试论700M LTE无线接入技术在下一代广播电视网络中的应用

刘佳 樊李顺

摘要：进入到移动互联网时代，网络宽带技术无线化对于无线频谱和无线技术飞速发展都产生了重要影响，无线通信技术领域的700M LTE成为重要技术。基于此，本文首先分析了700M LTE无线接入技术的发展现状和基本特征;其次，探讨了下一代广播电视网络中无线接入关键技术;最后，研究出广播电视网络融合组网的设计与实现办法，具体如下。

关键词：无线接入技术;LTE;广播电视网络;网络融合

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）22-0060-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

我国广播电视与无线通信领域新技术不断发展，双向、高清和互动作为标志的广播电视网络正在朝向多屏、宽带和智慧化方向发展，并推动我国广播电视发展迈向新的阶段。下一代广播电视网络中，将有线、无线和卫星多通道相互结合，构建出全方位覆盖的网络模式，可以增强传送效果，形成广电特色的有线无线卫星融合网络架构。

1 700M LTE无线接入技术分析

1.1 700M LTE发展现状

LTE无线接人技术是当前移动数据通信领域最为先进的一种技术类型，在全球范围内的移动通信运营商中都得到了技术验证，根据GSA全球范围内的移动通信供应商协会统计分析，截止到2014年年底，全球范围内共有174个国家和地区的611家运营商对LTE无线接人技术网络模式进行了投资，全世界范围内的LTE网络超过360张。不仅如此，目前，全球的LTE无线接人技术基站数量已经超过了200万个，用户数量超过3亿。当前，主流频段的LTE无线接人技术使用的是1.8GHz与2.6GHz，我国移动通信运营商中的代表中国移动采用的就是主流移动通信频段。700MHz具有较好的频段穿透性，而且穿透过程中损失小，覆盖范围广，传输信号的质量高。目前，越来越多的国家和地区开始将这一频段作为LTE无线接人技术的主要通信频段，构建了低频频段的通信模式[1]。在低频频段模式下，运营商可以以较少的成本实现快速完整覆盖，而且，这一技术目前已经发展较为成熟，虽然用户基础较比其他频段用户数量较少，但是经过技术验证，也逐渐发展成为相对成熟稳定的模式。

1.2 700M LTE基础网络架构

LTE无线基础网络模式架构是演进型UMTS陆地无线接入网，核心是演进型的分组核心网络模式，其架构模式的特征主要体现在以下几个方面：

（1）网络结构全IP化。在LTE组网模式中，核心网络取消电路域，并支持3GPP和非3GPP的各类技术模式，实现了固网和移动网络的融合，灵活支持VolP和IMS多媒体业务。

（2）网络架构模式扁平化。在LTE无线接人技术下的基础网络架构取消传统意义上的RNC，并采用直接接入的方式，降低用户在操作过程中感知延时，大幅度提升了用户移动操作的通信体验。而且，其中的技术除了具备原本功能之外，还兼顾了RNC功能，实现了无线资源控制、准入和调度，eNB之间可以采用网格方式直接接人，对原本3GPP模式进行了重要调整。

（3）ITE无线网络架构还引入了X2与Sl接口，前者是相邻eNB分布式接口，用于管理用户移动性。后者实现了灵活组网方式，构建动态接口，能够提高网络空间的冗余性，均衡网络负载。

1.3 700M LTE无线技术原则

LTE无线网络规划是在移动通信无线网络技术上展开的，所以，要基于无线网络模式进行规划，坚持市场需求为导向的基本原则，根据市场环境的发展需求，实现数据流量分流管理，提高网络环境规划和建设的协同性与一体化，分區域、分阶段、分步骤地进行持续化网络建设，不断提高客户感知，满足市场竞争以及业务发展的需求。在规划的前期，要广泛地收集并掌握网络服务主要区域，在区域内部相关频段进行无线网络模型校正，调整区域内部的业务需求以及业务模式。无线网络架构基本包括了容量、覆盖、站址等环节的规划，在建设初期，重点进行覆盖规划，根据服务区域功能、业务量、人口密度、建筑特征和地形地貌等，进行区域划分与归类管理，掌握不同区域地形适合的网络结构模式，以此确定下一步的服务等级和设备设置方法，通过综合管理的方式提高网络质量与建设成本平衡发展，同时优化网络资源配置。

