治安检查站TD-LTE数字集群无线宽带传输系统建设方案

治安检查站治安检查站 TD LTETD LTE 无线宽带应急专网无线宽带应急专网 建设方案建设方案 西安汉煌电子科技有限公司 TEL 2017 8 1 1项目概要项目概要 1 1项项目目背背景景 公安 城市应急 无线数字集群通信系统 一期系统建设以PDT窄带 专网为基础 采用PDT LTE宽窄带融合技术 在 内热点部位和重点区 域部署LTE宽带基站 全市域采用双模手持终端 核心网实现宽窄带互通 PDT与宽带系统深度融合的无线数字集群通信系统 该系统是公安局在全 国率先推出的宽窄带融合城市应急通信网 是实现公安机关扁平化 动态 化 可视化指挥调度体系的重要组成部分 是公安部关于在全国推进宽窄 带融合技术建设的公安信息化示范项目 项目一期建设的PDT完成了市区以及地铁的数字集群覆盖 一期建设 的 个LTE站点重点部署热的区域 以南北中轴线为依托 重点区域 完成覆盖 并对宾馆 立交进行重点部署 按照统一规划 计划在一期热点覆盖的基础上对治安检查站实现LTE 宽带的点状覆盖 并对 各重点派出所实现点状覆盖 以支持无线 视频监控 多媒体集群 海量数据回传 移动办公等宽带业务及应用 1 2技技术术 制制式式 1 2 1 技技术术可可行行性性 无线网络制式演进如下图所示 图1 无线网络制式演进 TD LTE作为我国新一代宽带无线通信网 被列入了国家重大科技专项 国内的政府有关部门 研发部门 制造商和运营商都对此大力支持 同时 TD LTE的国际标准化以及产业链的发展已经取得了突破性的进展 TD LTE 标准已被国际产业广泛接受 为我国下一代移动通信产业进入国际主流带 来了历史性的机遇 TD LTE已成为移动通信产业面向移动互联网发展的必 然 逐渐成为全球公认 使用非对称频谱的解决方案 TD LTE系统在20M的频率带宽内能实现下行100Mbps 上行50Mbps的系 统峰值速率 网络采用了扁平化的机构 降低了整体系统时延 改善了用 户体验 采用TD LTE进行数字集群专网建设具备如下优势 1 政策优势 TD LTE是具有自主知识产权的4G国际标准 得到了我 国政府的全力支持 成为我国在通信信息领域引领全球 实现产业跨越式 发展的难得历史机遇 2 技术优势 TD LTE采用先进的空口接入以及MIMO技术 拥有更高 的上下行峰值速率 网络安全性更高 3 频谱优势 TDD频谱资源丰富 频谱效率更高且受到政府支持 目 前主流用于专网的LTE频段为1 4G频段 由于该频段是专用频段 需要向 无委进行申请 4 时隙配比优势 TD LTE可灵活配置上下行时隙 更适合承载视频 监控 物联网类数据业务 适用于视讯类 移动类业务 5 产业优势 TD LTE已在全球形成了完善的产业链 在系统 终端 芯片和测试设备方面均有众多主流厂家投入研发 1 2 2 成成熟熟度度 最新数据显示 全球TD LTE基站数量已达130万个 约占全球LTE基站 数的43 用户数占4G总用户数的45 已有37个国家和地区推出了65个 TD LTE商用4G网络 还有近百个TD LTE网络正在建设中 专网方面 北京 市政府 天津市政府 上海市政府 南京市政府在1 4G频段开展了TD LTE 数字集群专网建设 国家工信部无线电管理局正式发文将1 4G频段用于政 务 公安及应急等行业 TD LTE技术作为新一代的宽带无线网络制式已经 得到了广泛的应用 1 2 3TD LTE 技技术术简简介介 TD LTE已经作为我国新一代宽带无线通信网 被列入了国家重大科技 专项 国内的政府有关部门 研发部门 制造商和运营部门都对此大力支 持 科技部已将TD LTE列入十一五国家科技重点支撑项目 加强TD LTE工 作的推动 包括新一代无线技术评估 网络新技术 实验验证和总体实施 共4个项目 在各个技术层次上联合产业各方开展TD LTE技术创新 同时 TD