【摘要】TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分時長期演進）作為我國自主知識產權的無線通信系統(tǒng)，采用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用）和MI-MO（Multiple Input Multiple Output，多輸入多輸出）等先進技術，是一套技術領先的無線通訊系統(tǒng)。將TD-LTE技術應用于安防行業(yè)，設計安防行業(yè)一體化通信與調度系統(tǒng)，能夠有效提高企業(yè)的安防管理和應急通信能力，同時使得4G通信技術得到廣泛的應用。本文主要討論基于TD-LTE的移動單兵巡邏解決方案。

【關鍵詞】TD-LTE；單兵巡更系統(tǒng)；安防系統(tǒng)；安全巡邏

目前傳統(tǒng)移動巡邏存在的問題：移動巡邏人員無法實施定位，一旦發(fā)生突發(fā)情況，無法第一時間獲取其位置信息；當巡邏人員發(fā)現(xiàn)突發(fā)情況時，僅憑語音對講報告現(xiàn)場情況很難準確描述出現(xiàn)場情況；傳統(tǒng)對講機有距離限制，超出距離范圍內無法收到對方信號；傳統(tǒng)的巡更方式無法獲取巡更過程中的實時視頻信息，不方便監(jiān)控指揮中心調度。針對以上問題，建立一套實時的、可移動的、可視化的、能夠快速應對突發(fā)事件的單兵巡邏系統(tǒng)尤為必要，并且有著迫切的需求。

1.TD-LTE原理

LTE是基于OFDMA技術、由3GPP組織制定的全球通用標準，包括FDD和TDD兩種模式用于成對頻譜和非成對頻譜。

LTE-TDD，國內亦稱TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（分時長期演進），TD-LTE系統(tǒng)具有如下特點：[2]

①靈活支持1.4，3，5，10，15，20MHz帶寬；②下行使用OFDMA，最高速率達到100Mbits/s，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅虎凵闲惺褂肙FDM衍生技術SC-FDMA（單載波頻分復用），在保證系統(tǒng)性能的同時能有效降低峰均比（PAPR），減小終端發(fā)射功率，延長使用時間，上行最大速率達到50Mbits/s；④充分利用信道對稱性等TDD的特性，在簡化系統(tǒng)設計的同時提高系統(tǒng)性能；⑤將智能天線與MIMO技術相結合，提高系統(tǒng)在不同應用場景的性能；⑥應用智能天線技術降低小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務質量；⑦進行時間/空間/頻率三維的快速無線資源調度，保證系統(tǒng)吞吐量和服務質量。

2.TD-LTE移動單兵巡邏解決方案

2.1研發(fā)背景

視頻安防監(jiān)控的成熟離不開網絡技術的發(fā)展，視頻信號的傳輸往往會受到網絡帶寬的影響。各種視頻監(jiān)控項目都要在經濟成本和實現(xiàn)效果上面去均衡利弊。而4G網絡技術對安防行業(yè)的影響主要表現(xiàn)在無線視頻監(jiān)控領域，4G網絡通信技術是3G網絡的10倍，是撥號上網的2000倍。而一般的高清監(jiān)控720p每路帶寬要求在2M-4M之間，這就很好的將高清與無線監(jiān)控良好的整合。

2.2TD-LTE單兵巡更系統(tǒng)方案

2.2.1TD-LTE單兵巡更系統(tǒng)建設方案

為了提高園區(qū)安防水平，立體化展現(xiàn)實時巡更信息，提高指揮調度效率，本文提出了一套新型的TD-LTE巡更系統(tǒng)，該系統(tǒng)以TD-LTE技術為基礎，結合網絡特點，用低成本，高效率，滿足園區(qū)安保需求，其設備主要包括：①?？?000/7200平臺，主要用于完成TD-LTE單兵設備的接入及中心調度功能；②手持單兵設備（DS-6102HL），主要給巡更人員配備，可以實現(xiàn)全雙工語音對講，GPS定位，無線傳輸，生物認證，手動報警燈功能；該系統(tǒng)平臺部署在某通信園區(qū)CMNET專網內，并在公網做有映射，方便設備注冊，如圖1所示為單兵系統(tǒng)網絡拓撲圖。

