1.概述:
在领导人出行保障活动中，交通管制、清场、封闭等“硬”措施曾是标配。但自从中央八项规定，特别是第五条要求“改进安保工作，坚持有利于联系群众的原则，减少交通管制，一般情况下不封路、不封关不放行”颁布后，从中央到普通市领导都做出了表率。在视察活动中，他们减少了随行人员，减少了出行。
中央八项规定的核心是减少扰民，营造党和国家领导人亲民的良好氛围。然而，与之相对应的情况是，当前国内安全形势依然严峻。随着安保人员和安保规模的减少，传统的安保工作已经无法适应新的安保模式，安保工作面临着更大的挑战。因此，越来越需要使用一些信息化的手段，如道路交通的电子监控和智能调控，来弥补人员的不足和开放式交通管制带来的安全问题。
同时，领导人出国访问频繁，出国访问环境复杂。虽然安保人员会提前勘察出访现场环境，但诸多不确定、不稳定因素，以及国外公共通信网络的兼容性和安全性，都大大增加了领导人出国出访安保工作的难度。
2.需求分析
2.1.网络独立性
领队出行保障网络的覆盖范围通常随着领队的位置而变化，通常需要通过无线通信来实现。由于领队出行保障网络的目的与传统的无线通信网络完全不同，要求网络具有很强的独立性，主要表现在以下几个方面:
2.1.1.机动性
由于领导差旅保障活动的临时突发性，要求领导差旅保障网络随时随地独立部署和使用。然而，现有的公共通信网络无法实现所有地区的全覆盖。在偏远地区或出国访问没有公共无线通信网络可用时，需要一个独立的无线通信网络来保障领导人的出行活动。
稳定性
公共通信网络的容量是有限的。当一些突发情况导致并发用户数增加时，流量传输时延会增加，甚至会因通信拥塞而中断。以2008年汶川地震为例。地震后，四川周边大城市的移动基站等硬件设施并未因地震而受损。
然而，由于手机话务量和短信量的急剧增加，移动通信网络在短短几分钟内就完全瘫痪，无法使用。因此，领导出差时提供的网络需要专用于专网，避免与公网阻断造成通信中断。
2.1.3.抗干扰能力
由于无线通信共用空的传输信道，难免会有干扰，导致通信距离缩短或通信中断。如果领导出行保障网络采用公网通信手段，必然会对其他无线通信设备造成干扰。因此，要求领队出行保障网络在无线频率和通信体制上区别于其他无线通信手段，以减少无线干扰对通信服务的影响。
安全
领导出行保障网络与公共通信网络和一些专网应急通信网络的最大区别在于，领导出行保障网络不允许恶意入侵，不法人员可以通过入侵网络获取领导的位置等相关信息或者入侵导致保障人员之间的通信受阻，从而威胁领导的人身安全。
2.2.网络保密性
无线通信由于其传输信道在空之间，无法实现物理隔离，容易被窃听或入侵。为了防止因无线通信网络入侵而导致的信息泄露，业界通常采取以下措施:
2.2.1.用户认证
采用认证来为连接到网络的用户或设备识别合法用户和非法用户。合法用户可以正常使用网络服务，非法用户则被拒绝为其提供网络服务。
2.2.2.数据加密
对数据进行加密，使非法人员即使成功入侵网络并截获数据，没有正确的解密手段也无法解读数据，避免信息泄露。
2.3.灵活动态的无线网络
一般情况下，领导都会按照既定路线出行，但是一些突发情况或者临时改变计划，使得安保人员面临一些突发情况，无法完全按照既定计划开展安保工作。这就要求选择的无线网络既能保证一般业务的正常使用，又能在特殊情况下具有灵活性。综上所述，这种网络技术需要具备以下特征:
2.3.1.动态联网
根据安保人员和车辆的位置变化，可以实时更新网络拓扑和状态，网络切换的延时在毫秒级，保证切换过程中通信服务不受影响；
2.3.2.可靠的无线网络传输
联络线保证无线网络尽可能分散。在车队编队变更过程中，由于中心车辆位置的变化或通信指挥车的意外打击，导致全网业务应用无法正常使用。就像一个编织网络一样，每个网络节点都可以通过无线链路与可到达的节点相连接。同时要求无线网络在城市、灾区等各种复杂环境下具有良好的抗干扰能力、良好的绕射和穿透能力。
2.3.3.网络很容易扩展。
在实际场景中，人和一般车辆会因为远离中央指挥车或固定监控点而被留在“网络”中。如果采用具有“中继”特性的无线技术，这种情况可以大大减少。即使人车远离网络节点，也可以利用周边其他车辆和固定监控点的转发功能，保证其持续在线网络和正常业务。
2.4.全方位立体监控
现有的领导出行保障无线网络基本是按照用地的思路设计的，无法满足用户在各种场景下的需求。越来越多的安保任务需要从陆地、水上和空立体地通过舰艇、直升机等交通工具观察整个行进路线的现场环境，从而对突发事件有全面的了解。
2.5.实时高清视频监控
