移动互联网物联网和PDT数字集群通信技术

1、移动互联网、物联网和PDT数字集群通信技术公安消防部队第八期信息通信岗位干部师资及第二期无人机操手培训班第1页目录 课程导论 惯用无线通信技术介绍 消防无线通信应用探讨 交流第2页课程导论课程目标既来之，则安之：空杯心态知者不惑：无线通信技术学而不思则罔：技术与应用探讨学而时习之：技术与应用结合三人行，必有我师：教学相长第3页课程导论应用场景值守途中救援战评灾后第4页课程导论能力需求语音视频信息环境数据第5页课程导论技术基础PDTLTE物联网移动互联网自组网第6页课程导论能力建设公网后指即设语音专网前指机动视频第7页目录 课程导论 惯用无线通信技术介绍 消防无线通信应用探讨 交流第8页惯用无线

2、通信技术GGenerationPDTProfessional Digital TrunkingLTELong Term Evolution第9页PDT惯用无线通信技术第10页数据语音关键型必须具备超强生存能力服务必须极端可靠语音语音是人类语言声学表现，是人类交流信息最自然、最方便、最有效伎俩在紧急情况下，对公共安全组织而言，语音通信能力依然是唯一最有力工具，以确保第一时间紧急反应应变和保护人民生命财产安全图像和视频是对现实世界最好客观描述伎俩，真实反应第一现场实际情形，极大提升决议效率与质量基于网络技术警务应用将各类信息系统紧密链接在一起，紧急情况下能极大提升各公共安全参加单位协同作战和资源动

3、员力量数据第11页专网语音通信关键特色瞬间通信 一按即通群组通信 一呼百应第12页手机对讲直通第13页转信台（常规对讲）发A 收B收A 发B发A 收B发A 收B中转第14页基于IP互联转信台IP NETWORKIP NETWORKIP NETWORK123Application server10101011010101F3F2F1F1、F2、F3能够是在不一样频段可接一个或多个调度中心能够将两时隙全部设为全局通道或者一个用作当地通讯一个用作全局通道当前中低端市场最为主要组网模式无法实现无缝过网切换重合覆盖区选站不稳定，轻易造成通话终端第15页基于IP互联同频同播转信台IP NETWORKIP

4、NETWORKIP NETWORK123Application server10101011010101F1F1F1同频同播控制器多个信道机用同一频率覆盖同一个区域普通需要一个同频同播控制器普通产品需要定时做频率校准能够实现无缝过网切换能够实现下行信号场强叠加较适合频率资源有限条件下狭长区域覆盖普通是消防、公安等政府部门做应急指挥用第16页什么是无线集群无线集群是从常规调度系统发展过来、含有信道自动指配功效无线调度系统模拟集群通信系统是指在无线接口采取模拟调制方式进行通信集群通信系统。世界各主要国家都设定了模拟集群退出时间表。数字集群通信系统是指在无线接口采取数字调制方式进行通信集群通信系统。

5、数字集群含有频谱利用率高、通话质量高、安全可靠、增值业务多等特点，是集群系统发展主流。17第17页无线集群与常规对讲区分18第18页第19页PDT(Professional Digital Trunking)专业数字集群20第20页PDT发展历程9月，经工信部部长办公会同意，PDT标准作为工信部、公安部联合制订项目，由工信部上报国家标准委。 12月，国家标准委正式批复2项数字集群通信系统技术规范制订计划。年1月，公安部金盾办 “金盾工程”二期标准规范项目，同意了6项PDT数字集群部标制订任务。201月，国家标准委正式批复3项数字集群通信系统技术规范制订计划。201月，公安部通信标准委员会批复3

6、项数字集群通信系统技术规范制订计划。206月，公安部正式废止了原有Tetra标准。第21页PDT技术优势全数字集群技术22数字集群通话质量高数字集群终端使用时间长数字集群用户容量大数字集群安全性能好数字集群业务类型多第22页PDT在消防中应用处理频率资源不足问题喊得通就能找到通话更清楚收发短报文调度更灵活第23页超级组呼叫超级组呼叫时，不论被叫组用户是否在通话都能即可加入该组通话控制A基站1B2警员警员分局长A警员警员分局长BA组B组超级组3局长超级组910局长、分局长A、分局长B为超级组（组号910）组员第24页广播呼叫警员1警员2所长A局领导局领导发起广播呼叫，被叫只能听不能讲话警员3警员

7、4所长B第25页抢信道呼叫当信道繁忙时，高等级组强拆低等级组通话信道 通话局领导指挥中心派出所所长警员警员警员基站指挥中心派出所所长局领导警员警员高级组普通组控制第26页抢话权呼叫局领导指挥中心派出所所长警员警员警员派出所所长局领导高等级用户强制关闭低等级用户PTT话权并讲话第27页抢用户呼叫高等级组通话时，可将组组员呼出，原通话组不中止警员警员所长A警员警员所长B指挥组A组B组控制1基站A组2B组3指挥组局领导第28页主从组呼叫主组呼叫时，不论从组是否通话都加入主组通话警员警员派出所所长警员警员派出所所长全局组（主组）A组（从组）B组（从组）控制A基站1B主从指挥中心警员警员派出所所长C组（

