袁小平

摘 要軍事訓練演習場區(qū)，需要構建一個能承載訓練演習信息業(yè)務、數據交互傳輸的無線寬帶專用網絡，由于訓練演習活動的特殊性，使其網絡需求在通信容量、終端數量和并發(fā)通信等方面與一般公用無線移動通信網絡有所不同，本文就訓練演習場區(qū)網絡需求和LTE網絡的技術特點，對LTE技術在滿足訓練演習場區(qū)無線寬帶專網需求進行分析。

【關鍵詞】網絡需求 LTE技術 需求應對

構建一個能涵蓋訓練演習時各項業(yè)務、承載各類數據信息交互傳輸等業(yè)務的無線寬帶專網，是軍事訓練演習場區(qū)的一個基礎建設內容，LTE移動通信具有技術先進、網絡保障能力強等優(yōu)勢，能較好的適應訓練場區(qū)網絡需求特點，為訓練場區(qū)無線移動寬帶專網構建提供解決方案。

1 訓練場區(qū)無線專網的需求

訓練演習場區(qū)無線寬帶專網，用于場區(qū)訓練演習時視頻監(jiān)控，語音、移動數據、交戰(zhàn)及環(huán)境感知等各類終端的數據傳輸，導調指揮與勤務保障信息交互流轉，由于訓練演習活動的特殊性，其網絡需求除具備一般公用移動通信網絡的基本屬性外，還具有以下特點：

（1）網絡需承載視頻監(jiān)控路數多、上傳數據量大。對訓練演習場景的實時掌控，需要建立多路固定與移動視頻監(jiān)控，而視頻傳輸需占用網絡容量多，網絡上行呑吐量大、時延要求高。

（2）區(qū)域內各類終端多、數據推送頻次高。場區(qū)內人員、裝備終端和戰(zhàn)場模擬、環(huán)境感知類等訓類終端數量多，需實時采集推送信息，形成大量的數據頻繁傳輸，使系統(tǒng)信令開銷增大，易引發(fā)使網絡控制平面產生擁塞，需要對信令高效控制。

（3）終端用戶上線使用相對集中、并發(fā)通信要求高。演習訓練過程中，各類終端或按時間節(jié)點進行信息交互，或需實時推送采集的數據，從而引發(fā)終端的集中上線，形成網絡熱點區(qū)域。而用戶數最大可調度數受限于系統(tǒng)的控制信道和數據信道容量，過多的上線終端會引發(fā)核心網擁塞和接入網擁塞問題。

2 LTE無線網絡技術優(yōu)勢

LTE移動通信技術，采用了OFDM、MIMO、64QAM高階調制等關鍵技術，較目前其它技術體制無線網絡在傳輸速率、用戶容量、運用方式、承載業(yè)務等方面都有較明顯的優(yōu)勢：

2.1 峰值速率高、時延低

理論上在20MHz帶寬下，可提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率?？刂泼鏁r延小于100ms，用戶面延遲不超過5ms。通信的高速率和低時延可使網絡在無線數據業(yè)務的承載上表現更加優(yōu)異，有利于視頻監(jiān)控、數據傳輸的實時性。

2.2 頻譜效率較高，帶寬運用靈活、上下行配比可調

LTE頻譜效率是3G無線制式的3-4倍，支持成對或非成對頻譜，可使用1.4 MHz、3MHz 、5MHz、10MHz、15MHz 以及20MHz不同大小的系統(tǒng)帶寬，便于系統(tǒng)靈活部署，上下行時隙配比可調，支持多種時隙配比模式，可更好的滿足多種業(yè)務需求。

