铁路G网的概述

1、GSM-R概述 一、什么是一、什么是GSM-R？二、为什么要建设二、为什么要建设GSM-R?三、三、GSM-R原理原理1 1、面状覆盖、面状覆盖2 2、线状覆盖、线状覆盖3 3、蜂窝系统的评价指标、蜂窝系统的评价指标4 4、无线信道的特性、无线信道的特性5 5、传输技术、传输技术6 6、信息处理技术、信息处理技术 一、什么是一、什么是GSM-R？GSM-R（Globle System of Mobile for Railway）专门针对铁路对移动通信的需求而推）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的出的专用系统，专用系统，它基于它基于GSM并在功能上有所超并在功能上有所超越，是成熟的技术越，是成

2、熟的技术 。是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种的一种技术体制。技术体制。GSMGSM与与GSM-RGSM-R的联系和区别的联系和区别GSM-RGSM-R（GSM for RailwayGSM for Railway）全球铁路移动通信系统全球铁路移动通信系统GSMGSM（ Global System For Mobile CommunicationsGlobal System For Mobile Communications）全球移动通信系统全球移动通信系统名词缩写名词缩写GSMGSM与与GSM-RGSM-R的关系的关系六大关系六大关系 GS

3、M-RGSM-R理论建立在理论建立在GSMGSM理论基础之上；理论基础之上； GSM-RGSM-R技术建立在技术建立在GSMGSM技术基础之上；技术基础之上； GSM-RGSM-R工业以工业以GSMGSM工业为基础；工业为基础； GSM-RGSM-R工程建设以工程建设以GSMGSM工程经验为基础；工程经验为基础； GSM-RGSM-R应用开发吸收应用开发吸收GSMGSM成功经验；成功经验； GSM-RGSM-R的市场铁路专用，的市场铁路专用，GSMGSM公众商用。公众商用。GSM基础平台增强型语音呼叫功能增强型语音呼叫功能ASCI eMLPP 语音广播VBS 语音组呼VGCS Follow M

4、e铁路特有的应用铁路特有的应用 无线列调 无线车次号传递等严格的服务质量要求严格的服务质量要求铁路特有频段铁路特有频段GSM-RGSMGSM与与GSM-RGSM-R的关系的关系业务模型业务模型铁路相对铁路相对GSM公网的特殊需求：公网的特殊需求：（1）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）群呼、增强多优先级与强拆）（2）功能寻址（调度）功能寻址（调度）（3）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）车站）（4）高速情况下的移动通信）高速情况下的移动通信（5）大量特殊的数据业务需求（列

5、控、列尾、车）大量特殊的数据业务需求（列控、列尾、车次号等）次号等）公网技术体制：公网技术体制：GSM、CDMA铁路专网技术体制：铁路专网技术体制：（1）无线列调）无线列调（2）模拟集群：）模拟集群： SMRATZONE（广深试验）、（广深试验）、MPT1327（北京局、柳南）、（北京局、柳南）、UNIDEN（北京、（北京、成都、上海等）成都、上海等） （3）数字集群：）数字集群：TETRA（秦沈）、（秦沈）、GT800（重（重庆）、庆）、GOTA（长春）（长春） （4）GSM-R（欧洲）（欧洲）GSM系统上行/ MHz下行/ MHz带宽/ MHz双工间隔/ MHz双工信道数GSM900890

6、 915935 9602 2545124GSM900E880 915925 9602 3545174GSM18001710 17851805 18802 7595374GSM190018501910193019902 6080299工作频段工作频段GSMGSM与与GSM-RGSM-R的工作频段的工作频段q频道间隔频道间隔m每载频占200 KHz带宽，采用TDMA，含8个物理信道q频道配置频道配置mGSM900MHz频段：lfu(n)=890.2MHz+(n-1)*0.2MHzlfd(n)= fu(n)+45MHzmGSM1800MHz频段：lfu(n)=1710.2MHz+(n-512)*0.

