一、背景
在搶險救災、安全維穩(wěn)、大型活動保障等活動過程中，應急無線通信系統(tǒng)扮演著極其重要的角色，起到了不可或缺的作用。目前的應急無線通信系統(tǒng)主要構(gòu)建在以通信指揮車為核心的機動車隊基礎(chǔ)之上：通過配置衛(wèi)星通信設備和短波通信設備來實現(xiàn)機動車隊與遠方大本營的通信交互；而機動車隊本地的通信交互主要依賴窄帶集群（對講）系統(tǒng)。受限于窄帶系統(tǒng)的帶寬和數(shù)據(jù)速率，現(xiàn)場指揮調(diào)度無法看到真實的一線視頻影像和具體態(tài)勢，大大影響了應急指揮的效果。
LTE移動通信系統(tǒng)是當今全球范圍內(nèi)技術(shù)最為先進的移動通信系統(tǒng)，TD-LTE是我國主推的具有知識產(chǎn)權(quán)移動寬帶通信技術(shù)，已經(jīng)被納為國際4G技術(shù)標準，在國際標準組織及中國政府以及移動通信廠商和運營商的大力推動下，TD-LTE在國內(nèi)各個行業(yè)全面開花，將成為未來的主流應用。TD-LTE采用的正交頻分復用多址（OFDMA）、多入多出（MIMO）技術(shù)能夠有效改善無線帶寬的使用效率、顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速率，不斷成熟的4G移動通信技術(shù)為無線應急通信體制升級提供了很好的基礎(chǔ)。
本文所描述的LTE應急通信系統(tǒng)正是基于我司的TD-LTE系列產(chǎn)品，可以為應急通信應用提供事發(fā)現(xiàn)場的視頻通信指揮調(diào)度功能，借助衛(wèi)星通信可以實現(xiàn)應急現(xiàn)場與后方本部的雙向視頻通信，有效地滿足出現(xiàn)突發(fā)性、群體性和災難性事件時的應急指揮調(diào)度需要。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)采用目前最領(lǐng)先的移動式LTE基站覆蓋技術(shù)，結(jié)合應急通信車等搭載設施，不僅設備輕便，移動性好，并且抗干擾能力強，快速搭建一張高可靠性、多業(yè)務、高移動性的應急指揮網(wǎng)絡，為應急通信提供高質(zhì)量話音通信、數(shù)據(jù)通信和視頻實時回傳，滿足應急車內(nèi)指揮中心人員對現(xiàn)場情況實時了解及指揮調(diào)度需求。
2.1系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
LTE應急通信系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖如下：
應用方案圖示-001.png "消防LTE應急通訊系統(tǒng)應用方案圖示-001.png")
如圖所示，LTE應急通信通信系統(tǒng)由LTE便攜式基站（包含LTE核心網(wǎng)系統(tǒng)、多媒體調(diào)度系統(tǒng)、LTE基站等）、MESH便攜臺、LTE自組網(wǎng)基站、手持終端組成。當通信指揮車到達目的地區(qū)域時，現(xiàn)場人員就可以拿手持終端展開部署，形成有效的4G網(wǎng)絡本地覆蓋，通信指揮車與后方本部可以通過衛(wèi)星或其他回傳網(wǎng)絡建立雙向視頻通信。
應急指揮車內(nèi)放置LTE便攜式基站，基站設備負責應急區(qū)域的LTE專網(wǎng)信號覆蓋，LTE信號覆蓋范圍內(nèi)的單兵人員可使用多媒體手持終端直接通過LTE無線信號連接至基站，與車內(nèi)的指揮中心人員行音視頻通信。
多媒體指揮調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場人員的控制及調(diào)度，現(xiàn)場指揮部可以通過衛(wèi)星或其他回傳網(wǎng)絡將現(xiàn)場信息回傳至后方指揮中心。
地下室的入口可以放置LTE自組網(wǎng)基站，LTE自組網(wǎng)基站的MESH部分與上一級MESH連接，LTE基站部分負責應急區(qū)域的LTE專網(wǎng)信號覆蓋。
本系統(tǒng)可以快速搭建一張高可靠性、多業(yè)務、高移動性的應急指揮網(wǎng)絡，車內(nèi)應急指揮中心和前方聯(lián)動通信，提供高效、可靠、安全、實時的全IP化語音通信、數(shù)據(jù)傳輸及視頻監(jiān)控等業(yè)務，對整個應急現(xiàn)場及相關(guān)工作人員可視化調(diào)度，實時掌握現(xiàn)場狀況。
三、系統(tǒng)功能
3.1 多媒體指令、信息
應急指揮中心可以隨時向多媒體終端人員發(fā)送文字、圖片、視頻等信息，起到通知、指令下達、行動指引等作用。
3.2 音視頻單呼
應急指揮中心可以選擇呼叫某個現(xiàn)場工作人員，進行雙向的高清音視頻通信，進行現(xiàn)場情況了解、指令下達、行動指揮等。
