關(guān)于結(jié)合5G技術(shù)重耕340兆搭建應(yīng)急圖傳寬帶專網(wǎng)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(jīng)濟的迅猛發(fā)展，各類應(yīng)急突發(fā)事件發(fā)生愈發(fā)頻繁，為提高公安機關(guān)的動態(tài)防控和應(yīng)急處置突發(fā)事件能力，把現(xiàn)場視頻音頻等信息，實時傳回到各級指揮中心和相關(guān)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(guān)整體戰(zhàn)斗力，保證科學(xué)決策和綜合協(xié)調(diào)、組織、指揮、調(diào)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(shù)的快速發(fā)展，公共安全無線通信網(wǎng)絡(luò)正在加速從窄帶技術(shù)轉(zhuǎn)向?qū)拵Ъ夹g(shù)，業(yè)務(wù)從單一的語音業(yè)務(wù)向多媒體業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變，全球?qū)τ诠舶踩珶o線寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)都高度重視。因此，結(jié)合新技術(shù)的發(fā)展，可靈活的將現(xiàn)場情況事實傳回指揮中心，為領(lǐng)導(dǎo)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(chǎn)安全，提高公眾對公安的服務(wù)滿意度，改善各級公安機關(guān)的服務(wù)水平，具有很強的實戰(zhàn)可行性。

2 建設(shè)條件分析

（1）頻率方面。目前部分地方搭建1.4GHz專網(wǎng)，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(nèi)的B-TrunC標準存在覆蓋區(qū)域小，上傳容量不足，且只支持蜂窩組網(wǎng)的應(yīng)用問題；另外，公安部因為實戰(zhàn)能力不足，相關(guān)標準已經(jīng)被公安部廢除。

（3）成本方面。由于1.4GHz采用小區(qū)覆蓋，對于基礎(chǔ)設(shè)施的投入要求高，并且對應(yīng)的維護成本高。

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

3 建設(shè)思路

利用340M頻譜結(jié)合新思路和5G技術(shù)，建設(shè)公安無線寬帶專網(wǎng)，還需綜合考慮下面因素。

（1）技術(shù)體制。應(yīng)該遵循主流的3GPP技術(shù)體制，充分利用4G、5G的先進技術(shù)和成熟的產(chǎn)業(yè)資源，保證當前建設(shè)系統(tǒng)向后演進的便利。

（2）組網(wǎng)模式。應(yīng)該同時具備包括蜂窩組網(wǎng)、自組網(wǎng)等多種模式的組網(wǎng)能力，靈活、機動，適應(yīng)應(yīng)急保障復(fù)雜多樣的應(yīng)用場景。

（3）覆蓋能力。需要盡可能的繼承公安PDT系統(tǒng)的大區(qū)制特點，通過融合組網(wǎng)的模式，降低廣覆蓋網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本。

（4）業(yè)務(wù)模式。針對專網(wǎng)業(yè)務(wù)需要，應(yīng)進一步提升上行傳輸?shù)哪芰腿萘?，幀結(jié)構(gòu)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(yīng)急多媒體業(yè)務(wù)模型。

（5）系統(tǒng)互通。具備端到端的業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）保障機制，便于和其他系統(tǒng)的業(yè)務(wù)互通，實現(xiàn)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(yè)務(wù)，增加了鄰近服務(wù)（ProSe）功能，該功能利用D2D和自組網(wǎng)技術(shù)，能夠支持寬帶終端之間的脫網(wǎng)直通、多跳橋接以及終端自組網(wǎng)等功能。

4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

4.1 系統(tǒng)組網(wǎng)圖

圖1 系統(tǒng)組網(wǎng)圖

基于實際應(yīng)用需求，對寬帶應(yīng)急通信專網(wǎng)還需考慮下面關(guān)鍵需求：

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

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

（3）增強幀結(jié)構(gòu)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(yīng)不同業(yè)務(wù)和不同覆蓋場景的需求，兼顧傳輸能力和覆蓋距離，實現(xiàn)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(shè)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(diào)制模式，從而增強上行鏈路在高速移動、密集城區(qū)以及山區(qū)叢林等多徑衰落場景下的性能，這對于”動中通”、山區(qū)救援應(yīng)用場景非常重要。

（6）QoS機制和標準。采用3GPP定義的相關(guān)標準，能夠更好地支持應(yīng)急保障中多部門、多業(yè)務(wù)的融合，也便于和其他3GPP系統(tǒng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)上的互聯(lián)互通。

5 拓展應(yīng)用構(gòu)建思路

5.1 智慧警車應(yīng)用

將巡邏車輛搭載專網(wǎng)CPE和攝像頭、同時配置調(diào)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(jù)接到的報警電話及時通知附近的巡邏車趕往事發(fā)地點進行處理；另一方面巡邏車輛也可針對現(xiàn)場一些突發(fā)情況進行音視頻采集取證，并將音視頻通過專網(wǎng)寬帶網(wǎng)絡(luò)，遠程看到事發(fā)現(xiàn)場的情況，讓后方指揮員及時了解第一手的現(xiàn)場狀況，以便于進行精確指揮。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5.2 智慧警員應(yīng)用

警員可以配置多種智能終端例如多模終端、執(zhí)法記錄儀、谷歌眼鏡等相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)指揮中心可與前方車輛內(nèi)的干警進行語音對講，同時干警遇到突發(fā)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?xí)詣訌棾銮胺骄瘑T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(shè)備，實現(xiàn)靈活的調(diào)取現(xiàn)場圖像。

5.3 實戰(zhàn)應(yīng)用

（1）警力調(diào)配上：解決突發(fā)違法事件發(fā)生，沒有辦法及時調(diào)派足夠警力趕到現(xiàn)場的問題。

（2）取證上：解決當發(fā)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(jù)嚴懲不法分子的問題；解決邊遠地區(qū)偵查搜證、重點區(qū)域監(jiān)控等問題，保證案件的偵破效率的問題。

（3）執(zhí)勤上，解決執(zhí)勤民警在很多時候?qū)κ鹿尸F(xiàn)場的真?zhèn)坞y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(xiàn)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(xiàn)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(fā)生突發(fā)群體性事件，場面混亂，沒有辦法有效控制現(xiàn)場的問題。

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

6 結(jié)束語

應(yīng)急通信保障日益成為公安部門的重要任務(wù)之一。在新的形勢下，無線應(yīng)急寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要采用新的思路。充分利用公安自有的340M頻率資源，建設(shè)以區(qū)縣為中心的廣覆蓋無線專網(wǎng)，靈活、機動向下延伸到鄉(xiāng)鎮(zhèn)事發(fā)地點，打通各級指揮中心和事發(fā)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(yè)務(wù)和成本多方面因素。未來，隨著更多的先進技術(shù)將被引入，系統(tǒng)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(chǎn)品的推出將進一步擴展該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)范疇，實現(xiàn)從應(yīng)急業(yè)務(wù)向日常業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變。■