無線通信專網穩定性分析

2019-11-03 09:31:14

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供稿：網友

　　世界已進入信息時代，通信領域的發展更是日新月異，我市以防汛無線通信超短波１５０ＭＨｚ為主的專網，經過２４年的發展，在現今的防汛搶險日常工作中仍盛而不衰。而防汛無線通信專網的穩定性涉及因素較多，除了大自然的因素處，人為影響通信穩定性的因素也很重要。無線通信網的穩定性一方面取決于站點的選取，頻率的合理分配，人為或自然干擾等因素，本文就以山西省運城市防汛無線通信專網為例來分析通信網的穩定性。

　　一、站址的布設對通信網穩定性的影響

　　臺站的布設位置直接影響通信網的通信質量，１５０ＭＨｚ無線電波傳播路經損耗大小直接關系到通信信道質量。無線電波傳播路經損耗可由下式來表示：

Ｌｂ＝Ｌｂｆ＋Ａ

　　式中Ｌｂｆ為自由空間損耗，它取決于路徑長度和工作波長的量值；Ａ為隨機量、它與山丘、建筑物、地球曲率，天線高度、天氣狀況等因素有關。

　　在無線信道中，自由空間損耗Ｌｂｆ由于路徑長度和工作波長已固定，所以路徑損耗Ｌｂ量值大小主要取決于隨機量Ａ，決定Ａ量值大小的關鍵因素是無線電波傳播路由上所遇到山峰阻隔。在山西省運城市和垣曲、平陸、芮城三縣中間有海拔１９９３．８米的中高山阻隔，這對于１５０ＭＨｚ頻段的無線電波傳播而言，山峰阻隔衰耗較大，使接收點信號減弱，無線信道質量下降。為了減少山峰阻擋，臺站選在無線電波傳播方向仰角應小于３°的地理位置。這樣可以保持無線通信專網的信道質量，從而提高通信網的工作穩定性和可靠性。

　　二、頻率對通信網穩定性的影響

　　在無線通信網中，工作頻率是影響通信穩定性的重要因素之一。山西省運城市防汛無線通信網中，因有高山和高低不平的山凹、丘陵組成的復雜地形，組網時工作頻段的選擇、頻段的選用會直接關系到通信網的穩定性，又因臺站較多（現有４４個臺站），過多地選用點頻，一方面降低了頻率的利用率，另一方面會產生互調短波，使通信網阻塞，而且會產生頻點之間的干擾。但我們根據當地中高山復雜地形的特點，采用小區劃分，頻率復用等手段來提高通信網的穩定性和可靠性，下面我們就這幾方面進行分析。

　　１、區域的劃分與頻率的復用通信網穩定性的影響

　　運城市防汛通信網控制面積１３９６８Ｋｍ２，設有４４個固定臺站，最遠的通信臺站距離７４Ｋｍ。為了提高頻率的有效利用率，擴大通信網的覆蓋面積，以當今的經濟條件出發，現實可能性地將通信網劃分為３個小區，每個小區設有中心臺站。一級網干線使用一個１５０ＭＨｚ雙功率點，二級網干線使用一個１５０ＭＨｚ雙功率點的其中一個頻點。另外，采用小區域布網方式，這樣減小了頻點數量，提高了頻率的利用率和信道質量，即使最遠的通信距離也能滿足通信網指標要求，所以采用小區域劃分頻率復用，可提高防汛通信網的穩定性。

　　２、頻段對通信網穩定性的影響

　　無線電傳播的路徑損耗隨無線電波頻率的加大而增加上升，對任何一條無線通信線路，在通信距離不變的條件下，無線電波傳播路徑損耗的量取決于頻率的量值。當頻率增加時電波傳播損耗也增加，遇到高山阻障時電波損耗就會增大，有降低信道質量的趨勢，但抗干擾性增強，有提高信道質量的能力。因此，在組建無線通信專網時采用什么樣的頻率才能使通信網性能穩定可靠呢？從實地測量的值來看，其中，７３ＭＨｚ、１５０ＭＨｚ、２３０ＭＨｚ、４５０ＭＨｚ這些頻段，最適宜我們防汛通信網工作頻段的是１５０ＭＨｚ，２３０ＭＨｚ，現場實測值１５０ＭＨｚ為２４ｄＢ、２３０ＭＨｚ為２１ｄＢ指標。單從話路工作來看完全滿足我們工作需要，幫我們選用１５０ＭＨｚ頻段做為組網頻段，將提高整體通信網的穩定性。

　　３、點頻對無線通信網穩定性的影響

　　無線通信網的頻段確定后，對有中繼的通信網，如果點頻選擇不當，則會產生互調制波，則中繼站出現阻塞現象，使中繼所覆蓋的小區域臺站工作受到影響，因此，點頻時應嚴格按照國家無委的波道間隔２５ＫＨｚ，１５０ＭＨｚ雙工頻差５．７ＭＨｚ，盡量避免互調制波的產生，選擇好點頻頻率，避免頻率之間的干擾，確保通信網的穩定性。

　　三、人為或自然干擾對通信網穩定性的影響

　　１、人為干擾對通信網穩定的影響

　　人為干擾源主要來自電器噪聲干擾，比如發電機、電動機、磁電機、工業干擾等，它們具有較寬的頻譜，而且強度隨著頻率的變化而變化，都能對無線電通信網的穩定性產生影響。

　　２、自然干擾對通信網穩定的影響

　　自然噪聲的干擾是指自然界存在的各種電磁波源，比如天電干擾、太陽黑子、天氣變化等，都會對無線通信網的穩定產生影響。

　　要解決以上兩個問題，在組建通信網時，盡量避開干擾源。特別是在設中繼臺或中心臺時應選擇好臺址，避開干擾源，確保通信網的穩定。

　　四、信道質量可靠度的論證

　　信道質量可靠性取決于通信信道質量的好壞，下面僅這方面進行論證。

　　衡量無線信道質量可靠度的一個指標；是系統信道余量Ｇｃｓｏ大于因天氣變化引起的無線電波衰落余額Ｍ，即Ｇｃｓｏ＞Ｍ；則信道質量是可靠的。論證：Ｇｃｓｏ＞Ｍ。在無線電波的傳播受多種因素影響，系統信道余量Ｇｃｓｏ是考慮了天線高度，地球曲率，射頻功率，天線增益，饋線損耗，及大山高度和大建筑物等因素的影響后，得到的信道余值。如果信道余量Ｇｃｓｏ因于天氣變化引起的無線電波衰落余額Ｍ，則信道可靠度大于９９％，本通信網的信道余量均大于衰落余額，也就是Ｇｃｓｏ＞Ｍ；因此說通信網是穩定可靠的。　　從以上分析的情況來看，我們防汛無線通信專網通過２０多年的發展和變化主要是：

　　⑴通信網的形式方面：由一點對多點輻射狀通信網，發展到星形網和帶狀網聯合組成的通信網。

　　⑵通信網的功能方面：由簡單的話路通信發展到話路數據同用的通信網。

　　⑶通信網的發展趨勢：從全國防汛水情測報通信網的建設和使用情況來看，無線通信網趨勢，既不是單一的電話網，也不是單一的數據網，而是話路、數據兼容，有線無線相結合，包括信息采集搶險無線通信，計算機網絡和決策支持系統，向著功能較全的方向發展。

摘自《通信世界報》