3.3 視頻監(jiān)控
應急指揮中心可以通過單兵身上的攝像頭，實時查看現(xiàn)場單兵工作情況，必要時進行遠程指導協(xié)助。
3.4 PPT群組通信
各個機動單元之間，可以隨時隨地進行PTT集群通信；單兵人員按下PTT通信按鍵并說話，其它人員就能聽到所持單兵人員的聲音、看到說話單兵人員所處的環(huán)境情況。
指揮中心可以監(jiān)聽所有小組的PTT通信過程，并且可以插話。
3.5 多方協(xié)同指揮、調(diào)度
指揮中心、領(lǐng)導、專家及各個相關(guān)部門，可以同時和現(xiàn)場的單兵人員進行統(tǒng)一通信，大家可以看到多個現(xiàn)場的情況，并對工作內(nèi)容進行討論和決策。
3.6 GIS可視化指揮
多媒體終端具有GPS/北斗定位功能，工作人員的位置可以實時顯示在地圖上，指揮中心可以隨時看到現(xiàn)場人員的位置，并可以查看工作人員的行進路線。
3.7 環(huán)境監(jiān)聽
指揮中心可以通過多媒體終端，隨時監(jiān)聽或者監(jiān)視工作人員周圍環(huán)境情況，此操作無需多媒體終端工作人員操作終端，在工作人員無感知的情況下即可完成一次監(jiān)聽或者監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)周圍異常情況，實時通知現(xiàn)場人員。
四、系統(tǒng)優(yōu)勢
系統(tǒng)采用了LTE中MIMO(多輸入多輸出)、64QAM高階調(diào)制和MESH自組網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，使得系統(tǒng)可以提供更快的接入速率、更低的時延，這對提高應急通信系統(tǒng)的可靠性和視頻質(zhì)量尤其重要。
本系統(tǒng)有以下優(yōu)勢：
1、高清傳輸：LTE設備、手持終端提供最大上行50Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，支持高質(zhì)量的視頻圖象傳輸。該速率可以滿足現(xiàn)場音視頻數(shù)據(jù)傳輸需求，徹底解決無線視頻傳輸速率的瓶頸。
2、覆蓋能力強：TD-LTE支持終端的完全非視距，在開闊的環(huán)境下覆蓋半徑可達10～20公里。
3、移動傳輸能力強：系統(tǒng)支持終端在高速移動情況下傳輸數(shù)據(jù)，滿足應急現(xiàn)場車輛、人員在高速移動下的音視頻采集需求。
4、調(diào)度功能豐富、多級調(diào)度指揮
指揮調(diào)度系統(tǒng)支持多級指揮調(diào)度，支持高清音視頻對講，支持現(xiàn)場實況實時回傳顯示，支持地圖定位，實時監(jiān)控巡檢人員、車輛位置。
5、支持上行大于下行業(yè)務
TD-LTE系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的帶寬使用需求靈活地對上下行時隙配比做調(diào)整，以滿足不同場景下對上下行帶寬靈活配置使用的需求，適合部隊、公安、武警、電力等各行業(yè)業(yè)務需求。
五、主要產(chǎn)品概述
5.1 TD-LTE自組網(wǎng)基站
1. 概述
TD-LTE便攜式基站是具有多媒體調(diào)度功能的LTE專網(wǎng)無線接入設備，主要由基帶控制單元（BBU）、射頻單元（RRU）、LTE核心網(wǎng)EPC及多媒體集群調(diào)度系統(tǒng)組成。由于其攜帶方便，使用便攜的特點，該產(chǎn)品被廣泛用于公共安全、能源、廣電等領(lǐng)域，特別是需要快速機動部署LTE專網(wǎng)的應急場景。該產(chǎn)品可以快速實現(xiàn)現(xiàn)場的LTE專網(wǎng)信號覆蓋，快速建立視頻傳輸，視頻通話、集群調(diào)度網(wǎng)絡。
應用方案圖示-002.jpg "消防LTE應急通訊系統(tǒng)應用方案圖示-002.jpg")
2. 產(chǎn)品特點
? 一體化設計，含eNodeB，EPC，多媒體集群調(diào)度系統(tǒng)功能
? 手提箱式設計，攜帶方便
? 指示燈豐富，設備狀態(tài)實時顯示
? 支持GPS/北斗同步
? 支持靈活二次開發(fā)和深度功能制定
? 用戶界面直觀，操作簡單
3. 產(chǎn)品規(guī)格
指標名稱 | 指標規(guī)格 | |
適用頻段 | 1800/1400/600/500/400MHz | |
工作頻寬 | 5/10/15/20MHz | |
上/下行峰值速率 | 50Mbps/100Mbps | |
射頻通道 | 2發(fā)2收 | |
發(fā)射機射頻指標 | 發(fā)射功率 | 單通道發(fā)射功率≥10W/通道 |
頻率穩(wěn)定度 | <±0.05ppm | |
