GSM-R通信系统应用与维护 课件 任务四 GSM-R无线信道空中接口技术

GSM-R通信系统应用与维护任务四 GSM-R无线信道空中接口技术模 块 二——GSM-R系统结构目 录01 功率控制技术跳频技术02分集接收技术不连续发射（DTX）与不连续接收（DRX）模 块 二01功 率 控 制 技 术一、功率控制技术【图2-38功率控制示意图】功率控制的目的→降低手机和基站的功耗，以及降低整个GSM-R网络干扰功率控制的前提是要保证正在通话的呼叫拥有比较好的通信质量。在A点的手机离基站的天线比较远，而电波在空间的传播损耗与距离的N次方成正比。因此，为了保证一定的通信质量，A点手机在通信时就要使用比较大的发射功率。为了得到类似的通信质量，B点的手机通信时就可以使用比较小的发射功率。当一个正在通话的手机从A点向B点移动时，功率控制可以使它的发射功率逐渐减小。定义【图2-39 功率控制过程】OSS是操作人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作与维护，完成了包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作维护等功能。OSS主要包括网络管理系统和用户管理系统。一、功率控制技术功率控制可以分为上行（移动台端发射，基站端接收）功率控制和下行（基站端发，移动台端接收）功率控制，上行和下行功率控制是独立进行的。↓在功率控制过程中，确定功率控制过程决策原始的信息是来自手机和基站的测量数据，通过处理和分析这些原始数据，做出相应的控制决策。功率控制（一）测量数据保存与功率控制有关的测量数据类型包括上行信号电平、上行信号质量、下行信号电平和下行信号质量。（二）测量数据平均处理在确定功率控制决策时，使用的是多个测量值的平均值。一、功率控制技术（三）功率控制决策功率控制决策需要三个参数：一个门限值，一个N值和一个P值。（四）功率控制命令发送根据功率控制决策的结论，将相应的控制命令通知基站，由基站负责执行或转发给手机。（五）测量数据修正要将原来的这些数据统统废弃，或对其进行相应的修正，使得数据仍旧可以继续使用。功率控制（六）快速功率控制ETSI规范推荐的功率控制幅度都是固定的，一般为2

dB或4

dB。一、功率控制技术快速功率控制：能够根据实际的信号强度和信号质量情况，判断出应该使用的功率控制幅度，不再局限于一个固定的幅度，这样就可以轻易解决手机初始接入时功率的控制问题。模 块 二02跳 频 技 术引入原因为了提高GSM-R数字移动通信系统的抗干扰能力引入了跳频技术。引入跳频的原因：第一是基于频率分集的原理，用于对抗瑞利衰落。第二是基于干扰源特性。在业务量密集区，蜂窝系统容易受到频率复用产生的干扰限制，相对载干比（C/I）可能在呼叫中变化很大。引入跳频使得它可以在一个可能干扰小区的许多呼叫之间分散干扰，而不是集中在一个呼叫上。定义与结构跳频是指载波频率在宽频带范围内按某种序列进行跳变二、跳频技术【图2-40跳频基本结构】特点（1）采用跳频技术可增加系统工作频带，从而提高通信系统抗干扰和抗衰落能力。（2）通过跳频可以改善和保护有效信息部分的脉冲不受通信环境中的瑞利衰落影响，经过跳频后由信道解码恢复为原数据。（3）通过增加跳频数来提高跳频增益，从而使系统的抗干扰和抗衰落能力提高。方式去。（1）基带跳频：是每个载频单元的发射与接收频率不变，只是在不同的FN（帧号）时刻，帧单元发信数据送给不同的载频单元发射出（2）射频跳频：是对每个收发信机的频率合成器进行控制，使其在每个时隙上按不同的方案跳频。二、跳频技术模 块 二03分 集 接 收 技 术（一）空间分集在空间设立两副接收天线，独立地接收同一信号，再合并输出，衰落的程度能被大大地减小，这就是空间分集。空间分集是利用场强随空间的随机变化实现的。（三）频率分集频率分集是指用两个以上的频率同时传送一个信号，在接收端对不同频率的信号进行合成，利用不同频率无线载波的不同路径减少或消除衰落的影响。这种方法的效率较好，且接收天线只需一副。（二）时间分集时间分集是指采用一定的时延来发送同一消息，或者在系统所能承受的时延范围内在不同的时间内发送消息的一部分。（四）极化分集是指把两副接收天线的极化方向互成一定的角度进行接收，可以获得较好的分集效果。三、分集接收技术模 块 二04不连续发射（DTX）与不连续接收（DRX）（一）不连续发射（DTX）1.话音激活检测为实现间断传输方式，首先必须表明什么时候需要或不需要传输。对于讲话情况，就必须检测是否有话音激活，这就是通常的话音激活检测（VAD）。其功能是：指明话音编码器产生的每20

ms帧是否含有或不含有话音。→VAD须对存在话音时的噪声和不存在话音时的噪声加以区别。在移动环境下，检测话音的最大困难在于话音/噪声之比经常很低。为提高VAD的精度，在进行判决之前采用滤波器以提高话音/噪声比值。2.

舒适噪声它要求在发信机关闭之前，把发端背景噪声的参数传给收端，并且在话音间隙期间，也要每隔一定时间开启发信机，将发端（新a的）参OP数H传给收端。（b收）端G利PH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“舒适噪声”。（一）不连续发射（DTX）经验表明，在话音突然起始或中止时，随着发信机的开启或关闭会产生噪声调制，使听者受到严重的干扰。干扰随间断传输而有规则地发生。另外，在发信机关闭期间，收发采取完全静躁措施，噪声突然消失，会给听者造成一个联系中断的错觉。⨞

定义：基站是通过基站寻呼找到手机的。所谓的非连续接收是指移动台在空闲模式下，并不是时时解读所有的系统消息及寻呼块内容。手机绝大部分时间处于空闲状态，此时需要随时准备接收BTS发来的寻呼信号。系统按照IMSI将MS用户分类，不同类别的用户在不同的时刻接收系统寻呼消息，无须连续接收。一）移动通信系统发展简（二）不连续接收（DRX）

史典型案例一、案例背景某铁路局某线在国铁集团检测车测试过程中发现在某隧道中出现严重的信号质量差的问题，影响正常的行车，隧道组网如图2-41所示。【图2-41隧道组网】典型案例二、案例分析隧道中信号质差的可能原因如下：（1）隧道区域范围内存在网内频率干扰。（2）直放站设备存在故障。（3）服务小区以及相邻小区的参数设置不合理。（4）其他问题。典型案例三、故障处理根据可能存在的原因，故障定位及处理过程如下：（1）由于质差区段在隧道内，基本可以排除网外干扰。（2）协调直放站厂家分析直放站设备，结果显示直放站无异常。（3）核查小区参数及频点，没有发现异常。（4）直放站设备采用主从双信号设备，在质差区段根据测试数据分析可以发现存在相邻2个小区的信号，而且电平相差在10

dB左右，通过锁频分别测试主信号TA=3、4，从信号TA=11、12，TA存在较大差异。（5）根据相关标准，车载终端接收机对于TA在4以内同一信号可以通过算法进行区分识别并获得多径的增益，但是对于TA大于4的相同信号则不能识别，从而造成同频干扰。（6）最终，通过降低从信号强度，使同频载干比达到12

dB