tdd组网型设备与主要技术特点介绍

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技术优势的基础上，研发设计的最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技术，将信道资源在时间上通过时隙、频率上通过子载波来灵活分配给多个用户，在单一频率点最大限度的实现多用户多址接入。该系统的研发目标主要是能够在“高速运动中”和“非视距条件下”实现在单一频点的多用户高速实时双向传输，并能够实现多基站联网漫游。基于TDMA的双向视频传输系统为满足多个移动远端与主控端之间的双向宽带多媒体和数据通信需求而设计，是运动中综合业务如语音、数据、高质量图像双向传输的最佳选择。传输性能指标达到国际领先，适合无线环境复杂、覆盖范围大、通信质量有保障的特定行业应用，如应急指挥、专网无线接入、抢险、重大活动保障、公共安全维护等方面。TDMA双向移动IP图传系统，在第二代COFDM产品积累的技术和应用经验基础上,基于下一代移动通信技术的核心技术进行研发，并应用先进的软件无线电技术便于扩展升级。本项目信道编码采用最新移动通信关键技术OFDM-TDMA技术实现抗多径干扰和多用户共享，前向纠错使用高效率的低密度奇偶校验码LDPC算法, 研发目标为实现包括UHF在内多频段部署的新一代多用户应急指挥移动图传系统暨移动IP多媒体宽带接入系统。利用先进的数字无线通信技术和最新的音视频编解码国际标准，将现场的IP网络、数据、音频、视频信号进行采集、编辑、传播、接收和行为分析的全新宽带移动IP无线应用系统，该系统可为政府、国防、公安、电信、电力、铁路、水利、安全生产、应急救援等行业和部门提供全方位、全地域的全IP宽带移动多媒体信息处理系统。本系统具体针对的应用领域包括：1.各级政府部门尤其是公安/公安刑事侦查/技术侦查/治安管理和应急通信指挥；2.公共安全防范行业；3.军事侦察和指挥通信系统：包括先进单兵通信装备，直升机/无人机实时战场信息处理，炮兵/装甲兵战场感知，军演和战场评估，指挥车/飞机/舰船视频通信；4.电力抢修、水利抢险、公路、铁路抢险；5.铁路与高速铁路的运营列车实时监控和宽带数据连接；6.地震和重大自然灾害应急指挥；7.安全生产应急救援；8.科学探索和考察；9.电视节目转播等。二、网络组成移动台（MS）：移动客户设备部分，主要完成视频采集及上行传输至基站，从下行链路接收相应指令。它可完成视频编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。包括多种类型：单兵便携背负式，车载大功率式，扣板式，高速球型应急布控，夜视型应急布控、红外热成像应急布控。基站（BS）：由NMC控制，主要与移动台进行通信的系统设备。包括数据传输和控制功能，类似与传统蜂窝网络上的BSC与BTS的集成。主要完成无线传输、小区资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、切换等。另外，BS负责将MS上传的数据通过IP方式转发到中心，因此还具有无线与有线数据转换的功能。基站将包括收发设备及塔顶放大器两部分，可放置于建筑物高处，或者固定在指挥车车顶。接入网关（AGW）：BS通过IP链路连接到AGW。AGW将控制层面信息（用户注册，鉴权，位置管理，切换）到网络管理控制器（NMC），数据层面信息则路由到控制中心进行进一步的处理。网络管理控制系统（NMC）：基于WINDOWS 平台的网络管理软件，完成对整个无线通信系统控制管理，包括负责移动台的认证、加密、位置管理、切换等功能。指挥中心（CC）：在此系统中，指挥中心负责对用户上传，数据的处理，如视频、音频恢复、数据解析，并作为下行的数据源，产生到用户的指令数据。值得注意的是，在此网络结构中，指挥中心可以采用原有网络设置和处理功能，由AGW将无线承载方式进行屏蔽。1、点对点传输点到点传输在这种应用场景中，移动指挥车配备车载移动台与视频音频采集设备，而指挥中心架设基站设备，即可构成直接的点到点通信链路，基站与指挥中心之间直接通过有线（以太网，光缆，同轴电缆）连接。这种应用方式组网快速简单，适用于临时应急任务，使现场与临时指挥中心间建立直接的通信。单兵与移动指挥车之间可以采用ISM频段、LMDS频段等已有通信方式进行通信。2、点到多点（单小区）中继-转发传输在这种应用场景中，唯一的基站放在指挥中心，可与多个移动台进行同时的双向通信。基站的塔顶放大器放于指挥中心建筑高处，收发设备与指挥中心可以直接采用有线（如以太网）进行通信。由于基站具备一定调度和控制功能，可不需专门设置NMC服务器。这种应用方式适合于小范围内、移动台处于低速移动的情况下，点到多点的双向通信。3、区域覆盖区域覆盖（支持切换）在某些应用场景中，如城市大型活动保障等，需要对一定大范围的区域（如城市）进行覆盖通信，并且要保证在此覆盖范围内移动台能够在大范围移动中不间断通信。因此，需要采用多小区蜂窝覆盖组网的方式，并且要支持移动台在不同基站间的无缝切换。由于需实现小区间的切换，需要架设网络管理控制系统，并且多基站能通过接入网关AGW实现与指挥中心与NMC的通信。三、主要技术特点1、高传输能力由于采用了正交频分复用（OFDM）、链路自适应（AMC/HARQ）等无线通信关键技术，在8MHz带宽上可达到最大吞吐量5.2Mbps（上行）、2.6Mbps（下行）。在保证下行一定传输能力的基础上，上行平均可支持2路H.264高清视频（HDTV）多路H.264标清（D1, 1.8Mbps）视频，以及其他多路复用传输模式。