主頁（http://www.130131.com）：淺談TD-LTE 4G通信技術(shù)在武警行業(yè)的應(yīng)用 【摘要】 信息化是我軍新軍事變革的本質(zhì)和核心，通信是部隊現(xiàn)代高新技術(shù)的集中體現(xiàn)之一，是建立信息化部隊的基本平臺，是部隊?wèi)?zhàn)斗力的重要組成部分。本文基于第四代移動通信技術(shù)TD-LTE ，以某4G寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)為例，討論了武警部隊新一代集群通信系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、組網(wǎng)方式和業(yè)務(wù)應(yīng)用，提出了武警部隊信息化建設(shè)的一些設(shè)想。 【關(guān)鍵詞】信息化建設(shè)；TD-LTE；寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)；武警部隊?wèi)?yīng)用 1 引言 當(dāng)今時代，新軍事變革勢頭強(qiáng)勁、波及全球，以信息技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代化建設(shè)成為各國軍隊追求的目標(biāo)。在這種形勢下，武警部隊作為國家武裝力量的組成部分，作為維護(hù)國內(nèi)安全穩(wěn)定的重要力量，必須乘勢而上、主動作為，把全面推進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)作為一個全力以赴的目標(biāo)。唯有如此，才能跟上時代潮流、有效履行使命，在保衛(wèi)國家安全、維護(hù)社會穩(wěn)定中做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。 國家和軍隊現(xiàn)代化步伐加快要求武警部隊加速現(xiàn)代化。改革開放以來，國家和軍隊現(xiàn)代化建設(shè)的成就令人矚目。相比較而言，武警部隊現(xiàn)代化建設(shè)還存在較大差距。如果武警部隊的現(xiàn)代化水平長期滯后于國家和軍隊現(xiàn)代化水平，勢必造成軍隊整體現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不協(xié)調(diào)。在這種背景下，武警部隊必須充分利用國家和軍隊提供的物質(zhì)基礎(chǔ)和豐富經(jīng)驗，增強(qiáng)緊迫感和危機(jī)感，努力使自身現(xiàn)代化跟上國家和軍隊現(xiàn)代化步伐。 武警部隊的一體化、可視化、扁平化等通信需求，普遍存在語音、IP網(wǎng)絡(luò)接入、數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、可視化指揮調(diào)度等傳統(tǒng)數(shù)字集群無法滿足的業(yè)務(wù)需求。寬帶多媒體集群系統(tǒng)的逐步成熟標(biāo)志著國內(nèi)專網(wǎng)演進(jìn)到了“寬帶”時代，新的系統(tǒng)將提供多種基于寬帶的綜合業(yè)務(wù)。通過多手段通信能力，業(yè)務(wù)智能分流，實現(xiàn)“隨需而通、隨地而通、隨行而通”的智能通信。 2 武警部隊通信裝備現(xiàn)狀 2．1 有線電通信 武警部隊固定的有線電通信主要租用地方有線電線路，沒有自己的專線網(wǎng)，在特殊情況下往往受制于人。野戰(zhàn)有線電通信主要是利用野戰(zhàn)磁石交換機(jī)、磁石電話機(jī)、電子電話機(jī)、被復(fù)線（部分利用程控交換機(jī)、自動電話、被復(fù)線）構(gòu)成有線電通信網(wǎng)，設(shè)備陳舊，通信時效差。更重要的是因通信線路技術(shù)性能的限制，難以與公網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)進(jìn)行信息交換，難以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 2．2 無線電通信 無線電通信有短波通信和移動通信。短波通信由于通信距離遠(yuǎn)，易于開設(shè)和組網(wǎng)，是武警部隊常用的通信手段。武警部隊已建立了總部對四個方向和機(jī)動部隊的短波通信網(wǎng)，各總隊也分別開設(shè)了對邊遠(yuǎn)支隊和重要目標(biāo)的短波通信專向。但是，由于短波波段易受天候、地形的影響，發(fā)密報時間長，也不容易保密。所以，隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，先后使用了自適應(yīng)電臺、短波數(shù)傳電臺，技術(shù)上采用不同的分集接受技術(shù)、散射技術(shù)、漫反射技術(shù)。 移動通信對于武警部隊執(zhí)勤和處置突發(fā)事件是主要的通信手段。對于執(zhí)行某種特殊業(yè)務(wù)的集團(tuán)而言，首推的是集群通信系統(tǒng)，建立集群通信網(wǎng)，加上信令，可實現(xiàn)通播、群呼、組呼、選呼，可實現(xiàn)優(yōu)先級的設(shè)定，容易與作戰(zhàn)區(qū)域的野戰(zhàn)通信網(wǎng)實現(xiàn)關(guān)聯(lián)。