集群通信系统开场监测方法

叶淋美，王心尘

（国家无线电监测中心福建监测站，厦门　361004）

集群通信系统开场监测方法

叶淋美，王心尘

（国家无线电监测中心福建监测站，厦门361004）

本文通过调研国内外集群通信系统的发展情况，设计了集群系统监测的具体方法，并对测试结果进行分析，为集群通信技术指标开场测试提供参考，具有一定的实践意义。

集群通信系统；开场监测；TETRA

1　引言

集群移动通信系统在中国已有近30年的历史，经历了从模拟到数字，从专网到共网，从体制标准到技术创新，从企业研发到市场应用，从社会需求到应急联动通信的变迁，取得了长足的发展。目前，我国市场已有数十种集群移动通信系统，特别是数字移动通信系统在移动通信领域占有越来越重要的地位。

当前，我国无线电发射系统工作状态评估方法

主要有两种方式——传导测试和开场测试。传导测试稳定性好，测量结果准确，但是更加依赖于专业的检测设备，且传导测试时容易影响系统业务的正常运行。因此，考虑到全国监测站设备条件有限和监测方法的可操作等方面因素，本文通过设计集群通信系统的开场测试实验，提供了开场测试方法的详细步骤，是积极探索集群参数测量方法实践性的重要过程。

2　集群移动通信系统开场监测方法

开场监测方法设计的目的是希望通过关注目标系统的空间辐射特性，结合业务特点，从而利用开场监测结果判断发射性能指标。对集群系统的开场测试而言，即通过对集群通信射频的辐射信号的关键参数进行监测，间接判断该集群通信系统是否在规定要求内正常使用，以及是否对其他邻近无线信道产生有害干扰，这是规范化无线电业务重要手段之一。

2.1测试对象

本文重点关注射频子系统的空间电磁辐射测试，射频子系统由移动台和增强型基地收发系统（EBTS）组成。其中，EBTS在数字移动通信系统中为固定部分和无线部分之间提供中继，通过空中接口，移动用户能够与基站连接。移动台，包括车载台、便携台和手持台，多数为有源的小型发射和接收设备，功能较少，且移动性强。因此，对集群移动通信系统的开场监测对象主要是对射频基站的辐射开场测试。

2.2测试条件

2.2.1测试环境

⊙测试系统应在标准试验大气条件下（15℃～35℃）进行。

⊙在进行测试时尽量采用屏蔽措施以防止外界干扰影响试验的效果和精度。

⊙所有使用的试验设备和测量仪表的精度应满足被测设备的测量要求，并完成在计量周期内进行校验。

⊙应选择天气情况较好的情况，避免雨雪天气损耗测量设备和测试异常情况发生。

2.2.2测试地点

测试地点应选择在测量对象辐射范围之内。电磁波在空间传播，即从发射端到达接收端的过程中，受到了多种因素的影响，包括地形、传播环境、衰落、多普勒效应和多径效应等。为了能够正确分析集群信号的辐射特性，测试点应选择距离发射天线视距范围内的开阔地带，尽量避开高大的遮挡物和阴影区域。

2.2.3监测链路

测试连接如图1所示，对应的设备型号如表1所示。

图1　监测系统连接框图

表1　开场监测设备型号

2.3测量参数指标［3，4］

2.3.1工作频率（频率容限）

对集群通信系统的发射信号的工作频率进行测量，将测量结果与指配频率或信道划分频率进行比对，计算发射频率误差，判断其是否工作在允许误差范围之内。在规定的电源电压范围和移动环境的温度范围内，任何载频发射的频率误差不得超过3×10-6。

2.3.2占用带宽

占用带宽是某一频率的带宽，在此频带内所发射的功率要占到给定发射功率的一定比例（99％），它是反映发射机性能特性的基本要求。占用带宽表明了系统对频谱的使用需求，也反映了系统的频谱利用效率，集群通信系统发射信号的占用带宽应＜25kHz。