EVM | QPSK≤17.5； 16QAM≤12.5； 64 QAM≤8； | |
VSWR | OFDM天線≤1.5 OFDM antenna≤1.5 GPS天線≤2 GPS antenna≤2 | |
輸出功率動態(tài)范圍 | >=20dB(1dB Step) | |
關(guān)發(fā)射功率 | ||
雜散輻射 | 9～150kHz ≤-36dBm/1kHz; 150kHz～30MHz ≤-36dBm/10kHz 30MHz～1GHz ≤-36dBm/100kHz 1GHz~12.75GHz ≤-30dBm/1MHz | |
過載保護 | 43dBm(total output power Per Channel) | |
鄰信道功率比(ACPR) | Adjacent Channel>-45dB; Non-adjacent channel>-55dB | |
接收機射頻指標 | 接收靈敏度 | -100.8dBm |
上行增益控制 | ≥20dB | |
主要技術(shù)參數(shù) | 支持EAP-AKA鑒權(quán)、證書鑒權(quán),PSK鑒權(quán) | |
支持128個在線用戶 | ||
支持GPS/北斗衛(wèi)星同步方式 | ||
支持IPSec協(xié)議 | ||
同步精度: ≤0.10ppm | ||
物理接口 | 1個WAN口，一個LAN口 | |
2個外置天線LTE射頻接頭(N型) | ||
1個外置GPS天線接口（SMA型） | ||
1個電源接口 | ||
4個狀態(tài)指示燈 | ||
環(huán)境指標 | 防雷指標，天饋>5KA;電源>10KA | |
工作環(huán)境溫度， -40℃ ~ + 55℃ | ||
工作環(huán)境濕度，10% ~ 90% | ||
電源 | AC 220V | |
最大功耗 | 200W | |
尺寸（L*W*H） | 390mm *320mm * 150 mm（不含提手） | |
重量 | <16kg | |
5.2 TD-LTE自組網(wǎng)基站
1 概述
TD-LTE自組網(wǎng)基站是具有MESH回傳功能的LTE專網(wǎng)無線接入設備，主要由基帶控制單元（BBU）、射頻單元（RRU）、LTE核心網(wǎng)EPC以及MESH系統(tǒng)組成。MESH系統(tǒng)主要用于該設備與其它含MESH系統(tǒng)的設備進行快速無線組網(wǎng)使用。
應用方案圖示-003.jpg "消防LTE應急通訊系統(tǒng)應用方案圖示-003.jpg")
2 產(chǎn)品特點
? 一體化設計，含eNodeB，EPC及MESH系統(tǒng)
? MESH 同頻無中心快速自組網(wǎng)
? 支持GPS/北斗同步
? 用戶界面直觀，操作簡單
3 產(chǎn)品規(guī)格
指標名稱 | 指標規(guī)格 | ||
LTE基站技術(shù)參數(shù) | 適用頻段 | 1800/1400/600/500/400MHz | |
工作頻寬 | 5/10/15/20MHz | ||
上/下行峰值速率UL/DL | 50Mbps/100Mbps | ||
射頻通道 | 2發(fā)2收 | ||
發(fā)射功率 | 單通道發(fā)射功率≥1W/通道 | ||
接收靈敏度 | -100.8dBm | ||
MESH技術(shù)參數(shù) | 中心頻率 | 500MHz～650MHz區(qū)間可調(diào) | |
載波帶寬 | 2.5/5/10MHz | ||
發(fā)射功率 | 單通道發(fā)射功率≥2W/通道 | ||
主要技術(shù)參數(shù) | 支持EAP-AKA鑒權(quán)、證書鑒權(quán),PSK鑒權(quán) | ||
單基站支持128個在線用戶 | |||
支持GPS/北斗衛(wèi)星同步方式 | |||
支持IPSec協(xié)議 | |||
同步精度: ≤0.10ppm | |||
物理接口 | 1個WAN口(100/1000BASE-T) | ||
2個外置天線LTE射頻接頭(N型) | |||
2個外置天線MESH射頻接頭（N型） | |||
1個外置GPS天線接口(N型) | |||
1個電源接口（航空防水接頭） | |||
環(huán)境指標 | 防雷指標，天饋>5KA;電源>10KA | ||
工作環(huán)境溫度， -20℃ ~ + 55℃ | |||
工作環(huán)境濕度，10% ~ 90% | |||
5.3 TD-LTE 多媒體調(diào)度系統(tǒng)
1 概述
