一、前言

语音业务是无线集群通信系统中的基本业务之一。集群系统的语音业务，特别是公共安全等领域中的语音业务，与运营商网络的语音业务存在较大的不同，这类语音业务对时延和传输的可靠性要求非常高，因此业内称之为任务关键语音业务。传统窄带集群系统，例如TETRA（陆上集群无线电）、DMR（数字移动无线电）和PDT（警用数字集群）等，都针对任务关键语音业务的特点进行了定制化设计，在实际应用中能够较好地满足任务关键语音业务的各种要求。

随着宽带数据业务需求的不断增长，以TD-LTE为基础的宽带集群技术引起了业内广泛的关注，并已在轨道交通、机场港口等多个领域实际应用。在承载集群数据业务的同时，宽带集群系统也希望能够进一步承载任务关键语音业务，从而减少网络建设和维护的成本。随着运营商网络中VoLTE（高清语音）技术的逐步成熟，利用宽带集群系统来承载任务关键语音业务的技术方案也获得了业内的广泛关注[1]。虽然该技术方案的实际应用效果还待进一步评估，但也为任务关键语音业务提供了一种新的解决方案。

因此，目前任务关键语音业务的解决方案主要有两种：（1）采用传统窄带集群系统承载任务关键语音业务，宽带集群系统仅承载数据业务；（2）任务关键语音业务和数据业务都承载在宽带集群系统上。两种方案各有优劣，传统窄带集群系统对任务关键语音业务的支持更好，产业链更加成熟，但两张网络的建设和维护成本较高，业务互通和管理困难。相比而言，第二种方案的网络管理更为简洁，但宽带集群系统的语音解决方案是否能够很好地满足任务关键语音业务的功能和性能需求，还没有明确的答案。

针对上述问题，文章从任务关键语音业务功能、性能需求以及网络建设成本等多个方面对两种解决方案进行分析和比较，并结合当前行业发展的实际情况，提出合理的建议。基于相关技术的发展趋势，对未来如何实现集群语音业务和数据业务的融合进行了展望。

浮游植物分别利用浮游生物采集网和采水器采集定性和定量样品，立即用固定液固定，运回实验室，经沉淀和浓缩后，分别进行定性、定量测定和统计分析。

 

二、实现方案分析及比较

LTE系统所采用的OFDM（正交频分多址）调制方式对时偏和频偏比较敏感，基站需要持续对每个用户发送的参考信号进行测量，获取时偏和频偏参数，进行相应补偿。在测量过程中，如果用户分配的物理资源较少，则参考信号的采样点数也较少，相应的估计结果是不够准确和稳健的，因此即使对于语音业务这种小包，也需要较多的频谱资源来保证链路的稳定。基于上述因素，对于周期性、小数据量的语音业务，TD-LTE系统的频谱效率反而低于窄带集群系统。

任务关键语音业务解决方案除了要满足上述特性外，还需要考虑频谱效率以及网络建设和维护的成本。与运营商网络不同，集群专网能够使用的频谱资源较少，因此要求频谱利用率尽可能高。另外集群专网不能运营收费，网络建设和维护的成本也需要重点考虑。

（一）基本功能和性能的比较

1. 直通模式

TD-LTE系统采用链路自适应技术，根据信道条件对编码和调制方式进行调整，不同的编码和调制方式所需的物理资源也不相同。表1给出了不同信道条件下，下行传输一个语音数据包所需要的物理资源块 [1]。在信道质量较好时（信道质量指示反馈级数大于8），一般只需要1～2个物理资源块，但当反馈级数小于8时，则需要4～8个物理资源块，甚至更多。

直通模式是集群通信系统的基本功能之一。在无法提供网络服务的区域，集群终端之间可以通过直通模式进行通信，保证任务关键语音业务不受影响，这对于公共安全、应急救援等应用场景非常重要。传统窄带集群系统，如TETRA、PDT等，都将直通模式列为关键功能，终端产品也能够较好地支持直通模式。

