基于TD—LTE的4G寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)在應(yīng)急通信中的應(yīng)用

引言：基于TD-LTE的4G寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)，是將TD-LTE的高速率、大帶寬與數(shù)字集群技術(shù)中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點(diǎn)進(jìn)行融合的新一代寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠滿足應(yīng)急通信寬帶化、實(shí)時(shí)化、多媒體化的需求。應(yīng)急通信，是借助有線/無(wú)線綜合的通信平臺(tái)及數(shù)字集群調(diào)度通信技術(shù)建立起來(lái)的一種專用通信系統(tǒng)。隨著社會(huì)對(duì)應(yīng)急通信的及時(shí)性和準(zhǔn)確性要求越來(lái)越高，對(duì)指揮決策系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，迫切需要包括視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等多媒體并發(fā)通信手段，需要一張寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐多種可視化指揮、視頻監(jiān)控、多媒體應(yīng)急調(diào)度等諸多寬帶多媒體業(yè)務(wù)。

基于TD-LTE的4G無(wú)線寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)，采用OFDM、MIMO等多種無(wú)線通信先進(jìn)技術(shù)以及定制的專業(yè)寬帶集群技術(shù)，具有專業(yè)集群通信性能、高可靠性和高實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)傳輸以及多媒體調(diào)度的能力，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性、可擴(kuò)展性等方面具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此，該系統(tǒng)對(duì)各種寬帶多媒體業(yè)務(wù)提供了很好的支撐，能夠滿足應(yīng)急通信的應(yīng)用需求，可以顯著提高應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)信息采集和分發(fā)能力、數(shù)據(jù)的交互處理能力和緊急事件的應(yīng)對(duì)能力。

一、4G寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能

高速數(shù)據(jù)傳輸能力。在20MHz帶寬配置時(shí)，支持下行100Mbps、上行50Mbps的高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。支持上下行業(yè)務(wù)帶寬的靈活配比及移動(dòng)終端高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景。

快速接入能力。用戶面的時(shí)延小于10ms，控制面的時(shí)延小于100ms。提供專業(yè)語(yǔ)音集群的所有功能，組呼建立時(shí)延小于300ms，話權(quán)搶占時(shí)延小于150ms，能實(shí)現(xiàn)快速的指揮調(diào)度。

靈活的組網(wǎng)方式。支持多種無(wú)線頻率1.4GHz/1.8GHz/800MHz/300MHz組網(wǎng)，支持多種頻寬5M/10M/20MHz組網(wǎng)，提供從單站、中小規(guī)模和大規(guī)模的系列化組網(wǎng)方案，滿足不同行業(yè)用戶的需求。

高清視頻調(diào)度。采用基于4G通信專網(wǎng)的專業(yè)集群調(diào)度系統(tǒng)，具有高精度定位功能，實(shí)現(xiàn)群呼組呼、強(qiáng)插強(qiáng)拆、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等完備的高清視頻集群調(diào)度功能。

多業(yè)務(wù)并發(fā)。提供語(yǔ)音、視頻、短信、彩信、數(shù)據(jù)接入以及定位等多種業(yè)務(wù)的并發(fā)功能，調(diào)度指揮員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音集群，視頻調(diào)度和圖文指令傳遞。

業(yè)務(wù)分級(jí)QoS保障。提供端到端的QoS保障機(jī)制，可以根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求定義相應(yīng)的QoS等級(jí)，在保證系統(tǒng)整體性能和吞吐量的同時(shí)，保障不同業(yè)務(wù)不同用戶的信號(hào)傳輸質(zhì)量。

高安全性和保密性。與公眾網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物理隔離，提供終端雙向無(wú)線鑒權(quán)。支持空口加密和端到端加密，可分別對(duì)語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)加密。同時(shí)開(kāi)放了加密接口，能夠滿足不同行業(yè)定制化的加密要求。