武警部隊各總隊現(xiàn)已建立了350M超短波集群通信網(wǎng)，大部分總隊的超短波網(wǎng)沒有全部覆蓋其轄區(qū)，盲區(qū)比較大，而且沒有實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。 2．3 衛(wèi)星通信 前述兩種通信方式無論是組網(wǎng)通信還是建立專向通信，都要受到地形、地物的影響，盲區(qū)比較大。衛(wèi)星通信則因其覆蓋區(qū)域大、盲區(qū)小，再加之目前的衛(wèi)星地面站逐步微型化、可移動化，尤其在山區(qū)、草原、沙漠區(qū)域和一些難以建立通信網(wǎng)的地方是一種很好的通信方式。而且還可以與其他通信網(wǎng)（在接口設(shè)備的支持下）組成綜合的通信網(wǎng)。目前，武警部隊在一些綜合通信車上配備了衛(wèi)星通信設(shè)備，由于沒有與武警部隊其他通信網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，沒有形成較大的戰(zhàn)斗力。 近年來，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，武警部隊還陸續(xù)采用了各種單業(yè)務(wù)的通信手段，有數(shù)據(jù)通、視頻通、集群通、衛(wèi)星通、保密手機(jī)通等等，由于設(shè)備型號的不統(tǒng)一、各通信系統(tǒng)的不關(guān)聯(lián)，不能發(fā)揮其整體性能，成為通信網(wǎng)絡(luò)縱橫一體化、建成信息化平臺的桎梏，亟待有新型的通信技術(shù)和通信系統(tǒng)將現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合和關(guān)聯(lián)互通，亟待采用一個平臺來實現(xiàn)系統(tǒng)級的統(tǒng)一指揮和管理，TD-LTE 4G通信技術(shù)和寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，使我們看到了希望的曙光。 3 TD-LTE 4G通信技術(shù)簡介 TD-LTE即TD-SCDMA Long Term Evolution，是指TD-SCDMA的長期演進(jìn)。TD-LTE是TDD版本的LTE的技術(shù)。TDD和FDD的差別就是TD采用的是不對稱頻率是用時間進(jìn)行雙工的，而FDD是采用一對頻率來進(jìn)行雙工。 TD-LTE（Long Term Evolution）是我國擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的國際3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)，是一種專門為移動高寬帶應(yīng)用而設(shè)計的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。 據(jù)TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟《TD-LTE 產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》介紹，在政府的領(lǐng)導(dǎo)下，將全力推動TD-LTE的創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)化和國際化發(fā)展。 TD-LTE作為通信產(chǎn)業(yè)變革期的重要機(jī)遇，主要包含三大特點： 1.包含大量的中國專利，由中國主導(dǎo)，同時得到了廣泛國際支持，成為了國際標(biāo)準(zhǔn)； 2.上網(wǎng)速度快，能夠達(dá)到TD-SCDMA技術(shù)的幾十倍，使無處不在的高速上網(wǎng)成為可能； 3.產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，與其他國際移動寬帶技術(shù)基本實現(xiàn)了同步發(fā)展，代表著當(dāng)今世界移動通信產(chǎn)業(yè)的最先進(jìn)水平。 以“普天4G寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)”為例，該系統(tǒng)是以4G(TD-LTE) 為核心技術(shù)，將4G的高速率、大帶寬與數(shù)字集群技術(shù)中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點進(jìn)行融合的新一代寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)。同時遵循國內(nèi)無線寬帶多媒體集群 (BWT)標(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一的交換控制和調(diào)度應(yīng)用平臺，可與McWill系統(tǒng)、PDT系統(tǒng)等其他集群系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度指揮。 