4G移动通信技术的特点功能及在消防现场应急通信中的应用

1  4G 移动通信技术的基本构成及特点

（1）4G 通信技术。4G LTE 通信技术所使用的地址方式是正交频分复用多网址，针对既定频域中对信道进行划分，变成众多正交子信道，每个子信道都配有子载波，完成所需要的调试功能，子载波之间处于并行状态，对信号进行传输，使得每个子载波都具有平坦的信道。这种方式能够让信号波之间存在的干扰得到消除或减弱，让频谱利用效率得到显著提升。4G LTE 演进金属还能够让消防通信得到更快的更新，从技术层面保证消防通信处于快速发展的状态中。

4G 的技术演进。LTE Advanced 能够让超过两个的分散频段的无线波普资源进行整合，实现载波聚合效果，这就能够保证处于宽度较大的物理频段上的移动通信系统处于正常运行状态，让无线数据的接入速率得到显著提升，无线数据的带宽实现更广泛的峰值速率，这就能够将到端延时降到最低。

（2）移动 GIS 技术。基于移动计算机环境，处于有限处理能力中的移动终端就能够实现移动GIS 技术，所提供信息服务的 GIS 具有移动性、分布性以及随遇性，这项系统将 GPS、GIS 以及移动通信进行融合，实现三项技术的联合应用。利用GIS 还能够对空间数据进行有效管理以及分析，在GPS 的作用下能够进行准确定位以及跟踪，而数据获取功能依靠 PDA 就能够顺利完成，在移动通信技术的支持下，保证声音、文字、图像等信息进行安全传输。从组成上来说包括移动终端设备、无线通信网络、空间数据库以及地理应用服务器。

（3）无线视频传输技术。在先进视频压缩技术的基础上发展形成无线视频传输技术，在不同的编码结构下，将视频图像进行更加符合纹理特征的划分；在块结构的作用下，以运动补偿块的大小作为依据对变化块的大小进行有效调整，使其具有更加良好的适应性，保证能力集中、图像振铃效应以及细节保留处于最均衡的状态；在采样点发生自适应偏移时，就能够实现对重建图像的科学分类，保证图像像素都发生一个偏移，维持图像的真实性，降低图片失真度；在自适应环路滤波的作用下，能够让重建图像恢复，使得原图像与重建图像之间具有最小的均方差。除此之外，无线视频通信技术还应用了最先进的 4G 移动通信技术，这就使得图像视频能够实现移动传输。

（4）4G 通信技术的特点。4G 通信技术是当前最先进的移动通信技术，其优势与特点非常显著。① 4G 通信具有较高的传输速度，能够实现 100 Mps。② 4G 通信技术具有良好的灵活性。它在应用上不受时间与空间的限制，能够让数据传输变得更加快捷，能够应付中间出现的各种问题。③ 能够实现图像的高清传输，提高图像传输的接收速率。④ 4G 通信技术具有良好兼容性，它能够实现不同移动端口的连接，还能够提供各种终端信息服务。因此，4G 通信技术的优势使其在移动通信技术中有良好应用，在火灾救援中进行应用能够满足“快、准、急”的要求[1,2]。

2  4G 移动通信技术主要系统功能在消防现场应急通信中的应用

（1）保持信号畅通。当发生火灾时，无线 4G 网络所具有的链接功能就能够保证消防部队畅通的信号输送，让火灾现场与指挥中心实现高效的无线连接。在火灾救援过程中需要指挥中心与救援现场进行紧密配合，在 4G 网络的支持下能够让命令下达与实时救援情况在指挥中心与现场进行快速传输，保证信号不会因为火势变化导致中断，为火灾救援过程中的信息传输提供保障，提高应急通信的连续性与稳定性。

（2）实现图像传输。4G 通信具有高效的图像传输功能，为消防部队的消防火灾应急通信提供有力支持，能够将火灾范围内不同地点的实时灾情以图像形式向指挥中心进行反馈，为指挥中心救灾方案的制定以及事故处理提供信息，保证指挥工作的有效性。将综合管理平台作为有效载体，利用网络软件以及客户端能够实现软件的综合调度，这就能够对灾害救援的现场情况、图像、声音信息进行反馈，还能够在网络视频监控系统中加以应用。视频、音频的数字化通信管理对于消防指挥来说意义重大，能够让指挥调度变得清晰可视，还满足了其扁平化要求，消防指挥中心能够第一时间获得最新的火情动态。4G 通信技术用来传输图像能够保证其质量，并且提高传输速度。与 3G 通信技术相比较，具有更广泛的应用前景，同时也给消防指挥工作带来了更大便捷。

