目前符合TETRA 標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)正在建設(shè)之中。從當(dāng)前的模擬移動(dòng)無(wú)線服務(wù)轉(zhuǎn)換到功能強(qiáng)大的TETRA技術(shù)將需要很多年,同時(shí)也為從事這一工作的技術(shù)人員提出了新的挑戰(zhàn)。這里現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁⿴椭,特別是在關(guān)鍵的遷移階段,可以幫助新建設(shè)的公共安全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從一開始就成為一個(gè)強(qiáng)大的工具。
主要的目標(biāo)是為員工提供高網(wǎng)絡(luò)可用性。這樣他們才能夠集中精力于具有挑戰(zhàn)力的工作本身,而不必?fù)?dān)任通信技術(shù)。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)始于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段,而測(cè)試技術(shù)可用于規(guī)劃的測(cè)試。在所有條件中,網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況是服務(wù)質(zhì)量的最重要標(biāo)準(zhǔn)。在網(wǎng)絡(luò)遷移階段,用戶接受程度特別重要。而用戶接受程度主要依賴于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際工作情況。就測(cè)試技術(shù)而言,檢測(cè)需要采用適用的測(cè)試接收機(jī)。目前這些接收機(jī)通常利用連接到數(shù)字地圖和GPS接收機(jī)的軟件控制。利用路測(cè)可以檢查服務(wù)覆蓋的區(qū)域,在某個(gè)點(diǎn)測(cè)得的場(chǎng)強(qiáng)可以顏色在屏幕上的地圖上標(biāo)記出來(lái)。因此,當(dāng)前的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況可很容易讀出。圖1給出的是路測(cè)的一個(gè)例子;路測(cè)通過的路徑清楚地顯示出來(lái),其中綠色的部分表示接收到的電平是滿意的。做為接收?qǐng)鰪?qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的最小電平,可以采用17 dBµV/m。對(duì)于手持移動(dòng)電話設(shè)備所采用的典型橡膠天線,這對(duì)應(yīng)的RSSI信號(hào)強(qiáng)度約為–100 dBm。
圖 1:信號(hào)覆蓋范圍路測(cè)
圖 2:呼叫建立時(shí)間以及通道負(fù)載做為服務(wù)質(zhì)量的評(píng)估參數(shù)
業(yè)界提供了多種便攜式TETRA測(cè)試接收機(jī)可供選擇。除了要滿足頻率覆蓋要求(中歐的公共安全網(wǎng)絡(luò)為380 至 400 MHz)以外,還需要注意,此類測(cè)試設(shè)備必須支持25 kHz的標(biāo)準(zhǔn)TETRA信道帶寬。這也意味著并不能隨便使用任意一款基于GSM技術(shù)的測(cè)試接收機(jī)。做為一種靈活的替代選擇,高靈敏度的便攜式頻譜分析儀也可以用來(lái)測(cè)試無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。同時(shí),便攜式頻譜分析儀也可以采用測(cè)試軟件遠(yuǎn)程控制,并且還可以在無(wú)線場(chǎng)所用于其它目的,如搜索干擾發(fā)射器。
對(duì)于簡(jiǎn)單的要求,TETRA移動(dòng)設(shè)備也可以用來(lái)檢查無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。這樣做的缺點(diǎn)是除了在低頻端以外,這些設(shè)備沒有校準(zhǔn)的測(cè)試接收器,因此只有提供有限的精度。
