面向公共安全的宽带移动通信
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天津西青
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作者(西)雷蒙·费鲁斯(Ramon Ferrus),(西)奥利奥尔·萨连特(Oriol Sallent) 编著;郎为民 等 译
出版社机械工业出版社
ISBN9787111583950
出版时间2018-01
装帧平装
开本其他
定价99元
货号1201653644
上书时间2024-10-13
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目录
译者序
原书前言
第1章 公共保护与救灾通信
1.1 背景和术语
1.2 PPDR功能和组织
1.3 PPDR行动框架及通信需求
1.3.1 行动场景
1.3.2 PPDR行动框架
1.3.3 PPDR行动中的通信参考点
1.3.4 PPDR行动所需的通信服务
1.4 PPDR通信系统
1.4.1 PPDR通信系统一般需求
1.4.2 PPDR通信技术
1.4.3 当前PPDR中使用的标准
1.4.4 目前PPDR通信系统存在的主要局限
1.5 监管和标准化框架
1.5.1 ITU在应急通信领域中的工作
1.5.2 北美和拉丁美洲地区
1.5.3 亚洲和太平洋地区
1.5.4 欧洲地区
参考文献
第2章 移动宽带数据应用与容量需求
2.1 引言
2.2 面向PPDR的数据中心、多媒体应用
2.2.1 视频传输
2.2.2 地理信息系统
2.2.3 定位与跟踪
2.2.4 面向突发事件指挥的电子会议和调度工具
2.2.5 远程数据库访问与信息传输应用
2.2.6 PPDR人员监测与生物医学遥测
2.2.7 远程应急医疗服务
2.2.8 传感器和远程控制设备
2.2.9 移动办公
2.3 PPDR宽带数据应用特性
2.4 多种行动场景中数据容量需求评估
2.4.1 PPDR应用的吞吐量需求
2.4.2 日常行动场景
2.4.3 大规模突发/公共事件
2.4.4 灾难场景
参考文献
第3章 未来移动宽带通信系统
3.1 PPDR宽带通信提供模式变革
3.2 驱动模式变革的技术经济因素
3.2.1 技术维度
3.2.2 网络维度
3.2.3 频谱维度
3.3 未来移动宽带PPDR通信系统视图
3.3.1 LTE专用网络
3.3.2 LTE商用网络
3.3.3 传统PMR/LMR网络
3.3.4 可运输系统和卫星通信
3.3.5 基于IP的互联骨干网
3.3.6 应用和用户设备
3.3.7 频谱
3.4 当前举措
3.4.1 在美国部署全国性的专用宽带网络
3.4.2 CEPT ECC欧洲范围统一宽带PPDR活动
3.4.3 比利时与其他欧洲国家实施的混合方案
3.4.4 英国LTE应急服务网络
3.4.5 TCCA
参考文献
第4章 面向PPDR通信的LTE技术
4.1 任务关键型LTE的标准化路线图
4.2 LTE基础内容
4.2.1 无线接口
4.2.2 服务模型：PDN连接和承载业务
4.2.3 PCC子系统
4.2.4 安全
4.2.5 漫游支持
4.2.6 LTE语音业务
4.3 群组通信和PTT
4.3.1 LTE PTT现有举措和解决方案
4.3.2 3GPP标准化工作
4.3.3 GCSE
4.3.4 基于LTE的MCPTT
4.3.5 OMA PCPS
4.4 设备到设备通信
4.4.1 3GPP标准化工作
4.4.2 ProSe功能
4.4.3 ProSe功能架构
4.5 PPDR优先化和QoS控制
4.5.1 接入优先级
4.5.2 准入优先级
4.5.3 数据面QoS配置
4.S.4 MPS
4.6 隔离的E-UTRAN操作
4.7 大功率UE
4.8 RAN共享增强
参考文献
第5章 面向PPDR通信的LTE网络
5.1 引言
5.1.1 PPDR通信提供中的服务和网络层分离
5.1.2 “公共安全级”网络设计
5.2 移动宽带PPDR网络和服务的提供方案
5.3 专用网络
5.3.1 经济有效的网络覆盖
5.3.2 超越PPDR响应者范围扩大用户群
5.4 商用网络