LTE的国际标准化以及产业链的发展已经取得了突破性的进展 TD LTE 标准已被国际产业广泛接受 为我国下一代移动通信产业进入国际主流带 来了历史性的机遇 TD LTE已成为移动通信产业面向移动互联网发展的必 然 TD LTE无线宽带通信系统网络 自上而下 可分为如下图所示的3层 架构 具体包括 EPC核心层 承载层 无线接入层 根据3GPP R8标准 对于一个完整的LTE无线网络包含无线侧 E UTRAN 与核心网 EPC 两 个部分组成 缺一不可 U E E UTR AN S GWP GW HSSMME LT E Uu S1 MME S1 U S11 S6a S5 IP 网 络 SGi 图2 TD LTE网络架构图 无线侧演进的全球陆地无线接入网E UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network 即LTE无线基站部分 演进的分组核心网 EPC Evolved Packet Core 是3GPP协议组织定 义与LTE无线侧eUTRAN配套使用的核心网 其网元包括 MME Mobility Management Entity 功能 移动性管理 会话管理 用户接入鉴权 与eNodeB之间接口为S1 C接口 S GW Serving Gateway 功能 终结无线接入部分的接口 E NodeB 间切换的锚点 基于用户的承载和计费 服务网关 功能类似于2 3G核心 网的SGSN 与eNodeB之间接口为S1 U接口 P GW PDN Gateway 功能 终结面向PDN的SGi接口 3GPP 非3GPP的 铆点 基于业务的计费 连接外网的网关 功能类似GGSN P GW与业务平 台 互联网之间接口为SGi接口 HSS Home Subscriber Server归属用户服务器 功能 无缝地理容灾 等可靠性功能 采用先进的内存数据库技术提供了快速的响应速度 并且 支持多级备份 恢复 还提供标准开放的数据访问接口 有利于实现用户 数据和业务的融合 1 3项项目目建建设设内内容容 在LTE宽带专网一期热点覆盖的 个基站基础上 对现有的治安检 查站建设LTE宽带基站 以实现对治安检查站区域的覆盖 还包括LTE站点 机房租赁 LTE核心网与LTE基站之间的链路的租赁等 1 4项项目目规规划划原原则则 根据公安部 做好顶层设计 做好技术判断 选好技术体制 细化系 统 网络 频率等方面的方案 谋划本地公安无线通信的长远发展 的指 导思想 结合我市实际 制定如下指导原则 1 必须使用1 4G专网 避免使用公网造成安全隐患和避免紧急情况下 特定地点和特定时间信息堵塞的风险 2 必须联入西安市局宽窄结合大网 统一平台 统一网管 统一调度 统一应用 统一数据支撑 避免各自为政 导致不必要的多平台 多核心 网 和异种厂家互联及重复建设 做到全局范围内平台 管理 应用扁平 化 3 现有宽窄结合终端必须在新建系统下可以正常使用 1 5建建设设依依据据 本方案依据 但不限于 以下所列的标准 规范及文件建设我市应急 指挥调度数字通信专网系统 工程实施标准 1 公安部 公安移动通信网警用自动级规范 GA176 1998 2 公安部 公安移动通信网警用自动级通信系统工程设计规范 GA T331 2001 3 公安部 公安移动通信网警用自动级通信系统工程验收技术规范 GA T266 2000 4 公安部 关于加强公安无线电频率管理工作的通知 公信通 2005 603号 5 公安部 城市警用地理信息系统标准体系 GA Z01 2004 6 公安部 城市警用地理信息系统建设规范 GA T493 2004 7 计算机信息系统安全保护条例 8 GA163 1997 计算机信息系统安全专用产品分类原则 9 GA243 2000 计算机病毒防治产品评级准则 10 公安部 计算机病毒防治管理办法 11 国家保密局 计算机信息系统保密管理暂行规定 12 