網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。具有強(qiáng)故障弱化、單站集群以及抗毀能力，具備應(yīng)對(duì)各種自然災(zāi)害或突發(fā)事件的應(yīng)急指揮通信的能力。當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)、地震等不可抗力造成系統(tǒng)不同程度損毀時(shí)，提供包括脫網(wǎng)直通在內(nèi)的三級(jí)防護(hù)措施。

二、4G寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)在應(yīng)急通信中的應(yīng)用

整個(gè)系統(tǒng)由一體化基站、各種終端（支持單兵系統(tǒng)、手持終端、車載終端等）及后臺(tái)服務(wù)器共同組成。該系統(tǒng)可以通過(guò)多個(gè)終端，把現(xiàn)場(chǎng)的高清視頻、高速數(shù)據(jù)、語(yǔ)音集群、GPS追蹤定位、短消息等信息實(shí)時(shí)地上傳到指揮中心，支持雙向語(yǔ)音和視頻的集群調(diào)度功能。

在無(wú)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域、發(fā)生大規(guī)模自然災(zāi)害、公眾突發(fā)事件等限制通信或公網(wǎng)通信中斷應(yīng)急維穩(wěn)救災(zāi)場(chǎng)景，為保障政府、安全部門(mén)應(yīng)急活動(dòng)能夠順利實(shí)施，必須快速建立臨時(shí)指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)?？梢允褂脩?yīng)急通信車滿足應(yīng)對(duì)緊急事件時(shí)所需的多媒體應(yīng)急通信。

---快速響應(yīng)，靈活部署：應(yīng)急通信車支持動(dòng)中通、靜中通的業(yè)務(wù)覆蓋模式，可快速趕赴事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，臨時(shí)搭建TD-LTE 4G無(wú)線應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。在該網(wǎng)絡(luò)覆蓋下可快速建立集群小組，實(shí)現(xiàn)搶險(xiǎn)指揮調(diào)度、語(yǔ)音視頻聯(lián)動(dòng)。同時(shí)在地面道路遭到破壞，應(yīng)急通信車無(wú)法深入的極端惡劣交通條件下，可使用便攜式單站集群，由應(yīng)急小組攜帶深入事發(fā)地段，緊急搭建寬帶集群網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場(chǎng)圖像和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綉?yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的指揮調(diào)度中心。

---應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的指揮調(diào)度中心：提供集語(yǔ)音、視頻、寬帶接入一體化的現(xiàn)場(chǎng)綜合指揮調(diào)度平臺(tái)，指揮人員可以在車內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮。

---遠(yuǎn)程視頻回傳：通過(guò)中繼、衛(wèi)星、3G網(wǎng)絡(luò)等形式，應(yīng)急通信車與遠(yuǎn)方指揮中心連接，把現(xiàn)場(chǎng)情況傳回遠(yuǎn)程指揮中心。

---多級(jí)聯(lián)合調(diào)度：車載指揮調(diào)度中心與遠(yuǎn)程指揮中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)形成兩級(jí)指揮調(diào)度。

結(jié)束語(yǔ)

雖然TD-LTE在集群通信領(lǐng)域的應(yīng)用目前尚處于起步階段，但可以預(yù)見(jiàn)的是，隨著行業(yè)無(wú)線專網(wǎng)的用戶對(duì)多媒體調(diào)度、多任務(wù)并發(fā)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理等業(yè)務(wù)需求愈加強(qiáng)烈，基于TD-LTE的4G寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)，將在移動(dòng)辦公、多媒體集群調(diào)度、視頻監(jiān)控、城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等方面得到更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李新.TD—LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋特性淺析[J].電信科學(xué)，2009（1）.

[2]沈嘉.3GPP技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：人民郵電出版社，2008（11）.

（作者單位：南寧市人防指揮信息保障中心）

作者簡(jiǎn)介

莫秋菊，女（1980-）廣西人，碩士研究生，中級(jí)工程師，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)方向研究。