2 下一代广播电视网络中无线接入关键技术

2.1 信道编码调制技术

在广播电视网络数字化的发展进程中，地面传输信号作为主要的传输方式，受到地面环境复杂性等外部因素的影响。信号经过发射、散射等传播方式，成为多径信号通道，容易受到频率选择衰落因素的影响。在下一代广播电视无线网络信号发展期间，将无线网络和蜂窝网络相互融合，构建双通道信道编码调制技术，信道的环境变得稳定，编码效率提高，纠错能力更强[2]。为更进一步提升下一代广播电视无线网络信号传输稳定性，可以使用信道编码调制技术，提高编码效率和纠错能力，并将该编码与BCH联合进行操作。级联编码形式能提高系统编码性能，通过信号空间分集提高比特编码模块效率。借助接收机迭代调节技术，实现技术联合提高系统传输性能。

2.2 双向接入技术

在传统的广播网络传输中，信号通过广播大塔进行传输，能实现大范围覆盖。但是，在实际发展中也能发行，在区域边缘位置的用户或者信道条件相对较差的用户，可能无法有效地接收到广播电视网络信号。对此，使用广播电视网络技术进行数据推送中，要考虑到信号传输阶段可能遇到的问题，摆脱外部环境因素产生的负面影响，提高频谱的使用效率。蜂窝网是一种双向传输通信技术，通信效率高。但是，在实际应用中，这种技术只能通过小塔传输，所以信号覆盖范围较为狭窄。在蜂窝网络中若想实现大范围内的数据传输，需要借助双向接人技术并且通过增加信号发射塔数量的方式实现。在下一代广播电视网络中，引入双层重叠网络架构，实现广播、电视网络双向通行和数据合并传输，数据推送由三个阶段组成。广播大塔行数据初始推送，用户信息反馈与双向通信小塔重新传输。

2.3 数据推送技术

在双向网络通信架构中利用数据推送技术，可以提高传输有效性。数据推送主要分为三个阶段：第一阶段为广播大塔数据初始推送、第二阶段为用户数据信息反馈、第三阶段是双向通信小塔重新传输。信号首先通过广播大塔进行大范围数据推送，如果用户对广播大塔传送初始信号接收失败，可以向对应的小塔发送数据接收失败的反馈信息、双向通信小塔接收反馈信息之后，采用点对点的方式，重新发送广播大塔数据信号给用户，以此实现数据的重新接收。这种数据推送结合了的广播大塔与双向塔通信技术的联合传输，有效地实现了数据通信传输效率的提升，而且还扩大了数据传输的范围。

3 广播电视网络组网设计与实现

3.1 设计

3.1.1 融合网络设计

基于U频段，对无线双向系统进行布局规划，并提供无线广播电视交互服务，借助自身内容丰富的优势，依靠无线高速运营网络，提供移动数据和视频服务，以此提升自身的竞争力并且扩大业务运营范围。弥补广播电视行业有限双向网络不足之处，逐步延伸并扩大广播电视网络覆盖范围[3]。现有广播电视部门还不具备双向接人技术储备模式，因而，为能有效地开展有限无线一体化业务模式，可以借助成熟U频段无线广播电视交互技术，展开交互技术试验，并与现有的有线广播电视网络一体化业务进行试验。同时采用组播和广播模式，将同样的内容分发给多个用户，并提供实时与非实时的多媒体业务。这种规划方案的价值体现在通过优质用户体验，吸引更多用户，进而增强业务渗透率，同一段带宽用户能为多个用户服务，使带宽价值得到深入挖掘。

3.1.2 协同覆盖通道建设

广播电视网络的特点主要体现在，能为大量用户提供确定数量的数据信息，不具备反向信道进行服务数据交互处理的特征。宽带网络只能够通过提供相对低速下行对数据传输速率，所以，单向广播信道和双向交互信道协同传输，构建新型广播电视网络交互模式，可以实现三网融合新业态，并在终端实现各类数据和新媒体业务的融合。协同覆盖通道系统架构中，搭建出以广播大塔为主的广播网络，时间广播信号大区域范围内的传输预覆盖。同时，系统还具有广播网络同步的功能，双向交互网络主要实现交互信号中、大区域覆盖，同步广播网络主要实现中大区域范围内的广播信号智能化覆盖控制，最终转换成为可接收的超级WiFi与WLAN信号，实现小区域范围内的业务覆盖。

