“我是‘天鹰’1号，现位于西藏阿里地区神山下，目前已完成全部预定项目测试，设备运行稳定，工作状态正常!”，在西藏自治区交通应急指挥中心，一条条应急指挥口令清晰地从北京直接下达，一幅幅视频图像流畅地传输到拉萨。指挥中心的大屏幕上，不停地交替显示着从北京、西藏阿里、重庆、黑龙江传来的实时监控图像，这是前不久西藏交通移动应急通信指挥平台开通的现场。中国交通通信信息中心工程师李晋介绍说，此次开通的西藏交通移动应急通信指挥平台不但可以实现在西藏公路各类灾害频发、公众通信中断时，快速构建、接入、传输，灾情视频、图片和各类信息数据的采集、上传;同时，可在应急现场实现与省级、部级的信息互联互通、多方协同。
交通移动应急通信指挥平台对应急指挥反应能力的提升，正是基于无线通信技术手段的支撑。中国交通通信信息中心的钟南，在《交通移动应急通信指挥平台标准体系构建思路》一文中认为，“交通移动应急通信指挥平台由应急通信指挥车(载体平台)和通信网络构成，其中通信网络部分是实现应急指挥功能的重中之重，也是制订相关建设标准的切入点。”有着同样见解的，还有北京交科公路勘察设计研究院的盛刚，“随着技术发展，以及国家、部和省级交通主管部门对于交通信息化、应急救援、社会服务等的要求越来越高，无线通信技术必将在高速公路领域有重大作为”，他认为“高速公路无线移动通信目前仍处于发展的初级阶段，利用卫星、公网等手段的移动应急通信目前比较成熟，但高速公路无线通信走廊发展比较慢，关键在于没有一个性价比合适的无线技术在高速公路应用。”
在《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》中，要求应用新一代信息技术，建立一个更加全面、深入的交通运输运行监测“感知”系统，并通过更广泛的互联互通，实现交通运输系统的全网联动和协同应用，在提高运行质量、保障安全应急、强化决策支持、服务百姓出行方面取得明显成效。
有关专家指出，随着“十二五”规划的展开和各地交通信息化的推进，基础通信网络的规模会不断增大，管理与服务的不断提升，也使得信息交互的容量与频率级数增长，要有充分可靠的通信手段来解决人、车、路三者之间的通信问题，这为移动宽带网络的发展带来了机遇。怎样抓住机遇并把握机遇，高速公路机电通信专家，北京交科公路勘察设计研究院吴建华的疑问，也正是行业人的疑问，“首先理解高速公路用户有哪些问题需要解决，我们可以用哪些通信手段来解决，哪些厂家又有这样的能力来解决，最后规范化、标准化。目前，无线通信技术在高速公路没有得到很好的利用，还没有一个很好的模式，这的确是个问题。”
无线通信技术在高速公路的应用，我们尚缺乏清楚的彼岸灯标，在技术发展的爬坡阶段，更缺少清晰的应用路线图，但我们把关注点放在了未来，尝试着去研判、描摹多年以后高速公路通信智能化的具体图景，定位于未来，不是去回避现实，而是为现实去寻找可能的通路。
问题来了
2008-2011年，全国干线公路交通阻断平均发生3700余起，平均每次拥堵时间175小时。年均拥堵和中短里程累计20万公里，年均增长30%。2006-2009年，全国公路交通事故120万起，死亡近30万人，直接经济损失120亿元，营运车辆事故万车死伤人数45人。近年来，高速公路突发事件造成的人员伤亡、经济损失影响巨大，对公共安全环境造成了不良影响和严重危害。《国务院关于全面加强应急管理工作的意见》把“加强应对突发应急事件的能力建设”列为各级部门的首要工作。交通运输部发布的《全国公路网管理与应急处置平台建设指导意见》中明确要求建设移动指挥平台。