（3）道路监控。在接到火灾报警时，消防救援部队到达现场的时间对救援情况有直接影响，晚到一分钟都有可能出现无法挽救的损失。利用 4G 网络的实时监控功能就能够合理规划消防车出行路线，对到达火灾现场的全路段进行监控，保证消防车能够利用最短的时间抵达现场，进行救援工作，以最快的速度对火势进行控制，防止火灾进一步蔓延，减少火灾带来的损失。

（4）提供稳定宽带通道。4G 技术能够让无线信道处于最大带宽，并保持信道的稳定性。在消防队员灭火的过程中，保障人员无线宽带通道的稳定性，让每名消防队员的位置都能够准确的进行显示，并将呼吸机状态信息进行实时反馈，保障救援人员的人身安全，为火灾救援现场提供更完善的无助数据传输通道。

（5）实现实时监控调度。消防部门进行火灾现场信息传递时候要满足两方面要求，第一是消防部门领导需要得到及时的车辆图像监控，第二需要对城市内火灾高发场所进行远程监控。在进行消防救灾时消防部队都非常关注车辆行驶状况。包括道路畅通情况、车内水量储存等，利用 4G 通信技术能够让指挥中心对相关情况进行及时了解，实现最有效的车辆调度，并对车辆轨迹、时间等进行监控。从车辆驶出开始，到救援完成都能够实现监控，这也能够让消防单位对救援情况进行详细记录，做到有据可查。除此之外，如今的消防工作逐渐向着防消结合的方向发展，对于火灾高危单位进行实时监控。利用移动 4G 通信技术，能够让全方位监控变成现实，让监控更加准确、合理。

在现实工作中，城市内的火灾高危单位大多处于分散状态，随着社会不断发展城市内高楼数量不断增加，城市道路的复杂程度日益加剧，有些城市内还有山脉河流存在，这些都会让有线通信实现难度增加。利用 4G 通信技术能够让这些问题得到解决。第一，公共无线网络问题得到解决，让频道干扰、抖动效应、阻塞干扰、同频道干扰等问题得到解决，保证图像质量的清晰程度。第二，从监控设备投入的角度来说，4G 通信技术能够利用终端形式对火灾高危单位进行监控，节省掉铺设电缆桥架的费用，让监控系统的经济性得到提升，同时保证监控可靠性。第三，能够根据图像质量对 4G 通信传输流量进行调整。在整个监控系统中，4G 通信流量能够根据传输的静态或动态图像做相应调整，使得消防监控具有更高的灵活性，监控信息得到有效扩充。

3  需要解决的问题

（1）网络安全性与稳定性。对于网络通信来说，最主要的就是安全性与稳定性，这是现场通信有效性的基本保障[3]。要想实现不间断的网络通信就需要对稳定性进行提升。在 4G 移动通信技术中，在进行核心设备的处理时，采用双机或双业务板的热备份是最佳选择，一旦主机发生故障能够保证备用设备的及时启用，维持连续通信。在安全性问题上可以选择使用打开鉴权加密算法完成通信保密工作，这种方式能够拒绝未知设备的链接。为了保证通信链路处于安全环境中，在 LTE 中配有接入层安全功能，它能够实现对用户平面数据以及控制平面数据的分别加密工作，还能够有效保证控制平面数据的完整性。因此，4G 通信技术能够为火灾应急救援提供稳定、安全的信息通道，保障救灾工作顺利完成。

（2）网络与通信设备的整合问题。4G 移动通信网络是将全 IP 网络作为核心网，能够在不同网络之间进行信号不间断的链接。核心网能够满足端到端的 IP 业务，与建立完成的核心网具有很好的兼容性。将 4G 网络与覆盖区域的通信设备进行整合，能够实现卫星系统与 4G 移动通信网的深度融合[4]。消防部队在应急救援过程中，现场紧急通信形式具有多样化，并且能够让通信通道处于畅通无阻的状态，避免通信瘫痪的现象发生，让 4G 通信技术所具有的优势得到充分发挥，为我国消防部队的紧急救援工作提供通信保障，实现紧急任务的高效完成。

4  结语

综上所述，在我国消防部队开始将 4G 移动通信技术进行合理应用之后，消防部队的通信无线网络建设就向着更加完善的方向发展。这就为消防部队提供了更有利的技术保障，当出现紧急事件时消防现场紧急通信能够保持稳定、高效的信息传送，火灾现场图像能够快速传输到消防指挥中心，保证指挥中心接受图像的真实性。这就为消防部队进行紧急火灾处理提供了更大帮助，提高火灾处理工作效率，减少国家财产损失，保障人民人身、财产安全。