宽带数字集技术与应用

宽带数字集技术与应用
1. 需求
集通信是一种多用途、高效能的无线指挥调度通信系统,广泛应用于政府机关、公安、机场、码头、厂矿企业、部队、轨道交通等领域。随着国民经济和社会的快速发展,公共安全、反恐应急、政务与城管、公共交通、部队指挥调度等领域对集通信的要求越来越高,需求越来越广。这些需求主要有如下内容:〔1〕支持现场图像和视频采集;
〔2〕多媒体数据传输;
〔3〕视频指挥;
〔4〕远程视频监控。
传统的窄带集成技术已不能满足移动视频监控、多媒体集指挥调度、协同作业、城市应急联动等典型应用场景对宽带集业务以与多媒体集业务需求。如何跟随3G/4G移动通信,发展宽带、多媒体集技术,已成为业界的关注点。
2. 发展趋势
2.1 集通信系统技术上的发展趋势
当前,宽带化已经成为无线通信的发展趋势,宽带业务需求越来越显著。随着3G移动通信技术的发展,LTE的技术演进与网络的正式运营,移动通信进入了多媒体移动通信系统时代。集通信系统的发展相对迟缓,但其演进方向也基本与公用移动通信相似,具体表现为〔如图1所示〕:
〔1〕系统IP化:在IP网络架构下实现集通信系统的控制、管理和传输;
〔2〕业务多样化:包括话音业务、数据业务、图像业务、视频业务和基于地理信息服务〔GIS〕等其它多媒体业务;
〔3〕数据宽带化:从早期的带宽25kHz、速率2.4kbps,到近期的带宽5MHz、速率25Mbps,并继续向更宽带宽、更高速率发展;
网络收集
〔4〕终端多模化:一部终端可以兼容多种模式,适应用户可在不同体制模
式和不同环境下的使用需求。
图1集通信系统的发展趋势
集通信系统要向更高的多媒体移动通信系统发展,在技术上也需要有更高的要求:更大的信道容量,更高的频谱利用率,更好的传输性能,可伸缩、可配置的全IP无线多媒体网络架构以与丰富的宽带多媒体调度业务,且系统技术体制能实现平滑演进。
2.2 3GPP相关标准化课题研究动态
电线印字机目前3GPP和其它组织正在对任务型关键用户期望的LTE的关键通信应用和未来业务应用开设了一些研究课题,主要包括:
〔1〕LTE组通信体制实现〔3GPP GCSE_LTE〕。研究目标是解决3GPP 标准演进,以期支持基于LTE的各种媒体〔话音、视频、消息等〕组通信,允许应用层和3GPP体制共同支持组通信,具有相应的优先级处理、性能特性和资源使用效率;高效率多点传送业务的特殊要求,以补充当前LTE广播能力〔特别是视频流〕。3GPP计划于20XX底出版的3GPP LTE标准Release 12中包括这些演进。
〔2〕基于邻近的业务〔3GPP ProSe〕。研究目标是解决关键通信和商用通信的LTE直通模式或者邻近业务〔设备对设备〕的需求。这些业务包括发现机制,在网络覆盖外的直接通信能力和中继能力,而后者只限制给关键通信使用。3GPP计划在20XX底出版的3GPP LTE标准Release 12中包括这些演进。
木板削削削〔3〕公共安全网络的生存性。网络的生存性的一个主要体现是业务的降级能力。比如,网络中如果和核心网络之间的连接丢失,还可以提供按讲〔PTT〕话音服务和话音广播服务,使得在本地还可以使用无线电台。又如,可部署一个配备LTE〔eNB〕或一组eNB的移动指挥所,方便地为超出ProSe 直通模式X围外的设备提供通信。移动指挥所的eNB可以是一台不需连接到核心网的一台eNB,或者是没有回传链路但可互相连接的一组eNB。3GPP SA 将提出新的可行性课题,作为引入一个题为“公共安全无EPC E-UTRAN运行〞的新研究项目的第一步,寻求解决LTE网络的生存性,以与对公共安全和关键通信系统的适用性所担心的其他问题。3GPP计划在2016年底出版的3GPP LTE 标准Release 13版中包含这一演进。
〔4〕基于LTE的按讲〔PTT〕话音应用标准与其向多媒体〔话音,数据,视频等〕的组通信的演进。3GPP认为创建一个与LTE相连的通用的“LMR/PMR〞接口,是便于所有的现有标准和技术互相衔接和迁移的理想方式。为了点对多点高效传输和对LTE网络的接口,需要对LTE增强,这项工作预期在3GPP中通过GGCSE-LTE和ProSe研究项目中标准化,在ETSI中通过关键移动通信服务标准化。
