LTE寬帶集群通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

LTE寬帶集群通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用LTE寬帶集群通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用LTE寬帶集群通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用xxx公司LTE寬帶集群通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度LTE寬帶集群通信技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用摘要：LTE技術(shù)在寬帶數(shù)字集群通信中的應(yīng)用，已經(jīng)成為通信領(lǐng)域的研究熱點。本文結(jié)合集群通信系統(tǒng)發(fā)展需求和現(xiàn)狀，分析了LTE寬帶集群技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，闡述了解決關(guān)鍵技術(shù)的方法。Abstract：TheapplicationofLTEtechnologyinbroadbanddigitaltrunkedcommunicationhasbecometheresearchfocusofcommunicationfield.Combinedwiththedevelopmentrequirementsandthecurrentsituationoftrunkedcommunicationsystem，thispaperanalyzesthechallengesofLTEbroadbandclustertechnologyandexpoundsthemeasurestosolvethekeytechnology.關(guān)鍵詞：LTE寬帶集群；集群通信系統(tǒng)；頻譜利用率；無線專網(wǎng)Keywords：LTEbroadbandcluster；trunkedcommunicationsystem；spectralefficiency；wirelessprivatenetwork中圖分類號：文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）07-0063-020引言集群通信系統(tǒng)是一種高級的移動通信系統(tǒng)，它較好地適應(yīng)了集團指揮調(diào)度和專業(yè)通信的實際需求，符合現(xiàn)代通信行業(yè)的未來發(fā)展方向。1集群通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢目前，我國應(yīng)用最廣泛的數(shù)字集群技術(shù)是TETRA，iDEN，GT800和GoTa四種。iDEN系統(tǒng)是摩托羅拉公司最新推出的集數(shù)字話音傳輸為一體的綜合數(shù)字集群通信系統(tǒng)，采用TDMA技術(shù)，使得在25kHz信道上可以同時傳送6路數(shù)字話務(wù)，并可動態(tài)分配帶寬。TETRA采用歐洲電信標淮協(xié)會（ETSI）制定的多功能數(shù)字集群無線電標準，提供多種附加業(yè)務(wù)，其中大部分為TETRA所獨有。系統(tǒng)具有兼容性好、開放性好、頻譜利用率高和保密功能強等優(yōu)點，是目前國際上較為先進、參與生產(chǎn)廠商較多的數(shù)字集群標準。通過分析和研究集群通信系統(tǒng)的發(fā)展過程可知，目前集群通信系統(tǒng)的發(fā)展嚴重滯后于公眾移動通信系統(tǒng)的發(fā)展，同時其技術(shù)鏈條和創(chuàng)新機制仍有待進一步改進和完善。當前，市面上使用范圍較廣的集群通信系統(tǒng)主要為窄帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)，技術(shù)含量較低，服務(wù)范圍有限。以TETRA系統(tǒng)的最新演進TEDS（TETRAEnhancedDataService，TETRA增強數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）為例，在最理想情況下也僅能支持518kbps的峰值傳輸速率。隨著信息化與工業(yè)化融合的不斷深入，能源、交通運輸、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、公共安全等重點行業(yè)已經(jīng)充分認識到信息化改造對促進傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式變革、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益等方面的重要性。結(jié)合行業(yè)安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理、應(yīng)急處置等功能的專用通信系統(tǒng)將成為專網(wǎng)下一步發(fā)展的重中之重。隨著行業(yè)信息化趨勢的不斷增強，人們對行業(yè)專用無線網(wǎng)絡(luò)通信的要求也隨之提高，人們一方面希望借助大數(shù)據(jù)傳輸和高寬帶實現(xiàn)高效辦公和內(nèi)部管理；另一方面還要求實現(xiàn)語音集群、寬帶數(shù)據(jù)河北視屏應(yīng)用的一體化，提高無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的專業(yè)化和智能化，提高系統(tǒng)容量?；赥D-LTE技術(shù)發(fā)展寬帶多媒體數(shù)字集群可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下，將網(wǎng)絡(luò)、專業(yè)語音終端、數(shù)據(jù)和高清視頻有機融合起來，以便更好地提升系統(tǒng)服務(wù)能力。TD-LTE技術(shù)作為當前通信行業(yè)的一種國際化發(fā)展趨勢，實現(xiàn)了大寬帶和高頻譜配置的發(fā)展要求，有效地提升了網(wǎng)絡(luò)運行效率和單個基站的效率。同時，該技術(shù)還采用了由NodeB構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計程序，降低了延遲。目前，我國正式啟動了基于TD-LTE的政務(wù)網(wǎng)試驗，旨在提升政府部門的集群通信效率，實現(xiàn)高效率的電子政務(wù)服務(wù)。