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[摘 要]集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度需求而开发’面向特定行业应用的专用无线通信系统。LTE技术在宽带数字集群通信中的应用，已经成为通信领域的研究热点。本文对其技术发展现状以及应用情况进行了分析，旨在为业界人士的进一步研究工作提供一定的参考。
[关键词]LTE 宽带集群 通信系统 频谱利用率 无线专网
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0358-01
中国普天顺应集群通信发展趋势，依靠T D-LT E领域的多年丰富经验，2008年率先在业界提出开发基于TD-LTE的宽带多媒体集群，并受到国家重大专项资金支持，同时作为牵头单位负责宽带集群的标准制定工作。目前，我国正式启动了基于TD-LTE的政务网试验，旨在提升政府部门的集群通信效率，实现高效率的电子政务服务。本文结合集群通信系统发展需求和现状，分析了LTE宽带集群技术面临的挑战，阐述了解决关键技术的方法。
一、LTE集群通信系统发展分析
1、发展过程
集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度需求而开发、面向特定行业应用的专用无线通信系统。第一代集群系统是模拟集群通信系统，第二代集群系统是窄带数字集群通信系统。随着移动互联网的飞速发展以及全球无线城市的大规模建设，宽带化成为整个无线通信的发展趋势。LT E宽带集群系统正是以T D-LT E为核心技术，将T D-LT E技术的高速率、大带宽与数字集群技术中的资源共享、快速呼叫建立、指挥调度等特点进行融合，是新一代宽带多媒体数字集群系统，支持更为丰富的多媒体业务类型。由于我国目前的窄带数字集群通信系统来自全球各个商家，各自系统采用的技术体制互不相同，缺乏统一的标准，造成相同行业，甚至相间业务系统内的集群系统不能互通。例如北京政务网中，来自普天和鼎桥的集群通信设备之间不能互通，造成资源利用率低，重复建设和用户体验差等缺点。因此国家科技重大专项组指出“宽带多媒体集群”需要加强标准制定工作，既要大力支持“宽带多媒体集群”国内行业标准的制定，也要鼓励“宽带多媒体集群”产业链成员积极参与并主导相关的国际标准化工作。目前CCSA、TC5工作组正在分别进行基于TD—LTE技术的公网集群通信系统和专网集群通信系统的标准制定工作’有利于提供基于TD—LTE集群通信产品的产业化能力和竞争力。
2、 集群通信发展需求
传统行业方面，随着能源、交通、医疗等领域的快速发展，尤其是在提高效率和安全生产的需求推动下，行业无线通信的需求正在从单一的语音集群向语音集群、宽带数据和视频应用融合调度过渡，并且对时延、容量等性能指标提出了更高要求。政务、应急指挥方面，随着我国城市化的快速发展，城市的复杂性和突发应急事件也在与日俱增。政务专网和应急指挥系统除用于日常公共管理外，更需要确保有效地处理政要来访、节庆等重大活动以及地震、洪涝灾害等突发危难事件，这也对无线通信系统提出了更高要求。另外，国外数字集群技术不对中国开放加密接口，国内对信息安全要求高的单位和机构采用国外集群技术无法满足信息安全的要求，制约了国内对集群的应用。上述专用无线通信的市场需求，促进着集群通信系统向数据宽带化、业务多样化、终端多模化、系统IP化的发展方向迈进，数字集群通信系统将进入一个崭新的宽带数字集群通信时代。
二、LTE 技术的应用
1、TD-LTE 技术特性满足行业发展需求
TD-LTE技术是3GPP大力发展的新一代宽带无线通信技术，属于国际4G标准。它以OFDM和MIMO技术作为其无线网络演进标准，实现了信息的高速率传输和接受，它能够在20M频谱带宽下达到100Mbps和上行50Mbps的峰值传输速率；LTE系统采用全IP网络架构，网络结构扁平化，有效的缩短了控制面和用户面时延；LTE系统的下行频谱效率为5bits/Hz，上行频谱效率为2.5bits/Hz，相比3G系统提高了近2-4倍。
2、定点、移动高清视频监控
