寬帶無線中繼傳輸在應(yīng)急通信中的應(yīng)用研究

張朝慶

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寬帶無線中繼傳輸在應(yīng)急通信中的應(yīng)用研究

張朝慶

臨滄市公安邊防支隊，云南 臨滄 677000

結(jié)合TD-LTE寬帶集群的通信系統(tǒng)以及當(dāng)前突發(fā)公共事件現(xiàn)場的指揮調(diào)度需求，通過寬帶無線中繼傳輸系統(tǒng)的增加形成寬帶集群通信系統(tǒng)的備份鏈路，對兩種典型突發(fā)事件的通信保障網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了簡要的分析，并探討了寬帶無線中繼傳輸對TD-LTE寬帶集群以及用戶體驗的提升，期望能為我國應(yīng)急通信保障體系的建設(shè)提供可借鑒的新思路。

無線中繼傳輸；TD-LTE寬帶集群；應(yīng)急通信

引言

第四代移動通信技術(shù)（LTE）的升級，使得寬帶無線多媒體的應(yīng)用滲透到人們?nèi)粘５墓ぷ魃钪小＜夹g(shù)的不斷更迭與進(jìn)步為社會生活的發(fā)展帶來了極大的便捷。通過將LTE與突發(fā)公共事件專用的集群通信相互結(jié)合，不僅可以具備系統(tǒng)大帶寬以及高速率的優(yōu)點，還可以讓應(yīng)急通信的抗干擾性能和頻譜利用率有了極大的提升，對于實現(xiàn)應(yīng)急通信場景下的多媒體信息化與無線可視化有著較大的幫助。

TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)北京、上海、天津等大型城市開通，并起著一定的示范作用，讓專網(wǎng)的用戶可以享受數(shù)據(jù)、語音、視頻等通信業(yè)務(wù)。目前TD-LTE的發(fā)展主要采用的是光纖互聯(lián)作為集群通信系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)。由于系統(tǒng)的抗毀性能不足，在突發(fā)的公共事件現(xiàn)場增加無線中繼傳輸?shù)氖侄问菍Ξ?dāng)前應(yīng)急通信領(lǐng)域的短板采取的積極措施。

1 寬帶集群通信系統(tǒng)概述

1.1 國內(nèi)集群通信發(fā)展歷程

早在第二次世界大戰(zhàn)末期，專用的無線通信系統(tǒng)已經(jīng)有所發(fā)展，從開始的步話機逐漸形成后來的單工對講機。單工對講機從過去點對點的通信模式轉(zhuǎn)化成了同頻單工組網(wǎng)，然后到異頻單工組網(wǎng)，再到后來的單信道廣播呼叫等形式。20世紀(jì)90年代，基于數(shù)字調(diào)制技術(shù)的數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)應(yīng)運而生。國際電信聯(lián)盟推薦了7中不同類型的數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)，其中便包含了TETRA以及iDEN。這兩種也是使用最為廣泛的類型。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)的TETRA的專用通信系統(tǒng)占據(jù)了半數(shù)以上的市場，而iDEN則只有四分之一，剩余的則為GoTa以及GT800。無線寬帶通信技術(shù)在不斷發(fā)展的同時，新一代的移動通信系統(tǒng)也逐漸走入到人們的視野中。在LTE技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展無線集群通信，這種模式也得到了各個國家的支持。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會也在2009年啟動了這項研究課題，國內(nèi)基于LTE技術(shù)的寬帶集群通信系統(tǒng)發(fā)展也得到了廣泛應(yīng)用[1]。

1.2 TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在集群技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合LTE技術(shù)形成了TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)。如圖1所示：

圖1 寬帶集群通信系統(tǒng)架構(gòu)

TD-LTE集群的通信系統(tǒng)包含了接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、終端等業(yè)務(wù)，為了更好地滿足調(diào)度業(yè)務(wù)的需求，對各個網(wǎng)元之間的接口做適應(yīng)性的擴展來充分發(fā)揮系統(tǒng)集群功能。利用OFDM技術(shù)，TD-LTE集群通信系統(tǒng)可以在時、空、頻三維的資源少做分組調(diào)度，大大增強了無線指揮調(diào)度的能力。

2 寬帶無線中繼傳輸在應(yīng)急通信中的應(yīng)用

2.1 概述

依托于固定的光纖骨干網(wǎng)絡(luò)，TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)面對暴恐襲擊、洪水地震等應(yīng)急現(xiàn)場時容易造成移動通信基礎(chǔ)設(shè)施的損毀，限制了應(yīng)急現(xiàn)場的功能發(fā)揮。如果在集群基站、核心網(wǎng)之間構(gòu)建中繼的傳輸節(jié)點，在利用無線通信技術(shù)來連接各個集群基站之間的無線通信鏈路，可以對集群通信系統(tǒng)中的骨干鏈路做一定的補充。不僅可以降低系統(tǒng)對基礎(chǔ)設(shè)施的依賴性，而且對于拓展通信系統(tǒng)的應(yīng)用也有深遠(yuǎn)的意義[2]。

