鼎桥通信技术有限公司TD-LTE 在轨道交通车地无线传输领域的创新应用

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Contents

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鼎桥公司简介轨道交通行业车地无线需求

Witen 轨道交通行业解决方案创新的 Witen 解决方案

鼎桥公司简介

技术积累鼎桥专注 TDD 技术与产品的创新，技术积累超过十年，是中国 TDD 领域中实力最强的企业

公司成立2005 年 3 月，鼎桥通信技术有限公司正式成立

研发能力鼎桥在北京、上海和成都三地设立研发中心员工 1200 人 (88%+ 经验丰富的研发工程师 ) ，年均销售额超过 40 亿人民币

市场占有鼎桥产品和解决方案全面应用于中国移动 3G 商用网络市场份额超过 50%

行业方案鼎桥无线宽带集群解决方案陆续在机场、港口、政务、公安、地铁、电力、煤矿等行业广泛应用鼎桥愿景 —— 成为全球宽带集群解决方案的领导者

TDD 领域的持续专注

首个 3G 电话 首个 TD-SCDMA 网络制式的

3G 电话示范TD-HSUPA 3.75G 首个 TDD 制式 HSUPA 技术测试成功 , 上行 2.2Mbps 的 3.75 代技术首次商用

1998.12 2005.092001.04 2011.06

TD-SCDMA 白皮书 第一份 TD-SCDMA 技术白皮书发布

首套商用产品 首先由测试转商用，第一套 TD-

SCDMA 商用产品推出峰值 8.4Mbps 推出 TD-SCDMA 双载波捆绑方案，单用户速率推升至 8.4Mbps

2012…2008.06

首个 4G 商用网络 首个 TD-LTE 制式的商用专网交付运营

TDD 核心基础专利的 最重要贡献者

中兴 10.1%摩托罗拉 2.7%高通 6.1%

其它 35.9%

大唐 12.2%鼎桥及母公司 35.8%

在无线宽带集群领域 拥有过百个核心专利• 集群系统中动态重组的方法、系统及交换机• TD-LTE 集群通信系统中语音业务的实现方法• 集群系统中监听终端的小区切换方法、设备和系统• TD-LTE 数字集群系统中点对点呼叫方法及设备• ……

