直放站在公安無(wú)線通信中的應(yīng)用研究

時(shí)間：2014-02-11　來(lái)源：中國(guó)集群通信網(wǎng)　作者：深圳市好易通科技有限　點(diǎn)擊：次

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公安無(wú)線語(yǔ)音通信覆蓋方式

公安無(wú)線語(yǔ)音通信采用大區(qū)制的方式，該方式覆蓋范圍大，投資小、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，是符合用戶使用需求的最佳模式。

然而，大區(qū)制通信模式必然會(huì)產(chǎn)生覆蓋上的弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域，有些弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域又是警務(wù)活動(dòng)的重要區(qū)域，對(duì)無(wú)線信號(hào)的覆蓋有較高的要求，增加基站進(jìn)行覆蓋是用戶最主要的選擇。

增加基站覆蓋的主要問(wèn)題：

1、頻率問(wèn)題，公安無(wú)線語(yǔ)音通信可以使用的雙頻點(diǎn)共160對(duì)，很多省份的頻率早已分配完畢，且復(fù)用了多次，根本沒(méi)有新建基站的頻率資源，尤其是在珠三角和長(zhǎng)三角區(qū)域，頻率更是稀缺資源。

2、多基站組網(wǎng)中對(duì)講機(jī)使用的問(wèn)題，多個(gè)基站必然會(huì)形成大圈套小圈或重疊的覆蓋，這種組網(wǎng)模式對(duì)集群系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出較高的要求，對(duì)講機(jī)如何快速切換基站，如何在通話過(guò)程中切換基站，基站如何合理均衡的對(duì)講機(jī)負(fù)載，系統(tǒng)如何進(jìn)行組呼的控制管理等問(wèn)題需要系統(tǒng)有一套完善的機(jī)制，而目前公安用戶使用的MPT1327集群系統(tǒng)對(duì)這些問(wèn)題還沒(méi)有徹底的解決。

3、資金問(wèn)題，新增基站必然要有資金投入和后續(xù)的運(yùn)行管理費(fèi)用。

為什么傳統(tǒng)的直放站沒(méi)有在公安無(wú)線通信中得到普遍應(yīng)用

直放站作為弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域的無(wú)線信號(hào)增強(qiáng)覆蓋設(shè)備在公眾移動(dòng)網(wǎng)中得到了普遍的應(yīng)用，但是在公安無(wú)線通信中卻很少應(yīng)用，其主要原因有以下幾點(diǎn)：

1. 傳統(tǒng)的直放站都是寬帶放大直放站，公安雙頻點(diǎn)無(wú)線通信的頻段是上下行各5兆帶寬，目前在各大中城市都有很多350兆頻段的設(shè)備在使用，直放站的施主天線可以接收到空中所有350兆頻段信號(hào)，這些信號(hào)在重發(fā)區(qū)域都可以得到放大，因此重發(fā)區(qū)域信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的穩(wěn)定性差、互調(diào)干擾大，直接影響對(duì)講機(jī)的接收使用效果。

2. 傳統(tǒng)的直放站不能很好地解決施主天線和重發(fā)天線之間的隔離問(wèn)題，在一定的安裝條件下，重發(fā)區(qū)域的功率不能加大，否則就會(huì)引起自激現(xiàn)象，影響了對(duì)講機(jī)的通信距離。

3. 傳統(tǒng)的直放站對(duì)施主基站上行方向的功放為常開(kāi)狀態(tài)，會(huì)增加施主基站的底部噪聲，尤其是一個(gè)基站周?chē)鋷讉€(gè)直放站時(shí)，施主基站的通信覆蓋距離將會(huì)縮小。

基于以上三點(diǎn)主要原因，直放站的使用效果達(dá)不到用戶的使用要求，所以很少被用戶采用。

新技術(shù)在直放站中的應(yīng)用

直放站是不是一定不能在公安無(wú)線通信系統(tǒng)中使用呢?答案當(dāng)然不是。近年來(lái)軟件無(wú)線電技術(shù)得到了快速發(fā)展，新技術(shù)融入到直放站中可以解決傳統(tǒng)直放站中存在的問(wèn)題。新技術(shù)的直放站，目前在國(guó)內(nèi)外的MPT1327、常規(guī)、TETRA、APCO等窄帶(占用頻率帶寬25/12.5kHz)無(wú)線通信系統(tǒng)中也得到了較好的應(yīng)用。新技術(shù)主要解決的問(wèn)題有：

1、選頻放大

公安無(wú)線通信都是窄帶通信體制，25/12.5kHz的選頻濾波用無(wú)源器件幾乎是無(wú)法做到的，只有采用軟件無(wú)線電技術(shù)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化采樣處理才能得到較好的信道選擇效果，目前國(guó)內(nèi)外已有幾個(gè)廠家具備該技術(shù)，帶外抑制可以達(dá)到70 dB，多信道互調(diào)抑制達(dá)到60dB.

工作信道選擇

上圖給出了直放站在一個(gè)城市中3個(gè)基站中的應(yīng)用，施主天線可以接收到所有基站的載波信號(hào)，經(jīng)過(guò)選頻濾波在重發(fā)區(qū)域只有基站1的4個(gè)信道的載波。

直放站為雙向放大器，上行通道同時(shí)增加選頻功能的，否則重發(fā)區(qū)域該頻段內(nèi)的任何對(duì)講機(jī)信號(hào)都會(huì)對(duì)施主基站的底部噪聲產(chǎn)生影響。

通過(guò)選頻作用可以達(dá)到以下效果：

1) 重發(fā)區(qū)域輸出信號(hào)頻譜純凈，無(wú)雜波信號(hào)、互調(diào)干擾小;

2) 直放站功放為線性功放，總功率恒定，經(jīng)過(guò)選頻后，避免了無(wú)用信號(hào)占用功放資源，提高了功放的使用效率，載波信號(hào)可以得到恒定的輸出功率。

3) 施主基站也只能接收到相關(guān)頻率的對(duì)講機(jī)信號(hào)，減少了直放站應(yīng)用對(duì)施主基站的影響。

2、干擾消除

干擾消除系統(tǒng)ICS(Interference Cancellation System)是一種特殊的解決天線隔離問(wèn)題的技術(shù)，它采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)降低了直放站重發(fā)天線對(duì)施主天線的反饋干擾，從而有效地解決直放站天線因隔離度不足引起的自激問(wèn)題。

ICS技術(shù)應(yīng)用

在直放站的實(shí)際工程中，最難解決的是施主天線和重發(fā)天線的隔離度問(wèn)題，兩天線的隔離度通常要求大于直放站增益的15dB以上，重發(fā)信號(hào)的輸出功率越大，隔離度要求越高。目前在工程上要得到較大的隔離度，主要是靠建筑物的物理隔離，但還是有不能達(dá)到要求的情況。

引入了ICS技術(shù)的直放站可以抵消回波20dB以上，也就是說(shuō)，在同樣的安裝條件下，重發(fā)區(qū)域的功率可以提高100倍而不會(huì)引起自激。

2、上行通道開(kāi)關(guān)

公安無(wú)線通信系統(tǒng)是半雙工工作模式，對(duì)講機(jī)不講話時(shí)，基站接收不到信號(hào)，但是如果增加了直放站，施主基站就會(huì)一直接收到信號(hào)，增加了施主基站的底部噪聲。

在直放站中增加上行通道的電子開(kāi)關(guān)可以有效解決直放站對(duì)施主基站底部噪聲的影響問(wèn)題，直放站安裝數(shù)量愈多，效果愈明顯。

下圖中，外圈為施主基站原來(lái)的覆蓋范圍，內(nèi)圈為增加直放站后施主基站的覆蓋范圍，左邊的圖是有上行通道開(kāi)關(guān)的直放站對(duì)應(yīng)施主基站覆蓋范圍的影響圖，右邊是沒(méi)有上行通道開(kāi)關(guān)的直放站對(duì)應(yīng)的施主基站覆蓋范圍的影響圖，可以看出沒(méi)有上行通道開(kāi)關(guān)的直放站對(duì)施主基站的覆蓋范圍產(chǎn)生了較大的影響。