王顺民，杜贵兴，张显燕，姜士强

（山东泉清通信有限责任公司，济南 250101）

综合性靶场通信系统设计

王顺民，杜贵兴，张显燕，姜士强

（山东泉清通信有限责任公司，济南 250101）

本文对具有固定靶点和移动靶点的综合性靶场进行了通信系统设计，通过设计实现靶场与指挥所之间进行视频、语音、数据的传输。

靶场；微波通信；中继

1 引言

为提高我军信息化作战能力，减少人工机械读靶带来的不便与资源浪费，提高指挥官指挥作战能力，快速便捷准确地获知试验数据，提高试验效率。解决靶场通信问题迫在眉睫。当前靶场的通信方式无非有两种，有线通信和无线通信。有线通信尽管通信稳定、误码率小、保密性好，但是其不易移动，机动性差。无线通信具有开通便捷、灵活、易于调整、移动性好等特点，对于固定及移动使用的综合性靶场来说更适合。现提供一综合性靶场通信问题解决方案。

2 使用要求

靶场由三个固定靶点和一个移动靶点组成，其中固定靶点和移动靶点到指挥所的距离约40千米，移动靶点的移动距离为100米。具体通信要求如下：指挥所指挥员与各靶点人员之间进行电话通信；各靶点将采集的坐标等数据信息传至指挥所；指挥所能观察到各靶点的视频图像。图像要求为H.264编码，传输速率不小于512kb/s。具体位置示意图如图1所示。

图1 靶场位置示意图

3 解决方案

根据需求及泉清公司产品情况，先做如下路由设计：

⊙ 在距各靶点5千米处设置一营地（中继站），营地到指挥所之间距离为35千米。

⊙ 在营地到各靶点之间选择MA2000型点对多点无线通信系统实现通信：营地作为中心站，各固定靶点及移动靶点作为用户站。

⊙ 营地到指挥所之间大数据业务传输采用DR2000系列数字微波通信系统实现通信。

由于营地到各靶点距离较近（5千米），本着节约成本及简便安装的目的，可在各用户站采用较小增益的全向天线（8dB）。天线安装在某固定抱杆处，通信设备的所有单元箱包括室外单元部分均安装在具有掩护作用的掩体后，天线与其他单元以射频电缆进行连接。