领导人出行活动期间，视频监控主要针对出行车辆和出行路线周边的固定区域。一方面，随着大屏幕投影技术在视频监控系统中的应用，一些后方指挥中心的投影面积甚至达到300英寸以上，单张画面的最大尺寸也在120英寸以上。在这种情况下，普通质量视频的画面不清晰且有颗粒。另一方面，人脸识别技术在安防领域应用广泛。通过将现场人员的面部特征与数据库进行比对，对危险分子进行标记和追踪。视频的清晰度越高，人员的面部特征越清晰，对危险人物的识别越准确。
目前现有的一些无线通信方式受到带宽的限制，无法满足720P高清视频传输的要求，更无法满足1080P全高清视频传输的要求。而且很多用户对实时视频的要求很高，这样才能及时发现问题并处理。
对于安保人员来说，考虑到他们主要负责防御，不是专业的通信保障人员，无法同时调整前端摄像头视频的角度和变焦，所以大多配备了头戴式或者其他贴身的便携摄像头。需要变焦的时候，一般是从后方远程完成，而在无人值守的监控点，摄像头的转向和变焦只能通过远程控制来完成。
2.6.语音对讲机
除了视频服务，更常见的应用是语音服务。传统的方式是独立于视频子系统构建语音集群对讲系统。当车辆离开集群基站覆盖区域或移动集群基站出现故障时，对讲机无法使用；而且很难扩展。例如，在现有的集群通信中，很难实现安保车辆与固定指挥中心的直接连接。因此，用户需要一种能够摆脱中心点限制、扩展性强、能够承载丰富语音业务功能的网络技术。
3.系统应用和需求响应方案
宽带自组网是一种典型的移动自组网。Ad hoc网络已经被认为是未来移动通信技术的核心组成部分之一，甚至很多人认为ad hoc网络的思想将把我们能想到的所有网络结合起来，从而实现世界通信网络的统一。宽带ad hoc网络的研究起源于军事通信中的MANET，并应用于军事作战通信指挥系统。今天，经过多年的技术进步和应用推广，终于得到广泛应用。
WIM (Wireless Ad Hoc Network)是一种自主开发的无线智能路由算法和协议，它是在无线Ad Hoc网络协议的基础上发展而来的。该设备可实现快速自组网，并可根据实际情况调整通信链路和负载均衡；覆盖面广、适应性强、效率高，广泛应用于公共安全、反恐维稳、交通管理、环境监测、抢险救灾等领域。
WIM的核心是经过多年的研究、实验、测试和优化，自主研发的一套无线算法和协议。该算法基于物理层，与应用层无关，不参与解决IP层的路由问题。网络响应速度可以达到毫秒级。同时网络支持快速移动通信，网络兼容性强。概括起来，它有以下特点:
无线自组网算法在MAC层实现。
无线自组网算法与射频芯片的完美结合
基于的唯一信道估计算法
重路由流技术
自动调整参数配置
基于COFDM调制解调技术
根据上述客户的实际需求，我公司推出了基于无线自组网的领导出行保障无线通信系统。该系统由车载、机载、单兵和固定网络设备组成，系统外的节点可以实时动态加入网络，保证了其扩展性。它不依赖于任何公共基础网络设施，保证了高速移动中无线通信的稳定性。下面我们逐一细说:
图 1 领导人出行保障无线网络示意图设备支持多种无线传输频段，可搭载GPS、北斗定位系统，并配备网络对讲、高清视频编码等功能。该系统可以实现动态无中心自组网，具有以下特点:
3.1.完全独立的网络
3.1.1.临时捐赠和灵活的网络
领队出行保障网络设备体积小，操作简单，无需复杂配置即可使用。无线通信网络可以在任何时间、任何地点建立，并且这个网络的建立不依赖于任何其他通信网络的支持。而且与其他中央无线通信专网相比，领导出行保障网可以在任何设备之间组网，在公共无线通信网和其他专网通信基站无法覆盖的地方，如海外、山区、地下隧道等区域，组网优势更加明显。
3.1.2.稳定性强，有效支持大数据量业务
领队出行保障网专用于专网。在网络中，只有领导的出行保证通信业务数据的传输和交换，不存在与其他业务数据的冲突和竞争。而且网络具有负载均衡的特点，可以很好地调节网络负载，保证领导出行保障通信业务数据传输的稳定性。
3.1.3.抗干扰能力强，智能网络自愈能力强。
领队出行保障网络设备的工作频率采用非ISM频段，可根据客户需求定制频段，避免了与公共通信设备在同一频段工作造成的同频干扰导致的通信性能下降或通信中断；设备工作频率可调节至100Mhz，支持步进调节。即使当前工作频率与其他外围无线设备重合，也可以通过改变工作频率来避免同频干扰。
此外，该设备还采用了COFDM调制解调技术，具有优异的抗频率选择性衰落或窄带干扰以及信号波形间的干扰。适合在复杂电磁环境下使用，能有效降低周围其他无线设备对领导出行保障网自身通信服务的干扰。
