LTE无线宽带集群方案研究

【摘要】 无线宽带集群与传统集群不同，其实际应用需以高速率、大宽带、视频等为支撑。从当前情况来看，以公网TD-LTE为基础研制TD-LTE宽带集群，将会是不错的发展选择。文章将对LTE无线宽带集群方案展开详细探讨。

【关键词】 LTE无线宽带集群 关键点 应用

一、TD-LTE宽带集群的概述

集群通信，是通过专用无线进行调度的通信系统，已广泛应用于现代物流、交通及电力等领域中。整体上看，基于TD-LTE技术的TD-LTE宽带集群具有下列几大优势：

1）高宽带。下行和上行传输率分别为100Mbps和500Mbps，其中数据、语音等都能经该通过实现传输，有助于实现军用信息化。

2）高频谱利用率。该方案综合运用OFDM、MTMO技术，有效提高了其频谱利用率。

3）缩短了呼叫时间。通过优化系统的内部架构，减少了延时（5ms）。

4）安全性高。TD-LTE系统设置了加密管理器和软硬接口，因而拥有空口与端到端加密功能。

二、TD-LTE宽带集群研制的关键点

2.1频段划分

国际电联将LTE分成了4个频段，分别为200MHz、100MHz、108MHz与20MHz。450MHz频段被誉为公共频段，在对讲机与集群通信中得到广泛应用。700MHz是LTE（698M-806MHz频段）中的最佳频段。对TD-LTE宽带集群而言，低于1GHz （ 700MHz，400MHz频段）的频率较低，辐射范围骗贷，其系统覆盖能得到逐步改善，可有效减少建网成本。

2.2小区覆盖

从覆盖面积与效果来看，低频段要比高频段具有更显著的优势。在相同地区用低频段进行覆盖，可降低基站数量与建网成本，系统终端的功耗也将减少，其使用年限将延长。

2.3呼叫时延

针对公安等集群系统而言，通话的低时延、及时性等极为关键，可确保指令的准确到达。通常情况下，业务终端呼叫应控制在500ms内，话权抢占时间应控制在200ms，以实现较高的指挥调度。TD-LTE宽带集群呼叫时延主要涉及下列几项关键技术：1）通过NAS消息来取代以往的POC SIP：减少参与网元；运用合理的UE基带芯片来缩短消息处理时间；通过广播等方式将集群语音传输出去。

2.4改造终端芯片

终端TD-LTE专网芯片，可根据公网TD-LTE芯片做出适量改动，改动部分集群话音协议（公网协议）。通常，基带IC与RF IC所支持的频段范围相对较宽，无需进行更改。集群终端迈入宽带化后，其数据传输与视频等耗费的电量，远高于窄带集群，为此，宽带集群终端应尽量采用芯片方案和功率控制等技术，以降低终端的能耗。

2.5系统安全性

针对公安等用户而言，通话与网络的安全性极为关键，宽带集群应适应其安全性需求。宽带集群系统对空中接口实行了严格加密，具有双向鉴权，其安全性能相对较高。这其中，基础设施安全系统均采用专业的服务器，并将开发接口提供给加密资质较强的单位。终端中应留出SIM卡接口、串口或加密芯片等等，由具有加密资质的部门来选择加密算法与密钥。

2.6窄带与宽带的兼容性

为有效利用窄带集群系统，减少部署成本，我们应妥善处理好窄带与宽带之间的兼容性问题，具体可采取下列措施：设计双模双待或单待的终端，如终端超出了窄带集群系统的覆盖范围，可采用窄带模式工作，以降低功耗；而当终端处于宽带集群系统覆盖之下时，可转换为宽带模式，以减少其运行功耗。

三、TD-LTE宽带集群解决方案的应用

鼎桥展出的一体化终端，即典型的TD-LTE宽带集群专网方案。它以TD-LTE技术为基础，可在同一网络环境下提供专业级的集群话音，实现宽带数据的无线传输、视频调度等通信功能。从语音业务分析，鼎桥宽带集群解决方案可提供高效的语音集群业务，建立群组与话权抢占时延都应控制在300ms与150ms范围内。不管是在功能还是性能方面，TD-LTE方案都高于目前窄带集群系统的整体水平。值得一提的是，鼎桥无线宽带集群系统的研制基础在于TD-LTE技术，可使多路高清视频数据实现有效传输。鼎桥自行研制和提供了该方案的终端芯片，其大体可分为CPE、车载和手持终端等类型。现阶段，鼎桥宽带集群已基本建成专用终端的产业链，并在机场、政务和港口等领域中得到初步应用。

四、结论

TD-LTE宽带集群无线系统，为多媒体应用平台创造了安全的无线通道。随着社会的不断发展，该系统中的软交换技术、多码同步传输技术等关键问题将得以解决，整个系统的应用前景将更为明朗。