同频同播系统

1、话说同频同播系统 同频同播系统是一种用来实现对讲机远距离、无盲区覆盖的专业无线通讯系统。简单的讲，同频同播系统是将多个工作在相同频率的中转台进行联网，每个中转台负责一片区域的覆盖，从而形成大面积的无线覆盖网。 说说同频同播的应用背景 同频同播技术曾应用于上世纪九十年代中期的寻呼系统中，用于改善低速数字寻呼的覆盖效果。在2003年前后，开始出现模拟常规同频同播系统，后来又出现了模拟集群同频同播系统，用于实现大区域单信道的调度话音通信或接入控制。 目前，模拟常规/集群同频同播系统颇受公安、交通管理、森林防火等专业调度指挥部门的欢迎。虽然只能提供模拟话音信道但是却是用最简单的方式解决了跨区域调度指挥

2、时的互联互通难题。由于目前各类模拟常规、模拟集群和数字集群实现互联互通和广域覆盖还尚需时日，而反恐处突、抢险救灾、跨省地市协同等实际工作的需要却刻不容缓，因此在未来一段时间内，同频同播系统还有一定的生存和发展空间。 目前的模拟常规/集群同频同播系统，主要传输的是重要通信保障任务中的高层级调度指挥命令，其重要性级别相当高，不断推进其技术进步对于提高应急通信保障水平和维护国家的长治久安具有重要意义。 谈谈同频同播的优点 1、组网灵活，各基站差转机平时在原有的信道上工作，如有重大任务需多基站联网时，指挥中心可通过网管中心将各同播基站设为一个或多个同播组，使之组成一个同播网或多个同播网，网内一呼百应，

3、便于统一指挥调度； 2、指挥中心可设立网管中心，通过网管中心的调度完成多个同播基站的同时工作和互联互通，使分支的无线通讯调度指挥统一在整体平台上； 3、同频同波网投入较低、实用性较强，易实现大范围区域良好覆盖，实现本地区无线通讯； 4、系统结构简单合理，可靠性高，操作性强，包括系统设备操作及移动用户使用操作系统具有指挥调度、管理维护、远程监控等功能。 讲讲同频同播系统的基本构成 1、同播基站包含全双工KG510基地台、同播基站控制器、链路机、GPS接收板、遥控遥测单元、天馈系统等； 2、同播中心包含同播中心控制器、链路机等； 3、调度中心包含电脑服务器、调度软件、专用遥控遥测软件等； 4、遥控

4、遥测设备包含遥测遥控单元、遥控遥测软件等。 聊聊同频同播系统的技术特性 在同频同播系统中，有三大关键技术： 1、下行发射同频技术。即通过频率校正，使各同播基站发射载频的中心频率偏差控制在几赫兹至十几赫兹的水平，以免因同频干扰中的中心载频偏差引起令人厌烦的“啸叫”。 2、下行发射同步技术。即遁过定时同步，将同一路话音信号经过不同同播基站转发且被同一移动台接收时各路相同的话音信号的相位偏差控制在一定范围内，明显改善在相邻同播基站下行信号强度相近时的接收话音质量。 3、上行接收判选技术。即当同一路上行发射被多个同播基站同时接收到时，从中选择信号质量最佳的一路进行中继转发，以改善上行话音质量。 从更深

5、层次的技术原理上看，现有同频同播系统的通信质量保证主要依靠的是窄带调频制本身所具有的同频干扰容限（典型值为8dB），上述下行发射技术手段的使用，能在一定程度上改善相邻同播基站下行信号的强度差异在同频干扰容限之下（即小于8dB）时的通信质量。 找找影响同频同播通信质量的制约因素 1、同一路模拟话音在经过中继链路转发的过程中会引入失真和噪声，这些失真和噪声在不同程度上让本该完全相同的同一路模拟话音波形变成了多路基本相似的模拟话音波形，但在具体的波形细节上仍存在一定的差异。 如果是数字同频同播，虽然中继传输过程不会引入失真和噪声，但不同同播基站中数字信号基带滤波器的群延时和失真特性是存在差异的，仍会