在高速公路实际的建设和管理中，也存在一些亟待解决的问题，路段建设存在业务标准不统一，互联互通有障碍;路段监控信息点覆盖率低，信息收集不完善;与周边路段信息缺乏共享，不足以支撑应用;应急指挥与应急救援时难以及时了解真相;没有统一的综合管理与应用平台，信息化手段单一。我国高速公路的发展已经进入了快车道，高速公路的信息化和智能化程度却跟不上交通行业基础建设的步伐，但在日常建设和管理中所要面临的问题是实实在在。由于高速公路线性的特点，受到投资规模、供电及传输通道等因素的限制，监控系统布设密度非常有限，存在很多监控盲区。同时，主干交通闭路电视系统主要依靠光缆进行传输，一旦光缆意外中断，道路监控处于完全“失明”的状况。在各类紧急事件处置和救援中，由于事故现场的随机性和不确定性，仅靠有线通信无法实现。
解决之道
如果退回到十年前，无线通信在高速公路领域应用还只能被认为是一个无法触碰的概念，但如今，技术的飞跃发展给了我们太多想象空间，也充分赋予了这些想象以落地生根的可能性。科技是跨行业的。当一批批优秀的军用科技化身为与国计民生相关的关键技术时，我们则开始把它们引入到高速公路领域中来。从这个角度看，我们不能不说，数字化时代让无线通信技术大放异彩，而高速公路正是要借助时代的东风，再次让自身的信息化水平得到新的飞跃。
数字集群——不是简单的“对讲机”
数字集群是一种专用业务调度系统，也是专用无线电调度系统的高级发展阶段，过去的无线电调度系统是单信道调度通信，一个人讲，许多人都能同时收听。而数字集群是能够通过拨号实现寻呼的无线调度网。它除了具备公众移动通信网(GSM、CDMA)所能提供的个人移动通信服务外，还能实现个人与群体间的任意通信，并可进行自主编控，是集对讲机、GSM、CDMA和图像传输于一体的智能化通信网。集群系统是把有限的信道集中起来，通过自动、动态、快捷的分配方式，建立一套统一的无线电调度系统，采用统一的频率。也就是说，它是“集个体为群体，变专用为公用”。
独立建设的专用集群系统以其特有的调度、指挥、群组通信等功能，在高速公路紧急救援的统一指挥、快速反应、资源共享、联合行动等方面，具有普通公众移动网不可比拟的优势，集群系统主要提供专网内的无线通信，但它并不孤立——通过通信服务器，与无线调度服务器来控制程控调度交换机与无线基站，实现有线与无线的自动转接调度功能。
WLAN——宽带之翼
WLAN就是无线局域网络，利用无线射频技术在空中传输数据，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。WLAN的技术包含两个部分：无线网卡和无线接入点，无线接入点又称为AP，就是无线网络信号的发射“基站”。IEEE802.11b国际标准，也叫WiFi，采用频段是2.4GHz，目前802.11b协议已经称为无线局域网普及的主题标准。随着高速公路的快速发展，单纯的有线组网已不能完全满足需求，WLAN作为无线网络的一种特殊使用方式，逐渐被集成商看好，越来越多的监控系统采用无线的方式，建立监控布设点和中心之间的连接。
3G——宽带无线时代
3G是指第三代移动通信技术，相对于第一代模拟移动通信和第二代GSM技术，第三代移动通信技术是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信技术，应该说3G的历史使命，就是在移动语音的通信基础上提供带宽的数据通道。3G的任何一种制式，其传输速率在高速移动环境中应达到144kbit/s以上，步行慢速移动环境中支持384kbit/s以上，静止状态下支持2Mbit/s以上，其设计目标是为了提供比2G更大的系统容量、更好的通信质量和更高的数据传送带宽，而且能在全球范围内更好地实现无缝漫游，并支持语音、图像、视频流等多种媒体形式。
