關于結合5G技術重耕340兆搭建應急圖傳寬帶專網的思考

唐 博，高 滔，張海峰

（1.遼源市公安局，遼源 136200；2.吉林省公安廳，長春 130000）

1 引言

隨著社會經濟的迅猛發展，各類應急突發事件發生愈發頻繁，為提高公安機關的動態防控和應急處置突發事件能力，把現場視頻音頻等信息，實時傳回到各級指揮中心和相關主管部門，提升精細指揮、精確打擊、精密防控和精度管理能力，提高公安機關整體戰斗力，保證科學決策和綜合協調、組織、指揮、調度能力，越來越引起各級黨委政府的重視。另外，隨著無線通信技術的快速發展，公共安全無線通信網絡正在加速從窄帶技術轉向寬帶技術，業務從單一的語音業務向多媒體業務轉變，全球對于公共安全無線寬帶網絡的建設都高度重視。因此，結合新技術的發展，可靈活的將現場情況事實傳回指揮中心，為領導指揮決策提供視音頻資料，以提高指揮的準確性和及時性，保障人民生命財產安全，提高公眾對公安的服務滿意度，改善各級公安機關的服務水平，具有很強的實戰可行性。

2 建設條件分析

（1）頻率方面。目前部分地方搭建1.4GHz專網，該頻段并非公安專用頻譜；而340MHz為公共安全專用頻譜，卻沒有充分使用。

（2）標準方面。國內的B-TrunC標準存在覆蓋區域小，上傳容量不足，且只支持蜂窩組網的應用問題；另外，公安部因為實戰能力不足，相關標準已經被公安部廢除。

（3）成本方面。由于1.4GHz采用小區覆蓋，對于基礎設施的投入要求高，并且對應的維護成本高。

因此，基于以上分析考慮對現有340M頻譜進行重新利用，采用新思路和新技術，建設公安無線寬帶專網。

3 建設思路

利用340M頻譜結合新思路和5G技術，建設公安無線寬帶專網，還需綜合考慮下面因素。

（1）技術體制。應該遵循主流的3GPP技術體制，充分利用4G、5G的先進技術和成熟的產業資源，保證當前建設系統向后演進的便利。

（2）組網模式。應該同時具備包括蜂窩組網、自組網等多種模式的組網能力，靈活、機動，適應應急保障復雜多樣的應用場景。

（3）覆蓋能力。需要盡可能的繼承公安PDT系統的大區制特點，通過融合組網的模式，降低廣覆蓋網絡建設的成本。

（4）業務模式。針對專網業務需要，應進一步提升上行傳輸的能力和容量，幀結構能夠靈活配置，下行以組播模式為主，上行以單播模式為主，匹配應急多媒體業務模型。

（5）系統互通。具備端到端的業務質量（QoS）保障機制，便于和其他系統的業務互通，實現融合通信。

（6）安全特性。具備端到端的安全保護能力，支持特定安全算法。

在3GPP最新的標準中，針對公共安全業務，增加了鄰近服務（ProSe）功能，該功能利用D2D和自組網技術，能夠支持寬帶終端之間的脫網直通、多跳橋接以及終端自組網等功能。

4 網絡架構

4.1 系統組網圖

圖1 系統組網圖

基于實際應用需求，對寬帶應急通信專網還需考慮下面關鍵需求：

（1）增加終端發送功率。提升上行鏈路質量和覆蓋距離，這對于公安應急至關重要，建議增加車載臺、單兵背負臺以及CPE等大功率終端設備。

（2）采用多跳中繼。靈活、機動地擴展蜂窩網絡的覆蓋能力，對于事發地點不確定的應急場景是一種性價比較高的方案。

（3）增強幀結構的靈活性。不僅僅是上、下行子幀配比的靈活性，也包括子載波間隔、傳輸帶寬等空口波形的靈活性，從而適應不同業務和不同覆蓋場景的需求，兼顧傳輸能力和覆蓋距離，實現窄帶和寬帶空口波形的融合。

（4）增加上行MIMO功能。針對車載、單兵背負等設備，進一步提升上行的頻譜效率和傳輸容量。

（5）OFDM A上行鏈路。上行鏈路采用OFDMA調制模式，從而增強上行鏈路在高速移動、密集城區以及山區叢林等多徑衰落場景下的性能，這對于”動中通”、山區救援應用場景非常重要。

（6）QoS機制和標準。采用3GPP定義的相關標準，能夠更好地支持應急保障中多部門、多業務的融合，也便于和其他3GPP系統實現業務上的互聯互通。

5 拓展應用構建思路

5.1 智慧警車應用

將巡邏車輛搭載專網CPE和攝像頭、同時配置調度平板，改造成指揮警車。一方面，指揮中心在電子地圖上可以看到目前巡邏車所在的具體位置、GPS信息、車速信息，可依據接到的報警電話及時通知附近的巡邏車趕往事發地點進行處理；另一方面巡邏車輛也可針對現場一些突發情況進行音視頻采集取證，并將音視頻通過專網寬帶網絡，遠程看到事發現場的情況，讓后方指揮員及時了解第一手的現場狀況，以便于進行精確指揮。

圖2 網絡架構

5.2 智慧警員應用

警員可以配置多種智能終端例如多模終端、執法記錄儀、谷歌眼鏡等相關設備，實現指揮中心可與前方車輛內的干警進行語音對講，同時干警遇到突發狀況時也可通過緊急按鈕及時通知指揮中心，此時指揮中心的大屏會自動彈出前方警員拍攝到的圖像和聲音，指揮中心也可強制打開警員身上的攝像設備，實現靈活的調取現場圖像。

5.3 實戰應用

（1）警力調配上：解決突發違法事件發生，沒有辦法及時調派足夠警力趕到現場的問題。

（2）取證上：解決當發生違法群體事件，群眾被不法分子煽動鬧事，事后卻沒有證據嚴懲不法分子的問題；解決邊遠地區偵查搜證、重點區域監控等問題，保證案件的偵破效率的問題。

（3）執勤上，解決執勤民警在很多時候對事故現場的真偽難以做出準確的辨別與判斷的問題。

（4）指揮上，解決指揮中心不能及時了解第一現場的信息，難以部署和派遣兵力的問題。

（5）糾紛處理上，解決民警在現場處理糾紛時，有時會受到惡意群眾的攻擊，公安人員為了維護人民的利益而受到不白之辱卻不能得到公正對待與正面宣傳的問題；解決當發生突發群體性事件，場面混亂，沒有辦法有效控制現場的問題。

（6）人車監督上，避免警察的權力被濫用，出現特權車等違法現象，造成社會不良影響；對警察出勤時公車私用，沒有執勤巡邏或巡邏沒有完成的情況進行監督。

6 結束語

應急通信保障日益成為公安部門的重要任務之一。在新的形勢下，無線應急寬帶網絡的建設需要采用新的思路。充分利用公安自有的340M頻率資源，建設以區縣為中心的廣覆蓋無線專網，靈活、機動向下延伸到鄉鎮事發地點，打通各級指揮中心和事發地點之間的通信管道，是當前較為實用的一種方案，兼顧覆蓋、業務和成本多方面因素。未來，隨著更多的先進技術將被引入，系統的覆蓋距離和回傳能力將得到進一步提升。同時，智能終端產品的推出將進一步擴展該系統的業務范疇，實現從應急業務向日常業務的轉變。■