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鼎桥公司简介轨道交通行业车地无线需求

Witen 轨道交通行业解决方案创新的 Witen 解决方案

地铁行业车地无线业务需求

业务需求 • 提供车辆与地面之间语音、数据、视频等业务传输• 保证高速移动下业务实时性、可靠性传输，具备专业级系统性能

集群2013’s

语音行车调度 CBTC DCS 无线传输

语音

控制中心与列车司机、工作人员之间的话音通信、调度

车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，保证列车的高效运行。

PIS+CCTV 无线传输

车地之间宽带实时数据传输• 乘客信息节目播放• 车载视频实时监控

数据 视频

控制中心

TETRA

行业现有解决方案分析1 、建设和维护三张独立的无线网络，运营成本高2 、开放频段干扰问题3 、高速移动下数据的实时性、高带宽的保证

现状

窄带集群技术• 语音• 短数据

宽带数据技术• CBTC 数据实时高效传输

宽带数据技术• 乘客信息数据• 车载视频监控

列车语音调度 CBTC 控制中心系统 视频中心系统

车地无线通信网络要求无线网络要求

数据、语音集群等多种业务并发上行每条视频监控需要 1.5 ～ 2M 带宽

列车运行情况下实时可靠信息传输高速移动的支持≥ 120km/hr

支持语音集群，完成行车调度

何种无线系统？？

数据传输安全性保证高带宽、良好的传输性能

下行单路高清视频单路需要 6 ～ 8M 带宽

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鼎桥公司简介轨道交通行业车地无线需求

Witen 轨道交通行业解决方案创新的 Witen 解决方案

Witen 系统概述

人员移动场景

智能终端车载台

基站 eNodeB

基站 eNodeB

核心网 eCNS

调度机

多媒体综合指挥调度中心

车载接入终端

•一张网络、一个频段、一部终端支持专业集群 ( 群组建立时延小于 300ms) 、宽带数据、视频调度等多种业务功能

立足 TD-LTE 技术创新专业集群功能

•芯片、终端、接入网、调度设备端到端自主研发解决方案•多种形态终端，接口开放，可进行定制化开发

端到端产品

• 智能终端支持专业集群、宽带数据、视频调度等多业务并发

多业务并发

数据客户端

<300ms

用户 1

用户 2

用户 n…

…

Witen 优势——专业、高性能集群语音指挥中心

TD-LTE 网络架构下创新性地引入专业集群业务，群组建立时延小于 300ms ，达到现有专业集群系统的时延指标，现有集群用户的使用习惯得以保障。

实时、准确、专业

• 组呼• 点呼• 紧急呼叫• 通话组扫描• 迟后加入• 优先呼叫• 遥开遥闭• 异系统互联 。。。

丰富的集群功能

低时延能力

Witen 优势——大容量上、下行及良好网络覆盖能力

高带宽能力

轨旁覆盖站间距

注：地下通过漏缆覆盖，地上通过 4米天线覆盖， 10MHz 频宽，小区平均吞吐量达到 18MHz

站间距 1.4GHz 1.8GHz

语音 数据 语音 数据 地下 2.1 Km 1.5Km 1.8Km 1.3 Km

地上 2.1 Km 1.8Km 1.8Km 1.6Km

160 组 120 组

80 组

上行 25Mbps 上行 : 12 Mbps 下行 50Mbps 下行 : 25 Mbps 上行 : 50Mbps 下行 :100Mbps

5MHz 10MHz 20MHz

并发集群组呼

带宽峰值

WLAN（上下行共享）

Wimax LTE0

20406080

100120

上行传输带宽下行传输带宽

RRU RRU RRU

1.3KM

HSPA+ Wimax LTE0

1020304050

端到端时延 (ms)

保证业务的实时性传输要求

Witen 优势 ——良好的传输能力和抗干扰能力抗干扰能力

保证高速移动情况下车地间数据稳定、可靠、高效的传输

• 使用专用频点，导致速率稳定，传输时延小，避免干扰• 多种算法减少干扰，支持同频组网

用户速率

业务实时传输保证

• 切换次数少，切换时延短，保证实时视频的流畅和清晰

Witen 优势——安全的信息保密机制加密路径

空口 有线链路 空口

加密终端 加密终端eNB eNB核心网络

错误鉴权码

拒绝服务

伪装网络

错误鉴权码

拒绝入网

非法用户

• Witen 支持空口和端到端的加密 , 支持包括祖冲之算法在内的多种加密算法 ;

• 通过加密接口开放 , 支持 TF硬加密和有中心的加密，可以满足专业集群用户的定制化加密要求；

• 用户和网络采用双向鉴权机制，防止非法用户进入专用网络，以及用户进入伪装网络。

加密、鉴权保障信息安全

Witen 优势——高可靠性的软硬件系统

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高温

矿山

严寒

雨淋

eCNSeCNS

eNodeB eNodeB

PTT Server

A1 B1 A1 B1

A1B1 A1B1Double

Coverage

链路备份 板级备份 双覆盖

核心网容灾

• 采用华为稳定的硬件平台，全球超过100万发货量，经过各种恶劣环境的考验，返修率低于 0.4%;

• 通过链路备份、单板备份、故障单站、核心网容灾、双覆盖等机制，增加系统的整体可靠性，即使遇到人为破坏、地震等突发情况，仍能快速恢复服务；

硬件平台稳定系统整体可靠性高

综合指挥调度中心

Witen 优势——创新的业务联合调度

维修人员

工作人员

列车司机

eNodeB

eNodeB

视频流 2

救护视频流

1集群语音

Witen 系统对语音、视频、短数据、 GIS定位等全业务的“一呼百应”，为行业用户提供了丰富的协同作业手段，满足精准调度指挥的需要

Witen 系统通过分级分组调度，实现了跨部门业务协同，保证应急场景下的资源调配

开创数字化、信息化轨道交通调度指挥的新时代

丰富协同 一呼百应

QCI 资源类型 优先级 端到端数据包时延 数据包丢包率 典型业务1

GBR

2 100ms 10-2 会话语音2 4 150ms 10-3 会话视频（直播要求）3 3 50ms 10-3 实时游戏4 5 300ms 10-6 非会话视频（缓冲流要求）5

Non-GBR

1 100ms 10-6 IMS 信令 – CBTC 信息6 6 300ms 10-6

语 音（缓冲流要 求）、 基 于 TCP 的 业 务（如：www 、 e-mail 、 chat 、 ftp 、 p2p file sharing 、 progressive video 等）

