同頻同播

同頻同播網指在同一個地區布設多個同頻中轉台，從而加大無線通信網的覆蓋範圍， 或提高覆蓋區的通訊可靠性。同頻同播具備組網靈活簡便、覆蓋範圍廣、可靠性高、建設要求低、周 期短等特點，較適合消防部隊使用，即可作主網使用，也可作備用網。

系統介紹

是一種無線的組網形式，是在一個區域內建立多個同頻中轉台，並利用鏈路將這些中轉台聯接起來。鏈路可以選擇無線方式或有線方式。每箇中轉台負責一定範圍的覆蓋。這樣，利用多個同頻中轉台和鏈路連線就可實現大範圍的同播覆蓋目的。

該系統可廣泛套用於專網調度場合，如公安、能源、消防等專用網路體系中的語音廣播及調度指揮。此外在各個公司和企業內部安裝此系統可實現安全、保密、可靠的互動廣播及指揮工作。

主要技術

1. GPS/發射頻率同步技術

每個同播基站配置一個GPS接收機，利用GPS基準時間信號鎖定發射機頻率。保證各基站間發射機發射頻率同步。

2.相位同步技術

系統控制終端可以利用各基站GPS數據遠程精確調整參數。保證重疊區的音頻信號相位誤差範圍。

3.接收判選技術

在覆蓋區內的多個基站，同時收到移動台的信號，基站控制器根據的接收信號質量自動進行最佳化判別。再通過鏈路送到各基站發射機發射。保證另一方移動台收到的話音是清晰的。

同頻同播的套用背景

同頻同播技術曾套用於上世紀九十年代中期的尋呼系統中，用於改善低速數字尋呼的覆蓋效果。在2003年前後，開始出現模擬常規同頻同播系統，後來又出現了模擬集群同頻同播系統，用於實現大區域單信道的調度話音通信或接入控制。

當前，模擬常規/集群同頻同播系統頗受公安、交通管理、森林防火等專業調度指揮部門的歡迎。雖然只能提供模擬話音信道．但是卻是用最簡單的方式解決了跨區域調度指揮時的互聯互通難題。由於當前各類模擬常規、模擬集群和數字集群實現互聯互通和廣域覆蓋還尚需時日，而反恐處突、搶險救災、跨省地市協同等實際工作的需要卻刻不容緩，因此在未來一段時間內，同頻同播系統還有一定的生存和發展空間。

當前的模擬常規/集群同頻同播系統，主要傳輸的是重要通信保障任務中的高層級調度指揮命令，其重要性級別相當高，不斷推進其技術進步對於提高應急通信保障水平和維護國家的長治久安具有重要意義。

同頻同播的優點

1.多方位覆蓋，消除通訊死角。

對於山地和高層建築林立的無線通訊，靠一個制高點設立一個中轉台是不能實現良好可靠的無線通訊網的，因為山地和高層建築對高段無線電波有明顯的阻礙作用，這也是造成無線通訊不穩定的主要原因。經常有這樣的情況：雖然遠離中轉台的位置可得到良好的通訊效果，但離中轉台很近的地方卻存在無線通訊死角。同播網不但可擴大覆蓋範圍，而且可有效解決無線盲區問題。因為多中轉台同播可實現多方位的覆蓋，移動用戶所處位置可能受到來自一方或兩方的阻礙，這時還有其它方向的中轉信號可以射入，用戶仍可得到良好的通訊效果。

2. 均勻覆蓋，減少干擾。

同播系統工作模式對惡劣的無線電波干擾也具備特別的作用。對於單箇中轉台，即使它可能處於較高的地點，但隨著距離的加大，場強將迅速減弱。當移動用戶附近有較強的無線電場時，特別是大功率無線尋呼發射機，弱信號就可能被禁止從而造成通訊中斷。無線同播網是多點覆蓋，整個覆蓋區場強平均，所以同播網通訊效果穩定可靠。

3. 安裝靈活方便。

建立同播網在安裝中轉台時不必與無線發射設備爭用制高點，而只需選擇方便合適的地點安裝即可。中轉台和大功率的尋呼發射機安裝在一起是不明智的，儘管此點位置可能很高。但因為無線對講系統是雙向的，一般情況是中轉台發往移動台信號好，而移動台發往中轉台信號差。例如手持機，中轉台發射功率一般為20-40W，而手持機只有1-5W，顯然手持機發往中轉台的信號遠弱於中轉台發往手持機的信號。若中轉台和尋呼發射機安裝在同一地點，手持機的上行信號將進一步被消弱。同播系統中轉台只需要安裝在位置相對較高、遠離大功率發射設備的地點即可。

4、組網靈活，各基站差轉機平時在原有的信道上工作，如有重大任務需多基站聯網時，指揮中心可通過網管中心將各同播基站設為一個或多個同播組，使之組成一個同播網或多個同播網，網內一呼百應，便於統一指揮調度；

