警用無線局域網應用探索*

孫慧洋 盧煜 朱振榮 公安部第一研究所

引言

在“十三五”期間，公安無線通信技術實現了快速發(fā)展，警用數字集群（PDT）通信系統(tǒng)實現了全國范圍的大規(guī)模建設，移動警務系統(tǒng)實現了全國部省兩級平臺建設，基本滿足了全國各級公安機關指揮調度、移動執(zhí)法等業(yè)務需求。但是，隨著警用設備信息化、智能化水平的不斷提升，在執(zhí)法辦案現場多設備協(xié)同工作需求日益迫切；大量信息采集設備廣泛部署，采用無線手段實現前端信息靈活回傳；在重要區(qū)域、大型建筑物內或人員密集區(qū)域，公網頻率資源不足、專網覆蓋不足，需要一種無線通信手段解決局部區(qū)域通信問題。

現有無線局域網技術發(fā)展快速，應用場景豐富，除基于IEEE802.11標準發(fā)展形成的Wi-Fi、WAPI以外，還有EUHT、星閃等技術。但上述技術還存在各方面問題，無法滿足公共安全行業(yè)高安全性需求。

為盡快解決局部環(huán)境下近場無線通信相關技術問題，從2020年開始，在部科信局組織下，公安部第一研究所與北京市公安局、廈門市公安局、新岸線等相關單位成立聯(lián)合工作機制，大力推進警用無線局域網技術（PWL，Police WirelessLan）各方面工作：

（1）與各業(yè)務局和地方公安機關的專家開展研討，進行需求調研和應用論證，初步梳理了實戰(zhàn)工作對警用無線局域網在應用模式、性能要求、設備能力等方面的要求；

（2）以EUHT技術為基礎，進行了技術原型測試與評估，形成警用無線局域網的基本技術研究思路；

（3）在北京、廈門、太原、鄭州等地基于公安視頻專網和移動警務系統(tǒng)，結合視頻業(yè)務、移動警務指揮調度業(yè)務、便民自助服務業(yè)務場景進行了技術驗證和測試；

（4）在北京、成都、杭州等近年組織的大型活動中，圍繞人證核驗、安全檢查等場景開展了警用無線局域網技術實戰(zhàn)驗證；

（5）制定了警用無線局域網密碼應用方案，并通過國密局評審，獲得了有關專家的高度評價；

（6）形成了警用無線局域網的總體技術方案和總體技術規(guī)范等技術要求。

在上述工作的基礎上，形成了采用公用或專用頻率，以自主和主流無線局域網技術PHY層為基礎，結合公安實戰(zhàn)需求，對安全體系和空口協(xié)議進行設計開發(fā)的高安全性無線局域網通信系統(tǒng)，形成獨立的警用無線局域網技術體系。

本文從技術架構、主要指標、安全體系、設備特點、應用模式以及典型場景等方面介紹警用局域網。

一、警用無線局域網主要技術研究

（一）存在的問題

當前，主要無線局域網技術重點針對射頻及空口通信協(xié)議進行研究及規(guī)范。在面向專業(yè)用戶使用場景時，存在以下幾個典型問題：

1.缺乏明確的系統(tǒng)邏輯架構要求及行業(yè)規(guī)范

當前無線局域網應用，缺乏明確的系統(tǒng)架構、網元邏輯功能等要求，并且對不同設備形態(tài)所應具有的邏輯功能沒有要求，只對空口性能制定了一系列標準。造成各廠商提供的設備部分在關鍵的空口功能、管理功能上千差萬別，無法滿足行業(yè)用戶的使用和管理需求。

2.缺乏統(tǒng)一的技術要求、功能定義以及測試方法

針對個人應用場景下無線局域網設備常用功能，各廠商自行進行了功能定義和性能參數定義，造成了設備間技術性能差異極大，嚴重影響應用行業(yè)用戶的使用。特別是在行業(yè)用戶使用多廠商設備組網應用時，無法保障網絡性能。同時，當前無線局域網技術對于設備性能、功能也缺乏統(tǒng)一的測試方法，無法認定設備質量和性能好壞。

3.缺乏完整的安全體系，存在關鍵信息泄露等風險

當前無線局域網技術及產品尚未形成完整的安全體系架構。多數廠商通常采用國外通用的密碼技術及方案。同時，現有國內自主設計的無線局域網安全技術也無法滿足高安全性用戶的使用需求。

針對上述問題，開展了警用無線局域網在架構設計、標準規(guī)范以及安全加密技術等方面重點工作。

（二）基本架構

警用無線局域網通信系統(tǒng)由端側和中心側兩部分構成，如圖1所示。

1.PWL端側

由具有單獨可尋址的媒體訪問控制（Media Access Control，MAC）地址和物理層（Physics，PHY）接口的站點（PWL STA，PWL Station）構成，為各類警用設備提供無線通信能力。

2.PWL中心側

為PWL STA提供網絡接入、訪問服務、網絡管理和聯(lián)接控制能力。其中：

（1）PWL接入點（PWL AP，PWL Access Point）主要起到為PWL STA提供無線接入作用；

（2）PWL無線接入控制單元（PWLAC，PWL Access Control）主要起到為系統(tǒng)提供路由轉發(fā)、網絡管理和訪問服務等作用；

圖2 警用無線局域網網元功能示意圖

（3）PWL 網絡接入控制單元（PWL NAC，PWL Network Access Control）主要起到PWL AP、PWL STA身份認證，控制PWL系統(tǒng)網絡接入等作用。

PWL AP具有無線收發(fā)功能，以硬件設備形態(tài)工作。而PWL AC、PWL NAC是PWL中心側的功能單元，可以根據網絡規(guī)模、管理能力選擇是以軟件形式加載到PWL AP設備上工作（如圖3所示），還是以獨立設備形式與PWL AP配合使用（如圖4所示）。

根據實際使用條件的不同，用戶可以靈活的選擇不同功能的PWL AP、PWL AC、PWL NAC建設PWL網絡。如果沒有形成連續(xù)覆蓋、組網的需求，PWL AC、PWL NAC可以做為邏輯功能單元由PWL AP設備承載，確保PWL AP可以單設備獨立工作。如果有形成組網連續(xù)覆蓋的需求，網絡有多個PWL AP和獨立的PWL AC、PWL NAC設備組成。每個PWL AP可以主要具備射頻收發(fā)功能，網絡管理由PWL AC、PWL NAC設備承擔。一方面可以有效降低建設成本，另一方面可以實現網絡的統(tǒng)一管理和多設備協(xié)作。

由于PWL主要是在局部范圍內組網，為局部環(huán)境下的設備無線化使用提供支持，因此一個PWL網絡覆蓋范圍、管理能力都是有限的。隨著PWL的廣泛使用，存在多個局部區(qū)域的PWL網絡通過各自的PWL AC功能單元互聯(lián)互通的情況，如圖5所示。與個人局域網應用不同，在PWL網絡場景下，除保障終端訪問業(yè)務系統(tǒng)之外，還涉及到不同PWL網絡的端到端訪問、終端入網、證書管理、用戶管理等問題，需要進一步深入研究。

（三）主要功能指標

為解決無線局域網標準體系不完善，缺乏產品功能、性能等方面的技術規(guī)范以及缺少統(tǒng)一的測試方法等問題，在《警用無線局域網總體技術規(guī)范》標準中，從設備功能、性能以及安全功能方面，制定了詳細的技術要求和測試方法：

1.設備功能

分為空口功能和管理功能，對警用無線局域網基礎功能進行規(guī)范，并明確了各項功能的測試方法。

（1）空口功能

信道選擇與配置、網絡標識管理、同步跟蹤、時鐘同步、掃頻入網、鏈路自適應、切換、漫游、服務質量、負載均衡、射頻調優(yōu)、抗干擾、帶寬限制、最大接入終端數量控制；

（2）管理功能

設備注冊管理、設備賬號管理、管理員身份管理、狀態(tài)告警、地址管理、網絡地址轉換、虛擬局域網管理、參數配置、遠程升級、日志管理、故障診斷、系統(tǒng)熱備、運行監(jiān)測。