安裝TETRA基站(BS)時(shí),當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)做法是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)收測(cè)試。對(duì)于此類測(cè)試,需要利用特殊的TETRA基站測(cè)試儀在空中接口檢查關(guān)鍵的射頻參數(shù),并做為驗(yàn)收測(cè)試報(bào)告的一部分。為了進(jìn)行測(cè)試,基站的每個(gè)接收器(TRX)都進(jìn)行測(cè)試模式,并在此模式下測(cè)試發(fā)射性能、TETRA猝發(fā)的正確時(shí)序以及/4-DQPSK信號(hào)的調(diào)制質(zhì)量以及誤差向量幅度(EVM)。在接收器一測(cè),利用位錯(cuò)率測(cè)試(BER)來(lái)確定接收路徑的靈敏度。不過,可以確定的是在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)TETRA基站進(jìn)行復(fù)雜測(cè)試將會(huì)很快成為歷史,而在技術(shù)上非常類似的GSM領(lǐng)域現(xiàn)在這已成為標(biāo)準(zhǔn)做法。在生產(chǎn)過程中就利用相當(dāng)精確的測(cè)試設(shè)備對(duì)基站進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試,同時(shí)基站設(shè)備配備有可靠的自檢測(cè)系統(tǒng),可以方便地從網(wǎng)絡(luò)管理中心(NMC)遠(yuǎn)程進(jìn)行故障診斷。此外,采用現(xiàn)代空中接口測(cè)試儀,現(xiàn)在不必親臨基站現(xiàn)場(chǎng)就可以對(duì)調(diào)制質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。
這些測(cè)試設(shè)備還比純基站測(cè)試儀更為通用,為TETRA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和用戶提供了非常強(qiáng)大的連續(xù)監(jiān)測(cè)服務(wù)質(zhì)量(QoS,參考框中的文字)的工具。高服務(wù)質(zhì)量(QoS)的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)專業(yè)用戶(如公共安全服務(wù))的特殊要求而確定的。最重要的一些參數(shù)如無(wú)線電話系統(tǒng)在空域和時(shí)域的高可用性、極短的呼叫建立時(shí)間、低延遲以及短數(shù)據(jù)消息服務(wù)(SDS)以及避免隊(duì)列擁塞。此外,安全部門使用的無(wú)線電話網(wǎng)絡(luò)還需要高效工作,可用的資源合理分配給邏輯信道使用。檢測(cè)服務(wù)質(zhì)量時(shí),開始應(yīng)當(dāng)通過控制信道檢測(cè)呼叫建立時(shí)間(對(duì)于TETRA網(wǎng)絡(luò),通常小于300ms)、SDS發(fā)送時(shí)間、隊(duì)列呼叫數(shù)量以及邏輯信道的峰值和平均負(fù)載。這些數(shù)據(jù)由測(cè)試設(shè)備記錄下來(lái)、進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并以圖形方式輸出,并提供易于理解的合理的報(bào)告,從而可以保證所有時(shí)間服務(wù)質(zhì)量都可以保持最高水平。因?yàn)榭罩薪涌跍y(cè)試儀可記錄和保存無(wú)線信道中的所有信令,因此對(duì)于解決基站和不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的移動(dòng)設(shè)備之間的互操作性問題是一個(gè)非常寶貴的工具。
TETRA網(wǎng)絡(luò)也為負(fù)責(zé)移動(dòng)臺(tái)(MS)維修和服務(wù)的工程師帶來(lái)許多變化。首先移動(dòng)臺(tái)的測(cè)試需要全新的測(cè)試技術(shù);第二,移動(dòng)臺(tái)在設(shè)置一系列參數(shù)之前需要先進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。除了輸入國(guó)家碼、網(wǎng)絡(luò)碼、個(gè)人電話號(hào)碼和組號(hào)以外,還需要啟用或禁止設(shè)備上的許多其它功能才能滿足使用要求。在某些歐洲國(guó)家引入TETRA的經(jīng)驗(yàn)表明,這一編程過程就會(huì)引入一些問題。這意味著除了純粹的射頻參數(shù)測(cè)試以外,還需要采用TETRA測(cè)試儀(圖3)來(lái)檢查設(shè)備的個(gè)性化設(shè)置。為了完成移動(dòng)臺(tái)測(cè)試,測(cè)試儀仿真目標(biāo)TETRA網(wǎng)絡(luò)并建立正常呼叫。為了移動(dòng)臺(tái)的平衡工作,可以使用TETRA標(biāo)準(zhǔn)中的不同測(cè)試模式(如T1或環(huán)回模式)。