国际电信联盟(ITU)目前一共确定了全球四大3G标准，它们分别是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX。选择不同的标准，就是选择不同的无线接口，也就意味着选择解决问题的不同方式和方法。通信系统的目的就是准确而快速地传送数据比特，就像不同的方法解决交通拥堵一样。WCDMA(宽频分码多重存取)，突出一个“W”即直接扩频，就相当于马路直接扩宽，它的载波带宽达到5MHz。当占地面积不能再增加，又如何拓宽道路，CDMA2000(多载波分复用扩频调制)，在信息路上建高架桥是个不错的选择，不过还需要加上分流措施。数字比特流在无线信道中传送就像繁忙的交通在纵横交错的城市道路上流动，流量虽大，但要有秩序。不同方向的数字比特不是在新兴的立交桥上，而是在TDS-CDMA(时分同步码分多址接入)智能天线里在不同时隙通过。
WiMAX(全球微波互联接入)，以其多方面的“独特性”成为3G标准的后起之秀，WiMAX又称为“802•16无线城域网”，有802.16d和802.16e两个标准，无线信号传输距离最远可达50公里，能提供面向互联网的高速连接，适用于静止和半静止状态访问网络，其传输速率最高可达75M左右，移动速率支持120
km/h。WiMAX能提供许多种应用服务，包括最后一英里无线宽带接入、热点、移动通信回程线路以及作为商业用途在企业间的高速连线。除这些可能的应用之外，此项技术也具有提供连接偏远地区与骨干网络间网络传输的应用潜力。建造一个WiMAX基站作为连接原有的无线发射塔或甚至作为一个独立的传递中心都会比发展一个有线方案的成本要少，而一些低人口密度及平坦区域也都特别适合WiMAX及其传输距离。WiMAX提供了加密机制，确保了无线网络内传输的信息得到安全保护。由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好是未来移动技术的发展方向。
LTE——更扁平，更高效
LTE这个词的含义是长期演进的意思，它被视作从3G向4G演进的主流技术，通俗地称为3.9G。演进包含两方面，一方面是核心网的演进，叫做系统架构演进，也就是全IP的分组交换核心网;另一方面是无线接入网的演进，两者相加构成了演进分组系统。不管怎样演进，LTE与传统蜂窝系统变革最大的部分，就在于网络的扁平化。组织结构管理层次的精简，尽量形成一条最短指挥链，在企业管理由传统的金字塔转向扁平化之时，移动通信网络几乎也发生了类似的变化，减少层级，减少时延，LTE的网络反应速度更快，更高效。LTE改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM(正交频分复用)和MIMO(多入多出)作为其无线网络演进的唯一标准。OFDM，就是多载波调制的一种，就像机械弩并行连发数箭的方式，射箭效率提高，射程也远了。MIMO就是同时使用多个天线发射、多个天线接收的技术，可以带来空间分集增益，相比原来一根筋的单通道而言，也就是“条条大路通罗马”的技术。通过纵向删减，横向拉通，LTE网络可以在20MHz频谱带宽下，提供下行100Mbi/s与上行50
Mbi/s的峰值速率，并能在350
km/h的高速移动的情况下达到良好的接收效果。和现有的3G及3G+技术相比，LTE除了具有技术上的优越性之外，也提供了更加接近4G的一个台阶，使得向未来4G的演进相对平滑，是现有3G技术向4G演进的必经之路。
小试牛刀
无线信息高速公路上跑的车不仅越来越快，而且样式不断翻新。这客观上迫使人们不断探讨提高这个高速公路承载能力的途径，有的人建议不断拓宽公路(带宽)，有的人建议公路分层分流(多载波)，还有的人建议提高汽车本身的机动性能(Qos)和可靠性(无差错传送)等等。无线通信的发展就是人们不断追求在有限的带宽上实现更高速率、更高质量、更丰富业务的过程，同人们对交通智能化的期待如出一辙。人们经常会对遥远的过去充满怀念，也对美好的未来充满期待，但唯独对当前的情况感到不满，推陈出新的技术到底怎样实现又如何用好，高速公路上空飘荡的无线电波，到底能解决什么问题又如何解决，下边就用几个典型案例为大家寻找答案。
施工现场的无线视频监控方案