7 7 100ms 10-3 语音、视频（直播流要求） ---PIS 数据流8 8 300ms 10-6

语音（缓冲流要求）、基于 TCP 的业务（如： www 、 e-mail 、 chat 、 ftp 、 p2p 文件共享、 progressive video等）9 9

Witen 优势——完善的 QoS 机制多级 QoS参数定义，保证不同时延、丢包率等业务要求以及多业务并发性能，保证高优先级优先传输

可根据业务 QoS 要求划分优先级，保证多业务并发时，高优先级优先分配资源

Witen 优势——自主芯片研发

ⅹ 公网 LTE 终端芯片推出语音及专业集群业务的驱动力弱，端到端产业链支撑粒度小，难以按需定制业务 借用公网产业链能力，统一流片，继承产业发展优势 自行设计开发的终端芯片，可以很好地支持专业语音、宽带数据、视频统一调度业务 终端低功耗、稳定性，端到端业务性能的保障

率先研制出全球首颗 TD-LTE 宽带集群终端芯片

Witen 优势——智能宽带集群终端

• 低功耗与专业人机响应速度，低功耗条件下满足百毫秒级的人机交互响应速度要求• 单终端支持语音、数据、视频多业务并发• 高清视频处理，可根据环境调整最优图像视频质量• 防护等级达到 IP67 的同时具备快拆电池盖设计• 高品质半反半透屏，满足强光下的界面操作要求• 支持集群终端远端 OTA 升级

率先推出全球首款 LTE 宽带集群终端 EP680

EP680 手持终端荣获 iF 设计大奖

德国 iF Design Award 设计大奖，国际设计领域最重要奖项， 素有“设计奥斯卡”美誉，获奖产品代表当今世界最高设计水平。

iF评委会对 EP680 的评价紧凑设计，针对行业特点设计，造型硬朗；细节精巧的造型凸起和软质材料的应用；小于同类终端的尺寸设计，亚洲人也能很好的握持和操作；满足行业需要的 IP67防护等级；….

Witen 应用部署创新——异系统互联互通

Witen 与其他集群系统的互联互通策略确保行业用户利旧使用！

特点PSTN互联互通• 支持 FXS/FXO/E1主流接口• 支持点对点呼叫• FXS 口连接话机， FXO 口 /E1 口连接 PSTN 交换机TETRA互通• 支持组呼• 支持 TETRA 用户抢权或释放功能PLMN互通• 支持点对点呼叫• 通过一种主流移动制式 MODEM（ GSM）接入运营商网络： PSTN ， 2G/3G ，公网 LTE

模拟集群互通• 支持 350M MPT1327互联互通• 支持与短波、超短波电台互联互通

互联互通解决方案

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鼎桥公司简介轨道交通行业车地无线需求

Witen 轨道交通行业解决方案创新的 Witen 解决方案

TD-LTE Witen 地铁解决方案 控制中心级子系统 - 为

上层业务应用平台提供车地宽带无线系统及集群无线调度控制中心接口，核心网设备及配套网管平台。

车站级子系统 - 由 LTE基站及配套设备构成， BBU 放置在通信机房， RRU 放置在轨旁。

车载子系统 - 主要由 TAU构成，提供车载设备的无线传输接口

良好的性能支持端到端用户面传输时延小于 50ms1

1.3Km – 4Km 的大覆盖距离2

切换时延小于 50ms ，保证业务的不间断 3

据传输稳定可靠，丢包率小于 10-64

小区平均吞吐量最大可达： UL 25Mbps/ DL 50Mbps(20MHZ)

