主頁（http://www.by236.com）：研制 TD-LTE 寬帶集群的幾個關鍵點

隨著信息化與工業化融合的不斷深入，能源、交通運輸、現代農業、公共安全等重點行業已經充分認識到信息化改造對促進傳統工業生產方式變革、產業結構優化，提升生產效率和經濟效益等方面的重要性。結合行業安全生產、經營管理、應急處置等功能的專用通信系統將成為專網下一步發展的重點。目前，傳統集群能滿足語音和窄帶數據的需求，但隨著用戶對視頻，高速數據等業務的需求不斷增加，迫切需要一種能融合多種業務的新一代無線寬帶集群系統。

集群通信，作為一種專用無線調度通信系統，在交通運輸、電力、物流等行業的指揮調度中發揮著重要作用。能否將客戶所需的各種平臺技術和應用整合在一起，為客戶提供統一、融合的整體行業應用解決方案，已成為當前數字集群系統取得成功的關鍵�？梢灶A見，隨著整合業務的越來越豐富，信息量越來越大，能夠提供具有寬帶多媒體集群專網一體化特點的新一代寬帶集群系統，必將成為未來集群通信發展的主流方向。

無線寬帶集群不同于傳統集群，無線寬帶集群需要提供大帶寬、高速率、可傳輸語音、數據、圖像、視頻。時至今日，各行業市場對集群通信的需求已經發生了很大的變化，不但需要出色的語音功能，還需要高速數據傳輸功能，特別是對包括視頻在內的多媒體通信能力有著十分迫切的需求;但傳統的接入技術難以同時滿足寬帶多媒體和移動通信兩方面的技術要求，為此業界開發了寬帶無線接入技術。新技術、新業務以及新的運營模式的出現，都是為了滿足客戶日益變化的需求。下一代通信系統的成功取決于其提供的業務和應用，業務應用層上不同的業務能力與模式的互通融合才是決定因素。從具體的應用角度來看，主要體現在高速數據、視頻傳輸以及構建于此基礎之上的多種應用，包括移動辦公、多媒體集群調度、視頻監控、城市應急聯動、物聯網等方面。

綜合移動通信的發展方向和我國對TD-LTE的深入研究，基于公網TD-LTE來研制TD-LTE寬帶集群應該是一個較好的選擇。使用TD-LTE技術的高帶寬來滿足無線寬帶集群的多媒體集群調度，高清視頻監控，高速數據，移動辦公等等業務需求;使用TD-LTE技術的的平面低時延來滿足專網通信對通話發起時延的苛刻要求。

TD-LTE寬帶集群有著寬廣的市場前景和良好的技術儲備。但是，研制TD-LTE寬帶集群有幾個關鍵點需要加以解決，現分述如下，供大家商榷：

1. 現有的低頻段頻率資源已非常緊張，而對小范圍的組網，TD-LTE相對于窄帶集群系統，需要比較大的頻率帶寬。而且對于增加覆蓋范圍來說，低的工作頻率是比較好的選擇。

2. 對于集群系統來說，其特點為用戶數較少，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。

3. 對于集群系統來說，通話的及時性、低時延、非常重要，寬帶集群必須要完全滿足這個需求。

4. 對于集群系統來說，不可能像公網那樣有良好的覆蓋，或者在行進中，集群系統未架設時，需要有脫網直通功能。

5. 集群終端進入寬帶化后，其視頻，數據傳輸等功能要比窄帶集群消耗更大的電量，因此研制低功耗的終端非常重要。

6. 對于公安等用戶來說，通話和網絡的安全性非常重要，寬帶集群必須滿足安全性的需要。

7. 由于現階段各部門已部署了MPT1327、 TETRA等，因此寬帶集群需要與原有系統互連互通。

8. 為了更好地利用現有裝備的窄帶集群系統，必須要解決終端內的窄帶和寬帶的兼容性問題。

下面，將就如上關鍵點逐一做闡述。

1 頻段劃分

國際電聯給LTE劃分了四個頻段：3.4G-3.6GHz的200MHz、2.3G-2.4GHz的100MHz、698M-806MHz的108MHz和450M-470MHz的20MHz。450MHz頻段已經定為公共頻段，主要用于對講機和集群通信。處于698M～806MHz頻段的700MHz是LTE的最佳頻段。

就TD- LTE寬帶集群來說， 1GHz ( 7 0 0MHz ，350MHz，400MHz頻段)以下為優質頻段，低頻率具有輻射范圍大的優勢，能改善系統覆蓋，降低系統建網成本。

