4G TD-LTE寬帶多媒體集群專網(wǎng)

在我國，除了國防軍事應(yīng)用的作戰(zhàn)指揮專網(wǎng)外，無線專網(wǎng)的行業(yè)應(yīng)用需求主要集中在政務(wù)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)兩大類。政務(wù)網(wǎng)是面向公共安全和政務(wù)指揮調(diào)度的專網(wǎng)，行業(yè)用戶包括：警察、安全、武警、政府政務(wù)及行政執(zhí)法等部門。企業(yè)網(wǎng)是面向重點(diǎn)行業(yè)和大型企業(yè)生產(chǎn)管理的專網(wǎng)，行業(yè)用戶包括：公用事業(yè)單位（電力、供水、煤氣等）、交通運(yùn)輸部門（航空、港口、鐵路、軌道交通、水運(yùn)等）、大型企業(yè)（油田、礦山、冶金、農(nóng)墾等）。

政務(wù)和企業(yè)的行業(yè)需求構(gòu)成了專網(wǎng)的生存土壤，而在業(yè)務(wù)應(yīng)用上兩大行業(yè)的需求又可概括為兩大類：無線寬帶接入需求和多媒體集群調(diào)度需求。無線寬帶接入包括無線數(shù)據(jù)采集、無線視頻監(jiān)控、信息服務(wù)和移動辦公等業(yè)務(wù)需求，而集群調(diào)度包括了多媒體集群指揮調(diào)度和應(yīng)急通信等需求。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和信息技術(shù)的進(jìn)步，信息獲取需求超常規(guī)增長，各行業(yè)部門、企業(yè)團(tuán)體在集群語音業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，對集群多媒體業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益迫切，其中又以高清視頻監(jiān)控和海量物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笥葹橥怀?。集群和寬帶接入的共網(wǎng)化、寬帶化成為市場需求的主流。但因網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸問題，這些需求很大程度上是傳統(tǒng)的窄帶專網(wǎng)系統(tǒng)無法滿足的，而以大帶寬、高速率、全I(xiàn)P為突出特點(diǎn)的LTE寬帶集群則非常符合市場需求，正引領(lǐng)集群通信進(jìn)入嶄新的時(shí)代。

從2008年始，中國普天即順應(yīng)集群通信發(fā)展趨勢，依靠TD-SCDMA及TD-LTE領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，在業(yè)界率先采用TD-LTE技術(shù)體制研究和開發(fā)滿足政府、公共安全以及企業(yè)專網(wǎng)需要的寬帶集群無線專網(wǎng)。作為TD-LTE寬帶集群研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定牽頭企業(yè)，中國普天近年來獲得了多項(xiàng)國家重大專項(xiàng)和電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金的政府資金支持，LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步。

系統(tǒng)介紹

普天4G TD-LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)，簡稱WiTRA（WideBand Trunked Radio），它以第四代移動通信技術(shù)TD-LTE為核心技術(shù)，將TD-LTE的高速率、大帶寬與數(shù)字集群技術(shù)中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點(diǎn)進(jìn)行融合，是一個(gè)集語音、數(shù)據(jù)、視頻為一體的新一代寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)。

TD-LTE代表著當(dāng)今世界移動通信產(chǎn)業(yè)的最先進(jìn)水平，它采用OFDM、MIMO和扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等技術(shù)，系統(tǒng)峰值速率下行100M、上行可達(dá)50M，是TD-SCDMA的幾十倍;系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性，可以和其它現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)互連互通;不同廠家的設(shè)備之間可兼容;同時(shí)TD-LTE具有明確的技術(shù)演進(jìn)方向，由中國主導(dǎo)，包含大量中國專利，得到了廣泛的國際支持。

WiTRA系統(tǒng)架構(gòu)以LTE系統(tǒng)架構(gòu)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分為終端、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、調(diào)度控制中心和操作維護(hù)中心五部分，設(shè)備采用模塊化、可配置、可裁剪的設(shè)計(jì)思想，可實(shí)現(xiàn)靈活配置和部署。在寬帶接入方面，WiTRA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)、多入多出（MIMO）技術(shù)、智能天線、同頻組網(wǎng)、TDD時(shí)分雙工、全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、動態(tài)資源分配、自適應(yīng)調(diào)制、空口頭壓縮、光纖拉遠(yuǎn)、綠色節(jié)能等十多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)有效提升了系統(tǒng)容量、性能，降低了運(yùn)行成本。在集群通信方面，WiTRA系統(tǒng)具備了六大特性，包括：快速呼叫建立、調(diào)度呼叫控制、安全加密機(jī)制、服務(wù)質(zhì)量保證、故障弱化和脫網(wǎng)直通。

