LTE 和 WLAN 显著提升军事和应急救援网络效率

超越运营：LTE 和 WLAN 显著提升军事和应急救援网络效率

赋能军事网络和公共安全网络在更大覆盖范围内访问和共享数据

众所周知，军队、公共安全机构和其他一些机构以往使用的通信系统是模拟一键通话陆地移动电台 (LMR) 系统，主要进行语音通信。正如消费者喜欢通过图片和视频等数据应用来分享信息，这些团体也越来越多地依赖数据访问。在遇到紧急情况时，各个团体和机构可能需要共享和访问地图、建筑物布局和视频片段等大文件。由于所处的位置通常比较偏远，他们还需要能够迅速部署的自组网络。为了快速启用这类应用，从应急救援机构到军事组织，纷纷引入 consumer-first 的技术，例如长期演进 (LTE) 和无线局域网 (WLAN)。

本白皮书包含的关键要点 ：

• 应急通信开始采用consumer-first 的无线技术
• WLAN 提供灵活的自组网络部署方式
• 通过 LTE 增强态势感知

大多数军事机构和公共安全机构都希望通过各种方法增强态势感知。LTE 和 WLAN 提供更高的数据速率和更大的覆盖范围，可以帮助他们实现这一目标。比方说，地理信息（例如地图和建筑物蓝图）就可以与来自无人机、现场人员和其他来源的高清图像和视频结合使用，提供精准定位。与此同时，网络必须在个人、调度员和基础设施（包括路由器、服务器和其他设备）之间提供持续、安全、可靠的通信。然而，公共安全和军事通信 (MilCom) 网络也面临一系列威胁，例如恶劣的天气、网络攻击、火灾等等。网络部署的方式也各所不同。有些网络可能位于几乎没有基础设施的农村地区，有些网络则可能位于拥挤的城市信号环境中。没有一种万能的网络部署方式可以同时保证有足够的弹性和灵活性。冗余或网络备份并非始终都能行得通。除现有网络技术外，通过 LTE 与 WLAN 的结合，应急救援网络和军事通信网络还可以实现可靠的覆盖和更高的数据速率。

WLAN 提供灵活的自组网络部署方式

WLAN 使用名称为“电气和电子工程师协会 (IEEE) 802.11x”的协议。这项不断演进的无线传输技术可以实现不同设备和不同接入点之间的高速通信。WLAN 的核心是通信设备所连接的路由器或接入点。尽管一个设备到一个接入点之间的范围有限，但通过自组网络或网状网络等方式可以实现更大的覆盖范围。消费者通常会使用开放的免费 Wi-Fi，但公共安全、军事和其他团体则需要使用安全的 WLAN 网络。

公共安全

WLAN 网络带给应急救援人员的好处包括它易于部署、成本低，能够适应混合式解决方案。6 GHz IEEE 802.11ax 的出现也为集中监控专用信道奠定了基础。有些部署已经在使用 WLAN来支持网络并为紧急服务提供回程传输。消费类网络依靠回程来降低基础设施成本。公共安全机构通常采用称为无线自组网 (WANET) 或移动自组网 (MANET) 的自组网络来应对事件期间的流量尖峰或是将覆盖范围扩展到偏远地区。

WANET 和 MANET 都是移动设备自行配置和自行组织的网络。“自组”是指这样的网络不使用现有的无线基础设施。节点基于连通性和所采用的路由算法等条件互相转发数据。自组网络因为不存在中央节点，所以属于分散型网络。它们可以迅速组网，因此非常适合用于紧急情况和军事冲突地区。车载自组网 (VANET) 可以提供车辆与路边设备之间的通信。尽管尚未在公共安全场景中实施，但 VANET 在改善紧急情况下的通信方面显示出了巨大潜力。

军用

军队采用 WLAN 快速在冲突地区或训练地点部署网络。士兵同时使用手持设备和车载设备， 这些设备构成了网络节点。WLAN 无需基础设施并且操作简便，这恰好满足军事机构的需求， 它的自治性、自我配置能力和自适应特性更是深受军事机构青睐。自我配置需要使用路由表 来确定节点之间的距离。随着节点数量增加，这个过程的流量会不断上升，占用一部分处理 能力，尤其是因为每个节点都必须向其周围节点发送消息。

因此，一旦节点数量超过 30 个， 传统的 MANET 性能就会下降 ；如果节点数量超过 50 个，网络就不能再提供支持。 研发工作的重点是如何更有效地实现自组网通信，以及如何为军事机构提供增强的数据功能。 例如 2013 年，美国国防部高级研究计划局 (DARPA) 启动了基于内容的移动边缘网络 (CBMEN) 计划。该计划邀请创新人员一起推动 MANET 突破节点和性能极限。该计划的目标是为身处 网络战术边缘的军事人员降低时延、提高内容吞吐量。新的网络服务和传输体系结构能够 在这样的自组网环境中高效、透明地分发内容。

通过 LTE 增强态势感知

LTE 与 WLAN 的不同之处在于它需要基础设施。LTE 体系结构全部采用互联网协议，具有低时延、高弹性的特点，可以在语音和数据应用中实现互操作。第三代合作伙伴计划 (3GPP) 为LTE 和其他蜂窝通信制定了开放的全球标准。为了支持军事通信和公共安全无线通信，3GPP 第 12 版推出了邻近业务功能。万一网络中断，邻近业务支持应急用户使用附近的应急救援电话直接通信。第 13 版新增了任务关键型一键通话功能，以及一系列支持应急用户的功能。

例如，通过“发现”功能，用户可以知道在直接模式的范围内是否存在其他电台。如果用户超出了范围，可以 通 过中继功 能 接 入固定 LTE 网 络，从而与其他 LTE 设备建立连接。第 14 版引入了任务关键型数据和视频功能以及其他一些有助于提升性能的功能。第 15 版进一步推动了任务关键型支持的演进，这也是 3GPP 计划继续发展的方向。

在使用传统通信设备的战场场景中，部队需要花大量时间来传递敌我位置等信息。而使用LTE 功能的话，他们可以在发送短信或简短交谈的同时实时共享图片和视频。通过收集和综合这些信息，军队可以增强对周边态势的感知。LTE 让全球的军事机构可以更轻松地进行互操作，同时充分利用更高带宽带来的优势。

LTE 军事部署的模型既可以是武装部队建设和运营的基础设施，也可以是与商用网络运营商的合作。凭借强大的自适应能力，军用级 LTE 解决方案即使在恶劣的天气和其他条件下也能正常运行。现有的基础设施及其使用情况也极其重要，这些因素决定了覆盖范围和安全性要求。

公共安全 LTE 网络

世界各地的应急救援机构都在从模拟通信向着数字通信升级。他们通常使用地面中继无线电 (TETRA)、公共安全通信官员协会 (APCO) 项目 25 (P25) 和数字移动无线电 (DMR) 等标准。由于需要数据智能，这些机构也必须考虑采用 LTE。LTE 公共安全系统支持一系列核心关键通信功能，例如一键通话、对等操作和优先级分配。该系统还支持用户利用高清信号（来自闭路电视和其他信号来源）实施人脸识别等应用。

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