7、2MHzlfd(n)= fu(n)+95MHzfu(n)：上行频率，移动台发，基站收fd(n)：下行频率，基站发，移动台收 GSM-R GSM-R工作频率工作频率采用采用900MHz900MHz工作频段，工作频段， 885MHz885MHz889MHz889MHz（移动台发，基站收）（移动台发，基站收） 930MHz930MHz934MHz934MHz（基站发，移动台收）（基站发，移动台收）4MHz4MHz频率带宽。双工收发频率间隔频率带宽。双工收发频率间隔45MHz45MHz，相邻频，相邻频 道间隔为道间隔为200kHz200kHz。按等间隔频道配置的方法，共有按等间隔频道配置的方法，共有2

8、121个载频。频道个载频。频道 序号从序号从99999910191019，扣除低端，扣除低端 999999和高端和高端10191019做做为为 隔离保护，实际可用频道隔离保护，实际可用频道1919个，频道序号为个，频道序号为10001000 10181018。频道序号和频道标称中心频率的关系为：频道序号和频道标称中心频率的关系为：fL(n)=890.000MHz+(n-1024)fL(n)=890.000MHz+(n-1024)0.200MHz0.200MHz（移动台发，基站收）（移动台发，基站收）fH(n)=fL(n)+45MHzfH(n)=fL(n)+45MHz（基站发，移动台收）（基站发

9、，移动台收）n=999n=999101910191、现有铁路无线通信系统存在许多问题、现有铁路无线通信系统存在许多问题2、铁路发展出现许多新业务需求、铁路发展出现许多新业务需求3、欧洲选择、欧洲选择GSM-R的原因和发展状况的原因和发展状况二、为什么要建设二、为什么要建设GSM-R?1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（1）投资方面：系统分散建设，投资浪费。）投资方面：系统分散建设，投资浪费。（2）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率利用率低，容量有限；话音、数据业务频率利用率低，容量有限；话音、数据业务争

10、抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。（3）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不具保密性。统，不具保密性。2、铁路发展出现许多新业务需求：、铁路发展出现许多新业务需求：（1）客运专线的业务需求）客运专线的业务需求（2）货运专线机车同步控制传输）货运专线机车同步控制传输（3）车地信息化数据传输的需要）车地信息化数据传输的需要（4）有线、无线调度两网融合的需求）有线、无线调度两网融合的需求可见，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建可见，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能完善解决铁路新业务需求、高安全可

11、靠性、立一个能完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满足高速、重载运输及信息化需求的联网能力强、可满足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。通信系统。3、欧洲选择、欧洲选择GSM-R的原因的原因（1 1）取代落后的模拟设备、提升系统性能的需）取代落后的模拟设备、提升系统性能的需要；要；（2 2）欧洲铁路互通性的需要；）欧洲铁路互通性的需要；（3 3）新业务的需要（欧洲列车控制系统）新业务的需要（欧洲列车控制系统2 2级级以上）以上）GSM-R在欧洲的发展状况：在欧洲的发展状况： 目前已在欧洲目前已在欧洲1313个国家开始广泛实施，具体包括：德个国家开始广泛实施，具体包括：德国、英

12、国、法国、意大利、斯洛伐克、荷兰、瑞典、瑞士、国、英国、法国、意大利、斯洛伐克、荷兰、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬兰、挪威、比利时。其中，瑞典、德国、西班牙、捷克、芬兰、挪威、比利时。其中，瑞典、德国、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷兰等意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷兰等7 7个国家开通了商用个国家开通了商用GSM-RGSM-R网络。网络。l最早开始建设的国家：瑞典（最早开始建设的国家：瑞典（19981998年）年）l在全国范围内普速干线建设的国家：意大利（在全国范围内普速干线建设的国家：意大利（7500km7500km）、）、荷兰（荷兰（2800km2800km）lGSM-RGSM-R覆盖里程

13、最长的国家：德国（覆盖里程最长的国家：德国（36000km36000km）l最早在高速线开通最早在高速线开通ETCS2ETCS2的国家：意大利，罗马那不勒的国家：意大利，罗马那不勒斯斯 ，20052005年年1212月月2121日商用，运营时速日商用，运营时速347km/h347km/h；米兰都；米兰都灵灵20062006年年2 2月月1010日正式商用运行，设计时速日正式商用运行，设计时速350km/h350km/h。 诞生于诞生于20 20 世纪世纪60 60 年代末，它是用许多小功率的发射年代末，它是用许多小功率的发射机来代替单个的大功率发射机，每个小覆盖区域只提机来代替单个的大功率发射

