集群通信系統(tǒng)開場監(jiān)測方法

葉淋美，王心塵

（國家無線電監(jiān)測中心福建監(jiān)測站，廈門　361004）

集群通信系統(tǒng)開場監(jiān)測方法

葉淋美，王心塵

（國家無線電監(jiān)測中心福建監(jiān)測站，廈門361004）

本文通過調研國內外集群通信系統(tǒng)的發(fā)展情況，設計了集群系統(tǒng)監(jiān)測的具體方法，并對測試結果進行分析，為集群通信技術指標開場測試提供參考，具有一定的實踐意義。

集群通信系統(tǒng)；開場監(jiān)測；TETRA

1　引言

集群移動通信系統(tǒng)在中國已有近30年的歷史，經歷了從模擬到數(shù)字，從專網到共網，從體制標準到技術創(chuàng)新，從企業(yè)研發(fā)到市場應用，從社會需求到應急聯(lián)動通信的變遷，取得了長足的發(fā)展。目前，我國市場已有數(shù)十種集群移動通信系統(tǒng)，特別是數(shù)字移動通信系統(tǒng)在移動通信領域占有越來越重要的地位。

當前，我國無線電發(fā)射系統(tǒng)工作狀態(tài)評估方法

主要有兩種方式——傳導測試和開場測試。傳導測試穩(wěn)定性好，測量結果準確，但是更加依賴于專業(yè)的檢測設備，且傳導測試時容易影響系統(tǒng)業(yè)務的正常運行。因此，考慮到全國監(jiān)測站設備條件有限和監(jiān)測方法的可操作等方面因素，本文通過設計集群通信系統(tǒng)的開場測試實驗，提供了開場測試方法的詳細步驟，是積極探索集群參數(shù)測量方法實踐性的重要過程。

2　集群移動通信系統(tǒng)開場監(jiān)測方法

開場監(jiān)測方法設計的目的是希望通過關注目標系統(tǒng)的空間輻射特性，結合業(yè)務特點，從而利用開場監(jiān)測結果判斷發(fā)射性能指標。對集群系統(tǒng)的開場測試而言，即通過對集群通信射頻的輻射信號的關鍵參數(shù)進行監(jiān)測，間接判斷該集群通信系統(tǒng)是否在規(guī)定要求內正常使用，以及是否對其他鄰近無線信道產生有害干擾，這是規(guī)范化無線電業(yè)務重要手段之一。

2.1測試對象

本文重點關注射頻子系統(tǒng)的空間電磁輻射測試，射頻子系統(tǒng)由移動臺和增強型基地收發(fā)系統(tǒng)（EBTS）組成。其中，EBTS在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中為固定部分和無線部分之間提供中繼，通過空中接口，移動用戶能夠與基站連接。移動臺，包括車載臺、便攜臺和手持臺，多數(shù)為有源的小型發(fā)射和接收設備，功能較少，且移動性強。因此，對集群移動通信系統(tǒng)的開場監(jiān)測對象主要是對射頻基站的輻射開場測試。

2.2測試條件

2.2.1測試環(huán)境

⊙測試系統(tǒng)應在標準試驗大氣條件下（15℃～35℃）進行。

⊙在進行測試時盡量采用屏蔽措施以防止外界干擾影響試驗的效果和精度。

⊙所有使用的試驗設備和測量儀表的精度應滿足被測設備的測量要求，并完成在計量周期內進行校驗。

⊙應選擇天氣情況較好的情況，避免雨雪天氣損耗測量設備和測試異常情況發(fā)生。

2.2.2測試地點

測試地點應選擇在測量對象輻射范圍之內。電磁波在空間傳播，即從發(fā)射端到達接收端的過程中，受到了多種因素的影響，包括地形、傳播環(huán)境、衰落、多普勒效應和多徑效應等。為了能夠正確分析集群信號的輻射特性，測試點應選擇距離發(fā)射天線視距范圍內的開闊地帶，盡量避開高大的遮擋物和陰影區(qū)域。

2.2.3監(jiān)測鏈路

測試連接如圖1所示，對應的設備型號如表1所示。

圖1　監(jiān)測系統(tǒng)連接框圖

表1　開場監(jiān)測設備型號

2.3測量參數(shù)指標［3，4］

2.3.1工作頻率（頻率容限）

對集群通信系統(tǒng)的發(fā)射信號的工作頻率進行測量，將測量結果與指配頻率或信道劃分頻率進行比對，計算發(fā)射頻率誤差，判斷其是否工作在允許誤差范圍之內。在規(guī)定的電源電壓范圍和移動環(huán)境的溫度范圍內，任何載頻發(fā)射的頻率誤差不得超過3×10-6。

2.3.2占用帶寬

占用帶寬是某一頻率的帶寬，在此頻帶內所發(fā)射的功率要占到給定發(fā)射功率的一定比例（99％），它是反映發(fā)射機性能特性的基本要求。占用帶寬表明了系統(tǒng)對頻譜的使用需求，也反映了系統(tǒng)的頻譜利用效率，集群通信系統(tǒng)發(fā)射信號的占用帶寬應＜25kHz。

2.3.3接收功率（場強）

根據(jù)測量的開場接收信號電平反推有效輻射功率。

2.3.4鄰道功率

鄰道功率是指工作在信道系統(tǒng)中的發(fā)射機，在規(guī)定的調制條件下，總輸出功率落在任何一個相鄰信道規(guī)定帶寬內的那一部分功率。落入鄰道的功率太大，就會增加鄰道的背景噪聲，影響其通信質量，甚至妨礙通信功能。這個功率是由發(fā)射機的調制、哼聲和噪聲產生的平均功率，它規(guī)定為載波功率與鄰道功率之比的dB值或絕對值。鄰頻道功率應低于載頻功率70dB（基站、固定臺、車載臺）、55dB（手持臺）。

2.4監(jiān)測步驟

（1）設備檢查。

（2）測試選點。

（3）測試設備連接。

（4）頻譜儀分析。

（5）數(shù)據(jù)采集。

（6）選擇其他時間重復步驟（1）～（5）。

（7）測試結果記錄。

（8）分析和總結。

2.5測試數(shù)據(jù)

本文在廈門市區(qū)內選取了3個在用集群基站作為監(jiān)測對象，測試環(huán)境分別如圖2～圖4所示，按照上述監(jiān)測步驟進行相關參數(shù)測量，各基站參數(shù)信息如表2。

表2　測試對象的發(fā)射信息

圖2　基站1場地環(huán)境

圖3　基站2場地環(huán)境

圖4　基站3場地環(huán)境

圖5　基站1監(jiān)測截圖

按照監(jiān)測方法步驟，記錄相關參數(shù)的測量值。圖5是PR100監(jiān)測設備在對基站1測試過程中的截圖。測試實驗總的信息歸納如表3所示，其中頻偏、接收電平和帶寬測量三個參數(shù)的測量值是通過采用福建監(jiān)測站自行二次開發(fā)的PR100監(jiān)測軟件在一定時間內采集數(shù)據(jù)，然后對其進行最大概率統(tǒng)計獲得的。采用統(tǒng)計的方法確定測量值的目的是保證數(shù)據(jù)的可靠性，在一定程度上減少了測試過程中的隨機性和異常值概率。

假設所有基站按照指定功率和天線參數(shù)發(fā)射信號，那么在理想狀態(tài)下，經過自由空間傳播一定距離后接收天線處的理論接收場強值與實際測量值如表4所示。

表4中實際接收場強測量值與理論值差距較大，原因是本文計算過程中只考慮到了自由空間傳播損耗，忽略了其他形式的損耗，如：發(fā)射機內部系統(tǒng)損耗；接收機饋線損耗；接收機周圍遮擋物存在的損耗無法估計；實際發(fā)射功率與額定發(fā)射功率存在誤差等。表4中測試基站1和測試基站2的為同一類型集群系統(tǒng)，發(fā)射參數(shù)等基本一致，且測試環(huán)境較為相似，但是接收場強相差10dB左右，除了上述幾點原因之外，還有一個重要原因是在基站2的天線位置（如圖3所示）的正前方存在建筑物，因此衰減也更為嚴重。

表3　測試基站的相關參數(shù)測量值

表4　理論接收場強值與實際測量值比較

2.6測量結果與測試參數(shù)指標對比

表5　測試基站的測量值與系統(tǒng)指標對比

表5為采用開場監(jiān)測方法獲得的測試結果與右列的標準指標進行對比情況，可以得出3個被測基站的各參數(shù)指標均未超過標準指標值，表明本次測試所選取的3個測試基站射頻發(fā)射符合國家規(guī)定，為對鄰近頻點形成干擾，均屬于規(guī)范使用。

3　結束語

本文首先概述了集群通信系統(tǒng)國內外發(fā)展狀況，然后對集群系統(tǒng)發(fā)射端信號參數(shù)的開場測試方法進行了探索，給出了監(jiān)測方法的詳細步驟。經過實驗監(jiān)測驗證，選取的3個測試對象的監(jiān)測結果均符合集群系統(tǒng)的發(fā)射規(guī)范和信號要求，證明了開場監(jiān)測方法用于監(jiān)測系統(tǒng)性能情況的可行性。■

［1］鄭祖輝，張炎欽.集群移動通信工程［M］.1996，ISBN：978711505931

［2］數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制［S］.中華人民共和國信息產業(yè)部，SJ/T11228-2000

［3］集群移動通信系統(tǒng)技術體制［S］.國家技術監(jiān)督局，GB 15539-1995

［4］集群移動通信系統(tǒng)設備通用規(guī)范［S］.國家技術監(jiān)督局，GB 15874-1995

［5］闡潤田，王俊峰.數(shù)字集群（TETRA）設備主要技術指標和測試方法［J］.國家無線電監(jiān)測中心，2002，11，43-48

Monitoring Method of Trunking Communication System

Ye Linmei，Wang Xinchen
（State Radio Monitoring Center Fujian Station，Xiamen，361004）

This paper researches the development of Trunking systems at home and abroad，and designs a method of monitoring the Trunking systems.Measurements analyzed results in that it can be a helpful reference for Trunking communications technology exploration.It plays a certain practical significance.

Trunking communication；open field monitoring；TETRA

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.09.019

TN929.52文獻標示碼：A

1672-7274（2016）09-0060-04

葉淋美，女，1989年生，現(xiàn)任國家無線電監(jiān)測中心福建監(jiān)測站助理工程師。

王心塵，男，1982年生，現(xiàn)任國家無線電監(jiān)測中心福建監(jiān)測站工程師。