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应急通信车各通信手段干扰分析及优化

2016-12-03    朱杰

当公共突发事件或大型自然灾害突然降临到我们身边时,抑或公共通信设备遭到破坏、话务量激增时,常规的通信手段便不能再满足人们的通信需要,这时就需要采用应急通信车来完成应急通信任务。

对应急通信车通信手段干扰因素及其优化手段的探究,对提高我国应急通信水平大有裨益。

1 应急通信车的常用通信手段

1.1 集群通信

集群通信是由早期的点对无线电对讲机发展而来的,后经历了由模拟集群通信系统到今天基于信令通道的数字集群通信方式的发展过程。 其具有调度、组呼以及快速呼叫等优点,已成为现在应急通信车上使用的一种常见通信手段。

数字集群通信实现了多种功能的集合,这些功能聚集于一体,能够在多方面提供可靠的技术支撑。具体说来,数字集群通信可以实现指挥调度、短信收发、信息传输、电话互联等多种不同类型的业务和功能,可以从不同的角度切入开展相关的工作,在实际工作中的应用,可以有效提升相关工作的技术水平。

1.2 短波通信

利用波长在 10—100m 之间,频率稳定在 3—30 兆赫之间的波进行无线电通信叫做短波通信,由于其频率比较高,有些场合下又常称为高频通信。其技术在目前已经比较成熟,而且信号传播距离远,超视距通信无需转发器,设备体积小而且成本还比较低,现在在应急通信车上常常都会被用到。

短波通信主要靠电离层将发射电波反射到接收设备完成信号的传递,其通信系统主要由发信天线、收信天线、发信机、收信机及一些终端设备组成。在卫星通信、光纤通信诞生之初,短波通信因为受天气的影响较大且会发出噪声,曾一度遭到抛弃,现在随着相关配套技术的提升,短波通信才又回到了应急通信车的主流通信手段地位。

1.3 超短波通信

利用波长在 1—10m 之间,频率稳定在 30—300 兆赫之间的波进行无线电通信叫做超短波通信,也被称为米波通信,其频带宽度是短波通信的 10 倍。且受天气的影响小,天线不但结构简单还尺寸较小,采用调频的方式实现调制,传输同样的信号发出的噪声要小得多,所以现在也是应急通信车的常用通信手段。

应急通信车主要是经由中继站和终端站两者共同构成超短波通信系统。发射机、接收机、天线和载波终端机都包含在终端站里,中继站则涵盖了两个方向的发射机、接收机及相关配套天线。

1.4 卫星通信

卫星通信是在空间技术和地面磁波通信的技术基础上创造出来的,利用人造地球卫星来做中继站用以转发无线电波,以实现两个或两个以上个体或单位之间通信的通信手段。卫星通信从 20 世纪卫星发射技术和计算机操控技术实现突破性发展之后,成为了应急通信车通信手段中的新贵,能传输高质量的声音及画面信息,通信覆盖率高,设备简单,重量轻便于装在应急通信车上,不受天气影响,信息传输量大,是当代应急通信车中最重要的通信手段。

应急通信车上卫星通信系统由空间站和地球站两大部分构成,空间站指的是发射到太空中的通信卫星,地球站则涵盖了地面固定站、便携站、车载站等等。

2 应急通信车各通信手段的干扰问题

2.1 短波通信的干扰问题

短波通信手段容易遇到的干扰问题主要有以下几种:

电离层不规则变化造成的干扰。短波通信发射的信号使电离层反射然后进行接收的,但是电离层本身是处于不规则变化当中的,会对短波通信造成干扰。特别是出现电离层暴的时候,会有短波消逝现象出现,造成短波通信的突然中断。

短波信道干扰。由自然环境随季节产生的天电和工业电气设备、电力网供电产生的磁场都会对短波通信造成干扰。

同频段信号之间的干扰,应急通信车短波通信的过程中如果附近有设备发出与短波通信频段相同的信号,就会对短波通信的信号接收造成干扰。

2.2 超短波通信的干扰问题

超短波通信手段容易遇到的干扰问题主要有以下几种:

邻道干扰。接收机选择性差或邻道发射机频带过宽都会造成相邻波导信号之间的干扰。

同频道干扰。其他地方有相同频率的信号发出会都超短 波通信造成干扰。

大信号阻塞和交叉调制干扰。强干扰信号串到收信机的高放级时,驱动高放级偏离线性工作区域,进人非线形状态,使得有用信号减弱,甚至阻塞。

互调干扰。两个以上的频率信号同时输入收信机或发信机,产生了新的频率,如果这个频率恰好落到了某个电台的工作频率上,超短波通信就会受到该电台的强烈干扰。

2.3 卫星通信的干扰问题

卫星通信手段容易遇到的干扰问题主要有以下几种:

星间信道干扰。卫星通信是离不开星间通信信道的,其毫米波、微波的收发路径常常遭到干扰。

上行信道干扰。应急通信车将信号从地面发出,由卫星接收过程中由于干扰信号的存在而受到的干扰。

下行信道干扰,信号由卫星发生,应急通信车进行接收,其接收过程中由于干扰信号的存在而受到干扰。

2.4 各种手段之间的干扰

不同的通信手段之间,也会产生一定的干扰,这需要加强关注。比如短波通信和超短波通信,其基本原理是想通的,只是在频率波长等方面存在差别,若是两个通信源十分靠近,就会产生干涉,影响通信质量。

3 应急通信车各通信手段干扰优化手段

3.1 针对短波通信的优化手段

选择发射天线时要选择短波天线电磁兼容性好的天线,确保应急通信车机房屏蔽窗和屏蔽门的屏蔽密封性完好,经常检查电台连接天线的线缆及其屏蔽层情况,做好线缆和屏蔽层的保护。在应急通信车的短波电台设备维护中,对电台接地、馈线接地、机柜接地情况进行检查。

3.2 针对超短波通信的优化手段

加强接收机的选择性,限制相邻频带发射机带宽,降低邻道干扰。采用稳压电源、加滤波器、减少倍频次数等手段以减小发信机的噪音。 针对超短波电台对应急通信车超短波通信的干扰问题,可以增大各电台之间的耦合损耗,增大设备的线性度,压低互调分量电平,采用分集接收技术和收发异频体制。针对同频道干扰的问题,可将分配给相同的两个基地台的直线距离调整为通信距离的四倍或五倍。最后电路上还要进行一些改进,让高频部分的选择性提高、中频部分的增益越低越好,本振噪声要降低。

3.3 针对卫星通信的优化手段

卫星通信因为在军事上比较常用,所以现在的抗干扰技术已经很发达了,应急通信车可以将这些卫星通信抗干扰技术用于卫星通信的优化。最基本的就是扩大频率的带宽,让带宽大于传输所需带宽的最小值。还可以采用给发送端输出信道状态信息的办法,让其自适应改变调制和编码方式。

合理设置通信源:为了避免不同通信手段之间产生相互干扰, 因此在通信源的设置上要尽可能合理。(1)要尽量增大不同通信源之间的间距,弱化相互影响。(2)在通信方式上,要避开频率、波长、波段等,避免产生干扰。

4 结束语

提高应急通信车的通信能力对我国应对突发事件和大型自然灾害的发生有着重大意义,对其常用通信手段进行优化是关键工作。本文只浅谈了应急通信车上常用的通信手段及优化措施,但应急通信车的通信优化还有很多方面可以取挖掘,这需要更多有关学者和工作者一起发现和探究。(作者单位:南京莱斯信息技术股份有限公司)

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