主页（http://www.pttcn.net）：TETRA和GSM-R的比较之一：射频性能比较 TETRA 从设计之初就是为了迎合专业无线移动（PMR）市场和公共安全功能的需求。而GSM-R 是由GSM 系统修改而来，即由公众无线网络系统改造成适合铁路运营的专业无线移动系统。专业无线移动系统专为需要快速通信的专业人士设计，可同时与工作组中的每一个人进行通信，并有应急功能。另一方面，公众无线网面向完全不同的用户，为普通公众使用，适合个人呼叫，对快速呼叫的建立没有要求。下表给出了TETRA 和GSM-R 的射频性能比较 
从表可以看出，运营者需要考虑频率复用、使用范围等重要方面。下面注4中重点考虑最大终端速度的多普勒效应和潜在的码间干扰。
注1：在频谱利用率方面，因为TETRA 提供4 信道/25kHz，而GSM 提供8 信道/200kHz，TETRA 的频谱利用率是GSM 的频谱利用率的4 倍。
TETRA 系统有更多的频谱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，在不增加任何射频设备的情况下有更强的能力来符合未来移动数据应用。
注2：从GSM-R 的2 ×4MHz（20 信道）频段中提供防止GSM-R 和模拟FM（GSM-R 直通解决方案）相互干扰所需要的300kHz 防卫带。这一要求很容易妨碍那些铁路交通繁忙的城市频率规划。
注3：基于19dB 的C/I 要求的TETRA 系统需要使用12 个小区频率复用模式，基于9dB 的 C/I 要求的GSM 系统需要使用7 个小区复用模式。考虑到这种频率复用情况，以及在同样带宽内TETRA 提供的语音信道比GSM 高4 倍，我们发现TETRA 的频谱效率是GSM 系统（全向天线）的频谱效率的2.3 倍（4 ×7/12）。
许多铁路运营商，尤其是在人口稠密的城市里要面对频谱效率问题。频谱效率较高的系统意味着需要较少频谱就能提供同样数量的话务量。这就有助于解决管理者和运营者面对的频率配置问题。
注4：有人提出TETRA 能否适合高速移动终端。因为如今的火车平均速度非常快，时速超过200 公里，最高达到350 公里左右，所以无线系统在高速情况下的性能很重要。速度会影响 TETRA 的误码率，尤其是在高速铁路应用中，当火车时速达到350 公里时，这个问题尤显重要，实际上，GSM-R标准要求无线通信系统应该支持时速达500公里的应用场合。可是，它没有明确是否在相应的速度下做过测试。
下面是高速对TETRA误码率性能影响的简短报告。这个报告也提到了GSM-R的相应状况。众所周知，终端速度影响因素如下：1.多普勒频移：但时速为50km/h时，多普勒频移为18.5Hz；当时速为200km/h时，多普勒频移为74Hz；当时速400km/h时，多普勒频移为185Hz；当时速1000km/h时，多普勒频移为370Hz； 2.改变信道传输的速率（衰落率）。
在下列方式中，可以导致接收机误码率性能的变化：
1.随着速度的增加，如果接收机在一个足够宽的范围内不使用自动频率控制（AFC），差分解调器的性能会恶化。TETRA使用了具有AFC的差分解调器，多普勒频移就不是问题。 AFC性能在接受载频突然变化时会受到影响，例如在小区切换时，或当高速运行的火车非常接近基站时都会有这个问题。但是，正确设计的接收机可检测到失锁，并在仅丢失几个时隙的数据后就快速捕获到信号。正确设计的切换机制还可消除数据丢失。大的多普勒频偏会影响注册无线设备的性能，但正确的接收机设计考虑了多普勒频偏，可以解决这个问题。
2.GSM接收机需要均衡器，相干和均衡性能会随着速度的提高而恶化，因为跟踪变化信道的信道估计能力要快速下降。多数TETRA接收机常规不使用均衡器，值得注意，GSM均衡快速衰落信道困难的原因是速度增加接收性能变坏。一些GSM-R生产商计划改良均衡器以解决这个问题。
3.由于交织器效果的增强，交织卷积编码信道的性能（例如大多数的TETRA逻辑信道）会随着速度的提高而改良到一定限度。仿真表示，在速度提高到约300km/h之前，编码的TETRA信道误码率一直在下降，之后逐渐升高，在500km/h时与50km/h时的误码率想当。GSM也使用交织卷积编码信道；作为一个选项，使用跳频解决频率选择性干扰。这样，编码信道部分的性能应该大致相当。以上论述表明TETRA接收机比GSM接收机更容易实现高速移动终端信号的正确解调。原因是GSM有较短的符号周期，相干接收机需要信道跟踪，其性能随速度提高而变坏，但随着GSM-R的均衡器的改进，TETRA和GSM-R都可以以500km/h速率工作。
TETRA MOU成员公司的试验已经证明TETRA在800MHz频段上可以以500km/h速率工作。
注5：根据地形而不同，在农村GSM系统的小区覆盖半径大约是10km。而TETRA是10km~25km。同样数量的TETRA基站可以覆盖更大的区域，或者说要覆盖一个指定区域需要更少的TETRA基站。这将降低系统建设费用，对铁路运营商来说很重要。小区大小的效果对铁路运营者很有意义，铁路沿线需要较大的小区半径和较少的RF站址，这可能代表有效的投资。TETRA的58km界限是由于自由空间传播延时造成，TETRA突发结构中有14个防护比特。GSM在相邻的时隙间有8.25比特（30us）。它的传输界限为4.5km。但GSM允许防护时间可以扩展到237us，这样就可使传输距离达到40km。
注6：当相邻的小区信到全忙（所有业务信道全部使用）时，需要特别地考虑TETRA和GSM-R的小区无缝切换。但是，因为TETRA的紧急呼叫功能中有断开低优先级用户强行预占的协议，TETRA能更好地提供小区之间无缝切换。
因为当火车穿越小区时数据传输和话音通信都不允许掉线，这个特征从安全角度考虑非常重要。
(中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮) |
