宽带无线专网技术选择探索

宽带无线专网技术选择探索方桂成（）在公网无线通讯领域，手机从早期的大哥大，GSM功能手机，一路发展到3G智能机，4G技术LTE在全世界已经成熟商用了。伴随着技术进步与时代发展，不光我们的生活方式被深刻地改变了，移动互联网兴起后，公众参与社会议题也不可逆转地影响了社会。相比公网无线通讯领域，专网无线通讯这几十年的技术更新比较缓慢。虽然专网有其特殊性，技术演进路线从模转数，向宽带化、多媒体化发展。但不可否认，当前专网通讯缺乏亮点，缺少革命性技术，这个领域的标准也未能形成统一，厂家尚处于诸侯割据，各自为战的局面。数字对讲机的话题已经够多的了，本文尝试从宽带多媒体技术的实现上来考察一下可供选择的各种宽带无线通讯技术。首先我们来看专网通讯的高端用户群体，诸如公安、武警、铁路、消防等行业，这些用户以使用集群系统为主，大部分地区是MPT1327系统，部分地区实施了PDT数字集群，Tetra数字集群。2012年8月，全国公共保护和救灾（PPDR）通信技术研讨会在海口成功召开，吹响了专业领域中宽带组织专网的号角，标志着无线宽带应用行业在中国的全面启动，人们越来越深刻认识到宽带网络、应急通信在未来应用的重要性。从公安领域来说，公安一所蒋庆生主任多次在公开场合表达，公安业务需要语音调度、可视化指挥、图像采集、数据业务传输、PGIS定位等综合应用。公安部科技信息化局副局长马晓东大力倡导专网从模拟化、宽带化演进。PPDR提出PDT+LTE方案，窄带集群作为话音调度覆盖广大区域，LTE专网作为热点地区覆盖，提供宽带业务，实现宽带多媒体集群。为什么宽带专网建设选择了TD-LTE技术，而不在原有的PDT、Tetra等数字集群技术上演进？为什么TD-LTE技术要分阶段实施，却不能完全替代窄带数字集群呢？要回答这个问题，我们就得从无线通讯的技术特点说起。PDTTetraTD-LTE调制技术4FSK/4DQPSKOFDMA/SC-FDMA空口带宽12.5Khz25Khz5/10/20Mhz理论速率9.6Kbps28.8Kbps20/45/100Mbps覆盖距离1530Km1030Km12Km从上表可见，窄带系统速率低，但覆盖范围非常大，宽带系统速率很高，但相应地，覆盖范围急剧下降。带来的重要影响是，需要建设的基站数量成平方指数增加。因此，要断言TD-LTE宽带专网将会取代PDT等窄带集群系统为时尚早。按照PPDR的设想来看，集群手台最好是双模制式，同时支持PDT与TD-LTE，自动适应网络状态，有宽带网络时优先使用宽带系统，支持多媒体功能，没有宽带网络时，使用PDT集群系统，仅支持语音调度。按照这个思路，杭州优能于13年底发布了全球首款支持PDT+LTE的手持终端NDP-950。上海德思普在此基础上，提出三模制式，同时支持PDT+LTE+ASC，其中单载波调制技术为满足在没有LTE覆盖的区域内，依然可以做到宽带多媒体的脱网直通，为TD-LTE专网提供了一个脱网直通模式。然后我们再来看看专网通讯的行业用户群体，诸如机场、港口码头、矿区、工程施工等领域。这些用户目前多用常规对讲机加中继台的方式形成无线区域覆盖。目前在大部分一线机场都部署了宽带多媒体集群系统，解决了航空公司的话音通讯、可视化指挥、人员车辆定位、业务软件数据传输的综合需求。在一些港口、水利、应急通信、火车货运站场都有一些应用。在行业专网通讯领域，目前尚未统一标准，采用的技术五花八门，各显神通。主导使用TD-LTE技术的有，普天技术研究院利用LTE技术，设计过程中保持了跟原始的LTE兼容性但又体现专网特有的一些特性进行优化。鼎桥通信继承了所有TD-LTE的技术优势和业务优势，而且结合行业用户特点对空口性能做了大量优化。