8、从组）3全局组为主组，A组、B组、C组为从组2第29页相关部门暂时联合工作基站信道数不够用警员警员派出所所长警员警员派出所所长901组902组控制基站12警员警员派出所所长903组3指挥中心调度台基站组合并通话901组呼叫902组呼叫903组呼叫指挥中心调度台指令901组、902组、903组合并在一起通话第30页调度台将分属不一样通话组用户暂时组成一个组通话警员1警员2所长A警员3警员4所长B901组902组警员5警员6所长C903组基站动态重组通话950组指挥中心调度台指令所长A、警员1、警员2、警员3、警员6暂时分配950组号呼叫950组指挥中心调度台第31页环境侦听通话当警员有危险时，调

9、度台强制打开被监听警员对讲机PDT，监听对讲机周围声音基站调度台强制对讲机打开PTT发射第32页市场上主要PDT产品万格通信海能达海格承联广州维德中兴高达第33页第34页LTE惯用无线通信技术第35页数据语音关键型警用数字集群必须具备远超商业网络系统生存能力警用数字集群提供各项服务 必须极端可靠语音语音是人类语言声学表现，是人类交流信息最自然、最方便、最有效伎俩在紧急情况下，对公共安全组织而言，语音通信能力依然是唯一最有力工具，以确保第一时间紧急反应应变和保护人民生命财产安全图像和视频是对现实世界最好客观描述伎俩，真实反应第一现场实际情形，极大提升决议效率与质量基于网络技术警务应用将各类信息系

10、统紧密链接在一起，紧急情况下能极大提升各公共安全参加单位协同作战和资源动员力量数据第36页专网通信发展方向越来越快语音对讲宽带数据（2Mbps）实时交互3G2G语音对讲窄带数据（50Kbps）短消息语音对讲模拟MPT1327可视对讲高宽带 （100Mbps）高清视频4GB-TrunC数字化1.宽带化2.2+4 融合3.第37页无线通信发展之路榨取带宽第38页LTE关键技术 不是全部宽带都叫LTE频谱灵活支持更多频段灵活带宽(1.4MHz20MHz)灵活双工方式先进天线处理方案分集技术MIMO技术Beamforming技术新无线接入技术OFDMASC-FDMA第39页LTE架构能力强，但很低调第

11、40页高带宽20M带宽下：DL: 100Mbps; UL: 50Mbps更高频谱效率: HSDPA3-4倍, HSUPA2-3倍更宽广业务平台，更丰富业务功效低时延广覆盖更安全 LTE协议定义了100km覆盖能力先进多天线技术，如Beamforming等深入增强空口性能扁平化系统架构CP: 100ms UP:5ms2G/3G 覆盖LTE 覆盖更佳用户体验完美实现宽带化硬件端到端加密采取LTE协议安全机制AS,NAS接入鉴权遥毙复活TD-LTE技术优势第41页国内外宽带网络发展情况第42页国内外宽带网络发展情况第43页LTE应急应用发展方向移动化第44页PDT与LTE比较大区制 速率 3.2K终

12、端单一擅长语言中小区制速率50M终端多样化擅长数据第45页？第46页全球首个宽窄带融合数字集群处理方案“2+4”业务 关键网eUTRAN “2+4”终端 ZiLTE 业务 ZiLTE 终端BTSPDT 业务关键网 PDT 终端语音对讲手持终端车载台eUTRAN关键网ZiLTE 基站ZiLTE 基站地图定位文本短信多媒体调度地图定位视频对讲互联网语音对讲文本短信eTCeTCPDT 基站eTCPDT +ZiLTE基站上网卡CPE无线监控LTE模块车载台手持终端融合手持终端PDT与LTE融合处理方案第47页移动互联网惯用无线通信技术第48页第49页什么是移动互联移动互联网=移动通信+互联网从终端定义

13、：用户使用手机、上网本、笔记本电脑、平板电脑、智能本等移动终端，经过移动网络获取移动通信网络服务和互联网服务从技术层面定义：以宽带IP为技术关键，能够同时提供语音、数据、多媒体等业务开放式基础电信网络移动互联连接互动传播第50页移动互联与桌面互联网与移动网第51页移动互联与传统互联网比较第52页移动互联网应用-消防警务通第53页移动互联网应用-广域对讲运行商移动网络eChat广域集群业务服务器eChat广域集群调度管理台InterneteChat终端设备第54页物联网惯用无线通信技术第55页第56页物联网概念物联网英文名称叫“The Internet of things”，顾名思义，物联网就是

