同频同播无线通信系统的几种组网方法

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同频同播无线通讯系统，简单的说就是在一个地区架设多个中转台，各中转台之间以链路连通，各中转台以相同的频率工作，以达到对一个地区的无线信号的无缝覆盖，保证对讲机在网内任何地方均可即时通讯。同频同播技术解决了无线通信中由同频干扰而引起的许多通信盲区和死角的问题，从而真正实现了信号的无缝覆盖和无线通信应用面的迅速扩大。目前，同频同播无线通信系统有以下几种组网方法：常规同频同播无线通讯系统、群同频同播无线通讯系统、小同频同播系统等。

常规同频同播无线通讯系统

一、常规同频同播无线通讯系统的优势

1、信号无缝覆盖，完全消除通信盲区

同播网由于采用了同播技术，完全消除了未采用同播技术时两个相邻同频基站间的同频干扰，可以根据需要任意增加基站，以最终达到全区域内的信号无缝覆盖。

2、信号覆盖均匀，减少干扰

同播网内由于有多个基站同时发射，对讲机在网内通过基站系统的精确判选，上下行信号始终通过信号场强值最大的基站，所以在网内信号覆盖均匀，各点都能收到基站的信号，减少了外界信号的干扰。

3、基站架设灵活，安装方便

同播基站在架设时对环境的要求不高，能够适应各种安装环境，在选点时只需选择地势较高满足覆盖要求的站点即可。同播中心站与各个同播基站的链路联结可以在无线和有线之间灵活选择。

4、组网方式灵活

一个同播中心站只占用一对频率，就组成了一个覆盖本区域的无线通讯网，对讲机在本网区域内多个基站之间在同一个频道自动漫游。N个同播中心站可以分级管理，必要时可以联网，最终可以汇接到最高级别的指挥调度中心（如省级指挥中心），指挥长可以用指挥调度控制台与一线指挥员甚至与现场人员随时保持通信联系，发布作战指令。这时各个县、市、地区的无线通信网变成省级网的一个个子网，子网平时自成体系各自运作，紧急时刻迅速联成一个大网，统一部署，协同作战。

5、技术先进，稳定可靠

同播通讯控制器，采用GPS卫星定位技术、精确时间技术、大规模数字集成电路、遥控遥测技术，保证了系统的技术先进性、稳定性。

6、配套性强、实用经济

同频同播无线通讯系统，与其配套的无线收发信道机囊括了目前几乎所有的进口无线收发信道机（如摩托罗拉、建伍系列、艾可慕、威泰可斯、大吉、KG系列），用户只需购买控制系统，无需更换原网的收发设备，以较少的资金实现了系统升级。

二、常规同频同播无线通讯系统的技术特点

同频同播网就是在同一个地区布设多个同频中转台，从而加大无线对讲网的覆盖范围，或提高覆盖区的通讯可靠性。建立同播系统必须满足严格的同播技术要求。许多同行曾尝试利用多台普通中转台建立这样的通讯网，但未采用同播技术，在两个差转机的交叉覆盖区存在严重的同频干扰，大大影响了同频差转网的通话质量。

同播系统在国外发达国家得到广泛应用，但因系统链路多采用有线方式或多频无线方式，其昂贵的系统控制设备和同播中转台设备，所以在国内很难推广使用。

目前，国内多家公司的专家和科技人员，经过长期不懈的研究和开发，成功地研制出一套经济实用的无线同播系统。虽然各家产品名称型号不同，其关键技术都是相同的。该系统从引起同频干扰的根源着手，以现有的模拟通道作为链路，从而降低了系统的造价，使得同播系统的推广和使用成为可能；同时引入卫星控制技术、绝对时间技术以及话音延时同步技术，并建立了一套独有的信令控制系统，可对来自不同同播基站的信号进行判选，从根源上彻底消除了同频干扰，并实现了对系统的智能监控，从性能上完全达到了同播技术的要求。该系统具有如下特点：