3.2 实现

3.2.1 参数规划

选择H市无线发射站台作为研究对象，分析融合实验网基站拟采用广播电视网络U频段中的可用频段，对H市市区内可用无线双向实验使用频率空闲段进行分析。扫频频段为698MHz至806MHz，范围为H市绕城全线。测试的主要目的是对H市周边地区广播电视发射台的信号叠加，并找到H市区内频谱情况。结果得出，在扫描频段的区间范围内，H市市区确认的广播电视信号在694MHz至751MHz之间，位于城区的两个广播电视信号发射站的影响较为明显[4]。

将PSS与sss应用小区搜索，并进行下行同步，小区标识与CP识别，计算得出主同步序列：

PSS映射在接人带宽之内，时域以Sms为周期，发送在子帧0与子帧5之间的第一个时隙最后一个时域符号上。

3.2.2 测试环境

无线双向实验网络测试环境要尽可能利用700M频段设备，根据H市主城区网络频段利用与扫描情况，结合目前国内主流常见支持制式。根据LTE的同频组网模式，使用PCI区分不同的小区，其中PCI数量共有504个，按照每3个分为一组的方式，划分为168组。考虑到设备系统MOD3干扰，杭州双向实验网PCI规划模式中增加段内MOD3规则。

融合试验网模式，在H市建立三区四点试验环境，使用BBU+RRU的eNB业界主流方式，BBU安装在近端机柜中，RRU安装在室外天面上。无机房使用时户外一体化机柜模式，有机房采用室内标准机柜构建模式。采用对IPRAN传输技术组网作为承载网，建设1个核心ER節点，4个汇聚节点，每个接人环带6至8个基站，共设4个环。

3.2.3 测试方案

项目测试的目标主要适用于指导广播无线双向融合网络制式筛选，并且进行初期网络工程项目建设。从设备的性能、信号、业务等方面，考察LTE各知识无线系统性能，对于TDD与FDD在广播电视网络频段环境中所产生的影响进行分析比对，比较出相同制式个厂家无线产品的功能性差异和基站覆盖能力，为快速形成新型广点无线双向融合网络商用能力进行分析，并对4G网络框架下的系统规划、设计、建设以及运行等提供经验。

通过采样测试的方式，将指标通过道路或者室内进行数据采集，并通过统计计算分析的方式获取解雇。使用导频RSRP与SINR表示，计算公式为：

覆盖率=（ RSRP≥R&RS-SINR≥S）采样点数/采样点总数×100.00%

（2）

其中R与S分别表示的是计算阈值，业务测定使用PDCPPDU衡量。

3.2.4 结果分析

经过计算分析得出，小范围内组网情况下，通过对整体网络覆盖容量、移动性和干扰性等指标进行测试，确定组网模式可行性，并对其进行优化。在后期网络规划中，可以根据前期测试得到的数据信息，调整系统参数。使用DT测试与CQT测试的方法，在测试站现场模拟用户行为，并结合专业测试分析工具，获取无线网络性能，发现测试站点网络的问题，了解到用户对网络质量的真实感受。

3.2.5 业务发展

700M LTE无线接人技术应用在下一代广播电视网络中，可以开展互动业务，将原有的单向HFC业务网络改造成为双向网络，但是，采用传统改造方式存在较多问题。为确保原有单向HFC网络模式不变，可以将广播电视网络Cable网络与700M LTE无线接人双向网络相互结合，构建一个房价方便的双向网络改造方案。通过700M无线基站以及核心网络进行命令上传和下达，通过网线与NAT路由器可以将核心网络连接起来，以此接通广电业务平台。这种方案能够有效对缺乏双向改造管理模式的农村地区和偏远地区进行管理，实现这些地区网络的快速部署，迅速抢占市场。WiFi运用模式主要目的是让用户能够随时使用终端上网，并在不同应用场景中布设MiFi、CPE等产品，借助无线通道与700M LTE无线基站，实现实时通讯，实现广播电视无线网络的双向回传。通过WiFi接人广告平台的方式，为商场提供导购和微信公众服务，结合智慧城市发展战略，实现更大范围内的无线网络接入服务。