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3962协议
欧洲电信标准ETS300396-21998.03
来源:
TETRA参考:
DE/RES-06007-2
ICS:
33.020
关键词:
空中接口、TETRA、无线
地面集群无线电通信(TETRA);
直通工作方式的技术要求(DMO);
第2部分:
无线特性
ETSI
欧洲电信标准协会
目录
前言
本欧洲电信标准(ETS)由欧洲电信标准协会(ETSI)地面集群无线通信(TETRA)工程委员会制订。
本ETS是一个由多个部分组成的标准,包括下列部分:
第一部分:
“一般网络设计”;
第二部分:
“无线特性”
第三部分:
“移动台到移动台(MS-MS)空中接口(AI)协议”;
第四部分:
“转发器类型1”,(DE/RES-06007-4);
第五部分:
“网关”,(DE/RES-06007-5);
第六部分:
“安全性”,(DE/RES-06007-6);
第七部分:
“转发器类型2”,(DE/TETRA-02007-7);
第八部分:
“PICS形式”,(DE/TETRA-02007-8);
第九部分:
“空中接口特性描述语言(SDL)模型”,(DE/TETRA-02007-9)
1范围
本欧洲电信标准(ETS)定义了陆地集群无线通信(TETRA)直通工作方式(DMO)。
该标准规定了基本的空中接口、通过转发器直通方式(DM)组之间的互连以及通过网关与TETRA语音加数据(V+D)系统的互连。
同时,该标准还规定了TETRADMO中的安全性,以及除了基本承载业务和用户终端业务之外同样被支持的固有业务。
这部分适用于TETRAMDO移动台到移动台(MS-MS)空中接口,并且包括符合ISO七层参考模型的物理层规范。
该标准建立了TETRADM无线方面特性(第1层和上MAC):
-定义并规定了调制;
-定义并规定了无线发射和接收;
-定义并规定了同步;
-定义并规定了信道编码;
-定义并规定了信道复用;
-定义并规定了无线链路上的控制。
2标准性的参考文献
本ETS引用了有日期和无日期参考文件和其它出版物的规定。
这些标准性的参考文件在文本相应的地方引用,出版物下面列出。
对有日期的参考文件,只有在引用补充或修订文件后,这些出版物的后续补充或修订才适用于本标准。
对无日期的参考文件,出版物的最新版本适用于本标准。
[1]ETS300113:
“RadioEquipmentandSystems(RES);Landmobileservice;Technicalcharacteristicsandtestconditionsforradioequipmentintendedforthetransmissionofdata(andspeech)andhavinganantennaconnector”.
[2]ETS300396-3:
“TerrestrialTrunkedRadio(TETRA);TechnicalrequirementsforDirectModeOperation(DMO);Part 3:
MobileStationtoMobileStation(MS-MS)AirInterface(AI)protocol”.
[3]ETS300395-2:
“RadioEquipmentandSystems(RES);Trans-EuropeanTrunkedRadio(TETRA);Speechcodecforfull-ratetrafficchannel;Part2:
TETRAcodec”.