1、引入了卫星控制技术和绝对时间技术，利用GPS时钟信号将载波频率精确锁定，各同播站的发射载波频差小于10Hz，完全满足同播技术要求。

2、系统所采用的信道机均经过严格的筛选和精确的调试，保证音频幅频特性一致性好，且加于发射机调制端的音频信号幅度特性差在1dB以内。

3、引入语音延迟技术保证每一次通话，控制系统都有足够的时间进行判选。

4、独有的信令控制系统可对多个同播基站进行判选、控制、管理。

5、系统结构简单，组网灵活方便，可靠性高，可组成大区同频覆盖网，且占用频率少，造价低，非常经济实用。

同频同播网根据所采用链路的不同，分为无线方式和有线方式两种。

三、基站的选择

不管采用哪种方式，在基站的选择上都应该是一样的，因最终都要解决的是对讲机的通讯。基站的选择应该以布点合理、基站架设条件成熟以及便于日常维护管理为主。

四、无线链路常规同频同播网

同频同播的链路采用无线方式，占用一对无线频率。它的优点是：基站选择相对容易不受架设有线链路的条件的限制。但各同播基站和中心链路差转机间必须建立可靠的通讯连接，而且链路频率不能受到干扰。

当采用无线链路方式时，链路机需选用专用的链路电台。专用链路电台的启动时间很短，可以控制在10ms以内，使系统的延时很短，在使用时不会出现长时间延时带来的不便。并可保证链路系统的稳定和可靠。

无线链路同频同播网抗干扰的方式：

当采用无线链路方式时，链路频率不能受到干扰，一旦链路频率被干扰则整个系统的通话都将受到影响，严重时还会使整个系统瘫痪。为了解决干扰问题，可以在链路上采用两种方式来克服干扰问题。

第一种抗干扰方式是在链路信号中加入数字信令。同播控制器收到的链路信号中如果没有制定的数字信令，则视为链路中的干扰信号，系统不予转发。

第二种抗干扰方式是自动更改链路频率。当系统检测到某一同播基站的链路被干扰后，会发出指令将系统中所有同播基站的链路频率同时更换到备用的链路频率上，直到链路不再有干扰为止。

五、有线链路常规同频同播网

有线链路同频同播网在系统结构上和无线链路同频同播网大至相同，只是不再采用链路机而是用有线接口设备来传输链路信号。

有线链路同频同播网的链路可采用E1专线方式。一个同播信道占用一个64K V.35通道。E1专线采用数字传输，速率高而误码率低，无传输失真，是最好的链路方式。

有线链路的优点是不需要链路机，不需要链路频率，一次投入较少，每个同播基站到同播控制中心之间均有属于自己的专用链路，而且在同播网工作期间是实时在线的，因此同播基站可将自己的状态实时传送给同播控制中心处理而无需同播控制中心轮询，因此处理延迟时间几乎为零。

六、二种同频同播方式的比较

无线链路方式：站点选择灵活，不受架设条件的限制，以后的使用和维护费用低。

有线E1方式：传输速率高且稳定，但线路架设受限制不能灵活选点。

TCP/IP方式：在系统的运营中，可能会产生网络带宽拥挤时而出现的时延较长、甚至IP包丢失等问题。为此，建议客户在其网络交换机上为相关的IP数据通道设置一个优先带宽，可大大提高IP数据传输的稳定性、适时性。另外网络数据传输的安全性也不容忽视。

