应急无线专网通信发展与研究

七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七七应急无线专网通信发展与研究七七七七七七七七七七专题：应急通信技术刘佳

摘要：无线通信技术经历了模拟、2G、3G、4G、5G五个阶段，当前应急无线专网还处于由模拟向2G、4G演进的阶段。本文从无线专网规模、网络演进必要性、可行性角度进行分析，给出了网络演进宽窄融合、公专互补、固移结合、一体化融合指挥调度的建议。

关键词：应急无线专网；PDT；B-TrunC；一体化指挥调度

1引言

无线通信技术起初主要用在军队和航海专网，20

2无线专网的发展阶段

按照技术来划分，应急无线专网可以分为如图1

世纪80年代开始在公众网领域大放异彩。无线专网的技术明显滞后于公众网无线通信技术，以应急无线专网为例，其大量使用的是无线电台、模拟集群、常规等技术，随着中国自有PDT（ProfessionalDigitalTrunking）窄带和B-TrunC宽带专网集群规范的完备，应急无线专网也在向PDT窄带数字集群、B-TrunC宽带集群专网演进，同时固移结合、宽窄融合、公专互补等多系统融合通信技术也提上了日程，而公众网5G的应急应用也开始作为研究的方向。

所示5个阶段，即模拟集群/常规、窄带数字集群/常规、3G集群、4G宽带集群、5G演进。

（1）模拟集群/常规

长期以来，模拟集群/常规以其呼叫延时小、反应快、稳定性好等特性，满足了应急无线专网的通信需求，但在安全保密、跨站跨部门快速沟通、频点利用率、语音清晰度等方面，模拟集群/常规有一定的局限性。

（2）窄带数字集群/常规

随着数字无线通信技术的发展，数字集群、数字常

图1专网集群标准发展

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Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.□InformationandCommunicationsTechnologyandPolicyNo.11SPECIALTOPIC规技术得到了快速发展，中国的PDT，欧洲的Tetra、DMR，美国的P25技术都是窄带数字集群的代表。2008年，中国公安部牵头国内数十家企业制订行业标准，并在2013年发布了具有中国自主知识产权的警用数字集群通信标准PDT，PDT数字集群技术具有高音质、高效频谱效率、超远覆盖、抗干扰、省电、模数兼容、安全保密、大区制、可扩展等特点，满足关键型语音、定位、短数据指挥调度的需求。

（3）3G集群

3G集群的代表技术是基于第三代无线通信技术之一——cdma2000的数字集群制式GoTa（GlobalopenTrunkingarchitecture）。GoTa针对集群呼叫的特点，在原有的cdma2000标准空中接口技术基础上实现了专业集群业务的前向信道共享和快速接入，提供语音、定位、多媒体信息、无线数据采集/传输业务。

（4）4G宽带集群

4G宽带集群的代表技术是B-TrunC（BroadbandTrunkingCommunication）标准，2012年11月在CCSA（中国通信标准化协会）正式立项并启动，并于2014年11月成为ITU-R（国际电信联盟无线局）推荐的PPDR（公共保护与救灾）宽带集群空中接口标准，B-TrunC标准具有灵活带宽、高频谱效率、低时延、高可靠性、业务丰富的特征，满足关键型语音、定位、多媒体信息、实时视频、大带宽数据、多媒体指挥调度的需求。

（5）5G演进

ITU2020年完成5G标准制定，技术场景归纳为eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）和uRLCC（超可靠低时延通信）。公众网5G建设在全球掀起了热潮，2019年是中国5G元年也是商用的关键期，尤其5G更关注垂直行业应用，将在各行各业数字化进程中起到重要作用。应急行业5G应用将以5G+AI为主线，大力发展相关应用。

数字集群通信市场规模达到178亿人民币，据前瞻产业研究院预计，未来几年数字集群市场规模将保持15%左右的速度增长，至2021年达到273亿人民币（见图3）。

图2全球专网市场规模

图3中国专网市场规模

3无线专网市场规模

全球不安定因素加剧，政府公共安全应急支出提

4发展应急无线专网的必要性

（1）应急无线专网现网分析

为防范化解重特大安全风险，健全公共安全体系，

升，专网市场行业增速加快。

如图2所示，IHS预测2021年专网投资规模将达403亿美元，2018—2021年增速分别为17%、22%、27%和35%。

中国是全球最大的专网市场之一。2018年，中国

整合优化应急力量和资源，2018年我国组建应急管理部，应急管理部由安监、地震、消防、森防、水利应急等多部门组成，各个转隶部门已建设了一些无线通信专网，但无法满足扁平化指挥和可视化指挥的要求。主