2 小區覆蓋

從表1可以看出，低頻段比高頻段在覆蓋上有著無可比擬的優勢，采用低頻段，覆蓋同樣的地區，可以大大減少基站數量，降低系統建網成本。同時降低終端的發射功率和功耗，延長使用時間。

3 呼叫時延

對于公安等集群系統用戶來說，通話的及時性、低時延，非常重要，可以保證指令的及時到達。一般要求業務終端的呼叫建立時間小于500ms，話權搶占時間小于200ms，以實現快速的指揮調度。

為了實現語音呼叫的快速建立，需要對TD-LTE寬帶集群在呼叫時延和話音質量方面做特別優化，語音采用類似于電路域的方式保證語音的話音質量，對呼叫發起的端到端信令流程做優化，使呼叫建立時間遠遠小于VOIP的呼叫時延，達到300ms，話權搶占時間小于200ms。

可采用以下關鍵技術，來優化呼叫流程，減少呼叫時延。

1.充分利用TDL的快速接入時間短的特點

2. 使用NAS消息替代傳統POC SIP消息

•縮短呼叫建立消息交互流程和大小

•減少建立過程的參與網元

•使用專業的UE基帶芯片縮短消息處理時間

3.縮短尋呼周期

4.通過廣播方式發送集群語音

5.減少 IP/UDP/RTP 幀頭消耗，提高空口的傳輸效率。

4 脫網直通

對于TD-LTE寬帶集群來說，直通時能提供語音對講就可以了，如果這時還采用TD-LTE的空中接口，會造成占用很大的頻寬，而且終端的復雜程度和功耗會大大增加。建議采用內置窄帶(12.5kHz)的數字對講模塊的方案。

5終端芯片改造

終端TD-LTE專網芯片可以基于公網TD-LTE芯片進行少量修改，修改部分集群話音協議，基本協議軟件可沿用公網協議。對于專網指定的頻段，需要對芯片進行改頻，芯片改頻實現比較簡單，主要是分析射頻前端器件能否滿足要求，不滿足要求的需要替換。一般基帶IC和RF IC支持的頻段范圍比較寬，不需要更改。

集群終端進入寬帶化后，其視頻、數據傳輸等功能要比窄帶集群消耗更大的電量，因此研制低功耗的終端非常重要.

寬帶集群終端需要采用優化的芯片方案、功率控制技術以及休眠等技術，來優化終端的使用功耗。

6 系統安全性

對于公安等用戶來說，通話和網絡的安全性非常重要，寬帶集群必須滿足安全性的需要。寬帶集群系統可以提供雙向鑒權，空中接口加密，端到端加密不同層次的安全業務保障。其中基礎設施安全系統部分采用專門的服務器，并且提供開發接口給有加密資質的單位，由加密單位提供加密算法和密鑰。終端中預留有SIM卡接口、串口，或者預留專用的接口、端到端加密芯片等，提供開發接口給有加密資質的單位，由加密單位提供加密算法和密鑰。

7 與原有系統互連互通

系統之間互連互通主要通過兩種方式來解決，一種是系統側互聯。一種是終端側互聯。

系統側互聯

1). 系統側互聯是寬帶集群系統和窄帶集群系統互相開放接口給對方，當發起呼叫時，寬帶集群側的呼叫信令通過系統間的接口發送到窄帶集群系統，使在同組里但是屬于不同體制的終端可以進入同組通話。反之亦然。

終端端側互聯

2). 終端側互聯是采用一個控制單元，同時連接寬帶集群終端和窄帶集群終端(一般僅在車載終端實現)，當寬帶集群側的呼叫發起時，通過這個互聯網關進行呼叫轉接。反之亦然。

8 終端內的窄帶和寬帶的兼容性問題。

為了更好的利用現有裝備的窄帶集群系統，降低部署成本，需要解決終端內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覆蓋之下時，可以轉到窄帶模式工作，將寬帶模塊掛起以降低功耗。當終端處于寬帶集群系統覆蓋之下時，可以轉到寬帶模式工作，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覆蓋之下時，可以根據業務需要在寬帶和窄帶工作模式之間進行切換。

結論

綜上所述，TD-LTE寬帶集群無線系統可在一張網絡上提供語音、視頻和數據多種業務，為應用層面的多媒體平臺提供一個良好的無線通道，整個系統為分布式控制結構，采用了軟交換技術、并采用多碼流同步傳輸技術，能確保視頻、音頻、數據同步實時傳輸。因此，如果能解決好上述這些關鍵問題，不失為一個較好的選擇。