GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護 課件 任務(wù)四 GSM-R無線信道空中接口技術(shù)

GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護任務(wù)四 GSM-R無線信道空中接口技術(shù)模 塊 二——GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目 錄01 功率控制技術(shù)跳頻技術(shù)02分集接收技術(shù)不連續(xù)發(fā)射（DTX）與不連續(xù)接收（DRX）模 塊 二01功 率 控 制 技 術(shù)一、功率控制技術(shù)【圖2-38功率控制示意圖】功率控制的目的→降低手機和基站的功耗，以及降低整個GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾功率控制的前提是要保證正在通話的呼叫擁有比較好的通信質(zhì)量。在A點的手機離基站的天線比較遠(yuǎn)，而電波在空間的傳播損耗與距離的N次方成正比。因此，為了保證一定的通信質(zhì)量，A點手機在通信時就要使用比較大的發(fā)射功率。為了得到類似的通信質(zhì)量，B點的手機通信時就可以使用比較小的發(fā)射功率。當(dāng)一個正在通話的手機從A點向B點移動時，功率控制可以使它的發(fā)射功率逐漸減小。定義【圖2-39 功率控制過程】OSS是操作人員與系統(tǒng)設(shè)備之間的中介，它實現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護，完成了包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護等功能。OSS主要包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)。一、功率控制技術(shù)功率控制可以分為上行（移動臺端發(fā)射，基站端接收）功率控制和下行（基站端發(fā)，移動臺端接收）功率控制，上行和下行功率控制是獨立進行的。↓在功率控制過程中，確定功率控制過程決策原始的信息是來自手機和基站的測量數(shù)據(jù)，通過處理和分析這些原始數(shù)據(jù)，做出相應(yīng)的控制決策。功率控制（一）測量數(shù)據(jù)保存與功率控制有關(guān)的測量數(shù)據(jù)類型包括上行信號電平、上行信號質(zhì)量、下行信號電平和下行信號質(zhì)量。（二）測量數(shù)據(jù)平均處理在確定功率控制決策時，使用的是多個測量值的平均值。一、功率控制技術(shù)（三）功率控制決策功率控制決策需要三個參數(shù)：一個門限值，一個N值和一個P值。（四）功率控制命令發(fā)送根據(jù)功率控制決策的結(jié)論，將相應(yīng)的控制命令通知基站，由基站負(fù)責(zé)執(zhí)行或轉(zhuǎn)發(fā)給手機。（五）測量數(shù)據(jù)修正要將原來的這些數(shù)據(jù)統(tǒng)統(tǒng)廢棄，或?qū)ζ溥M行相應(yīng)的修正，使得數(shù)據(jù)仍舊可以繼續(xù)使用。功率控制（六）快速功率控制ETSI規(guī)范推薦的功率控制幅度都是固定的，一般為2

dB或4

dB。一、功率控制技術(shù)快速功率控制：能夠根據(jù)實際的信號強度和信號質(zhì)量情況，判斷出應(yīng)該使用的功率控制幅度，不再局限于一個固定的幅度，這樣就可以輕易解決手機初始接入時功率的控制問題。模 塊 二02跳 頻 技 術(shù)引入原因為了提高GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)的抗干擾能力引入了跳頻技術(shù)。引入跳頻的原因：第一是基于頻率分集的原理，用于對抗瑞利衰落。第二是基于干擾源特性。在業(yè)務(wù)量密集區(qū)，蜂窩系統(tǒng)容易受到頻率復(fù)用產(chǎn)生的干擾限制，相對載干比（C/I）可能在呼叫中變化很大。引入跳頻使得它可以在一個可能干擾小區(qū)的許多呼叫之間分散干擾，而不是集中在一個呼叫上。定義與結(jié)構(gòu)跳頻是指載波頻率在寬頻帶范圍內(nèi)按某種序列進行跳變二、跳頻技術(shù)【圖2-40跳頻基本結(jié)構(gòu)】特點（1）采用跳頻技術(shù)可增加系統(tǒng)工作頻帶，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾和抗衰落能力。（2）通過跳頻可以改善和保護有效信息部分的脈沖不受通信環(huán)境中的瑞利衰落影響，經(jīng)過跳頻后由信道解碼恢復(fù)為原數(shù)據(jù)。（3）通過增加跳頻數(shù)來提高跳頻增益，從而使系統(tǒng)的抗干擾和抗衰落能力提高。方式去。（1）基帶跳頻：是每個載頻單元的發(fā)射與接收頻率不變，只是在不同的FN（幀號）時刻，幀單元發(fā)信數(shù)據(jù)送給不同的載頻單元發(fā)射出（2）射頻跳頻：是對每個收發(fā)信機的頻率合成器進行控制，使其在每個時隙上按不同的方案跳頻。二、跳頻技術(shù)模 塊 二03分 集 接 收 技 術(shù)（一）空間分集在空間設(shè)立兩副接收天線，獨立地接收同一信號，再合并輸出，衰落的程度能被大大地減小，這就是空間分集。空間分集是利用場強隨空間的隨機變化實現(xiàn)的。（三）頻率分集頻率分集是指用兩個以上的頻率同時傳送一個信號，在接收端對不同頻率的信號進行合成，利用不同頻率無線載波的不同路徑減少或消除衰落的影響。這種方法的效率較好，且接收天線只需一副。（二）時間分集時間分集是指采用一定的時延來發(fā)送同一消息，或者在系統(tǒng)所能承受的時延范圍內(nèi)在不同的時間內(nèi)發(fā)送消息的一部分。（四）極化分集是指把兩副接收天線的極化方向互成一定的角度進行接收，可以獲得較好的分集效果。三、分集接收技術(shù)模 塊 二04不連續(xù)發(fā)射（DTX）與不連續(xù)接收（DRX）（一）不連續(xù)發(fā)射（DTX）1.話音激活檢測為實現(xiàn)間斷傳輸方式，首先必須表明什么時候需要或不需要傳輸。對于講話情況，就必須檢測是否有話音激活，這就是通常的話音激活檢測（VAD）。其功能是：指明話音編碼器產(chǎn)生的每20