WiTRA系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)包括以下幾類：

基本業(yè)務(wù)：語音單呼、可視單呼、語音組呼、可視組呼、廣播呼叫、短數(shù)據(jù)、電話互聯(lián)業(yè)務(wù);

補(bǔ)充業(yè)務(wù)：遲后進(jìn)入、動態(tài)重組、遙暈/遙斃/復(fù)活、強(qiáng)插/強(qiáng)拆、全呼、 預(yù)占優(yōu)先級呼叫、緊急呼叫、縮位尋址、環(huán)境偵聽、無線靜默、縝密監(jiān)聽、調(diào)度員授權(quán)呼叫、調(diào)度區(qū)域選擇、限時(shí)通話、包容呼叫、多通話組掃描、講話方號碼顯示、呼叫報(bào)告、呼叫保持、呼叫禁止、呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移等;

增值業(yè)務(wù)：多媒體消息（MMS）業(yè)務(wù)、流媒體業(yè)務(wù)等;

綜合應(yīng)用業(yè)務(wù)：高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、GIS指揮調(diào)度、故障弱化、脫網(wǎng)直通、應(yīng)急通信、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等。

系統(tǒng)特點(diǎn)

作為新一代集群系統(tǒng)，與現(xiàn)有窄帶數(shù)字集群通信系統(tǒng)和目前用得比較多的高速專網(wǎng)技術(shù) Wi-Fi、WiMAX等相比，普天WiTRA LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)具有更大的信道容量、更高的頻譜利用率、更強(qiáng)的抗干擾能力、更好的傳輸性能，以及低成本、可伸縮、可配置的全I(xiàn)P無線多媒體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可充分滿足大容量、大帶寬、高速率、高頻譜利用率的現(xiàn)代集群通信網(wǎng)絡(luò)的需求。具體來說，WiTRA系統(tǒng)有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1.大帶寬、高速率，豐富的多媒體集群業(yè)務(wù)：WiTRA系統(tǒng)可工作在1447～1467 MHz 或1785～1805MHz兩種20M帶寬頻段上，峰值傳輸速率上行30Mbps，下行可達(dá)80Mbps。WiTRA系統(tǒng)充分利用TD-LTE其大帶寬、高速率的突出優(yōu)勢，在同一集群系統(tǒng)上可同時(shí)提供語音、數(shù)據(jù)、視頻多種應(yīng)用。可在支持傳統(tǒng)語音集群業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，針對客戶日益增長的多媒體業(yè)務(wù)需求，擴(kuò)展支持可視組呼、視頻調(diào)度、高清視頻監(jiān)控、視頻會議等大流量的多媒體視頻應(yīng)用業(yè)務(wù);以及海量無線數(shù)據(jù)采集、高速數(shù)據(jù)查詢、網(wǎng)絡(luò)瀏覽、移動辦公、定位服務(wù)等數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)。

2.呼叫建立時(shí)間短，接續(xù)快，時(shí)延?。?LTE的扁平體系架構(gòu)可有效支持實(shí)現(xiàn)集群呼叫時(shí)延小的客戶需求，時(shí)延指標(biāo)達(dá)到組呼建立<500ms，話權(quán)申請時(shí)延<200ms，視頻對講端到端時(shí)延不超過1s。

3.單基站覆蓋半徑大：市區(qū)1～3km，郊區(qū)3～5km，農(nóng)村5～15km。

4.頻譜效率高，大于3.5bps/Hz，同時(shí)支持同頻組網(wǎng)，支持從5、10、15、20MHz可變帶寬，支持上下行時(shí)隙配比可調(diào)，組網(wǎng)靈活方便，可靈活應(yīng)對專網(wǎng)不同的應(yīng)用需求。如針對上行數(shù)據(jù)量明顯大于下行的數(shù)據(jù)采集類專網(wǎng)，可利用3：1的上下行配比，把更多的資源分配給上行數(shù)據(jù)傳輸，最大可能的優(yōu)化傳輸性能。

