通信世界網(wǎng)消息（CWW）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP定義了5G的三大技術(shù)需求場(chǎng)景：eMBB（大流量超寬帶傳輸），mMTC（終端大規(guī)模接入）和uRLLC（低時(shí)延、高可靠連接）。普天自主研發(fā)的LTE230無(wú)線專網(wǎng)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱普天LTE230系統(tǒng)）聚焦于mMTC和uRLLC這兩種5G技術(shù)場(chǎng)景，采用多載波聚合、認(rèn)知無(wú)線電、軟件無(wú)線電、海量接入、深度覆蓋、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等多項(xiàng)5G關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了230MHz行業(yè)專用頻譜與先進(jìn)無(wú)線通信技術(shù)的有機(jī)融合，以5G的mMTC和uRLLC兩種技術(shù)需求場(chǎng)景為立足點(diǎn)，兼顧mMTC技術(shù)需求場(chǎng)景，產(chǎn)品形態(tài)上結(jié)合行業(yè)需求特點(diǎn)深度定制，為能源、人防等重點(diǎn)行業(yè)量身定制，提供高安全、高可靠、低成本、廣覆蓋的泛在接入解決方案，滿足行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)發(fā)展需求。

普天LTE230系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

普天LTE230系統(tǒng)結(jié)合230MHz頻段特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大量25kHz離散載波聚合CA（Carrier Aggregation），基站可聚合頻點(diǎn)數(shù)量高達(dá)340個(gè)，系統(tǒng)架構(gòu)上支持終端最大255個(gè)頻點(diǎn)的聚合。在不改變現(xiàn)有頻譜政策的情況下，普天LTE230系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于窄帶離散頻譜的寬帶傳輸，為行業(yè)無(wú)線專網(wǎng)的寬帶化發(fā)展提供技術(shù)保障，滿足行業(yè)視頻監(jiān)控等多媒體業(yè)務(wù)的承載需求。以25kHz為單位的離散頻點(diǎn)廣泛分布在230MHz、350MHz、800MHz等多個(gè)頻段，傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)、歐美的TETRA、美國(guó)的iDEN集群、中國(guó)的PDT等多套系統(tǒng)中均在使用，用戶廣泛分布在政務(wù)、公安、消防、能源、交通等多個(gè)行業(yè)，因此，未來(lái)LTE230的離散多載波聚合技術(shù)在其他行業(yè)、其他頻段無(wú)線通信系統(tǒng)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)空間。

隨著5G技術(shù)研究的深入，認(rèn)知無(wú)線電CR (Cognitive Radio)技術(shù)已在5G中得到廣泛研究和應(yīng)用，頻譜感知技術(shù)更是成為認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的基礎(chǔ)和前提。普天LTE230系統(tǒng)基于認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全球首創(chuàng)的離散頻譜干擾分析和動(dòng)態(tài)感知，實(shí)現(xiàn)了LTE 230系統(tǒng)與數(shù)傳電臺(tái)在同一區(qū)域的共存（如圖1所示）。當(dāng)LTE230系統(tǒng)檢測(cè)到數(shù)傳電臺(tái)干擾時(shí)，采用動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)，將終端調(diào)度到無(wú)干擾頻點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)沖突避讓，待干擾消除后，LTE230系統(tǒng)可繼續(xù)使用原有頻點(diǎn)。頻譜感知的使用提高了系統(tǒng)適用性和共存性，滿足了物聯(lián)網(wǎng)高可靠性業(yè)務(wù)的持續(xù)傳輸。

圖1  基于認(rèn)知無(wú)線電的多系統(tǒng)共存

5G網(wǎng)絡(luò)切片NS (Network Slice)技術(shù)將發(fā)揮重要作用已成為業(yè)界共識(shí)。普天LTE230系統(tǒng)工作在以25kHz為單位的多個(gè)離散頻點(diǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)切片具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)為不同業(yè)務(wù)劃分不同的“頻率池”，實(shí)現(xiàn)空口資源上的切片和物理隔離。在計(jì)算處理資源上，普天LTE230系統(tǒng)采用不同的物理設(shè)備或板卡為不同的切片網(wǎng)絡(luò)提供計(jì)算和存儲(chǔ)資源，電力等能源行業(yè)具有豐富的自建SDH/SMTP等光傳輸資源，可為不同網(wǎng)絡(luò)切片提供獨(dú)立的傳輸通道。（如圖2所示）

圖2    LTE230網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)在行業(yè)無(wú)線專網(wǎng)中的應(yīng)用

普天LTE230基于切片技術(shù)，通過(guò)身份安全、數(shù)據(jù)加密、物理隔離等解決方案，實(shí)現(xiàn)多行業(yè)業(yè)務(wù)的各自安全接入，滿足多行業(yè)運(yùn)營(yíng)需求，一套LTE230無(wú)線專網(wǎng)可滿足能源、人防、水、氣、暖等領(lǐng)域的跨行業(yè)共網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用一網(wǎng)多能，提升無(wú)線專網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

