Basic Knowledge of GSM-R

GSM-R 源于 GSM phase 2+

它在 GSM 上增加了调度，相对以前更适合高速无线传输

基本知识

GSM-R = GSM + GCR(Group Call Register)(组呼寄存器)

同时增加了 NCH(Notification Channel) 信道，传输组呼信息

线状覆盖(沿铁路线)

$180^{\circ}$ 的有向天线，背对发射，每对基站频率相同。(对称设计)

频率分配

上行 885~889 MHz

下行 930~934 MHz

相邻频道间隔为$200\ kHz$，双工收发频率间隔为$45\ MHz$

可用频道总数为19个，频道号1000-1018

上行频率(中)点计算公式: $f(n) = 890 + 0.2(n - 1024)$

下行频率(中)点计算公式: $f(n) = 935 + 0.2(n - 1024)$

print("频道号", "上行", "下行")
for i in range(1000, 1018 + 1):
    print(i, 890 + 0.2*(i - 1024), 935 + 0.2*(i - 1024))

频率复用(同频复用)

区群; 4个小区复用(一个区群有4个小区，它们的频率各自不同)

每个小区4个频率，总的19个频率最后剩下3个，为预留频道

要求:

1. 同一个区群不使用相同信道，避免同频干扰

2. 按无三阶互调安排 (不等频距信道，差值不相等)

3. 同一小区尽量不用相邻频道，相邻小区也尽量不用与相邻小区相邻的频道

比如有4个小区，f1,f2,f3,f4

• f1: 1000, 1003, 10100, 1012

• f2: 1005, 1007, 1014, 1016

• f3: 1008, 1004, 1011, 1013

• f4: 1006, 1008, 1015, 1018

小区分类

• 扩展小区: 35~120 km

• 宏小区: 1~35 km (铁路上主要是这种小区)

• 微小区: 0.1~1 km

• 微微小区: 0~0.1 km

直放站: 一种设备，用来扩大基站(BTS)的作用范围

话务量与转换率

• 忙时话务量: 用话务强度表示资源的占用率(繁忙程度)。 单位是爱尔兰(Erlang)

假设1h平均通话3min，$话务强度 = 3 \div 60 = 0.05\ erl$

• 呼损率: 系统拥塞导致呼叫无法成功的概率

位置理论

服务区 -> MSC区(路局) -> 位置区(人为划分) -> 小区(椭圆形)

位置区划分需要综合考虑: 登记(离开原位置区) 和 寻呼(在一个位置区寻找被叫用户所在的小区)

位置区大，有利于登记，不利于寻呼

位置区小，有利于寻呼，不利于登记

无线信道的特性

1. 损耗

自由空间的损耗 = $P = 32.4 + 20\lg{d} + 20\lg{f}$

d = km

f = MHz

单位是 dB

2. 衰落

快衰落: 多徑传播(反射、绕射、散射)，多普勒频移(高速移动)

慢衰落: 天气因素，阴影效应(地形变化)

克服衰落: 采用分集接收技术

3. 传播模型(经验图表)(现在是一套计算机程序)

用数学模型来估算传播损耗。如 hata, cost231 等

Question and Answer

简述 铁路专用通信

凡是与铁路运输有关的一切通信设施，统称为铁路专用通信(设施)，其中与行车直接有关的有调度、站间、站内、区间等通信业务。

简述 固定电话呼叫固定电话的处理过程

1. 呼叫接续: 拿起话筒

2. 接收地址信息: 拨号

3. 数字分析: 交换机分析所拨电话的去向

4. 路由选择: 找连接交换机与交换机的路

5. 通路选择: 建立路

6. 振铃: 对方电话响了

7. 应答监视: 对方接了电话

8. 通话和释放监视: 停止响铃，进入通话状态

9. 话终释放: 挂了电话

简述 数字调度主机各部分组成及功能

1. 电源模块: 为系统提供各种电源

2. 控制模块: 对调度主机的交换网络、各种资源进行控制，对信令进行处理

3. 交换模块: 实现全系统(整个系统)的网络交换

4. 资源模块: 提供系统所需的各种公共资源

5. 时钟模块: 为系统提供时钟、时序信号

6. 接口模块: 实现系统与各终端的接口(连结)功能

解释 话务量、呼损率

• 忙时话务量: 用话务强度表示资源的占用率(繁忙程度)。 单位是爱尔兰(Erlang)

• 呼损率: 系统拥塞导致呼叫无法成功的概率