14、机，每个小覆盖区域只提供服务范围内的一小部分覆盖。给相邻的基站分配不供服务范围内的一小部分覆盖。给相邻的基站分配不同的信道，以避免临近小区间的干扰。将网络中的所同的信道，以避免临近小区间的干扰。将网络中的所有小区分成若干簇，在不同的簇内使用相同的信道资有小区分成若干簇，在不同的簇内使用相同的信道资源。源。1、面状覆盖、面状覆盖1 1、低功率发射机和小覆盖区域、低功率发射机和小覆盖区域 2 2、频率复用、频率复用3 3、灵活的提高系统容量、灵活的提高系统容量 4 4、业务密度的适应性、业务密度的适应性5 5、切换和系统层控制、切换和系统层控制 6 6、位置原理、位置原理现代数字蜂窝系统的特性现代

15、数字蜂窝系统的特性: :蜂窝思想蜂窝思想: :三、三、 GSM-RGSM-R原理原理1 1）小区形状）小区形状n缺点：存在许多重叠区域和无覆盖区域缺点：存在许多重叠区域和无覆盖区域n六边形比正方形和正三角形在半径相同的情况下，六边形比正方形和正三角形在半径相同的情况下，覆盖面积要多覆盖面积要多30%100%30%100%，如图所示。，如图所示。2 2）频率复用）频率复用（1 1）频率复用：）频率复用：在蜂窝系统中，系统会给每一个在蜂窝系统中，系统会给每一个小区的基站分配一组信道，只要相隔距离足够远，小区的基站分配一组信道，只要相隔距离足够远，相同的信道可以在另一个小区重复使用。相同的信道可以在

16、另一个小区重复使用。（2 2）同频小区：）同频小区：把由若干个使用全部频率的小区把由若干个使用全部频率的小区组成的集合称为一个簇，把不同簇中使用相同频率组成的集合称为一个簇，把不同簇中使用相同频率的小区称为同频小区。的小区称为同频小区。（3 3）构成一个簇满足的条件：）构成一个簇满足的条件：簇的区域能彼此邻簇的区域能彼此邻接且无空隙地覆盖整个面积；相邻簇间同频小区的接且无空隙地覆盖整个面积；相邻簇间同频小区的距离相等。距离相等。其中，其中， N N为一个簇中的小区数，为一个簇中的小区数，i i，j j 为非零正整为非零正整数。数。（4）如图2-3所示，i=3，j=2，N=19，A表示同频小区（

17、5）其中D为同频复用距离，R为小区的半径。（6）同频复用比：（7）目前常用的蜂窝网簇的结构有N=19、12、7和3。干扰是制约蜂窝系统容量的一个重要因素。话音干扰是制约蜂窝系统容量的一个重要因素。话音信道上的干扰会造成串话，或者用户听到很大的信道上的干扰会造成串话，或者用户听到很大的背景噪声；信令信道上的干扰则会导致误码率的背景噪声；信令信道上的干扰则会导致误码率的升高，使呼叫遗漏或阻塞。升高，使呼叫遗漏或阻塞。蜂窝系统中的干扰主要由两种类型：蜂窝系统中的干扰主要由两种类型：同频干扰和同频干扰和邻道干扰邻道干扰。针对这两种类型的干扰，在蜂窝系统中。针对这两种类型的干扰，在蜂窝系统中采取了调节天

18、线覆盖方式，发射功率，合理分配频采取了调节天线覆盖方式，发射功率，合理分配频率的方法来对干扰进行防护。率的方法来对干扰进行防护。干扰限制和防护干扰限制和防护u 解决同频干扰可以采取以下几种措施：解决同频干扰可以采取以下几种措施： 定向天线覆盖；定向天线覆盖； 优化同频复用距离和频率分配方案；优化同频复用距离和频率分配方案； 天线高度和倾角的调整。天线高度和倾角的调整。同频干扰同频干扰是由于采用了频率复用，在同频小区之是由于采用了频率复用，在同频小区之间产生的干扰。间产生的干扰。 定向天线：定向天线：指在某一个或某几个特定方向上指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其它的方向上