MDS(Multimeida Dispatching System)是基于IP技術(shù)架構(gòu)的新一代綜合調(diào)度通信系統(tǒng),該系統(tǒng)集語言、視頻、位置信息、數(shù)據(jù)業(yè)務為一體;能夠提供包括語音調(diào)度、視頻調(diào)度、GIS調(diào)度、數(shù)據(jù)上傳、文本消息等多種多媒體信息的互聯(lián)互通，并支持分布式應用。無論在功能應用還是系統(tǒng)擴容方面都有傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)無法相比的先進性，此外，該系統(tǒng)支持統(tǒng)一通信網(wǎng)絡和NGN技術(shù)規(guī)范的技術(shù)架構(gòu)。MDS能夠幫助指揮調(diào)度人員通過多媒體方式實現(xiàn)指揮調(diào)度，并且能夠與各種業(yè)務系統(tǒng)進行高度集成，提高指揮調(diào)度的智能化和自動化水平。
應用方案圖示-004.jpg "消防LTE應急通訊系統(tǒng)應用方案圖示-004.jpg")
2 主要功能
? 指揮調(diào)度
? 集群對講
? 視頻監(jiān)控
? 分組會議
? 視頻錄制
? 視頻回放
? 終端定位
3 產(chǎn)品特點
? 多媒體融合：集語音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務為一體，提供視頻回傳、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、集群對講、語音調(diào)度、數(shù)據(jù)上傳等多種調(diào)度手段。
? 多業(yè)務融合：融合音視頻通信、短消息交互、視頻監(jiān)控、集群對講等原本獨立的多種應用業(yè)務，提供統(tǒng)一業(yè)務平臺實現(xiàn)行業(yè)需求。
? 多網(wǎng)融合：無縫融合IP、PSTN、GSM、CDMA、LTE、WiFi、Wimax、McWill、模擬集群以及數(shù)字集群等多種通信網(wǎng)絡。
? 技術(shù)先進：基于IP架構(gòu)，系統(tǒng)可以向統(tǒng)一通信和NGN網(wǎng)絡平滑過渡。
? 分布式部署：支持多點部署，即擴大系統(tǒng)容量也可協(xié)同工作，互為備份，壓力分擔；
? 高可靠性：支持HA雙機熱備份技術(shù)。
? 高安全性：能夠?qū)π帕詈兔襟w流進行加密傳輸。
? 高兼容性：能夠與傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)和電話系統(tǒng)對接融合。
? 擴展性強：系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)，具有二次開發(fā)接口，可按用戶需求快速定制。
4 產(chǎn)品規(guī)格
指標名稱 | 指標規(guī)格 |
注冊用戶數(shù) | 不小于2000 |
群組數(shù) | 不小于512 |
尺寸(W*D*H) | 444*684*90mm |
重量 | <31kg |
工作環(huán)境溫度 | 10℃～+35℃ |
供電方式 | AC 220V |
最大功耗 | 750W |
5.4 多媒體手持終端
1. 概述
TD-LTE 手持終端是采用LTE無線通信制式芯片為核心處理器的多媒體業(yè)務傳輸終端，機體堅固，外形酷炫，在防水，防塵，防摔性能上均達到IP67軍用標準級別,該產(chǎn)品是一款集視頻回傳、集群對講、數(shù)據(jù)作業(yè)、GIS地圖、數(shù)據(jù)推送于一體的行業(yè)通信應用終端。
應用方案圖示-005.png "消防LTE應急通訊系統(tǒng)應用方案圖示-005.png")
2 產(chǎn)品特點
? H.323/SIP協(xié)議支持
? 1080P、720、D1、VGA及QVGA高清視頻通信
? 增強性多媒體集群調(diào)度
? 多方指揮調(diào)度協(xié)同視頻會議
? 多種數(shù)據(jù)業(yè)務接入
? 支持定制應用
? 可提供SDK用于軟件開發(fā)
3 產(chǎn)品規(guī)格
項 目 | 規(guī)格指標 | |
工作頻段 | TD_LTE專網(wǎng) | 1800/1400/600/500/400MHz |
公網(wǎng)頻段 | GSM、CDMA、WCDMA、LTE FDD、TD-LTE | |
攝像頭 | 前：200萬像素 后：1300萬像素 | |
發(fā)射功率 | 200mW | |
業(yè)務支持 | VoIP/視頻/數(shù)據(jù)/錄像 | |
操作系統(tǒng) | Android 6.0 | |
人機交互 | 4.0寸觸屏+鍵盤+PTT鍵 | |
視頻解碼 | MPEG4/H.264 | |
標配電池 | 4.35V/4500mAh | |
防護指標 | IP67 | |
工作溫度 | -20℃ ~ + 45℃ | |
WIFI | WIFI 802.11 a/b/g/n, 2.4G/5.8G | |
尺寸（含天線） | 139mm×63.9mm×31mm | |