3.1.4.强大的安全性
领队出行保障网络设备采用完全自主知识产权开发的自组织网络协议和算法，以及自主研发的COFDM硬件平台。软硬件属于封闭系统，不法人员无法像公共通信网一样通过开放接口入侵领导出行保障网，比其他使用标准协议的无线通信网更安全可靠。
3.2.多重加密措施，保密级别高。
安全工作，比如领导人出行，对保密性的要求非常高，通常需要专用的专网和对数据进行加密，防止数据被截获导致信息泄露。无线自组织网络采用以下方式来保证数据的安全性:
3.2.1.设备认证
任何网络设备都有一个用于数据传输和交换的MAC地址，每个设备的MAC地址都是唯一的，世界上不存在相同的MAC地址。无线ad hoc网络使用自己的特殊算法从当前设备的MAC地址中获取一个唯一的字符串作为设备的序列号。当设备接入网络时，通过算法对设备序列号和MAC地址进行认证。如果不满足算法的对应关系，则认为该设备非法，拒绝该设备的任何访问请求，从而避免非法设备。
3.2.2.网络识别
设备按网络识别码分组，只有当网络接入设备的识别码与当前网络一致时，网络才会为网络接入设备提供网络服务；否则，该设备被视为非群组设备，拒绝该设备的任何访问请求，以避免非法入侵网络。
3.2.3数据加密
采用新一代AES数据加密标准，AES具有在所有平台上运行良好、支持并行处理和抵抗所有已知攻击的优点。AES完美的加密算法理论上是无法破解的。即使是世界上最快的计算机，也需要数十亿年才能耗尽128位密钥，这说明AES加密可以让整个网络更加安全可靠。
此外，无线自组织网络设备还提供了加密机或加密模块的接口。数据首先由加密机或加密模块加密，然后由接入网络的设备传输，在数据接收端由相应的解密设备解密。这样，结合现有的领队出行保障网络安全体系，可以进一步提高网络的防护水平。
3.3.智能网络
针对领导出行保障的无线网络需求，即动态组网、去中心化、易扩展等。该网络设备从以下几个方面完美解决了目前传统无线通信手段无法实现的功能:
a)没有中心的快速联网
设备开启后，会快速搜索并找到附近的其他设备，自动组建网络，无需事先进行网络规划和配置。
当我们的其他保障车辆或人员加入保障车队时，新的设备会通过直连或跳转的方式与原有网络整合成一个更大的网络，使整个保障车队的行驶范围不依赖于中央指挥车。
b)可靠的网络传输
图2快速组网示意图
图3可靠的网络传输
在网络设计之初，就考虑了无线传输过程中的干扰和阻塞问题，采用了COFDM调制技术。同时，频率可以灵活配置，使设备在多变、复杂、灵活的环境下仍能保证正常的通信工作和数据业务。
在实际使用过程中，如果安保车辆或人员遭遇事故，业务中断，网络会重新选择一条链路继续传输数据，从而保证业务的正常进行。
c)网络易于扩展。
当有安保车辆和人员进入领导出行保障的无线网络覆盖范围时，新设备只要其工作频率与原网络设备一致，就可以直接接入原网络；如果一个节点不在网络覆盖范围内，可以用其他车辆或人作为中继点连接到网络。
3.4.全方位立体监控网络
为了适应不同的环境和场景，满足客户日益丰富和立体的需求，通过安装在飞机和舰船上的设备，指挥员可以从空和地面多个角度监控行进路线周围的情况。在某些情况下，还可以将空中的监测点作为地面上无法用直线连接的两个网络之间的中继节点，使距离较远的地面网络可以通过空
图4全方位立体监测网络
3.5.高带宽，支持高清视频传输
除了网络的智能化，系统设备还具有高带宽的特点，点对点传输速率可达50Mbps以上。有了这个特性，就可以支持高清视频的传输。它还可以为扩展富数据应用程序提供机会和平台。
为了方便用户，高清音视频编码模块可以集成在设备内部，可以直接连接到专用的模拟摄像机。视频信号可以在设备内部编码并转换成IP网络数据，然后通过网络传输到目的节点。
安保人员配备了头盔摄像头，支持光学变焦和数码变焦。相机支持远程变焦功能，变焦操作可在后方完成，无需前端人员控制。无人值守点可配备支持远程控制的PTZ云台摄像机，通过远程控制实现摄像机的转向和变焦。
3.6.语音对讲机
语音对讲采用无中心IP语音模块，实现车与人之间的语音交流。设备中集成了IP语音模块，将接收方的音频信号进行编码，然后转换成网络信号。收到这些数据后，车辆和人的设备会将其还原为音频信号，并从麦克风传输出去。相比其他对讲方案，这种语音对讲功能更适合无中心的网络架构，任何一点都不会出现故障。
其他节点之间的语音通信受到影响，传输范围不受单个节点无线性能的限制。音频信号转换成IP网络数据后，还可以通过卫星等超视距通信手段直接与指挥中心通话。