5、指揮中心可設立網管中心，通過網管中心的調度完成多個同播基站的同時工作和互聯互通，使分支的無線通訊調度指揮統一在整體平台上；

6、同頻同波網投入較低、實用性較強，易實現大範圍區域良好覆蓋，實現本地區無線通訊；

7、系統結構簡單合理，可靠性高，操作性強，包括系統設備操作及移動用戶使用作業系統具有指揮調度、管理維護、遠程監控等功能。

同頻同播系統的基本構成

1、同播基站包含全雙工KG510基地台、同播基站控制器、鏈路機、GPS接收板、遙控遙測單元、天饋系統等；

2、同播中心包含同播中心控制器、鏈路機等；

3、調度中心包含電腦伺服器、調度軟體、專用遙控遙測軟體等；

4、遙控遙測設備包含遙測遙控單元、遙控遙測軟體等。

同頻同播系統的技術特性

在同頻同播系統中，有三大關鍵技術：

1、下行發射同頻技術。即通過頻率校正，使各同播基站發射載頻的中心頻率偏差控制在幾赫茲至十幾赫茲的水平，以免因同頻干擾中的中心載頻偏差引起令人厭煩的“嘯叫”。

2、下行發射同步技術。即遁過定時同步，將同一路話音信號經過不同同播基站轉發且被同一移動台接收時各路相同的話音信號的相位偏差控制在一定範圍內，明顯改善在相鄰同播基站下行信號強度相近時的接收話音質量。

3、上行接收判選技術。即當同一路上行發射被多個同播基站同時接收到時，從中選擇信號質量最佳的一路進行中繼轉發，以改善上行話音質量。

從更深層次的技術原理上看，現有同頻同播系統的通信質量保證主要依靠的是窄帶調頻制本身所具有的同頻干擾容限（典型值為8dB），上述下行發射技術手段的使用，能在一定程度上改善相鄰同播基站下行信號的強度差異在同頻干擾容限之下（即小於8dB）時的通信質量。

同頻同播通信質量的制約因素

1、同一路模擬話音在經過中繼鏈路轉發的過程中會引入失真和噪聲，這些失真和噪聲在不同程度上讓本該完全相同的同一路模擬話音波形變成了多路基本相似的模擬話音波形，但在具體的波形細節上仍存在一定的差異。

如果是數字同頻同播，雖然中繼傳輸過程不會引入失真和噪聲，但不同同播基站中數位訊號基帶濾波器的群延時和失真特性是存在差異的，仍會導致濾波後用作調製信號的波形在具體的波形細節上存在一定的差異。

2、在各個同播基站下行轉發時的調製過程中，各個調製器的調製信號幅度、調製靈敏度和調製回響特性也存在差異，當前流行的鎖相倍頻調製器，從調製信號的幅度變化到VOC輸出期望頻率的載波之間有一個過渡過程。

受鎖相環路濾波特性、VCO壓控特性等多種因素的影響，該過渡過程中實際的載波頻率均值雖然滿足調製特性要求，但其載波頻率變化的方差是隨機的；這樣的已調載波被同播之後，再與其他調製器輸出的具有類似隨機頻率變化細節的已調載波線性疊加，其合成的結果必然是“同”頻干擾嚴重的；如果數字同頻同播時仍採用鎖相倍頻方案的調製器，則很難滿足較高速率數據的同頻同播要求。

3、即使是在理想的發射同步信息支持下，各個同播基站在每個瞬間時刻所發射載波的頻率實際上也並不相同，不僅僅只存在幾赫茲至十幾赫茲的固定頻率偏差，也不僅僅是因受中繼鏈路引入的失真、噪聲、基帶濾波器特性（數字）、調製信號幅度、調製靈敏度和調製回響特性等多種因素的影響而在一定範圍內呈隨機變化。

而且經過同播發射後，在相鄰同播基站下行信號的強度差異不大的區域中，因傳輸路徑長度差異（數百米到幾公里，引入的時延差在幾微秒到幾十微秒之間）還會引入前後不同頻率之間的相互干擾（模擬話音波形是不斷變化的）；此外，不同傳播路徑上隨機波動的傳播衰減還會進一步使這種相互干擾的幅度和變化規律呈現隨機變化。

因此，儘管有些廠商宣稱採用了前述技術手段之後能完全消除同頻干擾，但從技術原理和實際套用情況來看，同頻干擾是客觀存在的，同頻校正和發射同步技術手段的採用只是在一定程度上降低了同頻干擾的影響，在那些相鄰同播基站下行信號強度相當的區域中，其實際通話效果仍較差（也不排除存在由於接收到的上行話音質量差而導致同播下行接受到的話音質量不佳的情況）。在當前的套用中，由於同頻同播基站的數量不多且覆蓋區大多呈帶狀或鏈狀分布，還能通過微調各基站的發射功率和定時同步偏差對同頻干擾嚴重的區域進行調整，因此基本上能滿足套用之需。

儘管還存在這樣或那樣的技術原理上和實際套用性能的不足，但同頻同播給實際工作帶來的好處是很明顯的。首先是能實現大區制覆蓋，其次是能沿用現有的模擬常規/集群終端，再之是跨區域時不需要更換信道，沒有集群系統中的身份登記之類的麻煩，用最簡單的方式解決了跨區域調度指揮時的互聯互通難題。採用同頻同播，是在當前各類模擬常規、模擬集群和數字集群系統難以實現互聯互通和廣域覆蓋情況下迫不得已的現實選擇。