政務(wù)實驗網(wǎng)采用行業(yè)申請或城市申請的方式進行，由無線電管理局統(tǒng)一進行頻率授權(quán)，并明確了其使用地區(qū)和期限。其中，獲得試驗頻段授權(quán)的城市為北京、上海、南京、天津。此后，各地陸續(xù)開始網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并取得了一定的建設(shè)成效。另外，石油、電力、航運、港口等行業(yè)也積極開展TD-LTE專網(wǎng)寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)建設(shè)，有效地提升了行業(yè)通信的信息化水平。2LTE技術(shù)的應(yīng)用TD-LTE技術(shù)特性滿足行業(yè)發(fā)展需求TD-LTE技術(shù)是3GPP大力發(fā)展的新一代寬帶無線通信技術(shù)，屬于國際4G標準。它以O(shè)FDM和MIMO技術(shù)作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進標準，實現(xiàn)了信息的高速率傳輸和接受，它能夠在20M頻譜帶寬下達到100Mbps和上行50Mbps的峰值傳輸速率；LTE系統(tǒng)采用全IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，有效的縮短了控制面和用戶面時延；LTE系統(tǒng)的下行頻譜效率為5bits/Hz，上行頻譜效率為Hz，相比3G系統(tǒng)提高了近2-4倍。TD-LTE產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)為行業(yè)應(yīng)用提供可靠保障TD-LTE及時是我國自主創(chuàng)新的TD-SCDMA的演進技術(shù)，是未來寬帶移動通信的主流標準之一。相比與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)，TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)的傳輸性能和抗干擾性都得到了很大地提升，它具有大寬帶、高速度、高頻譜利用率、大信道容量等優(yōu)勢，較好地滿足了現(xiàn)代集群通信網(wǎng)絡(luò)在容量、帶寬、傳輸速率和頻譜利用率等方面的需求，而且在系統(tǒng)研發(fā)的自主性方面具有其他寬帶通信技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，TD-LTE公網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和運行模式將不斷演化和完善，并朝著低成本方向發(fā)展，其產(chǎn)品性能的提升和價格下降必將推動各個傳統(tǒng)和現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展壯大，并為其未來發(fā)展提供強有力的網(wǎng)絡(luò)通信支持。TD-LTE有利于提升國家、行業(yè)信息安全在知識產(chǎn)權(quán)保護上，TD-LTE將有效地推動產(chǎn)權(quán)保護方式方法的創(chuàng)新，提升其產(chǎn)權(quán)保護效果，有利于國家整體戰(zhàn)略安全和行業(yè)信息安全的保障與維護。綜上所述，基于TD-LTE的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展必將改善傳統(tǒng)和現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展面貌，提升產(chǎn)業(yè)價值和經(jīng)濟效益。一方面TD-LTE的技術(shù)憑借其優(yōu)勢推動了各個行業(yè)的發(fā)展，并為其提供各種最新最全的信息技術(shù)服務(wù)；另一方面現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展也有效地帶動了TD-LTE終端、儀表、配件服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、芯片等環(huán)節(jié)的高效全面發(fā)展。3LTE寬帶集群關(guān)鍵技術(shù)①現(xiàn)有的低頻段頻率資源已非常緊張，而對小范圍的組網(wǎng)，TD-LTE相對于窄帶集群系統(tǒng)，需要比較大的頻率帶寬。而且對于增加覆蓋范圍來說，1GHz（700MHz，350MHz，400MHz頻段）以下為優(yōu)質(zhì)頻段。低頻段比高頻段在覆蓋上有著無可比擬的優(yōu)勢，采用低頻段，覆蓋同樣的地區(qū)，可以大大減少基站數(shù)量，降低系統(tǒng)建網(wǎng)成本。對于集群系統(tǒng)來說，其特點為用戶數(shù)較少，且投入后較難收回投資，因此對成本要求較高，要求能盡量增大覆蓋范圍。②對于集群系統(tǒng)來說，不可能像公網(wǎng)那樣有良好的覆蓋，需要保證通話的及時性、低時延、安全性。在行進中，集群系統(tǒng)未架設(shè)時，需要有脫網(wǎng)直通功能。并且需要與原有MPT1327、TETRA系統(tǒng)實現(xiàn)互連互通。③集群終端進入寬帶化后，其視頻，數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芤日瓗Ъ合母蟮碾娏?。為了更好的利用現(xiàn)有裝備的窄帶集群系統(tǒng)，降低部署成本，需要解決終端內(nèi)的窄帶和寬帶的兼容性問題。解決這個問題的方法是研制雙模雙待或雙模單待的終端，當終端處于窄帶集群系統(tǒng)覆蓋之下時，可以轉(zhuǎn)到窄帶模式工作，將寬帶模塊掛起以降低功耗。當終端處于寬帶集群系統(tǒng)覆蓋之下時，可以轉(zhuǎn)到寬帶模式工作，將窄帶模塊掛起以降低功耗。如果終端同時處于窄帶和寬帶集群系統(tǒng)覆蓋之下時，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要在寬帶和窄帶工作模式之間進行切換。4總結(jié)隨著信息時代的到來，全球無線裝網(wǎng)也開始向?qū)拵Х较虬l(fā)展。在此背景下，LTE以其技術(shù)優(yōu)勢受到了各個行業(yè)的青睞，并逐步達成產(chǎn)業(yè)共識。目前，我國已在北京、天津、上海等城市陸續(xù)開展TD-LTE政務(wù)網(wǎng)試驗，并制定了專門的行業(yè)技術(shù)標準。但目前LTE