系統(tǒng)基于3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的TD-LTE 移動通信標(biāo)準(zhǔn),采用了TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)所提出的所有關(guān)鍵技術(shù)，公網(wǎng)業(yè)務(wù)可與2G、3G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)漫游，切換等功能。 4 寬帶多媒體集群系統(tǒng)的架構(gòu) 仍以“普天4G寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)”為例，其基本定義是“基于4G寬帶無線通信技術(shù)，提供多媒體業(yè)務(wù)，以指揮調(diào)度功能為主的專用無線通信系統(tǒng)”。 系統(tǒng)采用統(tǒng)一的系統(tǒng)架構(gòu)，支持多種已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的無線接入模式，具有高頻譜利用率、大區(qū)域覆蓋、組網(wǎng)靈活、安全可靠等特性，滿足用戶以指揮調(diào)度為主的多種業(yè)務(wù)應(yīng)用需求。 4．1 寬帶多媒體集群系統(tǒng)的架構(gòu) 系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。  圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖 系統(tǒng)由四部分組成：接入子系統(tǒng)、交換控制平臺、調(diào)度應(yīng)用平臺和終端。 1）接入子系統(tǒng) 包括MTS-RAN（中速接入子系統(tǒng)）、HTS-RAN（高速接入子系統(tǒng)）、STS-RAN（超高速接入子系統(tǒng)）和Other-RAN （其他接入子系統(tǒng)）。 “普天4G寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)”采用基于TD-LTE超高速系統(tǒng)，具有實現(xiàn)語音、短數(shù)據(jù)、圖像、視頻以及分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力；而Other-RAN則表明該架構(gòu)的開放性，可以支持傳統(tǒng)及未來的通信系統(tǒng)。 主要特點： 統(tǒng)一接入：統(tǒng)一功能規(guī)劃、統(tǒng)一接口協(xié)議、統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程、統(tǒng)一物理連接。 故障弱化：采用基站自組網(wǎng)技術(shù)、自中繼技術(shù)、機(jī)動重組技術(shù)和終端直通技術(shù)。 2）交換控制平臺 包括CS（中心控制服務(wù)器）、MGW（媒體網(wǎng)關(guān)）、RDS（存儲數(shù)據(jù)服務(wù)器）、T-GW（集群互聯(lián)網(wǎng)關(guān)）、M-GW（移動互聯(lián)網(wǎng)關(guān)）、F-GW（PSTN互聯(lián)網(wǎng)關(guān)）和S-GW（衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)關(guān)）。 主要功能包括： 呼叫控制：負(fù)責(zé)呼叫建立、維持和斷開過程中控制面的控制； 移動性管理：負(fù)責(zé)用戶位置信息、用戶狀態(tài)信息等管理以及交換控制平臺與各個接入子系統(tǒng)之間用戶數(shù)據(jù)同步； 資源分配：負(fù)責(zé)對MGW和其他系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)資源的分配，對多模式終端的資源共享分配，不同系統(tǒng)，不同接入模式下的資源協(xié)同分配； 數(shù)據(jù)庫訪問：負(fù)責(zé)提供CS對RDS高效的數(shù)據(jù)訪問。 主要特點： 一個系統(tǒng)多種接入：中速、高速、超高速接入，實現(xiàn)寬帶多媒體集群業(yè)務(wù)； IP軟交換：控制與業(yè)務(wù)分離，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度； 靈活組網(wǎng)方式：實現(xiàn)多系統(tǒng)、大區(qū)域的通信覆蓋能力； 多種網(wǎng)關(guān)接口：實現(xiàn)與其他通信系統(tǒng)互連； 多級QoS機(jī)制：根據(jù)用戶以及業(yè)務(wù)需求保證服務(wù)質(zhì)量。 3）調(diào)度應(yīng)用平臺 包括DC（多媒體調(diào)度臺）、ReS（錄音/錄像服務(wù)器）、SeS（安全服務(wù)器）和ApS（應(yīng)用服務(wù)器）。