19、发射及接收电磁波特别强，而在其它的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。 采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的主要目的是增加抗干扰能力。主要目的是增加抗干扰能力。 全向天线：全向天线：在水平方向图上表现为在水平方向图上表现为360360都均都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大

20、。全向天线在移动下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆盖范围大。盖范围大。 邻道干扰邻道干扰是由与所使用频率相邻的频率产生的是由与所使用频率相邻的频率产生的信号干扰。邻道干扰的产生主要是因为接收滤信号干扰。邻道干扰的产生主要是因为接收滤波器的阻带衰减不够陡峭引起了相邻频带信号波器的阻带衰减不够陡峭引起了相邻频带信号的泄漏。只有当两个相邻频率的接收机距离很近，的泄漏。只有当两个相邻频率的接收机距离很近，干扰信号的强度超过了接收机灵敏度时，邻道干干扰信号的强度超过了接收机灵敏度时，邻道干扰才会对接收机的正常工作造成影

21、响。这种移动扰才会对接收机的正常工作造成影响。这种移动台被临近频率的发射机台被临近频率的发射机“俘获俘获”的现象成为远近效的现象成为远近效 应。应。 信道分配的两个步骤：所有的频率资源分组，其信道分配的两个步骤：所有的频率资源分组，其次以动态的或固定的方法为用户分配信道。次以动态的或固定的方法为用户分配信道。 固定信道分配：固定信道分配：每个小区分给一组信道，该小每个小区分给一组信道，该小区的用户只能使用这一组信道，如果出现信道区的用户只能使用这一组信道，如果出现信道全部被占用情况，新的呼叫就会被拒绝，只有全部被占用情况，新的呼叫就会被拒绝，只有存在空闲信道时，才能再发起呼叫。存在空闲信道时，

22、才能再发起呼叫。 优点：优点：管理和控制过程容易；缺点：系统的资管理和控制过程容易；缺点：系统的资源不能得到有效利用，尤其是当用户数量突然源不能得到有效利用，尤其是当用户数量突然增加时，系统的呼损率较大。增加时，系统的呼损率较大。信道分配策略信道分配策略动态信道分配：动态信道分配：多个小区可以使用相同的信道，多个小区可以使用相同的信道，每个小区的信道数时不固定的。当业务量大时，每个小区的信道数时不固定的。当业务量大时，分配给该小区的信道数就多，业务量减小时还分配给该小区的信道数就多，业务量减小时还可以再把这些信道分配给其他小区使用。可以再把这些信道分配给其他小区使用。优点：优点：有效的利用了资

23、源，降低了呼损率，信有效的利用了资源，降低了呼损率，信道利用率可以提高道利用率可以提高20%50%20%50%；缺点：控制复杂，；缺点：控制复杂，成本较高。成本较高。位置理论位置理论 小区：小区：一个一个BTS BTS 所覆盖的全部或部分区域（扇所覆盖的全部或部分区域（扇区），是最小的可寻址无线区域。区），是最小的可寻址无线区域。 位置区：位置区：移动台可以任意移动但不需要进行位移动台可以任意移动但不需要进行位置更新的区域，一个位置区可由一个或多个小置更新的区域，一个位置区可由一个或多个小区组成。当区组成。当MSC MSC 寻找移动台时，只需要在移动寻找移动台时，只需要在移动台所属的位置区进行

24、呼叫，而不需要在整个台所属的位置区进行呼叫，而不需要在整个MSC MSC 区内呼叫移动台。区内呼叫移动台。 MSC MSC 区区：一个：一个MSC MSC 管辖下的所有覆盖区域，一管辖下的所有覆盖区域，一个个MSC MSC 区可有一个或若干个位置区组成。区可有一个或若干个位置区组成。 服务区：服务区：移动用户可以获得服务的所有区域。移动用户可以获得服务的所有区域。 MSC/VLR BSS BSS 小区 小区 小区 小区 小区 小区 小区 小区 小区 小区 小区 小区 位置区 位置区 位置区 通过信令点代码寻通过信令点代码寻小区和位置区小区和位置区 2 2、线状覆盖、线状覆盖 1 1）频率的分配