公安信息移动接入及应用系统建设技术指导书 施工安全法规 1 中华人民共和国安全生产法 2 建设工程安全生产管理条例 2网络架构及总体设计目标网络架构及总体设计目标 网络总体架构如下图所示 交换控制中心警务信息系统 LTE PDT 双模 IP 网关 分布式指挥 PDT LTE PDT 应急通讯 日常警务 指挥中心 移动指挥 物联网 图 3 网络拓扑结构图 TD LTE使用1447 1467MHz频段中的20MHz连续可用带宽 采用同频组 网方式进行组网 后续如果有需要 也可以采用同频或异频组网方式进行 组网 每个站点三个扇区 每个扇区采用8通道天线 2 1基基站站建建设设 2 1 1LTE 站站点点覆覆盖盖方方案案 每个站点 1 个 BBU 3 个 RRU 每个 RRU 搭载 8 通道智能天线 覆盖 120 2 1 2 施施工工要要求求 2 1 2 1 基基站站基基础础设设施施的的建建设设 随着未来的公安数字无线通信专网覆盖区域要求的不断扩大 基站的 数量也要相应增多 基站设备的工作环境直接影响到今后系统运行的稳定 性和维护的工作量 基站基础设施的好坏会直接影响到设备运行的稳定性 因此 必须高度重视基站基础设施的建设 基础设施建设要求主要包括机房的工艺要求 设备布局 馈线安装 电源引入及UPS等备用电源 防雷接地 监控设置等 还包括机房工作环 境的温湿度 防尘 防水等要求 具体要求可参考公网相关标准 2 1 2 2 硬硬件件需需求求 系统设备符合国家无线电管理委员会及相关部门技术要求 并取得国 家无委会颁发的无线电型号核准证 功能符合相应移动通信系统技术规范 2 1 2 3 传传输输网网络络 租用电信链路资源 以我市市局的系统控制交换中心为核心 每个基 站租用一条链路汇接到中心 2 1 2 4 频频率率规规划划 方案采用同频组网方案 室外宏蜂窝采用三载扇进行覆盖 站型为 S111 如下图所示 三个小区配置的频点分别为f1 f1 f1 各相邻小区 间两两同频 f1频点带宽20MHz f f1 1 f f1 1 f f1 1f f1 1 f f1 1 f f1 1 f f1 1 f f1 1 f f1 1 f f1 1 f f1 1 f f1 1 同频组网频率分配示意图 2 1 2 5 网网络络优优化化方方案案 由于市区高层建筑较多 针对实际组网中因覆盖环境地形导致的覆盖 阴影区域 可在覆盖阴影区域内放置 RRU 射频单元 通过光纤远程接入距 阴影区最近的 SDR LTE 基站 RRU 射频单元具备室外抱杆与壁挂能力 支 持光纤远程接入 最远 30KM BBU 基带处理单元 在覆盖阴影区域选择合 适位置 将 RRU 射频单元用光纤远程接入最近系统基站内的 BBU 基带处理 单元 可在覆盖阴影区域建立系统信号覆盖 射频单元拉远方案 2 2基基站站设设备备 使用SDR基站解决方案 将基站的基带部分 BBU 和中频 射频 RRU 部分分开 使基带共享资源池 BBU 集中放置 通过光纤与远端 单元 RRU 相连 相比传统馈线基站安装更加灵活快捷 对机房的要求 降低 能够实现经济 灵活 快速建网 基站解决方案原理图 BBU RRU架构 采用SDR统一平台 Ir支持6 144G光口 Ir接口数业界 最多 支持全速率的GE光口和GE电口 支持1588V2同步 支持基站自举 体积小 支持挂墙 机架等多种安装方式 方便工程实施 2 2 1 基基站站整整体体主主要要技技术术标标准准 多天线能力 下行支持DL 2 2 MIMO和单双流八天线Beamforming 上 行支持八路接收分集 支持多种载波带宽 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz 组网方式灵活 能充分利用频率资源 支持全基带池交换 基带资源共享 全IP架构 接口丰富 组网灵活 提供 GE FE接口 支持IP网络 支持与RRU通 过星型 链型和混合组网 