轨道交通通信系统第三方检测

外界信号干扰
接地干扰
CRSC
传输通道性能影响
轨道交通内部传输图像的传输通道可能是多种多样的，环境条件 也各不相同，因此阻抗的不匹配、通道衰减的大小以及接口的反 射都会对图像质量产生影响。
A
B
C
D
通道带宽若小于 6Mb/s，会导致 图像延迟或者通 信中断。
阻抗不匹配会在信 通道误码如果大于 传输时延过长会 号传输线上脉冲序 1×10ˉ6 ，则图像 造成图像不连贯。 列的前后产生振荡， 会出现马赛克现象。 若振荡加大，则会 无法分辨出脉冲电 平值，产生重影。
CRSC
无线信号覆盖质量
菲涅尔区 地铁隧道内菲涅尔区间狭小，压缩了点到点传输链路中间的空间
H = H1 + H2
Height = D /8 + 43.3D/4F
2 43.3D/4F 60% first Fresnel Zone
H1 = 43.3 D/4F
2
H2=D /6 Earth Bulge
C
接地干扰
监控点距离控制 中心较远，而这 样很容易导致地 电位不平衡，而 产生对视频信号 的干扰 ，会引起 黑色滚动条纹。
D
脉冲干扰
由轨道交通内 部各种继电器 产生的非常强 烈的阶段性的 脉冲干扰引起， 会造成“跳动” 现象。
CRSC
目前图像质量主观评价方式的缺陷
图像质量QoS 指标评定 以前，人们一直采用图像五级损伤 制这个方法来对图像质量做主观评 价，也就是“察觉不到的、可察觉 的、有轻微干扰的、有干扰的、有 严重干扰的”，但是这种评价方法 会受到许多主客观因素的影响。主 观因素就是每个人的评价标准不一 样，同样是4级标准，有些人觉得 可以了，但有些人觉得达不到，因 为个人参照的基准不同；客观因素 就是受到照度、距离等物理条件的 影响。因而，不同人对同一幅图像 的质量会产生不同的评判，这往往 会导致分歧，这时就需要引入客观 的测试来做一个最终的判断。
主观评价
•图像清晰度 •图像还原度 •图像亮度 按照五级损伤制 评分
CRSC
视频图象服务质量QoS参数测试
图像质量QoS 指标评定
主观评价
•图像清晰度
客观测试
•视频复合信号 定量评定 •水平清晰度 •图像分辨率 •灰度等级评估
•图像还原度
•图像亮度
CRSC
CCTV图像监控QoS指标（例举）
项目
输出幅度 幅频特性 行同步幅度 ≤4.8MHz 5MHz 5.5MHz 300±9mVp-p
D = Distance Between Antennas H1=保证第一菲涅尔区60%的空旷需要架高天线的高度； H2=地球曲率因素要求的天线架高高度； D=以英里为单位的距离； F=以GHz为单位的频率。
隧道壁对无线信号的反射 某些隧道壁相当光滑，无线信号在隧道拐弯处会发生发射显现，信号 会沿着隧道方向传播过去。 某些隧道对无线信号的反射相对较小，因此必须要保证第一菲涅耳区 的可视
CRSC
网络时延和AP切换测试
体现应用层数据结果
CRSC
无线通信系统
WLAN网络服务质量 TETRA网络服务质量
CRSC
TETRA无线通信系统网络结构框图
SCN: 交换控制节点
o
NMS: 网络管理系统 TBS: TETRA基站 语音 数据 BDA: 直放站 漏泄电缆
BDA
BDA
TBS
TBS
SCN
CRSC
WLAN网络QoS测试
物理层
数据链路层
Layer1～7测试
网络层
应用层
QoS
CRSC
WLAN无线网络QoS测试构架
视频图象质量（上/下行） 网络吞吐量 网络转发时延 数据优先级测试 802.11二层切换 IP层（三层）切换 位臵与场强的对应 无线覆盖弱场搜索 干扰源查找
轨道交通通信系统检测
中国铁路通信信号上海电信测试中心
China National Railway Comm.& Signal Testing Center, shanghai
CRSC
主要内容
通信系统服务质量分析 通信系统检测的主要内容 第三方检测的主要意义和作用 案例分析
CRSC
实施RAMS的核心目标
图象模糊 马赛克现象
系统应用测试
带宽下降严重 丢包情况严重
网络性能指标测试
乒乓效应 切换过长
网络漫游切换测试
覆盖盲点
同邻频干扰
无线场强覆盖测试
CRSC