14、“物物相连互联网”物联网是通信网和互联网拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装臵对物理世界进行感知识别，经过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝链接，到达对物理世界实时控制、准确管理和科学决议目标。工业和信息化部电信研究院。第57页物联网发展历史进程 “感知中国” IBM “智慧地球” 国际电信联盟 ITU互联网汇报：物联网，指出无所不在“物联网”通信时代即未降临 1995 Bill Gates 未来之路 物物互联第58页感知中国发展进程2009年8月，温家宝视察无锡中科院物联网技术研发中心时指出，要尽快突破核心技术，把传感技术和TD的发展结合起来；12

15、月，传感网列入国家中长期科学与技术发展规划(20062020 年)。2010年两会报告上首次提及物联网。2011年 首批5亿元物联网专项资金启动。2012年工信部发布物联网“十二五”发展规划。2013年1月，住建部公布首批90个智慧城市试点名单；2月，国务院公布关于推进物联网有序健康发展的指导意见；9月，发改委、工信部、教育部等联合发布物联网发展专项行动计划。第59页物联网定义第60页物联网本质 物联网本质就是将IT基础设施融入到物理基础设施中，也就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，而且被普遍连接，形成所谓“物联网”，实现实时、智慧

16、、动态管理和控制。 第61页62物联网关键技术经过信息传感设备，按照约定协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理一个网络接入网物联网射频识别RFID 条码二维码传感网WSN 短距离无线网络实时定位系统下一代互联网 Internet第62页物联网关键技术-RFID射频识别（RadioFrequency Identification，RFID），又称电子标签，是一个利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息技术。射频识别技术RFID利用射频方式进行非接触双向通信，实现人们对 各类物体或设备(人员、物品)在不一样状态(移动或静止)下识别和数据交换。与早期

17、接触式识别技术不一样，RFID系统射频识别卡和读卡器之间不用接触就可完成识别。第63页全方面感知可靠传输智能处理感知传输智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体动态信息。经过网络将感知各种信息进行实时传送。对海量数据进行分析、处理和控制，真正到达人物沟通、物物沟通。物联网特征第64页物联网体系架构第65页对象智能标签。经过二维码，RFID等技术标识特定对象，用于区分对象个体，比如在生活中我们使用各种智能卡，条码标签基本用途就是用来取得对象识别信息；另外经过智能标签还能够用于取得对象物品所包含扩展信息，比如智能卡上金额余额，二维码中所包含网址和名称等。 环境监控和对象跟踪。利用各种

18、类型传感器和分布广泛传感器网络，能够实现对某个对象实时状态获取和特定对象行为监控，如使用分布在市区各个噪音探头监测噪声污染，经过二氧化碳传感器监控大气中二氧化碳浓度，经过GPS标签跟踪车辆位置，经过交通路口摄像头捕捉实时交通流程等。 对象智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络，能够依据传感器网络用获取数据进行决议，改变对象行为进行控制和反馈。比如依据光线强弱调整路灯亮度，依据车辆流量自动调整红绿灯间隔等。物联网应用模式第66页物联网经典应用第67页68台站数据管理系统野外观察系统模型模拟系统数据传输与数据分析 中国陆地生态系统碳循环集成研究案例1 生态环境监测系统第68页 大连机场人员识别通

19、道示范系统，已成功实施。-年将首先在中国民航10个机场进行推广使用，当前深圳机场、上海虹桥机场、浦东机场也已实施。案例2 机场人员识别通道系统第69页案例3 太湖水资源监测系统 采取水质传感器检测探头、在线监测仪、监测站管理中心，在线实时监测水质pH、溶解氧、温度、浊度、电导率、TDS、盐度、氯离子、硝酸根离子、钙离子、钾离子、氟离子和氮气等指标。 第70页案例4 智能家居第71页案例5 上海无线政务专网项目概况网络频率：早期10MHz带宽14571467MHz，后期再提升为20MHz带宽14471467MHz。网络规模：整体规划规模2800多个基站，一期600多个基站建设进展：第一期建设正在

20、进行之中。业务规划实现宽带多媒体集群业务。消防FAS(Fire Alarm System)火灾报警系统宽带升级，建立了城市火灾自动报警信息中心、联网单位与119消防指挥中心一体化消防监控系统，实施全天候监测。直升机低空覆盖，空中高清视频回传，实现城市应急联动地空一体。应急通讯车经过eICIC技术，和附近大网基站实现动态资源协调，实现固定机动一体，有效应对突发、大规模事件。第72页物联网在消防中应用前景城市消防物联网消防物资管理战场环境感知智能士兵电子嗅探第73页无线自组网惯用无线通信技术第74页MESHMesh网络即”无线网格网络”,它是“多跳（multi-hop）”网络，是由ad hoc网络