七、系统功能

常规同频同播系统除完成基本的通话功能外，还具有以下实用功能：

1、ID/CTCSS防止非法用户入网

考虑到该网为开放网，可在同播中心控制器加装CTCSS主叫识别（该功能需移动台支持），对终端用户进行有效识别，同时也限制了非法用户的入网。

2、可更改链路频率和基站频率

链路频率有富余时，可将其全部写入链路机，当链路受干扰时可以在以上频率中搜寻未受干扰的频率供系统使用。基站频率也可修改。3、精确判选

各同播联网基站都具有接收信号场强精确判选功能，保证网内移动终端始终处于系统平均场强有力电磁环境中，改善手持台的话音质量。

4、联网中心监控

联网中心监控终端实现：

多重检索、回放、录音，使每一次出警的历史都有据可查。

修改基站参数；

全程监控各基站工作电压、功率、电流、GPS状态；

简单的GIS地图功能；

远程查看各同播联网基站的故障状况，方便检修，节约维护成本。

八、控制器介绍

1、有线同播基站控制器 

有线同播基站控制器是同播专用控制器，是有线同频同播系统的基站控制单元。它由接续控制单元、遥测遥控终端处理单元、GPS同步单元、时间均衡单元及电源单元等部份组成，它通过有线E1的数字通道V.35完成数据的传送和交换。整个设备采用全数字化电路设计及数字化处理，处理速度快，失真小，能保证系统的通话效果良好，音质优良，延时值小。

有线同播基站控制器输出端一方面与同播信道机相连，另一方面则与有线E1接口相连。

有线同播基站控制器技术指标参数（参考值）：

2、无线同播基站控制器

无线同播基站控制器是同播专用控制器，是无线同频同播系统的基站控制单元。它由接续控制单元、遥测遥控终端处理单元、GPS同步单元、时间均衡单元及电源单元等部份组成，它通过专用数字通道完成数据的传送和交换。整个设备采用全数字化电路设计及数字处理，保证系统的通话效果良好，音质优良。

无线同播基站控制器输出端一方面与同播信道机相连，另一方面则与无线链路机相连。

无线同播基站控制器技术参数（参考值）：

3、有线同播中心控制器

有线同播中心控制器是同播专用控制器，是有线同频同播系统的中心控制单元。同播中心控器是系统的中心枢纽，负责完成同播系统的控制、判选、接续、监测等功能，由控制单元、电源单元等部份组成，整个设备采用数字化电路设计及数字化处理，通过专用数字V.35 数据通道与E1接口相互连，完成数据的传送和交换。数字化处理速度快，失真小，能保证系统的通话效果良好，音质优良。

有线中心控制器与基站之间为一一对应关系，因而，有几个基站，系统将配置几个同播中心控制器，控制器之间通过专用通道进行连接。

有线同播中心控制器一般性指标（参考值）：

4、无线同播中心控制器

无线同播中心控制器是同播专用控制器，是无线同频同播系统的中心控制单元。同播中心控制器是系统的中心枢纽，负责完成同播系统的控制、判选、接续、监测等功能，由控制单元、电源单元等部份组成，整个设备采用全数字化电路设计及数字化处理，通过专用数字通道与中心链路机相连，完成数据的传送和交换。数字化处理速度快，失真小，能保证系统的通话效果良好，音质优良，绝对延时值小。

无线中心控制器与基站之间为一对多的对应关系，因而，每信道所有的同播基站将通过一个同播中心控制器来完成系统的处理和交换工作。

无线中心控制器一般性指标（参考值）：

九、呼叫过程描述

当移动台A发出呼叫，假如同播站1和同播站2同时收到此信号，系统同时对同播站1和同播站2的信号进行处理，系统会自动进行信号优劣判选，并确定主发站，同播主站收到的移动台信号传输到同播中心后，同播中心通过对该信号处理，将该信号发向各同播站，各同播站收到中心的信号，进行精确处理，确定转发时间，再转发到移动台，实现同播，如同播站1成为主站，将转发该站收到的移动台信号，其它同播站则成为从站，转发下行信号，从而完成系统的判选和同播，实现了全区域的同频覆盖。其它移动用户呼叫过程与此相同。系统内移动台的每一次呼叫（即每按一次PTT）均会重复上述过程，即每按一次PTT系统就建立一次连接。这样可保证移动台的每一次通话均占用接收信号场强较好的同播基站，从而保证了整个系统的话音质量。

群同频同播无线通讯系统

无论是城市中的无线通讯，还是高速公路上的无线通讯，对讲机使用单中转台，并在以下所示实测环境状况中的通讯距离如下：

环境状况：

不考虑地形和电磁环境影响；

系统工作频段：400MHz；

基站发射功率：50W；

基站天线高度：60米；

天线增益：8dBi；

对讲机功率：4W；

对讲机天线增益：0dBi。

距离：

实际下行通讯半径：（40～80）km；

实际上行通讯半径：（6～20）km。

实测结果表明：对讲机功率小、天线低、上行信号弱；中转台功率大、天线高、下行信号强。上下行信号的不对称，产生一大片通讯盲区。

我们现在面临的问题，就是如何覆盖通讯盲区？如何实现长距离、大范围的覆盖？如何改善对讲机上行信号弱的问题？且设备造价又不能太昂贵。无线群同播系统的产生便是响应这个需求。

