主页（http://www.pttcn.net）：直放站在公安无线通信中的应用研究
公安无线语音通信覆盖方式
公安无线语音通信采用大区制的方式，该方式覆盖范围大，投资小、运行维护费用低，是符合用户使用需求的最佳模式。
然而，大区制通信模式必然会产生覆盖上的弱场强区域，有些弱场强区域又是警务活动的重要区域，对无线信号的覆盖有较高的要求，增加基站进行覆盖是用户最主要的选择。
增加基站覆盖的主要问题：
1、 频率问题，公安无线语音通信可以使用的双频点共160对，很多省份的频率早已分配完毕，且复用了多次，根本没有新建基站的频率资源，尤其是在珠三角和长三角区域，频率更是稀缺资源。
2、 多基站组网中对讲机使用的问题，多个基站必然会形成大圈套小圈或重叠的覆盖，这种组网模式对集群系统的设计提出较高的要求，对讲机如何快速切换基站，如何在通话过程中切换基站，基站如何合理均衡的对讲机负载，系统如何进行组呼的控制管理等问题需要系统有一套完善的机制，而目前公安用户使用的MPT1327集群系统对这些问题还没有彻底的解决。
3、 资金问题，新增基站必然要有资金投入和后续的运行管理费用。
为什么传统的直放站没有在公安无线通信中得到普遍应用
直放站作为弱场强区域的无线信号增强覆盖设备在公众移动网中得到了普遍的应用，但是在公安无线通信中却很少应用，其主要原因有以下几点：
1. 传统的直放站都是宽带放大直放站，公安双频点无线通信的频段是上下行各5兆带宽，目前在各大中城市都有很多350兆频段的设备在使用，直放站的施主天线可以接收到空中所有350兆频段信号，这些信号在重发区域都可以得到放大，因此重发区域信号场强的稳定性差、互调干扰大，直接影响对讲机的接收使用效果。
2. 传统的直放站不能很好地解决施主天线和重发天线之间的隔离问题，在一定的安装条件下，重发区域的功率不能加大，否则就会引起自激现象，影响了对讲机的通信距离。
3. 传统的直放站对施主基站上行方向的功放为常开状态，会增加施主基站的底部噪声，尤其是一个基站周围配几个直放站时，施主基站的通信覆盖距离将会缩小。
基于以上三点主要原因，直放站的使用效果达不到用户的使用要求，所以很少被用户采用。
新技术在直放站中的应用
直放站是不是一定不能在公安无线通信系统中使用呢?答案当然不是。近年来软件无线电技术得到了快速发展，新技术融入到直放站中可以解决传统直放站中存在的问题。新技术的直放站，目前在国内外的MPT1327、常规、TETRA、APCO等窄带(占用频率带宽25/12.5kHz)无线通信系统中也得到了较好的应用。新技术主要解决的问题有：
1、选频放大
公安无线通信都是窄带通信体制，25/12.5kHz的选频滤波用无源器件几乎是无法做到的，只有采用软件无线电技术对射频信号进行数字化采样处理才能得到较好的信道选择效果，目前国内外已有几个厂家具备该技术，带外抑制可以达到70 dB，多信道互调抑制达到60dB.
工作信道选择
上图给出了直放站在一个城市中3个基站中的应用，施主天线可以接收到所有基站的载波信号，经过选频滤波在重发区域只有基站1的4个信道的载波。
直放站为双向放大器，上行通道同时增加选频功能的，否则重发区域该频段内的任何对讲机信号都会对施主基站的底部噪声产生影响。
通过选频作用可以达到以下效果：
1) 重发区域输出信号频谱纯净，无杂波信号、互调干扰小;
2) 直放站功放为线性功放，总功率恒定，经过选频后，避免了无用信号占用功放资源，提高了功放的使用效率，载波信号可以得到恒定的输出功率。 3) 施主基站也只能接收到相关频率的对讲机信号，减少了直放站应用对施主基站的影响。
2、干扰消除 干扰消除系统ICS(Interference Cancellation System)是一种特殊的解决天线隔离问题的技术，它采用数字信号处理技术降低了直放站重发天线对施主天线的反馈干扰，从而有效地解决直放站天线因隔离度不足引起的自激问题。
ICS技术应用
在直放站的实际工程中，最难解决的是施主天线和重发天线的隔离度问题，两天线的隔离度通常要求大于直放站增益的15dB以上，重发信号的输出功率越大，隔离度要求越高。目前在工程上要得到较大的隔离度，主要是靠建筑物的物理隔离，但还是有不能达到要求的情况。
引入了ICS技术的直放站可以抵消回波20dB以上，也就是说，在同样的安装条件下，重发区域的功率可以提高100倍而不会引起自激。
2、上行通道开关
公安无线通信系统是半双工工作模式，对讲机不讲话时，基站接收不到信号，但是如果增加了直放站，施主基站就会一直接收到信号，增加了施主基站的底部噪声。
在直放站中增加上行通道的电子开关可以有效解决直放站对施主基站底部噪声的影响问题，直放站安装数量愈多，效果愈明显。
下图中，外圈为施主基站原来的覆盖范围，内圈为增加直放站后施主基站的覆盖范围，左边的图是有上行通道开关的直放站对应施主基站覆盖范围的影响图，右边是没有上行通道开关的直放站对应的施主基站覆盖范围的影响图，可以看出没有上行通道开关的直放站对施主基站的覆盖范围产生了较大的影响。
上行通道开关应用
直放站与采用同频技术系统对比的优越性
直放站的原理是射频信号的拉远，相当于一个基站安装了多个有源覆盖的天线。因此它与采用同频技术的系统相比具有以下优越性：
1、 不会产生载波频率不同步问题
2、 不会产生音频调制信号相位不同步问题
3、 不会产生音频调制信号幅度不同步问题
所以直放站不会带来任何同频干扰问题，不用采取特殊的同频处理技术解决重叠覆盖区的同频干扰问题。 |
