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TETRA数字集群设备主要技术指标和测试方法上

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TETRA数字集群设备主要技术指标和测试方法
阚润田王俊峰
【摘要】本文在介绍TETRA数字集群测试要求基础上，分别给出了发射机和接收机的主要技术指标和测试方法，为TETRA数字集群设备的使用提供依据。

1 引言
TETRA数字集群系统使用800MHz频段，上下行频段分别为806-821MHz、851-866MHz，上下行间隔为45MHz，射频载频间隔为25kHz。

在标准测试条件下进行测试，其中温度为15℃～35℃，相对湿度为20%～75%，大气压强为86kPa～106kPa。

测试信号的要求、接收测试模式及发射测试模式的具体定义及要求详见ETS 300 394-1。

2 发射机技术指标和测试方法
2.1 输出功率
1）技术指标
基站的标称输出功率如表1所示；移动台的标称输出功率见表2；移动台功率控制等级见表3；其指标要求为标称功率±2dB。

表1 基站标准输出功率
基站功率等级标称载波功率
1(40W) 46dBm
2(25W) 44dBm
3(15W) 42dBm
4(10W) 40dBm
5(6.3W) 38dBm
6(4W) 36dBm
7(2.5W) 34dBm
8(1.6W) 32dBm
9(1W) 30dBm
10(0.6W) 28dBm
表2 移动台标准输出功率
移动台功率等级标准载波功率
1(30W) 45dBm
1L(7.5W) 42.5dBm
2(10W) 40dBm
2L(5.6W) 37.5dBm
3(3W) 35dBm
3L(1.8W) 32.5dBm
4(1W) 30dBm
4L(0.56W) 27.5dBm
表3 移动台功率控制等级
移动台功率控制等级标准载波功率
1(30W) 45dBm
2(10W) 40dBm
3(3W) 35dBm
4(1W) 30dBm
5(0.3W) 25dBm
6(0.1W) 20dBm
7(0.03W) 15dBm
2）测试方法
测试连接框图如图１所示。

图1 输出功率测试原理图
（1）在移动台测试中，TETRA综合测试仪向移动台发出测试信号，首先设置移动台为接收测试模式至少五秒钟的时间，在这期间它将解调测试信号所包含的信息，然后将自动转为发射测试模式；在基站测试中，设置基站为发射测试模式。

（2）TETRA综合测试仪的采样系统捕捉发射机的发射脉冲的幅度和时间特性，并重复这个过程200次。

利用这200次测量结果计算发射机的平均发射功率。

2.2 邻频道功率
1）技术指标
邻频道功率技术指标的如表4所示。

表4 邻频道功率技术指标
偏离标称载波频率无用发射最大允许电平
25kHz -60dBc或≤-36dBm
50kHz -70dB或≤-36dBm
75kHz -70dBc或≤-36dBm
注：1) dBc是指相对于载波电平的相对值。

2) 无用发射的绝对电平应不大于-36dBm。

2）测试方法
测试连接框图如图2所示。

图2 邻频道功率测试原理图
（1）测试设备与被测试设备设置与输出功率测试中的测试设备与被测试设备设置一致。

TETRA 信号分析仪可与发射机通过衰减器直接相连。

（2）TETRA信号分析仪的采样系统将捕捉发射机的载波频率的相邻信道（频率偏置分别为±25kHz、±50kHz、±75kHz）内的无用发射脉冲幅度和时间特性，并重复这个过程200次。

利用这200次测量结果计算发射机的平均邻频道功率。

2.3 杂散发射
1）技术指标
（1）对于移动台和基站，其离散寄生发射的最大允许电平为：
9kHz～1GHz≤-36dBm（测量带宽为100kHz或根据扫描宽度的减小而适当减小）；
1GHz～12.75GHz≤-30dBm（测量带宽为100kHz）。

（2）对于移动台和基站，其宽带噪声的最大允许电平如表5所示。

表5 移动台和基站的宽带噪声限值
宽带噪声的最大允许电平
偏离标称载波频率
4级移动台(1W) 3级移动台(3W) 2级移动台(10W) 1级移动台(30W) 所有基站
100kHz～250kHz -75dBc -78dBc -80dBc
250kHz～500kHz -80dBc -83dBc -85dBc
500kHz～5f rb-80dBc -85dBc -90dBc
>5f rb-100dBc -100dBc -100dBc
注：1. f rb是对于接收机频带边缘的频率偏离。

2. 无用发射的绝对电平不应大于-70dBm。

2）测试方法
杂散发射测试原理图与邻频道功率测试原理图相同，其测试连接框图如图2所示。

（1）测试设备与被测试设备设置与邻频道功率测试中的测试设备与被测试设备设置一致。

频谱仪分辨率带宽一般选取为100kHz，当扫描宽度小于3MHz时，可适当减小分辨率带宽。

（2）频谱分析仪在偏离载波500kHz以外的范围内进行测试，将捕捉216个时隙并记录所获得的每个时隙的峰值功率，去掉其中五个最大的值，选择剩余的211个值中最大值作为所该点的杂散发射功率值。