2.2.2系統(tǒng)優(yōu)勢

基于TD-LTE的移動單兵巡更系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

①業(yè)務豐富②強大的互聯(lián)網互通功能③網絡速度更快④對講功能

2.2.3單兵巡更系統(tǒng)與安防系統(tǒng)的結合

為了立體化園區(qū)安防，單兵巡更系統(tǒng)需要與智能安防系統(tǒng)完成對接，安防平臺也對單兵系統(tǒng)中的各類事件，業(yè)務數(shù)據(jù)進行整合，提取出幾項可實時性高的執(zhí)行預案，具體表現(xiàn)在以下方面：

①單兵系統(tǒng)的手動報警，單兵軌跡偏離告警發(fā)送至安防平臺：通過該功能，平臺完成對單兵系統(tǒng)告警源的統(tǒng)一接入，及時通過語音，獲取視頻了解情況并做處理；②單兵路徑的實時呈現(xiàn)，單兵設備通過GPS模塊，將實時的GPS信息發(fā)送到中心，該信息在3D模擬沙盤上進行描繪，更直觀的了解當前巡更人員的位置信息，業(yè)務場景（如圖3所示）。

單兵系統(tǒng)與安防平臺結合的系統(tǒng)架構圖如圖2所示：

2.3應用實例

單兵監(jiān)控系統(tǒng)是針對各種執(zhí)法取證、執(zhí)勤記錄、行政監(jiān)管等單人便攜式監(jiān)控需求而提供的解決方案。設備可通過4G和Wi-Fi無線網絡進行實時視音頻信息傳輸、語音對講等功能；設備采用三防設計，以保證全天候工作；同時設備支持指紋識別、擴展接口豐富，適合現(xiàn)場取證、遠程指揮、搶險調度等業(yè)務方面應用。

2.3.1安全巡邏

當遇到突發(fā)事件時，安保人員可以通過手持單兵發(fā)送告警到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過安防平臺調取該安保人員配備的單兵設備的實時監(jiān)控視頻，并對該巡邏人員進行指揮調度，對該突發(fā)事件進行緊急處理。（如圖3）

如圖3所示，安保人員手持移動單兵在園區(qū)中巡邏，安防平臺根據(jù)移動單兵發(fā)送的實時經緯度信息在模擬沙盤上顯示出巡邏人員的位置和巡更軌跡。對于平臺監(jiān)控人員，可以預先設置巡更路徑，如果巡邏人員的巡更路徑偏離了預設的巡更路徑，會自動發(fā)出告警，平臺監(jiān)控人員可以立即通過語音對講通知手持單兵設備的巡更人員，或打開該巡更人員手持設備的實時監(jiān)控視頻，了解現(xiàn)場情況。

2.3.2突發(fā)情況處置

如圖4所示，當巡邏過程中發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件時，巡邏人員可以利用手持單兵設備，通過手動報警、對講等方式與監(jiān)控中心和其他巡邏人員迅速取得聯(lián)系，可以通過拍照和錄像的方式記錄突發(fā)場景發(fā)生的事情以便警方取證，同時，監(jiān)控中心可以調用單兵設備的實時視頻并與之對講通訊，同事調度其他可用的資源來協(xié)同處理該突發(fā)事件。

3.結論

隨著4G網絡建設不斷深入，4G無線通訊技術的不斷完善，4G在安防行業(yè)尤其是高清視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲等方面將帶來深遠影響。通過TD-LTE的4G無線通信技術，結合移動單兵系統(tǒng)及安防平臺支撐，結合監(jiān)控中心的指揮調度，本系統(tǒng)在園區(qū)安防應用中發(fā)揮極其重要的作用，實現(xiàn)了智能識別、智能安防、有限/無線視頻監(jiān)控等功能作用，有效支撐無線、智能快速無紙化安防監(jiān)控管理。

參考文獻

[1]業(yè)內談LTE前景：2G、3G、4G將一直并存.網易科技報道.2013.10

[2]王映民.TD-LTE技術原理與系統(tǒng)設計.人民郵電出版社，2008

[3]王迎、龔慧莉.試論TD-LTE技術的未來發(fā)展[J].移動通信，2009（22）

[4]龐建民，消防單兵移動通信指揮系統(tǒng)初探[J].智能建筑與城市信息，2011（09）

[5]徐亞峰，聯(lián)合作戰(zhàn)指揮一體化系統(tǒng)中單兵移動終端的研究與設計[C].國防科學技術大學，2007