武警同频同播系统应用.ppt

1 应急通信保障 公安武警 2 同频同播 超短波组网实际就是应急通信 因为在现代社会中 当人们高度依赖的公众通信网在突发事件里失去作用后 当地政府首要任务是依托应急通信指挥系统恢复正常工作 而当灾区公路交通同时被毁时 必须使用不依赖有线的无线电应急通信方式来提高救灾指挥效率 最大可能地抢救人民生命和国家财产 所以在美国911事件 2008年春节雪灾 汶川512特大地震发生后的紧急救灾中 就使得超短波通信起着非常重要的作用 3 一 消防灭火应急通信保障的作用和目的 作用 是对公安武警无线电通信网的局部补充和加强 目的 是在发生灾害时 第一时间靠前迅速填补通信网盲区 消除通话拥塞 4 二 应急通信保障出现各种情况分析 1 由于公安武警通信网络架设理论上要覆盖整个城郊区 但在实际使用中很难实现百分之百覆盖整个城区和责任区 且通信 盲区 多出现在灾害较多的地区 或责任交界处 谷底等区域 5 建设目标 从根本解决常规无线电网覆盖的问题 联网问题 提高频率利用率和有效覆盖率 必须建设一套安全可靠 稳定实用 便于控制 管理维护 具有较好扩展性稳定性的覆盖全区的无线同播通讯网 6 应急通讯设计原则一 7 应急通讯设计原则二 8 应急通讯设计原则三 一 为什么采用同频同播系统二 基本原理三 同频同播系统的应用 10Km 20Km 常见简单的常规通讯结构 手机通讯距离短 一般3 10公里 车台通讯距离较远 一般10 30公里 最大的问题是通讯距离受到限制 扩大覆盖范围易造成使用不方便 简单常规通讯系统面临的问题 城市覆盖区内盲区如何解决 盲区 盲区 覆盖区 在一个中转台覆盖范围内 存在许多通讯盲区 例如 建筑物内 高楼背后等等 面临的问题 高速公路的如何全程覆盖 高速公路距离较远 一个中转不能全部覆盖 造成较多盲区 中转台覆盖范围 中转台 高速公路 简单常规联网系统的方案及缺陷 中转台 中转台 中转台 接收450 000发射460 000 接收452 000发射462 000 接收451 000发射461 000 接收460 000发射450 000 手机 手机 接收462 000发射452 000 手机 接收461 000发射451 000 缺点 一个覆盖区一个工作频率 电台从一个区域移动到另一区域需要转换频道 频道1 频道2 频道3 过去在一般的城市架设一个无线中转台 基本上就可以满足整个城市的需要 然而随着经济的发展 城市规模在不断扩大 高楼林立以及电磁环境严重恶化等因素的影响 覆盖效果严重下降 特别是高速公路建设的发展 如何解决长距离的通讯问题 如何提高手持机的覆盖率 提高城市大范围覆盖效果 成为无线通讯网急需解决的重要问题 而过去传统的不同工作频率中转多基站联网方案虽然可以解决大范围 远距离的通讯覆盖解决这一问题 但是又会带来用户操作不便 需要在覆盖区频繁转换频道 浪费频率资源的弊端 同频同播系统 同频同播系统就是在整个所需要的覆盖内架设多个中转台 所有的中转台都使用相同的工作频率 每个中转台各自覆盖相应的地区 再通过链路将所有的中转台连接起来 共同组成一个通话效果优良的大网 同频同播系统使用起来非常方便 效果良好 对用户来说就像一个中转在工作一样 同频同播系统具有单基站系统无法达到的覆盖效果 是大范围覆盖的理想选择 同频同播系统 大范围通讯 基站1覆盖区 基站2覆盖区 基站3覆盖区 基站4覆盖区 基站5覆盖区 基站6覆盖区 中心链路基站 二级链路基站 RX 350TX 360 RX 350TX 360 RX 350TX 360 RX 350TX 360 RX 350TX 360 RX 350TX 360 同频同播的基本概念 在一个区域内架设多个相同工作频率的中转台 通过有线 无线链路将所有的中转台连接 TX 460 RX 450 TX 460 RX 450 TX 460 RX 450 TX 460 RX 450 TX 460 RX 450 同频同播的优点 同频同播系统就是在整个所需要的覆盖内架设多个中转台 所有的中转台都使用相同的频率 每个中转台覆盖相应的地区 再通过链路将所有的中转台连接起来 共同组成一个通话效果优良的大网 同频同播系统使用起来非常方便 效果良好 对用户来说就像一个中转在工作一样 同频同播系统有单基站系统无法达到的效果 是大范围覆盖的理想选择 同频同播系统的优势 实现大范围覆盖 覆盖范围无限扩大基站站布置灵活 根据需要任意增加基站简化使用者的操作 跨区自动漫游 提高频率的使用效率 使用一对工作频率灵活的资源组合 同频同播系统的发展 国内同频同播系统应用最早开始于上世纪九十年代末 本世纪初 在同频同播系统中采用GPS卫星同步技术 进一步改善了通话效果 同时实现了使用单通道无线链路同播系统的应用 频率精度和稳定度达到10 9 10 11 延时精度达到us级 数字化的信息处理应用 采用了数字处理技术 语音交换 语音延迟 信号调理等均通过数字方式实现 从而使交换更灵活 控制更精确 功能更丰富 扩展更方便 常规通讯系统比较 同频同播系统能够实现无缝覆盖使用简单组网灵活 扩容方便系统兼容性好节省频率资源系统技术复杂系统管理功能强资金投入较大某些地点仍然存在一些话音失真 