民航LTE寬帶集群系統(tǒng)方案研究及建議

張 薦

（西南空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心，成都 610202）

1 民航各單位用戶無線數(shù)據(jù)傳輸需求分析

民航各用戶單位對無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笫潜容^強(qiáng)烈和迫切的，具體有以下幾方面的表現(xiàn)：1.目前民航各單位大部分信息系統(tǒng)通信方式主要采用有線通信，無法有效的對生產(chǎn)作業(yè)流程中各節(jié)點進(jìn)行把控和調(diào)度，缺乏全面的站坪監(jiān)控手段。2.各類業(yè)務(wù)難以在綜合網(wǎng)絡(luò)中協(xié)同運作。例如：航班計劃、動態(tài)、人員和車輛的位置實時監(jiān)控等無線數(shù)據(jù)傳輸需求是一般通信系統(tǒng)無法滿足的。3.機(jī)場公安等特殊部門，執(zhí)勤作業(yè)、證件查驗、特殊保障任務(wù)發(fā)布等，由于技術(shù)手段所限無法高效靈活的通過后臺提取所需數(shù)據(jù)。4.民航業(yè)的特殊性質(zhì)決定了其對應(yīng)急通信的特殊需求，即能夠在極端情況下保證通信安全暢通。據(jù)此可看出，寬帶無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)在機(jī)場各單位是有較好的應(yīng)用前景。

2 數(shù)字集群寬帶化發(fā)展趨勢

目前，機(jī)場范圍無線方案繁雜，不能滿足客戶需求。1.TETRA：集群語音能力強(qiáng)，但數(shù)據(jù)通信帶寬低。2.WIFI：遠(yuǎn)機(jī)位部署要求高，易受外部干擾。3.McWill/WiMax：需要專有頻點，沒形成健全的上下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，產(chǎn)品的規(guī)模化應(yīng)用少。4.運營商4G公網(wǎng)由于與普通企業(yè)、消費者共享網(wǎng)絡(luò)，在安全、應(yīng)急聯(lián)動、數(shù)據(jù)帶寬等方面無法提供有效保證?；谏鲜銮闆r，各機(jī)場用戶自行或者合作建造的各類無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)均難達(dá)到理想的效果。

基于以上幾點和用戶廣泛的需求，TD-LTE寬帶集群技術(shù)的出現(xiàn)就成為解決上述網(wǎng)絡(luò)存在問題的一個較理想和全面的一種技術(shù)手段。

2.1 TD-LTE技術(shù)特性與民航通信特點

1.TD-LTE無線寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)利用TD-LTE技術(shù)能夠支撐高速數(shù)據(jù)無線傳輸、更高的信道容量和頻譜利用率，以及更完善的調(diào)度呼叫控制，并具有與TETRA系統(tǒng)傳統(tǒng)優(yōu)勢相當(dāng)?shù)墓收先趸?、脫網(wǎng)直通、低語音時延等特點。

2.TD-LTE具有較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)提供可靠保障。在產(chǎn)業(yè)鏈共同努力下，經(jīng)歷國內(nèi)外規(guī)模商用，新一代移動通信技術(shù)已經(jīng)在全球得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)成熟度較高。隨著TD-LTE技術(shù)和市場的不斷發(fā)展，將較大幅度降低TD-LTE用于寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)的成本。同時，專網(wǎng)也可以依托TD-LTE公網(wǎng)在研發(fā)、生產(chǎn)、售后等方面的資源，為專網(wǎng)應(yīng)用提供可靠保障。

3.TD-LTE技術(shù)的應(yīng)用能夠提升信息安全水平，響應(yīng)民航設(shè)備國產(chǎn)化號召。作為我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-LTE可以更好地確保行業(yè)信息安全。如果采用TD-LTE作為民航專用寬帶集群網(wǎng)絡(luò)，可打破集群系統(tǒng)由國外設(shè)備廠家壟斷的局面，降低設(shè)備運行、維修成本，響應(yīng)民航設(shè)備國產(chǎn)化號召。

