TA与时间色散.doc

TA与时间色散这次周总结主要就汤永誉本周关于直放站的问题说一下自己的一些理解，大家也可以讨论一下，有些方面不一定正确，欢迎指正。一、基本概念 时间提前量TA信号在空间传输是有延迟的，如移动台在呼叫期间向远离基站的方向移动，则从基站发出的信号将“越来越迟”的到达移动台，与此同时，移动台的信号也会“越来越迟”的到达基站，延迟过长会导致基站收到的某移动台在本时隙上的信号与基站收下一个其它移动台信号的时隙相互重叠，引起码间干扰，因此，在呼叫进行期间，移动台发给基站的测量报告头上携带有移动台测量的时延值，而基站必须监视呼叫到达的时间，并在下行信道上以480ms一次的频率向移动台发送指令，指示移动台提前发送的时间，这个时间就是TA（时间提前量），TA的值域是063（0233s），它被GSM定时提前的编码063bit所限，使一般GSM基站的覆盖距离为35km，计算如下： 1/2*3.69s/bit*63bit*c=35km 其中，3.69s/bit为每bit时长（577/156），63bit为时间调整最大比特数，c为光速（信号传播速度）。1/2考虑了信号的往返。 根据上述，1bit对应的距离是554m，由于多径传播和MS同步精度的影响，TA误差可能会达3bit左右（1.6km)。 当手机处于空闲模式时，它可以利用SCH信道来调整手机内部的时序，但它并不知道它离基站有多远。如果手机和基站相距30km 的话，那么手机的时序将比基站慢100s 。当手机发出它的第一个RACH信号时，就已经晚了100s ，再经过100s的传播时延，到达基站时就有了200s 的总时延，很可能和基站附近的相邻时隙的脉冲发生冲突。因此，RACH和其它的一些信道接入脉冲将比其它脉冲短。只有在收到基站的时序调整信号后（TA），手机才能发送正常长度的脉冲。在我们的这个例子中，手机就需要提前200s发送信号。 时间色散在陆地移动通信系统中，主要的传播模式是视距内的直射波和反射波传播，大部分情况是移动台附近散色体产生的多个反射波，即多径传播模式。造成时间色散的原因是由于在传播路径上障碍物产生的反射波和原来直射波之间的传播路程不相同而产生了时延差。并且传播路径又随移动台的运动而变化，因此移动台所接收的信号由许多不同时延的脉冲组成。由于时间色散，接收信号中一个码元的波形会时延扩展到后续码元周期中，这样携带同一信息、先后到达的直射波和反射波在接收端就会产生码间干扰。在接收端，由于射频信号的反射作用，接收机接收到的信号是多种多样的，其中有的反射信号来自远离接收天线的物体，比直射的信号经过的路程长很多，因而形成相邻符号间的相互干扰。这种现象称为时间色散。时间色散是数字传输的引入带来的一个问题。这一问题也起源于反射，但与多径衰落不同，其反射信号来自远离接收天线的物体约在几千米远处。由基站发送“1”、“0”序列，如果反射信号的达到时间刚好滞后直射信号一个比特的时间，那么接收机将在从直射信号中检出“0”的同时，还从反射信号中检出“1”，于是导致符号“1”对符号“0”的干扰。如图所示：二、问题分析l TA与拉远距离TA大家应该都有一定的了解和认识，但对于时间色散可能有些生疏，有时甚至容易将它们等同于一个概念“时延”。在直放站小区问题处理时，如果该同一小区覆盖区域出现TA差值大于4时，该区域一般就容易出现问题。在重叠覆盖区域基站无法很好的识别用户数据，容易造成掉话等问题。光纤直放站在理论上最远可拉远20公里。至于拉远20公里和TA差值不能大于4不是同一个概念，是由不同的条件所限制。光纤直放站采用光纤进行传输，光信号在光纤中传输的损耗非常小，光纤直放站信号传输的距离主要是受信号时延的限制。GSM 数字移动通信采用 TDMA 时分多址技术，每载频分为 8 个信道分时共用，即每载频 8 个时隙。时隙之间的保护间隔很小，为消除手机 MS 到 BTS 的传播时延，GSM 系统采用 MS 提 前一定时间来补偿时延，时间提前量的取值范围是 0233S，对应信号传播约 70 公里，由于信号一来一回是双向的，所以，GSM 信号在每载频 8 个时隙时，空间传播距离是 35km。 当引入光纤直放站延伸信号传播距离时， 信号的传播时延包括了在光纤直放站上的时延和在 空中传播的时延。光信号在光纤的介质中传播时，速度是无线信号在空气中传播的 2/3，加 上直放站的时延（大约 1.5S）和无线信号在空中传播时延，因此，光纤直放站距离基站 最远不应该大于 20km。光信号在光纤的介质中传播时，速度是无线信号在空气中传播的 2/3，加上 直放站的时延（大约 3S）和直放站信号覆盖距离的 5 公里，因此，光纤直放 站距基站距离 L，那么： 63*3.69/2 - 3 = L/(0.3*2/3)+5/0.3 L = 63*3.69/2 - 3 - 5/0.3*（0.3*2/3) = 19.3km 当然，直放站的时延指标和覆盖距离不尽相同，我们通常采用的规范是最远 不大于 20km。GSM系统在设计时考虑到了时间色散的问题，并利用均衡技术来克服时间色散。均衡技术是指各种用来处理码间串扰的算法和实现方法。在移动通信中，对于信号的时变多径传播特性所引起的严重码间干扰，必须采用均衡技术来克服时间色散.GSM规范要求均衡器应能处理时延高达15s发射信号延时, GSM的bit速率为270kbit/s,则1bit时间为3.7s(相当于无线信号在空间传播1.1Km的时延。), 所以15s约为4bit时间,相当于无线信号在空间传播4.4Km的时延。GSM均衡器可以处理时延达到4bit的反射信号，相当于15s的色散。因此，均衡器只能处理一定数量的反射延迟而不是全部，超过15s的长延迟反射信号，均衡器将无法处理。把15s定义为时间窗口，在时间窗口内到达的反射信号，由于均衡器的功能它将成为有用信号;在时间窗口外到达的反射信号将和其他干扰信号一样对系统造成干扰，认为是同频干扰信号。大于15s延迟的反射信号电平总和，即均衡器窗口外的反射信号电平一般用R表示。小于15s延迟的反射信号和载波信号电平之总和，即均衡器窗口内的直达信号和反射信号电平用C表示。比值C/R有时称为载波反射比，实际上仍然是指有用信号和干扰信号强度之比，因此它同样必须大于干扰保护比，在GSM规范中干扰保护比=9dB，（工程值还要加3 dB）这就是有关时间色散的最低要求。l 直放站级联并不是所有直放站都能级联，例如京信的数字直放站就可以实现级联功能。数字直放站需要配置频点，所有近远端都需要配有和基站相同的频点，否则，直放站将无法正常工作。l 频率割接12月18日凌晨，郑州市区进行了频率割接。对于“新的频率割接后，直放站的频点是跟随信源小区自动调整吗？”：频率割接前，直放站站点需要上站进行频率的修改工。如果直放站站点未按新站点进行频点修改，频率割接后，直放站将无法正常工作。频点只需在近端进行修改，远端会自动根据近端进行