2.設備性能

因為PWL技術是基于現有各種無線局域網技術的物理層（PHY）進行通信協(xié)議研究，所以PWL空口指標與原有無線局域網空口射頻指標基本一致。但是考慮到PWL基于現有芯片進行重新設計開發(fā)了通信協(xié)議，會對空口性能產生影響。因此對直接影響PWL使用的關鍵空口性能進行了規(guī)范。

在警用無線局域網應用環(huán)境下，PWL STA可以為各種不同形態(tài)、性能差異大、業(yè)務差異大的警用設備提供無線傳輸功能，例如：PWLSTA可以為筆記本提供無線局域網通信服務，需要支持幾百Mbps傳輸速率，功耗較高，產品價格相對較高；也可以為傳感器提供無線局域網通信服務，僅需要支持幾十Kbps傳輸速率，功耗要求低，產品價格低。因此，警用無線局域網不再對PWL STA設備提出其他空口性能指標，用戶根據使用需求靈活選擇PWL STA設備，而是重點對PWL Ap設備空口性能提出了具體指標要求，詳見表1。

其中：

（1）PWL AP整機吞吐量指標是在40MHz帶寬、MIMO2T2R條件下采用國密算法的加密數據吞吐量，相對于當前其他無線局域網設備相關技術指標較為領先，也兼顧了設備成本、使用場景等其他條件；

（2）對平均傳輸時延提出了明確要求，并將空口加密影響考慮在內，“≤10ms”的指標符合業(yè)務需求，在部分實際測試中，基于EUHT物理層技術的PWL設備此項指標可以達到“≤5ms”；

（3）考慮到視頻業(yè)務在當前警務工作中所占比重越來越高，對設備性能要求也高，結合前期PWL技術測試和驗證時單AP下所遇到的業(yè)務場景，PWL AP要求單設備同時支持20路8Mbps高清視頻業(yè)務，足以滿足局部警務工作需求；

（4）在警用無線局域網中明確提出了空口丟包率要求，是考慮到警務業(yè)務高可靠性要求，制定了實驗室測試條件下的空口丟包率，當前多數現有的無線局域網都沒有明確制定該項指標。

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（四）安全體系

無線局域網在高安全要求行業(yè)應用受限，主要是由于其技術主要針對個人應用場景和局部環(huán)境，缺乏安全體系設計。同時，其無線空口安全問題一直沒有徹底解決?，F有無線局域網普遍采用的安全技術以及WAPI等技術，主要是解決了業(yè)務數據在空口的傳輸安全，但未采用國密算法。同時，在空口信令中涉及到設備證書、Mac地址、IP地址、SSID等重要信息并沒有得到有效的安全保護，大量關鍵信息以明文方式在空口中傳播。對設備以及網絡的安全要求也尚未形成完整體系。此外，現有安全技術的引入，對產品傳輸性能也造成了較為嚴重的影響。因此，在安全性要求較高的行業(yè)，上述技術并未大規(guī)模使用。

為解決無線局域網安全問題，警用無線局域網參照等保要求，重新設計了PWL安全架構，重點研究開發(fā)了PWL空口安全加密技術。參考《信息安全技術網絡安全等級保護基本要求》（GB/T 22239）和《信息安全技術網絡安全等級保護安全設計技術要求》（GB/T 25070）等國家標準中對“安全通信網絡”的有關要求，從通信鏈路安全、區(qū)域邊界安全、計算環(huán)境安全和管理與管控安全等四個方面著手，構建了警用無線局域網的安全總體架構，如圖6所示。

其中：

1.通信鏈路安全

包括警用無線局域網空口安全和警用無線局域網各設備之間的有線鏈路安全。

2.區(qū)域邊界安全

包括端側、中心側提供的訪問控制、入侵防范、安全審計等邊界安全功能。端側區(qū)域邊界指站點與用戶設備之間、站點與接入點之間的區(qū)域邊界。中心側區(qū)域邊界包括接入點與站點之間、網絡接入控制單元與公安業(yè)務系統(tǒng)及網絡之間的區(qū)域邊界。

3.計算環(huán)境安全

包括端側和中心側的用戶訪問控制、主機入侵防范、數據完整性和保密性等計算環(huán)境安全功能，防范用戶在使用站點、接入點和無線接入控制單元時進行訪問、配置、使用設備等操作而產生的安全風險，達到訪問權限安全管理、識別異常行為、防止敏感數據泄露的防護目標。

4.管理與管控安全

包括警用無線局域網提供的集中管理、安全管控、安全監(jiān)測等功能。

PWL通信鏈路安全由PWL STA到PWL AP之間的空口安全和PWL AP與PWL AC、PWL NAC之間的有線鏈路安全構成，如圖7所示。

PWL空口安全主要是對接入點和站點基于警用無線局域網證書進行雙向認證，通過證書核驗后在網絡接入控制單元控制下建立連接，防止仿冒或非法接入點、站點設備接入；采用國產商用密碼算法為MAC層協(xié)議提供完整性和機密性保護，防止惡意用戶或非法設備從空口竊取數據信息。

PWL空口安全技術，如圖8所示，基于現有無線局域網技術的PHY層協(xié)議，在數據鏈路層（MAC）層進行協(xié)議開發(fā)，形成了PWL協(xié)議。基于現有無線局域網PHY層協(xié)議，主要是考慮可以充分利用現有芯片基礎快速形成PWL產品。而對MAC層協(xié)議進行重新開發(fā)，已經與原有無線局域網協(xié)議不同，形成了獨立的PWL協(xié)議。在此基礎上，未來PWL技術可以繼續(xù)對網絡層、傳輸層協(xié)議進行重構和優(yōu)化，從而提升PWL協(xié)議效率。

PWL有線鏈路安全主要采用國密SSL/TLSVPN技術或有線物聯(lián)專線保障傳輸安全。

PWL網絡分為三個安全等級，有不同的安全功能要求，分別可用于等保一級、二級、三級網絡。

對于PWL安全體系的理解有幾個重要問題：

（1）對于PWL安全體系涉及的范圍要有充分的理解。如圖6、圖7所示，對于整個信息系統(tǒng)安全而言，包括用戶設備和業(yè)務系統(tǒng)的安全，而PWL安全僅是其中的一部分。PWL安全相關要求，都是針對PWL 端側、PWL中心側以及空口的。

（2）在PWL安全基礎上，用戶設備應符合業(yè)務系統(tǒng)安全、管理要求。用戶設備到業(yè)務系統(tǒng)可以建立應用層安全方案，與PWL安全無關。

（3）用戶設備和PWL端側即PWL STA設備二者不同。用戶設備是業(yè)務終端，而PWL STA是通信設備，其具體形態(tài)可以有多種。在某些場景下，需要用戶設備和PWL STA設備一對一綁定，以防止非授權用戶設備和非法用戶設備通過PWL STA接入PWL網絡。在民用設備中，一般Wi-Fi dongle或外設對與用戶設備而言都是從設備，無法實現兩者之間的綁定關系。而警用PWL STA設備應重新設計開發(fā)，使之具備與用戶設備二者一對一綁定的能力。

（4）PWL設備間身份認證采用的是PWL證書，與用戶設備與業(yè)務系統(tǒng)間所使用的業(yè)務系統(tǒng)證書，二者所發(fā)揮的作用不同，證書內容不同，兩者間沒有關系。例如，具備PWL功能的移動警務終端，在設備上應具有兩個證書，一個是移動警務終端開展移動警務業(yè)務、接入移動警務系統(tǒng)的移動警務證書，一個是PWL STA芯片或模組使用的PWL證書。兩個證書都存儲在同一個安全模塊或芯片中。

二、警用無線局域網設備特點分析

PWL設備主要分為PWL AP設備和PWL STA設備。

PWL AP設備根據使用場景分為PWL FAT AP和PWL FIT AP，俗稱“胖AP”和“瘦AP”。胖AP具有PWL AC和PWL NAC功能，可以單臺設備獨立使用，為接入AP的PWL STA提供路由轉發(fā)、管理、設備認證等功能。而瘦AP主要就是具備PWL AP的無線接入功能，不能單臺設備獨立使用，主要用于多臺瘦AP與PWL AC、PWL NAC等設備組網使用，有利于降低設備成本和組網成本。

PWL STA設備主要有三種形態(tài)，如圖9所示。

第一種：PWL STA設備與用戶設備一體化，不可拆分。例如支持PWL的手機，手機內置的WLAN芯片經過重新開發(fā)成支持PWL STA功能。PWL STA設備就是指這個芯片。手機用戶設備與PWL STA設備兩者一體化。在此情況下，這個手機也可以稱為PWL終端。

第二種：PWL STA設備可以內置到用戶設備中，但可以拆卸或更換。例如具有標準內置硬件板卡接口的PC機、攝像頭、智能網關等設備，用戶、廠商可以根據設備接口具體情況，選擇適合硬件接口的PWL STA板卡。這種方式主要適用于自身不具備通信能力，又有設備集成度要求，希望能夠在多種環(huán)境下使用的設備。

第三種：PWL STA做為用戶設備外設，通過用戶設備外接端口相連。例如不支持PWL功能的PAD、筆記本，可以通過USB接口外接PWL STA設備，快速實現PWL通信功能；安檢機、人證核驗設備，在部分場景下使用時可以根據需求，通過網口與PWL STA設備聯(lián)接。

PWL設備的靈活性相較于其他相似的通信設備更具有使用優(yōu)勢：

（1）PWL AP可以快速形成室外型、桌面型、車載型、便攜型等各種形態(tài)產品，做為網絡接入節(jié)點為眾多終端提供無線覆蓋服務，相較于4G、5G、MESH等基站設備，具有體積小、成本低、傳輸能力強、部署靈活、適應性強的特點，更適合在前端局部環(huán)境下使用，詳見表2。

（2）PWL STA相較于4G、5G終端模組，具有功耗低、成本低、尺寸小等特點，具有多種類型接口，既可以做為設備的主要通信手段，也可以做輔助通信手段，使用不需要資費，可為各種能力的設備適配使用，詳見表3。

隨著PWL技術發(fā)展以及逐步應用，PWL設備將會不斷發(fā)展、演進，設備成本將會大幅降低，與各類設備集成度將不斷提高，未來一定會形成成熟的產業(yè)鏈，推出更加便于用戶使用的具有PWL功能的各類警用設備。

三、警務工作模式變化研究

（一）“端-云”模式問題

當前公安視頻圖像信息系統(tǒng)和移動警務系統(tǒng)是支撐基層執(zhí)勤執(zhí)法工作的兩大主要業(yè)務系統(tǒng)。

公安視頻圖像信息系統(tǒng)依托有線網絡開展業(yè)務，前端設備以有線、固定設備為主，缺乏支持前端設備移動化應用的能力。前端設備與公安視頻圖像信息系統(tǒng)間為“端-云”架構。移動警務系統(tǒng)依托公眾移動網開展業(yè)務，前端設備以移動警務手機為主。移動警務終端主要與系統(tǒng)側服務開展應用，終端與移動警務系統(tǒng)間為“端-云”架構。在兩個體系下，端到端相互訪問、數據應用必須通過復雜通信系統(tǒng)以“端-云”架構支撐，是典型的“煙囪式”架構，如圖10所示。

隨著各業(yè)務系統(tǒng)不斷發(fā)展，警用設備智能化水平不斷提升，在“煙囪式”的架構下，海量數據依托現有有線、無線網絡回傳匯聚后再處理、分發(fā)的模式，無法發(fā)揮前端警用設備的潛力，對公安基礎設施造成了極大的建設與運維壓力。