25、）频率的分配n n 的取值要考虑到频率利用率、同频干扰和建网的取值要考虑到频率利用率、同频干扰和建网成本，一般可取成本，一般可取2 2、3 3、4 4。2 2）重叠区的确定）重叠区的确定 假设移动台位于小区假设移动台位于小区A A的边界的边界P P点，小区半径为点，小区半径为R R，路径损耗指数为路径损耗指数为4 4。利用相关算式，可得到采用。利用相关算式，可得到采用两小区、三小区、两小区、三小区、n n小区的频率复用方案得到的小区的频率复用方案得到的移动台接收移动台接收C/IC/I值。值。两小区复用：两小区复用：三小区复用：三小区复用：n n小区复用：小区复用：移动台接收移动台接收C/I C

26、/I 值分别：值分别：3 3）平衡设计）平衡设计保证上下行链路具有同等的强度，使得任意保证上下行链路具有同等的强度，使得任意小区的双向用户都有较好的接收质量。小区的双向用户都有较好的接收质量。关键关键: :要在四面建立天线群系统。要在四面建立天线群系统。两个发射天线和两个接收天线分别指向道路两个发射天线和两个接收天线分别指向道路两边，下行链路的信号从小区沿着道路向两两边，下行链路的信号从小区沿着道路向两个方向辐射。两个接收天线按同样的方式朝个方向辐射。两个接收天线按同样的方式朝向两个方向。每个天线与一个多路耦合器连向两个方向。每个天线与一个多路耦合器连接，多路耦合其又预选滤波器、放大器和分接，

27、多路耦合其又预选滤波器、放大器和分离器组成。两个接收机的多路耦合器连接一离器组成。两个接收机的多路耦合器连接一个接入信道和所有的话音信道个接入信道和所有的话音信道. .4 4）小区分层）小区分层 扩展小区：扩展小区：半径半径35km120km35km120km，主要由于沿海，主要由于沿海地区海域的覆盖。地区海域的覆盖。 宏小区：宏小区：半径半径1km35km1km35km，用于高速公路和人，用于高速公路和人口较稠密的地区。要求具有高的抗干扰灵敏口较稠密的地区。要求具有高的抗干扰灵敏度和安全的频率复用模型。度和安全的频率复用模型。 微小区：微小区：半径半径0.1km1km0.1km1km，用于城

28、市繁华地段。，用于城市繁华地段。要求用高的干扰隔离度，使用少量频率就可要求用高的干扰隔离度，使用少量频率就可以实现密集频率复用。以实现密集频率复用。 微微小区：微微小区：半径小于半径小于0.1km0.1km，用于室内环境，用于室内环境，如商场、会议中心、办公楼等如商场、会议中心、办公楼等1 1）频谱效率）频谱效率( (三种解释三种解释) ) 每兆赫的信道数；每兆赫的信道数； 地理上的，每平方公里的信道数；地理上的，每平方公里的信道数； 综合的，每平方公里每兆赫的话务量强度综合的，每平方公里每兆赫的话务量强度(Erlang/km(Erlang/km2 2/MHz)/MHz)2 2）每兆赫的信道数

29、计算式：）每兆赫的信道数计算式： 其中其中C C 每载波的信道数，每载波的信道数，B B 信道带宽，信道带宽，RA RA 避免邻道干避免邻道干扰必须跳过的信道数，分母除以扰必须跳过的信道数，分母除以2 2 双工收发。双工收发。3 3）每平方公里每兆赫的信道数：）每平方公里每兆赫的信道数：N N 为每簇中的小区数，为每簇中的小区数，S S 为覆盖面积，为覆盖面积，TA TA 为分配给蜂窝系统的总带为分配给蜂窝系统的总带宽。宽。3 3、 蜂窝系统的评价指标蜂窝系统的评价指标 移动通信的调制系统应满足的特性：移动通信的调制系统应满足的特性：（1 1）为了在衰落条件下获得所要求的误码率，需要好的载噪比

