主頁（http://www.by236.com）：TETRA和GSM-R的比較之一：射頻性能比較 TETRA 從設計之初就是為了迎合專業無線移動（PMR）市場和公共安全功能的需求。而GSM-R 是由GSM 系統修改而來，即由公眾無線網絡系統改造成適合鐵路運營的專業無線移動系統。專業無線移動系統專為需要快速通信的專業人士設計，可同時與工作組中的每一個人進行通信，并有應急功能。另一方面，公眾無線網面向完全不同的用戶，為普通公眾使用，適合個人呼叫，對快速呼叫的建立沒有要求。下表給出了TETRA 和GSM-R 的射頻性能比較 
從表可以看出，運營者需要考慮頻率復用、使用范圍等重要方面。下面注4中重點考慮最大終端速度的多普勒效應和潛在的碼間干擾。
注1：在頻譜利用率方面，因為TETRA 提供4 信道/25kHz，而GSM 提供8 信道/200kHz，TETRA 的頻譜利用率是GSM 的頻譜利用率的4 倍。
TETRA 系統有更多的頻譜效率和更多的有效信道，因此TETRA 能提供更多的信道，支持更大的容量，在不增加任何射頻設備的情況下有更強的能力來符合未來移動數據應用。
注2：從GSM-R 的2 ×4MHz（20 信道）頻段中提供防止GSM-R 和模擬FM（GSM-R 直通解決方案）相互干擾所需要的300kHz 防衛帶。這一要求很容易妨礙那些鐵路交通繁忙的城市頻率規劃。
注3：基于19dB 的C/I 要求的TETRA 系統需要使用12 個小區頻率復用模式，基于9dB 的 C/I 要求的GSM 系統需要使用7 個小區復用模式。考慮到這種頻率復用情況，以及在同樣帶寬內TETRA 提供的語音信道比GSM 高4 倍，我們發現TETRA 的頻譜效率是GSM 系統（全向天線）的頻譜效率的2.3 倍（4 ×7/12）。
許多鐵路運營商，尤其是在人口稠密的城市里要面對頻譜效率問題。頻譜效率較高的系統意味著需要較少頻譜就能提供同樣數量的話務量。這就有助于解決管理者和運營者面對的頻率配置問題。
注4：有人提出TETRA 能否適合高速移動終端。因為如今的火車平均速度非常快，時速超過200 公里，最高達到350 公里左右，所以無線系統在高速情況下的性能很重要。速度會影響 TETRA 的誤碼率，尤其是在高速鐵路應用中，當火車時速達到350 公里時，這個問題尤顯重要，實際上，GSM-R標準要求無線通信系統應該支持時速達500公里的應用場合。可是，它沒有明確是否在相應的速度下做過測試。
下面是高速對TETRA誤碼率性能影響的簡短報告。這個報告也提到了GSM-R的相應狀況。眾所周知，終端速度影響因素如下：1.多普勒頻移：但時速為50km/h時，多普勒頻移為18.5Hz；當時速為200km/h時，多普勒頻移為74Hz；當時速400km/h時，多普勒頻移為185Hz；當時速1000km/h時，多普勒頻移為370Hz； 2.改變信道傳輸的速率（衰落率）。
在下列方式中，可以導致接收機誤碼率性能的變化：
1.隨著速度的增加，如果接收機在一個足夠寬的范圍內不使用自動頻率控制（AFC），差分解調器的性能會惡化。TETRA使用了具有AFC的差分解調器，多普勒頻移就不是問題。 AFC性能在接受載頻突然變化時會受到影響，例如在小區切換時，或當高速運行的火車非常接近基站時都會有這個問題。但是，正確設計的接收機可檢測到失鎖，并在僅丟失幾個時隙的數據后就快速捕獲到信號。正確設計的切換機制還可消除數據丟失。大的多普勒頻偏會影響注冊無線設備的性能，但正確的接收機設計考慮了多普勒頻偏，可以解決這個問題。
2.GSM接收機需要均衡器，相干和均衡性能會隨著速度的提高而惡化，因為跟蹤變化信道的信道估計能力要快速下降。多數TETRA接收機常規不使用均衡器，值得注意，GSM均衡快速衰落信道困難的原因是速度增加接收性能變壞。一些GSM-R生產商計劃改良均衡器以解決這個問題。
3.由于交織器效果的增強，交織卷積編碼信道的性能（例如大多數的TETRA邏輯信道）會隨著速度的提高而改良到一定限度。仿真表示，在速度提高到約300km/h之前，編碼的TETRA信道誤碼率一直在下降，之后逐漸升高，在500km/h時與50km/h時的誤碼率想當。GSM也使用交織卷積編碼信道；作為一個選項，使用跳頻解決頻率選擇性干擾。這樣，編碼信道部分的性能應該大致相當。以上論述表明TETRA接收機比GSM接收機更容易實現高速移動終端信號的正確解調。原因是GSM有較短的符號周期，相干接收機需要信道跟蹤，其性能隨速度提高而變壞，但隨著GSM-R的均衡器的改進，TETRA和GSM-R都可以以500km/h速率工作。
TETRA MOU成員公司的試驗已經證明TETRA在800MHz頻段上可以以500km/h速率工作。
注5：根據地形而不同，在農村GSM系統的小區覆蓋半徑大約是10km。而TETRA是10km~25km。同樣數量的TETRA基站可以覆蓋更大的區域，或者說要覆蓋一個指定區域需要更少的TETRA基站。這將降低系統建設費用，對鐵路運營商來說很重要。小區大小的效果對鐵路運營者很有意義，鐵路沿線需要較大的小區半徑和較少的RF站址，這可能代表有效的投資。TETRA的58km界限是由于自由空間傳播延時造成，TETRA突發結構中有14個防護比特。GSM在相鄰的時隙間有8.25比特（30us）。它的傳輸界限為4.5km。但GSM允許防護時間可以擴展到237us，這樣就可使傳輸距離達到40km。
注6：當相鄰的小區信到全忙（所有業務信道全部使用）時，需要特別地考慮TETRA和GSM-R的小區無縫切換。但是，因為TETRA的緊急呼叫功能中有斷開低優先級用戶強行預占的協議，TETRA能更好地提供小區之間無縫切換。
因為當火車穿越小區時數據傳輸和話音通信都不允許掉線，這個特征從安全角度考慮非常重要。
(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮) |
