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【摘要】TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分时长期演进）作为我国自主知识产权的无线通信系统，采用了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MI-MO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）等先进技术，是一套技术领先的无线通讯系统。将TD-LTE技术应用于安防行业，设计安防行业一体化通信与调度系统，能够有效提高企业的安防管理和应急通信能力，同时使得4G通信技术得到广泛的应用。本文主要讨论基于TD-LTE的移动单兵巡逻解决方案。
【关键词】TD-LTE；单兵巡更系统；安防系统；安全巡逻
目前传统移动巡逻存在的问题：移动巡逻人员无法实施定位，一旦发生突发情况，无法第一时间获取其位置信息；当巡逻人员发现突发情况时，仅凭语音对讲报告现场情况很难准确描述出现场情况；传统对讲机有距离限制，超出距离范围内无法收到对方信号；传统的巡更方式无法获取巡更过程中的实时视频信息，不方便监控指挥中心调度。针对以上问题，建立一套实时的、可移动的、可视化的、能够快速应对突发事件的单兵巡逻系统尤为必要，并且有着迫切的需求。
1.TD-LTE原理
LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。
LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），TD-LTE系统具有如下特点：[2]
①灵活支持1.4，3，5，10，15，20MHz带宽；②下行使用OFDMA，最高速率达到100Mbits/s，满足高速数据传输的要求；③上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA（单载波频分复用），在保证系统性能的同时能有效降低峰均比（PAPR），减小终端发射功率，延长使用时间，上行最大速率达到50Mbits/s；④充分利用信道对称性等TDD的特性，在简化系统设计的同时提高系统性能；⑤将智能天线与MIMO技术相结合，提高系统在不同应用场景的性能；⑥应用智能天线技术降低小区间干扰，提高小区边缘用户的服务质量；⑦进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度，保证系统吞吐量和服务质量。
2.TD-LTE移动单兵巡逻解决方案
2.1研发背景
视频安防监控的成熟离不开网络技术的发展，视频信号的传输往往会受到网络带宽的影响。各种视频监控项目都要在经济成本和实现效果上面去均衡利弊。而4G网络技术对安防行业的影响主要表现在无线视频监控领域，4G网络通信技术是3G网络的10倍，是拨号上网的2000倍。而一般的高清监控720p每路带宽要求在2M-4M之间，这就很好的将高清与无线监控良好的整合。
2.2TD-LTE单兵巡更系统方案
2.2.1TD-LTE单兵巡更系统建设方案
为了提高园区安防水平，立体化展现实时巡更信息，提高指挥调度效率，本文提出了一套新型的TD-LTE巡更系统，该系统以TD-LTE技术为基础，结合网络特点，用低成本，高效率，满足园区安保需求，其设备主要包括：①海康7000/7200平台，主要用于完成TD-LTE单兵设备的接入及中心调度功能；②手持单兵设备（DS-6102HL），主要给巡更人员配备，可以实现全双工语音对讲，GPS定位，无线传输，生物认证，手动报警灯功能；该系统平台部署在某通信园区CMNET专网内，并在公网做有映射，方便设备注册，如图1所示为单兵系统网络拓扑图。
2.2.2系统优势
基于TD-LTE的移动单兵巡更系统具有以下优势：
①业务丰富②强大的互联网互通功能③网络速度更快④对讲功能
2.2.3单兵巡更系统与安防系统的结合
为了立体化园区安防，单兵巡更系统需要与智能安防系统完成对接，安防平台也对单兵系统中的各类事件，业务数据进行整合，提取出几项可实时性高的执行预案，具体表现在以下方面：
