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1、治安检查站TD-LTE无线宽带应急专网建设方案西安汉煌电子科技有限公司TEL：62811395 2017/8/11 项目概要1.1 项目背景公安（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
2、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 技术制式1.2.1 技术可行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
3、-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MIM
4、O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成熟度最新数据显示，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-LT
5、E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技术简介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
6、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。UEE-UTRANS-GWP-GWHSSMMELTE-UuS1-MMES1-US
7、11S6aS5IP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
8、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 项目建设内容在LTE宽带专网一期热点覆盖的？个
9、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 项目规划原则根据公安部“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
10、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 建设依据本方案依据（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GA176-19982）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/T331-20013）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/T266-20004）公安部关于加强公安无线电频率管理工作的通知公信通2005603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-
11、2004 7）计算机信息系统安全保护条例8）GA1631997 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总体架构如下图所示：图3 网络拓扑结构图TD-LTE使用14471467MHz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
12、天线。2.1 基站建设2.1.1LTE站点覆盖方案每个站点1个BBU，3个RRU，每个RRU搭载8通道智能天线，覆盖1202.1.2施工要求2.1.2.1基站基础设施的建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
13、件需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传输网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频率规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。同频组网频率分配示意图2.1.2.5网络优化方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
14、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 基站设备使用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
15、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基站整体主要技术标准：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12W8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RRU主要技术指标
