中移動(dòng):基于TD-LTE技術(shù)的集群通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

時(shí)間：2015-01-15　來源：中國移動(dòng)設(shè)計(jì)院　作者：白波等　點(diǎn)擊：次

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集群通信系統(tǒng)是服務(wù)于特定行業(yè)和部門，專門用于指揮調(diào)度需求的專用無線通信網(wǎng)絡(luò)，在政府、交通、公安、武警、醫(yī)療、能源和其他應(yīng)急通信領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛。

集群通信系統(tǒng)和蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)有著相似的發(fā)展歷程：第一代是模擬集群通信系統(tǒng)，僅支持語音；第二代是窄帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)，支持語音和低數(shù)據(jù)速率通信，是當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的集群通信系統(tǒng)，包括TETRA、iDEN、GoTa和GT800等制式。

然而從窄帶集群至寬帶集群的技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)坎坷, 我國基于TD-LTE的寬帶集群通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)研究持續(xù)數(shù)年，直至2013年，才成功完成寬帶集群系統(tǒng)的測(cè)試工作，并完成一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1 基于TD-LTE寬帶集群通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

發(fā)展基于TD-LTE的寬帶集群通信系統(tǒng)，在應(yīng)用需求、技術(shù)和發(fā)展的可行性、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、信息安全等各方面都具備較大的優(yōu)勢(shì)。

(1)集群通信業(yè)務(wù)能力需求提升，應(yīng)用場(chǎng)景需求進(jìn)一步增多

隨著災(zāi)害、突發(fā)性事件等頻繁發(fā)生，政府相關(guān)部門、武警、公安及各類企業(yè)對(duì)于特殊事件的應(yīng)急處置和現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度都有很高數(shù)據(jù)速率需求�；赥D-LTE的寬帶集群通信峰值速率為百兆級(jí)別，可以很好的滿足高速率、大容量需求的業(yè)務(wù)。

(2)基于TD-LTE的集群通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈成熟，未來發(fā)展演進(jìn)目標(biāo)明確

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為中國主導(dǎo)，三大運(yùn)營商牽頭建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)在全球廣泛應(yīng)用。通過多輪測(cè)試實(shí)驗(yàn)，目前已經(jīng)大規(guī)模商用，各類產(chǎn)品也趨于成熟�；赥D-LTE的寬帶集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)制定，未來部署建設(shè)的一切條件基本成熟。

(3)基于TD-LTE的寬帶集群通信有利于提高信息安全

我國從一開始就積極推進(jìn)TD-LTE技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，鼓勵(lì)本土企業(yè)參與設(shè)備、芯片等核心產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，培養(yǎng)出了一批具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的中國企業(yè)，這將徹底打破以外資企業(yè)壟斷集群通信設(shè)備市場(chǎng)的格局，有利于國家的信息安全和重要行業(yè)的信息安全。

2 基于TD-LTE技術(shù)的專網(wǎng)寬帶集群系統(tǒng)

基于TD-LTE技術(shù)的專網(wǎng)寬帶集群系統(tǒng)（如圖1所示）由終端、基站、集群核心網(wǎng)和調(diào)度臺(tái)組成。

圖1 基于TD-LTE的專網(wǎng)寬帶集群系統(tǒng)架構(gòu)

(1)終端

集群終端在TD-LTE終端基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了集群業(yè)務(wù)和功能。終端通過Uu接口連接到TD-LTE基站，實(shí)現(xiàn)LTE分組域基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；終端通過Uu-T接口連接到集群基站，實(shí)現(xiàn)LTE分組域基本業(yè)務(wù)和集群業(yè)務(wù)。

(2)集群基站

集群基站除了TD-LTE基站的功能，還支持集群相關(guān)功能。集群基站能通過Uu-T接口，支持集群終端接入，實(shí)現(xiàn)LTE分組域基本業(yè)務(wù)和集群業(yè)務(wù)。集群基站能通過Uu-T接口，支持TD-LTE終端接入，實(shí)現(xiàn)LTE分組域基本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

(3)集群核心網(wǎng)

集群核心網(wǎng)（如圖2所示）是提供集群業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，包含eMME、xGW、eHSS、集群控制中心等邏輯實(shí)體，各網(wǎng)元實(shí)體除了支持TD-LTE功能外，還支持集群相關(guān)功能。

圖2 集群核心網(wǎng)分解圖

(4)調(diào)度臺(tái)

調(diào)度臺(tái)是集群系統(tǒng)中的特有終端，為調(diào)度員或特殊權(quán)限的操作人員提供集群業(yè)務(wù)的調(diào)度功能、管理功能。

3 基于TD-LTE公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的集群通信業(yè)務(wù)

TD-LTE公網(wǎng)集群系統(tǒng)（如圖3所示）無需為集群通信獨(dú)立建網(wǎng)，而是與TD-LTE公眾網(wǎng)絡(luò)共享網(wǎng)絡(luò)資源，基于現(xiàn)有成熟的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和PoC（Push to talk over Cellular，基于蜂窩網(wǎng)的PTT業(yè)務(wù)）業(yè)務(wù)體系，盡可能減少對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)修改的原則進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化來滿足集群業(yè)務(wù)的需求。