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无线宽带移动多媒体应急通信系统1无线宽带移动多媒体应急通信系统组网方案无锡智科传感网技术股份有限公司2013.03.152前言无锡智科传感网技术股份有限公司（以下简称智科）是一家由无锡市国联集团,无锡市惠山区以及深圳清华大学研究院三方共同投资成立的集政、产、学、研为一体的传感网技术研发及产业化的高新技术公司，于2010年2月1号注册成立。着力发展传感网产业，推动建设感知中国中心，作为主力军全面参与国家传感网创新示范区建设。智科公司主要经营范围为：传感网技术开发、技术服务、技术转让和咨询；电子产品的技术开发、制造、销售；利用自有资产对外投资。智科公司以深圳清华大学研究院为基础，主要从事智能传感领域核心技术及产品的研发，推广和产业化事业，在研发技术上得到了清华大学的指导和支持。公司目前拥有由一批海归博士，博士后及专业研究人员组成的专家团队，在国内外传感技术领域的研发和技术上始终处于领先地位。部分技术及产品已广泛地应用于我国的交通，电子和安防等行业，取得了良好的社会效益和经济效益。公司在资金运作和产业政策上得到了无锡市国联集团及无锡市惠山区政府的大力扶持，具备了雄厚的技术研发实力和市场拓展能力，在创建基于物联网的智能交通系统等示范区的工程项目中投入了大量的人、财、物力。在基于物联网的智能交通项目推广和应用中与无锡市公安局交通指挥中心合作在无锡市惠山新城建立了示范工程示范区，起到了标志性的作用。感知中国是公司推进传感网技术突破和产业发展的中心及方向，充分利用公司现有传感网及三网融合的技术基础，高起点、高水平、高速度地为将无锡建设成国内外一流的传感网产业基地和中国传感信息中心作出应有的贡献。无线宽带移动多媒体应急通信系统3目录4一．简述无线宽带移动多媒体应急通信系统采用TDD双向组网传输技术，整合最新LTE移动通信与地面数字电视TDS技术特点及优势的基础上，自主研发设计的新一代多址无线通信技术，采用目前多用户无线通信领域最先进的编码调制，TDD-OFDM、LDPC纠错码、DPD、H.264编解码等技术为核心，将信道资源的分配通过时隙控制、频率上通过子载波来灵活分配给多个用户终端，同频点内最大限度的实现多个终端用户多址接入。在非视距条件下、高速运动中实现实时双向透明信息传输，多个无线网络可以相互融合布局大网络覆盖。ZK-JZI101基站ZK-CZI101车载ZK-DCI201单兵控制器ZK-DBI201单兵无线宽带移动多媒体应急通信系统5二．无线宽带移动多媒体应急通信系统发展轨迹及技术演进1代-电视直播系统62代-指挥系统无线宽带移动多媒体应急通信系统73代-无线宽带移动多媒体应急通信系统（LTE)系统技术要求（视频、语音、数据双向传输，点对点，点对多点，多点对多点）系统技术测试（公安局通信处+交警大队通信指挥系统兼容测试）系统技术改进（流畅度、视频质量、组网、覆盖距离、带宽）系统功能延伸（IP电话、单兵接力、功控、漫游、GPS数据、远程控制、互联互通、视频传输、语音对讲等）满足GA-962-2011公安制定标准技术指标和测试条件8三．技术特点绕射能力强、在单一频点支持双向通信覆盖范围广，灵活分配信道资源，实现点对点、点对多点、多点对多点双向通信频谱感知功能，自由组网能力视频、音频、数据等多媒体信息的高速、实时、同步传输；移动性能好，移动速度大于600km/h；采采用最新的预失真技术，将峰均比降低，提高功放效率用无线宽带ASE128位密技术、全数字信号处理，系统保密性、稳定性及可靠性强；多基站异频组网、单基站同频组网、同频段基站组网双向通信，频谱利用率高无线宽带移动多媒体应急通信系统9四．技术参数核心技术：TDD技术；OFDM技术、LDPC高效纠错编码技术；多天线分集(MIMO)技术；自适应调制技术；灵活子载波分配技术；低峰均比技术；射频输出0.5W/1W/2W/5W/10W/20W，60dB可调功率范围系统延时：最大200ms，最小50ms覆盖范围：1W发射功率大于5公里（非视距）、20公里（视距）；移动速度：600公里每小时加密：定制系统全球唯一性、具有AES加密功能、避免非法接收、双重加密；图像质量：HD/SD/D1/HalfD1/CIF可选压缩标准：H.264GPS数据接口：UART10五．无线宽带移动多媒体应急通信系统大型网络初步组网方案和方法图示1650±2MHz654±2MHz658±2MHz662±2MHz图示2无线宽带移动多媒体应急通信系统11图示1、图示2为无线宽带移动多媒体应急通信系统在无锡城区初步组网设计方案，以此方案为例，该组网方式为蜂窝式组网，其最大的优势是可以充分利用现有频率资源。图示3图示3表示不同的颜色代表各个基站使用不同的频率扇区2扇区1图示4图示4显示，其中每个基站可以分为二或三个扇区，这样减少同频干扰的程度，这种类型组网方式最多可以支持城区几百台车载终端同时使用。12该方案的设计思路和技术特点：小容量的大区制和大容量的小区制的结合我们会根据用户密度来设计组网方式。