5.4.1 组织和合同方面
5.4.2 商用网络对提供任务关键型PPDR服务的准备
5.4.3 当前商用网络对优先服务的支持
5.5 混合解决方案
5.5.1 PPDR用户国内漫游
5.5.2 部署PPDR MVNO
5.5.3 与MNO共享RAN
5.5.4 关键网络和专业网络的网络共享
5.6 网络架构设计和实现方面
5.6.1 关键通信系统参考模型
5.6.2 与商业网络互联
5.6.3 与传统PMR网络的互联
5.6.4 可部署系统的互联
5.6.5 卫星回程和直接访问
5.6.6 IP骨干网的互联
5.6.7 基于MVNO解决方案的网络架构
参考文献
第6章 PPDR通信的无线电频谱
6.1 频谱管理：监管框架和模式
6.1.1 全球层面的监管框架
6.1.2 区域层面的监管框架
6.1.3 国家层面的监管框架
6.1.4 频谱管理模式
6.2 国际统一的PPDR通信频率范围
6.3 移动宽带PPDR通信频谱需求
6.3.1 频谱部分
6.3.2 频率需求计算方法
6.3.3 频谱估计
6.4 现有的PPDR频谱分配和移动宽带的候选频段
6.4.1 欧洲地区
6.4.2 北美地区
6.4.3 亚太和拉丁美洲地区
6.5 PPDR通信的频谱共享
6.5.1 频谱共享模式
6.5.2 基于LSA的频谱共享使用
6.5.3 基于对TVWS次要访问的频谱共享使用
参考文献
附录 英文缩略语
内容摘要
雷蒙·费鲁斯、奥利奥尔·萨连特编著的《面向公共安全的宽带移动通信：通往LTE技术之路》对在PPDR通信中引进LTE技术进行了及时且全面的介绍，描述了基于新一代移动宽带技术的PPDR通信运维情况和应急多媒体与数据中心应用，并讨论了基于新一代移动宽带技术的PPDR通信的技术效率和成本效益情况。此外，本书对以专用或商用LTE为基础的各种网络实施方案所提供的移动宽带PPDR通信服务进行了讨论，包括移动虚拟网络运营商（MVNO）模型和其他混合模型的适用性。本书还对应急通信的无线电频谱分配管理问题进行了深入的讨论，指出了频谱需求与候选频段，并提供了适合PPDR通信的动态频谱共享解决方案。配合书中内容介绍，本书还列举了大量的参考文献，供读者做进一步的深入了解和讨论。本书共分为6章，内容涉及公共保护与救灾通信、移动宽带数据应用与容量需求、未来移动宽带PPDR通信系统、面向PPDR通信的LTE技术、面向PPDR通信的LTE网络以及PPDR通信的无线电频谱等方面的内容。本书体系结构完整，内容新颖翔实，知识系统全面，行文通俗易懂，兼备知识性、系统性、可读性、实用性和指导性。本书大的优势在于其倡导的内容是基于当前新的LTE移动宽带技术，主打LTE技术支撑下的应急通信的解决方案、组成结构、部署实现、性能情况与频谱分配。本书内容系统全面、时效性强，将当前主流的公共移动通信技术引入到应急通信领域，为应急通信领域政府主管部门、研究机构和应急通信行业企业在研发新一代应急通信系统时提供了新的移动宽带技术支撑、指导和参考。本书主要读者对象包括关心我国应急通信技术发展的相关人士与从事应急通信系统研究和设备研制的技术人员。本书可作为从事应急通信工程设计、施工、管理和应用的工程技术人员的培训教材，适合工程技术人员和管理人员作为构建应急通信系统的参考书，也可供高年级大学生和研究生作为相关领域研究的参考书。
精彩内容
当前，公共保护与救灾（ＰｕｂｌｉｃＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＲｅｌｉｅｆ，ＰＰＤＲ） 机构主要依赖于２０世纪９０年代设计的专用／专业移动无线电（Ｐｒｉｖａｔｅ／ＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＭｏｂｉｌｅＲａｄｉｏ，ＰＭＲ） 技术（例如，ＴＥＴＲＡ、ＴＥＴＲＡＰＯＬ和Ｐ２５）。虽然ＰＭＲ系统提供了一组丰富的语音为主的业务，具有与ＰＰＤＲ特殊要求相匹配的很多功能（包括一键通和呼叫优先级），但是这些ＰＭＲ技术的数据传输能力相当有限，远落后于商业无线领域的技术进步。在这种背景下，用于移动宽带ＰＰＤＲ的长期演进（Ｌｏｎｇ－ＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ，ＬＴＥ）技术，正逐渐被视为未来ＰＰＤＲ通信的首选技术。