多天线能力强 下行支持DL 2 2 MIMO和单双流八天线Beamforming 上行支持八路接收分集 支持8天线 大功率 提高站间距 减少基站数量 采用多种高效功放技术 CFR DPD Doherty 降低设备功耗 采用被动式散热设计 无噪音 支持MIMO 性能高 支持8天线 双流BF 输出功率大 最大功率12W 8的输出功率 满足多载波应用的大功率 要求 能够与现有LTE核心网进行连接 并支持现有多模终端 PDT LTE 2 2 2BBU 及及 RRU 主主要要技技术术指指标标 1 BBU参数 传输接口 支持2个FE GE电口或2个FE GE光口或1个FE GE电口和1个 FE GE光口 电源 48V DC 20 温度 20 C 55 C 相对湿度 5 RH 95 RH 气压 70 kPa 106 kPa 2 RRU参数 工作频率 1447MHz 1467MHz 电源 48V DC 20 射频口数量 8个 典型峰值功率 300W 2 3基基地地台台 基地台采用NDM 868车载台加装交流转直流电源模块 固定在指挥中 心或调度室使用 一般将天线架设于室外 基地台提供了一种无线接入的 调度方式 和IP调度台互为备份 NDM 868数字车载台工作频率为350MHz 400MHz 能实现语音呼叫和 数据传输 支持数据安全加密 鉴权 加密 GPS 北斗卫星定位数据上 传以及其它辅助功能 NDM 868为彩屏 灵活的菜单界面 支持中文显示 友好的图标和两 行文字显示让阅读和操控更加方便 NDM 868主要特点 1 业界领先的四模终端 具备PDT集群 PDT常规 模拟集群 模拟常规 四种通信模式 适应领域广泛 实现模拟向数字平滑过渡 2 清晰简洁的全彩显示界面 方便使用者操作 3 噪声抑制 数字语音 采用专有的数字语音技术 具备特有的对环 境噪音的抑制能力 注重对语音的重现 即使在非常嘈杂的环境下 也能 收听到清晰的话音 4 GPS 北斗定位 支持混合定位模式 支持主控信道上传和业务信道 上传 5 IP54防护等级 质量可靠 坚固耐用 满足多种严格测试标准 6 支持NVOC和AMBE 双声码器 并可通过车载台的菜单设置进行便捷 切换 7 丰富的配件 提供适合各种工作环境的配件 一般规格一般规格 频率 350 400Mhz 外形尺寸 高 X 宽 X 厚 51 175 206 毫米 重量1 8 千克 电流消耗 高功率 待机 额定音频下的接收时的电流 额定音频下的发射时的电流 电源 0 81 安 最大 2 安 最大 14 5 安 最大 220 伏交流供电 接收机接收机 频率 350 400Mhz 信道间隔 12 5 kHz 25 kHz 频率稳定性 30 C 60 C 25 C 0 5 ppm 模拟灵敏度 0 3 uV 12 dB SINAD 0 4 uV 20 dB SINAD 数字灵敏度 5 BER 121dBm 强信号的接收误码率 1 10 4 互调 TIA603C ETSI 70 dB 65 dB 阻塞 84dB 杂散响应抗干扰 70dB 共信道抑制 12dB 邻道选择性 60dB 额定音频 3 瓦 内置 7 5 瓦 外置 8 欧姆 13 瓦 外置 4 欧姆 额定音频下的音频失真3 典型 交流声与噪声 12 5khz 下 40db 25khz 下 45db 音频响应 1 3 dB 传导杂散 57 dBm 9kHz 1GHz 47dBm 1GHz 12 75GHz 发射机发射机 频率 350 400Mhz 功率输出 25 瓦 信道间隔 12 5 kHz 25 kHz 占用带宽 8 5kHz 3dB 带宽 频率稳定性 30 C 60 C 25 C 0 5 ppm 频率误差 1 5 10 6 发射上升时间 l 5ms 发射下降时间 1 5ms 调制限制 2 5 kHz 12 5 kHz 5 0 kHz 25 kHz FM 交流声和噪声 40 dB 12 5 kHz 45 dB