LT E宽带集群通信系统提供终端定位业务。如：片警或摩托巡警按在巡逻过程中，终端自动向后台系统上报自身位置，可在后台系统查询目前位置和巡逻轨迹。遇到突发事件时，指挥中心可根据事发地附近警员和车辆的位置信息，第一时间开展指挥调度。在LT E宽带集群专网覆盖范围内，可架设无线摄像头，或采用车载/船载监控设备，对指定地点实现视频监控及视频联网上传。可支持多路720P/1080P高清摄像头，实现真正的高清画质监控，画面清晰流畅，可在根本上解決船只、车辆等移动设施内的实时高清监控问题，以及警方在日常巡逻、处理突发事件时的移动高清视频监控需求。
3、多媒体办公业务
4G宽带集群通信系统不仅提供人与人之间的指挥调度业务，更提供人与计算机系统之间的指挥调度业务；不仅传递语音信息，更可传递包括语音、图片、图像、文本数据于一体的多媒体信息。LT E宽带集群通信系统提供的移动办公业务，不仅能收发邮件和上网，更提供与行业事务紧密结合的移动办公。后台系统按流程顺序将任务发给各阶段负责人终端，流程各阶段负责人用移动或固定终端向后台系统反馈流程环节完成情况，适合于移动情况下办理电子业务流程，可减少差错，提高公务办理速度。可广泛应用于警情处理记录、物流记录、安检、现场取证、室外处置记录等领域。
4、视屏语音应用
视频组呼业务，现场情况往往非常复杂，有时候仅凭语音很难讲清楚，这时视频组呼业务就能发挥作用：用户在进行语音组呼的过程中，开启视频组呼，将自身面部视频或现场视频传输给同组人。语音集群业务，LT E宽带集群通信系统，提供低时延的语音指挥调度业务，提供组呼、群呼、PT T、优先级呼叫、紧急呼叫、监听、包容呼叫、迟后进入、环境侦听等基于语音调度的补充业务。可广泛应用于需要团队协作的场合。
结语
综上所述，随着信息时代的到来，全球无线装网也开始向宽带方向发展。TD—LTE技术是我国具有自主知识产权的无线移动通信技术，但目前LTE宽带集群通信技术仍处于不断发展完善中，需要产业界的共同努力与合作。对基于该技术的宽带集群通信系统的后续研究应当充分考虚行业应用需求，推动T D-LT E宽带数字集群系统行业应用示范项目的开展，发挥示范项目的辐射带动作用，有效形成产业集群，拉动T D-LT E行业应用快速发展。
参考文献
[1]杨骅，刘劲松.TD-LTE宽带数字集群通信发展分析及建议[J]. 移动通信，2014，01：48-53.
[2]陶宇龙，贾萍，赵东霞. 宽带数字集群在城市轨道交通中的应用[J]. 都市快轨交通，2014，06：1-4+8.
[3]孟海波，夏仕军，窦明涛. 基于TD-LTE技术的宽带集群多媒体终端在公安业务领域的设计与应用探讨[J]. 警察技术，2013，03：30-32.
[4]张东瑞，孙小婷. LTE宽带集群的系统架构及业务分析[J]. 数字技术与应用，2013，07：22-23.
[关键词]LTE 宽带集群 通信系统 频谱利用率 无线专网
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0358-01
中国普天顺应集群通信发展趋势，依靠T D-LT E领域的多年丰富经验，2008年率先在业界提出开发基于TD-LTE的宽带多媒体集群，并受到国家重大专项资金支持，同时作为牵头单位负责宽带集群的标准制定工作。目前，我国正式启动了基于TD-LTE的政务网试验，旨在提升政府部门的集群通信效率，实现高效率的电子政务服务。本文结合集群通信系统发展需求和现状，分析了LTE宽带集群技术面临的挑战，阐述了解决关键技术的方法。
一、LTE集群通信系统发展分析
1、发展过程
集群通信系统是为了满足行业用户指挥调度需求而开发、面向特定行业应用的专用无线通信系统。第一代集群系统是模拟集群通信系统，第二代集群系统是窄带数字集群通信系统。随着移动互联网的飞速发展以及全球无线城市的大规模建设，宽带化成为整个无线通信的发展趋势。LT E宽带集群系统正是以T D-LT E为核心技术，将T D-LT E技术的高速率、大带宽与数字集群技术中的资源共享、快速呼叫建立、指挥调度等特点进行融合，是新一代宽带多媒体数字集群系统，支持更为丰富的多媒体业务类型。由于我国目前的窄带数字集群通信系统来自全球各个商家，各自系统采用的技术体制互不相同，缺乏统一的标准，造成相同行业，甚至相间业务系统内的集群系统不能互通。例如北京政务网中，来自普天和鼎桥的集群通信设备之间不能互通，造成资源利用率低，重复建设和用户体验差等缺点。因此国家科技重大专项组指出“宽带多媒体集群”需要加强标准制定工作，既要大力支持“宽带多媒体集群”国内行业标准的制定，也要鼓励“宽带多媒体集群”产业链成员积极参与并主导相关的国际标准化工作。目前CCSA、TC5工作组正在分别进行基于TD—LTE技术的公网集群通信系统和专网集群通信系统的标准制定工作’有利于提供基于TD—LTE集群通信产品的产业化能力和竞争力。