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高度匹配轨道交通需求 在轨道交通中的应用和目标

线性覆盖、高速移动的特点 低时延、减少切换 与轨道交通需求的完美结合 可靠性要求高 安全性要求高 维护简单方便 列车调度融合的拓展应用

定制化的算法、网络规划和优化

Witen关键业务• 组呼• 点呼• 紧急呼叫• 通话组扫描• 迟后加入• 优先呼叫• 遥开遥闭• 异系统互联

语音集群 • 视频回传• 视频监控• 视频分发• 视频点呼• 录音录像

视频调度

• 普通数据业务• 彩信• 短信• GIS

数据业务

应急现场智能终端

CPE 宽接热点车载台

基站eNodeB

基站eNodeB

核心网eCNS

调度机 指挥调度中心

多媒体综合调度

• GIS+ 数据 + 语音+ 群组

业务并发与联动

Witen典型综合业务——多媒体调度现场 调度中心

视频实时上传

语音集群

多路高清视频同时上传视频播放、视频监控、视频回传视频回传和分发的同时，语音集群功能可正常使用 用户 1 用户 2 用户 3

视频实时分发

实现多路视频回传和分发，同时语音集群功能可并发使用

LTE承载车地无线总结专用频点，减少干扰1

易维护：减少网络布网施工，便于后期维护2

多网融合：同时支持多种业务共网承载3

Qos：保证信号等高优先级业务的资源和性能4

高速移动：>350km/h5

郑州地铁项目概况项目情况 客户要求 (Phase I)

• 车载业务能力 : PIS, 车载视频监控上传，视频通话和车辆状态信息上报

• 高带宽能力 : 10MHz 频宽下，小区平均吞吐量 25Mbps

• 良好的移动性 : 120KM/h 移动速度下，良好的性能支持• 性能要求 : 多级 QoS 机制，保证多业务并发时，区分优先级，保证高优先级业务资源；良好的视频传输效果

3 个阶段 : 第一阶段 (2014), 第二阶段 (2016), 第三阶段 (2023)

• 第一阶段 : 26.2KM 全地下隧道， 20 车站 , 25 列车• 第二阶段 : 延长 10km ， 55 列• 第三阶段 : 67 列车

网络规模：中心一套核心网设备、 20套基站设备

隧道布网实施方案

发射泄漏电缆

中国联通

GSM900 POITD-SCDMAGSM900

WCDMA

RRUPOI

接收泄漏电缆

发射泄漏电缆

接收泄漏电缆

图例

RRU/BTS

POI

耦合器

功分器

隔直器

吸顶天线

同轴电缆

泄漏电缆

中国电信 CDMA

中国移动

中国联通

GSM900TD-SCDMAGSM900

WCDMA

RRU

中国电信 CDMA

中国移动

车地无线宽带 车地无线宽带

隧道内与商用系统共用漏缆进行覆盖，由于 GSM 和 WCDMA 上下行分开，所以一般隧道壁会安装两根商用漏 缆， TD-LTE 可以共用这两根商用漏缆，为客户节约建网成本并提供比较良好的覆盖性能 通过频分合路器与公网商用系统合路，合路器一般安装在车站办公区域和隧道中间，在隧道中的位置根据各系统的覆盖范围选择合适的位置安装

现场施工图片

Witen 提供行业综合应用

承载网

MME

SAE GW

HSS

NTP-Server

CG

网管系统

PE

CE DNS

CE

核心网

PCRF

E-NodeB

E-NodeB

IP回传网络 无线网络

Mini PCIe卡

手持终端

CPE

USB 卡滨海新区一期覆盖区域

河东区一期覆盖区域

Witen 助力天津政务网 --- 全球首个 1.4G TD-LTE 无线多媒体宽带集群业务

Witen参与北京十八大安保演练，提供音视频集群指挥调度综合业务烟台港

Witen服务漓江公安

Witen其他行业应用专业的和丰富的业务： 全业务并发，提升客户作业效率及时、快速、低成本的网络部署： 一张网络 一个频率 一部终端降低成本

客户价值 能源行业：• 深圳供电局智能电网项目• 南方电网配网计量自动化和视频调度系统

交通行业• 城市机场项目• 烟台港项目

军队行业• 南方某军用机场项目

……

鼎桥无线宽带集群解决方案采用 TD-LTE 4G 技术，使用全球首颗宽带集群芯片，开创了从语音集群到多媒体集群行业专网解决方案的先河

Witen 端到端的产品系列芯片 终端 网络 应用

定位

可视化指挥

多媒体调度

提供由芯片到终端、网络、应用的端到端全方位解决方案

……

Witen 后续演进

进一步丰富业务应用： 宽带形势下的业务丰富性、用户使用习惯等

持续不断提高无线接入能力和性能：上行 VMIMO 、上行 64QAM 等 技术

基于 TD-LTE 技术与平台，可以共享 LTE 技术与产业链的发展演进

持续不断降低频率获取： 载波聚合、系统感知无线电等

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