在TD-LTE的集群通信系統(tǒng)中，各個基站之間的連接是基于X2的接口規(guī)范，而核心網(wǎng)與基站是通過S1-T來進(jìn)行連接的，這兩種接口是無線互聯(lián)的一種補充形式。中繼傳輸系統(tǒng)只需要提供TCP/IP服務(wù)，便可以承載兩者接口的數(shù)據(jù)。另外，由于周圍通信環(huán)境復(fù)雜，中繼系統(tǒng)中設(shè)置的節(jié)點需要具備組網(wǎng)能力，發(fā)揮多節(jié)點的無線網(wǎng)絡(luò)組織能力、支持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)多跳路由等功能。

2.2 單站無線回傳應(yīng)用

對于一些小規(guī)模的突發(fā)公共事件，比如樓宇火災(zāi)等，如果專用的集群通信系統(tǒng)無法做到有效覆蓋并且基礎(chǔ)通信的設(shè)備不能發(fā)揮作用，則可以采用機動通信車，將其駛?cè)氲酵话l(fā)事件的發(fā)生區(qū)域，然后建立無線應(yīng)急通信覆蓋，讓事件的處理能夠獲取基本的網(wǎng)絡(luò)支撐，有助于促進(jìn)信息化處置能力的提升。機動通信車會搭載著集群的基站以及無線中繼傳輸?shù)脑O(shè)備，利用集群基站來完成現(xiàn)場的無線覆蓋，再加以無線中繼鏈路連接核心網(wǎng)數(shù)據(jù)與集群基站。可以利用終端設(shè)備建設(shè)專用的集群通信系統(tǒng)，將語音、視頻等多媒體信息實現(xiàn)無線通信的交叉，提高現(xiàn)場的可視化指揮調(diào)度能力。

2.3 多站無線中繼組網(wǎng)應(yīng)用

除了上述小范圍的突發(fā)事件意外，還有大范圍的突發(fā)事件，如地震、洪水等。一旦發(fā)生這類突發(fā)性事件，現(xiàn)場通信設(shè)施將會受到很大程度的損壞。在這類事件中，需要在突發(fā)事件現(xiàn)場覆蓋應(yīng)急通信，需要加入多臺機動通信車，使車載的集群基站之間以及現(xiàn)場指揮中心之間能夠利用中繼傳輸系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，建立多站式的無線組網(wǎng)，構(gòu)建出公共事件現(xiàn)場的無線骨干網(wǎng)絡(luò)。除此之外，還需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境部署具有無線中繼設(shè)備的無人飛行平臺，提高現(xiàn)場無線骨干網(wǎng)絡(luò)的使用性能。

多站無線中繼組網(wǎng)的集群系統(tǒng)對于實現(xiàn)快速通信覆蓋有著極大的幫助，也有利于指揮中心能夠及時掌握全局的態(tài)勢，基于自身多年累積的工作經(jīng)驗開展指揮調(diào)度工作[3]。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的終端設(shè)備會在全網(wǎng)的范圍內(nèi)實現(xiàn)通信的交互，進(jìn)一步提升整個團(tuán)隊的協(xié)作能力。并且這種多站無線中繼組網(wǎng)的系統(tǒng)不會再受到當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)通信設(shè)施的限制，具有更加強大的多場景適應(yīng)能力。

3 結(jié)語

TD-LTE集群通信系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展以及技術(shù)改革已得到多個領(lǐng)域的突發(fā)事件的應(yīng)用驗證。隨著TD-LTE技術(shù)的不斷升級，國家正在加速推進(jìn)其行業(yè)應(yīng)用，并且可能會被納入到應(yīng)急通信保障體系中。利用寬帶無線中繼傳輸技術(shù)與集群通信系統(tǒng)相互補充，可以降低通信系統(tǒng)對當(dāng)?shù)赝ㄐ旁O(shè)施的依賴，讓TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)能夠有更大的選擇空間，并且具備靈活的機動部署能力。這有利于提高集群通信系統(tǒng)在突發(fā)公共事件中的應(yīng)急能力，對于我國通信保障體系進(jìn)一步改革與建設(shè)也發(fā)揮著極大的作用。

[1]賴曉陽，朵琳.寬帶無線中繼傳輸在應(yīng)急通信中的應(yīng)用研究[J].電視技術(shù)，2016（6）：131-135.

[2]鄭子辰，許路，謝紅文.無線移動圖像傳輸在應(yīng)急通信中的應(yīng)用[J].警察技術(shù)，2009（1）：9-13.

[3]梁國棟，王振義，楊春花.無線移動圖像傳輸在應(yīng)急通信中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017（4）：35.

Research on Application of Broadband Wireless Relay Transmission in Emergency Communication

Zhang Zhaoqing

Lincang City Public Security Border Detachment, Yunnan Lincang 677000

This paper will combine the TD-LTE broadband cluster communication system with the current public event event scheduling requirements, through the broadband wireless relay transmission system to increase the formation of broadband backbone communication system backup link.This paper analyzes the network architecture of two kinds of typical emergencies, and discusses the advantages of broadband wireless relay transmission on TD-LTE broadband cluster and user experience.It is expected to provide a solution for the construction of emergency communication security system in China.Learn new ideas.

wireless relay transmission; TD-LTE broadband cluster; emergency communication

TN925+.2

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