在邊緣計(jì)算方面，LTE230基于全一體化基站和智能終端，可提供不同級(jí)別的邊緣計(jì)算解決方案?；趦?nèi)含無(wú)線基站功能（eNodeB）和無(wú)線核心網(wǎng)EPC功能的全一體化基站，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能下沉到無(wú)線基站；基于LTE230智能終端，可進(jìn)一步將邊緣計(jì)算功能下沉到無(wú)線專網(wǎng)終端（如圖3所示）。

圖3   多層級(jí)邊緣計(jì)算方案

5G采用SDN架構(gòu)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能可編程性，基于通用硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV），系統(tǒng)具有開放性、靈活性、升級(jí)便捷的優(yōu)勢(shì)。普天LTE230系統(tǒng)采用的軟件無(wú)線電架構(gòu)，將中頻以后全部進(jìn)行數(shù)字化處理，工作模式由軟件編程改變，包括可編程的射頻段寬帶信號(hào)接入方式和可編程調(diào)制方式等，可以任意更換信道接入方式，改變調(diào)制方式或接收不同系統(tǒng)的信號(hào)。系統(tǒng)同時(shí)支持工作頻點(diǎn)靈活配置，滿足不同地區(qū)工作頻點(diǎn)的差異性需求，通過(guò)軟件配置實(shí)現(xiàn)工作帶寬的擴(kuò)展，支持頻譜感知技術(shù)的應(yīng)用。普天LTE230同時(shí)可通過(guò)軟件工具來(lái)擴(kuò)展業(yè)務(wù)，分析無(wú)線通信環(huán)境，定義所需增強(qiáng)的業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)環(huán)境測(cè)試，使通信功能由軟件來(lái)控制，系統(tǒng)的更新?lián)Q代變成軟件版本的升級(jí)，開發(fā)周期與費(fèi)用大為降低。

針對(duì)海量接入需求，普天LTE230通過(guò)信令優(yōu)化，采用輕連接RRC信令和增強(qiáng)的DRX等技術(shù)手段，攻克海量連接難點(diǎn)支持海量用戶接入，且能快速響應(yīng)高效調(diào)度。實(shí)時(shí)連接終端能力超過(guò)5000臺(tái)/扇區(qū)，非實(shí)時(shí)連接終端達(dá)到50000臺(tái)/扇區(qū)。

普天LTE230系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用

普天LTE230系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。其中，物聯(lián)網(wǎng)大量終端分布在山區(qū)、森林、水域等偏遠(yuǎn)地區(qū)，以及建筑物角落、地下室等無(wú)線信號(hào)遮擋嚴(yán)重的區(qū)域。覆蓋能力是5G的關(guān)鍵性能指標(biāo)，普天LTE230系統(tǒng)工作在傳輸性能優(yōu)異的230MHz低頻段，具有天然的深度覆蓋優(yōu)勢(shì)。另外，普天LTE230系統(tǒng)同時(shí)采用提高功率譜密度、多幀聯(lián)合檢測(cè)等技術(shù)進(jìn)一步提升覆蓋能力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋。

普天LTE230系統(tǒng)用于泛在電力無(wú)線專網(wǎng)建設(shè)時(shí)，將全一體化基站安裝在35kV-110kB變電站，實(shí)現(xiàn)與配電自動(dòng)化子站同址部署，將邊緣計(jì)算用于配電自動(dòng)化業(yè)務(wù)；全一體化基站也可安裝在配電臺(tái)區(qū)處，可實(shí)現(xiàn)智能臺(tái)區(qū)的邊緣計(jì)算。系統(tǒng)將智能終端與監(jiān)控?cái)z像頭相結(jié)合，基于邊緣計(jì)算開展圖像識(shí)別，在提升視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)性同時(shí)，減輕無(wú)線專網(wǎng)傳輸帶寬壓力?；谥悄芙K端的邊緣計(jì)算同時(shí)可用于智能家居、分布式新能源并網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)。

普天LTE230系統(tǒng)自研發(fā)以來(lái)，經(jīng)過(guò)多年的不斷改進(jìn)提升，已在電力、石油、人防等多個(gè)領(lǐng)域建成實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，并開展商業(yè)化應(yīng)用。國(guó)家電網(wǎng)采用LTE230系統(tǒng)建成全國(guó)最大規(guī)模的電力無(wú)線寬帶專網(wǎng)，在嘉興實(shí)現(xiàn)全市行政區(qū)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，接入終端超過(guò)10000套，承載泛在電力物聯(lián)網(wǎng)十多種業(yè)務(wù)；昆山LTE230電力無(wú)線專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)6000余個(gè)電力大客戶負(fù)控業(yè)務(wù)的承載，基于頻譜感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)了與當(dāng)?shù)財(cái)?shù)傳電臺(tái)的共存。

同時(shí)，普天LTE230系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)化方面取得多方面顯著成就。普天聯(lián)合無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心提交的提案“中國(guó)在智能電網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù)方面的研究”已寫入ITU-R SM.《智能電網(wǎng)》研究報(bào)告，LTE230系統(tǒng)被評(píng)價(jià)為“作為智能電網(wǎng)重要支撐技術(shù)方案之一，為全球各國(guó)提供借鑒”。