21、发展而来，是处理“最终几公里”问题关键技术之一。他是一个动态能够不停扩展网络架构，任意两个设备均能够保持无线互联与mesh网络类似，是ZigBee技术，不过该技术属于窄带技术，传输带宽低于0.1Mbps，而mesh网络最高带宽能够到达20-100Mbps第75页MESH网特点自组织：Mesh网络设备是点对点传输，无需基站，多台设备上电后即会自动组建一张网络，相互之间可直接通信自适应：当点对点通信距离过远或有过多遮挡时，能够经过其它mesh设备进行中继跳接，把单跳不可视变成可视，距离过远变成距离适中自愈合：Mesh设备靠近已经有mesh网络会自动加入其中，成为其中一员，作为中继或者收发终端，me

22、sh设备远离或者断电，业务会自动切换，经过其它正常工作设备进行中继传输速率折损：带宽会折损二分之一，不过即便如此，在需要远距离和高穿透场景下，中继多跳效果依然要比一跳效果好很多第76页关键技术-无线MESH技术没有基础网络多跳特性抗毁性强自组网、自适应、自愈合第77页关键技术-无线MESH技术 说明： 网状结构 自动寻找最正确路径 单点故障，自动愈合 自动负荷均衡 第78页动态MESH示意第79页PDTLTE移动互联网物联网无线自组网小结第80页第81页目录 课程导论 惯用无线通信技术介绍 消防无线通信应用探讨 交流第82页几个问题探讨能力建设公网后指即设语音专网前指机动视频第83页公网与专网

23、公网：微蜂窝网络专网：大区制覆盖第84页结合场景考虑应用场景值守途中救援战评灾后第85页基本结论值守、途中、灾后（环境稳定）公网为主，专网为辅救援（环境易变）专网为主，公网为辅语音为主，视频为辅。救援阶段需要更多视频信息即设为主，机动为辅。救援阶段需要机动组网救援阶段需要前指为主。第86页值守、途中、灾后以PDT技术实现消防一级、二级网数字化改造以基于移动互联网广域集群对讲、消防警务通提升勤务保障能力第87页移动互联网应用-消防警务通第88页移动互联网应用-广域集群对讲运行商移动网络eChat广域集群业务服务器eChat广域集群调度管理台InterneteChat终端设备第89页广域集群对讲系

24、统第90页救援构建现场应急网 即设系统与速设系统结合 专网系统与公网系统结合 宽带系统与窄带系统结合 语音业务与数据业务结合第91页 箱子总动员 箱子大行军 箱子大阅兵第92页 箱子大作战第93页 头重脚轻第94页 顾此失彼第95页火场前指后指 各种类单兵，每种都自带端到端无线通信模块天线林立，通信简陋，通信距离近采取相同通信技术和频率，多个单兵之间存在严重无线干扰每个单兵装备上都存在通讯模块，装备负载重，单兵设备成本高 烟囱式业务，各种业务协作困难现场指挥员必须同时使用多个业务系统多个业务系统不能统一展现、统一管理各种类单兵采集数据不能融合应用无法给后方指挥中心全方面信息第96页火场前指后指

25、3G公网 公网图传不可靠基于3G公网通信，全部远程回传后方指挥中心，由后指调度前指前方指挥部不能第一时间掌握现场情况，做出快速反应在同一作战方向、同一作战区域轻易造成公网拥塞甚至基站瘫痪终端愈多，网络愈慢，图像愈差。第97页独立式单兵，烟囱式应用，公网图传融合式通信，融合式应用，公专网结合第98页现场通信网络化现场应用平台化现场装备标准化第99页 可管：网络设备可管理 可控：用户接入可控制 可延：网络覆盖可延伸 可视：现场网络直观化 可调：现场网络可调整现场应急网特点第100页现场应急网设备特点 小：体积小、重量轻、模块化、功耗低 快：方便投放 专：主流通信技术，与业务解耦 网：网络型设备，非

26、点对点传输第101页应用平台功效特色 统一展现：以指挥员视角集中展现功效 接口开放：各类业务能够接入 插件化：业务模块插件化 多元化：终端接入多元化第102页统一网络-打造健壮数据链信息港指挥机50KM语音、报文远程报文短波电台短波电台智能盒数据链空呼热成像布控球布控球无人机三维定位对讲生命体征第103页现场组网示意图第104页统一网络-现场数据链LTE无线便携设备Mesh主站智能盒Mesh从站Mesh从站Mesh单兵建筑物内部延伸 大功率LTE做现场广覆盖骨干网 Mesh做建筑物内部覆盖延伸网 多个中队各自组建独立Mesh网，支队总队组建LTE专网并接入中队Mesh网 LTE专网经过智能盒与Mesh基站对接Mesh主站智能盒Mesh从站Mesh从站Mesh单兵建筑物内部