3. 基于LTE的集无线宽带通信技术
3.1 宽带数字集通信系统具有的特征
与传统的窄带数字集系统相比,宽带数字集应该有相似的功能需求和性能需求。在功能需求方面,
在话音、数据、视频三个基本服务的基础上拓展宽带业务类型,具有呼、直呼等快速指挥调度能力;具有网络互联和脱网通信能力以与移动用户直通等;在性能需求方面,网络可靠性高,具有强故障弱化和抗毁能力;支持大热点地区、热点时段的大话务量能力;呼叫建立时间短,单系统呼叫建立时间小于300ms;网络安全性高,支持端到端加密;覆盖X围广,建网
费用低。其中,建立时间、网络可靠性和安全性是最重要的三个技术指标。然而,由于宽带数字集基于全IP构架,以宽带传输为特征,因此在数据应用和视频业务上具有显著的特征:
〔1〕话音类业务包括:组呼/可视组呼、单呼/可视单呼、紧急呼叫等;
〔2〕数据类业务包括:移动信息服务、高速数据查询、网络浏览、移动办公等。
〔3〕视频类业务包括:现场图像上传、视频通话、视频会议、移动视频监控等。
〔4〕GIS服务:基于地理信息的定位服务、话音和视频等的调度业务。
胎圈用钢丝〔5〕基于互联网业务服务:组通信、即时消息和呈现等。
3.2 基于TD-LTE技术的宽带数字集通信系统方案
TETRA协会在考虑TETRA技术的下一代演进路线,基本确定采用LTE。根据窄带数字集系统的特征,宽带数字集应该具有下列基本技术指标:〔1〕呼叫建立时间:小于300ms。
〔2〕话权抢占时间:小于200ms。
〔3〕单覆盖半径:市区1~3km,郊区3~10km,农村30km。
〔4〕频谱利用率:上行2.5bps/Hz;下行5bps/Hz。
流氓猫〔5〕带宽:支持可变带宽,包括:1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz。
〔6〕峰值传输速率:在20MHz带宽下,下行峰值传输速率为100Mbps,上行峰值传输速率为50Mbps。
目前,在TD-LTE技术移动通信技术的基础上,提出了多种宽带数字集系统技术方案,其中有代表性的是专网宽带数字集系统和POC宽带数字集系统两种。智能对话娃娃
专网宽带数字集系统技术方案
专网数字集方案,如图2所示,继承了传统窄带数字集共享无线资源的特点,在网络侧和接入网
侧增加与调度相关的功能实体,并对网络侧的MME和HSS相关功能实体进行适应性增强,在信令格式和流程上也进行了必要的改造。
图2基于TD-LTE技术的专网宽带数字集通信系统网络结构图宽带无线接入网侧的eNB增加无线集调度功能〔RTDF〕实体以支持集业务,即负责集业务的相关处理,包括从增强型的MME接收集控制信令,为终端分配无线资源〔如为接收业务数据流的终端所在小区分配下行共享无线资源〕,以与将从服务网关〔S-GW〕接收到的业务数据流传送到接收业务的终端等,并支持故障弱化功能,用于当网络侧不能正常工作时,为用户提供基本的集业务〔如组呼、单呼、紧急呼叫等〕。宽带无线接入子系统支持大规模同频组网,以提高频谱利用率。
3.3.2 POC宽带数字集系统技术方案
POC宽带数字集系统,如图3所示,在TD-LTE的体系构架的基础上,采用服务器—客户端的方式实现,即在网络侧在网络侧增加集调度服务器功能,在终端侧增加集调度客服端功能,相当于在移动通信网络叠加了一个集服务子系统PoC,如图5所示。PoC客户端驻留在用户设备上,用来接入PoC业务。PoC服务器是PoC业务的应用层网元实体,在网络中提供PoC业务应用功能。SIP/IP核包括若干SIP代理和SIP登记器,主要在PoC客户端和服务器之间路由SIP信令,并执行相关功能。

本文发布于:2024-09-21 23:33:31,感谢您对本站的认可!

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