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要体现在：

卫星等通信系统和装备的建设，但往往处于独立运行、独立管理的状态，缺乏省级组网规划。各个系统无法互通，信息无法共享，形成“信息孤岛”，无法满足应急管理多部门协同行动的诉求。

统一。各转隶部门所属频段下的通信体制各不相同，如基于350M的PDT、TETRA、模拟常规，基于800M的数字集群、LTE无线宽带，基于公网的公网集群等多种通信系统互不兼容，通信终端互不通用，出现跨区域、协同行动过程中，指挥及一线人员需要同时配备多个终端、通信疲于应付的尴尬局面。

同，并不能简单互相代替，同时多种体制装备之间不能实现互联互通。

不同体制的通信系统的一体化融合通信平台，存在通信系统平台割裂问题，严重制约协同行动的效能。乏统一、科学、规范的操作和使用规则，在实战过程中往往出现长时间强占信道、随意抢信道、通信效率低等现象，有限的通信系统资源得不到合理有效的应用，极易导致通信拥塞，严重影响应急救援效能的提升。大量配发使用的通信装备还停留在模拟通信、单一功

●先进的新技术、新产品应用不足。各转隶部门●使用不规范造成无序通信的现象严重。由于缺●在面向实战指挥方面，缺少有效融合集成各类●不同体制的通信装备，因其针对的应用场景不●无线频率资源所对应的通信系统与装备体制不●应急管理各转隶部门已开展大量短波、超短波、

等特点，且多数地理位置偏僻，交通不便，通信基础设施条件差。森林遮挡严重，要求通信设备信号穿透性好；森林火灾蔓延快、扑火转场频繁，要求通信设备机动便携；通信保障与灭火队伍同步随行，要求装备易携带、易展开、易撤收；林火火线长，要求通信距离远。森林抢险救援主要以考虑机动应急网为主、固定站为辅。区道路破坏严重、震区道路大面积塌方、山体滑坡、泥

●地震地质灾害抢险救援环境复杂，如地震后灾

石流、桥梁坍塌、涵洞破坏；灾害影响范围大、参与救援人员多，要求通信覆盖范围广；城市地震房屋倒塌多、屏蔽严重，要求通信穿透能力强；山区地震塌方多、行进难，要求远距离通信和延伸侦察；救援时间跨度长，要求通信续航能力强；震区气候多变、多雨，要求设备防水性能高。地震地质抢险救援主要以考虑机动应急网为主、固定站为辅。

水性能高，且对卫星信号有影响；波及范围广，要求大范围信号覆盖；救援时间长，要求通信续航能力强；洪水阻断道路，要求延伸侦查。

●洪涝灾害抢险救援伴随降雨，要求通信设备防

5发展应急无线专网的可行性

（1）技术可行性

数字集群通信标准PDT充分考虑了中国国情，对

国际上成熟的标准技术进行了借鉴并加以创新，是一套先进的具有中国自主知识产权的数字集群通信标准。PDT数字集群技术采用12.5kHzTDMA双时隙、4FSK调制和数字语音压缩技术，经过6年的警用数字集群系统建设，PDT标准的大区制、模拟兼容、安全、稳定、低成本、扩展能力强等特性已经得到了广泛验证。

B-TrunC是我国自主完成的基于TD-LTE的专网宽带集群系统标准。2015年发布的B-TrunCR1标准在兼容TD-LTE数据业务的基础上，增强了语音集群基本业务和补充业务，以及多媒体集群调度等宽带集群业务功能；2018年发布的R2标准增加了新的接口和功能以满足大规模组网、统一签约数据、网络互联和漫游、跨区协作的需求。2015年至今，B-TrunC在无线政务、能源、交通等行业得到了广泛应用。

