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通信世界网消息（CWW）国际标准化组织3GPP定义了5G的三大技术需求场景：eMBB（大流量超宽带传输），mMTC（终端大规模接入）和uRLLC（低时延、高可靠连接）。普天自主研发的LTE230无线专网系统（以下简称普天LTE230系统）聚焦于mMTC和uRLLC这两种5G技术场景，采用多载波聚合、认知无线电、软件无线电、海量接入、深度覆盖、网络切片、边缘计算等多项5G关键技术和设计理念，实现了230MHz行业专用频谱与先进无线通信技术的有机融合，以5G的mMTC和uRLLC两种技术需求场景为立足点，兼顾mMTC技术需求场景，产品形态上结合行业需求特点深度定制，为能源、人防等重点行业量身定制，提供高安全、高可靠、低成本、广覆盖的泛在接入解决方案，满足行业物联网未来发展需求。 普天LTE230系统的技术优势 普天LTE230系统结合230MHz频段特点，可实现大量25kHz离散载波聚合CA（Carrier Aggregation），基站可聚合频点数量高达340个，系统架构上支持终端最大255个频点的聚合。在不改变现有频谱政策的情况下，普天LTE230系统实现基于窄带离散频谱的宽带传输，为行业无线专网的宽带化发展提供技术保障，满足行业视频监控等多媒体业务的承载需求。以25kHz为单位的离散频点广泛分布在230MHz、350MHz、800MHz等多个频段，传统数传电台、欧美的TETRA、美国的iDEN集群、中国的PDT等多套系统中均在使用，用户广泛分布在政务、公安、消防、能源、交通等多个行业，因此，未来LTE230的离散多载波聚合技术在其他行业、其他频段无线通信系统发展中具有广阔的应用场景和市场空间。 随着5G技术研究的深入，认知无线电CR (Cognitive Radio)技术已在5G中得到广泛研究和应用，频谱感知技术更是成为认知无线电技术的基础和前提。普天LTE230系统基于认知无线电技术，实现了全球首创的离散频谱干扰分析和动态感知，实现了LTE 230系统与数传电台在同一区域的共存（如图1所示）。当LTE230系统检测到数传电台干扰时，采用动态调度技术，将终端调度到无干扰频点，实现冲突避让，待干扰消除后，LTE230系统可继续使用原有频点。频谱感知的使用提高了系统适用性和共存性，满足了物联网高可靠性业务的持续传输。
图1 基于认知无线电的多系统共存 5G网络切片NS (Network Slice)技术将发挥重要作用已成为业界共识。普天LTE230系统工作在以25kHz为单位的多个离散频点，采用网络切片具有得天独厚的优势，通过为不同业务划分不同的“频率池”，实现空口资源上的切片和物理隔离。在计算处理资源上，普天LTE230系统采用不同的物理设备或板卡为不同的切片网络提供计算和存储资源，电力等能源行业具有丰富的自建SDH/SMTP等光传输资源，可为不同网络切片提供独立的传输通道。（如图2所示）
图2 LTE230网络切片技术在行业无线专网中的应用 普天LTE230基于切片技术，通过身份安全、数据加密、物理隔离等解决方案，实现多行业业务的各自安全接入，满足多行业运营需求，一套LTE230无线专网可满足能源、人防、水、气、暖等领域的跨行业共网，实现应用一网多能，提升无线专网的经济价值和社会效益。 在边缘计算方面，LTE230基于全一体化基站和智能终端，可提供不同级别的边缘计算解决方案。基于内含无线基站功能（eNodeB）和无线核心网EPC功能的全一体化基站，实现业务功能下沉到无线基站；基于LTE230智能终端，可进一步将边缘计算功能下沉到无线专网终端（如图3所示）。
图3 多层级边缘计算方案 5G采用SDN架构实现网络功能可编程性，基于通用硬件平台实现网络功能虚拟化（NFV），系统具有开放性、灵活性、升级便捷的优势。普天LTE230系统采用的软件无线电架构，将中频以后全部进行数字化处理，工作模式由软件编程改变，包括可编程的射频段宽带信号接入方式和可编程调制方式等，可以任意更换信道接入方式，改变调制方式或接收不同系统的信号。系统同时支持工作频点灵活配置，满足不同地区工作频点的差异性需求，通过软件配置实现工作带宽的扩展，支持频谱感知技术的应用。普天LTE230同时可通过软件工具来扩展业务，分析无线通信环境，定义所需增强的业务和实时环境测试，使通信功能由软件来控制，系统的更新换代变成软件版本的升级，开发周期与费用大为降低。 针对海量接入需求，普天LTE230通过信令优化，采用轻连接RRC信令和增强的DRX等技术手段，攻克海量连接难点支持海量用户接入，且能快速响应高效调度。实时连接终端能力超过5000台/扇区，非实时连接终端达到50000台/扇区。 普天LTE230系统的广泛应用 普天LTE230系统具有广泛的应用场景。其中，物联网大量终端分布在山区、森林、水域等偏远地区，以及建筑物角落、地下室等无线信号遮挡严重的区域。覆盖能力是5G的关键性能指标，普天LTE230系统工作在传输性能优异的230MHz低频段，具有天然的深度覆盖优势。另外，普天LTE230系统同时采用提高功率谱密度、多帧联合检测等技术进一步提升覆盖能力，实现网络的深度覆盖。 普天LTE230系统用于泛在电力无线专网建设时，将全一体化基站安装在35kV-110kB变电站，实现与配电自动化子站同址部署，将边缘计算用于配电自动化业务；全一体化基站也可安装在配电台区处，可实现智能台区的边缘计算。系统将智能终端与监控摄像头相结合，基于边缘计算开展图像识别，在提升视频监控实时性同时，减轻无线专网传输带宽压力。基于智能终端的边缘计算同时可用于智能家居、分布式新能源并网接入等业务。 普天LTE230系统自研发以来，经过多年的不断改进提升，已在电力、石油、人防等多个领域建成实际网络，并开展商业化应用。国家电网采用LTE230系统建成全国最大规模的电力无线宽带专网，在嘉兴实现全市行政区网络全覆盖，接入终端超过10000套，承载泛在电力物联网十多种业务；昆山LTE230电力无线专网实现6000余个电力大客户负控业务的承载，基于频谱感知技术实现了与当地数传电台的共存。 同时，普天LTE230系统在标准化方面取得多方面显著成就。普天联合无线电监测中心提交的提案“中国在智能电网无线接入技术方面的研究”已写入ITU-R SM.《智能电网》研究报告，LTE230系统被评价为“作为智能电网重要支撑技术方案之一，为全球各国提供借鉴”。 |
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