ms幀是否含有或不含有話音?！鶹AD須對存在話音時的噪聲和不存在話音時的噪聲加以區(qū)別。在移動環(huán)境下，檢測話音的最大困難在于話音/噪聲之比經(jīng)常很低。為提高VAD的精度，在進行判決之前采用濾波器以提高話音/噪聲比值。2.

舒適噪聲它要求在發(fā)信機關(guān)閉之前，把發(fā)端背景噪聲的參數(shù)傳給收端，并且在話音間隙期間，也要每隔一定時間開啟發(fā)信機，將發(fā)端（新a的）參OP數(shù)H傳給收端。（b收）端G利PH用這些參數(shù)，人為地再生與發(fā)端類似的噪聲，這就是通常所稱的“舒適噪聲”。（一）不連續(xù)發(fā)射（DTX）經(jīng)驗表明，在話音突然起始或中止時，隨著發(fā)信機的開啟或關(guān)閉會產(chǎn)生噪聲調(diào)制，使聽者受到嚴(yán)重的干擾。干擾隨間斷傳輸而有規(guī)則地發(fā)生。另外，在發(fā)信機關(guān)閉期間，收發(fā)采取完全靜躁措施，噪聲突然消失，會給聽者造成一個聯(lián)系中斷的錯覺。?

定義：基站是通過基站尋呼找到手機的。所謂的非連續(xù)接收是指移動臺在空閑模式下，并不是時時解讀所有的系統(tǒng)消息及尋呼塊內(nèi)容。手機絕大部分時間處于空閑狀態(tài)，此時需要隨時準(zhǔn)備接收BTS發(fā)來的尋呼信號。系統(tǒng)按照IMSI將MS用戶分類，不同類別的用戶在不同的時刻接收系統(tǒng)尋呼消息，無須連續(xù)接收。一）移動通信系統(tǒng)發(fā)展簡（二）不連續(xù)接收（DRX）

史典型案例一、案例背景某鐵路局某線在國鐵集團檢測車測試過程中發(fā)現(xiàn)在某隧道中出現(xiàn)嚴(yán)重的信號質(zhì)量差的問題，影響正常的行車，隧道組網(wǎng)如圖2-41所示?！緢D2-41隧道組網(wǎng)】典型案例二、案例分析隧道中信號質(zhì)差的可能原因如下：（1）隧道區(qū)域范圍內(nèi)存在網(wǎng)內(nèi)頻率干擾。（2）直放站設(shè)備存在故障。（3）服務(wù)小區(qū)以及相鄰小區(qū)的參數(shù)設(shè)置不合理。（4）其他問題。典型案例三、故障處理根據(jù)可能存在的原因，故障定位及處理過程如下：（1）由于質(zhì)差區(qū)段在隧道內(nèi)，基本可以排除網(wǎng)外干擾。（2）協(xié)調(diào)直放站廠家分析直放站設(shè)備，結(jié)果顯示直放站無異常。（3）核查小區(qū)參數(shù)及頻點，沒有發(fā)現(xiàn)異常。（4）直放站設(shè)備采用主從雙信號設(shè)備，在質(zhì)差區(qū)段根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)存在相鄰2個小區(qū)的信號，而且電平相差在10

dB左右，通過鎖頻分別測試主信號TA=3、4，從信號TA=11、12，TA存在較大差異。（5）根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，車載終端接收機對于TA在4以內(nèi)同一信號可以通過算法進行區(qū)分識別并獲得多徑的增益，但是對于TA大于4的相同信號則不能識別，從而造成同頻干擾。（6）最終，通過降低從信號強度，使同頻載干比達到12

dB