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无线同频同播技术在消防一级网中的应用

时间:2014-06-11 来源:中国集群通信网 作者:阜新市消防支队指挥中 点击:

消防部队的三级无线通信网是保障火场通信指挥的重要手段,它在提高处警能力,改进火场决策手段中起着重要的支柱作用,特别是随着社会经济的飞速发展和城市化进程的加快,消防跨地区大规模联合作战的几率越来越高,在这种情况下作战,由于参战部队多、建制组合复杂,消防三级组网应用是否成功,都将给灾害事故处置带来全局性的影响。在消防无线三级组网体系中,一级网相对二、三级网,由于覆盖区域广、信号干扰多等原因,架设和维护存在很多困难,可以说,一级网建设成功与否,将直接决定了火场无线三级组网的实现。

消防一级网,又叫城市消防管区覆盖网,主要用于保障城市消防指挥中心与所属消防大队、中队固定台、车载台之间的通信联络,各级消防指挥人员的少量手持电台在必要时也可加入该网。通过一级网,119指挥中心能够与灾害事故现场指挥部、途中车辆以及各基层中队值班室不间断保持联系,确保后方指挥人员随时掌握灾害事故现场情况,增援力量的实时动态,为快速、正确决策提供可靠的信息依据。特别当发生较大灾情进行多中队跨区联合作战时,一级网的应用具有重要意义。

一、无线同播网概况

无线同播网即利用同播技术,在一个区域内设置多个同频中转台,并利用链路将相关中转台信号进行连接,从而在大区域范围内实现良好通讯质量的无线对讲网络。其优势主要体现在以下三个方面。

1、全方位覆盖,消除通信死角。

对于山地和高层建筑林立的无线通讯,靠一个制高点设立一个中转台是不能实现良好可靠的无线通讯网,因为山地和高层建筑对高段无线电波有明显的阻碍作用,是造成无线通讯不稳定性的主要原因。经常有这样的情况:虽然远离中转台的位置可得到良好的通讯效果,而离中转台很近的地方却存在无线通讯死角。同播网不但可实现覆盖范围的扩大,而且是解决无线盲区的有效方法。因为多中转台同播可实现多方位的覆盖,移动用户所处位置可能受到一方面或两个方面的阻碍,这时还有其它方向的中转信号可以射入,用户仍可得到良好的通讯效果。

2、均匀覆盖,减少干扰。

对于恶劣的无线电波干扰现状,同播系统工作模式也具备特别的作用。对于单个中转台,虽然可能是地处较高的地点,但随着距离的加大,场强将迅速减弱,当移动用户附近有较强的无线电场时,特别是大功率无线寻呼发射机,弱信号可能被屏蔽从而造成通讯中断。无线同播网是多点覆盖,整个覆盖区场强平均,所以同播网通讯效果稳定可靠。

3、安装比较灵活方便。

建立同播网不必与无线发射设备争用制高点安装中转台,而只需选择方便合适的地点安装即可。中转台和大功率的寻呼发射机安装在一起是不明智的,尽管此点位置可能很高。但因为无线对讲系统是双向的,一般情况是中转台发往移动台信号良好,而移动台发往中转台困难,尤其以手持机为例。中转台发射功率一般为20W~40W,而手持机只有1W~5W,显然手持机发往中转台的信号远弱于中转台发往手持机的信号。若中转台和寻呼发射机安装在同一地点,手持机的上行信号将被进一步消弱。同播系统中转台只需要安装于位置相对较高、远离大功率发射设备方便安装的地点即可。

二、同播无线通信网的技术可行性

建立同播系统必须按照严格的同播相关技术,否则可能事与愿违。如果简单地安装多个中转台以期达到同播网目的,那么各个中转台之间的重叠区将会产生同频干扰。要实现同播系统交界区良好的通话质量必须满足下列基本条件:

① 各区中转台发射调制音频波形要求基本一致(包括幅度与形状);

② 各区中转台发射音频延时量要求基本一致;

③ 各区中转台发射频率基本一致。

为满足上述三个条件,实现同频同播,必须解决好同频同步发射技术、音频相位同步技术、接收判选技术等关键技术。

1、同播基站发射频率的同步。

传统常规发射台载频频率稳定度较差,一般为+/-2×10-6,对于350兆的频率可以产生+/-720×10-6的载频频率误差,当两个载波同时进入移动台接收机时,由于接收机的混频作用可产生最大1440Hz的差拍干扰信号,将会严重影响通话效果。可以通过GPS接收机,利用卫星GPS提供的高精度基准时钟锁定同播基站发射机发射频率,保证各个同播基站发射频率稳定度控制在+/-0.01×10-6内,使同频载波产生的差拍频率落在接受机音频通带之外。

2、音频相位的同步。

由于链路中转台的输出话音信号通过不同的同播基站的发射机传送到手持电台,由于不同路径延时的影响,因此在重叠区内的移动台收到的音频信号存在相位差。可采用卫星GPS提供的高精度标准时间作为基准,调整各个发射机的发射音频信号的延时,保证重叠区的音频信号同相。

3、接受信号的判选。

基站一般发射功率较大(20W~40W),架设位置也较高,而移动台(特别是手持机)发射功率较小,所以往往在离基站较远或在死角位置下,移动台能够收到中转台的强信号,但基站收到移动台的确实是弱信号,甚至收不到信号,使得与对方移动台的通讯中断。需要在覆盖区内设置多个接收点,并保证在覆盖区域内移动台发射的信号能够达到基站接收机。由于可能有多个基站接收机同时收到移动台信号,而且各个接收机接收的信号质量各不相同。因此,同播基站必须将接收到的信号的场强数据通过链路机送到链路中心站进行判选,根据各路信号的质量,选出一个较好的信号输出,再送到各同播基站的发射机发射,从而保证另一方移动台收到的话音是清晰的。
(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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