6、导致滤波后用作调制信号的波形在具体的波形细节上存在一定的差异。 2、在各个同播基站下行转发时的调制过程中，各个调制器的调制信号幅度、调制灵敏度和调制响应特性也存在差异，目前流行的锁相倍频调制器，从调制信号的幅度变化到VOC输出期望频率的载波之间有一个过渡过程。 受锁相环路滤波特性、VCO压控特性等多种因素的影响，该过渡过程中实际的载波频率均值虽然满足调制特性要求，但其载波频率变化的方差是随机的；这样的已调载波被同播之后，再与其他调制器输出的具有类似随机频率变化细节的已调载波线性叠加，其合成的结果必然是“同”频干扰严重的；如果数字同频同播时仍采用锁相倍频方案的调制器，则很难满足较高速率数据的同频

7、同播要求。 3、即使是在理想的发射同步信息支持下，各个同播基站在每个瞬间时刻所发射载波的频率实际上也并不相同，不仅仅只存在几赫兹至十几赫兹的固定频率偏差，也不仅仅是因受中继链路引入的失真、噪声、基带滤波器特性（数字）、调制信号幅度、调制灵敏度和调制响应特性等多种因素的影响而在一定范围内呈随机变化。 而且经过同播发射后，在相邻同播基站下行信号的强度差异不大的区域中，因传输路径长度差异（数百米到几公里，引入的时延差在几微秒到几十微秒之间）还会引入前后不同频率之间的相互干扰（模拟话音波形是不断变化的）；此外，不同传播路径上随机波动的传播衰减还会进一步使这种相互干扰的幅度和变化规律呈现随机变化。 因此

8、，尽管有些厂商宣称采用了前述技术手段之后能完全消除同频干扰，但从技术原理和实际应用情况来看，同频干扰是客观存在的，同频校正和发射同步技术手段的采用只是在一定程度上降低了同频干扰的影响，在那些相邻同播基站下行信号强度相当的区域中，其实际通话效果仍较差（也不排除存在由于接收到的上行话音质量差而导致同播下行接受到的话音质量不佳的情况）。 在目前的应用中，由于同频同播基站的数量不多且覆盖区大多呈带状或链状分布，还能通过微调各基站的发射功率和定时同步偏差对同频干扰严重的区域进行调整，因此基本上能满足应用之需。 尽管还存在这样或那样的技术原理上和实际应用性能的不足，但同频同播给实际工作带来的好处是很明显的

9、。首先是能实现大区制覆盖，其次是能沿用现有的模拟常规/集群终端，再之是跨区域时不需要更换信道，没有集群系统中的身份登记之类的麻烦，用最简单的方式解决了跨区域调度指挥时的互联互通难题。采用同频同播，是在目前各类模拟常规、模拟集群和数字集群系统难以实现互联互通和广域覆盖情况下迫不得已的现实选择。 叙叙同频同播的技术发展方向 从应用需求的发展来看，在未来10年左右的时间内，提供大区域覆盖的模拟同频同播系统仍是主流，数字同频同播将有所发展，但很难出现与模拟同频同播系统平分秋色的局面。究其原因，主要来自三个方面： 1、主流应用需求 目前的模拟常规/集群同频同播系统主要传输应急通信保障任务中的调度指挥命令

10、，使用的是已经得到大量普及的模拟常规/集群终端。与目前的数字常规/集群终端相比，现有模拟常规/集群终端的组成和技术实现相对简单，且经过过去20余年的发展已经很成熟了，加上还在用户最为关注的价格、质量、终端大小和单次充电的使用时间等方面仍具有优势，因此仍将是今后一段时间内专用移动通信市场上的主流产品。 由于模拟常规/集群终端采用的是窄带模拟频率调制，因此只要这类终端继续使用且占据市场主流，模拟同频同播系统也将继续占据主流。 2、互联互通需求 模拟常规/集群同频同播系统的生存和发展，一个重要的理由是采用最简单的方式解决了跨区域调度指挥时的互联互通难题。目前，数字常规/集群产品还于市场培育和推广应用