问题：深港特大桥跨越横门西水道，桥梁分左右两幅修建，全长1.98km。目前桥梁主体远未完成，处于施工阶段，未设置任何视频监控设备，且无通信管道、光缆等设施。此方案实施后，不仅要实现在施工阶段对建设现场的实时监控，而且在施工结束后，能够利用现有设备和资源，实现运营阶段对桥面及航道的监控。
方案：本项目敷设一条4芯光缆至河道西岸，采用无线点对点传输，有线汇集组网方式，无线网桥的布设均在可视环境，无需中继设备，因此采用一点对多点微波传输。由于监控点分散布设，本项目采取视频图像在前端机箱内编码，深港特大桥1、2号墩和河道东岸上的监控点通过无线传输网桥1、2、3将视频图像传输到河道西岸，在CCTV1处利用无线接收网桥接收视频，与同在西岸的CCTV2图像汇集后，利用运营商光纤网络传输至中山港收费站机房接入中山市交通集团通信网络，如图所示。无线传输设备主要包括无线传输网桥、无线接收网桥、天线等。前端存储码流≥512kb/s，前端存储：160G。
效果：整个无线监控系统搭建合理，传输速率满足实际需求，进行位置切换、多屏显示和变焦等操作时画面延迟小，图象清晰。施工时安装快速，维修检测方便;外场设备可重复利用，并可根据施工进度调整到其他监控点。通过组建基于WLAN的无线视频监控系统，此方案不仅满足了建设单位施工阶段的管理要求，并为运营阶段桥面监控奠定了基础。
无线数据传输方案问题：杭金衢高速公路全长 290
公里左右，是国家交通干线的主要枢纽。全路段车流量较大，设计通行量为双向每天2.5万辆，目前杭金衢高速公路的断面交通量已达到7〜9万辆/天，新岭隧道断面交通量已达到6.9万辆/天。在新增外场监控、交通诱导设施的项目中，由于杭金衢沿线大部分为软基路段，路面沉降严重，建设期间埋设的管线部分已不能使用。在如此大的流量下，重新敷设全线的光缆基本无法实施。
方案：高速公路地域空旷、线路长、各地区环境的不同，采用无线瘦AP技术设备建立网络。主干传输采用华为通信系统的SDH设备，每个收费站点提供以太网接口。以收费站为基点，向主线两个方向利用AP终端无缝覆盖，采用大功率AP和高增益天线，室外型AP由外向里发送信号，阻隔较少，高功率穿透力强。AP的连接可采用有线中继、2.4G或5.8GHzWIFI网桥或MESH网络，可提供高达300Mbps的高速数据传输通道。后期若扩展网络，无线接入点可以通过情报板上新增的点对点设备转发，最后接入收费站的有线网络，从而打通了WIFI无线接入点到通信系统的链路。
效果：进行中大型规模的外场覆盖，需考虑现场的无线传播环境、空间面积、平面分布、设备位置等来确定单个AP在该空间内可能的覆盖范围和效果。采用这种WIFI信号源接入有线通信系统的方式，使用独立AP交叉布点覆盖，完成无缝覆盖的良好效果，满足用户的需求。
TD-LTE覆盖方案
问题：江苏移动在机场高速进行了TD-LTE的业务体验。这是国内建设的唯一高速公路(南京机场高速)覆盖网络，机场高速TD-LTE业务主要通过在机场大巴上安装CPE，将TD-LTE信号转化为WIFI信号，用户利用智能手机、平板电脑或笔记本电脑通过WIFI接入LTE网络，提前免费在机场大巴上享受LTE高速宽带业务体验。高速移动引起的多普勒频移;频繁切换以及车厢的穿透损耗和阴影衰落都是更大的挑战，要使TD-LTE系统在高速公路场景能具有很好的无线覆盖和业务体验，必须通过网络规划或技术手段解决上述问题。