主要功能包括多媒體調(diào)度指揮、錄音/錄像以及回放、統(tǒng)一安全加密機(jī)制和系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用。 主要特點： 統(tǒng)一D接口 全網(wǎng)錄音/錄像 調(diào)度手段多樣性 多級安全加密機(jī)制 4）終端 包括手持機(jī)、車載臺、數(shù)據(jù)卡、CPE（用戶駐地設(shè)備）、MEM（微電子器械）模塊等。 4．2 系統(tǒng)的主要接口 系統(tǒng)的主要接口如圖2所示。  圖2 系統(tǒng)主要接口示意圖 從圖2可以看出該系統(tǒng)架構(gòu)的特點是： 1、一個系統(tǒng)多種接入模式（中低速、高速、超高速等）； 2、統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)（空口、Ta接口、D接口、R接口）； 3、多媒體集群業(yè)務(wù)（語音、數(shù)據(jù)、視頻等）的系統(tǒng)級融合； 4、具有開放性、可擴(kuò)展性。 4．3 系統(tǒng)組網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。  圖3 系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D 從圖3可以看出該系統(tǒng)組網(wǎng)的特點是： 1、以高速無線寬帶接入為主，兼容其它中低速業(yè)務(wù)； 2、以寬帶業(yè)務(wù)為主，兼容其它業(yè)務(wù)； 3、可以融合公眾網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、空天通信網(wǎng)； 4、可以融合其它專用網(wǎng)。 5 關(guān)于武警部隊“4G寬帶多媒體集群系統(tǒng)” 應(yīng)用的研究 5．1 根據(jù)《TD-LTE寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》顯示，“4G寬帶多媒體集群系統(tǒng)”具有以下技術(shù)特征： 工作頻段：1447～1467 MHz； 工作方式：OFDMA/TDD； 調(diào)制方式：QPSK、16QAM、64QAM； 呼叫建立時間：小于300ms； 話權(quán)搶占時間：小于200ms； 視頻對講端到端時延不超過1s； 單基站覆蓋半徑：市區(qū)1～3km，郊區(qū)3～10km，農(nóng)村10～30km； 支持大于120km/h的移動通信； 頻譜利用率：上行2.5bps/Hz；下行5bps/Hz； 帶寬：支持可變帶寬，包括：5MHz、10MHz、15MHz、20MHz； 峰值傳輸速率：在20MHz帶寬時 下行峰值傳輸速率為100Mbps 上行峰值傳輸速率為50Mbps 5．2 該系統(tǒng)在業(yè)務(wù)方面具備的功能和性能特征 “4G寬帶多媒體集群系統(tǒng)”圍繞著“語音”、“數(shù)據(jù)”、“視頻”三項基本業(yè)務(wù)來拓展寬帶業(yè)務(wù)；類型包括：組呼/可視組呼、單呼/可視單呼、緊急呼叫等語音類業(yè)務(wù)；移動信息服務(wù)、高速數(shù)據(jù)查詢、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、移動辦公、定位服務(wù)等數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)；視頻會議、移動視頻監(jiān)控等視頻類業(yè)務(wù)。 具有群呼、直呼等快速指揮調(diào)度能力；為高優(yōu)先級用戶或業(yè)務(wù)優(yōu)先分配信道；通過動態(tài)重組實現(xiàn)靈活的多級別分組調(diào)度指揮功能；集語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻的多業(yè)務(wù)傳輸能力；具有網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和故障弱化能力；支持遠(yuǎn)程升級及版本回退。 組內(nèi)用戶共享下行信道，信道資源利用率高；呼叫建立時間短，接續(xù)快；支持大熱點地區(qū)、熱點時段的大話務(wù)量能力；網(wǎng)絡(luò)可靠性高，具有強(qiáng)故障弱化和抗毀能力；支持端到端加密；覆蓋范圍廣，具有較高的經(jīng)濟(jì)型。 5．3 4G寬帶多媒體集群系統(tǒng)的應(yīng)用研究和設(shè)想 1）利用該系統(tǒng)的話音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體接入，定位跟蹤、語音集群、視頻集群等多媒體集群指揮調(diào)度等功能組成執(zhí)勤管理系統(tǒng)。 具體由勤務(wù)管理控制子系統(tǒng)、車輛信息化終端、哨位信息化終端、電子哨兵、動態(tài)勤務(wù)管控平臺等智能化的勤務(wù)管理體系構(gòu)成，可以無線接入為主，兼容有線（光纖或銅纜接入）。 該系統(tǒng)可以實現(xiàn)：涵蓋全員、管理全程、保障全時、確保安全。 