普通常规中转系统通讯有盲点 难以实现无缝覆盖用户过区操作复杂 系统组网受限制系统兼容性好浪费频率资源系统技术简单系统管理功能较少资金投入少不存在话音失真 发展历史 同频同播系统基本原理 解决重叠区的同频干扰 重叠区同频干扰的原因1 各个中转台的频率不一致2 多个音频相位延时而不相同3 频偏 音频幅度 不一致 GPS同频同播基本理论 各个中转台的发射频率不一致例如 中转台的频率稳定度为 10 6对450M频率的频率误差为 450 x106x10 6 450HZ两个载波就会产生一个频率为0 0 9KHz的差频干扰信号而音频范围为300HZ到3KHz这样在话音中叠加 呜 的差频萧叫声产生的原理 音频相位差因为移动台到各基站的距离不同同播时延差导致接收音频信号的畸变失真电波在空间的传播延时是1公里 1秒 300000公里 3 33uS40公里延时133 2uS 10公里延时33 3uS两个话音的时延差为99 9uS 40公里延时133 2uS 10公里延时33 3uS 同频干扰解决方案 GPS发射频率同步TGPS同频同播延时的调整TGPS同频同播系统分散判选T 同频同播技术标准 同频同播系统技术文献建议载波频率偏差 10HZ 目前的电台频率一般偏差达几百HZ 相位差 30度 GPS发射频率同步原理 每个GPS同频同播基站都配置一个高精度授时GPS接收机 利用GPS接收机根据从卫星网络获得的高精度基准信号 作为参考信号锁定发射机频率 实现基站设备超高频率稳定度 10 9至10 11 延时控制技术我们将通过优化系统延时参数把信号场强相近的重叠区的延时差控制在允许的范围内 40公里延时133 2uS 10公里延时33 3uS 插入100uS延时电路 同播基站 同播基站 实际延时133 2us 实际延时133 3us 频偏 音频幅度 的精确调整对不同通路的话音分别调幅在同播系统中 设备参数的一致性也是影响通话质量的重要因素 特别是在密集架设同播基站的同播系统 我们精心优选设备 精确调试电台的技术指标 保证各基站之间性能参数差异控制在很小的范围之内 同播系统的接收判选技术 在同播系统中 所有的基站由于采用相同的接收频率 移动台发起呼叫时 多个基站同时收到移动台的信号 各个基站收到的移动台信号质量不同 需要采用判选技术从这几个基站中选择出好的话音信号作为中转信号 同播系统的接收判选技术 分散判选技术是各基站根据收到的移动台场强 根据场强强的先发 场强弱的延时发射的速度争抢原则 各基站自己判别 分散判选同播系统中一个链路中心基站所带同播基站理论上没有限制 分散判选技术说明 同播基站1 同播基站2 手机发射信号两个同播基站同时收到信号 基站1收到的信号强 链路机先发射 链路中心 分散判选的优势 特别在无线链路系统中 一个链路中心所带的同播基站数量没有限制对链路机的要求也大大降低 有多种信道机在系统中成功应用KG510在多级无线链路同播系统中分散判选的应用能够较好的平衡通话建立速度与接收判选要求的矛盾 采用分散判选技术使系统的复杂程度大大减低 对系统安装 系统维护的技术要求也大大降低 基本上只要保证该基站的话音通路正常 链路连接正常系统就可以工作 同频同播系统控制功能 同频同播系统通话管理功能 同频同播系统管理功能 GPS同频同播系统组网模式 有线链路方式T无线链路方式T有线 无线混合链路方式T多级无线链路方式有线 无线备用链路方式 无线链路同播系统 使用一对工作频率一对链路频率 无线链路故障时同播基站自动转为本地中转方式监控中心通过无线方式对系统设备工作状态进行管理 无线链路同播基站配置 链路机 本地信道机 双工器 双工器 电源 电池 本地天线 链路天线 同播控制器 GPS天线 同播基站实物图 有线链路同播系统 使用一对工作频率有线采用E M接口 2M 有线链路故障时同播基站自动转为本地中转方式同播基站任意组合成多个子同播系统 有线 无线混合链路同播系统 有条件的地点采用有线链路 没有条件的采用无线链路组成既有无线链路又有线链路的混合链路同播系统 多级无线链路同播系统 当一级链路不能连接所有同播基站时 可以采用多级链路工作模式 当一级链路故障时 二级链路所连接的同播基站能够独立工作 也可以人工控制二级链路实现两个无线链路同播系统的联网工作或断开独立工作 有线 无线链路备用同播系统 同播基站同时具备有线链路和无线链路 当有线链路正常时使用有线链路 当检测到有线链路故障时同播基站自动切换到无线链路 当有线链路恢复正常时基站自动转回有线链路 同频同播系统优势 技术成熟性实现大区自动漫游稳定高效便于管理易于维护性能可靠方便实用 移动台的管理 性价比高原有的移动台能够在同播系统中使用 系统管理基本界面 系统管理的基本功能 基站状态的检测工作状态的设置移动台的管理系统参数的设置 基站状态的检测 可以远程检测同播基站的下列状态 GPS锁定状态 高稳晶体锁定状态 外部电源 220V 状态 发射锁相环锁定状态 工作电压 温度 发射功率是否正常 检测功能需要使用指定的设备配合 工作状态的设置 通过管理终端能够远程设置基站工作状态转换链路 本地中转台的频道 选择单频