30、和载干）为了在衰落条件下获得所要求的误码率，需要好的载噪比和载干比性能；比性能；（2 2）所用的技术必须在规定频带约束内提供高的传输效率；）所用的技术必须在规定频带约束内提供高的传输效率；（3 3）为了确保终端的重量和尺寸满足要求，需要使用简易和小型的电）为了确保终端的重量和尺寸满足要求，需要使用简易和小型的电路；路；（4 4）应使用高效率的功率放大器，而带外辐射又必须降低到所需的要）应使用高效率的功率放大器，而带外辐射又必须降低到所需的要求。求。 移动通信系统的调制技术包括：移动通信系统的调制技术包括：最小移频键控最小移频键控(MSK)(MSK)、高斯滤波最小移频键控高斯滤波最小移频键控(G

31、MSK)(GMSK)和和平滑调频平滑调频(TFM)(TFM)线性调制技术线性调制技术四相移相键控四相移相键控(QPSK)(QPSK)和十六状态正交调幅和十六状态正交调幅(16QAM)(16QAM)等。等。5 5、 传输技术传输技术调制与解调调制与解调载噪比载噪比: :用来标示载波与载波噪音关系的标准测量尺度，用来标示载波与载波噪音关系的标准测量尺度，通常记作通常记作CNRCNR或者或者C/N(dB)C/N(dB)。C/N = 10 lg(Pc/Pn)C/N = 10 lg(Pc/Pn)载噪比与信噪比相似为表示网络信道载噪比与信噪比相似为表示网络信道质量的尺度。质量的尺度。信噪比通常在实际应用中

32、使用。载噪比则用信噪比通常在实际应用中使用。载噪比则用于卫星通讯系统中。于卫星通讯系统中。最佳的天线排列可以得到最佳载噪比最佳的天线排列可以得到最佳载噪比值。值。 载干比（干扰保护比）：载干比（干扰保护比）：指接收到的有用信号电平与所有指接收到的有用信号电平与所有非有用信号电平的比值，载干比是反映电子通讯的信号在非有用信号电平的比值，载干比是反映电子通讯的信号在空间传播的过程中，接收端接收信号好坏的比值，用空间传播的过程中，接收端接收信号好坏的比值，用C/IC/I表示。表示。信噪比信噪比: :是在接收机接收到信号经各级放大、解调最终到是在接收机接收到信号经各级放大、解调最终到达终端（如扬声器）

33、上的信号与噪声的比值其灵敏度的好达终端（如扬声器）上的信号与噪声的比值其灵敏度的好坏与接收机本身的性能关系极大。考核接收灵敏度大小是坏与接收机本身的性能关系极大。考核接收灵敏度大小是用信噪比（用信噪比（S/NS/N）为依据。信噪比越大）为依据。信噪比越大, ,听的效果越好。听的效果越好。 尽管尽管MSKMSK信号已具有较好的频谱和误比特率性能，但仍信号已具有较好的频谱和误比特率性能，但仍不能满足功率谱在相邻频道取值不能满足功率谱在相邻频道取值( (即邻道辐射即邻道辐射) )低于主瓣低于主瓣峰值峰值60dB60dB以上的要求。这就要求在保持以上的要求。这就要求在保持MSKMSK基本特性的基本特性

34、的基础上，对基础上，对MSKMSK的带外频谱特性进行改进，使其衰减速的带外频谱特性进行改进，使其衰减速度加快。度加快。MSKMSK信号可由信号可由FMFM调制器来产生，由于输入二进制非归零调制器来产生，由于输入二进制非归零脉冲序列具有较宽的频谱，从而导致已调信号的带外衰脉冲序列具有较宽的频谱，从而导致已调信号的带外衰减较慢。如果将输入信号经过滤波以后再送入减较慢。如果将输入信号经过滤波以后再送入FMFM调制，调制， 必然会改善已调信号的带外特性。必然会改善已调信号的带外特性。GMSKGMSK信号就是通过在信号就是通过在FMFM调制器前加入高斯低通滤波器调制器前加入高斯低通滤波器( (称为称为预

