指揮控制系統(tǒng)移動(dòng)通信專網(wǎng)中4G-LTE技術(shù)應(yīng)用

　　摘要：結(jié)合當(dāng)前的移動(dòng)通信工程的發(fā)展情況，探討了通信工程中的4G-LTE通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的情況，結(jié)合指揮控制系統(tǒng)移動(dòng)通信專網(wǎng)進(jìn)行舉例說明，探討了4G-LTE技術(shù)在移動(dòng)通信工程中的應(yīng)用的有效性，希望對(duì)今后的移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展有所幫助。

　　關(guān)鍵詞：通信工程，4G-LTE技術(shù)，移動(dòng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　當(dāng)前，移動(dòng)通信技術(shù)呈現(xiàn)出快速的發(fā)展趨勢(shì)，4G-LTE技術(shù)在通信領(lǐng)域中表現(xiàn)出多網(wǎng)絡(luò)傳輸、目標(biāo)速率快、信道頻譜寬和接口開放等方面的特點(diǎn)，符合實(shí)現(xiàn)2G、3G的網(wǎng)絡(luò)之間相互的平穩(wěn)對(duì)接的要求，便于滿足通信系統(tǒng)的升級(jí)成本發(fā)展。在商用網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用4G-LTE技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)獲得快速的發(fā)展，具有非常廣泛的普及程度。這里結(jié)合4G-LTE技術(shù)的特點(diǎn)，重點(diǎn)論述了其在指揮控制系統(tǒng)移動(dòng)通信領(lǐng)域中的應(yīng)用情況，希望能有助于提升指揮控制系統(tǒng)通信工程運(yùn)行質(zhì)量。

　　一．4G-LTE通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　對(duì)于4G-LTE網(wǎng)絡(luò)來說，主要涉及到EPC、E-UTRAN兩部分，其中，對(duì)于EPC來說，主要有MME、SGW、PGW、PCRF等，在此過程中，多個(gè)演進(jìn)型eNodeB包含在E-UTRAN中，同時(shí)，X2的接口則能進(jìn)行相關(guān)的eNodeB的連接。在借助于4G-LTE技術(shù)的過程中，進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)的組建中，能夠利用S1接口為EPC部分、E-UTRAN部分的連接通道的作用[1]。

　　相比于3G網(wǎng)絡(luò)來說，EPC部分則是4G網(wǎng)絡(luò)中的分組域，主要是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信中的分組功能，傳輸VoIP業(yè)務(wù)的載體為IMS系統(tǒng)。針對(duì)4G-LTE通信網(wǎng)來說，一般情況下，則是通過SGW及MME來共同實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的SGSN功能，同時(shí)，PGW來實(shí)現(xiàn)GGSN功能，在具體的信息傳輸過程中，通信網(wǎng)的核心網(wǎng)相關(guān)的EPC可以實(shí)現(xiàn)分離控制面、用戶面的功能，這樣的就會(huì)減少用戶面和MME部分的控制面的干擾問題，能促進(jìn)3G網(wǎng)絡(luò)和4G-LTE網(wǎng)絡(luò)的融合方面的要求。

　　對(duì)于4G-LTE通信系統(tǒng)中HSS來說，主要?jiǎng)t是包括IMS、UMTS及核心網(wǎng)提供數(shù)據(jù)支持服務(wù)等方面，所涉及到的通信協(xié)議則是Diameter，其中的Cx接口連接IMS、HSS；而對(duì)于3G核心網(wǎng)的連接則主要體現(xiàn)在C/D、Gr/Gc的接口連接中，涉及到的通信協(xié)議則是MAP。最后，針對(duì)S6a的接口連接相應(yīng)的HSS、EPC等，也采用Diameter的通信協(xié)議。

　　對(duì)于4G-LTE通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來說，則是在3G-LTE的基礎(chǔ)上實(shí)施，但4G-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)則具有一定的優(yōu)勢(shì)，能夠滿足分散管理的要求，有效控制延遲問題，這則是技術(shù)方面的重大突破。

　　二.4G-LTE技術(shù)在移動(dòng)通信工程中的應(yīng)用

　?。ㄒ唬┲笓]控制系統(tǒng)移動(dòng)通信專網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　結(jié)合指揮控制系統(tǒng)中的移動(dòng)通信專網(wǎng)來進(jìn)行說明4G-LTE技術(shù)的應(yīng)用效果問題。通過設(shè)置移動(dòng)通信專網(wǎng)，能進(jìn)一步對(duì)于指揮控制網(wǎng)絡(luò)中的信息傳輸質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，符合當(dāng)前的指揮網(wǎng)業(yè)務(wù)的智能化管理的需求。在這樣的背景下，指控網(wǎng)業(yè)務(wù)的智能化管理中要實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)測(cè)的深度以及廣度的要求，進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞。具體的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)合了網(wǎng)型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，明確增加節(jié)點(diǎn)而不用復(fù)雜計(jì)算便可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程發(fā)送或者監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的要求。