方案：高速公路场景的网络规划采用小区合并组网方案，减少小区间的切换和重选;在进行高速公路场景组网覆盖时，采用低频段进行覆盖。进行邻区规划时，每个小区一般只规划两个邻区，减少终端的测量时间，增加切换的准确性和及时性。为了抑制多普勒频移以及同频干扰，需要在高速公路场景使用一些关键技术，在南京TD-LTE机场高速覆盖时采用了线性插值算法来补偿频偏，在高速公路的实验中性能稳定。高速公路场景TD-LTE网络优化主要通过工程优化和无线参数优化两种方式进行，工程优化主要调整天线方向角和天线下倾角，以及调整发射功率来达到优化网络覆盖RSRP和SINR的目的;无线参数优化主要通过调整算法、测量、业务等无线参数设置达到优化网络覆盖和业务性能的目的。南京机场高速公路规划建设有40多个站点，采用大唐移动高速公路综合解决方案，基站大部分选择与2G、3G共址的建设方式。试验网正式测试时选择覆盖较为连续的10个小区作为测试区域，
效果：在实际多用户接入体验情况下，小区下行吞吐量可达20Mbps，单用户下行吞吐量1Mbps以上，视频流播放顺畅。网络的KPI性能测试结果，切换成功率、建立成功率都大于95%，可以达到组网要求。
无线未来
当行业内的企业还在讨论不依赖电信运营商的3G网和4G网，必须要建立高速公路自己的无线专网的时候，大唐移动已经为4G商用做足了准备，在南京机场高速，TD-LTE网络覆盖组网方案和相关测试验证已经完成，大唐移动公司移动通信事业部市场总监董宇表示，高速公路场景仅仅是大唐移动多场景解决方案中的一种。行业内，关于是否建设高速公路专有网络的争论一直没有停止，专用无线网络良好的封闭性、安全性和移动增值业务是公共无线网络所不具备的，但投入成本大，建设周期长，又是专有无线网络的硬伤。“不管是专网还是公网，高速公路4G无线覆盖是未来发展的方向，高速公路运营管理单位，可以考虑根据路段具体情况引入4G无线通信系统，可以实现全程覆盖，也可以局部热点地区覆盖。”
北京交科公路勘察设计研究院张一衡，对未来高速公路通信发展有着自己的愿景，“4G与WIFI的结合，可以实现室内的，室外的，近距离和远距离相互结合的覆盖方式，与目前高速公路的光纤接入网、干线传输网结合起来，高速公路将实现一个很完整的通信系统，这是高速公路未来通信发展的突破口。”对于未来的设想，企业的思考会更加具体，“信息高速，享受旅途”，北京亚邦伟业技术有限公司于志刚有着相同的期许，“实现高速公路带状无线覆盖以后，就好像空中有朵无线的云在飘，它是一个无线信息平台，云中有很多信息节点，每个车辆相当于一个信息终端，与空中的云进行信息交互，车与车，车与路，车与城市网络之间实时互相连接，彻底解决交通的安全、拥堵、信息服务问题，打造一个和谐的交通场景。”
寒来暑往，花谢花开，若干年中，技术的发展乱花迷眼，人们不禁感叹，这世界变化快，WiFi(无线局域网)，WiMax(无线城域网)，3G(无线广域网)以及4G(超速无线网络)，他们的结合会创造出一个怎样的完美无线世界，不管你是谁，在何时，在何地，都可以与任何人自由的沟通，未来是无线的。
无线数据传输方案问题：杭金衢高速公路全长 290
公里左右，是国家交通干线的主要枢纽。全路段车流量较大，设计通行量为双向每天2.5万辆，目前杭金衢高速公路的断面交通量已达到7〜9万辆/天，新岭隧道断面交通量已达到6.9万辆/天。在新增外场监控、交通诱导设施的项目中，由于杭金衢沿线大部分为软基路段，路面沉降严重，建设期间埋设的管线部分已不能使用。在如此大的流量下，重新敷设全线的光缆基本无法实施。
方案：高速公路地域空旷、线路长、各地区环境的不同，采用无线瘦AP技术设备建立网络。主干传输采用华为通信系统的SDH设备，每个收费站点提供以太网接口。以收费站为基点，向主线两个方向利用AP终端无缝覆盖，采用大功率AP和高增益天线，室外型AP由外向里发送信号，阻隔较少，高功率穿透力强。AP的连接可采用有线中继、2.4G或5.8GHzWIFI网桥或MESH网络，可提供高达300Mbps的高速数据传输通道。后期若扩展网络，无线接入点可以通过情报板上新增的点对点设备转发，最后接入收费站的有线网络，从而打通了WIFI无线接入点到通信系统的链路。