35、调制滤波器预调制滤波器) )而产生的。而产生的。高斯滤波最小移频键控高斯滤波最小移频键控(GMSK)-GSM-R(GMSK)-GSM-R系统采用系统采用GMSK GMSK 调制基本原理调制基本原理bBtth2ln2)exp()(222高斯低通滤波器的冲击响应为高斯低通滤波器的冲击响应为Bb为高斯滤波器的3 dB带宽。 分集原理：接收多个经过多径信道的独立的信分集原理：接收多个经过多径信道的独立的信号，这样所有信号发生相同衰落的概率就会减号，这样所有信号发生相同衰落的概率就会减少，接收分集通过组合或者是选择最佳信号的少，接收分集通过组合或者是选择最佳信号的方法来提高接收质量，通常接收端的信噪比可

36、方法来提高接收质量，通常接收端的信噪比可以提高以提高20dB30dB20dB30dB。分集接收分集接收解决多径衰落解决多径衰落两种处理方法两种处理方法: :一种是选择信噪比最大的信号，一种是选择信噪比最大的信号，一种是最大比率合并信号。一种是最大比率合并信号。选择分集就是选择各条分集支路中瞬时信噪比最选择分集就是选择各条分集支路中瞬时信噪比最大的那条支路作为接收信号。选择分集只需在接大的那条支路作为接收信号。选择分集只需在接收机处使用一个附加监测台和一个天线切换开关收机处使用一个附加监测台和一个天线切换开关就可以实现。它的缺点是不能在同一时刻使用所就可以实现。它的缺点是不能在同一时刻使用所有的

37、支路。有的支路。最大比率合并的方法利用了所有支路，在每一时最大比率合并的方法利用了所有支路，在每一时刻都可以实现最大信噪比。最大比率合并采用同刻都可以实现最大信噪比。最大比率合并采用同相和加权的方式。相和加权的方式。频率分集：频率分集：承载相同信息的信号用多个载波传送，这承载相同信息的信号用多个载波传送，这些载波不能使用连续的频率，他们之间的频率间隔应些载波不能使用连续的频率，他们之间的频率间隔应该大于等于信道的相干带宽。频率分集常用于宽带、该大于等于信道的相干带宽。频率分集常用于宽带、微波、点对点系统。微波、点对点系统。 缺点：缺点：频谱资源的浪费频谱资源的浪费空间分集：空间分集：采用多个天

38、线进行接收，使每个天线之间采用多个天线进行接收，使每个天线之间相隔半波长的整数，这样可以将天线置于非相关衰落相隔半波长的整数，这样可以将天线置于非相关衰落模式，如果一个天线接收到的信号处于深衰落，另一模式，如果一个天线接收到的信号处于深衰落，另一个天线接收的信号极有可能衰落很小。个天线接收的信号极有可能衰落很小。 优点：优点：减小同频干扰。减小同频干扰。 缺点：缺点：多个天线的接收使得设备的成本大大提高多个天线的接收使得设备的成本大大提高分集的类型分集的类型时间分集：时间分集：用不同的时隙来传送承载相同信息用不同的时隙来传送承载相同信息的信号。同样，连续时隙的间隔要大于信道的的信号。同样，连续

39、时隙的间隔要大于信道的相干时间。相干时间。极化分集：极化分集：用水平极化和垂直极化方式传输的同用水平极化和垂直极化方式传输的同一信号具有非相干衰落统计特性。极化分集的性一信号具有非相干衰落统计特性。极化分集的性能与环境密切相关，一般可通过分析信号的互相能与环境密切相关，一般可通过分析信号的互相关值和交叉极化鉴别度（关值和交叉极化鉴别度（XPDXPD）来衡量极化分集）来衡量极化分集的性能。天线的不同配置会产生不同的互相关值的性能。天线的不同配置会产生不同的互相关值和和XPDXPD值。值。均衡器通常采用训练模式来估计信道的特性，在传均衡器通常采用训练模式来估计信道的特性，在传输之前先获得信道畸变以