（3）宽带噪声电平应当在所选偏置频段下测试，所选频段要至少覆盖112.5kHz、262.5kHz、512kHz、f rb+12.5kHz（f rb是对于临近的接收机频带边缘距离发射机载波频率的频率偏置）。

同样在每一个偏置频段内采样超过200次后，求每个偏置频段上的无用发射的功率值。

2.4 互调衰减
1）技术指标
（1）移动台互调衰减
工作于其功率等级所规定的标称功率的移动台，任一互调分量的互调衰减均不应小于60dB（测量带宽为30kHz）。

（2）基站互调衰减
当基站只有一台发射机时，对于任何互调分量，其互调衰减均不应小于40dB；在其余所有情况下，对于任何互调分量，其互调衰减均不应小于70dB（测量带宽为30kHz）。

（3）基站内部互调衰减
当基站内部有多个发射机或使用同一天线端口同时发射多个载波时，且其输出功率为最大允许功率时，在下行频段内的任一互调分量的峰值均不应大于-60dB（测量带宽为30kHz），而其绝对电平则不应大于-36dBm。

2）测试方法
（1）移动台互调衰减测试连接图参见图3所示，在移动台测试中，TETRA综合测试仪向移动台发出测试信号，设置移动台为接收测试模式至少五秒钟的时间，在这期间它将解调测试信号所包
含的信息，然后将自动转为发射测试模式。

移动台互调衰减测试时，移动台以最大标称功率发射，信号源产生不调制射频干扰信号，干扰信号频率与移动台载波频率相差至少100kHz ，频谱分析仪将捕捉上行信道中的互调分量。

图
3 移动台互调衰减测试原理图
（2）基站间互调衰减测试连接图参见图4所示，基站互调衰减测试时，基站以最大标称功率发射，信号源产生不调制射频干扰信号，干扰信号频率与移动台载波频率相差至少100kHz ，频谱分析仪将捕捉下行信道中的互调分量。

图4 基站互调衰减测试原理图
（3）基站内部互调衰减测试连接图参见图5所示，基站内部互调衰减测试时，基站中各发射机均以最大标称功率发射，或以最大功率同时发射两个不同频率的载波信号，二者频率相差至少
100kHz ，频谱分析仪将捕捉下行信道中的互调分量。

图5 基站内部互调衰减测试原理图
2.5 占用带宽
1） 技术指标：
功率能量99%时占用的频带宽度<25kHz 。

2） 测试方法
占用带宽测试原理图与邻频道功率测试原理图相同，其测试连接框图如图2所示。

（1）测试设备与被测试设备设置与邻频道功率测试中的测试设备与被测试设备设置一致。

（2）频谱分析仪将对移动台载波所在信道内的射频信号的功率进行积分，然后计算出该信道内99%
能量所占用的频带宽度即为发射机的占用带宽。

2.6 载波频率误差
1） 技术指标
基站：±0.1ppm ；移动台：±100Hz 。

2） 测试方法
测试连接框图如图6所示。

图6载波频率误差测试原理图
（1）测试设备与被测试设备设置与邻频道功率测试中的测试设备与被测试设备设置一致。

采样系统要与TETRA信号分析仪的内部参考时钟同步。

（2）TETRA综合测试仪捕捉发射机脉冲，分析脉冲与参考时钟的相位误差，该操作重复20次。

计算出发射机实际的载波频率与标称载波频率之间的差值即为移动台载波频率误差。

2.7 调制精度
1）技术指标
均方根矢量误差：≤±10%；峰值矢量误差：≤30%；载频残余功率：≤5%。

2）测试方法
调制精度测试原理图与载波频率误差测试原理图相同，其测试连接框图如图6所示。

（1）测试设备与被测试设备设置与邻频道功率测试中的测试设备与被测试设备设置一致。

（2）TETRA综合测试仪的采样系统捕捉发射机的发射脉冲，计算脉冲的矢量误差。

重复采样计算超过200个脉冲，求其平均值即得到最终的测试结果。

（下期续）★。

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TETRA数字集群系统在地铁建设中的规划研究 金胜利

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此系统在实际应用中具有较高的安全性、专用性和稳定性，在地铁建设的规划应用最为普遍。

本文对此系统在地铁建设规划中的应用需求、小区制式比选、基站配置测算、频率复用方面进行探索研究。

关键词：TETRA数字集群系统；话务量；频率复用，城市地铁城市轨道交通的建设和发展，特别是地铁的建设运营已成为现代化大中城市治理交通拥堵难题的措施之一，健全的城市地铁系统需要专业通信信息技术等科技支持，其中无线通信TETRA数字集群系统是保障地铁运营的重要系统。