2、支持全高清 H.264视频传输由于采用了高压缩率的H.264 High Profile编码技术，结合先进的信道调制技术，非常适合在高速移动及阻挡情况等复杂环境下的高质量视频传输。并且系统可以根据用户数量带宽等情况对视频前端的编码参数进行灵活调整，最高可以实现全高清1080P60最高质量的传输，并向下兼容1080P30 / 1080i60 / 720P / D1 / VGA / CIF等分辨率。3、多用户共享、灵活分配信道资源、上下行切换点可变系统基于时分双工TDD方式，可满足多个用户在同一频段内共享信道同时使用。TDMA 双向图像传输技术可以在时隙和子载波上实现二维的信道资源分配，以便灵活将信道资源分配给不同用户，在一个单一频点内分出 N个时隙和 M 个子载波段，就可以支持N*M 个用户，并且 N和 M 可以任意分配以适应于不同应用。典型应用是在一个 8M带宽内分出 4 个时隙和 4 个子载波段，就能支持 16 个用户共享这个 8M 带宽，这 FDD 方式无法做到。 系统可根据不同的应用场景设置上下行帧长比例，来改变上下行可支持的传输能力，以适应不同的上下行业务量需求。4、全IP架构、支持多媒体及所有的IP应用由于系统基于IP技术，支持多种多媒体应用包括视频、音频、数据的混合传输，并针对不同的应用提供不同的QoS保障。5、抗衰落性好、灵敏度高、覆盖范围大基于第四代移动通信的关键技术OFDM，采用全球最先进的 LDPC 纠错码技术，使其具有更强的抗干扰能力，在复杂的电磁环境下仍然保持优良的通信质量。LDPC算法在QPSK 模式下的载噪比门限为 0.5dB，逼近通信的理论极限香农限。采用LDPC纠错的OFDM信道调制，在移动环境下具有更高的灵敏度。在同等外部条件和同等功率下，LDPC编码方式对比常规的RS卷积编码处理方式，系统性能要提高约3dB的灵敏度，这意味着有更大的覆盖范围、或者更低的系统功耗。6、低峰均比、功放效率高、功耗低 采用最新的预失真技术，将峰均比降低，提高功放效率，TDD 方式可以使设备只在某些时隙开启工作，别的时候可以关闭待机以节省功耗，在发射功率 1W 时整机功耗低于1A12V。 7、移动性支持所有移动前端设备均充分考虑实际应用中的诸多问题，如供电、便携性、快速安装性等，同时基站设备也有便于移动便携型号。系统支持移前端高速移动中保持正常传输视频或IP数据功能，移动速度可达200km/h，并且可以在不同基站（小区）间的无缝切换。8、快速组网由于采用基于扁平化网络结构，基站完成更多的功能，同时，基站与承载网络间采用IP方式，使得对承载网络的依赖性很小，在应急应用场景中能快速组网通信。9、软件设计可扩展性在基站、移动台的解决方案中，我们采用了目前基于多核DSP软件无线电架构，可保证在硬件结构不变的基础上软件平滑升级，同样支持不同应用场景中系统功能的可重配置性，降低了一次性投入的风险。四、主要设备介绍1 系统组成设备型号：MDL3000(1) 主设备：分为主控端和受控端； (2) 天馈系统：包括各种类型的全向收发天线，射频馈线等； (3) 音视频终端：包括视频采集、显示、录制终端，以及各种音频终端； (4) 数据接口：以太网RJ45接口，用于双向数据传输。(5) 中心管理软件：完成受控端的注册、呼叫、注销等各种管理功能。2设备形式(1) 主控端：用于解决无线覆盖的多天线收发单元；进行核心计算的高速信号处理单元；管理和分配系统资源的监控单元；以及直接面对用户的多种类型的业务终端。根据不同用户需求，这些部件可以灵活进行组合，从而搭建起不同的通信网络。(2) 受控端：便携式、背负式、车载式，具有功耗低、体积小巧、便于安装等特点，提供灵活方便的用户体验。3系统参数和主要功能(1) 工作频率：30MHz3GHz； (2) 信道带宽：2MHz、4MHz、8MHz。(3) 传输方式：采用TDD/TDMA全双工体制； (4) 传输体制：LDPC编码OFDM系统； (5) 核心技术：TDD技术；OFDM技术、LDPC高效纠错编码技术；灵活子载波分配技术；低峰均比技术； (6) 传输速率：8Mbps 8MHz信道带宽(7) 射频输出功率：0.5W/1W/2W/5W/10W/20W，60dB可调功率范围(8) 射频输出接口：TNC/BNC/N头可选(9) 系统延时：200ms (10) 载噪比门限：1dB (11) 灵敏度：-110dBm（10-6 BER 2MHz信道带宽）； (12) 覆盖范围：1W发射功率2公里（非视距）、20公里（视距）； (13) 移动速度：600公里每小时(14) 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； (15) 图像格式：PAL或NTSC复合视频(16) 图像质量：HD/SD/D1/Half D1/CIF可选(17) 压缩标准：H.264/MPEG4/MPEG2可选(18) 编码速率：500kbps 10Mbps (19) 声音输入：双声道12dBm (20) 声音编码：64kbps G.711 (21) 音视频接口：莲花接头(22) 网络接口：RJ45 (23) 控制接口：RS485 (24) 多媒体业务： 1路下行广播语音：所有在线的受控端均可接听； 多路上行语音：主控端与任意受控端实现双向通话； 图像数据的带宽：某受控端上传的图像数据带宽可灵活分配； 图像的格式：采用最新H.264压缩格式，根据不同的图像数据带宽，可实现视频分辨率CIF/HD1/D1/SD/HD； (25) 以太网数据：