目前负责ＬＴＥ标准化的第三代合作伙伴计划（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ，３ＧＰＰ）组织正在承担这项技术工作，向ＬＴＥ标准中引入一些改进的能力和功能，这将进一步增加ＬＴＥ技术对ＰＰＤＲ和其他专业用户的适用性，满足他们对可靠性和弹性的高要求。虽然ＰＰＤＲ和商业领域共同技术标准的融合可以为协同合作和规模经济提供巨大的机会，但ＰＰＤＲ宽带业务的提供需要能够部署和管理网络容量的新的方法。当前ＰＰＤＲ通信基于“专用技术、专用网络和专用频谱”的模式，不再被认为是提供ＰＰＤＲ宽带数据通信的主要方法。在此基础上，本书全面介绍了ＰＰＤＲ通信对ＬＴＥ技术的引入。具体来说，本书涵盖了以下几个主题内容： １）ＰＰＤＲ业务的基本内容，其行动框架和相关的通信系统。 ２）概述了ＰＰＤＲ从业人员目前使用的主要通信技术和标准。 ３）由于ＰＰＤＲ从业人员对其业务效率提升的巨大需求，导致他们对行动场景和新兴多媒体、数据中心应用的需求不断增长。 ４）一些主要技术经济驱动因素的讨论，它们被认为是经济有效地提供移动宽带ＰＰＤＲ通信的关键，例如与商业领域使用共同的技术标准，对基础设施共享和基于多网络的解决方案以及动态频谱共享的考虑。 ５）为提供移动宽带ＰＰＤＲ通信建立了全面的系统视图，包括基于ＬＴＥ的专用广域网、漫游和优先接入商用网络的能力、快速可部署设备和将卫星接入作为关键组成部分。 ６）对ＬＴＥ标准的功能和特性的分析，这些功能和特性及其改进与任务关键型通信的支持相关，例如群组通信引擎和直通模式操作。 ７）讨论在专用和商用ＬＴＥ网络上提供移动宽带ＰＰＤＲ通信的不同网络实施方案，包括移动虚拟网络运营商（ＭｏｂｉｌｅＶｉｒｔｕａｌＮｅｔｗｏｒｋＯｐｅｒａｔｏｒ，ＭＶＮＯ）模式和其他混合模式的适用性。 ８）对实现不同交付模式至关重要的网络架构设计和实施方面的介绍，包括与传统网络和可部署系统（例如，车载基站和车载系统）的互联，以及卫星接入。 ９）对未来宽带ＰＰＤＲ系统频谱需求的估计，总结了ＰＰＤＲ通信的分配和候选频谱波段，以及考虑了旨在提供额外容量（例如，用来应对ＰＰＤＲ业务流量需求激增的额外容量）的动态频谱共享解决方案。 本书共分为６章： 第１章论述了ＰＰＤＲ业务的基本内容、行动框架和相关的通信系统。首先，提供了ＰＰＤＲ、公共安全（ＰｕｂｌｉｃＳａｆｅｔｙ，ＰＳ）和应急通信的术语和关键定义，确定了这些术语的范围，并对紧急情况下各种类型的通信关系进行分类。接下来，介绍了ＰＰＤＲ组织提供的主要功能和服务，介绍了所谓的第一响应机构以及其他实体（例如，公用事业部门和电信运营商） 在应急响应中可以发挥的作用。在此基础上，介绍了ＰＰＤＲ的行动框架。这种介绍包括ＰＰＤＲ行动场景的分类、事件响应管理中的一些通用组织和程序方面的内容，以及ＰＰＤＲ从业人员所需通信服务的通信参考点和关键特性。随后，总结了目前ＰＰＤＲ使用的主要通信技术和系统。该总结概述了通常与ＰＰＤＲ通信系统相关的需求类型，描述了ＰＰＤＲ部门内使用技术的常见分类，并概述了目前使用最广泛的ＰＰＤＲ通信数字无线电通信标准（ＴＥＴＲＡ、ＴＥＴＲＡＰＯＬ、ＤＭＲ和Ｐ２５）。该总结还通过对具有说明性的假设事件的分析，确定了当前ＰＰＤＲ通信环境中存在的一些主要限制。最后，本章介绍了ＰＰＤＲ通信的监管和标准化框架。 第２章介绍了各种类型的以数据为中心的多媒体应用，这些应用被认为对现场ＰＰＤＲ行动至关重要。特别关注了欧盟理事会的执法工作组／无线电通信专家组（ＬａｗＥｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔＷｏｒｋｉｎｇＰａｒｔｙ／ＲａｄｉｏＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｔＧｒｏｕｐ，ＬＥＷＰ／ＲＣＥＧ） 制定的“应用阵列表”，该表提供了ＰＰＤＲ各类应用的技术和操作参数特征，这些是通过大量的欧洲ＰＰＤＲ组织商定，并由ＣＥＰＴ主管部门认可，作为未来ＰＰＤＲ应用的代表。接下来，本章提出了对所需移动宽带数据应用吞吐量需求的各种估计，概述了典型的峰值数据速率、平均会话持续时间和正常条件下繁忙时间内的事务数量，以维持典型的ＰＰＤＲ需求。