[发明专利]宽窄带融合的多连接集群系统及其传输信道分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及宽窄带融合的多连接集群系统及其传输信道分配方法，宽带指基于TD-LTE的宽带数字集群，窄带是指PDT数字集群系统。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进，是继第三代移动通信之后的新一代移动通信标准。TD-LTE是时分双工(TDD，Time Division Duplex)模式的LTE系统。TD-LTE采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术作为其无线网络演进的标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps与上行50Mbps的峰值传输速率；采用全IP网络架构，网络结构扁平化发展，有效的缩短了控制面和用户面的时延；系统上下行链路使用同一频段，无须对称频谱，在频谱资源紧缺的情况下具有天然优势；通过智能天线MIMO技术可以有效的提高无线频谱效率，能有效降低处理复杂性，上下行时隙灵活配比，支持非对称频谱和非对称业务；能充分利用信道资源，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，在一定程度上降低了基站的制造成本。TD-LTE系统信道容量大、频谱利用率高、抗干扰性能力强。相较于PDT数字集群系统，基于TD-LTE的宽带数字集群数据传输速率高，可支持高质量的语音、视频、图像传输；但同时也存在劣势，如语音实时性相较更弱，传输时延相较更高，且基站覆盖能力相较更弱，业务易受基站覆盖能力影响等。

LTE技术中，无线接口是用户终端和基站eNodeB之间的接口，也称为空中接口。无线接口是完全开放的接口，只要遵守接口规范，不同制造商生产的设备就能互相通信。无线接口协议栈分为三层两面，三层包括物理层、数据链路层和网络层，两面指用户面和控制面。数据链路层同时位于控制面和用户面，在用户面负责用户业务数据的传输和加密。基于TD-LTE的宽带数字集群通信系统，不仅具有点对点的单播通信机制，还针对集群通信的需求具有适用点对多点的集群通信机制。该通信机制的下行业务数据传输，其数据链路层下行结构如图1所示，包括媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)层、无线链路控制(Radio Link Control,RLC)层和分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol,PDCP)层。MAC层支持的功能主要包括：逻辑信道和传输信道的映射，多个用户设备UE间的动态调度、单个用户设备UE的信道优先级处理，复用/解复用，通过混合自动重传请求HARQ进行错误修正等；RLC层支持的主要功能包括：通过自动重传请求ARQ进行纠错，对传输块进行分段Segm处理等；PDCP层支持的功能主要包括：使用鲁棒头压缩(Robust Header Compression,ROHC)协议对IP数据流进行头压缩和解压缩，用户面和控制面数据的传输、加密和解密等。

PDT(Professional Digital Trunking,专业数字集群)标准是由中国公安部牵头国内集群厂商制定的行业专用数字集群标准。由于技术成熟、大(中)区制覆盖、建网成本低、网络抗毁性强、频谱需求低、安全保密性高、符合专网用户使用习惯，至今仍然具备很强的生命力，是目前无线调度指挥的首选。能满足公共安全、公用事业、工商业等专业用户群体的无线通信指挥调度的语音需求。但用户迫切需求高质量语音、视频、图像等业务支持。

基于TD-LTE的宽带数字集群能提供超高的数据能力支撑，支持高清视频、多媒体分发、高速数据业务，为指挥决策提供高效数据支撑；同时，得益于LTE的扁平化架构，基于TD-LTE的宽带数字集群同窄带语音集群一样也能支持超快的接续时间等专业集群的特性；但基于TD-LTE的宽带数字集群不支持大区制覆盖、建网及维护成本相对较高、频谱需求较大。两种技术各有特点、互为补充。在目前的技术条件下，宽窄带融合是非常现实和有利的选择，两种技术融合共生、取长补短，用户在自己的业务范围内，可根据具体区域的不同需求灵活选择窄带语音或者宽带数字集群覆盖。