基于TD—LTE的4G寬帶多媒體數字集群系統在應急通信中的應用

引言：基于TD-LTE的4G寬帶多媒體數字集群系統，是將TD-LTE的高速率、大帶寬與數字集群技術中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調度等特點進行融合的新一代寬帶多媒體數字集群系統。該系統能夠滿足應急通信寬帶化、實時化、多媒體化的需求。應急通信，是借助有線/無線綜合的通信平臺及數字集群調度通信技術建立起來的一種專用通信系統。隨著社會對應急通信的及時性和準確性要求越來越高，對指揮決策系統來說，迫切需要包括視頻、語音、數據等多媒體并發通信手段，需要一張寬帶無線網絡來支撐多種可視化指揮、視頻監控、多媒體應急調度等諸多寬帶多媒體業務。

基于TD-LTE的4G無線寬帶多媒體數字集群系統，采用OFDM、MIMO等多種無線通信先進技術以及定制的專業寬帶集群技術，具有專業集群通信性能、高可靠性和高實時性數據傳輸以及多媒體調度的能力，同時在網絡的安全性、可靠性、可擴展性等方面具有強大的技術優勢。因此，該系統對各種寬帶多媒體業務提供了很好的支撐，能夠滿足應急通信的應用需求，可以顯著提高應急現場信息采集和分發能力、數據的交互處理能力和緊急事件的應對能力。

一、4G寬帶多媒體數字集群系統的特點及功能

高速數據傳輸能力。在20MHz帶寬配置時，支持下行100Mbps、上行50Mbps的高速寬帶數據業務。支持上下行業務帶寬的靈活配比及移動終端高速運動場景。

快速接入能力。用戶面的時延小于10ms，控制面的時延小于100ms。提供專業語音集群的所有功能，組呼建立時延小于300ms，話權搶占時延小于150ms，能實現快速的指揮調度。

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

高清視頻調度。采用基于4G通信專網的專業集群調度系統，具有高精度定位功能，實現群呼組呼、強插強拆、存儲轉發等完備的高清視頻集群調度功能。

多業務并發。提供語音、視頻、短信、彩信、數據接入以及定位等多種業務的并發功能，調度指揮員可以通過網絡同時進行語音集群，視頻調度和圖文指令傳遞。

業務分級QoS保障。提供端到端的QoS保障機制，可以根據用戶業務需求定義相應的QoS等級，在保證系統整體性能和吞吐量的同時，保障不同業務不同用戶的信號傳輸質量。

高安全性和保密性。與公眾網絡實現物理隔離，提供終端雙向無線鑒權。支持空口加密和端到端加密，可分別對語音、視頻和數據實時加密。同時開放了加密接口，能夠滿足不同行業定制化的加密要求。

網絡的高可靠性。具有強故障弱化、單站集群以及抗毀能力，具備應對各種自然災害或突發事件的應急指揮通信的能力。當出現火災、地震等不可抗力造成系統不同程度損毀時，提供包括脫網直通在內的三級防護措施。

二、4G寬帶多媒體數字集群系統在應急通信中的應用

整個系統由一體化基站、各種終端（支持單兵系統、手持終端、車載終端等）及后臺服務器共同組成。該系統可以通過多個終端，把現場的高清視頻、高速數據、語音集群、GPS追蹤定位、短消息等信息實時地上傳到指揮中心，支持雙向語音和視頻的集群調度功能。

在無網絡覆蓋區域、發生大規模自然災害、公眾突發事件等限制通信或公網通信中斷應急維穩救災場景，為保障政府、安全部門應急活動能夠順利實施，必須快速建立臨時指揮調度網絡。可以使用應急通信車滿足應對緊急事件時所需的多媒體應急通信。

---快速響應，靈活部署：應急通信車支持動中通、靜中通的業務覆蓋模式，可快速趕赴事發現場，臨時搭建TD-LTE 4G無線應急通信網絡。在該網絡覆蓋下可快速建立集群小組，實現搶險指揮調度、語音視頻聯動。同時在地面道路遭到破壞，應急通信車無法深入的極端惡劣交通條件下，可使用便攜式單站集群，由應急小組攜帶深入事發地段，緊急搭建寬帶集群網絡，將現場圖像和數據實時傳輸到應急現場的指揮調度中心。

---應急現場的指揮調度中心：提供集語音、視頻、寬帶接入一體化的現場綜合指揮調度平臺，指揮人員可以在車內進行現場指揮。

---遠程視頻回傳：通過中繼、衛星、3G網絡等形式，應急通信車與遠方指揮中心連接，把現場情況傳回遠程指揮中心。

---多級聯合調度：車載指揮調度中心與遠程指揮中心對現場形成兩級指揮調度。

結束語

雖然TD-LTE在集群通信領域的應用目前尚處于起步階段，但可以預見的是，隨著行業無線專網的用戶對多媒體調度、多任務并發、實時數據處理等業務需求愈加強烈，基于TD-LTE的4G寬帶多媒體數字集群系統，將在移動辦公、多媒體集群調度、視頻監控、城市應急聯動等方面得到更為廣泛的應用。

參考文獻

[1]李新.TD—LTE無線網絡覆蓋特性淺析[J].電信科學，2009（1）.

[2]沈嘉.3GPP技術原理與系統設計[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）

作者簡介

莫秋菊，女（1980-）廣西人，碩士研究生，中級工程師，主要從事計算機網絡和通信技術方向研究。