浅谈普天TD-LTE 4G通信技术在武警行业的应用

4宽带多媒体集群系统的架构

仍以"普天4G宽带多媒体集群通信系统"为例，其基本定义是"基于4G宽带无线通信技术，提供多媒体业务，以指挥调度功能为主的专用无线通信系统"。

系统采用统一的系统架构，支持多种已经标准化的无线接入模式，具有高频谱利用率、大区域覆盖、组网灵活、安全可靠等特性，满足用户以指挥调度为主的多种业务应用需求。

4.1宽带多媒体集群系统的架构

系统架构如图1所示。


图1系统架构图

系统由四部分组成：接入子系统、交换控制平台、调度应用平台和终端。

1）接入子系统包括MTS-RAN（中速接入子系统）、HTS-RAN（高速接入子系统）、STS-RAN（超高速接入子系统）和Other-RAN（其他接入子系统）。

"普天4G宽带多媒体集群通信系统"采用基于TD-LTE超高速系统，具有实现语音、短数据、图像、视频以及分组数据业务能力；而Other-RAN则表明该架构的开放性，可以支持传统及未来的通信系统。

主要特点：

统一接入：统一功能规划、统一接口协议、统一业务流程、统一物理连接。

故障弱化：采用基站自组网技术、自中继技术、机动重组技术和终端直通技术。

2）交换控制平台包括CS（中心控制服务器）、MGW（媒体网关）、RDS（存储数据服务器）、T-GW（集群互联网关）、M-GW（移动互联网关）、F-GW（PSTN互联网关）和S-GW（卫星互联网关）。

主要功能包括：

呼叫控制：负责呼叫建立、维持和断开过程中控制面的控制；

移动性管理：负责用户位置信息、用户状态信息等管理以及交换控制平台与各个接入子系统之间用户数据同步；

资源分配：负责对MGW和其他系统网关资源的分配，对多模式终端的资源共享分配，不同系统，不同接入模式下的资源协同分配；

数据库访问：负责提供CS对RDS高效的数据访问。

主要特点：

一个系统多种接入：中速、高速、超高速接入，实现宽带多媒体集群业务；

IP软交换：控制与业务分离，提高系统响应速度；

灵活组网方式：实现多系统、大区域的通信覆盖能力；

多种网关接口：实现与其他通信系统互连；

多级QoS机制：根据用户以及业务需求保证服务质量。

3）调度应用平台包括DC（多媒体调度台）、ReS（录音/录像服务器）、SeS（安全服务器）和ApS（应用服务器）。主要功能包括多媒体调度指挥、录音/录像以及回放、统一安全加密机制和系统扩展应用。

主要特点：

统一D接口

全网录音/录像

调度手段多样性

多级安全加密机制

4）终端包括手持机、车载台、数据卡、CPE（用户驻地设备）、MEM（微电子器械）模块等。

4.2系统的主要接口

系统的主要接口如图2所示。


图2系统主要接口示意图

从图2可以看出该系统架构的特点是：

1.一个系统多种接入模式（中低速、高速、超高速等）；

2.统一的接口标准（空口、Ta接口、D接口、R接口）；

3.多媒体集群业务（语音、数据、视频等）的系统级融合；

4.具有开放性、可扩展性。

4.3系统组网的拓扑结构

系统组网拓扑结构如图3所示。


图3系统组网拓扑图

从图3可以看出该系统组网的特点是：

1.以高速无线宽带接入为主，兼容其它中低速业务；

2.以宽带业务为主，兼容其它业务；

3.可以融合公众网、数据网、空天通信网；

4.可以融合其它专用网。

5关于武警部队"4G宽带多媒体集群系统"应用的研究

5.1根据《TD-LTE宽带数字集群通信系统行业应用技术规范》显示，"4G宽带多媒体集群系统"具有以下技术特征：

5.2该系统在业务方面具备的功能和性能特征

"4G宽带多媒体集群系统"围绕着"语音"、"数据"、"视频"三项基本业务来拓展宽带业务；类型包括：组呼/可视组呼、单呼/可视单呼、紧急呼叫等语音类业务；移动信息服务、高速数据查询、网络浏览、移动办公、定位服务等数据类业务；视频会议、移动视频监控等视频类业务。

具有群呼、直呼等快速指挥调度能力；为高优先级用户或业务优先分配信道；通过动态重组实现灵活的多级别分组调度指挥功能；集语音、数据、图像和视频的多业务传输能力；具有网络互联和故障弱化能力；支持远程升级及版本回退。

组内用户共享下行信道，信道资源利用率高；呼叫建立时间短，接续快；支持大热点地区、热点时段的大话务量能力；网络可靠性高，具有强故障弱化和抗毁能力；支持端到端加密；覆盖范围广，具有较高的经济型。

5.3 4G宽带多媒体集群系统的应用研究和设想

1.利用该系统的话音、数据、视频等多媒体接入，定位跟踪、语音集群、视频集群等多媒体集群指挥调度等功能组成执勤管理系统。

具体由勤务管理控制子系统、车辆信息化终端、哨位信息化终端、电子哨兵、动态勤务管控平台等智能化的勤务管理体系构成，可以无线接入为主，兼容有线（光纤或铜缆接入）。

该系统可以实现：涵盖全员、管理全程、保障全时、确保安全。

2.应急指挥通信车

应急指挥通信车由小型化1.4GHz全向8通道圆阵天线、室外射频单元CP、小型宽带集群一体化设备（由核心网EPC和基站组成，承担无线接入和移动管理）、指挥调度台DC等构成。

单车覆盖：市区1km、市郊3km、乡村5km；

单车容量：组呼容量不超过200组，在线用户数不超过1200个；

支持多车组网。

配备车载集群终端、手持集群终端、单兵头盔终端等终端装备，构成应急指挥系统，成为一个集成应急指挥通信设备和现代化办公环境的机动指挥所中心。

装备应急指挥通信车，可以增强部队的快速反应及对突发事件的应急指挥调度及应急联动能力，实现动态条件下感知现场、科学决策、高效控制、妥善处置。


图4应急指挥通信车


图5多车组网示意图

3.利用该系统支持多种接入统一指挥调度的功能，将部队现有的视频会议系统、无线集群系统、视频监控系统接入统一的系统平台进行管理，可以实现新老资源融合，统一调配，提高效率。

4.在条件成熟时，利用"4G宽带多媒体集群系统"的组网能力建设总队（师、军级）作战指挥中心。

可以利用该系统的融合能力，将各支队、分队的计算机网络系统、电话通信系统、无线宽带多媒体信息网络平台、无线数传系统、计算机辅助指挥调度系统、卫星定位系统、多方会议系统、视频图像传输与数字化系统、基于GIS的数据库等子系统集成为总队统一指挥平台，实现了多警种、多层次的统一指挥，达到资源整合、快速反应、统一指挥的目的。

还可以通过多种途径实现总队指挥中心与总部的互联：

1）通过卫星线路，连接到总部指挥中心；

2）借助4GModem，经运营商4G无线网络连接到总部；

3）通过4G LTE专网，实现与总部的互联；

4）借助光电转换设备，通过光纤网络接入到总部；

5）直接通过有线网络连接到总部。

可以设想，通过建设总队（师、军级）作战指挥中心，或将实现全局的"动态通联、动态可视、动态定位、动态管控"目标，将全面推进武警部队信息化建设创新发展。