封闭隧道环境下无线信号覆盖质量
供列车运行 的高压电线 天线可能放置的位 置
强电系统 电缆桥架 列车
弱电系统 电缆桥架
消防 龙头
天线可能放置的 位置 列车天线可能放 置的位置 铁轨 列车地面
CRSC
TETRA网络三、四号线同邻频干扰测试
3号线石龙路停车场平面图
4号线蒲汇溏路停车场平面图
测试说明： 上海轨道交通无线集群TETRA网络的频率资源相对比较紧张（仅有四组频率），因此两停车 场基站共用同一个频点，但由于两个停车场距离比较接近，采用天线进行覆盖，天线的辐射半 径较大，无线信号传播控制非常困难，容易对相邻停车场的覆盖区域产生同频干扰。 测试后采取的措施： 将停车场的基站发射功率调小，天线的俯扬角进一步向下倾斜。在保证了满足停车场覆盖的 前提下，上述两个停车场之间不发生同频干扰，同时也没有对正线运行的列车产生干扰。
QoS指标
700±20mV ±0.5dB －1～0.5dB －3～0.5dB
K因子
DG DP 亮色增益差 亮色时延差 SS/N加权值 行同步前沿抖动
≤3%
±8% ± 8° ±3% ±20n ≥56dB ≤20nSp-p
CRSC
图象质量QoS参数测试（示意图I）
CRSC
图象质量QoS参数测试（示意图II）
服务质量 QoS
RAMS
Reliability
Availability
Maintainability
Safetyபைடு நூலகம்
CRSC
通信系统的服务质量QoS指标
体现用户感受 量化数据指标
QoS
反映系统性能
CRSC
轨道交通通信系统服务质量分析
1
无线通信系统
量化的QoS指标 覆盖的弱场定位 干扰影响 系统(内)间的协调
CRSC
隧道弯曲半径对信号传播的影响
AP天线
AP天线
隧道转弯半径较小，信号 多径衰弱较大，需要在拐 弯后增加一个AP，弥补 信号质量下降
隧道转弯半径较大，信号经隧 道壁反射，可以传播距离非常 长，多径信号在远处合成，信 号强度时强时弱
在实际工程中必须要根据隧道实际情况，进行无线信号现场测试
CRSC
CRSC
CBTC、PIS系统中IP数据包的特点
数据流向 —列车控制中心 —控制中心列车 数据包类型 数据包大小分布
—单播？组播？广播？各种数据包分布 —TCP？UDP？ —短包（eg. 64、128byte） —中长包（ eg. 256、512、1024、1280byte） —长包（ eg. 1518byte）
2
视频监控系统
动态传送下的性能 图象质量QoS指标 系统功能实现程度 外界因素影响
3
有线网络系统
网络性能表现 可靠性指标 安全性评估
CRSC
无线通信系统
1
无线通信系统
CRSC
无线通信系统的不可控因素
服务质量下降!!!
传播环境
信号干扰
检测手段
系统的不可控因素
系统配臵 施工安装
CRSC
CRSC
图象质量QoS参数测试（示意图III）
CRSC
有线网络系统
3
有线网络系统
CRSC
有线通信系统
传输网络－MSTP系统QoS性能测试 NTP时间同步网的服务质量
CRSC
MSTP系统－带来的新挑战
采用统一的数据封装格式把异步突发信号承载在同步的、比 特率恒定的SDH信号上 。
ITU-T G.7041标准GFP（Generic Framing Procedure） ITU-T X.87标准LAPS（Link Access Procedure for SDH ）
NMS
网管
TBS
TBS
TBS
TBS
. TETRA 其他
TETRA 基本结构
调度中心
CRSC
TETRA网络服务质量劣化的常见现象
信号弱 掉话
覆盖问题 ？原因 干扰
呼叫失败
呼叫建立时间过长 语音质量下降
无线网络性能
CRSC
TETRA无线通信系统检测主要内容
基站测试 以 往 关 注 点 直放站测试 漏缆测试 天馈线测试 发射功率 输出光功率 输入功率 输入功率 频率偏差 输入光功率 电压驻波比 电压驻波比 射频输出功率
CRSC
TETRA网络三号线试验线场强及QOS测试