3 基于TD-LTE的寬帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)分析和研究

3.1 系統(tǒng)功能

寬帶數(shù)字無線集群通信系統(tǒng)能夠支持語音（組呼、點呼等）、集群調(diào)度、無線高速數(shù)傳、GIS定位業(yè)務(wù)等多種功能，滿足機(jī)場各單位對語音、數(shù)據(jù)、圖像和定位等方面的迫切需求，同時依托TD-LTE網(wǎng)絡(luò)平臺，可開發(fā)整合各類信息資源，提供航班信息及調(diào)度指令發(fā)布、車輛定位、無線視頻傳輸?shù)榷喾N功能。

在視頻業(yè)務(wù)功能中可方便的與監(jiān)控攝像頭互聯(lián)，并可支持高效的移動視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)；在數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)中支持固定上網(wǎng)、移動上網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集等業(yè)務(wù)種類；在車輛定位業(yè)務(wù)功能里可通過在系統(tǒng)終端上配置不同定位精度的終端，實現(xiàn)不同等級需求的定位管理功能。同時，還可實現(xiàn)根據(jù)運動軌跡發(fā)出誤闖禁區(qū)、超速行駛等預(yù)警功能。

3.2 系統(tǒng)組成

TD-LTE寬帶集群網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由核心網(wǎng)設(shè)備、接入層設(shè)備（包含基站設(shè)備和室分系統(tǒng)）、終端、附屬傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。其組網(wǎng)示意圖如圖1所示：

圖1 寬帶集群系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

其中接入層設(shè)備主要有以下特征：

（1）室外宏站

機(jī)場區(qū)域主要有三種典型的地形、地貌：一大面積的機(jī)坪區(qū)域；二是體量巨大的航站樓；三是機(jī)場配套貨運區(qū)及業(yè)務(wù)辦公大樓。由于航站樓體量大，要進(jìn)行有效的覆蓋需采用室內(nèi)分布系統(tǒng)。其他區(qū)域可以安裝室外宏站進(jìn)行覆蓋。主要包括基站單元及室外天線。

（2）室內(nèi)補(bǔ)盲系統(tǒng)

由于航站樓體積大，其中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻、鋼結(jié)構(gòu)支撐網(wǎng)架對無線信號造成較大的屏蔽，因此，室外宏站的信號難以有效覆蓋候機(jī)樓內(nèi)，因此需單獨在航站樓內(nèi)建設(shè)無線信號室內(nèi)分布系統(tǒng)，實現(xiàn)室內(nèi)的可靠覆蓋。

4 總結(jié)

民航TD-LTE寬帶集群系統(tǒng)建設(shè)建議

（1）寬帶集群系統(tǒng)無線室分系統(tǒng)建設(shè)建議

寬帶集群建設(shè)運營商可以與鐵塔公司等進(jìn)行商務(wù)租賃或其他相關(guān)方合作的方式，與運營商合路，實現(xiàn)航站樓內(nèi)的無線信號覆蓋，從整體上減少重復(fù)投資，降低建設(shè)成本、縮短建設(shè)周期。

（2）加快在民航業(yè)推進(jìn)基于TD-LTE的寬帶集群系統(tǒng)建設(shè)

無線頻譜資源屬于稀缺資源，不同行業(yè)對該頻段使用權(quán)的爭奪將會越發(fā)激烈。鑒于無線頻譜資源的特殊性，且在一定范圍內(nèi)具有排他性，先通過無線電管理委員會審批并投入使用的一方將對該頻率享有長期獨有使用的權(quán)利，在未來競爭中占有優(yōu)勢地位。因此，單純從頻率爭奪這一角度來看，推動該項目的建設(shè)是極其必要的。

（3）窄帶集群與寬帶集群系統(tǒng)協(xié)同運行

在較短時期內(nèi)，傳統(tǒng)的窄帶集群因為其頻段低、覆蓋遠(yuǎn)、產(chǎn)業(yè)鏈成熟等特點，仍可作為一種高效的語音集群解決方案。寬窄帶集群之間的協(xié)同發(fā)展、融合組網(wǎng)，不僅可兼顧窄帶集群的低成本、廣覆蓋又可融合寬帶集群的多媒體、高速率優(yōu)勢，充分發(fā)揮系統(tǒng)性能，降低成本。