同频同播技术在消防无线通信的运用

摘要：在现代化城市消防队伍中引入同频同播技术是必要的，因为该技术特征、功能特征表现明显，可结合已有消防无线通信系统设计全新的消防无线同频同播网组网方案。本文中希望介绍无线同频同播技术网络的基本概况与技术应用可行性，并给出了该技术在城市消防队伍无线通信中的具体组网对策方案。

关键词：同频同播技术；城市消防；无线通信；可行性；组网对策

在城市消防抢险救灾工作中，基于社会全局化、复杂化、智能化的技术应用必须得到全局考量，它希望有效加大消防跨地区与大兵团联合作战，从整体上提高消防力量建制组合，保证后方消防通信指挥中心与火灾现场通信链路相互有效衔接、畅通无阻。在建立大面积覆盖、高质量的城市消防专用网络过程中，需要尝试引入同频同播这样的先进技术，为消防队伍灭火救援工作带来重大帮助。

一、无线同频同播网的应用概况

火灾灭火与抢险救援事故处置问题相当棘手，严重时会为全盘救援工作带来约束影响，目前城市消防队伍正受困于此。由于专用救援网络频率较低，且受到频谱资源紧张约束无法施展火灾灭火救援拳脚，所以他们必须考虑如何建立适用于火灾灭火与抢险救援的专用网络，构建专业化的警用调度网络系统。基于上述要求分析，消防队伍建立无线同频同播消防网络覆盖大面积区域展开灭火抢险救援工作非常有必要。就无线同频同播网络而言，它所构建的同频同播系统由单站通信系统组建，是从常规多基站通信系统所演变而来的，所谓同频同播能够覆盖整个网络区域，并建立多个同频中转平台，合理运用网络链路实现对转台信号的有效连接，最大限度加大无线通信网络覆盖范围。在该过程中，覆盖区域的通讯可靠性会被有效强化，真正构建一套完整的无线对讲网络。同频同播系统的优势相当明显，目前它已经被广泛应用于消防系统领域。它的优势特征在于组网相当灵活渐变，拥有较高可靠性，且能够实现多方位覆盖，消除通讯中的所有死角，做到大范围覆盖、无缝连接，确保系统整体工作频率、频谱都能达到较高水平。该网络技术的应用优势还在于它所建立的覆盖网络范围内不需要进行频道转换，安装过程相当建议，系统结构也十分简练，建设周期较短，拥有较大的覆盖范围，比较适用于当前的消防队伍使用，即将它做为主网或者备用网，同步或交替为灭火救援工作服务[1]。

二、无线同频同播网的技术应用可行性

无线同频同播网系统在技术应用方面表现突出，技术内容十分丰富，它所建立的多基站覆盖存在较多重叠覆盖区，可接收来自多个基站所发送的信号内容，这些信号的载波频率差异表现明显，调制音频信号相位存在差异，而对于调制音频信号的幅度差异、电磁波空间传输路径分析也相当到位，可建立基于不同传输介质的时延差异技术体系。所以说，无线同频同播网络技术在针对不同基站的信号重叠区处理方面具有较强效果。目前消防队伍建立该系统可实现同频同播信号传递，确保同频同播网络交界区域通话质量到位，满足一定技术条件如下：第一，要基于不同区域中转台发射音频波形信号，满足信号传播幅度与形状要求；第二，要基于不同区域中转台保证发射音频量基本一致；第三，要基于各区域中转台保证信号发射频率基本一致；第四，要基于优化话音判选技术确保通信网络保持最佳话音质量[2]。

三、城市消防队伍构建同频同播技术网络的需求分析

如上文所述，城市消防队伍所建立的无线通信网络覆盖范围广泛，从技术角度讲它所追求的是无线通信的阴影与多径效应，但实际上目前消防无线通信系统所覆盖的区域无法实现正常通信，存在通信盲区，所以在解决消防无线通信覆盖问题过程中，必须思考消防通信适应现代化城市的现实发展要求，此时城市消防队伍有必要提出构建同频同播技术网络的具体需求[3]。（一）对同频同播技术网络功能表现的需求。同频同播技术网络所构建的是同一个区域中的多个中转站，且每个中转站都有相互衔接的覆盖区域，他们能够在相同载波频率背景下同时发射信号，它在功能表现上的优越性主要体现在以下几点上：第一，利用多中转台可实现对多方位区域的信号有效覆盖，确保用户所处位置能够射入中转信号，且始终保持良好的通讯效果。第二，由于布点较多，所以同频同播技术是能够覆盖某些传统技术所无法覆盖的区域的，它使得部分多径干扰能够实现相互抵消。第三，同频同播技术所采用的是多点覆盖技术，它的覆盖区域场强表现平均，效果相对稳定可靠[4]。（二）对同频同播技术网络技术特征需求。无线同频同播系统的技术特征优势就是它能够重叠覆盖区域，所以城市消防队伍也借助这一点提出了自身对于该技术系统的特征需求。首先，要确保载波频率始终保持一致，利用GPS原子钟配合载波频率精确锁定10Hz以内范围，满足同频同播技术要求。其次，在保证信号同时播出并同时到达的基础之上，允许出现回声效果，因为它的接收机位于信号场强较大位置，它所建立的6dB同频信号强度可抑制弱信号，所以它是不存在音频延迟问题的。考虑到电磁波传播速度较快（最快达到4x108m/s），所以要确保在交叉覆盖区域内建立接收机，满足中转站信号传播距离小于3km的基本条件。与此同时，要通过架设中转站结合具体状况（如测试）建立交叉覆盖区域范围，消除音频延迟问题。

