350 MH z集群微波拉远系统的开发与应用
梁 华
(广西壮族自治区公安厅科技信息化处, 广西 南宁 530021)
摘 要：简述了350 MHz集群微波拉远系统的原理及技术特点，为提高350 MHz集群网络在复杂地形地段覆盖的深度和广度，提供了一种很好的解决方案。
关键词：集群网络；350 MHz；微波拉远系统
中图分类号：TN929.52 文献标识码：A 文章编号：1008-3545（2012）03-0033-03
1 前言
350 MHz无线集群通信系统是指挥调度信息系统的重要组成部分，已成为抢险救灾、处置突发性和群体性事件、交通管理、社会治安防范等工作中最重要的通信手段之一。
为保证完成各项工作任务，提供坚强有力的无线通信保障，350 MHz集群网络需要不断向纵深发展，如何有效地提高网络覆盖的质量和广度，成为越来越迫切的课题和要求。
350 MHz集群网络采用基站大区制组网，网络覆盖易受地形地貌、建筑物等阻挡影响，信号覆盖区存在盲区、弱区，造成无法通话或信号质量差等问题。
如果用基站覆盖，则面临基站及配套设施造价高、频率申请和规划难、建设工期长等困难。
如果用传统直放站覆盖，则面临光纤资源缺乏、隔离度难满足要求等困难。
因此，需要研究一种性价比高、传输距离远、组网灵活快速的网络覆盖和优化系统解决方案，突破网络建设发展的限制条件，提升350 MHz集群网络的覆盖深度和广度，为政府的各项工作提供可靠的通信保障。
2 350 MHz集群微波拉远系统原理及主要功能
350 MHz集群微波拉远系统，通过射频技术与微波技术的结合，包括系统所需要的各个关键部件、微波传输系统、监控和网管系统的综合应用，达到提升350 MHz集群网络的覆盖深度和广度的目的。
350 MHz集群微波拉远系统的主要功能是将 350 MHz集群信号通过频谱搬移，将350 MHz频率集群信号搬移到10 GHz以上微波频段，利用微波频段信号高方向性，定向传输距离远、频率资源丰富等特点在微波频段传输集群信号。
在远端再通过频率搬移将微波频段传输的集群信号还原到350 MHz 集群工作频段上供远端集群信号覆盖使用。
350 MHz集群微波拉远系统由微波接入单元、微波拉远单元、ODU单元、微波天线构成。
微波接入单元通过天线接收来自350 MHz集群基站的网络信号，经过射频处理、变频后，通过ODU单元和微波天线发射出去。
微波拉远单元通过微波天线和ODU单元将微波传输信号接收下来，经过变频、射频处理和放大后，恢复成350 MHz集群信号发射出去，完成对所需覆盖区的信号覆盖。
上行链路的原理与下行链路相同。
微波拉远系统包括微波接入单元（MAU）、微波传输单元（MTU）和微波拉远单元（MRU）。
其原理如图1所示，350 MHz集群微波拉远系统如图2所示。
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3 350 MHz集群微波拉远系统的技
术特点
350 MHz集群拉远系统由于具有收发异频的特点，大幅降低了收发天线建设隔离度的要求，为集群系统快速低成本建站提供了一个很好的解决方案。
由于集群系统光纤资源稀缺，所以在考虑信号延伸覆盖时，多使用高增益大功率无线直放的方式来解决光纤资源问题。
由于同频无线直放站要求收发隔离度必需大于本身增益15 dB以上，而获得较大的功率和系统较高的增益时，必需架设具有很高隔离度的收发天线，再加上350 MHz集群系统工作频段较低，信号绕射、折射能力很强，因此很难满足收发天线隔离度的要求。
本方案采用350 MHz集群微波拉远系统的收发异频技术，很容易地克服了以上难题。
系统采用10 GHz以上的微波频段作为传输频段具有频率资源丰富、抗干扰性强和保密性高等特点。
由于无线系统中低频频率资源是最珍贵的资源，而高频频率资源相对丰富，且由于微波频段无线信号波长短、天线增益高可以远距离传输，加上高定向性的高保密性，因此，选择10 GHz以上的微波频段作为传输频段具有无可比拟的优势。
4 350 MHz集群微波拉远系统关键
技术及实现
