关于结合5G技术重耕340兆搭建应急图传宽带专网的思考

唐 博，高 滔，张海峰

（1.辽源市公安局，辽源 136200；2.吉林省公安厅，长春 130000）

1 引言

随着社会经济的迅猛发展，各类应急突发事件发生愈发频繁，为提高公安机关的动态防控和应急处置突发事件能力，把现场视频音频等信息，实时传回到各级指挥中心和相关主管部门，提升精细指挥、精确打击、精密防控和精度管理能力，提高公安机关整体战斗力，保证科学决策和综合协调、组织、指挥、调度能力，越来越引起各级党委政府的重视。另外，随着无线通信技术的快速发展，公共安全无线通信网络正在加速从窄带技术转向宽带技术，业务从单一的语音业务向多媒体业务转变，全球对于公共安全无线宽带网络的建设都高度重视。因此，结合新技术的发展，可灵活的将现场情况事实传回指挥中心，为领导指挥决策提供视音频资料，以提高指挥的准确性和及时性，保障人民生命财产安全，提高公众对公安的服务满意度，改善各级公安机关的服务水平，具有很强的实战可行性。

2 建设条件分析

（1）频率方面。目前部分地方搭建1.4GHz专网，该频段并非公安专用频谱；而340MHz为公共安全专用频谱，却没有充分使用。

（2）标准方面。国内的B-TrunC标准存在覆盖区域小，上传容量不足，且只支持蜂窝组网的应用问题；另外，公安部因为实战能力不足，相关标准已经被公安部废除。

（3）成本方面。由于1.4GHz采用小区覆盖，对于基础设施的投入要求高，并且对应的维护成本高。

因此，基于以上分析考虑对现有340M频谱进行重新利用，采用新思路和新技术，建设公安无线宽带专网。

3 建设思路

利用340M频谱结合新思路和5G技术，建设公安无线宽带专网，还需综合考虑下面因素。

（1）技术体制。应该遵循主流的3GPP技术体制，充分利用4G、5G的先进技术和成熟的产业资源，保证当前建设系统向后演进的便利。

（2）组网模式。应该同时具备包括蜂窝组网、自组网等多种模式的组网能力，灵活、机动，适应应急保障复杂多样的应用场景。

（3）覆盖能力。需要尽可能的继承公安PDT系统的大区制特点，通过融合组网的模式，降低广覆盖网络建设的成本。

（4）业务模式。针对专网业务需要，应进一步提升上行传输的能力和容量，帧结构能够灵活配置，下行以组播模式为主，上行以单播模式为主，匹配应急多媒体业务模型。

（5）系统互通。具备端到端的业务质量（QoS）保障机制，便于和其他系统的业务互通，实现融合通信。

（6）安全特性。具备端到端的安全保护能力，支持特定安全算法。

在3GPP最新的标准中，针对公共安全业务，增加了邻近服务（ProSe）功能，该功能利用D2D和自组网技术，能够支持宽带终端之间的脱网直通、多跳桥接以及终端自组网等功能。

4 网络架构

4.1 系统组网图

图1 系统组网图

基于实际应用需求，对宽带应急通信专网还需考虑下面关键需求：

（1）增加终端发送功率。提升上行链路质量和覆盖距离，这对于公安应急至关重要，建议增加车载台、单兵背负台以及CPE等大功率终端设备。

（2）采用多跳中继。灵活、机动地扩展蜂窝网络的覆盖能力，对于事发地点不确定的应急场景是一种性价比较高的方案。

（3）增强帧结构的灵活性。不仅仅是上、下行子帧配比的灵活性，也包括子载波间隔、传输带宽等空口波形的灵活性，从而适应不同业务和不同覆盖场景的需求，兼顾传输能力和覆盖距离，实现窄带和宽带空口波形的融合。

（4）增加上行MIMO功能。针对车载、单兵背负等设备，进一步提升上行的频谱效率和传输容量。

（5）OFDM A上行链路。上行链路采用OFDMA调制模式，从而增强上行链路在高速移动、密集城区以及山区丛林等多径衰落场景下的性能，这对于”动中通”、山区救援应用场景非常重要。

（6）QoS机制和标准。采用3GPP定义的相关标准，能够更好地支持应急保障中多部门、多业务的融合，也便于和其他3GPP系统实现业务上的互联互通。

5 拓展应用构建思路

5.1 智慧警车应用

将巡逻车辆搭载专网CPE和摄像头、同时配置调度平板，改造成指挥警车。一方面，指挥中心在电子地图上可以看到目前巡逻车所在的具体位置、GPS信息、车速信息，可依据接到的报警电话及时通知附近的巡逻车赶往事发地点进行处理；另一方面巡逻车辆也可针对现场一些突发情况进行音视频采集取证，并将音视频通过专网宽带网络，远程看到事发现场的情况，让后方指挥员及时了解第一手的现场状况，以便于进行精确指挥。

图2 网络架构

5.2 智慧警员应用

警员可以配置多种智能终端例如多模终端、执法记录仪、谷歌眼镜等相关设备，实现指挥中心可与前方车辆内的干警进行语音对讲，同时干警遇到突发状况时也可通过紧急按钮及时通知指挥中心，此时指挥中心的大屏会自动弹出前方警员拍摄到的图像和声音，指挥中心也可强制打开警员身上的摄像设备，实现灵活的调取现场图像。

5.3 实战应用

（1）警力调配上：解决突发违法事件发生，没有办法及时调派足够警力赶到现场的问题。

（2）取证上：解决当发生违法群体事件，群众被不法分子煽动闹事，事后却没有证据严惩不法分子的问题；解决边远地区侦查搜证、重点区域监控等问题，保证案件的侦破效率的问题。

（3）执勤上，解决执勤民警在很多时候对事故现场的真伪难以做出准确的辨别与判断的问题。

（4）指挥上，解决指挥中心不能及时了解第一现场的信息，难以部署和派遣兵力的问题。

（5）纠纷处理上，解决民警在现场处理纠纷时，有时会受到恶意群众的攻击，公安人员为了维护人民的利益而受到不白之辱却不能得到公正对待与正面宣传的问题；解决当发生突发群体性事件，场面混乱，没有办法有效控制现场的问题。

（6）人车监督上，避免警察的权力被滥用，出现特权车等违法现象，造成社会不良影响；对警察出勤时公车私用，没有执勤巡逻或巡逻没有完成的情况进行监督。

6 结束语

应急通信保障日益成为公安部门的重要任务之一。在新的形势下，无线应急宽带网络的建设需要采用新的思路。充分利用公安自有的340M频率资源，建设以区县为中心的广覆盖无线专网，灵活、机动向下延伸到乡镇事发地点，打通各级指挥中心和事发地点之间的通信管道，是当前较为实用的一种方案，兼顾覆盖、业务和成本多方面因素。未来，随着更多的先进技术将被引入，系统的覆盖距离和回传能力将得到进一步提升。同时，智能终端产品的推出将进一步扩展该系统的业务范畴，实现从应急业务向日常业务的转变。■