　　在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，主要包括信息采集終端、通信網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控中心等三方面內(nèi)容，采集終端則是涉及到便攜式終端及在線監(jiān)測(cè)終端等方面，利用相應(yīng)的CT信號(hào)與PT信號(hào)來實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的要求，其中，連接移動(dòng)收發(fā)點(diǎn)與通信系統(tǒng)兩端的串行接口為RJ45、RS232，從項(xiàng)目的實(shí)際情況來看，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)來進(jìn)行相應(yīng)的4G-LTE路由器的設(shè)置處理。其中，通信網(wǎng)絡(luò)中的4G-LTE能夠有效支持TD-LTE格式、FDD-LTE格式，還包括相關(guān)的加密傳輸協(xié)議VPN、PPTP協(xié)議完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)葍?nèi)容，包括相關(guān)的web服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等，其中的傳輸協(xié)議為IEC61850，而數(shù)據(jù)傳輸格式為PQDIF。

　?。ǘ┲笓]控制系統(tǒng)移動(dòng)通信專網(wǎng)中4G-LTE覆蓋方式

　　將MIMO多天線及大寬帶技術(shù)引入到4G-LTE網(wǎng)絡(luò)中，能進(jìn)一步符合連續(xù)覆蓋的要求，通過在室內(nèi)應(yīng)用PRRU覆蓋方案，體現(xiàn)出比較大的靈活性特點(diǎn)，特別是在比較少的業(yè)務(wù)量情況下，通過多個(gè)PRRU的組網(wǎng)能有效減少干擾，而業(yè)務(wù)量較多時(shí)，則可以通過PRRU建立熱點(diǎn)、分裂小區(qū)，以保障傳輸容量的增加。其中，從室內(nèi)傳輸?shù)妮d波聚合需要的角度來考慮，PRRU室內(nèi)覆蓋方案中則是可以通過降采樣及IQ壓縮技術(shù)等。針對(duì)PRRU中的干擾協(xié)同來說，主要包括宏微間干擾協(xié)同、微微間干擾協(xié)同等，通過接入PBridge到站信號(hào)較強(qiáng)的BBU中，能解決上述的干擾問題。將CompCS技術(shù)應(yīng)用在4G-LTE通信網(wǎng)絡(luò)中，能實(shí)現(xiàn)錯(cuò)開時(shí)頻域，以及相應(yīng)的合理化調(diào)度相關(guān)的通信資源，保障順利實(shí)現(xiàn)相關(guān)的傳輸容量方面的要求。對(duì)于相應(yīng)的室外覆蓋來說，則信號(hào)基站主要涉及到小基站及宏基站，目的則是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的全面覆蓋。

　?。ㄈ┲笓]控制系統(tǒng)移動(dòng)通信專網(wǎng)中4G-LTE技術(shù)應(yīng)用效果

　　通過分析，針對(duì)移動(dòng)通信專網(wǎng)的覆蓋能力進(jìn)行測(cè)試，天線高度為30m，結(jié)合64QAM調(diào)制方式的4G-LTE系統(tǒng)的覆蓋半徑為4.87km，同樣的情況下，16QAM方式下的覆蓋半徑則為7.63km，而在QPSK調(diào)制方式的覆蓋半徑則為10.69km。

　　結(jié)合傳輸速率來說，充分發(fā)揮了載波聚合傳輸技術(shù)優(yōu)勢(shì)在4G-LTE的通信工程中，能實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸速率的提升。同時(shí)，結(jié)合指控移動(dòng)專網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求實(shí)際情況，來判斷是否開展聚合傳輸，并能靈活性地保障應(yīng)用好寬帶頻譜資源，經(jīng)過測(cè)試來說，頻譜效率能實(shí)現(xiàn)2.7bps/Hz要求，其中下行峰值為8Mbps，上行峰值為19Mbps。

　　通過上述分析，4G-LTE移動(dòng)通信專網(wǎng)能有效解決實(shí)際中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量過少、過于分散的問題，進(jìn)一步保障光纖設(shè)備及無(wú)線設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，很好地完成信息采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方面的作用，進(jìn)一步提升指控系統(tǒng)移動(dòng)專網(wǎng)的智能化管理水平。另外，通過4G-LTE移動(dòng)通信專網(wǎng)，能保證信息采集終端的接入方式得到進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)信息傳輸量的有效提升，保證傳輸時(shí)間的進(jìn)一步縮短，同時(shí)，還能有效實(shí)現(xiàn)通信專網(wǎng)的覆蓋面有所增加，有效控制通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本問題。

　　三.結(jié)語(yǔ)

　　由此可見，隨著4G-LTE技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，在通信工程中能有效提升調(diào)度傳輸功率、頻率，保障通信質(zhì)量的進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)通信成本的降低，以及有效實(shí)現(xiàn)指控系統(tǒng)移動(dòng)專網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的進(jìn)一步擴(kuò)大。所以，4G-LTE技術(shù)在指控系統(tǒng)移動(dòng)專網(wǎng)實(shí)踐應(yīng)用中具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]楊廣林.移動(dòng)通信工程4G-LTE技術(shù)工程的應(yīng)用管窺[J].數(shù)字通信世界,2018,(7).

　　[2]謝天龍.淺談4G-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)及案例分析[J].數(shù)字通信世界,2018,(8).

　　作者劉銘賀興劉偉國(guó)

《指揮控制系統(tǒng)移動(dòng)通信專網(wǎng)中4G-LTE技術(shù)應(yīng)用》

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