效果：进行中大型规模的外场覆盖，需考虑现场的无线传播环境、空间面积、平面分布、设备位置等来确定单个AP在该空间内可能的覆盖范围和效果。采用这种WIFI信号源接入有线通信系统的方式，使用独立AP交叉布点覆盖，完成无缝覆盖的良好效果，满足用户的需求。
TD-LTE覆盖方案
问题：江苏移动在机场高速进行了TD-LTE的业务体验。这是国内建设的唯一高速公路(南京机场高速)覆盖网络，机场高速TD-LTE业务主要通过在机场大巴上安装CPE，将TD-LTE信号转化为WIFI信号，用户利用智能手机、平板电脑或笔记本电脑通过WIFI接入LTE网络，提前免费在机场大巴上享受LTE高速宽带业务体验。高速移动引起的多普勒频移;频繁切换以及车厢的穿透损耗和阴影衰落都是更大的挑战，要使TD-LTE系统在高速公路场景能具有很好的无线覆盖和业务体验，必须通过网络规划或技术手段解决上述问题。
方案：高速公路场景的网络规划采用小区合并组网方案，减少小区间的切换和重选;在进行高速公路场景组网覆盖时，采用低频段进行覆盖。进行邻区规划时，每个小区一般只规划两个邻区，减少终端的测量时间，增加切换的准确性和及时性。为了抑制多普勒频移以及同频干扰，需要在高速公路场景使用一些关键技术，在南京TD-LTE机场高速覆盖时采用了线性插值算法来补偿频偏，在高速公路的实验中性能稳定。高速公路场景TD-LTE网络优化主要通过工程优化和无线参数优化两种方式进行，工程优化主要调整天线方向角和天线下倾角，以及调整发射功率来达到优化网络覆盖RSRP和SINR的目的;无线参数优化主要通过调整算法、测量、业务等无线参数设置达到优化网络覆盖和业务性能的目的。南京机场高速公路规划建设有40多个站点，采用大唐移动高速公路综合解决方案，基站大部分选择与2G、3G共址的建设方式。试验网正式测试时选择覆盖较为连续的10个小区作为测试区域，
效果：在实际多用户接入体验情况下，小区下行吞吐量可达20Mbps，单用户下行吞吐量1Mbps以上，视频流播放顺畅。网络的KPI性能测试结果，切换成功率、建立成功率都大于95%，可以达到组网要求。
无线未来
当行业内的企业还在讨论不依赖电信运营商的3G网和4G网，必须要建立高速公路自己的无线专网的时候，大唐移动已经为4G商用做足了准备，在南京机场高速，TD-LTE网络覆盖组网方案和相关测试验证已经完成，大唐移动公司移动通信事业部市场总监董宇表示，高速公路场景仅仅是大唐移动多场景解决方案中的一种。行业内，关于是否建设高速公路专有网络的争论一直没有停止，专用无线网络良好的封闭性、安全性和移动增值业务是公共无线网络所不具备的，但投入成本大，建设周期长，又是专有无线网络的硬伤。“不管是专网还是公网，高速公路4G无线覆盖是未来发展的方向，高速公路运营管理单位，可以考虑根据路段具体情况引入4G无线通信系统，可以实现全程覆盖，也可以局部热点地区覆盖。”
北京交科公路勘察设计研究院张一衡，对未来高速公路通信发展有着自己的愿景，“4G与WIFI的结合，可以实现室内的，室外的，近距离和远距离相互结合的覆盖方式，与目前高速公路的光纤接入网、干线传输网结合起来，高速公路将实现一个很完整的通信系统，这是高速公路未来通信发展的突破口。”对于未来的设想，企业的思考会更加具体，“信息高速，享受旅途”，北京亚邦伟业技术有限公司于志刚有着相同的期许，“实现高速公路带状无线覆盖以后，就好像空中有朵无线的云在飘，它是一个无线信息平台，云中有很多信息节点，每个车辆相当于一个信息终端，与空中的云进行信息交互，车与车，车与路，车与城市网络之间实时互相连接，彻底解决交通的安全、拥堵、信息服务问题，打造一个和谐的交通场景。”
寒来暑往，花谢花开，若干年中，技术的发展乱花迷眼，人们不禁感叹，这世界变化快，WiFi(无线局域网)，WiMax(无线城域网)，3G(无线广域网)以及4G(超速无线网络)，他们的结合会创造出一个怎样的完美无线世界，不管你是谁，在何时，在何地，都可以与任何人自由的沟通，未来是无线的。
