宽带无线中继传输在应急通信中的应用研究

张朝庆



宽带无线中继传输在应急通信中的应用研究

张朝庆

临沧市公安边防支队，云南 临沧 677000

结合TD-LTE宽带集群的通信系统以及当前突发公共事件现场的指挥调度需求，通过宽带无线中继传输系统的增加形成宽带集群通信系统的备份链路，对两种典型突发事件的通信保障网络架构进行了简要的分析，并探讨了宽带无线中继传输对TD-LTE宽带集群以及用户体验的提升，期望能为我国应急通信保障体系的建设提供可借鉴的新思路。

无线中继传输；TD-LTE宽带集群；应急通信

引言

第四代移动通信技术（LTE）的升级，使得宽带无线多媒体的应用渗透到人们日常的工作生活中。技术的不断更迭与进步为社会生活的发展带来了极大的便捷。通过将LTE与突发公共事件专用的集群通信相互结合，不仅可以具备系统大带宽以及高速率的优点，还可以让应急通信的抗干扰性能和频谱利用率有了极大的提升，对于实现应急通信场景下的多媒体信息化与无线可视化有着较大的帮助。

TD-LTE宽带集群通信系统已经在国内北京、上海、天津等大型城市开通，并起着一定的示范作用，让专网的用户可以享受数据、语音、视频等通信业务。目前TD-LTE的发展主要采用的是光纤互联作为集群通信系统的骨干网络。由于系统的抗毁性能不足，在突发的公共事件现场增加无线中继传输的手段是对当前应急通信领域的短板采取的积极措施。

1 宽带集群通信系统概述

1.1 国内集群通信发展历程

早在第二次世界大战末期，专用的无线通信系统已经有所发展，从开始的步话机逐渐形成后来的单工对讲机。单工对讲机从过去点对点的通信模式转化成了同频单工组网，然后到异频单工组网，再到后来的单信道广播呼叫等形式。20世纪90年代，基于数字调制技术的数字集群移动通信系统应运而生。国际电信联盟推荐了7中不同类型的数字集群移动通信系统，其中便包含了TETRA以及iDEN。这两种也是使用最为广泛的类型。据统计，国内的TETRA的专用通信系统占据了半数以上的市场，而iDEN则只有四分之一，剩余的则为GoTa以及GT800。无线宽带通信技术在不断发展的同时，新一代的移动通信系统也逐渐走入到人们的视野中。在LTE技术的基础上发展无线集群通信，这种模式也得到了各个国家的支持。中国通信标准化协会也在2009年启动了这项研究课题，国内基于LTE技术的宽带集群通信系统发展也得到了广泛应用[1]。

1.2 TD-LTE宽带集群通信系统结构

在集群技术的基础上，结合LTE技术形成了TD-LTE宽带集群通信系统。如图1所示：

图1 宽带集群通信系统架构

TD-LTE集群的通信系统包含了接入网、核心网、终端等业务，为了更好地满足调度业务的需求，对各个网元之间的接口做适应性的扩展来充分发挥系统集群功能。利用OFDM技术，TD-LTE集群通信系统可以在时、空、频三维的资源少做分组调度，大大增强了无线指挥调度的能力。

2 宽带无线中继传输在应急通信中的应用

2.1 概述

依托于固定的光纤骨干网络，TD-LTE宽带集群通信系统面对暴恐袭击、洪水地震等应急现场时容易造成移动通信基础设施的损毁，限制了应急现场的功能发挥。如果在集群基站、核心网之间构建中继的传输节点，在利用无线通信技术来连接各个集群基站之间的无线通信链路，可以对集群通信系统中的骨干链路做一定的补充。不仅可以降低系统对基础设施的依赖性，而且对于拓展通信系统的应用也有深远的意义[2]。

在TD-LTE的集群通信系统中，各个基站之间的连接是基于X2的接口规范，而核心网与基站是通过S1-T来进行连接的，这两种接口是无线互联的一种补充形式。中继传输系统只需要提供TCP/IP服务，便可以承载两者接口的数据。另外，由于周围通信环境复杂，中继系统中设置的节点需要具备组网能力，发挥多节点的无线网络组织能力、支持业务数据多跳路由等功能。

2.2 单站无线回传应用

对于一些小规模的突发公共事件，比如楼宇火灾等，如果专用的集群通信系统无法做到有效覆盖并且基础通信的设备不能发挥作用，则可以采用机动通信车，将其驶入到突发事件的发生区域，然后建立无线应急通信覆盖，让事件的处理能够获取基本的网络支撑，有助于促进信息化处置能力的提升。机动通信车会搭载着集群的基站以及无线中继传输的设备，利用集群基站来完成现场的无线覆盖，再加以无线中继链路连接核心网数据与集群基站。可以利用终端设备建设专用的集群通信系统，将语音、视频等多媒体信息实现无线通信的交叉，提高现场的可视化指挥调度能力。

2.3 多站无线中继组网应用

除了上述小范围的突发事件意外，还有大范围的突发事件，如地震、洪水等。一旦发生这类突发性事件，现场通信设施将会受到很大程度的损坏。在这类事件中，需要在突发事件现场覆盖应急通信，需要加入多台机动通信车，使车载的集群基站之间以及现场指挥中心之间能够利用中继传输系统来实现数据的交互，建立多站式的无线组网，构建出公共事件现场的无线骨干网络。除此之外，还需要根据当地的环境部署具有无线中继设备的无人飞行平台，提高现场无线骨干网络的使用性能。

多站无线中继组网的集群系统对于实现快速通信覆盖有着极大的帮助，也有利于指挥中心能够及时掌握全局的态势，基于自身多年累积的工作经验开展指挥调度工作[3]。系统网络中的终端设备会在全网的范围内实现通信的交互，进一步提升整个团队的协作能力。并且这种多站无线中继组网的系统不会再受到当地基础通信设施的限制，具有更加强大的多场景适应能力。

3 结语

TD-LTE集群通信系统经过多年的发展以及技术改革已得到多个领域的突发事件的应用验证。随着TD-LTE技术的不断升级，国家正在加速推进其行业应用，并且可能会被纳入到应急通信保障体系中。利用宽带无线中继传输技术与集群通信系统相互补充，可以降低通信系统对当地通信设施的依赖，让TD-LTE宽带集群通信系统能够有更大的选择空间，并且具备灵活的机动部署能力。这有利于提高集群通信系统在突发公共事件中的应急能力，对于我国通信保障体系进一步改革与建设也发挥着极大的作用。

[1]赖晓阳，朵琳.宽带无线中继传输在应急通信中的应用研究[J].电视技术，2016（6）：131-135.

[2]郑子辰，许路，谢红文.无线移动图像传输在应急通信中的应用[J].警察技术，2009（1）：9-13.

[3]梁国栋，王振义，杨春花.无线移动图像传输在应急通信中的应用[J].电子技术与软件工程，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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