①单兵系统的手动报警，单兵轨迹偏离告警发送至安防平台：通过该功能，平台完成对单兵系统告警源的统一接入，及时通过语音，获取视频了解情况并做处理；②单兵路径的实时呈现，单兵设备通过GPS模块，将实时的GPS信息发送到中心，该信息在3D模拟沙盘上进行描绘，更直观的了解当前巡更人员的位置信息，业务场景（如图3所示）。
单兵系统与安防平台结合的系统架构图如图2所示：
2.3应用实例
单兵监控系统是针对各种执法取证、执勤记录、行政监管等单人便携式监控需求而提供的解决方案。设备可通过4G和Wi-Fi无线网络进行实时视音频信息传输、语音对讲等功能；设备采用三防设计，以保证全天候工作；同时设备支持指纹识别、扩展接口丰富，适合现场取证、远程指挥、抢险调度等业务方面应用。
2.3.1安全巡逻
当遇到突发事件时，安保人员可以通过手持单兵发送告警到监控中心，监控中心通过安防平台调取该安保人员配备的单兵设备的实时监控视频，并对该巡逻人员进行指挥调度，对该突发事件进行紧急处理。（如图3）
如图3所示，安保人员手持移动单兵在园区中巡逻，安防平台根据移动单兵发送的实时经纬度信息在模拟沙盘上显示出巡逻人员的位置和巡更轨迹。对于平台监控人员，可以预先设置巡更路径，如果巡逻人员的巡更路径偏离了预设的巡更路径，会自动发出告警，平台监控人员可以立即通过语音对讲通知手持单兵设备的巡更人员，或打开该巡更人员手持设备的实时监控视频，了解现场情况。
2.3.2突发情况处置
如图4所示，当巡逻过程中发现突发事件时，巡逻人员可以利用手持单兵设备，通过手动报警、对讲等方式与监控中心和其他巡逻人员迅速取得联系，可以通过拍照和录像的方式记录突发场景发生的事情以便警方取证，同时，监控中心可以调用单兵设备的实时视频并与之对讲通讯，同事调度其他可用的资源来协同处理该突发事件。
3.结论
随着4G网络建设不断深入，4G无线通讯技术的不断完善，4G在安防行业尤其是高清视频监控、数据传输、数据存储等方面将带来深远影响。通过TD-LTE的4G无线通信技术，结合移动单兵系统及安防平台支撑，结合监控中心的指挥调度，本系统在园区安防应用中发挥极其重要的作用，实现了智能识别、智能安防、有限/无线视频监控等功能作用，有效支撑无线、智能快速无纸化安防监控管理。
参考文献
[1]业内谈LTE前景：2G、3G、4G将一直并存.网易科技报道.2013.10
[2]王映民.TD-LTE技术原理与系统设计.人民邮电出版社，2008
[3]王迎、龚慧莉.试论TD-LTE技术的未来发展[J].移动通信，2009（22）
[4]庞建民，消防单兵移动通信指挥系统初探[J].智能建筑与城市信息，2011（09）
[5]徐亚峰，联合作战指挥一体化系统中单兵移动终端的研究与设计[C].国防科学技术大学，2007
【关键词】TD-LTE；单兵巡更系统；安防系统；安全巡逻
目前传统移动巡逻存在的问题：移动巡逻人员无法实施定位，一旦发生突发情况，无法第一时间获取其位置信息；当巡逻人员发现突发情况时，仅凭语音对讲报告现场情况很难准确描述出现场情况；传统对讲机有距离限制，超出距离范围内无法收到对方信号；传统的巡更方式无法获取巡更过程中的实时视频信息，不方便监控指挥中心调度。针对以上问题，建立一套实时的、可移动的、可视化的、能够快速应对突发事件的单兵巡逻系统尤为必要，并且有着迫切的需求。
1.TD-LTE原理
LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。
LTE-TDD，国内亦称TD-LTE，即 Time Division Long Term Evolution（分时长期演进），TD-LTE系统具有如下特点：[2]
①灵活支持1.4，3，5，10，15，20MHz带宽；②下行使用OFDMA，最高速率达到100Mbits/s，满足高速数据传输的要求；③上行使用OFDM衍生技术SC-FDMA（单载波频分复用），在保证系统性能的同时能有效降低峰均比（PAPR），减小终端发射功率，延长使用时间，上行最大速率达到50Mbits/s；④充分利用信道对称性等TDD的特性，在简化系统设计的同时提高系统性能；⑤将智能天线与MIMO技术相结合，提高系统在不同应用场景的性能；⑥应用智能天线技术降低小区间干扰，提高小区边缘用户的服务质量；⑦进行时间/空间/频率三维的快速无线资源调度，保证系统吞吐量和服务质量。
2.TD-LTE移动单兵巡逻解决方案
