4G—LTE技术在移动通信工程中的应用研究

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4G—LTE技术在移动通信工程中的应用研究

作者：张红河

来源：《现代信息科技》2018年第12期

摘 要：4G-LTE技术目标速率快、信道频谱宽、接口开放，能够在移动互联技术环境下进行多网络传输。在此背景下，本文通过分析4G-LTE通信网络架构，详细阐述了移动通信工程中4G-LTE技术的具体应用。实践研究表明，在移动通信传输速率方面，4G-LTE技术能够通过载波聚合进行传输，提高宽带传输速率。同时，还可有效解决特定节点传输中存在的节点过于分散、数据量过少等问题，有效提升了移动通信工程智能化管理水平。 关键词：4G-LTE技术；移动通信；工程智能化

中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）12-0065-02 Research on the Application of 4G-LTE Technology in Mobile Communication Engineering ZHANG Honghe

（Shanghai Post & Telecommunications Designing Consulting Institute Co.，Ltd.，Shanghai 200092，China）

Abstract：4G-LTE technology has the advantages of fast target rate，wide channel spectrum and open interface，and can carry out multi-network transmission in the mobile internet environment. In this context，this paper describes the specific application of 4G-LTE technology in mobile

communication engineering by analyzing the 4G-LTE communication network architecture. Practical research shows that in the aspect of mobile communication transmission rate，4G-LTE technology can improve the broadband transmission rate through carrier aggregation transmission. At the same time，it can also effectively solve the problems of the wireless optical fiber equipment in a specific node transmission too decentralized，transmission node data less and other issues，effectively improving the level of intelligent management of mobile communication engineering. Keywords：4G-LTE technology；mobile communication；engineering intelligence 0 引 言

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4G-LTE技術具有诸多优势，其与传统2G、3G移动网络通信传输技术相比，数据传输速率更快、信道频谱更宽、网络通信传输接口更为开放，同时其还能够与2G、3G网络平稳对接，降低移动通信工程4G-LTE技术实施成本。4G-LTE技术自普及推广以来，使越来越多的商用网络得到发展，其在提高通信工程质量的同时，也保障了通信网络稳定运行，从而降低了通信网络运维成本[1]。

1 4G-LTE通信网络架构及技术优势 1.1 4G-LTE通信网络总体架构

4G-LTE网络主要由两部分组成，分别为E-UTRAN和EPC，其中EPC又包含MME、SGW及PGW和PCRF，E- UTRAN中有多个能够与X2接口相连的演进型eNodeB，在基于4G-LTE技术构建移动通信工程通信网络架构时，通常将接口S1作为EPC部分及E-UTRAN部分的通信网络连接通道。 1.2 4G-LTE通信网络技术优势 1.2.1 抗干扰

4G-LTE通信网络与传统3G相比，其EPC部分的分组域具有分组功能，而核心网中IMS系统为VoIP业务传输载体，但无CS电路域。基于4G-LTE技术进行移动网络工程通信时，4G-LTE通信网中的MME及SGW共同实现SGSN功能，由PGW实现GGSN功能。当基于4G-LTE通信网络架构传输相关网络信息时，4G-LTE通信网络核心网中的EPC可将控制面、用户面相分离，从而有效防止了移动通信工程4G-LTE网络中MME部分控制面与SGW部分用户面之间相互产生干扰，同时也为4G-LTE通信网与3G通信网相互融合奠定了良好的技术基础。

1.2.2 支持调度移动接入与无线接入管理

在4G-LTE通信网络技术架构中，虽然E-UTRAN部分的eNodeB实体功能、核心网MME、SGW实体均与3G通信网RNC网元类似，但4G-LTE通信网E-UTRAN部分的eNodeB实体功能模块的具体工作方式为Mesh，其通过接口X2与E-UTRAN部分各个eNodeB实体相互连接，从而有效避免了4G-LTE通信网各个eNodeB实体分组丢失的情况；与此同时，4G-LTE通信网络中重要的SGW边界接点及接入网关支持调度移动接入与无线接入管理等具体功能。

1.2.3 网络架构先进，通信延迟小

在具体通信过程中，基于4G-LTE技术体系的HSS、IMS部分，能够基于Diam eter通信协议，通过与接口Cx连接，为UMTS、IMS和核心网提供数据支持服务。因此，4G-LTE通信系统与3G通信系统相比，其通信协议、接口连接方式及网络架构更为先进。一般3G核心

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网分别与接口HSS、C/D及Gr/Gc连接，基于MAP、Diam eter通信协议采用S6a接口分别连接HSS与EPC[2]。

综上分析可以看出，4G-LTE通信系统相对于3G网络架构而言，具有网络结构移动通信延迟小，可实现分散管理的优势。 2 4G-LTE技术在移动通信工程的应用

基于4G-LTE通信网络架构及其技术优势，本文将重点以电力系统移动通信专网为例，通过介绍电力系统移动通信专网通信系统结构，分析电力系统移动通信专网通信系统4G-LTE覆盖方式，阐述4G-LTE技术在电力系统移动通信专网中的应用效益。 2.1 电力系统移动通信专网通信系统结构介绍

移动通信专网主要用于监测电网电能质量，实现电网业务管理一体化与智能化。为满足电力系统电网业务管理准确性、快速性的要求，实时传递监测数据，在设计电力系统移动通信专网通信网络拓扑结构时，本研究基于“网型”与“树型”拓扑结构，一方面可以保证电力系统移动通信专网通信可靠、安全；另一方面，在增加网络节点时，也可确保无须经过复杂计算，即可对电力移动通信系统中的相关监测数据进行远程监控与传输发送。

常见的电力移动专网通信监测系统主要由通信网络、监控中心及在线与便携式信息采集监测终端组成。在信息采集过程中，监测系统数据采集终端分别基于PT信号与CT信号将有关信息传输至通信网，其中还需结合现场实际情况，安装4G-LTE路由器，并经RJ45、RS232两个串行接口，有效连接通信系统与移动收发点。一般的电力系统移动通信专网中的4G-LTE可同时支持TD-LTE和FDD-LTE两种不同格式，分别采用VPN加密传输协议及PPTP协议，即可对电力系统移动通信专网通信过程中的相关数据进行“点对点”传输，同时通信网络中的服务器可分别基于IEC61850傳输协议与PQDIF数据传输格式，提供WEB服务及数据通信、数据库支持服务[3]。

2.2 电力系统移动通信专网通信系统4G-LTE覆盖方式

在移动通信工程中，4G-LTE技术网络引入大宽带技术与MIMO多天线技术。为了实现连续覆盖，在室内采用相对灵活的PRRU覆盖组网方式接入天线。当业务量较多时，可通过PRRU增加系统移动通信数据传输容量；当业务量较少时，可基于多个PRRU组网，以减少传输信息干扰[4]。

为了能够实现室内载波聚合，在信息传输时可通过IQ压缩技术及降采样技术，结合PRRU室内覆盖方案，传输海量4G-LTE网络数据[5]。另外，为保证信息传输时小区、宏小区间PRRU不发生干扰，需将PBridge接入宏站信号较强的BBU中，即通过CompCS技术错开4G-LTE通信网络中的时频域，通过对电力移动通信系统中的相关通信数据资源进行合理调度，即可有效提升通信网内部的数据传输效率。