而一線民警執(zhí)勤執(zhí)法工作中需要各類警用設備配合聯(lián)動、前端數據快速支撐，發(fā)揮信息的時效性。在“煙囪式”的信息系統(tǒng)架構下，現場信息需要經過復雜的通信系統(tǒng)傳輸、復雜的信平臺處理后，再傳給一線民警，降低了信息價值與時效性，也沒有發(fā)揮出信息化設備的能力。

（二）“端-邊-云”模式研究

PWL主要就是解決局部環(huán)境下的設備移動化通信問題，與一線民警迫切需要利用各類警用設備在執(zhí)勤執(zhí)法現場協(xié)同作戰(zhàn)的場景非常契合，能夠為實戰(zhàn)現場提供有效、安全通信，如圖11所示。基于PWL，一線的民警、各類警用設備具備了相互快速訪問的基礎。結合邊緣計算、人工智能技術，就可以在PWL網絡內形成信息處理節(jié)點，進行現場數據處理和應用，快速提升一線實戰(zhàn)現場的信息化水平，將人、機、信息、基礎設施四個元素融合，打破了“煙囪式”的信息系統(tǒng)架構，形成了橫縱交錯的信息網絡，在平臺業(yè)務模式基礎之上，又形成了邊緣業(yè)務模式和端到端業(yè)務模式。目前，移動警務正基于PWL技術發(fā)展移動警務端邊體系，將不同形態(tài)的警用設備納入該體系下開展應用。

同時，隨著以鴻蒙OS、開源OpenHamony OS為代表的國產化移動終端操作系統(tǒng)的發(fā)展，逐步支持終端間能力互助、分布式協(xié)作，形成了新的應用生態(tài)。設備間的端端應用主要依靠無線近距離通信技術實現，例如Wi-Fi、藍牙、NFC等。在民用領域，通過兩個設備間“碰一碰”，基于NFC或藍牙技術實現了設備間的身份認證后，再利用Wi-Fi實現設備間高速數據傳輸。

上述應用場景與OS技術要引入高安全性行業(yè)應用，首要問題就是近距離通信安全問題。目前，結合PWL技術，已經開展了專用于移動終端操作系統(tǒng)相關研究工作，初步實現了設備間資源調用和互助，將不同設備的計算、存儲、顯示、攝像頭、麥克風等統(tǒng)一調度，將前端各類警用設備資源整合，形成“超級終端”，將設備能力發(fā)揮到最大化，直接賦能一線民警。

民警在執(zhí)勤執(zhí)法過程中，依托PWL實現設備互聯(lián)，根據業(yè)務需要快速調用設備群組的各項能力，如圖12所示。例如，原來需要民警舉著執(zhí)法記錄儀取證，占用雙手、干擾處置，拍攝效果不好?，F在民警要執(zhí)法時只要做出執(zhí)法動作，通過智能手表感知能力自動啟動執(zhí)法記錄儀開始記錄，同時自動啟動車載攝像頭進行視頻采集和錄制，也可將視頻傳給執(zhí)法記錄儀。在更多設備共同使用時，民警手機收到車載智能網關轉發(fā)的查找嫌疑車輛警情通知，同時嫌疑車牌信息自動轉發(fā)至現場執(zhí)法記錄儀、車載智能網關等智能終端，同步開啟執(zhí)法記錄儀、車載攝像頭等現場視頻采集資源，對實時視頻流進行車牌識別，發(fā)現嫌疑車輛后自動向民警手機、車載中控發(fā)送告警提示，并回傳系統(tǒng)。基于上述以PWL為基礎組建的現場執(zhí)勤執(zhí)法作戰(zhàn)網絡，有效整合了基層各類警用設備資源和能力，實現了信息與業(yè)務的緊密結合。

四、與5G公網的比較分析

在PWL技術研究和驗證測試過程中，經常遇到用戶拿PWL與5G相比較，提出“有公網5G使用，并且有切片、UPF（User Plane Function，用戶面功能）下沉等技術，是否還需要PWL？”這樣的問題。5G技術和PWL技術對用戶最大的感受就是傳輸速度明顯快于其他無線通信系統(tǒng)。但在支撐現場局部應用場景中，5G與PWL二者相比，具有以下特點：