2、 集群通信发展需求
传统行业方面，随着能源、交通、医疗等领域的快速发展，尤其是在提高效率和安全生产的需求推动下，行业无线通信的需求正在从单一的语音集群向语音集群、宽带数据和视频应用融合调度过渡，并且对时延、容量等性能指标提出了更高要求。政务、应急指挥方面，随着我国城市化的快速发展，城市的复杂性和突发应急事件也在与日俱增。政务专网和应急指挥系统除用于日常公共管理外，更需要确保有效地处理政要来访、节庆等重大活动以及地震、洪涝灾害等突发危难事件，这也对无线通信系统提出了更高要求。另外，国外数字集群技术不对中国开放加密接口，国内对信息安全要求高的单位和机构采用国外集群技术无法满足信息安全的要求，制约了国内对集群的应用。上述专用无线通信的市场需求，促进着集群通信系统向数据宽带化、业务多样化、终端多模化、系统IP化的发展方向迈进，数字集群通信系统将进入一个崭新的宽带数字集群通信时代。
二、LTE 技术的应用
1、TD-LTE 技术特性满足行业发展需求
TD-LTE技术是3GPP大力发展的新一代宽带无线通信技术，属于国际4G标准。它以OFDM和MIMO技术作为其无线网络演进标准，实现了信息的高速率传输和接受，它能够在20M频谱带宽下达到100Mbps和上行50Mbps的峰值传输速率；LTE系统采用全IP网络架构，网络结构扁平化，有效的缩短了控制面和用户面时延；LTE系统的下行频谱效率为5bits/Hz，上行频谱效率为2.5bits/Hz，相比3G系统提高了近2-4倍。
2、定点、移动高清视频监控
LT E宽带集群通信系统提供终端定位业务。如：片警或摩托巡警按在巡逻过程中，终端自动向后台系统上报自身位置，可在后台系统查询目前位置和巡逻轨迹。遇到突发事件时，指挥中心可根据事发地附近警员和车辆的位置信息，第一时间开展指挥调度。在LT E宽带集群专网覆盖范围内，可架设无线摄像头，或采用车载/船载监控设备，对指定地点实现视频监控及视频联网上传。可支持多路720P/1080P高清摄像头，实现真正的高清画质监控，画面清晰流畅，可在根本上解決船只、车辆等移动设施内的实时高清监控问题，以及警方在日常巡逻、处理突发事件时的移动高清视频监控需求。
3、多媒体办公业务
4G宽带集群通信系统不仅提供人与人之间的指挥调度业务，更提供人与计算机系统之间的指挥调度业务；不仅传递语音信息，更可传递包括语音、图片、图像、文本数据于一体的多媒体信息。LT E宽带集群通信系统提供的移动办公业务，不仅能收发邮件和上网，更提供与行业事务紧密结合的移动办公。后台系统按流程顺序将任务发给各阶段负责人终端，流程各阶段负责人用移动或固定终端向后台系统反馈流程环节完成情况，适合于移动情况下办理电子业务流程，可减少差错，提高公务办理速度。可广泛应用于警情处理记录、物流记录、安检、现场取证、室外处置记录等领域。
4、视屏语音应用
视频组呼业务，现场情况往往非常复杂，有时候仅凭语音很难讲清楚，这时视频组呼业务就能发挥作用：用户在进行语音组呼的过程中，开启视频组呼，将自身面部视频或现场视频传输给同组人。语音集群业务，LT E宽带集群通信系统，提供低时延的语音指挥调度业务，提供组呼、群呼、PT T、优先级呼叫、紧急呼叫、监听、包容呼叫、迟后进入、环境侦听等基于语音调度的补充业务。可广泛应用于需要团队协作的场合。
结语
综上所述，随着信息时代的到来，全球无线装网也开始向宽带方向发展。TD—LTE技术是我国具有自主知识产权的无线移动通信技术，但目前LTE宽带集群通信技术仍处于不断发展完善中，需要产业界的共同努力与合作。对基于该技术的宽带集群通信系统的后续研究应当充分考虚行业应用需求，推动T D-LT E宽带数字集群系统行业应用示范项目的开展，发挥示范项目的辐射带动作用，有效形成产业集群，拉动T D-LT E行业应用快速发展。
参考文献
[1]杨骅，刘劲松.TD-LTE宽带数字集群通信发展分析及建议[J]. 移动通信，2014，01：48-53.
[2]陶宇龙，贾萍，赵东霞. 宽带数字集群在城市轨道交通中的应用[J]. 都市快轨交通，2014，06：1-4+8.
[3]孟海波，夏仕军，窦明涛. 基于TD-LTE技术的宽带集群多媒体终端在公安业务领域的设计与应用探讨[J]. 警察技术，2013，03：30-32.
[4]张东瑞，孙小婷. LTE宽带集群的系统架构及业务分析[J]. 数字技术与应用，2013，07：22-23.