MCWILL无线宽带通信系统在边检行业解决方案.doc

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1、McWiLL无线宽带通信系统服务于中国边检北京信威通信技术股份有限公司2011年3月1中国边检McWiLL无线宽带通信系统设计方案31.1 McWiLL网络拓扑图31.1.1 边检业务应用平台41.1.2 McWiLL宽带无线通信系统51.1.3 应用终端介绍81.2 接口协议141.2.1 系统内部的接口141.2.2 系统外部的接口141.3 McWiLL网络服务等级和质量介绍142 功能应用162.1 边检智能监控系统功能应用162.1.1 视频实时监控功能162.1.2 登轮提示功能162.1.3 双方语音对讲162.1.4 视音频数据存储回放162.1.5 船舷外杆监控管理162.1

2、.6 计数功能172.1.7 电子验证172.1.8 其他功能172.2 McWiLL系统其它可扩展应用172.2.1 语音集群调度172.2.2 宽带多媒体视频调度182.2.3 边检数据采集182.2.4 边检综合业务信息系统193 天津边检案例介绍191、中国边检McWiLL无线宽带通信系统设计方案1.1 McWiLL网络拓扑图图 01 McWiLL网络拓扑图McWiLL宽带无线接入系统应用于中国边检的网络架构如图2-1所示，本方案结合边检现有的系统结构，将McWiLL宽带无线接入系统通过边检内部IP网络融入边检的整体系统结构中，为边检的实际工作提供无线宽带通信线路和应用终端。McWiL

3、L宽带无线接入系统单基站最大数据吞吐量可达15Mbps，单手持终端最大数据吞吐量可达3Mbps，完全可以满足中国边检对数据传输的要求，同时作为边检系统自建的一套宽带无线数据通信专网可以保证数据传输的安全性和可靠性，并且可以根据实际业务开展的需要对网络布设、规模、组网形式等进行调整，有很强的扩展性和定制能力，系统具有提供数据指令、集群对讲、无线视频等多业务功能的综合服务能力，可以为边检行业提升服务质量和行业形象添砖加瓦。由图2-2可以看出整个系统由边检业务应用平台（船舶梯口智能监控系统）、McWiLL无线宽带通信系统和应用终端组成：1.1.1 边检业务应用平台边检业务应用平台（边检智能监控系统）

4、共有8大主要功能及作用：一是视频实时监控功能：边检执勤民警可远程监控所有上下舷梯的人员，夜晚自动开启照明灯光，实现全天24小时清晰监控船舶的出入口，避免因其它移动物体的遮挡、天气、夜晚等环境对监控效果造成影响；二是登轮提示功能：梯口监控设备在设定区域内捕捉到有人登轮后，自动进行声音广播提示“您已进入边检限定区域，请持证登轮”等；三是双方语音对讲功能：执勤民警可通过值班室话筒与梯口现场进行对讲，对登轮人员进行询问或劝阻；四是视音频数据存储回放功能：对所有音视频图像进行存储，并根据不同条件（如：日期、证件号码、姓名等）调用相关资料；五是船舷外杆监控管理功能：通过在船舶的外杆安装智能分析终端，设定逻

5、辑线，当有人员跨越登船时，值班室系统电脑发出警报并播放相关摄像头视频图像，提示监控执勤民警注意；六是计数功能：对登轮（陆）人员人数进行统计性计数，方便边检执勤民警总体掌握通行情况；七是电子验证功能：登轮人员办理登轮证件时，获得各执勤队颁发的电子登轮证，在其登轮时，通过梯口设备进行刷卡，执勤民警即可在监控室完成人证对照；八是一些其它功能：通过对现有有线监控信号进行整合利用，做到有线无线有机结合，互补长短；必要时，可在船体、吊车、岸边建筑等适当位置安装无线监控设备，实现更加灵活有效的监控管理。1.1.2 McWiLL宽带无线通信系统根据中国边检业务需求，McWiLL宽带无线通信系统主要由核心设备S

6、AC（业务接入控制器）和无线接入设备BTS（McWiLL基站）组成，SAC和BTS将依托于边检内部IP网络实现设备连接和数据交互，BTS建设地点和方式将根据边检现场实际应用环境进行网络规划后确定。 业务接入控制器SACSAC 是基于 McWiLL 成熟的接入和交换产品平台定制的、面向行业专网的业务接入控制器。负责McWiLL组网时的接入控制以及设备管理功能，是McWiLL组网必需的设备。图 02 业务接入控制器SACSAC的主要功能包括：1. 用户业务信息管理功能 对用户可以使用的业务进行管理和控制，包括业务的登记、变更、存储，并根据这些业务信息对用户所使用的业务进行控制。 2. 用户及终端认

7、证和等级管理功能 用户接入网络时对用户的合法性、终端的合法性进行认证，并根据用户等级启动相应的业务提供策略，如优先级、带宽上下限等。 3. 移动性管理以及切换功能 移动性管理是无线通信系统最具特色的特点之一。通过 SAC 对终端位置和状态的管理，使得终端不管处于覆盖区域的任何位置，都可以享受系统所提供的业务。切换功能保证了终端在业务状态下在不同的基站覆盖区域之间移动时，能够保持业务连续不中断。 4. 提供高效话音(HEV) HEV话音技术可以大幅度提高系统的话音并发量、带宽利用率。 5. 对基站的管理功能 通过SAC 实现对基站的配置管理、故障管理等设备管理功能。6网管功能：SAC的网管采用

8、B/S架构，通过IE浏览器即可实现对SAC和基站的管理，不需要配置专门的客户端。 SAC的网管功能包括：SAC的配置管理和 SAC的故障管理等。 McWiLL基站BTSMcWiLL基站提供无线终端的接入、空中资源分配、IP业务的透明承载、数据安全、QoS保证等服务。将终端的业务通过McWiLL无线空中接口接入到有线网络中，承载数据、视频、语音等业务。McWiLL宽带基站提供10/100M以太网接口，通过光纤、超五类线电缆连接IP局域网，构成无线有线相结合的IP通信网络。McWiLL基站最大提供15.36Mbps的数据吞吐率，要求基站传输带宽不低于15Mbps。McWiLL基站支持IEEE802

9、.1Q协议，可以通过VLAN标签完成业务流和网管流的分离，以便于业务的隔离和管理，保证系统的安全性。基站主要由两部分组成：基站收发信机（BTS）和无线射频子系统（RFS）。下面分别介绍。1.1.2.1 基站收发信机（BTS）图 03 McWiLL基站BTSMcWiLL BTS是电信级，全冗余的网络设备，它采用高度集成设计，可以安装到任何标准19”机柜内，置于室内或室外环境中。它通过10/100Mbps标准以太接口与IP骨干网连接。BTS又分为数字和射频两部分，承担着所有接收、发送和信号处理功能。软件可以通过网管设备远程升级。在可用性方面，所有插卡都支持热插拔。McWiLL BTS收发信机完全基

10、于软件无线电技术架构设计的，主要采用G4 PowerPC、 TI TCI100 DSP处理器、FPGA、高速ADC/DAC和模块化的射频单元组成。基带处理平台可以完全满足McWiLL物理层、MAC层、OAM等运算的处理要求，并有足够的MIPS余量用于今后的扩展与重构。McWiLL BTS收发信机主要由以下部分组成：1块基带处理板1块频综板8块射频板1块电源板1.1.2.2 无线射频子系统（RFS）与其他无线方案技术相比，McWiLL的一项突出技术是其对波束赋形技术的低成本实现；波束赋形是信威公司无线宽带接入基站中自适应相控阵智能天线子系统提供的一项发射技术。McWiLL基站射频子系统主要包括：

11、智能天线阵塔顶放大器无源校准电路防雷滤波器等功能模块。射频子系统一般安装在发射塔或高层建筑物的顶层；其外壳使用无源制冷方法同时具有长时间无需维护工作的能力。1.1.2.3 天线子系统图 04 智能天线外观基站天线为具有专利技术的自适应相控阵智能天线，采用成熟的波束赋形技术。主要分为全向天线和扇区天线，包括天线阵、无源校准电路、带通低噪声放大器、防雷滤波器等模块；天线一般安装在发射塔或高层建筑物的顶层，其外壳使用无源制冷方法同时具有长时间无需维护工作的能力。1.1.3 应用终端介绍1.1.3.1 边检专用终端 边检专用终端由视频监控模块、语音对讲模块、McWiLL无线传输模块等构成，采用蓄电池结

12、合电源的方式进行供电，可以方便的放置在船舶旋梯口位置，对登船人员进行实时监控检测，可以有效的对船只、人员、物品等内容进行管理和控制。1.1.3.2 CPE123图 05 CPE123外观图CPE是一款使用便捷的用户无线宽带接入上网设备，可为用户同时提供无线语音和宽带数据服务，无需专门的硬件安装，使用极为方便。McWiLL桌面式CPE是完全即插即用的“零安装”便携终端，可以达到13Mbps的上下行带宽，它有RJ45以太网接口、RJ11电话接口即可各一个，可供个人用户上网和电话使用，也可以配合行业现有的数据终端实现数据通信。产品特点：l 体积小、重量轻，可便携l 安装简便，即插即用l 真正的非视距

13、传输，支持中速移动l 支持业务分级，可动态分配带宽，l 上下行最大吞吐量可达3Mbps/1.6Mbps1.1.3.3 手持PDA终端SC280M图 06 SC280l CPU：600MHz嵌入式多媒体处理器l 128M DDR-RAM，256M Flashl 安全LINUX操作系统，内置Internet浏览器l 支持H.263 QVGA实时视频回传和查看l 3.2寸屏，240*320 256K彩色，高亮彩色/灰度LCD触摸屏l 正面全数字键盘、导航键与特殊功能键，侧面双按键l GPRS、WiFi、SCDMA三模l 2G SD、USB，300万像素自动对焦l 中国国密专用算法（军品认证/国密认证

14、）l 电池：2600mAh3600mAhl 127*62*32mml MSN/YAHOO，HTTP1.1/JS浏览器1.1.3.4 手持PDA终端PT6300图 07 PT6300l WINCE6.0，S3C6410,ARM11内核，频率可达667MHz，多媒体功能 l 128MByte NandFflash，128MByte Mobile DDR SDRAM，SD卡 l QVGA 240*320 2.8，TFT或OLED可选 4000mAh电池l PTT键、大功率扬声器l 200万像素摄像头l 支持GPRS、GPSl IP65防护级别1.1.3.5 手持PDA Wi168图 08 Wi168

15、l 采用WINCE6.0智能操作系统，对外提供标准的二次开发接口l CPU:PXA310，500Mhzl SDRAM512MB，FLASH 1GB，扩展micro sd卡l SCDMA、GPRS（可选）双模l 2.8寸OLED、触摸、240*320，256K真彩色，强光下可见l 2000mAh电池l PTT键、大功率扬声器l 内置AGPS（可选）l 200万像素摄像头l IP54防护级别l 支持声控VOX耳机1.1.3.6 集群手持终端MT158图 09 MT158l 支持IP54防水防尘级别及较高级别的抗跌落、防震标准。l 大功率扬声器、硬件抗噪和回声抵消l 1W发射功率，高增益天线l 可选

16、GSM、GPS、加密模块1.1.3.7 模块MEM160MEM160无线宽带数据接入模块是一款McWiLL宽带无线接入系统无线模块产品，具有1Mbps的无线数据传输能力，该产品可与行业用户的终端集成，提供多样化的业务。 图 010 MEM160模块MEM660主要用于数据采集、远程监控、高速Internet接入、VPN办公等方面，需要合作厂商二次开发。体积较小，内置TCP/IP协议和AT指令集，提供可扩展接口，易与SmartPhone、PDA、视频编码器、摄像头、车载多媒体终端、车载和手持IPTV终端、数据采集设备集成、工业监控设备、视频监控设备集成。产品特点：l 易于集成：可与SmartPh

17、one、PDA、视频编码器、摄像头、车载多媒体终端、车载和手持IPTV终端、数据采集设备集成、工业监控设备、视频监控设备集成l 提供多种接口UART、MiniUSB等；可以通过扩展电路板的方式将UART转换为标准RS232/RS485、将USB接口转换为以太网口。l 外观小巧、易于集成；l 内置三天线接口，支持天线选择；l 内置TCP/IP协议，可自动获取IP地址；l 内置AT指令集；l 可提供AT指令话音接口；l 提供上下行速率分别为1Mbps的数据服务。1.1.3.8 数传模块MEM133图 011 MEM133MEM133无线宽带数据接入模块是信威公司开发的便于各种设备连接的一款McWi

18、LL无线模块产品，具有上下行最大吞吐量1.6Mbps的无线数据传输能力，可以提供多种接口（如：RS232、RJ45等），可外型小巧，便于放置和连接，可与多种行业数据采集终端设备集成，如数据采集设备集成、工业监控设备集成。l 易于集成：可与视频编码器、摄像头、车载多媒体/IPTV终端、数据采集设备集成、工业监控设备、视频监控设备集成l 提供多种接口RS232、RJ45等l 内置TCP/IP协议，可自动获取IP地址；l 内置AT指令集；l 可提供AT指令话音接口；l 上下行最大吞吐量为1.6Mbps。1.2 接口协议1.2.1 系统内部的接口 McWiLL终端和McWiLL基站BTS之间接口: S

19、WAP+协议。 McWiLL基站BTS与业务接入控制器SAC之间：基于TCP/IP的SABis1接口。1.2.2 系统外部的接口 McWiLL基站BTS与数字移动客舱信息平台之间：TCP/IP协议。 业务接入控制器SAC与边检内部语音交换之间：NO.7/SIP协议。1.3 McWiLL网络服务等级和质量介绍McWiLL宽带无线通信系统具有完善的GoS和QoS机制，可以满足边检对关键终端和业务类型的保护和优先业务提供能力：GoS是指服务等级，即通过定义不同用户的服务等级来保障用户的服务质量，在带宽资源有限的情况下优先满足高级别用户的服务质量。通过McWiLL的网管中心，我们可以配置和管理每个终端

20、的优先级。相对于低级别的终端，高级别的终端在带宽分配时具有高优先级。举例来说，如果基站把所有的信道分配给了低优先级的终端，如果高优先级的终端需要一些有保证的带宽，基站将释放低优先级终端所需的带宽，并将其指配给高优先级终端。GoS机制可以为边检提供通信保障级别支撑，使得高级指挥人员得到优先通信保障。QoS是指服务质量，用来定义系统在处理不同的业务时的差别。尤其针对实时业务和非实时业务的区别，McWiLL系统中每个链路上有三个队列，即话音队列、高优先级数据队列和低优先级数据队列。系统二层调度优先发送话音包，其次是高优先级数据，最后是低优先级数据。高优先级数据和低优先级数据数据通过IP包中的业务类型

21、（TOS）字段进行区分。TOS所对应的优先级可以通过McWiLL网管中心来配置和管理。2 、功能应用2.1 边检智能监控系统功能应用2.1.1 视频实时监控功能利用架设在轮船舷梯的边检专用终端，边检执勤民警可远程监控所有上下舷梯的人员，夜晚自动开启照明灯光，实现全天24小时清晰监控船舶的出入口，避免因其它移动物体的遮挡、天气、夜晚等环境对监控效果造成影响。由于采用无线链路方式解决传输问题，使得边检专用终端可以根据现场实际情况随时进行移动，方便了边检工作的开展。2.1.2 登轮提示功能边检专用终端在设定区域内捕捉到有人登轮后，自动进行声音广播提示“您已进入边检限定区域，请持证登轮”等登轮提示信息

22、，提示登轮人员及时出示相关证件，并提醒执勤民警进行证件查验和视频监测。2.1.3 双方语音对讲执勤民警可通过值班室话筒与梯口现场进行对讲，对登轮人员进行询问或劝阻，边检专用终端具有语音模块，可以通过无线网络实现前端人员和后方人员之间的语音对讲功能，方便执勤民警及时联系和沟通。2.1.4 视音频数据存储回放边检智能监控系统具有视频服务器，可以对现场视频、音频信息等进行存储，并根据不同条件（如：日期、证件号码、姓名等）调用相关资料。2.1.5 船舷外杆监控管理通过在船舶的外杆安装边检专用智能分析终端，设定逻辑线，当有人员跨越登船时，值班室系统电脑发出警报并播放相关摄像头视频图像，提示监控执勤民警注