1.覆蓋范圍相近

PWL可采用無線局域網各頻段，與5G頻段相近，頻率穿透性不強、繞射能力弱，基本在視距無遮擋范圍內覆蓋。在城市環(huán)境下，5G基站覆蓋范圍在250m～400m之間。PWL AP在同樣傳播環(huán)境下，覆蓋范圍與其相近，基本可以滿足對局部現場進行覆蓋。

2.傳輸能力不同

5G網絡主要服務對象為公眾用戶，以下行應用為主，平均下行速率可達300Mbps以上、上行速率在70Mbps左右。在小區(qū)邊緣，下行傳輸速率在100Mbps、上行傳輸速率2Mbps或5Mbps，時延20ms。PWL通過實際測試以及技術指標要求，通常情況下在40MHz帶寬、MIMO2T2R條件下，上行要支持20路8Mbps視頻，小區(qū)邊緣上行傳輸速率也可達到十幾Mbps，傳輸能力要大于一般配置的5G基站。此外，PWL AP可以根據用戶需求調整上下行頻率比例。

3.5G接入優(yōu)先、切片等技術存在使用局限性

公眾移動網絡的優(yōu)先接入功能，在原有4G網絡中也支持，主要為不同屬性、等級的用戶在同等條件下提供優(yōu)先接入服務。但并不能解決在突發(fā)事件時，公網癱瘓或關閉/封控公網等問題。而5G切片技術，需要擠占頻率資源，對公眾用戶使用會造成巨大影響，特別是公安應用場景下，進行上行頻率資源切片，將會嚴重影響公網服務能力。同時，切片技術的使用需要運營商提前進行規(guī)劃、配置，使用費用昂貴。針對公安用戶普遍移動執(zhí)勤執(zhí)法現場存在隨機性的特點，切片技術在一些特殊固定點位使用存在可行性，但無法在實戰(zhàn)中廣泛使用，PWL技術和產品的一大優(yōu)勢就是可以由用戶根據實戰(zhàn)需求靈活部署和使用，可用頻率資源都為公安用戶服務，長期使用成本低于5G切片服務，也符合公安用戶警務工作模式。

4.UPF下沉以及公網MEC（Mobile Edge Computing，移動邊緣計算）模式對基層一線實戰(zhàn)支撐能力有限

5G公網可以將UPF下沉至用戶側，提升用戶業(yè)務體驗并就近基于基站或園區(qū)開展MEC應用。但5G公網UPF下沉部署，主要還是下沉至地市級平臺側，其技術特點不明顯，對基層一線用戶實戰(zhàn)效能直接提升作用不明顯。此外，對于公安用戶而言，UPF下沉后還需要關注其數據、應用安全性。對于一線實戰(zhàn)執(zhí)法執(zhí)勤民警，基于PWL以及邊緣網關設備開展前端數據實施處理，部署有特色的邊緣業(yè)務，真正將計算能力、服務能力下沉至實戰(zhàn)場景，直接為民警賦能。

綜上，在相同傳播環(huán)境下，5G基站與PWL AP覆蓋范圍相近；PWL可以根據用戶需求增強上行能力，數據安全性可控，部署靈活；5G上行受運營條件限制，采用切片、UPF等技術的成本較高，實戰(zhàn)價值及數據安全有待驗證；PWL上行傳輸能力總體滿足用戶需求，5G公網上行能力不可控。因此，與原有公眾移動網相比，5G公網是“服務型”公網，與現有專網相比PWL是“靈巧型”專網。二者本質差別還是在于公網和專網的差別。

五、典型驗證場景

PWL技術在研究過程中，結合部分場景進行了驗證測試，獲得了良好的使用效果，解決了當前基層警務工作中的實際問題。

（一）臨時組網

在部分突發(fā)性任務中，由于現場缺乏安全可靠、靈活部署的無線通信手段，通常采用租用運營商的光纖資源組建有線網絡，支撐現場通信、安檢、人證核驗、車輛檢查、機器人巡邏等業(yè)務的開展。但由于現場部署的各類設備基本為臨時搭建，往往需要在臨時性活動開始前才能完成現場設備安裝部署、通信施工，時間緊、任務重、壓力大是工作常態(tài)。此外鏈路租用費用高、光纖易損壞、不便于現場靈活增加便攜式設備。

