宽带无线多媒体集群系统方案和关键技术

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1、宽带无线多媒体集群系统方案和关键技术　　谭学治哈尔滨工业大学教授/博士生导师通信技术研究所副所长国家科技重大专项BWT总体技术组组长孟维晓哈尔滨工业大学教授/博士生导师通信技术研究所移动通信研究室副主任专用通信教育部工程中心副主任【摘要】随着宽带无线多媒体技术的快速发展，数字集群技术也呈现出数据宽带化、业务多样化、终端多模化和系统IP化的发展趋势。介绍了在国家科技重大专项支持下我国开展的宽带无线多媒体集群系统的研究情况，包括系统的网络架构，信令接口、支持业务和关键技术等。具备多模兼容的宽带无线多媒

2、体集群系统将有希望成为未来集群通信宽带化的主导体制。【关键词】集群通信宽带无线多媒体集群网络架构多模融合81引言自上世纪90年代以来，传统窄带数字集群技术体制，如TETRA，Project25等，为公共安全、交通运输、石油化工等行业提供了安全、可靠和稳定的通信保障，显著地改善了其通信能力。然而，随着社会的进步和科技的发展，各行各业的工作方式发生了改变，对宽带移动通信业务如图像、视频传输等的需求也日益强烈。此外，在紧急情况下，移动通信系统还应该实现跨系统、跨机构、跨区域的无缝对接，即优良的互操作性，

3、从而更好地为行业服务。国外主要专业通信设备研发厂商对专业宽带移动通信系统的研发方兴未艾，摩托罗拉、欧洲宇航、爱立信等公司纷纷与具有4G技术优势的商业网络设备厂商签署战略合作协议，旨在将4G技术与集群通信技术结合起来，发展专业宽带移动通信技术，大大推动了专业宽带移动通信技术的进步。8宽带多媒体集群系统在这样的迫切的应用需求下得以发展。从2006年开始，宽带无线多媒体系统的研究被列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中确定的16个重大科技专项之一的“新一代宽带无线移动通信网”

4、课题的一个主要研究方向。针对多种特殊行业的应用需求，结合我国的实际国情，产学研三方面相结合，推动产业化发展，形成具有我国自主知识产权的具有中速、高速和超高三种模式融合、并且可控可管特点的宽带无线多媒体集群（BroadbandWirelessTrunking，BWT）系统。该系统对我国无线多媒体集群系统的发展具有明确和深远的指导意义。2宽带多媒体集群系统框架主要建设思想是基于大区制的语音通信和建网成本应该是专网发展的主要因素，同时为了保证在一些地区和特定地点对宽带数据业务的需求，提出宽带无线多媒体集

5、群系统是一个多种接入模式的宽带无线多媒体集群系统架构，支持包括具有中低速、高速、超高速等多种宽带技术的接入，从而实现融合体系架构下集群调度、图像、视频以及分组数据等业务。宽带无线多媒体集群系统的网络架构、特色和各接入模式的速率如图1、图2、图3所示。宽带无线多媒体集群系统由四个部分组成，包括：终端、无线接入子系统、交换控制平台、调度应用平台，支持包括中低速模式、高速模式和超高速模式等多种无线接入技术，以及与其他数字集群系统、PSTN网络、移动蜂窝网络和空天系统的互联互通。终端是系统用户可以直接操作

6、的设备，提供与系统交互信息的能力。由于系统支持多种接入模式，其终端设备也可分为单模终端和多模终端。不同模式的终端分别通过Um、Uh、Us等无线接口与接入子系统相连。8无线接入子系统（RAN）通过空中接口与终端建立通信，实现空口控制和传输、无线资源的管理、系统设备的操作维护等功能。宽带无线集群系统支持的接入模式包括中低速、高速、超高速三种模式。2.1中低速模式中低速模式需采用大区制组网；通过可重构平台实现对窄带集群系统的兼容，向宽带化平滑过渡；由于国外的TETRA数字集群存在建网和维护成本高、信息安

7、全无法保障、无法从现有模拟集群网平滑升级等缺点，我国公安部牵头制订了我国自主知识产权的PDT警用数字集群标准。PDT标准具有通话保密性高、扩展应用能力强、数模兼容、建网和运营维护成本低等优势，能有效满足公共安全和公用事业用户专业无线通信建网需求。特别是PDT数字集群标准采用了大区制的技术体制，可以实现由原有MPT模拟集群系统的平滑升级，能有效保护前期大量的MPT网络建设投资，节省建网和维护成本。该标准未来有望成为与我国国情相似的广大发展中国家的主流建网标准。因此宽带无线集群系统方案中中低速的部分采

8、用了基于PDT标准的方案。通过基站自组网、终端脱网直通等多种方式提高系统的抗毁性和可靠性；通过自适应链路技术、频率资源动态分配技术、终端多点协作技术、随机接入碰撞避免算法等来保证多媒体业务的QoS指标。中低速模式支持最高500kbps的数据传输速率，提供语音、图像及压缩视频等中速数据传输，适合应用于公共安全、交通运输、石油化工等多个行业用户领域。图4列出来BWT中低速接入的优势和空中接口。82.2高速模式高速模式覆盖范围应介于中速与超高速之间，兼容中速模式，与中速数据业务的区别在于