公安行業(yè)寬帶帶寬需求

徐貴森　譚學治

第一級場景的帶寬需求量最小，而第三級的帶寬需求量最大，但在完成第三級任務(wù)時，地面無線通信設(shè)施往往被摧毀殆盡，而第二級任務(wù)發(fā)生的頻率相對較高，危害較大，波及面較廣，社會影響較嚴重。因此，建立PPDR寬帶無線網(wǎng)絡(luò)至少需要滿足完成第二級任務(wù)的一般需求。

目前，對于公共保護和救災(zāi)議題的討論已經(jīng)上升到國際層面，2012年世界無線電大會在確立下一研究周期議題時，將研究寬帶PPDR（Policy Protection Detection Response）相關(guān)的內(nèi)容歸結(jié)在1.3議題中。其中，研究寬帶PPDR的頻點和帶寬需求也是其中的一項重要內(nèi)容。公共安全部門是我國公共保護和救災(zāi)的實施主體。目前使用UHF頻段（351—356MHz/361—366MHz；358—361MHz）用于以語音為主的窄帶無線通信；336—344MHz（部分優(yōu)先使用）頻段，用于圖像傳輸。

國際上通常將關(guān)鍵任務(wù)分為以下3個不同PPDR任務(wù)場景：

（1）日常工作：指PPDR機構(gòu)在其權(quán)限范圍內(nèi)進行的例行操作。

（2）重大緊急事件/公眾事件：指公眾保護和潛在的救災(zāi)機構(gòu)在其權(quán)限特定范圍內(nèi)需要做出響應(yīng)的事件；不過，在其權(quán)限內(nèi)的其他地方仍然需要其執(zhí)行例行操作。

（3）救災(zāi)：指由自然因素或人為因素引起。一般發(fā)生災(zāi)難后，地面通信設(shè)施可能已經(jīng)被破壞或無法滿足救災(zāi)所需要的更高的通信需求。

考慮到不同PPDR關(guān)鍵任務(wù)的區(qū)域性帶寬需求，公安部門將PPDR任務(wù)進一步細分為以下3個等級：

第一級：包括出勤巡邏及日常警務(wù)事件處理等任務(wù)。業(yè)務(wù)需求相對單一，僅包含語音業(yè)務(wù)，視頻監(jiān)控、視頻回傳、數(shù)據(jù)庫查詢、車輛定位等遠程數(shù)據(jù)傳輸。

第二級：包括防恐處突、大型交通事故、大型施工事故、公共衛(wèi)生事件、國家領(lǐng)導出行、重要會議以及賽事保障等任務(wù)。這類任務(wù)需要基于原有的應(yīng)急保障系統(tǒng)上臨時增加復雜的群組通信、數(shù)據(jù)及視頻傳輸，需要不同行業(yè)多部門協(xié)作。業(yè)務(wù)需求定義為需要大范圍跨部門的群組通信，遠程數(shù)據(jù)查詢及傳輸，視頻回傳、點對點高清視頻點播、群組視頻分發(fā)等多媒體業(yè)務(wù)。

第三級：包括地震、洪水、森林大火等，這類場景的原有通信系統(tǒng)或多或少遭到毀壞，需要快速建立應(yīng)急通信系統(tǒng)并保障搶險救災(zāi)的進行。該場景涉及語音、數(shù)據(jù)、視頻，需要提供給不同的部門使用，使用衛(wèi)星通信是一種可靠的無線解決方案。

通過以上分析，不難發(fā)現(xiàn)第一級場景的帶寬需求量最小，而第三級的帶寬需求量最大，但在完成第三級任務(wù)時，地面無線通信設(shè)施往往被摧毀殆盡，而第二級任務(wù)發(fā)生的頻率相對較高，危害較大，波及面較廣，社會影響較嚴重。因此，建立PPDR寬帶無線網(wǎng)絡(luò)至少需要滿足完成第二級任務(wù)的一般需求。

對于可能需要的頻譜需求對應(yīng)的應(yīng)用場景進行分解分析。假設(shè)基于TD-LTE的集群系統(tǒng)也需要支持傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)，對于現(xiàn)有比較典型的12.2kbps的語音集群業(yè)務(wù)，需要4個資源塊（RB），對于20MHz的頻率帶寬有100個資源塊（RB）。假設(shè)60%的資源可以應(yīng)用到群組業(yè)務(wù)，這樣可以用到群組的資源塊為60個資源塊（RB）。同時假設(shè)TD-LTE的上下行配比為UL：DL=2：2，那么在一個重復周期20ms內(nèi)可以支持的群組數(shù)為60×2×4÷4=120個群組。

對于基于TD-LTE的集群系統(tǒng)來說，支持視頻傳輸是區(qū)別于現(xiàn)有的窄帶集群系統(tǒng)的特點之一。考慮到現(xiàn)有通用的視頻格式的種類，包括視頻寬度、播放速率、像素量化以及緩存圖像內(nèi)存等要求，現(xiàn)在比較常用的為D1、720P、1080P等格式。D1格式需要800kHz帶寬，720P需要2MHz帶寬，高清1080P需要4MHz帶寬。結(jié)合PPDR的應(yīng)用場景，假設(shè)高清視頻1080P的1路（4MHz），720P的1路（2MHz），D1的4路（3.2MHz），這樣估算下來視頻業(yè)務(wù)需要大約10MHz的帶寬。

基于上述分析，采用TD-LTE技術(shù)的集群系統(tǒng)，語音業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)的預測的頻帶的總和為20+10=30MHz帶寬。

進一步，以第二級任務(wù)中最具一般性的銀行搶劫案為例，分析我國公安在完成一次關(guān)鍵任務(wù)中所需要的無線帶寬，結(jié)果是總頻譜需求約為27MHz。

因此，鑒于第二級任務(wù)在大城市發(fā)生較為頻繁，公共安全部門分配至少20MHz的帶寬可以滿足除災(zāi)難場景以外的一般PPDR場景的需要。★endprint