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公安無線語音通信覆蓋方式
公安無線語音通信采用大區(qū)制的方式，該方式覆蓋范圍大，投資小、運行維護費用低，是符合用戶使用需求的最佳模式。
然而，大區(qū)制通信模式必然會產(chǎn)生覆蓋上的弱場強區(qū)域，有些弱場強區(qū)域又是警務活動的重要區(qū)域，對無線信號的覆蓋有較高的要求，增加基站進行覆蓋是用戶最主要的選擇。
增加基站覆蓋的主要問題：
1、 頻率問題，公安無線語音通信可以使用的雙頻點共160對，很多省份的頻率早已分配完畢，且復用了多次，根本沒有新建基站的頻率資源，尤其是在珠三角和長三角區(qū)域，頻率更是稀缺資源。
2、 多基站組網(wǎng)中對講機使用的問題，多個基站必然會形成大圈套小圈或重疊的覆蓋，這種組網(wǎng)模式對集群系統(tǒng)的設(shè)計提出較高的要求，對講機如何快速切換基站，如何在通話過程中切換基站，基站如何合理均衡的對講機負載，系統(tǒng)如何進行組呼的控制管理等問題需要系統(tǒng)有一套完善的機制，而目前公安用戶使用的MPT1327集群系統(tǒng)對這些問題還沒有徹底的解決。
3、 資金問題，新增基站必然要有資金投入和后續(xù)的運行管理費用。
為什么傳統(tǒng)的直放站沒有在公安無線通信中得到普遍應用
直放站作為弱場強區(qū)域的無線信號增強覆蓋設(shè)備在公眾移動網(wǎng)中得到了普遍的應用，但是在公安無線通信中卻很少應用，其主要原因有以下幾點：
1. 傳統(tǒng)的直放站都是寬帶放大直放站，公安雙頻點無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，這些信號在重發(fā)區(qū)域都可以得到放大，因此重發(fā)區(qū)域信號場強的穩(wěn)定性差、互調(diào)干擾大，直接影響對講機的接收使用效果。
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，否則就會引起自激現(xiàn)象，影響了對講機的通信距離。
3. 傳統(tǒng)的直放站對施主基站上行方向的功放為常開狀態(tài)，會增加施主基站的底部噪聲，尤其是一個基站周圍配幾個直放站時，施主基站的通信覆蓋距離將會縮小。
基于以上三點主要原因，直放站的使用效果達不到用戶的使用要求，所以很少被用戶采用。
新技術(shù)在直放站中的應用
直放站是不是一定不能在公安無線通信系統(tǒng)中使用呢?答案當然不是。近年來軟件無線電技術(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)直放站中存在的問題。新技術(shù)的直放站，目前在國內(nèi)外的MPT1327、常規(guī)、TETRA、APCO等窄帶(占用頻率帶寬25/12.5kHz)無線通信系統(tǒng)中也得到了較好的應用。新技術(shù)主要解決的問題有：
1、選頻放大
公安無線通信都是窄帶通信體制，25/12.5kHz的選頻濾波用無源器件幾乎是無法做到的，只有采用軟件無線電技術(shù)對射頻信號進行數(shù)字化采樣處理才能得到較好的信道選擇效果，目前國內(nèi)外已有幾個廠家具備該技術(shù)，帶外抑制可以達到70 dB，多信道互調(diào)抑制達到60dB.
工作信道選擇
上圖給出了直放站在一個城市中3個基站中的應用，施主天線可以接收到所有基站的載波信號，經(jīng)過選頻濾波在重發(fā)區(qū)域只有基站1的4個信道的載波。
直放站為雙向放大器，上行通道同時增加選頻功能的，否則重發(fā)區(qū)域該頻段內(nèi)的任何對講機信號都會對施主基站的底部噪聲產(chǎn)生影響。
通過選頻作用可以達到以下效果：
1) 重發(fā)區(qū)域輸出信號頻譜純凈，無雜波信號、互調(diào)干擾小;
2) 直放站功放為線性功放，總功率恒定，經(jīng)過選頻后，避免了無用信號占用功放資源，提高了功放的使用效率，載波信號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)頻率的對講機信號，減少了直放站應用對施主基站的影響。
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題的技術(shù)，它采用數(shù)字信號處理技術(shù)降低了直放站重發(fā)天線對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題。
ICS技術(shù)應用
在直放站的實際工程中，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，在同樣的安裝條件下，重發(fā)區(qū)域的功率可以提高100倍而不會引起自激。
2、上行通道開關(guān)
公安無線通信系統(tǒng)是半雙工工作模式，對講機不講話時，基站接收不到信號，但是如果增加了直放站，施主基站就會一直接收到信號，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關(guān)可以有效解決直放站對施主基站底部噪聲的影響問題，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關(guān)的直放站對應施主基站覆蓋范圍的影響圖，右邊是沒有上行通道開關(guān)的直放站對應的施主基站覆蓋范圍的影響圖，可以看出沒有上行通道開關(guān)的直放站對施主基站的覆蓋范圍產(chǎn)生了較大的影響。
上行通道開關(guān)應用
直放站與采用同頻技術(shù)系統(tǒng)對比的優(yōu)越性
直放站的原理是射頻信號的拉遠，相當于一個基站安裝了多個有源覆蓋的天線。因此它與采用同頻技術(shù)的系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)越性：
1、 不會產(chǎn)生載波頻率不同步問題
2、 不會產(chǎn)生音頻調(diào)制信號相位不同步問題
3、 不會產(chǎn)生音頻調(diào)制信號幅度不同步問題
所以直放站不會帶來任何同頻干擾問題，不用采取特殊的同頻處理技術(shù)解決重疊覆蓋區(qū)的同頻干擾問題。 |
