1 引言
在有線網絡為主體的條件下,需要輔以無線網絡平臺,使網絡廣泛覆蓋并可機動應用。
2 通信設計
無線網絡通信系統包括1個中心站,最多36個外圍站和若干個轉發器組成。
中心站和外圍站設備主要有點對多點通信設備,網管、監控及調度臺,圖像編/解碼器,攝像頭,天線和饋線等,分別裝載在通信車和作戰車上。系統設備組成框圖如圖1所示。
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2.1 信道分配
系統共有18條無線信道、3路圖像信道和1路通播信道,實現中心站與36個外圍站的話音、數據和圖像的傳輸。在中心站,共有18支路的業務數據和3路圖像,而每個外圍站有2個支路業務數據和1路圖像。為保證信道資源的高效利用,采用按需分配策略,保證36個外圍站根據需要占用18條無線信道和3路圖像信道。
2.1.1 話音和數據(TDMA信道)
中心站申請信道時,由交換機在某個支路上發出信道占用申請,系統在認可后通過信令交互得知該支路要連接的站點,然后為該支路分配一個空閑信道并建立該支路到目標站點的連接,連接建立成功后通知交換機鏈路建立成功。
由于外圍站發出的信道占用,必然是去往中心站,所以在外圍站不需告訴要連接目標站點。
為了防止信道不穩定造成的鏈接誤拆,鏈路的拆除統一由中心站識別信令來決定。
2.1.2 圖像(FDMA信道)
由于圖像信息速率最高為2Mbps,并且同時只傳3路,故采用FDMA方式進行傳輸。當某外圍站向中心站傳輸圖像時,首先向中心站提出申請,由中心站調度人員通過調度臺給該外圍站建立圖像傳輸通道,中心站可同時監視3個外圍站上傳的3路圖像信號。其組成示意圖如圖2所示。
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2.1.3
為了提高信道質量,系統采用了多種糾錯及組合糾錯措施,包括8比特(60,50)RS碼、交織(31,21)BCH碼、交織(15,11)BCH碼和交織11中取9雙相大數判糾錯。其中RS碼和BCH碼的糾錯能力如圖3所示。
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上行管理數據和所有業務數據都采取了GF(8)的(60,50)RS碼糾錯,可糾正5字節數據的錯誤,大大提高了業務數據的通信質量。
網管數據通信要求有誤碼率較低的信道,因此采取級聯糾錯的方法。先對異步數據采取BCH糾錯,再進行RS碼糾錯。RS碼糾錯是采用與業務數據相同的編碼方式,而BCH碼采用(15,11)的編碼方式。采用BCH糾錯,用于在RS糾錯基礎上,將信道誤碼率從110-4提高到110-5,從而保證網管數據的通過率。
此外還對BCH糾錯后的數據進行了交織編碼,以減小突發誤碼對BCH糾錯性能的影響。
下行信令數據也采取級聯糾錯的方法,不同的是,BCH碼采用(31,21)的編碼方式,期望在RS糾錯基礎上,將信道誤碼率從110-4提高到110-6,從而為信令數據提供更高的通信質量。
各外圍站的上行信令主要用于鏈路的建立,其數據量小而且分散,但要求及時的傳輸,因而不能采用RS糾錯,而是采用了11中取9的大數判糾錯措施,同時對編碼數據進行簡單的交織處理。中心站信令的接收端對上行信令進行雙相大數判譯碼,當存在嚴重的突發誤碼時,不可靠的信令幀將被拋棄。
2.4 勤務設計
2.4.1 勤務會議方式
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勤務采用會議方式,允許各個站點的操作人員可以自由對話,而無需發出呼叫或申請信道。另外,還支持中心站與某一外圍站的
勤務話音發端根據PTT鍵的狀態發送話音信號,當PTT鍵按下時,發出編碼的數字話音信號,否則發全“0”。
各個站點的勤務收端不停對勤務數據流進行監測,當檢測到勤務的幀同步信息并正確同步后,將勤務碼流送話音解碼器還原出話音信號。
2.5 頻率配置設計
2.5.1 頻率規劃
系統工作在1350MHz~1850MHz頻段內,為了頻率靈活配置,點對多點微波設備采用步進為1MHz的頻率綜合器和電調雙工濾波器,在直通、1次轉發或2次轉發工作時,需要至少4個工作頻點。
2.5.2. 頻帶設計
系統工作頻帶的帶寬為48MHz。其中40MHz帶寬傳輸話音/數據信號,8MHz帶寬傳輸圖像信號,頻帶的
2.5.3.3 FDMA收、發信機頻率配置
各外圍站的圖像信道頻率配置互相關聯,也就是如果其中一個外圍站的圖像信道中心頻率為f0,則另外兩個外圍站的圖像信道中心頻率分別為f0-2.5MHz和f0+2.5MHz。其頻率配置如圖5所示。
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3 通信設備設計
3.1 點對多點微波設備
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點對多點微波設備主要包括保密、基帶、調制器、上/下變頻、發/收頻率綜合器、功放、電調濾波器、低噪聲
在調制變頻單元,首先對下行無線群路碼流進行差分編碼、直序擴頻、限帶成型,再完成DQPSK調制及濾波放大得到70MHz中頻信號。然后利用來自發跳頻綜合器的發本振信號完成上變頻,經帶通濾波器抑制帶外鄰道雜散,緩沖放大送功放單元。
功放單元將輸入的射頻小信號放大到額定電平輸出。輸出端的定向耦合器對輸出電平和反射電平分別檢波,且在出現駐波告警時,關閉供電
天線接收的中心站信號fr2經接收濾波器濾除帶外干擾后,進入低噪聲放大器放大,然后與本振混頻后變成中頻信號fi1。它經2級中頻濾波器進一步濾除帶外干擾,再由突發AGC及中頻放大器快速穩定輸出中頻電平。該中頻信號又與發端本振進行變頻,經變頻濾波濾除載波和鏡頻成分后變成ft4信號,再經功率放大器放大,由發端濾波器濾除帶外雜散干擾后,經天線輸出,發往外圍站。
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天線接收的外圍站信號fr2轉發過程與上相似,變換后經天線輸出,發往中心站。
轉發器配備高穩定的10MHz時鐘源,給各個本振源作為環路鎖定參考。
3.2 轉發設備
以中頻轉發設計,設備組成原理框圖如圖8所示。
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天線接收的中心站信號fr2經接收濾波器濾除帶外干擾后,進入低噪聲放大器放大,然后與本振混頻后變成中頻信號fi1。它經2級中頻濾波器進一步濾除帶外干擾,再由突發AGC及中頻放大器快速穩定輸出中頻電平。該中頻信號又與發端本振進行變頻,經變頻濾波濾除載波和鏡頻成分后變成ft4信號,再經功率放大器放大,由發端濾波器濾除帶外雜散干擾后,經天線輸出,發往外圍站。
天線接收的外圍站信號fr2轉發過程與上相似,變換后經天線輸出,發往中心站。
轉發器配備高穩定的10MHz時鐘源,給各個本振源作為環路鎖定參考。
4. 結論
以微波通信方式實現的無線局域網,通過IP接口將無線局域網接入廣域網,構建了一個全方位、多層次的網絡平臺。在可能的條件下,也可以通過衛星轉播建設獨立的廣域網。無線網絡將使網絡技術更廣泛的應用于各個領域,是網絡化進程中的重要一環。
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