四、城市消防队伍构建同频同播技术网络的组网方案研究

结合同频同播技术网络系统建设特性以及消防队伍的实际工作情况，下文举例某消防队伍在设计构建同频同播技术网络过程中的相关技术要点，提出并研究其组网方案。（一）组网工作流程概述。某城市消防队伍在构建同频同播技术网络过程中，需要首先从移动台A发出呼叫，同时其同播站1和2建立了同步信号接收体系，建立同播链路信道机制，结合不同时序对信号链路基站内容进行分析，确保中心控制系统自动实现信号优劣识别，建立完整链路基站。在该过程中，中心控制系统会对自动信号优劣进行识别并确保主发同播站信号传播有效。如果同播站中站1的信号接收能力较好，可将站作为主站，该站上下行则作为中转站，其它同播站被设置为从站。换言之，当移动台A发出呼叫信号后，同播站1会送到中心基站中，控制网内所有同播站实现全部区域的同频信号有效覆盖。在该过程中，技术人员需要通过触发发射键建立系统连接，确保移动台每次通话过程都能占用接收信号场强表现最好的同播基站，进而保证系统话音质量符合要求标准[5]。（二）链路选择。在选择链路时，应该考虑到无线同频同播网络设计要求，结合移动台、同播台之间的话音通信机制建立频段在350MHz的消防专用频点，确保同播站与链路基站之间通信链路建设应用有效到位。具体来说，某城市消防队伍所采用的是频率为350MHz的无线模拟链路，它可提高消防工作频率。这是充分考虑到消防队伍自身在频率资源方面是相当有限甚至紧缺的，所以在无线同频同播系统中对链路传输质量进行分析，提高系统工作准确性，350MHz的无线模拟链路相对造价较低，所以比较适用于目前的城市消防队伍灭火救援工作。在无线数字扩频微波选择方面，该消防队伍所选择的是2.4GHz~5GHz范围的无线数字扩频微博机制，基于开放频段构建链路带宽机制，其设备通用性表现良好，且系统在话音质量、系统扩展以及图像传输等等方面都不会受到技术限制，干扰较小，非常适合专业组网。而该消防队伍也运用到了有线数字链路，该链路方便可靠，传输带宽较大，它配合无线通信系统组网建立有线链路，形成光纤通信系统组网优化。该过程中它就采用到了GPS同播系统，配合光纤链路长期投入资源，在资金允许情况下实现了通信话音质量的提高，为灭火救援工作提高安全系数。（三）场强判定。在保证网内出现多个同频基站接收载波信号过程中，消防队伍选择在同频基站中建立接受载波的信号节点，但这些信号节点强弱不一，需要结合载波信号中心链路基站建立同频基站，避免通话过程产生较大杂音。在对系统进行判选过程中还要建立监测启动机制，分析场强链路比较、分析、判选到位。最后，将信号传送到各个同播基站中发射，切实保证移动台接收到高质量语音信息。整体看来，某消防队伍所选择组建的无线同频同播网络系统在站点选择方面相当灵活，不会受到有限架设条件限制影响，同时可基于链路基站联通地点布设同播基站内容，如此可保证使用与维护费用合理化缩减。与此同时，系统中所传播的语音质量也相当之高。在系统有线同频同播网络系统建设方面，它就构建了大型的同播系统，基站架设限制不多，且运用到了全数字链路，传输速率相对较高且稳定。与此同时，它拥有较好的语音判选性能，可保证系统最佳语音同播通话到位。相比于无线链路，有线链路突出了更多优势特点，例如它的受干扰可能性较小，且整体通信安全可靠性较高。一般在实际应用中，某城市消防队伍会选择混用有线与无线链路，建立同播系统，且有条件情况下会更多采用到有线链路。例如在总队与各个支队进行通信联络过程中，他们会基于现有消防信息通信网络建立网络系统，此时再配合无线链路，可保证各个支队中转基站建设到位，进而组成一套混合链路同频同播系统，充分利用其中的无线通信技术内容，保证信息数据传播高水平[6]。

五、总语

在目前频谱资源相对匮乏的城市消防体系中，城市消防队伍必须深度思考，有效应对电磁环境恶劣环境，建立无线同频同播技术系统，确保在灭火救援工作中始终保持常规通信系统水平，建立高效率灭火救援行动机制。

参考文献：

[1]钱奕慧,石化敏.同频同播技术在城市消防无线通信中的应用[J].消防科学与技术,2004,23(6):560-561.

[2]赖泽明.同频同播技术在省级消防无线通信网中的应用[J].中国新通信,2013(12):54-55.

[3]孙晓雅.无线同频同播技术及其在消防无线通信网中的应用[J].中国信息化,2012(22):126.

[4]裴建国,张丽敏,郭松涛.同频同播系统及其在消防无线通信中的应用[J].武警学院学报,2010,26(2):61-63.

[5]郭星煌.PDT系统在消防应急通信及现场自组网的应用[J].计算机光盘软件与应用,2014(14):162-163.

[6]刘坤朋.基于IP链路的同频同播系统设计与实现[D].北京:北京邮电大学,2011.

作者:汪佳磊 单位:江苏省淮安市消防救援支队