2.3 支持多種業(yè)務功能

支持語音、專業(yè)集群，短消息、定位、圖像和高清視頻等高速無線分組數據業(yè)務等，充分滿足各種應用場景下的使用需求。

3 訓練場區(qū)LTE無線專網應對需求分析

應用LTE技術構建訓練場區(qū)無線移動專網，需要充分分析其需求特點，發(fā)揮好LTE系統(tǒng)網絡的技術優(yōu)勢，對容量、數據頻發(fā)與并發(fā)通信等難點問題，除采取的合理選配基站、保障用頻帶寬、熱點區(qū)域機動基站輔助等常規(guī)措施外，還需運用好LTE技術特點，對系統(tǒng)進行科學規(guī)劃設計，以滿足訓練場區(qū)通信網絡的需求。

3.1 容量需求

LTE理論峰值速率在20MHz的帶寬內，下行為100Mbps（2×2MIMO），上行為50Mbps（2×1MIMO），除去系統(tǒng)開銷和編碼冗余，數據凈荷峰值速率約為下行80Mbps、上行20Mbps。當上下行時隙配比為3：1時，單小區(qū)峰值速率上行為26.24Mb/s，下行為51.68Mb/s，訓練場區(qū)無線網絡的容量需求中，上下行需求差異大，實時視頻的上行呑吐量是需求主體，需調上下行配比，增加網絡上行速率，滿足容量需求。以單扇區(qū)上行容量為20Mb/s為例，如果單路監(jiān)控采用2Mb/s（720P），則單扇區(qū)可承載10路720P高清視頻；而采用1 Mb/s（D1），則單扇區(qū)的可承載13～20路D1格式標清視頻。

3.2 大量數據終端形成數據頻繁傳輸需求

訓練演習中大量的終端須周期性推送各類數據，且其數據多為小于200字節(jié)的小數據，小數據頻繁傳輸會對網絡系統(tǒng)開銷形成壓力，須針對性采取技術優(yōu)化手段：

（1）調度算法定向優(yōu)化設計，采用增強型半靜態(tài)調度的算法，充分利用上行匯報業(yè)務中數據包周期性到達的特點，一次授權，周期使用，節(jié)省系統(tǒng)用于調度指示的PDCCH資源，支持更多的終端接入，為其他需要動態(tài)調度的業(yè)務保留一定的控制信息以供使用，提高系統(tǒng)的實際可達用戶容量。

（2）對系統(tǒng)的控制信令進行輕量級的定制，從而解決信令網絡擁塞問題。

（3）隨機接入擁塞解決方案，對海量終端的傳輸進行優(yōu)先級控制，保證時間控制要求較高的終端優(yōu)先傳輸，而對時間控制要求較低的終端可以等到系統(tǒng)負載較低的時候再傳輸。四是海量終端的異構分層組網策略。引入終端間脫網/半脫網直接通信技術，在訓練場區(qū)內實現無線自組織網絡與無線蜂窩網絡的協(xié)同分層組網覆蓋，減輕海量終端對基站調度算法和上下行控制信道帶來的壓力，優(yōu)化網絡容量不足與隨機接入擁塞問題。

3.3 最大同時在線并發(fā)用戶數需求

該項指標主要與系統(tǒng)協(xié)議字段的設計以及設備能力相關，需要基站在程序上保持用戶狀態(tài)，而不需要每幀調度用戶就可以保證用戶的“始終在線”。通過協(xié)議設計以及系統(tǒng)設備能力進行相應的升級優(yōu)化，設計高效的多用戶調度法、多小區(qū)負載均衡以及相應的資源分配策略，保證盡可能多的用戶同時在線。

4 結論

LTE無線寬帶通信網具有通信速率高、時延低，頻譜效率高上下行靈活配比，支持業(yè)務種類多，其技術目前較為成熟，在訓練場區(qū)構建以LTE技術無線網絡，承載演習訓練時的數據信息傳輸等業(yè)務，能較好地滿足演習訓練活動特殊性對無線寬帶專網的需求。

參考文獻

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[3]朱兵.智能電網通信網的新技術TD-LTE無線專網[J].中國安防，2014（11）.

作者單位

解放軍73501部隊 廣東省汕尾市 516624endprint