交通运输概论课件： 高速铁路移动通信

馈线及接头损耗 2dB
天线增益 2 dBi
RX
TX
绝缘子和耦合损耗 0dB
输出功率 39 dBm
2W移动台
交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 链路预算
下行链路预算模型
电缆及接头损耗
4dB
耦合和绝缘子损耗 3 dB
天线增益 12 dBi
耦合系统
RXm RXd
最大发射输出功率 43 dBm
• GSM-R相邻频道间隔为200kHz。每个频道采用时分 多址接入方式分为8个时隙。
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 频率复用的原理
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D
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7源自文库
R
为了更好的表达频率复用率与 系统容量之间的关系，衡量系统 容量，提出了同频复用比的概念 。同频复用比用Q表示，它是D 与R的比值：
发送/接收和无线资源管理；通过A接口与网络子系统交互，实现 移动用户之间或移动用户和固定网用户之间的通信连接，并且传 送系统信令和用户信息等。
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交通运输概论
5.12.2 GSM-R网络结构与功能
• 移动交换子系统（SSS）
主要完成用户的业务交换功能以及用户数据管理，移动性管理 、安全性管理等功能。
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 链路预算
链路预算是对一条通信链路中的各种损耗和增益的核算。
（1）上行链路预算
上行链路是指由移动台到基站的链路。上行链路预算 基站接收功率公式为：
Pbr Pmt Lmf Gam Lb Gab Lps Gdb La Ls Lm
DSS1 电路域数字 应用系统
No.7
SSS
SMSC
HLR/AuC
No.7
C/D
E/G
AC
MSC/VLR
其他通信网
GMSC
MSC/VLR/GCR/IWF
SSS总体结构
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交通运输概论
5.12.2 GSM-R网络结构与功能
• 通用分组无线业务（GPRS）子系统
为用户提供分组 数据承载业务，与 GSM-R系统共用频 率资源；利用 GSM-R系统的基站 实现无线覆盖，无 需单独增加GPRS系 统基站。
第五章 交通运输通信技术
交通运输概论
5.12 高速铁路移动通信
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理 5.12.2 GSM-R网络结构与功能 5.12.3 GSM-R主要业务 5.12.4 主要通信过程
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ GSM/GSM-R基本原理 ➢ 频率规划
移动台
交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 传输和信息处理技术
信源编码 信道编码 交织
加密单元加 密
调制
信源译码 信道译码 去交织
解密单元解 密
均衡
信息传输框图
信道 分集（可选）
解调
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ GSM-R工作频段分配
• 现阶段我国GSM-R系统采用900MHz工作频段，即 885MHz～889MHz（移动台发，基站收）、 930MHz～934MHz（基站发，移动台收）。
• 按照不同频率分量的衰落一致性与否 （1）频率选择性衰落信道 （2）平坦衰落信道
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 无线信道传输模型
• Hata模型
宏小区和微小区都可以使用Hata模型。
• COST231-Walfish-Ikegami模型
适用于宏小区和微小区，但不适用于微微小区。
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 无线覆盖
• 面状覆盖
圆形小区的覆盖
多边形小区的覆盖
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 无线覆盖
• 线状覆盖
线状覆盖的频率复用
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 无线信道
• 铁路无线信道的特性
天线增益 12 dBi
参数
频率 基站高度 移动台高度 环境
900MHz 40 m
1.5 m 城市
路径损耗
接收灵敏度 -104 dBm 耦合系统
RXm RXd
基站
区内通信概率 90%: -98 dBm
阴影衰落储备 4dB
选择项
接收分集增益 5 dB 快衰落保护储备 3dB 环境噪声保护 0dB
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人体损耗 3 dB
20W基站
参数
频率 基站高度 移动台高度 环境
900MHz 40 m
1.5 m 城市
路径损耗
区内通信概率 90%: -98dBm
阴影衰落储备 4dB
选择项
接收分集增益 0 dB 快衰落保护储备 3dB 环境噪声保护 0dB
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人体损耗 3 dB
电缆及接头损耗 2dB
RX
天线增益 2 dBi
TX
灵敏度 -104 dBm
➢ GSM-R系统主要包 括：基站子系统 （BSS）、电路域 的移动交换子系统 （SSS）、分组域 的通用分组无线业 务子系统（GPRS）、 移动智能网子系统 （IN）、运营与支 撑子系统（OSS）
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交通运输概论
5.12.2 GSM-R网络结构与功能
➢ 基站子系统（BSS） 是有线与无线的接口。通过无线接口与移动台交互，负责无线
Q D 3N R
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交通运输概论
5.12.2 GSM-R网络结构与功能
➢ GSM-R系统结构 ➢ 基站子系统（BSS） ➢ 移动交换子系统（SSS） ➢ 通用分组无线业务（GPRS）子系统 ➢ 移动智能网（IN）子系统 ➢ 运营与支撑子系统（OSS） ➢ 终端
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交通运输概论
5.12.2 GSM-R网络结构与功能
1. 多普勒效应严重 2. 越区切换频繁 3. 无线覆盖存在弱场强区和场强盲区 4. 快衰落严重
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 无线信道分类
• 按照不同距离内信号强度变化的快慢 （1）大尺度衰落信道 （2）中尺度衰落信道 （3）小尺度衰落信道
• 按照信号与信道变化快慢的程度 （1）慢衰落信道 （2）快衰落信道
（2）下行链路预算
下行链路和上行链路相反，是指由基站到移动台的 链路。下行链路预算移动台接收功率公式为：
Pmr Pbt Lc Lbf Lps Gab Lb La Ls Lm
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交通运输概论
5.12.1 GSM-R数字移动通信系统原理
➢ 链路预算
上行链路预算模型
电缆及接头损耗 4dB