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山区无线信道现场测量技术及应用 　 冯菊香1，2，温世成3，周景林3，赵 利1 时间:2010年01月12日 字 体: 大 中 小 关键词:无线信道信道测试传输损耗 摘? 要： 根据山区无线信道特征，提出了无线信道测试的方案和基本测试方法，并结合桂林市某山区通信系统无线信道的实地勘察设计，论证了方案的可行性和科学性。关键词： 无线信道；信道测试；传输损耗 　　随着山区旅游资源的开发以及村村通工程建设，山区通信显得尤为重要，但山区人员稀少，地形复杂，考虑到铺设条件和经济成本等因素，采用无线通信是解决山区通信难的一种有效的办法。而无线通信也存在信道特征复杂的问题，随机衰落是其主要特点。因此，对山区无线信道进行勘察设计显得尤为重要。目前计算或测量路径传播损耗常用的方法主要有：利用电波传播损耗预测模型进行理论计算；利用地形地物特征进行仿真分析；运用场强仪进行电场强度现场测试等。所有这些方法中，运用场强仪测试电场强度是最直接的一种方法。1 山区无线信道的特征　　一个无线通信系统质量的好坏，在很大程度上取决于无线信道传输质量的好坏[1]。无线通信靠的是无线电波的传播，由于山区山高林密，地形复杂，有高山阻挡，无线电波传播环境复杂，在传播时既可能有直射波，也可能产生大量的反射波、折射波、散射波和绕射波等，将引起较大的传输损耗以及传输信号的随机衰落，使信号衰落起伏大，场强分布不均匀，甚至出现信号盲区。为了减小无线电波传播损耗，保证无线通信的质量，确保无线电波发射的业务覆盖服务区和电波传播的可靠程度，在山区无线电波频段一般采用甚高频(VHF)，但因受频谱资源限制，也采用超高频(UHF)的低频段。同时，因传播环境不断变化，电磁波在无线信道中传播会存在多种传播机制，这使得接收端信号的幅度、频率和相位等均可能处于一种不断变化、极不稳定的状态之中[2]。因此，在无线链路设计过程中，需要预留相当的衰落余量。 2 无线信道测试的方案　　要做好山区通信系统无线信道的勘察设计，必需对无线传输的路径损耗进行现场测试。2.1 测试工具选择??? 　采用日本安立公司MS2711D测试仪1台、日本日精公司ND889A专业数传电台2台、佛山市健博通电讯实业有限公司TQJ-230c全向天线及馈线等。　　MS2711D测试仪是一款便携式频谱分析仪，具有工作频段宽、灵敏度高、噪声底电平低的特点。　　ND889A电台工作在UHF频段上，收发机均采用最先进的FET低噪声放大电路，发射功率大，接收灵敏度高，数传误码率低，带有RSSI电平指示输出。2.2 测试方案示意图　　测试方案示意图如图1所示。 　　图中的发射机和接收机使用的是ND889A电台，ND889A电台工作在228.6 MHz的频段上，发射天线和接收天线采用TQJ-230c全向天线。发射机把射频信号由发射天线发射到空中，接收机通过接收天线接收到信号后，通过机内RSSI检测器输出相应的电压值，再由电压表测量并换算得到相应的接收信号电平，同时可以通过连接到接收天线上的MS2711D测试仪直接测出接收信号的强度。2.3 基本测试方法　　无线信道传输性能的测试方法很多，可以采用频谱分析仪实测信号功率电平，客观推算路径传输损耗；可以监听接收信号质量主观评价；也可以用ND889数传电台自带的接收信号强度指示来参考比较，全面测定无线信道的传输性能。2.3.1 路径传输损耗测量　　假设发射功率为Pt(dBm)，发射天线增益为Gt(dB)，发射端天馈损耗为Lt(dB)，接收灵敏度为Sr(dBm)，接收天线增益为Gr(dB)，接收端天馈损耗为Lr(dB)。并假设路径传输损耗为LM(dB)，则MS2711D实测接收信号功率LS为：　　 2.3.2 接收信号监听以及主观评价??? 　在给定测试环境下，监听接收机输出音频的语音质量，加以主观评定，确定优、良、中、差、劣5个等级，用以主观评定通信质量的优劣。主观评定依据如表1所示。 2.3.3 接收信号强度测量　　? 利用ND889A电台自带的接收信号强度指示(RSSI)可以作为通信质量的近似参考。RSSI以直流电压方式输出，接收信号强度在0 μV~500 μV变化时输出直流电压范围约为0.5 V~2.5 V，强度与电压近似关系如表2所示，可用电压表方便地测量。 2.3.4 测试方法分析　　? 路径传输损耗测量较为精确，测试数据可作为主要依据；接收信号强度测量较为粗糙，其结果具有一定参考价值；接收信号监听以及主观评价更为粗糙，仅供对比和参考。因此，测试方案以路径传输损耗测量为主，参考对照接收信号监听以及主观评价和接收信号强度测量，通过多种手段测量信道的通信质量，从主观和客观两个方面评价信道性能。3 工程应用实例及分析3.1 测试环境　　桂