2）應(yīng)急指揮通信車 應(yīng)急指揮通信車由小型化1.4GHz全向8通道圓陣天線、室外射頻單元CP、小型寬帶集群一體化設(shè)備（由核心網(wǎng)EPC和基站組成，承擔(dān)無線接入和移動管理）、指揮調(diào)度臺DC等構(gòu)成。 單車覆蓋：市區(qū)1km、市郊3km、鄉(xiāng)村5km； 單車容量：組呼容量不超過200組，在線用戶數(shù)不超過1200個； 支持多車組網(wǎng)。 配備車載集群終端、手持集群終端、單兵頭盔終端等終端裝備，構(gòu)成應(yīng)急指揮系統(tǒng)，成為一個集成應(yīng)急指揮通信設(shè)備和現(xiàn)代化辦公環(huán)境的機(jī)動指揮所中心。 裝備應(yīng)急指揮通信車，可以增強(qiáng)部隊的快速反應(yīng)及對突發(fā)事件的應(yīng)急指揮調(diào)度及應(yīng)急聯(lián)動能力，實現(xiàn)動態(tài)條件下感知現(xiàn)場、科學(xué)決策、高效控制、妥善處置。  圖4 應(yīng)急指揮通信車  圖5 多車組網(wǎng)示意圖 3）利用該系統(tǒng)支持多種接入統(tǒng)一指揮調(diào)度的功能，將部隊現(xiàn)有的視頻會議系統(tǒng)、無線集群系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺進(jìn)行管理，可以實現(xiàn)新老資源融合，統(tǒng)一調(diào)配，提高效率。 4）在條件成熟時，利用“4G寬帶多媒體集群系統(tǒng)”的組網(wǎng)能力建設(shè)總隊（師、軍級）作戰(zhàn)指揮中心。 可以利用該系統(tǒng)的融合能力，將各支隊、分隊的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、無線寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)平臺、無線數(shù)傳系統(tǒng)、計算機(jī)輔助指揮調(diào)度系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、多方會議系統(tǒng)、視頻圖像傳輸與數(shù)字化系統(tǒng)、基于GIS的數(shù)據(jù)庫等子系統(tǒng)集成為總隊統(tǒng)一指揮平臺，實現(xiàn)了多警種、多層次的統(tǒng)一指揮，達(dá)到資源整合、快速反應(yīng)、統(tǒng)一指揮的目的。 還可以通過多種途徑實現(xiàn)總隊指揮中心與總部的互聯(lián)： a.通過衛(wèi)星線路，連接到總部指揮中心； b.借助4GModem，經(jīng)運營商4G無線網(wǎng)絡(luò)連接到總部； c.通過4G LTE專網(wǎng)，實現(xiàn)與總部的互聯(lián)； d.借助光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過光纖網(wǎng)絡(luò)接入到總部； e.直接通過有線網(wǎng)絡(luò)連接到總部。 可以設(shè)想，通過建設(shè)總隊（師、軍級）作戰(zhàn)指揮中心，或?qū)崿F(xiàn)全局的“動態(tài)通聯(lián)、動態(tài)可視、動態(tài)定位、動態(tài)管控”目標(biāo)，將全面推進(jìn)武警部隊信息化建設(shè)創(chuàng)新發(fā)展。 6 結(jié)束語 根據(jù)武警部隊信息化建設(shè)的長期目標(biāo)，通過建設(shè)信息化武警，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，建成基本體系，奠定發(fā)展基礎(chǔ)，抓好重點深化，形成“四化”能力。目前，隨著TD-LTE 4G通信技術(shù)正式商用和“寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)”的推出，將大大加快武警部隊信息化建設(shè)的步伐。 通過部隊分階段的項目建設(shè)，將達(dá)到“武警部隊信息化建設(shè)的長期目標(biāo)”中所要求的“基礎(chǔ)設(shè)施貫穿各級、互聯(lián)互通、傳輸快捷、安全高效”總目標(biāo)，即：執(zhí)勤管理實現(xiàn)涵蓋全員、管理全程、保障全時、確保安全；處突反恐實現(xiàn)動態(tài)條件下感知現(xiàn)場、科學(xué)決策、高效控制、妥善處置；日常工作實現(xiàn)教育訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)關(guān)辦公自動化，提高軍事、政治后勤工作系統(tǒng)的指導(dǎo)能力和保障能力。使部隊在現(xiàn)代化條件下執(zhí)行多樣化任務(wù)的能力取得顯著提升，為構(gòu)建和諧社會提供強(qiáng)有力的安全保障。 本文由深圳市普天宜通技術(shù)有限公司提供，中國集群通信網(wǎng)首發(fā)，轉(zhuǎn)載請注明出處。 (中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮) |
