基于广电白频谱的无线宽带双向传输应用平台

图 1 南京无线双向传输网骨干网络平台示意图
图 2 南京无线双向实验网基站分布图（截图）
注： 和 是信号覆盖好的地方， 是信号覆盖较差地方。
图 3 南京城域覆盖效果测试情况（截图）
1.2.1 应用平台 应用平台包括一个运管中心和应用服务系统，其设
备包括各种应用服务器及业务控制系统，如视频监控服 务器、视频会议服务器、授权访问终端、视频监控管理系 统、多路解码器、视频交换矩阵、视频会议系统、电视墙 等。用于具体应用业务（如视频业务）的访问和调度，满 足在移动情况下的新闻直播、应急指挥、安全保障等业务 应用要求。
运管中心作为城域网的动态监控系统的核心，是系 统安全稳定运行的前提。
应用服务系统是整个系统对外提供服务的基础，其 设备根据需要可以集中放置或分布放置。一般放置有大 型电视墙，实时显示由矩阵切换的多路城市动态图像，可 实时浏览前端各终端上传的实时图像，并可将重要图像 数字化存储录像。
目前已实现对南京市内 24 个主要交通路口的动态 图像实时监控。 1.2.2 核心网
1.1 系统简介 基于南京城域广电白频谱感知和资源利用，采用中
科院具有自主知识产权的 MiWAVE 技术和设备来构建宽 带无线双向接入网络（见图 1），其中，MiWAVE 系列基站 建设完成对南京主城区的覆盖；微基站或直放站等无线 设备的补点建设，解决角落、停车场等主基站覆盖的死 角，以达到覆盖移动车辆在南京主城区区大部分地区活 动范围的目标。
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统。时分复用系统还有其他好处：一是上下行信道的对 称性对信道估计的帮助；二是基站间完全同步，可避免基 站与基站之间信号的相互干扰。
3 相关广电应用简介
3.1 信号上行传输单兵测试效果 信号上行传输单兵测试效果如图 5 所示。
CAO Jian （Nanjing Broadcasting System，Nanjing 210001，China）
【Abstract】 Use white U-band spectrum of radio，film and television resources，using the MiWAVE technology and equipment to build Nanjing metropolitan area broadband wireless multimedia two- way transmission experiment network，applies in the daily news broadcast of radio，film and television and news returns an emergency，and expand the application in the urban traffic， public security，urban health and other industries，as the development direction of NGB-W，proactive and exploratory，has wide
2）同一频段、同一时间、不同地点、同一方向的频谱 存在的差异；
3）同一频段、同一时间、同一地点、不同方向的频谱 存在的差异；
4）同一频段、不同时间、同一地点、同一方向的频谱 存在的差异。 2.2 特定区域白频谱资源的感知和频谱利用技术
鉴于白频谱随时间变化的特性，往往有些信道在 2/3 以上的时间段是可用的，但是在剩下的 1/3 时间内，却存 在较强的干扰，难以直接利用。如果具备动态感知能力， 则可以及时掌握到这些资源的动态信息，结合动态频谱 资源调度与管理，进一步提升白频谱的利用效率。下一 步的发展模式是频谱的动态感知能力和动态频谱资源调 度与管理。 2.3 干扰子载波扣除、抑制带内窄带干扰能力
2 涉及的部分关键技术
2.1 结合地理信息（CIS）进行南京城域白频谱资源分析 通过对南京城区若干典型区域的频谱检测，初步掌
握了一些基本特征。总体来说比较复杂，存在信道差异、 地区差异、方向差异、时间差异等情况。主要测试和分析 内容包括：
1）不同频段、同一时间、同一地点、同一方向的频谱 存在的差异；
系统网络架构从逻辑上划分为应用平台、核心网、接 入网、终端 4 个层次。
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基于白频谱感知的无线宽带 双向传输应用平台
无线收发站点集群 4
小桃园
虎啸
广州路
钟麓
无线收发站点集群 1
南京广电集团与南京宽慧无线网络通信有限公司、 中科院相关单位合作，利用广电 U 波段白频谱资源，运用 具有自主知识产权的 MiWAVE 技术和设备构建南京城域 宽带无线多媒体双向传输网，开展相关实验。目前，除应 用在南京广电集团日常新闻直播栏目和突发事件新闻现 场回传外，也作为南京无线城域网专网运用在城市交通、 公安、城市卫生等行业。下一步将应用于 2014 年在南京 举行的第二届世界青奥会中。
南京作为国家公布的首批三网融合[2]试点城市，南京 广电集团一直积极探索和寻找合适的切入点。在三网融 合背景下，利用广电频谱资源，将下行和上行传输有机结
合，构建广电无线宽带双向传输网络，作为 NGB-W[3]的发 展方向，具有前瞻性和探索性，将是广电行业未来发展的 希望，有着广阔的发展和应用前景。
1 系统平台介绍
图 4 基站设备子载波扣除界面（截图） 2.4 频谱的非对称利用
对于白频谱的特性，期望整齐地规划出成对的频段 以适应频分复用（FDD）的通信系统是不现实的，因此需 要采用能够对频谱进行非对称利用的时分复用（TDD）系
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1.2.3 接入网 该接入网包括 MiWAVE 系列化基站以及与核心网相
连接的接入网关。MiWAVE 系统作为无线宽带多媒体业 务的接入网络，提供双向承载通道。只要有核心网光纤 接入口的地方，就可以架设 MiWAVE 基站，同时，在没有 光纤资源的地方，也可以用微波中继作为数据回传的一 种手段。
由于系统规模大，采取分步投资与建设的方案，从 2011 年开始，截至 2013 年 6 月，共建成基站 38 个（见图 2）， 实现了长江和绕城高速所围成的南京主城区约 700 km2 中 90%面积的广覆盖（见图 3）。目前已完成 38 个基站和 核心网建设，投入广电业务和其他行业业务应用的实验。 1.2 系统平台简介
MiWAVE 终端用于和 MiWAVE 基站保持连接，进行 双向的数据传输。车载终端满足南京城域新闻移动车 上 的 应 用 ，移 动 单 兵 适 用 于 前 方 记 者 机 动 灵 活 的 现 场 信号采集，回传移动单兵或车载终端，将新闻现场信号 通 过 就 近 基 站 汇 入 接 入 网 ，通 过 核 心 交 换 网 送 至 南 京 广 电 集 团 播 控 中 心 机 房 ，由 播 控 中 心 矩 阵 调 度 到 各 频 道演播室。
development and application prospect. 【Key words】 the white spectrum；MiWAVE technology；spectrum analysis and perception；broadband wireless two-way transmission
无线宽带接入基站采用宏蜂窝覆盖方式布置与目标 区域中，主要采用 3 扇区应用模式，可以支持异频和同频 组网方式。每个基站采用 100 MHz 以上宽频天线和发射 设备，采用 TDD 双工方式，每个基站由 2 个上行通道、1 个 下行通道组成，上下行共用 1 个信道，按照时分的工作模 式共用，在上下行比例分配可调，MiWAVE 系统支持多种 不同的配置，目前设定为 17∶30（以上行为主）、突出和弥 补广电无线上行能力。每个基站功率等级 10 W 以下连 续可调。 1.2.4 终端
利用南京广电网络公司南京城域光网平台构建本系 统所需的核心网络。核心网部分需要根据具体应用规模 和设备分布配置适当的交换机和路由器以及相应的光接 入口，现有 4 台核心路由器，分别部署于南京广电网络的 城东、城南、城西、城北等 4 个光网核心节点。核心网与 接入网的连接通过网关实现，网关可对所有基站设备进 行资源配置。
该系统方案中的终端侧主要包括无线宽带接入终端 设备以及与业务应用相配套的外围设备，如摄像机、网络 摄像机、视频会议终端、上网本、WiFi 手机等。终端内部 可以集成国内主流厂家的编码模块，以直接连接模拟摄 像机提供图像上传，也可以选择外接前端设备（包括网络 摄像机、WiFi 摄像机或网络服务器+模拟摄像机）的方式 应用于实际业务。终端内置的编码模块缺省采用压缩 性能最好的 H.264 进行音视频压缩，结合系统本身较高 的 链 路 预 算 ，确 保 在 不 同 的 应 用 场 景 都 有 好 的 信 号 质 量，提供 CIF 到 D1 画质的视频图像。根据图像的变化情 况和对清晰度、分辨率的不同要求可提供从 128 kbit/s~ 3 Mbit/s 不等的码流。
无线收发站点 30 无线收发站点 29
无线收发站点 28
城西
奥体宋都
城南
城北 南京广电
城东
盛景园 谷阳 栖霞
无线收发站点集群 3Leabharlann 播控中心新闻综合 十八频道
教科频道 生活频道
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10 G 1000M 100 M 视音频
菱角市
石门坎 瑞鑫兰亭 红花
雨花 新街口维护点
核心路由器 接入交换机
无线收发站点集群 2
用于南京广电日常新闻直播和突发事件新闻回传，并拓展应用于城市交通、公安、城市卫生等行业，作为 NGB-W 的发展方
向，具有前瞻性和探索性，以及广阔的发展和应用前景。