TETRA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時需要的測量技術(shù)

目前符合TETRA 標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)正在建設(shè)之中。從當(dāng)前的模擬移動無線服務(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)代測試技術(shù)能夠?yàn)橛脩籼峁�幫助，特別是在關(guān)鍵的遷移階段，可以幫助新建設(shè)的公共安全無線網(wǎng)絡(luò)從一開始就成為一個強(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，而測試技術(shù)可用于規(guī)劃的測試。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通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際工作情況。就測試技術(shù)而言，檢測需要采用適用的測試接收機(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。利用路測可以檢查服務(wù)覆蓋的區(qū)域，在某個點(diǎn)測得的場強(qiáng)可以顏色在屏幕上的地圖上標(biāo)記出來。因此，當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況可很容易讀出。圖1給出的是路測的一個例子；路測通過的路徑清楚地顯示出來，其中綠色的部分表示接收到的電平是滿意的。做為接收場強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的最小電平，可以采用17 dBµV/m。對于手持移動電話設(shè)備所采用的典型橡膠天線，這對應(yīng)的RSSI信號強(qiáng)度約為–100 dBm。

圖 1：信號覆蓋范圍路測

圖 2：呼叫建立時間以及通道負(fù)載做為服務(wù)質(zhì)量的評估參數(shù)

業(yè)界提供了多種便攜式TETRA測試接收機(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測試無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。同時，便攜式頻譜分析儀也可以采用測試軟件遠(yuǎn)程控制，并且還可以在無線場所用于其它目的，如搜索干擾發(fā)射器。

對于簡單的要求，TETRA移動設(shè)備也可以用來檢查無線網(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)的測試接收器，因此只有提供有限的精度。

安裝TETRA基站（BS）時，當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)做法是在現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)收測試。對于此類測試，需要利用特殊的TETRA基站測試儀在空中接口檢查關(guān)鍵的射頻參數(shù)，并做為驗(yàn)收測試報告的一部分。為了進(jìn)行測試，基站的每個接收器（TRX）都進(jìn)行測試模式，并在此模式下測試發(fā)射性能、TETRA猝發(fā)的正確時序以及/4-DQPSK信號的調(diào)制質(zhì)量以及誤差向量幅度（EVM）。在接收器一測，利用位錯率測試（BER）來確定接收路徑的靈敏度。不過，可以確定的是在現(xiàn)場對TETRA基站進(jìn)行復(fù)雜測試將會很快成為歷史，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)精確的測試設(shè)備對基站進(jìn)行詳細(xì)的測試，同時基站設(shè)備配備有可靠的自檢測系統(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)代空中接口測試儀，現(xiàn)在不必親臨基站現(xiàn)場就可以對調(diào)制質(zhì)量進(jìn)行評估。

這些測試設(shè)備還比純基站測試儀更為通用，為TETRA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和用戶提供了非常強(qiáng)大的連續(xù)監(jiān)測服務(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)如無線電話系統(tǒng)在空域和時域的高可用性、極短的呼叫建立時間、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。檢測服務(wù)質(zhì)量時，開始應(yīng)當(dāng)通過控制信道檢測呼叫建立時間（對于TETRA網(wǎng)絡(luò)，通常小于300ms）、SDS發(fā)送時間、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)由測試設(shè)備記錄下來、進(jìn)行統(tǒng)計并以圖形方式輸出，并提供易于理解的合理的報告，從而可以保證所有時間服務(wù)質(zhì)量都可以保持最高水平。因?yàn)榭罩薪涌跍y試儀可記錄和保存無線信道中的所有信令，因此對于解決基站和不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的移動設(shè)備之間的互操作性問題是一個非常寶貴的工具。

TETRA網(wǎng)絡(luò)也為負(fù)責(zé)移動臺（MS）維修和服務(wù)的工程師帶來許多變化。首先移動臺的測試需要全新的測試技術(shù)；第二，移動臺在設(shè)置一系列參數(shù)之前需要先進(jìn)行個性化設(shè)置。除了輸入國家碼、網(wǎng)絡(luò)碼、個人電話號碼和組號以外，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。在某些歐洲國家引入TETRA的經(jīng)驗(yàn)表明，這一編程過程就會引入一些問題。這意味著除了純粹的射頻參數(shù)測試以外，還需要采用TETRA測試儀（圖3）來檢查設(shè)備的個性化設(shè)置。為了完成移動臺測試，測試儀仿真目標(biāo)TETRA網(wǎng)絡(luò)并建立正常呼叫。為了移動臺的平衡工作，可以使用TETRA標(biāo)準(zhǔn)中的不同測試模式（如T1或環(huán)回模式）。

圖 3：終端測試儀：Willtek 2303 Stabilock

與模擬無線技術(shù)一樣，TETRA移動臺的射頻測試可以分為發(fā)射器和接收器測試。傳輸性能仍然是設(shè)備測試時的重要標(biāo)準(zhǔn)。但不同的是，模擬無線設(shè)備連續(xù)傳輸，而TETRA標(biāo)準(zhǔn)采用的是TDMA（時分多路利用），多達(dá)四臺移動設(shè)備共享一個頻率信道。這意味著MS發(fā)射器必須在正確的時間發(fā)射和停止，在TETRA標(biāo)準(zhǔn)中利用包絡(luò)曲線來檢測。對于模擬射頻誤差測試，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，移動臺發(fā)射器的測試還包括測試其在25KHz信道格中的傳輸范圍以及頻率誤差的測量。

圖 4：常用的星圖靈活顯示TETRA調(diào)制

在接收端，采用BER來確定其靈活度，同時不斷降低接收電平。如果位錯增加到錯誤校正不起作用的時候，這一數(shù)值被認(rèn)為是移動臺靈敏度的閾值。在模擬靈敏度測試可以確定尋呼的靈敏度，與此類似，TETRA移動臺重復(fù)發(fā)送尋呼信號，此時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，服務(wù)質(zhì)量對于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)對這些屬性進(jìn)行監(jiān)控。換句話來說，就是從用戶的角度來描述。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，任何希望評估TETRA QoS的努力都需要直接從用戶的視角進(jìn)行！

同時，對于TETRA：千萬不能忽視天線！

事實(shí)上，天線是移動系統(tǒng)的重要部分。然而，盡管安裝基站時天線和電纜的精確測量早就已經(jīng)成為一個標(biāo)準(zhǔn)的過程，但對于車輛天線的關(guān)注卻越來越少。在模擬式公共安全移動集群通信系統(tǒng)中，在連續(xù)工作時利用簡單的VSWR測量設(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)提供了越來越多的不需要任何調(diào)整的寬帶車載天線，天線長度不需要調(diào)整，并且適用于多種無線通信服務(wù)，包括公共安全集群無線通信（4m 或 2m頻段）、GSM移動通信以及VHF無線通信。為了將不同頻率分離開來，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。無論是模擬無線還是TETRA系統(tǒng)，如果沒有合適的測量設(shè)備，這里可能會出現(xiàn)很多錯誤。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)生器的反射計提供了快速檢測天線系統(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是德國威爾泰克通訊技術(shù)有限公司在慕尼黑的產(chǎn)品營銷經(jīng)理，負(fù)責(zé)專用移動集群通信網(wǎng)（PMR）產(chǎn)品。