2.3.3接收功率（场强）

根据测量的开场接收信号电平反推有效辐射功率。

2.3.4邻道功率

邻道功率是指工作在信道系统中的发射机，在规定的调制条件下，总输出功率落在任何一个相邻信道规定带宽内的那一部分功率。落入邻道的功率太大，就会增加邻道的背景噪声，影响其通信质量，甚至妨碍通信功能。这个功率是由发射机的调制、哼声和噪声产生的平均功率，它规定为载波功率与邻道功率之比的dB值或绝对值。邻频道功率应低于载频功率70dB（基站、固定台、车载台）、55dB（手持台）。

2.4监测步骤

（1）设备检查。

（2）测试选点。

（3）测试设备连接。

（4）频谱仪分析。

（5）数据采集。

（6）选择其他时间重复步骤（1）～（5）。

（7）测试结果记录。

（8）分析和总结。

2.5测试数据

本文在厦门市区内选取了3个在用集群基站作为监测对象，测试环境分别如图2～图4所示，按照上述监测步骤进行相关参数测量，各基站参数信息如表2。

表2　测试对象的发射信息

图2　基站1场地环境

图3　基站2场地环境

图4　基站3场地环境

图5　基站1监测截图

按照监测方法步骤，记录相关参数的测量值。图5是PR100监测设备在对基站1测试过程中的截图。测试实验总的信息归纳如表3所示，其中频偏、接收电平和带宽测量三个参数的测量值是通过采用福建监测站自行二次开发的PR100监测软件在一定时间内采集数据，然后对其进行最大概率统计获得的。采用统计的方法确定测量值的目的是保证数据的可靠性，在一定程度上减少了测试过程中的随机性和异常值概率。

假设所有基站按照指定功率和天线参数发射信号，那么在理想状态下，经过自由空间传播一定距离后接收天线处的理论接收场强值与实际测量值如表4所示。

表4中实际接收场强测量值与理论值差距较大，原因是本文计算过程中只考虑到了自由空间传播损耗，忽略了其他形式的损耗，如：发射机内部系统损耗；接收机馈线损耗；接收机周围遮挡物存在的损耗无法估计；实际发射功率与额定发射功率存在误差等。表4中测试基站1和测试基站2的为同一类型集群系统，发射参数等基本一致，且测试环境较为相似，但是接收场强相差10dB左右，除了上述几点原因之外，还有一个重要原因是在基站2的天线位置（如图3所示）的正前方存在建筑物，因此衰减也更为严重。

表3　测试基站的相关参数测量值

表4　理论接收场强值与实际测量值比较

2.6测量结果与测试参数指标对比

表5　测试基站的测量值与系统指标对比

表5为采用开场监测方法获得的测试结果与右列的标准指标进行对比情况，可以得出3个被测基站的各参数指标均未超过标准指标值，表明本次测试所选取的3个测试基站射频发射符合国家规定，为对邻近频点形成干扰，均属于规范使用。

3　结束语

本文首先概述了集群通信系统国内外发展状况，然后对集群系统发射端信号参数的开场测试方法进行了探索，给出了监测方法的详细步骤。经过实验监测验证，选取的3个测试对象的监测结果均符合集群系统的发射规范和信号要求，证明了开场监测方法用于监测系统性能情况的可行性。■

［1］郑祖辉，张炎钦.集群移动通信工程［M］.1996，ISBN：978711505931

［2］数字集群移动通信系统体制［S］.中华人民共和国信息产业部，SJ/T11228-2000

［3］集群移动通信系统技术体制［S］.国家技术监督局，GB 15539-1995

［4］集群移动通信系统设备通用规范［S］.国家技术监督局，GB 15874-1995

［5］阐润田，王俊峰.数字集群（TETRA）设备主要技术指标和测试方法［J］.国家无线电监测中心，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文献标示码：A

1672-7274（2016）09-0060-04

叶淋美，女，1989年生，现任国家无线电监测中心福建监测站助理工程师。

王心尘，男，1982年生，现任国家无线电监测中心福建监测站工程师。