B、区间列车动态测试 列车停靠在站台时，列车内信号电平较 低，为-100dBm、-105dBm，并且产成误码 （误码率为2%）初步判断为站台内未进行场 强覆盖，由于列车对信号的屏蔽作用，导致 信号较弱。 列车行驶到两站中间时，信号电平在80dBm和-90dBm之间起伏变化，并产生误码 （误码率为1%—2%），会对通话质量产生影 响。初步判断为两站信号交叠处，可能存在 同频干扰。 从列车内走到站台期间信号电平由105dBm恢复至-80dBm，在此之间产生了几次 误码（误码率为2%）初步判断为列车对信号 的损耗，导致出列车门进入站台期间信号电 平迅速上升。
无线通信系统
WLAN网络服务质量 TETRA网络服务质量
CRSC
WLAN网络在地铁中的应用
WLAN 2.4GHz
CBTC
系统可靠性要求极高 数据吞吐量低 采用全冗余设计 网络漫游切换短 网络抗干扰要求高
PIS
系统可靠性要求较高 数据吞吐量要求较高 网络自动保护 网络漫游切换短 网络抗干扰要求高
CRSC
传输通道性能测试
CRSC
外界信号干扰
由于建筑物内的电气环境比较复杂，容易形成各种干扰源，如果施工过程 中未采取恰当的防护措施，各种干扰就会通过传输线缆进入视频监控系统， 造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象。在视频监控 系统中，随机杂波影响不是主要的，主要的是各种干扰信号的影响。
QoS测试 现 在 关 注 点
语音测试
端到端连接建立时间 端到端连接建立成功 率 组呼连接建立成功率 越区切换成功率 越区切换持续时间 语音质量 掉话率
场强覆盖
干扰查找
场强覆盖率 天馈系系统
同频干扰 邻频干扰
CRSC
TETRA网络上海三号线试验线场强及QOS测试
A、站台无车静态测试 在网络信号较强、接收电平稳 定情况下，基本不会出现误码， 话音质量良好；而当网络信号 弱、接收电平低时，相应会导 致误码出现，从而影响话音质 量。
A
单频干扰
轨道交通内部有大量 的控制信号，而该类 信号的工作频段大都 集中在10MHz以内， 而恰恰视频信号也在 该频段内，因此干扰 条纹将非常复杂 ， 产生“网纹”现象。
B
电源干扰
50Hz的电源干扰性 最强，它会产生一 个连贯的干扰带， 而视频信号的频率 范围为0-6MHz，因 此会会造成扭曲干 扰，产生“黑白滚 道”现象。
数据性能要求 必须根据业务数据流特点构造测试案例 —数据吞吐量 —漫游切换时间测试 —时延 —丢包情况
CRSC
网络吞吐量
测试环境: 数据帧为1518byte长包 单播模式 TCP
802.11g网络的吞吐量测试结果： 1、无线信号覆盖不佳的区段，网络吞吐量会明显下降 2、在漫游切换过程中，数据包无法转发（瞬间）
WLAN网络－无线场强覆盖干扰测试
特点： 1、实时频谱分析
2、通道统计
3、设备自动查找 4、记录回放Playback
5、弱场查找
6、干扰发现
CRSC
AP无缝漫游切换
同频切换中的乒乓效应
PIS AP1 PIS AP2 PIS AP3
CRSC
应用层对漫游切换的反映
无乒乓效应，网络响应时间表现
多次乒乓效应，网络响应时间表现
CRSC
视频监控系统
2
视频监控系统
CRSC
视频监控系统
视频图象服务质量
CRSC
视频监控系统图像质量需求分析
图像质量需求
高清晰度
高分辨率
实时性
可靠性
CRSC
影响图像质量的主要因素
照度
传输通道性能
外界信号干扰
照度
阻抗不匹配 通道误码 传输时延 通道带宽
随机杂波
单频干扰 电源干扰 脉冲干扰 照度影响
隧道一般高度：5.2 -- 5.5米之间
列车前进方向
单洞封闭隧道结构剖面图
CRSC
封闭隧道环境下无线信号覆盖质量
天线可能放 置的位置
供列车运行 的高压电线
弱电系统 电缆桥架
强电系统 电缆桥架
天线可能放 置的位置
消防 龙头
铁轨
列车前进方向
隧道现场图片
CRSC
无线信号覆盖质量
多路径快速衰落 产生原因：隧道的封闭性，造成无线电波信号的多次反射，对信号质量产 生致命影响 隧道转弯半径较小，隧道内众多桥架以及防火门等设施引起 多普勒效应 产生原因：移动物体（车载无线单元）在快速靠近/离开固定物体（隧道AP） 时，通讯频率发生变化（频点漂移），接收到的信号能量下降。 车速过快时，导致吞吐量下降，设置通讯中断