11、的初期，其数字话音编码、空中接口及交换控制等还尚未形成相对统一的制式。 而模拟常规/集群终端已厂泛普及，通过窄带频率调制传输模拟话音来实现跨区域（跨系统）的互联互通是目前最简单和最现实的选择，不管同频同播基站和中继系统中的处理和交换过程如何数字化，通过空中接口传输时仍必须照顾或兼容模拟常规/集群终端。 3、覆盖性能因素 目前的模拟常规/集群采用的是25kHz或12.5kHz的载波信道带宽，传输一路截止频率在3kHz左右的模拟话音或1.2kbps的低速数字信令；而目前的调频制窄带数字常规/集群，选择在12.5kHz的载波信道上传输两路数字话音，其数据传输速率在9.6kbps左右。 显然窄带数字常

12、规/集群的频谱利用率更高，但为此付出的代价是接收灵敏度的下降，或者说是覆盖区域的减小。这种数字化的代价，对于公众移动通信来说是可以承受的，对于实现地市县区级覆盖的专用移动通信来说也是可以承受的，但对于同频同播应用而言却要慎重对待，因为能改善覆盖本来就是同频同播系统的市场契入点，如果数字化之后的覆盖性能不如模拟，再加上不能兼容现有的窄带模拟终端，那么其优势地位就会受到影响。 从应急调度指挥应用的角度看，最简单的设备往往是最可靠的，价格低的产品的市场占有率和普及率更高，体积更小、单次充电的使用时间更长的产品能更好地适应应急调度指挥之需，与目前数字常规/集群终端相比，模拟常规/集群终端在这些方面均有

13、优势。从应急通信基础设施建设角度看，无论是抗毁（顽存）性、建设和运维成本,还是终端的普及率及综合应用性能，大区制覆盖的模拟同频同播系统无疑仍是目前的最佳现实选择。 显然，在数字化早已深入人心的今天，还如此地“推崇”模拟产品实在是有些“逆潮流而动”，也不利于专用移动通信向数字化方向发展。但是，应用需求和市场竞争是现实的，政策引导和学术观点确实能对应用需求和市场竞争产生一定的影响，但其实际效能最终还是要通过市场竞争来体现。 反过来讲，这也说明了数字化能给同频同播覆盖这个应用领域带来的好处尚不明显。从长远发展看，对数字同频同播的应用需求肯定是越来越多的，广大的产、管、研、用单位还需要加大对数字化的关

14、注、投入和支持。 在现有的模拟同频同播系统中，同频干扰区的存在是影响其大规模发展的一个重要因素。目前的大多数同频同播应用，覆盖的是带状或链状区域，或是单纯覆盖某个地市，因此同频干扰区的不利影响尚不特别突出。 但是，如果将来大规模发展，要实现全省范围的连续无缝覆盖，则同频干扰区的不利影响将会被明显放大。如果在同频干扰严重的区域中又必须提供良好覆盖，那么现实且快捷的选择就是改用异频覆盖，但这要求移动台或通过手动或是自动地适应这种异频覆盖的情况，这在一定程度上降低了同频同播系统的吸引力。 从技术原理来看，在窄带调频制这个技术体系内，模拟同频同播系统的同频干扰区是必然存在的，要消除同频干扰区，模拟同频

15、同播或朝着扩频方向发展，利用扩频解扩的多径分辨和抑制能力来改善接收灵敏度和接收质量，或朝着异频覆盖自动转换的方向发展。 与模拟同频同播类似，同频干扰区在数字同频同播中同样存在。在带宽更窄（载波信道由25kHz变成12.5kHz)、数据传输速率更高(由1.2kbps变成9.6kbps)的背景之下，传输不同数字码元时的频率变化过渡时间所占比例会更大，所引起的干扰也比传输模拟话音时更强，在窄带调频制这个技术体系内发展较高速率的数字同频同播的技术难度更大。 如果还希望数字同频同播实现与模拟同频同播相同的覆盖水平，则显然是不现实的。在同频干扰严重的区域中，模拟同频同播的话音尽管干扰很大但人耳还能依稀辨识，而数字同频同播因误码率过高却导致没有声音输出，这也在一定程度上影响了数字同频同