2.1研发背景
视频安防监控的成熟离不开网络技术的发展，视频信号的传输往往会受到网络带宽的影响。各种视频监控项目都要在经济成本和实现效果上面去均衡利弊。而4G网络技术对安防行业的影响主要表现在无线视频监控领域，4G网络通信技术是3G网络的10倍，是拨号上网的2000倍。而一般的高清监控720p每路带宽要求在2M-4M之间，这就很好的将高清与无线监控良好的整合。
2.2TD-LTE单兵巡更系统方案
2.2.1TD-LTE单兵巡更系统建设方案
为了提高园区安防水平，立体化展现实时巡更信息，提高指挥调度效率，本文提出了一套新型的TD-LTE巡更系统，该系统以TD-LTE技术为基础，结合网络特点，用低成本，高效率，满足园区安保需求，其设备主要包括：①海康7000/7200平台，主要用于完成TD-LTE单兵设备的接入及中心调度功能；②手持单兵设备（DS-6102HL），主要给巡更人员配备，可以实现全双工语音对讲，GPS定位，无线传输，生物认证，手动报警灯功能；该系统平台部署在某通信园区CMNET专网内，并在公网做有映射，方便设备注册，如图1所示为单兵系统网络拓扑图。
2.2.2系统优势
基于TD-LTE的移动单兵巡更系统具有以下优势：
①业务丰富②强大的互联网互通功能③网络速度更快④对讲功能
2.2.3单兵巡更系统与安防系统的结合
为了立体化园区安防，单兵巡更系统需要与智能安防系统完成对接，安防平台也对单兵系统中的各类事件，业务数据进行整合，提取出几项可实时性高的执行预案，具体表现在以下方面：
①单兵系统的手动报警，单兵轨迹偏离告警发送至安防平台：通过该功能，平台完成对单兵系统告警源的统一接入，及时通过语音，获取视频了解情况并做处理；②单兵路径的实时呈现，单兵设备通过GPS模块，将实时的GPS信息发送到中心，该信息在3D模拟沙盘上进行描绘，更直观的了解当前巡更人员的位置信息，业务场景（如图3所示）。
单兵系统与安防平台结合的系统架构图如图2所示：
2.3应用实例
单兵监控系统是针对各种执法取证、执勤记录、行政监管等单人便携式监控需求而提供的解决方案。设备可通过4G和Wi-Fi无线网络进行实时视音频信息传输、语音对讲等功能；设备采用三防设计，以保证全天候工作；同时设备支持指纹识别、扩展接口丰富，适合现场取证、远程指挥、抢险调度等业务方面应用。
2.3.1安全巡逻
当遇到突发事件时，安保人员可以通过手持单兵发送告警到监控中心，监控中心通过安防平台调取该安保人员配备的单兵设备的实时监控视频，并对该巡逻人员进行指挥调度，对该突发事件进行紧急处理。（如图3）
如图3所示，安保人员手持移动单兵在园区中巡逻，安防平台根据移动单兵发送的实时经纬度信息在模拟沙盘上显示出巡逻人员的位置和巡更轨迹。对于平台监控人员，可以预先设置巡更路径，如果巡逻人员的巡更路径偏离了预设的巡更路径，会自动发出告警，平台监控人员可以立即通过语音对讲通知手持单兵设备的巡更人员，或打开该巡更人员手持设备的实时监控视频，了解现场情况。
2.3.2突发情况处置
如图4所示，当巡逻过程中发现突发事件时，巡逻人员可以利用手持单兵设备，通过手动报警、对讲等方式与监控中心和其他巡逻人员迅速取得联系，可以通过拍照和录像的方式记录突发场景发生的事情以便警方取证，同时，监控中心可以调用单兵设备的实时视频并与之对讲通讯，同事调度其他可用的资源来协同处理该突发事件。
3.结论
随着4G网络建设不断深入，4G无线通讯技术的不断完善，4G在安防行业尤其是高清视频监控、数据传输、数据存储等方面将带来深远影响。通过TD-LTE的4G无线通信技术，结合移动单兵系统及安防平台支撑，结合监控中心的指挥调度，本系统在园区安防应用中发挥极其重要的作用，实现了智能识别、智能安防、有限/无线视频监控等功能作用，有效支撑无线、智能快速无纸化安防监控管理。
参考文献
[1]业内谈LTE前景：2G、3G、4G将一直并存.网易科技报道.2013.10
[2]王映民.TD-LTE技术原理与系统设计.人民邮电出版社，2008
[3]王迎、龚慧莉.试论TD-LTE技术的未来发展[J].移动通信，2009（22）
[4]庞建民，消防单兵移动通信指挥系统初探[J].智能建筑与城市信息，2011（09）
[5]徐亚峰，联合作战指挥一体化系统中单兵移动终端的研究与设计[C].国防科学技术大学，2007