5.海量實(shí)時(shí)用戶：單核心網(wǎng)支持400個(gè)基站，同時(shí)在線終端100萬。

6.網(wǎng)絡(luò)可靠性高：具有強(qiáng)故障弱化和抗毀能力。可快速機(jī)動搭設(shè)專網(wǎng)，應(yīng)對突發(fā)自然災(zāi)害、重大事件。

7.高度的安全防護(hù)能力：WiTRA系統(tǒng)采用三層安全加密體制，支持終端鑒權(quán)、空口加密和端到端加密，可對語音、數(shù)據(jù)、視頻實(shí)時(shí)加密，滿足公安、政府部門等關(guān)系到國家安全的專網(wǎng)的特殊安全要求。

8.支持高速移動：理論最高速率可支持350公里/小時(shí)，在高速移動專網(wǎng)領(lǐng)域會滿足其特殊要求。

9.支持長期演進(jìn)：WiTRA系統(tǒng)在技術(shù)方面可跟隨LTE技術(shù)發(fā)展進(jìn)行長期演進(jìn)和規(guī)劃，在發(fā)展前景方面更易長久支持市場需求，也可容易形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大市場供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)多廠商供貨、多方共贏。

行業(yè)應(yīng)用

普天WiTRA LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)充分利用自身大帶寬、高速率、全I(xiàn)P等特點(diǎn)，充分滿足了海量物聯(lián)數(shù)據(jù)采集、高清視頻監(jiān)控等應(yīng)用需求。同時(shí)利用共網(wǎng)化設(shè)計(jì)，根據(jù)市場的具體需要，兼容和滿足寬帶接入和集群通信兩大需求。目前WiTRA系統(tǒng)在一些政務(wù)專網(wǎng)中已經(jīng)得到初步應(yīng)用，而在能源領(lǐng)域，如石油、煤礦等;在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，如智慧城市交通、港口航道等;在綠色生態(tài)領(lǐng)域，如智慧森林，智慧農(nóng)業(yè)等等對TD-LTE也顯示出了旺盛的需求。

中國普天從2008年始至今一直致力于開發(fā)滿足政府、公共安全以及行業(yè)專網(wǎng)需要的TD-LTE寬帶集群無線專網(wǎng)，并在專網(wǎng)領(lǐng)域承擔(dān)多項(xiàng)國家重大專項(xiàng)，在此過程中，取得了多項(xiàng)優(yōu)秀成果，先后完成了數(shù)十項(xiàng)國家TD-LTE寬帶集群專網(wǎng)重大專項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，主導(dǎo)了TD-LTE寬帶集群專網(wǎng)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，建設(shè)了TD-LTE寬帶集群技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、寬帶集群國家級產(chǎn)品測試和檢驗(yàn)中心;建立了TD-LTE寬帶集群產(chǎn)品應(yīng)用示范基地;組建了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，全面推動TD-LTE專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。

2011年中國普天中標(biāo) “北京市TD-LTE政務(wù)物聯(lián)數(shù)據(jù)專網(wǎng)項(xiàng)目”，成為全球首個(gè)TD-LTE專網(wǎng)項(xiàng)目的設(shè)備提供商，并于2011年11月率先打通First Call。北京市TD-LTE政務(wù)專網(wǎng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)以下功能，一是開展感知類業(yè)務(wù)，如對空氣、水環(huán)境做一些監(jiān)控;同時(shí)也會對高端農(nóng)作物生長過程中溫度、濕度進(jìn)行監(jiān)控;利用RFID對畜牧的養(yǎng)殖過程做監(jiān)控。這類業(yè)務(wù)也是我們現(xiàn)在打造無線城市、智慧城市的基礎(chǔ)性應(yīng)用。二是交互類應(yīng)用。主要實(shí)現(xiàn)移動政務(wù)、移動辦公等功能。三是實(shí)現(xiàn)流媒體的功能，像視頻監(jiān)控等。四是會話類應(yīng)用。