350 MHz集群拉远系统包括了多个波段接受发射部分，工作频段高，收发异频、频率搬移间隔大，同时也包括了微波传输部分，整个系统中涉及到多项关键技术需要突破。
具体关键技术如下：
4.1 系统频率误差
该系统发送端需要将350 MHz集群信号搬移到10 GHz以上传输频段，接收端和覆盖端再将10 GHz 以上微波信号还原到350 MHz。
这中间需要经过多次变频，频率高而且接收端和覆盖端不能共源，因此系统经过多次高频变频带来的频率误差是本方案首要问题。
本方案中采用了高稳定恒温晶振、数字频率还原等技术来克服系统频率误差这一难题。
通过实验这些技术的综合将运用保证系统频率误差保
证在0.05 PPM（Parts Per Million）以内。
4.2 系统相位误差
系统相位误差是数字通信系统中的重要衡量指标，主要受本系统中多次变频时的本振相位噪声影响。
由于变频频率高达到10 GHz以上，在该系统设计开发中，不但采用了高相位噪声的高频微波变频本振源，而且还采用了独特相噪降低技术，使该系统的相位误差完全满足系统要求。
4.3 链路自动增益控制技术
在10 GHz以上的传输的微波信号由于波长较短，因此比较容易受到降雨、水面发射、大气高层离子折射等影响，造成微波链路接收功率变化，从而系统的输出功率随环境的改变而变化。
在该系统设计中引入了链路自动功率控制、系统自动增益控制等技术，克服了外界环境带来的影响。
4.4 传输频段任意搭配技术
由于各地可以使用的微波传输频率可能不同，因此系统必需具有标准接口，以满足不同微波传输频段（7，8，13，15，18，23 GHz）的要求。
在该系统设计时采用统一的中频接口技术规范，将不同微波传输单元的射频接口进行了统一，可以快速搭配组合出适合不同传输频段要求的系统。
4.5 系统监控、馈电管理技术
本系统由近端部分和远端部分组成。
近端部分包括信源接入单元和微波传输单元部分。
远端部分包括微波传输单元部分和射频拉远部分。
以上两个微波传输单元之间要可以直视，工程时一般都放在塔顶，而接入和射频拉远部分一般都放在塔下，因此接入和微波传输单元、射频拉远和微波传输单元之间需要通信、监控、馈电管理控制。
为了降低系统的连接成本，本系统中引入了共缆馈电、监控技术，大幅降低工程施工、后期管理维护难度。
5 应用效果
350 MHz集群微波拉远系统已在南宁市、桂海高速公路、钦州、崇左市等区内多个重点复杂地段安装成功及应用，有效地解决了350 MHz集群网络无线通信弱区和盲区，成功地提升了无线集群通信网覆盖的深度和广度，节省了大量经费并取得了良好的经济和社会效益。
参考文献
［1］ 肖健．集群移动通信技术[M]. 北京: 国防工业出版社，2005.
［2］ 王世顺．移动通信原理及应用[M]. 北京: 人民邮电出版社，1995.
Development and Application of 350MHz Clusters Microwave Remote System
Liang Hua
(The the Guangxi Zhuang Autonomous Region Public Security Department of Science and Technology Information Department, Guangxi Nanning
530012)
Abstract：The 350MHz clusters microwave remote system the principle and technical characteristic, in order to improve 350MHz cluster network in complex terrain area depth and breadth of coverage, provides a good solution。
Key words：Cluster Network；350 MHz；Microwave Remote System
收稿日期：2012-05-29
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