40、及衰减特性，然后利用这输之前先获得信道畸变以及衰减特性，然后利用这些信息去纠正接收到的信号。均衡器常被放在接收些信息去纠正接收到的信号。均衡器常被放在接收机的基带或中频部分实现。机的基带或中频部分实现。自适应均衡器：能够实时地跟踪移动信道时变特性自适应均衡器：能够实时地跟踪移动信道时变特性的均衡器，其实质是一个时变的滤波器，滤波器的的均衡器，其实质是一个时变的滤波器，滤波器的系数要根据信道的变化不断地调整。系数要根据信道的变化不断地调整。自适应算法：最小均方（自适应算法：最小均方（LMSLMS）算法、迫零算法或均）算法、迫零算法或均方差（方差（MSEMSE）算法）算法 均衡原理：均衡原理：在带

41、宽受限的数字信道中，多径效应会造成在带宽受限的数字信道中，多径效应会造成码间干扰产生误码，均衡就是一项用来克服码间干扰的码间干扰产生误码，均衡就是一项用来克服码间干扰的技术。技术。信道均衡信道均衡加权系数误差信号加权平均后得到的输出信号输入信号发送信号的某种已知特性自适应均衡器的实现自适应均衡器的实现（1 1）频域均衡器：）频域均衡器：分为幅度均衡器和群时延均衡器，一般分为幅度均衡器和群时延均衡器，一般设在接收滤波器输出，在频域进行均衡，使幅频特性和设在接收滤波器输出，在频域进行均衡，使幅频特性和时延特性变得平坦，或者使总特性均衡到一个规定的限时延特性变得平坦，或者使总特性均衡到一个规定的限值

42、之内。值之内。（2 2）时域均衡器：）时域均衡器：在时域进行补偿，直接校正冲击响应。在时域进行补偿，直接校正冲击响应。 横向均衡器的原理：横向滤波器的位置在基带滤波器横向均衡器的原理：横向滤波器的位置在基带滤波器之后，由一条带抽头的延时线构成。抽头间隔等于码之后，由一条带抽头的延时线构成。抽头间隔等于码元周期，每个抽头的延时信号经过加权迭加后输出，元周期，每个抽头的延时信号经过加权迭加后输出，其形式与有限冲击响应滤波器相同，输出信号经过抽其形式与有限冲击响应滤波器相同，输出信号经过抽样送往判决电路。样送往判决电路。 采用采用DTX DTX 方式的目的：降低空中总的干扰电方式的目的：降低空中总的

43、干扰电平平( (约降低网路干扰功率约降低网路干扰功率40%)40%)，提高系统效率；，提高系统效率；节省无线发信机电源的耗电，尤其是移动台。节省无线发信机电源的耗电，尤其是移动台。基本概念基本概念话音激活检测（话音激活检测（VADVAD）：）：指话音编码器产指话音编码器产生的每生的每20ms 20ms 帧是否含有或不含有话音。帧是否含有或不含有话音。话音的不连续传输（话音的不连续传输（DTXDTX）舒适噪声：舒适噪声：在在GSM GSM 系统中的系统中的DTX DTX 方式并不意味方式并不意味着在话音间隙期简单地关闭发信机，它要求在着在话音间隙期简单地关闭发信机，它要求在发信机关闭之前，必须把

44、发端背景噪声的参数发信机关闭之前，必须把发端背景噪声的参数传给收端，并且在话音间隙期间，也要每隔一传给收端，并且在话音间隙期间，也要每隔一定时间开启发信机，将发端新的参数传给收端。定时间开启发信机，将发端新的参数传给收端。收端利用这些参数，人为地再生与发端类似的收端利用这些参数，人为地再生与发端类似的噪声，这就是通常所称的噪声，这就是通常所称的“舒适噪声舒适噪声”。不连续传输规则：不连续传输规则：不传输的序列之前，所传输不传输的序列之前，所传输的最后一帧必须是舒适噪声帧，其他所有的舒的最后一帧必须是舒适噪声帧，其他所有的舒适噪声帧由适噪声帧由BTS BTS 根据一定的同步规则而决定传根据一定的同步规则而决定传送或不