一、群同播系统简介

什么是群同播系统？群同播系统就是在通讯网中设立多个基站接收机，来改善对讲机上行信号弱这个问题的系统。多个基站接收机把收到的同一信号通过链路发送给控制中心的音频判选器，音频判选器选择出信噪比最佳的一路音频，再送给线路分配器，线路分配器把一路信号分成多路，然后分别送给多条链路。各基站发射机收到从链路来的音频信号，再同时用不同频率发射，网内所有对讲机平时处于扫描状态，收到基站发射机的信号，驻留在该信道上工作，最终完成本次通讯。

群同频同播无线通讯系统实际上是一种同一频率接收，不同频率发射的特殊同频同播无线通讯方式，严格的说，应当叫同频群播无线通讯系统。因为其整个系统的设计思想仍属于同频同播的范畴，因此仍将其称为群同频同播无线通讯系统。

二、群同频同播无线通讯系统的呼叫过程描述

1、对讲机A发起呼叫，多个基站接收机收到该信号；

2、多个基站接收机把收到的同一信号通过链路发送给控制中心的音频判选器；

3、音频判选器选择出信噪比最佳的一路音频，送给线路分配器；

4、线路分配器把一路信号分成多路，分别送给多条链路；

5、远端的基站发送机收到从链路来的音频信号，同时发射；

6、B、C、D对讲机平时处于扫描状态，收到基站发射机的信号，驻留在该信道上工作；

7、完成通话。

三、群同频同播无线通讯系统技术特点

1、扩大了系统覆盖面积、消除了通讯盲区；

2、实现了无缝跨基站联网，移动用户可在系统内无缝漫游；

3、提供了更高的通话质量、更低的音频失真、更小的噪音干扰、更短的信号中转延时、更简洁的系统设计、更少的系统维护量、更优的设备性价比；

4、通话质量优良，各发射站采用不同发射频率，彻底消除同频干扰；音频失真度小，低于10%；

5、所有接收站使用同一频率；

6、在带状区域应用中发射频率可重复使用；

7、多种链路形式可选：有线/无线方式；

8、音频判选器采用科学的信噪比判选方式，该方式要优于信号场强判选方式 ；

9、不必使用高稳频率参考源，因此结构简单，安装调试方便；同时也提高了系统的可靠性，降低了日常维护量低；

10、设备兼容性强。

小同频同播系统

一、小同播无线通讯系统产生的需求背景

对于中小型的无线通讯网 ，对讲机使用单中转台，并在以下所示实测环境状况中的通讯距离如下：

环境状况：

不考虑地形和电磁环境影响；

系统工作频段：400MHz；

基站发射功率：50W；

基站天线高度：60米，天线增益：8dBi；

对讲机功率：4W；

对讲机天线增益：0dBi。

距离：

实际下行通讯半径：（40～80）km；

实际上行通讯半径：（6～20）km。

实测结果如下，对讲机功率小、天线低、上行信号弱；中转台功率大、天线高、下行信号强。上下行信号的不对称，产生一大片通讯盲区。

一般的中小型城市、县城、大中型机关、单位、厂矿对通讯网的要求在五十公里范围就足够了，在使用单中转台的情况下，对讲网实际下行通讯半径为40km～80km。如何使对讲机在通讯半径为40 km～80km 时实现无盲区通讯？如何改善对讲机上行信号弱的问题？如何在使用一个中转台的情况下实现较大范围的通讯？面对这个需求，就产生了小同频同播系统。

二、小同播系统简介

什么是小同播系统？小同播系统是在使用一个中转台的通讯网中，设立多个接收机，来改善对讲机上行信号弱的问题的系统。多个基站接收机把收到的同一信号，通过链路发送给控制中心的音频判选器，音频判选器选择出信噪比最佳的一路音频，再送给中转台发射，网内所有对讲机收到中转台的信号，最终完成本次通讯。

小同播无线通讯系统实际上是一种小范围的同频同播无线通讯方式，是单中转台通讯系统的完善和升级，用户只需购买控制系统，无需更换原网的收发设备，以较少的资金投入便可实现系统升级。小同播无线通讯系统以投资少、见效快深得中小型用户欢迎。

三、小同播无线通讯系统的呼叫过程描述

1、对讲机A发起呼叫，多个基站接收机收到该信号；

2、多个基站接收机把收到的同一信号通过链路发送给控制中心的音频判选器；

3、音频判选器选择出信噪比最佳的一路音频，送给中转台发射；

4、B、C、D对讲机收到基站发射机的信号，完成通话。

四、小同播无线通讯系统技术特点

1、扩大了系统覆盖面积，通讯距离加长，最远可达80km，消除了通讯盲区；

2、通讯质量提高，系统设计更简洁，减少了系统维护量；

3、异频收发，所有接收站使用同一频率；

4、多种链路形式可选：有线/无线方式；

5、音频判选器采用科学的信噪比判选方式；

6、不必使用高稳频率参考源，因此结构简单，安装调试方便；

7、覆盖面积是单个中转台的10倍以上。

   同频同播技术应用

同频同播技术解决了无线通信中由于同频干扰而引起的通信盲区和死角太多的问题，从而真正实现信号的无缝覆盖和无线通信应用面的迅速扩大。

一、公安消防武警通信中的区域覆盖问题

随着城市规模不断扩大，城市内的高楼越修越高，同时这些高楼也严重阻碍了无线信号的传输，许多新的盲区随之产生。再者，由于城市区域地不断向外扩大，需要监控的范围也越来越大，因此在城市不同方位的各区域就需要设置多个无线差转台来满足通信的需要。如果继续使用原来的同一组频率，可能会出现多个无线信号交叉覆盖区，使得同频干扰源造成对讲机之间的通信间断甚至完全中断，而且再申请新的频率又比较困难，给使用单位带来了两难的困扰。

同播技术可以只用一对工作频率在城市中建立许多同播站，完全达到信号的无缝覆盖要求，从而消除同频干扰的现象，使原来一直困扰使用单位的烦恼迎刃而解。同播技术不仅应用在公安、消防、武警等部门，还涵盖了大型的旅游景区的管理、森林防火、港口码头等部门。

二、高速公路和铁路运输中的线状覆盖问题

其特点是：管理的对象成线状延伸，随着线路由近至远，无线信号也由强变弱，直至信号最后完全中断；有时遇到隧道和高山无线信号也完全中断。

在监控的区间内，如果发生重大交通事故，或出现重大治安刑事案件、恐怖爆炸、灾害性毁损以及其他在日常维护中产生的重大隐患，作为线路管理的部门需要在第一时间内获得信息，以便立即做出应急指挥决定，把灾难和损失控制在最小范围内。

“第一时间”可以是五分钟、五十分种或五个小时，时间越长后果越严重，其产生的结果也是截然不同的，同时投入的人财物力成本也会差之千里。

同播技术可以在监控的公路、铁路沿线站点或隧道，密集设置同频转发基站，使对讲机之间、对讲机和管理部门之间通信不会产生同频干扰现象。如此这般，当突发事件发生时，就可以迅捷地在第一时间通报，使各部门立即作出应急反应。

三、同频同播无线通信系统适用性

该系统适用于：警用常规无线通信；公安消防无线通信指挥；高速公路交警无线通信；铁路、公路、石油管道延线的无线通信调度；列车公安、军队兵站、汽车运输团队、森林防火部门的无线通信以及任何存在应急无线通信需要的行业。

同播技术科学地整合了客户现有的各种链路资源（无线、有线、E1、数字电路、IP、卫星等），以相对较少的资源占用和资金投入取得事半功倍的效果，成为无线专用网技术发展和技术进步的一个亮点。