北京信威坚持采用自主研发创新的McWiLL技术，在石油石化、水利交通、军工通信领域开创出一片天地。无锡德思普、重庆无线绿洲、上海瀚讯也分别采用了类同WiMAX技术在各自的市场领域做出了一些典型应用。McWiLLWiMAXTD-LTE调制技术CS-OFDMAOFDMAOFDMA/SC-FDMA空口带宽5Mhz5Mhz/10Mhz5/10/20Mhz理论速率15Mbps15Mbps/40Mbps20/45/100Mbps覆盖距离12Km12Km12Km从上表可以看出，McWiLL、WiMAX、TD-LTE三种技术都是基于OFDMA的具体实现，基本性能差不太多。近年TD-LTE技术得到了众多主流厂家支持，技术发展迅猛，有助于普及应用。我们再来看看专网通讯的商业用户群体，诸如酒店、宾馆、商场、超市、KTV等。这些客户的使用区域是固定的，而且基本限制在室内环境。这些用户传统做法是采用常规对讲机，做室内分布系统工程达到室内区域覆盖即可。一般而言，对讲机的采购费用并不算昂贵，但是室内分布系统、中继台以及施工安装的工程费用，对于这类用户而言代价不菲。然而，智能手机的普及要求这些面向消费者的场合必须提供WIFI网络接入，导致这些场合又要另外做一套WLAN室内分布系统。近年来，尤其出现了一种新的动向，大型商业用户不满足于对讲机仅有语音通讯功能，开始寻求定制化的信息软件服务。比如，南京一家大型连锁KTV已经放弃了使用传统对讲机，而是花费了一笔不菲的费用，委托管理软件公司研发了一套专用的软件系统和手持信息终端。基于此，上海德思普研发了基于433Mhz可视对讲机、WIFI对讲机，联合多家管理软件公司把餐饮管理软件、娱乐管理软件、酒店管理软件等各行业专用管理软件集成进来，形成完整的商业信息化解决方案。这样一来，把对讲机与信息终端两种应用整合进一个手持设备，大大提升了客户工作效率。值得注意的是，WIFI技术的覆盖距离仅有100米，因此，室内分布系统工程同样需要请专业公司负责实施，绝不是用户自行买几个无线路由器就能用了这么简单。最后，我们再来观察一下依附于电信运营商网络的技术。公网对讲机、天翼对讲机纷纷登场，意欲在专网通讯市场中也分一杯羹。热热闹闹中也确实有一拨人卖天翼对讲机挣到了钱，而且不光卖硬件，还卖“软件”：从电信还能拿到一些放号激励费用。公网对讲机最大的好处是，不需自己架设中继或自建集群系统，只要买张手机卡插入，就可以实现全国范围内（在电信公网覆盖的范围内）的无距离限制的自由对讲、信息传输。这对于一些需要跨地域联动、覆盖面广、用户分散的行业用户有极大的吸引力。比如物流、运输、出租车等行业，对于一些苦于没有网络覆盖、没有频率资源的用户来说，也是一个解决问题的方式，比如对于有些地区的城管大队，海关，边防等。但现在有一些厂家开始做没有屏幕的简化版公网对讲机，试图通过拉低价格取代商用对讲机，笔者认为这值得商榷。首先，部分传统用户不可能舍弃对讲机，公网对讲机现在还无法达到专网集群、常规机型的接续时延短、呼损率低的特点。在一些高端客户群体中，更是早有定论，专网一定是独立于公网存在的，比如公安、应急通讯，急迫需要对讲机的场合往往是公网已经瘫痪了。但大势所趋的是一些行业市场完全能接收公网对讲机技术的缺点，他们没有那么高的性能要求，解决问题就好。利用公网技术多做一些行业应用系统，结合卫星定位功能，解决可视化指挥调度，业务软件数据传输尤为重要，而不应早早地沦陷在价格战中不能自拔。上海德思普的POC3100型公网对讲机解决方案，支持电信联通的3G网络，也支持移动的LTE 4G网络，在支持语音通讯、视频对讲的同时，更注重为特定行业开发定制应用软件。为看好公网对讲机的渠道商和生产厂家提供了另外一个发展思路。总之而言，解决宽带数据传输的技术选择有不少，从无线