目前，国内B-TrunC（宽带集群）联盟制定的TDLTE宽带集群标准未对终端之间的直通模式进行明确的定义，因此，当前B-TrunC系统无法支持终端之间的直通功能。3GPP（第三代合作伙伴计划）在R12版本规范中增加了D2D（设备到设备）通信功能，即Sidelink技术规范。但是，Sidelink规范主要关注基站协调场景下如何实现终端之间的直接通信，为诸如资源分配、干扰协调等问题提供了初步的解决方案。但是，对于没有基站协调场景下如何实现终端之间的直接通信较少讨论，原因之一是在没有基站协调的情况下终端直通流量计费比较困难，对目前运营商网络的商业模式是一个很大的挑战。即使在有基站协调的情况下，Sidelink技术也还不是足够成熟，尤其在同频干扰管理方面还面临着挑战[3]。

宽带集群联盟考虑到组呼功能在集群通信中的重要性，在TD-LTE标准的基础上增加了用于组播的无线网络临时标识，支持单小区内和跨小区间的组呼功能。LTE（长期演进）标准中定义了eMBMS（多媒体广播多播）技术，通过与业务层的服务网元配合实现多小区间的多媒体广播和组播业务，但是目前定义和使用的BM-SC（广播多播-服务中心）服务网元主要是针对运营商网络视频业务设计的，因此主要提供商业多媒体视频广播业务。针对任务关键语音、数据以及视频业务的服务网元已经在3GPP最新的MCPTT（任务关键业务一键通）课题中进行研究，目前标准规范和产业链都还不成熟。

目前，主流的窄带集群系统包括欧洲的TETRA系统和中国自主创新研制的PDT系统，二者均采用频分双工，载频间隔分别为25kHz和12.5kHz，语音编码速率分别为4.567kbps和2.4kbps。因此，在单纯语音业务的情况下，TETRA、PDT和TD-LTE的频谱效率分别为：

2. 组呼业务

由Simulink仿真得到的图形可以看出原系统的阶跃响应并不理想，其响应的速度慢，而且超调量明显过大，因此要将此系统串联滞后—超前校正来改善其性能指标。

在运营商网络中，语音业务主要采用点对点的通信模式，组呼业务并不常用，因此VoLTE技术也主要应用于点对点语音业务。但是，集群通信任务关键语音业务常用的传播模式是组播模式，用户被编入多个群组，在群组内进行语音数据的广播，这是一种介于单播和广播之间的传播模式。

综合纬度关系、地形地势、季风以及洋流等多重因素影响，舟山全年呈现北亚热带南缘季风海洋型气候特征，温暖湿润，冬暖夏凉，光照充足，但在夏季较易受台风和雷电天气侵袭，并时常伴有伏旱，冬季多浓雾和寒潮大风[1]。

因此，目前宽带集群系统并不能完全满足任务关键语音业务中的组呼需求，特别是对于需要支持多群组的情况下，还是只能依赖于现有的窄带集群技术。

2.6G频段，目前B-TrunC系统能够使用的频段也主要集中在1.4G和1.8G频段上。因此，窄带系统在覆盖上具有先天优势。

3. PTT

PTT是任务关键语音业务标准的通话形式，其优势在于操作简单方便、响应速度快、时延短。对于TD-LTE宽带集群系统，为了使PTT通话接入时延足够小，理论上要求用户承载都处于激活状态。大量用户承载长期处于激活状态需要大量的空口资源来持续传输一些关键信令和信号，如SR（调度请求）、CQI（信道质量信息）和SRS（探测参考符号）等，从而保证无线链路的稳定，但这样会严重降低业务数据的传输速率，增加系统的处理复杂度。

为节省空口信令资源的开销，可以通过将被叫用户转换为空闲状态实现。但是，PTT通话中各用户都可以随时发起呼叫，当处于空闲状态的用户发起呼叫时，需要将其转换为激活状态。通常地，终端用户从空闲状态转换为激活状态需要经历从随机接入到RRC（无线资源管理）重配等多个步骤。考虑终端、基站和MME（移动性管理实体）的处理时间，以及空口传输时间，这一转换过程大概需要500ms。如果处于空闲状态的用户位于小区覆盖区域的边缘地带，转换过程有可能消耗2～3秒的时间，这远远超过了PTT模式的接入时延要求（300ms），用户体验将会受到严重的影响。

（二）频谱效率

在运营商VoLTE技术方案中，语音业务一般采用半静态调度策略，每20ms对语音数据包进行一次调度。对于12.2kbps的语音业务，每个语音数据包大小为352bits。

通过以上分析和讨论，本文基于模块建模方法，研究了碳限额与交易下多配方—多铁种高炉炼铁生产计划问题。本文的创新点主要有两方面：①从问题角度，本文以多配方—多铁种高炉炼铁生产计划问题为切入点，探讨了碳限额与交易政策下的两种碳排放约束——周期性碳约束和累计碳约束，对高炉生产计划的影响；②从模型角度，本文对基本模块模型进行了扩展，将多配方—多铁种因素以及两种碳排放约束——周期性碳约束和累计碳约束，纳入到基本模块模型中，构建了两种带有碳约束的多配方—多铁种高炉生产计划MILP模块模型。

 

集群通信的任务关键语音业务更多的是一种双向业务模式，需要同时考虑上行传输性能。通常地，考虑到上行传输采用单载波频分多址接入方式，以及终端移动性、终端间干扰等因素，上行传输性能往往成为系统性能的瓶颈。

考虑到当语音业务的误包率超过5%时，语音质量将会变得不可忍受，因此表2给出了BLER（误块率）为5%时上行传输的链路仿真结果。可以看出，即使采用双天线接收来提高传输性能，也只有当上行传输信道条件特别好时（信噪比SNR大于5dB），采用1～2个物理资源块承载语音业务才可以满足性能要求。而对于大多数情况下的信道条件，至少采用4个物理资源块才能保障语音业务传输性能。考虑到任务关键语音业务的误码率要求比VoLTE语音业务还要高，因此可以认为，在一般情况下，支持一路单向的任务关键语音业务至少需要4个物理资源块资源，在15kHz子载波间距配置下，需要占用720kHz带宽。

 

鉴于当前技术现状，如果采用宽带集群系统来承载任务关键语音业务，终端之间的直通功能还没有成熟的解决方案，因此无法完全满足集群通信系统对任务关键语音业务的要求。

从胆小、懦弱到勇敢离开某某先生；从依靠某某先生活命到开办裤子缝纫店实现经济独立；从逆来顺受、思想麻木到坚毅和具有自己的思想；从盲目相信上帝到相信自己的力量；[5-6]西丽的转变彻底而真实，是沃克笔下最为完美的黑人妇女形象。

 

可以看出，TETRA系统的频谱效率是TD-LTE系统的5倍多，而PDT系统的频谱效率则更高。这主要是因为窄带集群系统是针对语音业务设计的，而TD-LTE系统则是针对大吞吐量数据业务设计的，频域资源分配的最小颗粒度为一个物理资源块，对于语音业务这种周期性的小数据包，TD-LTE的频谱效率并不理想。另一方面，TD

为了区分关键任务语音业务和运营商网络中的语音业务，美国国家公共安全通信联合会（NPSTC）宽带工作组最近给出了关键任务语音业务明确定义 [2]。在NPSTC工作组给出的定义中，任务关键语音业务应具备直通、PTT（一键通）、全双工话音、组呼叫、呼叫辨识等特性。这些特征界定了任务关键语音业务与运营商网络语音业务的差别，是评估任务关键语音业务实现方案的基础。

（三）覆盖距离

蜂窝小区的覆盖距离与频段有关，低频段信号的路损比高频段信号小，相应的覆盖距离也大。由于传统窄带系统先入为主，占用了较好的低频段频谱资源，故低频段上的集群通信资源多为窄带系统所占用，宽带系统通常部署在较高的频段上，例如商用TD-LTE网络都是在1.8G和

在小学科学教学中，合理利用信息技术可以帮助学生更好地理解科学知识，将抽象的概念形象化，加深学生的记忆，提升课堂效率。而动手实践能培养学生的动手能力，使他们能通过自身感悟来更好的了解科学知识。对教师而言，应处理好信息技术和动手实践的相互关系，从而进一步提升小学科学教学的成效。

欧洲脑白质疏松和残疾研究（LADIS）是一项纳入396名受试者的大样本的前瞻性的随机对照研究，研究发现受试者的糖尿病病史、空腹血糖水平，以及既往脑卒中病史与脑白质损害的进展有着显著的相关［15］。

从信道的特性来看，窄带系统也更加适合长距离覆盖。当传输距离越长，无线信道中最大多径时延则会概率性变大，对应的相干带宽变小，对于宽带信号就容易受到频率选择性衰落的影响，而对于窄带信号的影响较小。因此，窄带信号相比宽带信号更容易进行广覆盖。

从终端的发射功率来看，在相同的谱密度情况下，窄带系统的功率要比宽带系统小。换而言之，在相同的功耗限制下，窄带系统终端的发射信号具有更高的谱密度，因此覆盖距离更远。覆盖距离越远，穿透能力越强，则组网时所需要的小区数量越少，建网和后续维护的成本则越小。

 

三、宽窄带系统在公安领域的应用

在公共安全领域，业务场景繁多复杂，单独采用窄带系统或宽带系统都无法很好地满足业务需求。通常地，采用“PDT+宽带系统”混合组网的方式来分别承载任务关键语音业务和高速数据业务，二者相互配合，在不同场景下实现了更好的业务效果。

昆明市公安局现有147个固定PDT基站用于任务关键语音业务，站点和核心网之间租用运营商的光纤进行链路回传，但某些站点一直存在断链情况，对日常业务和应急业务存在较大影响。在应急场景下，车载PDT基站提供的临时语音业务和应急图像传输业务均采用公网无线链路进行回传，但公网无线链路无法保证语音和图传业务的质量，对公共安全应急业务造成较大影响。

发展围城经济。建设占地总面积518亩蔬菜产业园区，总投资达2400万元，建设高光效智能温室大棚20栋，日光大棚146栋。一期建设完成的温室大棚12栋，日光大棚100栋，今年收缴承包费52.75万元，与之前发包土地相比增收36.44万元，预计全年实现总产值380万元，种植户实现净利润170万元。蔬菜产业园区的寒地反季瓜果、有机草莓、有机蔬菜品质好，市场俏，深受消费者青睐，达到了职工增收、公司增效、集团增利的“三赢”目的。

四、总结与展望

通过上述分析和比较，宽带集群技术虽然在集群数据业务方面表现良好，但目前还无法很好地满足任务关键语音业务的功能和性能需求，而且在频谱效率和覆盖距离方面也无法与传统窄带集群系统相媲美，建网成本较高。在当前阶段，考虑到产业实际情况，采用传统窄带集群系统承载任务关键语音业务，宽带集群系统承载数据业务是较为可行的一种实现方案。

综上所述，依据于《电力工程电缆设计规范》[7]，箱变电缆进线型号选择YJV22-8.7/15-3*120，额定电压为8.7/15 kV；每芯截面积为120 mm2。环网柜主进线电缆型号选择YJV22-8.7/15-3*240，均满足电缆截面积选择校验条件。高压侧电缆主进线电缆型号选择如表6所示。

目前，5G工作组正在研究软件定义空口框架，通过该框架，帧结构、空口波形、多址方式、调制编码、双工模式以及多天线技术都可以根据上层业务的特点进行灵活配置，实现空口资源的统一调度[4]。随着相关技术的不断发展，特别是未来新波形的设计和标准化，宽带和窄带集群的空口波形将融合共存，窄带波形承载任务关键语音业务，宽带波形承载任务关键数据业务，高层根据各自的业务量需求进行统一的空口资源调度，从而实现一张网络承载语音和数据两种业务。在保证各自业务传输性能的同时，减少网络建设和维护的成本，而且，根据业务需求分配频谱资源也进一步提升了频谱使用效率。

参考文献

[1] 吕昕. 基于LTE-Advanced的混合业务的资源配置和性能优化[D]. 北京: 北京邮电大学, 2015.

[2] Mission Critical Voice Communications Requirements for Public Safety [EB/OL]. National Public Safety Telecommunications Council Broadband Working Group, 2016.

[3] 焦岩, 高月红, 杨鸿文, 等. D2D技术研究现状及发展前景[J].电信工程技术与标准化, 2014(6): 83-87.

[4] 5G无线技术架构白皮书[EB/OL]. IMT2020(5G)推进组,2015.