23、意。2.1.6 计数功能通过边检专用终端，以及登轮提示功能等可以对登轮（陆）人员人数进行统计性计数，方便边检执勤民警总体掌握通行情况。2.1.7 电子验证登轮人员办理登轮证件时，获得各执勤队颁发的电子登轮证；在其登轮时，通过梯口设备进行刷卡，执勤民警通过梯口的边检专用终端即可在监控室完成人证对照。便于进行登船人员的监控和管理。2.1.8 其他功能通过对现有有线监控信号进行整合利用，做到有线无线有机结合，互补长短；必要时，可在船体、吊车、岸边建筑等适当位置安装无线监控设备，实现更加灵活有效的监控管理。2.2 McWiLL系统其它可扩展应用2.2.1 语音集群调度McWiLL宽带无线接入系统具有完

24、善的多媒体集群调度通信功能，凭借系统高带宽、广覆盖的技术特点，其主要技术指标等同甚至高于TETRA、GoTA等集群通信系统。是边检行业解决集群调度系统更新换代的最佳选择技术之一。McWiLL语音集群通信的业务组群划分采用在线方式，动态完成。用户登录McWiLL网络时，自动从语音集群调度服务器获取组群列表，组群列表的优先级等皆由调度人员在服务端设定，无需也不允许终端用户自行设定组群以及组群的优先级。McWiLL系统集群调度主要功能包括： 语音调度通过McWiLL系统内的调度机，支持以下语音调度功能：a、单呼：用户之间的全双工单呼。b、组呼：一个用户与预先约定的小组内多个成员间的呼叫。c、广播：调

25、度员对一个或多个组进行广播。d、强插强拆：调度员可以插入监视中组呼用户的通话；调度员可以对目前通话的用户进行拆线。e、监听：调度员从调度台上根据用户状态选择一个用户，在用户不知情的情况下，指示用户终端打开发射机，监听用户周围的环境信息。f、禁话、代接、会议。g、通播、组播。 指令调度a、调度中心可以给调度终端下达调度指令。b、调度终端将在LCD屏幕上显示该指令，并用声音、指示灯等提示。c、现场人员根据实际结果对该指令进行回复。 可视化调度a、通过可视化终端，调度员或是视频话机可以看到监控的现场图象，同时进行双向的语音通话。b、通过可视话机的数字键可控制监控头的转向和摄像头的焦距。c、手机、普通

26、电话等都可以与监控设备进行双向的语音通话。2.2.2 宽带多媒体视频调度实时视频流媒体传输与调度业务为边检紧急事件、突发事件处理提供了更加丰富的方式与手段，真正体现了无线宽带业务的优势。边检部门从边检指挥监控中心，领导办公室的PC计算机，甚至直接从为领导配发的手持设备中皆可调阅任意地点、任意手持终端设备实时传输的视频信息。实时视频流传输可实现每秒20帧的流畅视频，远远高于3G的视频帧率。2.2.3 边检数据采集通过McWiLL无线宽带网络和其提供的模块类终端，可以与各种数据采集设备实现连接，方便的实现边检常用的人员信息、货物信息、轮船信息以及电子护栏等内容与后方指挥平台之间的信息交互，提高边检

27、信息化水平。2.2.4 边检综合业务信息系统McWiLL宽带无线接入系统是基于IP网络的系统，具有很强的可扩展性，边检各种信息平台都可以通过McWiLL系统和终端设备延伸到无线通信应用中，McWiLL宽带无线接入系统将配合和推动边检信息平台实现信息化发展和建设目标。3 、天津边检案例介绍为进一步加强对口岸的管控，提高边检服务水平工作，天津出入境边防检查总站在2009年采用McWiLL无线宽带通信系统建设了边检船舶梯口智能监控系统，具有语音提示、后台报警及图像识别、语音对讲和证件识别、计数、船舶外杆管理及数据存储等功能应用。目前该监控系统正在天津出入境边防检查站辖区内试运行，整体运行状况良好。同时正在进行后期的研发工作，特别是针对于平时边检使用过程发现的一些需求以及建议，及时进行改进级、扩容及增长内容以及项目，进一步提高港口的管理控制力度，确保边检体系日臻完美以及成熟，促进边检信息化建设水平。