营地到指挥所之间借助原有铁塔，将DR2000型系统天线架高，通过光电复合电缆延伸到营地内部，形成了营地到指挥所的固定通信。如图2所示。

图2 靶场系统通信分系统组网意图

3.1 设备简介

3.1.1 MA2000型点对多点无线通信系统

工作频段：1427-1525MHz。

系统传输容量 ：60个64kb/s通道。

通信距离：覆盖半径为25km的通信范围。

用户语音接口： FXO、FXS、自动电话、磁石电话等接口。

用户数据接口：RS232数据接口、LAN接口。

发射功率：30dBm。

门限电平：-78 dBm。

3.1.2 DR2000系列数字微波接力机

工作频段：5.8，7/8，13，15，18GHz。

调制方式：QPSK，8PSK，16QAM等。

发射功率（dBm）：30/27/20/20/20。

AGC控制范围（dB）：≥60。

灵敏度： 2E1≤-88 ，4E1≤-85，8E1≤-82，16E1+LAN≤-79。

系统容量：2E1～16E1。

3.2 数据传输方式

⊙ 调度话音，为实时双工传输，可三方通话。

⊙ 测量数据，由各用户站实时将坐标等数据通过异步数据接口传输给中心站，再由中心站传输给指挥中心。

⊙ 视频传输，将用户站的监控视频通过LAN接口传输到中心站，再由中心站通过DR2000型系统传输给指挥中心。

3.3 路由计算

本文所有计算涉及的天线挂高，均在相同海拔高度基础上计算。

3.3.1 设计指标

根据微波通信工程设计要求，路由设计应满足以下指标：

⊙ 任何月份0.75%以上时间的1分钟平均误码率≤1×10-6。

⊙ 任何月份0.0075%以上时间的1分钟平均误码率≤1×10-3。

⊙ 任何月份的误码秒累计时间率≤0.6%。

3.3.2 参数选择

⊙ 因属于光滑地形（草原），地形因子Q取2。

⊙ 因属温带大陆性气候，气候因子K取1。

⊙ 地球等效因子K取4/3。

3.3.3 计算公式

3.3.3.1 系统增益（P）的计算

式中，G1为中心站天线提供的增益；G2为用户站天线提供的增益；Pt为发射功率；Pr为接收机提供的增益。

3.3.3.2 地面附加损耗V

（1）反射点计算

式中，h1为中心站天线挂高；h2为外围站天线挂高；d1为反射点到中心站的距离；d2为反射点到用户站的距离。

（2）反射点满足视距传输所允许的最大障碍高度

式中，d为两站通信距离。

（3）地球凸起高度

式中，K为等效地球因子。

（4）路径余隙

（5）第一菲涅耳半径

（6）自由空间余隙

（7）相对余隙

通过查对V-P（单障碍衰落因子与相对余隙关系）曲线图，可获得地面造成的附加损耗值V。

3.3.3.3 路径的衰落储备（F）的计算

式中，F为路径衰落储备；P为系统增益；L为系统衰落。

3.3.3.4 系统中断率（Pi）的计算系统最坏月瑞利衰落概率为（平衰落）

式中，K为气候因子；Q为地形因子；f为频率；d为通信距离；F为路径衰落储备。

根据工程设计要求，系统的中断率应小于允许中断率6.048×10-5。

3.3.4 计算结果

由计算可知，各靶点到营地之间选择8dB全向天线传输即可实现；营地到指挥所之间选择2m口径天线即可。

3.4 系统传输容量和通信业务内容

表1 系统传输容量和通信业务

3.5 每个站点的具体连接方式

3.5.1 固定靶点

在固定靶点由上至下依次为全向天线、室外单元、室内单元。磁石电话、图像编码器及指挥系统PC机分别连在室内单元的磁石电话接口、LAN接口与异步数据接口上，摄像头连接到图像编码器上。如图3所示。

图3 固定靶点室内外设备连接图

3.5.2 移动靶点

考虑到移动靶点的移动性，摄像头连接无线视频收发器的发射端，图像解码器连接接收端，视频编解码器连接MA2000室内单元LAN接口上，其他安装同上。如图4所示。

图4 移动靶点室内外设备连接图

3.5.3 营地

M A 2 0 0 0型系统室内单元L A N接口接入DR2000室内单元LAN接口；DR2000室内单元到E1口连接PCM设备，PCM设备的磁石电话和异步数据接口同MA2000室内单元相连。

3.5.4 指挥所

DR2000室内单元与视频服务器分别连接到网络交换机上，通过视频服务器对图像信息进行解码和视频分割，并最终在视频显示设备上显示。DR2000系统室内单元E1接口连接PCM终端，PCM终端的磁石话路和RS232接口分别连接磁石话机和指挥系统PC机。指挥员可在指挥所大厅内对各靶点进行图像监测、话音指挥以及数据交互。如图5所示。

图5 指挥所内设备连接示意图

4 结束语

针对多站点系统组网以及远距离传输的难点，将点对多点系统与点对点微波系统结合使用，结合有利地形设立中继站，既解决了各靶点和指挥所之间的组网问题又解决了到指挥所的大容量远距离传输问题；设备接口丰富，可为多种业务终端提供信道，使话音指挥、数据交互以及视频监测成为可能。■

[1] 姚彦，梅顺良，高葆新等．数字微波中继通信工程．北京 民邮电出版社，1990

[2] 许世军．靶场远距离通信系统设计．测控技术，2004, 23(5)

[3] 姚冬萍，黄清，赵红礼．数字微波通信．北京 华大学出版社，2004

Design of Range Communication System

Wang Shunmin, Du Guixing, Zhang Xianyan, Jiang Shiqiang
(Shandong Quanqing Communications Co., Ltd., Ji'nan 250101)

This paper is designed for comprehensive range which also has fixed targets and moving targets. The transmission of video, voice and data between range and command can be realized through the design.

range; microwave relay communication;

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.08.008

TN92 文献标示码：A

1672-7274（2016）08-0031-04