2017年国务院办公厅印发《国家突发事件应急体系建设“十三五”规划》，明确指出要研发基于4G/5G的应急通信手段，5G的集群标准相信在不远的将来会得

能通信阶段。一些成熟的PDT、LTE技术，以及公专互补、固移结合等多系统融合的通信装备还没有在应急领域得到广泛应用。

（2）各部门业务需求

应急管理应用场景可以分为城镇抢险救援场景、危险事故抢险救援场景、森林抢险救援场景、地震地质灾害抢险救援场景、洪涝灾害抢险救援场景等，场景不同，面对的环境和对无线通信的需求也不尽相同。利，公网和专网覆盖条件较好，通信难点主要在密闭建

●城镇和危险化学品工贸环境一般周边交通便

筑物内人员之间及密闭建筑物内人员与外围人员之间的联络。城镇和危险化学品抢险救援主要应考虑公网集群、固定无线专网，辅助机动应急网。

●森林抢险救援具有突发性、危险性和不确定性

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因此，从技术上分析，应急无线专网的发展具备标准技术基础。

（2）经济可行性

应急管理部由安监、地震、消防、森防、水利应急等多部门组成，相应地这些部门的应急无线通信装备和技术需要统筹规划，演进到先进的PDT和B-TrunC，以及将来的5G集群。

过去的语音调度正在向具备语音、数据、图像、视频的可视化调度转换，业务项目增多，专网网络已经进入新的阶段。各部门协同工作需求日益迫切，对可用于广域调度指挥的移动通信业务的需求增加，为发展应急全国专网奠定了市场基础。因此，从经济上分析，建设更先进的应急无线专网是可行的。

点；移动式通信系统依托应急通信车、无（有）人机、单兵搭载，具有灵活机动的特点，应急无线专网以移动式通信系统为主，固定式通信系统作为补充。固移结合，使得应急救援现场的无线通信更加灵活、更加可靠。

（4）一体化融合指挥调度

一体化通信指挥平台通过将孤岛业务的控制流和媒体流翻译为标准格式，提供统一标准的接口，实现对不同类型网络、不同类型通信手段的对接和调用，指挥员在统一的一体化平台上就可以完成有线、无线、集群、视频、消息数据等的调度操作，解决多系统接入、多目标调度的问题，实现窄带PDT、宽带B-TrunC、Tetra、MPT、卫星电话、运营商固话、移动手机、企业IP、图传终端、摄像头、单兵等应急通信网内设备统一调度、融合指挥。

6发展应急无线专网的建议

综合我国无线专网技术标准和应急业务需求，现

参考文献

[1]中华人民共和国应急管理部科技和信息化司.应急信息化战略规划框架(2018—2022年)[Z],2018.

[2]中华人民共和国应急管理部办公厅[2019]22号.关于印发2019年地方应急管理信息化实施指南的通知[Z],2019.[3]中华人民共和国应急管理部应急厅函[2019]496号.关于加快370MHz频段应急专用无线电频率申请使用等工作的通知[Z],2019.

[4]张磊.范玉峰.新时期我国应急通信体系建设分析[J].中国公共安全(学术版),2019(06).

分别从融合、固移、统一调度等方面提出发展应急无线专网的建议：

（1）宽窄融合。窄带数字集群PDT具备单基站覆盖远，网络覆盖投资少的特点，用其提供关键语音通信业务，作为基本保障，解决听得见的需求；而采用B-TrunC宽带集群通信技术，提供大带宽数据和实时视频业务，来解决一线救援现场最后一公里可视化的需求，实现看得到的能力。宽窄融合需要实现业务融合、网络融合和终端融合，在业务层面融合宽窄带集群和音视频业务，在网络层面融合将宽带窄带模拟技术体制的网络进行整合，配合多模终端，实行宽窄带融合指挥调度。

（2）公专互补。公网具有成本低、覆盖广等系统优势；专网具备在线用户少、覆盖精细等系统优势。二者互为补充，在业务层面融合公专网集群和音视频业务，配合多模终端，减少现场战斗人员携带的通信装备。最终实现公网专网统一调度、相互备份、高效可靠，为应急通信保障提供有力的支撑和补充。

（3）固移结合。固移结合有两层含义：一是在无线覆盖方面，固定部署和移动部署互为补充；二是在业务领域方面，固定和移动部署的系统互联互通，音视频多媒体数据上通下达。固定式通信系统依托铁塔、高层建筑等基础设施，具有覆盖范围广，覆盖区域固定的特

作者简介：刘佳

北京中兴高达通信技术有限公司应急方案总监

（收稿日期：2019-10-18）

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