大区制是指一个基站覆盖整个服务区。适用于小容量的通信网，这种制式的控制方式简单，设备成本低，适用于中小城市、工矿区以及小型专业部门，是发展专用移动通信网可选用的制式，我们目前以大区制组网为主。小区制是指将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径可视用户的分布密度在1-10公里左右，在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务，该组网方式为大型用户专门设计。频率资源重复利用频率复用指用有限的频率数就可以服务多个小区，每一个小区和其它小区可再重复使用这些频率，称为频率复用。这种组网方式可以构成大区域大容量移动通信系统。陆地移动通信大部分是在一个宽广的平面上实现的，平面服务区内的无线小区组成的实际形状取决于电波传播条件和天线的方向性。如果服务区的地形、地物相同，且基站采用全向天线，其覆盖范围大体是一个圆。为了不留空隙地覆盖整个服务区，无线小区之间会有大量的重叠。在考虑重叠之后，每个小区实际上的有效覆盖区是一个圆的内接多边形，这些多边形有正三角形、正方形和正六边形。蜂窝式组网无线宽带移动多媒体应急通信系统13整个无线覆盖区采用正六边形无线小区彼此邻接构成，把这种六边形形状基站的覆盖范围称之为蜂窝网。基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称之为蜂窝现在我们根据用户密度分析，初步把许多小功率的发射机(小覆盖区)来代替单个的大功率发射机(大覆盖区)，每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。每个基站分配整个系统可用频率资源中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的频段，这样所有的可用频段资源就分配给了相对较小数目的相邻的基站。给相邻的基站分配不同的频段资源，则基站之间(以及在它们控制下的终端用户之间)的干扰就最小。蜂窝网通常是先由若干邻接的无线小区组成一个无线区群，再由若干个无线区群构成整个服务区为了实现同频复用，防止同频干扰，要求每个区群中的小区，不得使用相同频率，只有在不同的无线区群中，才可使用相同的频率进行频率复用图示4为蜂窝式覆盖频率复用图解结合小区分裂技术14小区分裂就是一种将拥塞的小区分成更小小区的方法，分裂后的每个小区都有自己的基站并相应地降低天线高度和减小发射机功率。假设每个小区都按半径的一半来分裂，如图示5所示。为了用这些更小的小区来覆盖整个服务区域，将需要大约为原来小区数目4倍的小区。以R为半径画一个圆就容易理解了即以R为半径的圆所覆盖的区域是以R/2为半径的圆所覆盖区域的4倍。图示5无线宽带移动多媒体应急通信系统15网络结构灵活，针对用户密度大小来灵活组网图示616融入扇区覆盖思路蜂窝系统中的同频干扰可以通过使用定向天线代替基站中单独的一根全向天线来减小，其中每个定向天线辐射某一特定的扇区。由于使用了定向天线，小区将只接收同频小区中一部分小区的干扰。这种使用定向天线来减小同频干扰，从而提高系统容量的技术叫做裂向。各微小区用同轴电缆、光导纤维或微波链路与基站连接。多个微小区和一个基站组成一个小区。微小区技术的优点在于，小区既可以保证覆盖半径，又能够减小蜂窝系统的同频干扰。同频干扰的减小提高了信号质量，也增大了系统容量，同时，又没有裂向引起的中继效率的下降。无线宽带移动多媒体应急通信系统17支持基站漫游切换、自动感知功能图示7频谱感知功能在多基站信号覆盖，移动终端自动漫游各基站信号的链接，保证系统大范围覆盖时隙感知8种时隙模式快速感知识别，感知时间≤100ms支持频道1~4自动感知，感知时间≤15s支持频道5~8自动感知，感知时间≤15s支持频道1~8自动感知，感知时间≤30s上行带宽感知上行带宽自动感知，感知时间≤100ms18路由组网，上层数据管理无线宽带移动多媒体应急通信系统19频率规划20基站系统参数标准频率：550—664MHZ调制带宽：4MHZ调制方式：16QAM高码率（上行码率891Kbps，下行数据：1782kbps）设备功率：40-43dBm天线水平角度：65-70度增益：13-15dBi机械下倾：0-20度可调整每个基站采用双载波大基站系统，分为2个扇区，每个扇区180度（2付方向性天线）P1+P2为一个扇区，P3+P4为一个扇区天线垂直覆盖相位根据实际站点高度及覆盖距离决定调整无线宽带移动多媒体应急通信系统21六.蜂窝式组网，频率资源的必要性一个城市系统信号覆盖组网至少需要16MHZ带宽的频率资源，每个基站2个载波分为2个扇区覆盖，每个基站覆盖半径2-5km,每个基站最大支持8个用户。16MHZ带宽分为4段，每段4MHZ来划分城市蜂窝组网覆盖。以上图1为例，可以支持最大48个终端用户；如果有足够带宽的频率资源，以上图2组网的话，可以支持最大几百个终端用户。