在臨時性任務中，采用PWL為現場設備和業(yè)務提供局部無線覆蓋，如圖13所示。在各設備或點位部署一個PWL STA設備，為設備提供無線接入服務。

在就近的公安有線網絡端口部署PWL AP設備，各個業(yè)務數據通過PWL回傳至公安網絡。經過測試前端臨時點位的10路高清攝像頭圖像及其他業(yè)務數據都可以通過一個PWL STA回傳。PWL STA和PWL Ap之間無遮擋物條件下相距300m～400m左右，可以保障傳輸效果。

（二）現場數據無線化回傳

在部分活動中需要將現場采集、監(jiān)控數據一方面匯聚到現場指揮部，另一方面回傳至指揮中心。但需要解決以下問題：（1）現場大量分散部署的采集設備、監(jiān)控設備全部采用有線方式匯聚，基礎設施建設工作難度大、代價高；（2）大量設備各自分別采用無線鏈路回傳系統(tǒng)，無法實現現場數據匯聚，并且對局部公網造成較大傳輸壓力。

為解決上述兩個問題，在現場部署PWL網絡，分散的采集設備、監(jiān)控設備適配PWL STA，將各自數據通過PWL回傳至現場指揮部，在現場指揮部部署無線智能網關設備與PWL AP對接，將現場數據同步回傳至指揮中心，供后臺根據需求隨時調用各路數據、視頻，如圖14所示。該方案既解決了現場信息匯聚問題，又解決了數據回傳問題，并且可以快速低成本部署。

（三）視頻網絡無線延伸

視頻監(jiān)控依托有線網絡完成了規(guī)?；ㄔO。但近年來隨著城鎮(zhèn)快速發(fā)展，需要對現有視頻監(jiān)控、數據采集點位進行優(yōu)化調整和補充新建。各級單位普遍遇到了當前有線網絡建設成本高、協(xié)調難度大、施工要求高等實際困難，極大影響了工作開展和任務完成。在PWL技術驗證過程中，嘗試采用無線手段解決上述問題，收獲了良好效果。

某地需要在高架橋上重新部署交通管理視頻監(jiān)控，但現有有線網絡智能延伸到橋下輔路設備箱，從高架橋到輔路設備箱之間有線鏈路鋪設涉及到對主干道交通影響、市政管線調整、工程實施協(xié)調、建設經費落實等難題。這些難題長期以來得不到解決。采用PWL無線局域網方案，在高架橋上部署PWL STA設備與視頻監(jiān)控設備聯(lián)接，在輔路設備箱部署PWL AP設備聯(lián)接有線網絡，二者通過PWL方式建立無線傳輸鏈路，規(guī)避各方面難題，綜合成本低，實施方便，快速見效。

以上典型案例，只是PWL技術在驗證過程中一部分測試場景。目前，PWL技術還計劃在警車、警務工作站、交通卡口、沿海等場景進行進一步測試。未來，PWL技術和產品將進入規(guī)模化試點應用階段，進一步與基層警務工作緊密結合，勢必涌現出更多各具特色的應用場景。

六、結語

多年以來，無線局域網安全技術和行業(yè)應用未獲得突破性進展，嚴重制約了基層一線實戰(zhàn)單位和民警在執(zhí)勤執(zhí)法工作中對各類信息化設備的深度使用、新型業(yè)務模式的創(chuàng)新和大數據在“最后一公里”的落地。PWL技術在無線局域網安全架構、空口安全等方面取得了創(chuàng)新，將加速推動通信、大數據、人工智能、國產移動操作系統(tǒng)等新技術的應用和融合。隨著PWL在標準制定、應用示范、產品研制等各方面工作的有序開展，未來必將在以公共安全行業(yè)為代表的各高安全性行業(yè)迎來快速發(fā)展。