進(jìn)行調(diào)度指揮操作。解碼器提供視頻上大屏的視頻格式轉(zhuǎn)換，可以根據(jù)不同的車載大屏，選擇不同類型的解碼器。異系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)支持與固定電話、TETRA集群系統(tǒng)、PDT集群系統(tǒng)等異構(gòu)通信系統(tǒng)的互聯(lián)和聯(lián)合調(diào)度。衛(wèi)星連接器提供數(shù)據(jù)回傳的連接支持，便于進(jìn)行二級(jí)組網(wǎng)。應(yīng)用層與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層之間通過TPC/IP協(xié)議通信，提供語音集群、圖片文字、視頻服務(wù)、日志管理、定位等應(yīng)用。

2.2 快速部署系統(tǒng)

圖2為Witen快速部署系統(tǒng)eRapid的邏輯結(jié)構(gòu)圖，除去必要的天線、射頻單元eRRU、電池以外，主機(jī)箱里包含了集成了基帶處理單元BBU和EPC設(shè)備功能的eSCN231、多媒體調(diào)度機(jī)eMDC、交換機(jī)DES-108。而筆記本則集成了調(diào)度臺(tái)和網(wǎng)管的功能。如需支持二級(jí)組網(wǎng)，則要增加額外的衛(wèi)星、微波通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳。eRapid既可安裝部署在某個(gè)固定地點(diǎn)也可以安裝部署在中小型SUV車上，在靜止或者運(yùn)動(dòng)過程中為周邊提供集群、數(shù)據(jù)和視頻通信。和車載通信系統(tǒng)相比，eRapid車上部署時(shí)無需進(jìn)行車改仍可支持土路、碎石路下20～30km/h車速行駛超過200km情況下的正常工作。eRapid系統(tǒng)由于其高度集成化的設(shè)計(jì)，最快5min內(nèi)即可完成整套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭建啟動(dòng)工作，且在戶外短時(shí)間的小雨和大風(fēng)情況下，主機(jī)箱和電源箱無需遮蔽就可以正常工作，而射頻箱和天饋箱在雨中可長時(shí)間工作。

3 Witen機(jī)動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)方案

應(yīng)急通信指揮分為前線單站指揮和遠(yuǎn)程協(xié)同指揮兩種應(yīng)用場(chǎng)景。

在單站指揮場(chǎng)景下，應(yīng)急通信車或者eRapid到達(dá)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)后，在其無線覆蓋范圍內(nèi)，工作人員可以使用手持臺(tái)、車載臺(tái)等移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻信息進(jìn)行采集，并通過無線基站將現(xiàn)場(chǎng)的視頻實(shí)時(shí)傳回到應(yīng)急通信車的臨時(shí)指揮調(diào)度中心；eRapid臨時(shí)指揮調(diào)度中心或車載調(diào)度指揮中心可以根據(jù)回傳視頻迅速做出判斷，并通過調(diào)度臺(tái)向相關(guān)工作人員發(fā)送調(diào)度指令。

圖2 快速部署系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

表1 二級(jí)組網(wǎng)回傳方式比較

而遠(yuǎn)程協(xié)同指揮則需要在上級(jí)指揮中心和現(xiàn)場(chǎng)指揮中心之間實(shí)現(xiàn)一定程度的現(xiàn)場(chǎng)信息共享，以提升聯(lián)合調(diào)度指揮的效率。上級(jí)指揮中心與應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)指揮中心之間可以通過衛(wèi)星回傳、微波回傳、CPE回傳及有線連接等方式實(shí)現(xiàn)二級(jí)組網(wǎng)，表1即為不同回傳方式進(jìn)行二級(jí)組網(wǎng)的優(yōu)劣勢(shì)情況比較?；诙?jí)組網(wǎng)的技術(shù)方案，遠(yuǎn)端的上級(jí)指揮中心可以與現(xiàn)場(chǎng)指揮中心和工作人員進(jìn)行集群通信，可及時(shí)溝通信息、傳遞命令，實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程指揮調(diào)度。圖3顯示了應(yīng)急通信車或eRapid的現(xiàn)場(chǎng)指揮中心通過衛(wèi)星回傳與上級(jí)指揮中心實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度指揮的場(chǎng)景。特別地，應(yīng)急通信系統(tǒng)之間也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)同通信指揮，例如應(yīng)急通信車之間可以通過衛(wèi)星、微波或CPE回傳進(jìn)行協(xié)同調(diào)度指揮，eRapid和eRapid/應(yīng)急通信車之間可以通過衛(wèi)星回傳進(jìn)行協(xié)同調(diào)度指揮。

4 結(jié)束語

圖3 Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

本文介紹了Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案的應(yīng)用場(chǎng)景、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)方式。Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急系統(tǒng)以其高度集成化的設(shè)計(jì)、靈活的組網(wǎng)方式和豐富的多媒體調(diào)度功能，獲得了眾多行業(yè)用戶的認(rèn)可。應(yīng)急通信車和eRapid系統(tǒng)在云南魯?shù)榈卣饝?yīng)急救災(zāi)、南京青奧會(huì)元首級(jí)安保等重大事件上均發(fā)揮了積極的作用。在公共通信網(wǎng)絡(luò)中斷無法使用或者處于安全因素考慮不能使用公共通信網(wǎng)絡(luò)等情況下，Witen機(jī)動(dòng)通信應(yīng)急解決方案能夠及時(shí)有效地恢復(fù)或補(bǔ)充現(xiàn)場(chǎng)通信，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)多媒體調(diào)度指揮。

1 CCSA.基于LTE技術(shù)的寬帶集群通信(B-TrunC)系統(tǒng)接口技術(shù)要求(第一階段)空中接口

Design andApplication of Witen Emergency Communication Solution

Based on TD-LTE technology,Witen emergency communication solution can well support fast deployment and flexible networking through high integrated design.This solution can support video,voice trunking and multimedia data transmission,which can well promise the communication requirement of emergency scheduling under various scenarios including disasters,public safety,hot spot monitoring,etc.

emergency communication,trunking communication,TD-LTE

2014-12-25）