圖 3:終端測(cè)試儀:Willtek 2303 Stabilock
與模擬無(wú)線技術(shù)一樣,TETRA移動(dòng)臺(tái)的射頻測(cè)試可以分為發(fā)射器和接收器測(cè)試。傳輸性能仍然是設(shè)備測(cè)試時(shí)的重要標(biāo)準(zhǔn)。但不同的是,模擬無(wú)線設(shè)備連續(xù)傳輸,而TETRA標(biāo)準(zhǔn)采用的是TDMA(時(shí)分多路利用),多達(dá)四臺(tái)移動(dòng)設(shè)備共享一個(gè)頻率信道。這意味著MS發(fā)射器必須在正確的時(shí)間發(fā)射和停止,在TETRA標(biāo)準(zhǔn)中利用包絡(luò)曲線來(lái)檢測(cè)。對(duì)于模擬射頻誤差測(cè)試,得到的是基于向量的/4-DQPSK圖像(圖 4)和以百分比表示的向量誤差(RMS和峰值向量誤差)。此外,移動(dòng)臺(tái)發(fā)射器的測(cè)試還包括測(cè)試其在25KHz信道格中的傳輸范圍以及頻率誤差的測(cè)量。
圖 4:常用的星圖靈活顯示TETRA調(diào)制
在接收端,采用BER來(lái)確定其靈活度,同時(shí)不斷降低接收電平。如果位錯(cuò)增加到錯(cuò)誤校正不起作用的時(shí)候,這一數(shù)值被認(rèn)為是移動(dòng)臺(tái)靈敏度的閾值。在模擬靈敏度測(cè)試可以確定尋呼的靈敏度,與此類似,TETRA移動(dòng)臺(tái)重復(fù)發(fā)送尋呼信號(hào),此時(shí)通過不斷降低接收器電平直至不再響應(yīng),就可以獲得尋呼的靈敏度。
TETRA服務(wù)質(zhì)量
很久以來(lái),服務(wù)質(zhì)量對(duì)于TETRA網(wǎng)絡(luò)用戶的重要性就很清楚了。因?yàn)樵跇O端情況下,安全人員和緊急救護(hù)人員或者受害者的生命可能就依賴于網(wǎng)絡(luò)的可用性。由于這一原因,做為TETRA技術(shù)的基礎(chǔ),EN 300 392-1標(biāo)準(zhǔn)提供了服務(wù)質(zhì)量的另一種定義。服務(wù)質(zhì)量定義為一組可追溯到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)連接屬性,并且規(guī)定了如何在網(wǎng)絡(luò)連接的端點(diǎn)對(duì)這些屬性進(jìn)行監(jiān)控。換句話來(lái)說(shuō),就是從用戶的角度來(lái)描述。TETRA標(biāo)準(zhǔn)定義了一組適用于話音和短數(shù)據(jù)呼叫的指標(biāo)(參考文章)。因此,任何希望評(píng)估TETRA QoS的努力都需要直接從用戶的視角進(jìn)行!
同時(shí),對(duì)于TETRA:千萬(wàn)不能忽視天線!
事實(shí)上,天線是移動(dòng)系統(tǒng)的重要部分。然而,盡管安裝基站時(shí)天線和電纜的精確測(cè)量早就已經(jīng)成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的過程,但對(duì)于車輛天線的關(guān)注卻越來(lái)越少。在模擬式公共安全移動(dòng)集群通信系統(tǒng)中,在連續(xù)工作時(shí)利用簡(jiǎn)單的VSWR測(cè)量設(shè)備調(diào)整天線到工作頻率就足夠了。然而,最近一些年,天線行業(yè)提供了越來(lái)越多的不需要任何調(diào)整的寬帶車載天線,天線長(zhǎng)度不需要調(diào)整,并且適用于多種無(wú)線通信服務(wù),包括公共安全集群無(wú)線通信(4m 或 2m頻段)、GSM移動(dòng)通信以及VHF無(wú)線通信。為了將不同頻率分離開來(lái),需要使用天線分離器,利用不同的設(shè)置選項(xiàng)可以調(diào)節(jié)帶通和阻抗。無(wú)論是模擬無(wú)線還是TETRA系統(tǒng),如果沒有合適的測(cè)量設(shè)備,這里可能會(huì)出現(xiàn)很多錯(cuò)誤。因此天線和分離器需要在10MHz的頻率范圍內(nèi)提供平滑的返回電流值。便攜式頻譜分析儀或帶有獨(dú)立發(fā)生器的反射計(jì)提供了快速檢測(cè)天線系統(tǒng)全面行為的精確手段,從而可以避免調(diào)整中的錯(cuò)誤(圖 5)。
圖 5:用于TETRA系統(tǒng)的準(zhǔn)確調(diào)整天線分離器的傳輸功能
Tom Riedl是德國(guó)威爾泰克通訊技術(shù)有限公司在慕尼黑的產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理,負(fù)責(zé)專用移動(dòng)集群通信網(wǎng)(PMR)產(chǎn)品。