除“北京TD-LTE政務(wù)物聯(lián)數(shù)據(jù)專網(wǎng)”外，中國普天TD-LTE寬帶集群無線專網(wǎng)在 “北京市海淀區(qū)BWT寬帶集群示范網(wǎng)”、“天津市多媒體數(shù)字集群專網(wǎng)”得到規(guī)模應(yīng)用，為政府部門提供無線寬帶視頻、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等寬帶應(yīng)用，滿足城市管理和服務(wù)相關(guān)部門在突發(fā)事件處置中的應(yīng)急聯(lián)動需求。2013年5月，中國普天中標(biāo)銀川市4G多媒體集群專網(wǎng)，為銀川市的公共安全、應(yīng)急聯(lián)動、電子政務(wù)提供保障;提高了銀川市各委辦局的工作效率和城市管理水平。

除政務(wù)網(wǎng)絡(luò)外，中國普天還積極拓展石油等各重點(diǎn)行業(yè)市場。普天針對石油行業(yè)特性和切實(shí)需求，將TD-LTE無線通信技術(shù)及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息化最新技術(shù)成果應(yīng)用到石油行業(yè)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、流程管控和優(yōu)化全過程，積極推動石油行業(yè)信息化建設(shè)。面向上游油氣田、中游長距離輸油管道等場景的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，生活區(qū)辦公區(qū)等場景的無線寬帶傳輸，支持油氣水井?dāng)?shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、移動作業(yè)無線通信、礦區(qū)智能信息采集、應(yīng)急通信、無線寬帶接入等業(yè)務(wù)應(yīng)用，以低成本、廣覆蓋、多業(yè)務(wù)的支撐能力滿足油氣田生產(chǎn)工作現(xiàn)場分散、小數(shù)據(jù)量采集、區(qū)域性密集的業(yè)務(wù)需求，大幅降低單位面積的設(shè)施和維護(hù)人員的投入?，F(xiàn)已建設(shè)“廊坊石油基地智能物業(yè)管理無線接入”、“玉門油田酒東試采區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)”等項(xiàng)目。

WiTRA系統(tǒng)是國家重大專項(xiàng)重點(diǎn)資助項(xiàng)目，普天在竭力研發(fā)的同時(shí)，還作為牽頭單位負(fù)責(zé)LTE寬帶集群的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，通過近兩年對LTE集群標(biāo)準(zhǔn)化的不斷研究，普天取得多項(xiàng)優(yōu)秀成果，獲得該領(lǐng)域多項(xiàng)技術(shù)專利。

作為中關(guān)村科學(xué)城第二批啟動的建設(shè)項(xiàng)目單位，中關(guān)村（普天）“寬帶集群產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園”也即將進(jìn)入實(shí)質(zhì)性規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。該項(xiàng)目是中國普天根據(jù)北京市政府對發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的要求，在北京市政府的大力支持下，整合集團(tuán)的優(yōu)勢資源，計(jì)劃用五年的時(shí)間，投資20億元，全力打造國家級“中關(guān)村（普天）寬帶集群創(chuàng)新園”，致力于新一代寬帶集群專網(wǎng)的產(chǎn)品研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制訂、應(yīng)用示范和推廣輻射，使之成為國內(nèi)乃至世界領(lǐng)先的無線專網(wǎng)（集群）產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地。

通過TD-LTE集群通信系統(tǒng)的研發(fā)，中國普天近幾年積累了豐富的集群研發(fā)和市場經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了專業(yè)的高素質(zhì)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，形成了完全國產(chǎn)化的集群系列產(chǎn)品，具備了規(guī)模組網(wǎng)、產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化的基本條件。

在百年歷史的發(fā)展中，中國普天始終承擔(dān)著通信工業(yè)國家隊(duì)的使命和職責(zé)，支撐國家信息通信發(fā)展需要，不斷刷新著中國信息通信制造業(yè)的“第一”，將領(lǐng)先的信息通信產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)于廣大用戶。而普天WiTRA LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)也正以新一代集群的嶄新面貌助力政務(wù)和企業(yè)專網(wǎng)的建設(shè)，為寬帶無線專網(wǎng)和集群通信事業(yè)的進(jìn)步貢獻(xiàn)著自己的力量，續(xù)寫著普天新的未來。