最后，本章对日常行动、大规模突发／公共事件和灾害场景等一些具有代表性的ＰＰＤＲ行动场景中所需的总体数据容量进行了定量评估。 第３章首先论述了如下观点：相对于目前用于提供语音和窄带数据ＰＰＤＲ服务使用的普遍模式来说，在提供移动宽带业务时需要进行模式变革，目前普遍模式的主要特征在于对专用技术、专用网络和专用频谱的使用。接下来，在技术、网络和频谱的各个维度上，确定和讨论了关键的技术经济因素，这些因素促使这种模式变革向着更具成本效益的ＰＰＤＲ通信交付模式的方向发展。基于这些技术经济因素，然后描述了未来移动宽带ＰＰＤＲ通信系统的综合系统视图，并确定了其中关键的基本原理和组成模块。最后，本章总结了目前正在为提供下一代移动宽带ＰＰＤＲ通信铺平道路的一些相关举措。 第４章介绍了一些正在向ＬＴＥ标准中引入的新功能和新特性。虽然ＬＴＥ标准已经成为支持大量ＰＰＤＲ行业移动宽带应用（包括视频传输）的合适技术，但是３ＧＰＰ仍在开展相关工作，以改善这一标准并将其完全转变为任务关键型通信技术。首先，本章概述了３ＧＰＰ和其他相关标准化机构在ＰＰＤＲ通信领域建立的标准化路线图，并介绍了一些关于ＬＴＥ技术和网络的基础知识。接下来，介绍了为满足ＰＰＤＲ需求而引入的一系列增强，包括增强的群组通信引擎和任务关键一键通（Ｍｉｓｓｉｏｎ－ＣｒｉｔｉｃａｌＰｕｓｈ－Ｔｏ－Ｔａｌｋ，ＭＣＰＴＴ）功能、设备到设备通信（在３ＧＰＰ规范中称为邻近服务）、隔离的ＬＴＥ网络操作、支持更高发射功率的设备以及用于应对容量拥塞的优先化和服务质量（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ，ＱｏＳ）控制功能。此外，还介绍了在ＬＴＥ中引入的与无线接入网（ＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ，ＲＡＮ）共享有关的增强功能，作为另一个潜在的技术引擎，可以促进ＰＰＤＲ和其他用途共享ＬＴＥ网络模式的部署。 第５章介绍了在专用和／或商用ＬＴＥ网络上，提供移动宽带ＰＰＤＲ通信业务的网络实现方案。 首先，对当前ＰＰＤＲ通信交付模式中的定义要素给出了一些相关的介绍性评论，讨论了通过ＬＴＥ实现从底层网络单独提供服务的可能性，以及“公共安全级” ＬＴＥ网络设计的预期特性。在此基础上，对实现基于ＬＴＥ的移动宽带ＰＰＤＲ网络可以采用的不同方案进行分类和介绍，强调了每一个方案的优缺点。尤其是，考虑了部署专用网络和使用公共网络，以及采用它们的组合模式。 最后，本章对一些网络架构设计和实现方面的内容进行了深入的介绍，这些是不同交付模式最终得以实现的核心。尤其是，ＥＴＳＩ为整个系统开发的参考模型，旨在提供关键通信服务、商业和专用网络之间的互联、宽带和窄带传统平台的互通、可部署系统的互联和卫星通信的使用，以Ⅵ 面向公共安全的宽带移动通信：通往ＬＴＥ技术之路及底层基于ＩＰ骨干网的连接服务和框架。此外，介绍了基于ＭＶＮＯ的解决方案，这是目前一些欧洲国家正在考虑作为一种可行的短期解决方案的方法。 第６章重点讨论了与ＰＰＤＲ通信无线电频谱有关的各个方面。首先，讨论了目前在全球、区域和国家层面上负责频谱使用和管理的主要监管和法律文件，以及频谱管理做法的模式和发展。 接下来，介绍了国际规则中关于ＰＰＤＲ通信协调频率范围的已有规定，以及该领域中预期的下一个关键里程碑。在此基础上，本章深入探讨了未来宽带ＰＰＤＲ系统频谱需求的特征，描述了用于计算频谱需求的方法，并收集了世界各地不同组织开展的一系列评估结果。之后，针对ＰＰＤＲ通信当前频谱的可用性，重点介绍了现有的频谱分配，以及一些地区正在考虑的用于提供移动宽带ＰＰＤＲ通信的候选频段。最后，本章讨论了ＰＰＤＲ通信的动态频谱共享问题，作为补充专用频谱分配的一种方式。给出了可能采用的共享模式分类，确定了每个模式中的关键原则，并讨论了它们对ＰＰＤＲ使用的适用性。在此基础上，进一步介绍了两种可能采用的频谱共享解决方案：一种基于许可共享接入（ＬｉｃｅｎｓｅｄＳｈａｒｅｄＡｃｃｅｓｓ，ＬＳＡ） 制度的适用性，另一种利用对电视空白频谱的次要访问。
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