此系统在实际应用中具有较高的安全性、专用性和稳定性，在地铁建设的规划应用最为普遍。

本文对此系统在地铁建设规划中的应用需求、小区制式比选、基站配置测算、频率复用和信号干扰方面进行探索分析。

1 地铁TETRA系统实际应用需求TETRA数字集群系统是以数字时分多址技术为基础的专业化移动通信系统，当前中国城市地铁建设运营采用的TETRA数字集群系统为800MHZ专用无线通信系统，系统主要设备有：控制中心配置集群交换控制设备（含鉴权模块、AIS全网系统录音模块）、调度服务器（冗余热备）、全网数字录音设备、行车调度台、环控调度台、维修调度台、集群网管设备、二次开发网管系统（含维护终端及打印机等）、调度大厅室内覆盖设备等；车站配置集群基站、车站值班员车站电台；车辆段/停车场配置集群基站、直放站、检修调度台、场段调度台；列车车头配置车载台以及移动终端手持台。

TETRA数字集群系统主要用于满足行车调度员、电环调度员、维修调度员、检修调度员、车场调度员、车站值班员、列车司机、维修维护人员以及外勤等人员间通话的相互独立性，使其在各自的通话组内的通信操作互不妨碍，同时实现设备和频率资源的共享、无线信道话务负荷平均分配、接续时间短、可灵活的多级分组、具有自动监视、报警及故障弱化等功能的智能化网络。

TETRA数字集群通信系统

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1 2 3 4 3 4 1 2
1、TETRA的FDMA和TDMA
1 2 3 4
3
4
1
2
1
2
3
4
f TCH1下行链路
MS1
TCH1上行链路
MS1
t
2、发射和接收时分多址信号示意图
基站发射信号功率(下行) 基站发射信号功率(下行)
p
…
…
t
(a)发射机发射信号电平示意图 (a)发射机发射信号电平示意图
基站接收信号功率(上行) 基站接收信号功率(上行)
（2）系统组网构成示意图
深圳地铁TETRA系统
（1）深圳地铁简介
深 圳 地 铁 一 期 工 程 范 围 包 括 东 西 向 1 号 线 13 个 车 站 ， 全 程 14.989km，南北向4号线5个车站，全程4.479km。 深圳地铁调度控制中心(OCC)设在竹子林，该中心配置如下：控 制交换机(数字集群交换机-DXT)1台，网络交换机(局域网集线)2台 ，调度台控制器(语音通道-DSC)1台，调度台4台，服务器3台，打印 机2台，录音机1台。 系统主要设备： 基站：8； 干放：10； 功分器：二功分×2，3功分×8，四功分×6； 耦合器：6dB×4，15dB×2，20dB×14。
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1 引言TETRA数字集群系统使用800MHz频段，上下行频段分别为806-821MHz、851-866MHz，上下行间隔为45MHz，射频载频间隔为25kHz。

在标准测试条件下进行测试，其中温度为15℃～35℃，相对湿度为20%～75%，大气压强为86kPa～106kPa。

测试信号的要求、接收测试模式及发射测试模式的具体定义及要求详见ETS 300 394-1。

2 发射机技术指标和测试方法2.1 输出功率1）技术指标基站的标称输出功率如表1所示；移动台的标称输出功率见表2；移动台功率控制等级见表3；其指标要求为标称功率±2dB。

表1 基站标准输出功率基站功率等级标称载波功率1(40W) 46dBm2(25W) 44dBm3(15W) 42dBm4(10W) 40dBm5(6.3W) 38dBm6(4W) 36dBm7(2.5W) 34dBm8(1.6W) 32dBm9(1W) 30dBm10(0.6W) 28dBm表2 移动台标准输出功率移动台功率等级标准载波功率1(30W) 45dBm1L(7.5W) 42.5dBm2(10W) 40dBm2L(5.6W) 37.5dBm3(3W) 35dBm3L(1.8W) 32.5dBm4(1W) 30dBm4L(0.56W) 27.5dBm表3 移动台功率控制等级移动台功率控制等级标准载波功率1(30W) 45dBm2(10W) 40dBm3(3W) 35dBm4(1W) 30dBm5(0.3W) 25dBm6(0.1W) 20dBm7(0.03W) 15dBm2）测试方法测试连接框图如图１所示。

图1 输出功率测试原理图（1）在移动台测试中，TETRA综合测试仪向移动台发出测试信号，首先设置移动台为接收测试模式至少五秒钟的时间，在这期间它将解调测试信号所包含的信息，然后将自动转为发射测试模式；在基站测试中，设置基站为发射测试模式。