3定义、符号和缩略语
3.1定义
欧洲电信标准(ETS)使用下列定义:
误码比(BitErrorRatio(BER)):
在给定的逻辑通道中,接收到的错误比特与所有接收到的比特的极限比率。
广播(broadcast):
单向,一点对多点的传输方式。
呼叫事务(calltransaction):
在一个呼叫期间与一个完整的单向信息传输有关的所有功能。
一个呼叫由一个或多个呼叫事务组成。
在单工呼叫中,这些呼叫事务是连续的。
直接方式(DirectMode(DM)):
移动用户无线单元可以利用无线频率进行通信的一种单工操作方式,TETRA集群网可以络监视这个频率但是不能控制这个频率。
在没有任何基站参与时执行DM。
移动台直接方式(DirectModeMobileStation(DM-MS)):
一个包含所有用于获得TETRADM业务的移动设备的物理组。
通过定义,DM-MS包含至少一个移动无线电栈(MRS)。
为了同步,直接方式移动台可以是两种状态等级中的一个。
-主控用户(master):
如果在呼叫事务发射业务或控制数据中DM-MS是激活的,或者DM-MS正在通过信道保留信令保留信道,那么MD-MS应该向信道提供同步信息;
-从属用户(slave):
如果DM-MS正在接收业务和/或信令,那么DM-MS应该从信道获得同步信息。
逻辑信道(logicalchannel):
对任何明确数据通路的通用术语,逻辑信道被认为操作于逻辑端点之间。
消息删除率(MessageErasureRate(MER)):
在一给定逻辑信道上,接收的错误消息对接收的所有消息的极限比率。
未检出差错消息概率(ProbabilityofUndetectedErroneousMessage(PUEM)):
在一给定逻辑信道上,接收机检测为正确的错误消息对接收的所有消息的极限比率。
四分之一符号数(quartersymbolnumber):
在一个时隙内,四分之一符号持续时间
的定时。
单工(simplex):
可以在两个方向但不是同时传递信息的一种单一或双频率工作方式。
时基(timebase):
决定直接方式移动台发射信号的时间状态的装置。
时隙号(timeslotnumber):
一个TDMA帧内,指示时隙的时间的计数器。
突发的有用部分(usefulpartofaburst):
SN0符号时间至Snmax符号时间之间并且包含SN0符号时间和SNmax符号时间的突发部分,在第9章中定义SN0至SNmax。
3.2缩略语
本ETS使用下列缩略语:
AI空中接口
BER误码率
BS基站
BN比特号
DLB直接方式线性突发
DLL数据链路层
DM-MS移动台直接方式
DMO直通工作方式
DNB直接方式正常突发
DQPSK差分四相相移键控
DSB直接方式同步突发
FN帧号
LCH线性化信道
MER消息删除率
MN复帧号
mod模(计数的基数)
MS移动台
PACQ同步突发捕获概率
PUEM未检出差错消息概率
QN四分之一符号号
SCH信令信道
SN符号号
STCH挪用信道
TCH业务信道
TDMA时分多址
TEITETRA设备身份码
TN时隙号
V+D语音加数据
4无线特性
4.1引言
本章是TETRADMO标准无线方面的介绍。
它包括与无线电相关功能的结构概述,参考了详细说明每部分的章。
此外,介绍了贯穿当前文件的参考结构。
4.2逻辑信道组
无线子系统提供了一定数目的逻辑信道,这将在第9章中进行说明。
逻辑信道表示协议与无线通信之间的接口。
4.3参考结构
为了详述与无线有关的功能规范,使用一个传输链的参考结构,如图1所示。
这里仅详细说明了传输部分,而只有通过全部性能要求时,才详细说明接收机。
参考这个结构,各章说明了的下列功能单元:
-第5章:
差分编码与调制;
-第6章:
传输机与接收机的特性;
-第8章:
编码、重排与交织、加扰;
-第9章:
突发建立与逻辑信道多路复用;
-第10章:
无线链路测量。
此参考结构也规定了一些单元接入点,该接入点与该结构中不同级别的比特名称有关。
图1:
参考结构
4.4差错控制方案
将在第8章中详细说明各种差错控制方案。
4.5多点接入与时隙结构
载波隔离为25kHz。
基本无线资源为一个以36kbit/s调制率传输信息的时隙,该时隙的时宽为14.167毫秒(85/6毫秒)。
这就意味着时隙的时宽(包括保护和斜升时间)为510比特(255个码元)的时宽。
下面各节简要介绍复帧、时隙和突发的结构,以及逻辑信道至物理信道的映射。
在第9章中给出详细说明。
4.5.1帧结构
图2示出了帧结构的简要表示。
图2:
DM帧结构
一个复帧可以分成18帧,并且复帧长为1.02秒。
复帧的第18帧为控制帧。
一个帧可以分成4个时隙,并且帧长为170/3毫秒≈56.67毫秒。
4.5.2时隙和突发
时隙是一个85/6毫秒≈14.167毫秒的时间间隔,这个时间间隔与255个码元时宽相对应。
突发携带时隙的物理内容。
第9章中定义了三种不同类型的图发。
4.5.3逻辑信道至物理信道的映射
在第9章中根据操作模式定义了逻辑信道至物理信道的映射。
4.6编码、交织与加密
第8章将详细说明与每个逻辑信道相联系的编码、交织与加扰方案。
4.7调制
调制方法为带有升根余弦滤波器的π/4-DQPSK(差分四项项移键控),滚降系数为0.35。
调制率为36kbps。
在第5章中详细说明这种方法。
4.8发射与接收
在射频载波上发射调制的数据流。
在第6章中详细说明特定的射频(RF)信道和发射机和发射机特性的要求。
在第6章中定义了DM-MS的功率类别。
4.9其它有关无线的功能
传输将涉及到其它功能。
这些功能为无线子系统同步和无线子系统链路控制,这些功能对理解特定协议是必要的。
同步结合了:
-接收机获取的频率和时间;
-DM-MS时基的调整。
将在第7章中说明同步的要求。
4.10性能
在典型的城市衰减条件下,全速率语音的信号质量门限C/Ic(同频干扰)可达到19dB,移动设备的动态参考灵敏度可达到-103dBm,第6章详细说明不同信道条件下的性能要求。
5调制
5.1介绍
以下节均应用在发射机的基带上。
5.2调制类型
调制应用了π/4-DQPSK方法。
5.3调制率
调制率为36Kbps。
5.4调制符号定义
B(m)表示一个将要传输序列的调制比特,m表示比特号,调制比特序列可被映射为一个调制符号的序列S(k),k为相应的符号号码。
调制符号S(k)可由差分编码得到,这就是说S(k)可以由前一个调制符号S(k-1)通过一个相移Dφ(k)得到,因此,有下式:
S(k)=S(k-1)exp(jDφ(k))
S(0)=1
(1)
上面S(k)表达式与任意数目的突发携带的调制符号的连续传输是一致的。
符号S(0)是第一个突发的第一个符号之前的符号,传输它作为参考相位。
下列是相移Dφ(k)与调制比特的关系。
表1:
相移
B(2k-1)
B(2k)
D(k)
1
1
-3/4
0
1
+3/4
0
0
+/4
1
0
-/4
图3:
调制符号的星群和可能的相移
复数调制符号S(K)取8个值exp(jnπ/4)的一个,对于偶数K,n=2,4,6,8,对于奇数K,n=1,3,5,7。
图3中示出调制符号群和它们之间可能的转换。
5.5调制信号定义
下式是载波频率为fc的调制信号:
(2)
式中:
-φ0为任意相位,
-S(t)由下式确定的调制信号的复包络:
(3)
式中:
-K为符号的最大数目
-T为符号周期
-tk=KT是符合调制符号S(k)的符号时间
-g(t)为理想符号波形,它是由一个平方升根余弦谱G(f)经过付立叶反变换得到的,G(f)表达式如下:
当
时
当
时
当
时
-式中α为滚降因子,它决定了已知符号速率的传输频带。
α的值应为0.35。
在实际使用时,可以使用g(t)的限时窗口,该窗口是在指定的调制精度限制下设计的,并且可以应用于邻道的衰减。
5.6调制滤波器定义
调制滤波器应该是一个线性相位滤波器,其频率响应|H(f)|=G(f)的幅度定义该滤波器。
5.7调制框图
一个调制过程的框图如图4所示。
此框图的目的是为了解释,而不是规定了某个特定方法。
调制滤波器有一个理想的冲激响应g(t),复数狄拉克(Dirax)冲激函数S(K)δ(t-tR)激励该调制滤波器。
图4:
调制过程框图
6无线发射与接收
6.1介绍
本章规定了TETRADMO系统中的MS收发信机的要求。
本章应用于工作在380MHz至520MHz射频范围的TETRA系统。
6.2频带与信道安排
DM-MS只能在为TETRADMO分配的信道上发射和接收。
双监移动台(DW-MS)和双模移动台(DU-MS)应同时能够在TETRA语音和数据(V+D)信道上发射和接收。
TETRADMRF载波间隔为25 kHz.
6.3参考测试位面
为了进行测试,DM-MS应该至少有一个天线连接器。
应该在生产商规定的合适设备天线连接器上进行测量。
6.4发射机的特性
6.4.1输出功率
在下面各节中,功率是指平均功率,它是通过第5章定义的平方根升根余弦滤波器,在第9章定义的一个传输突发的加扰比特进行测量。
DM-MS可以在多个功率等级中转换进行操作。
6.4.2功率等级
根据DM-MS标称功率等级,DM-MS标称功率如表2所示:
表2:
MS发射机的标称功率
功率等级
标称功率
1
DM-MS未定义
2(10W)
40dBm
3(3W)
35dBm
4(1W)
30dBm
5(0.3W)
25dBm
6.4.3无用传导发射
6.4.3.1定义
在标称操作的信道之外的频率或时间间隔中无用发射即为无用传导发射。
在实际条件下会遇到一些限制,例如天线不匹配。
除其它状态外,当设备处于激活发射状态时,都会有无用的发射。
无论DM-MD发射突发还是处于上升/线性化或下降时,DM-MS处于激活发射状态。
非激活的传输状态是在任意激活的传输状态之前和之后的两个时隙(约28ms)期间发生的状态。
当设备不处于激活或非激活发射状态时,该设备则称为处于非发射状态(参见图5)。
图5:
发射状态图示
6.4.3.2靠近载波的无用发射
象第5章定义的那样,具有滚降系数为0.35的平方根升余弦滤波器测量靠近载波的无用发射。
在实际中心频率和下列各节中规定的频偏上进行测量。
当实际应用时,相对测量(dBc)是指在实际中心频率处测量的电平。
6.4.3.2.1突发的有用部分发射
列出的实际载波频率的频偏不应大于表3中给出的电平。
表3:
最大相邻功率电平
频偏
最大电平
25kHz
-60dBc
50kHz
-70dBc
75kHz
-70dBc
在任何情况下,都不应超过-36dBm。
定义频偏为中心测量频率与实际载波频率的差值。
在突发有用部分上,对测量值进行平均(参见第9章)。
从突发到突发,加扰比特是伪随机分布的。
6.4.3.2.2切换瞬态的发射
在下面给出的实际载波频率的频偏处,可测量出功率峰值,它至少包括上升和下降两个阶段(参见图7的t1和t3时间段,第6.4.5节的t1,t3定义)。
不应该超过下列最大保留电平:
-频偏:
25kHz;
-最大电平-50dBc。
在任何情况下,都不能超过-36dBc。
6.4.3.3远离载波的无用发射
这些无用的发射是在频偏大于或等于100kHz时进行的发射(离散的、宽带噪声、调制的或未调制的),该频偏的载波是在9kHz至4GHz的频率范围中。
6.4.3.3.1离散杂散
在100kHz的频带中和频率范围为9kHz到1GHz时进行测量,每个杂散发射的最大允许功率应低于-36dBm。
在1MHz的频带中和频率范围为1GHz到4GHz时进行测量,每个杂散发射的最大允许功率应低于-30dBm。
在频谱的低端,由于出现宽带噪声,在载波频率+/-fx范围内进行测量时,要求两种特定测量方法。
6.4.3.3.2宽带噪声
下列宽带噪声电平是通过5.6节所述的调制滤波器测量的,在列出的实际载波频率的频偏处,对于所规定的功率电平来说,宽带噪声等级不应超过表4所示出的限制。
表4:
DM宽带噪声极限值
频偏(kHz)
最大频带噪声电平(dBc)
MS标称功率电平=0.3W(等级5)
MS标称功率电平=1W(等级4)
MS标称功率电平=3W(等级3)
MS标称功率电平=10W(等级2)
100kHz–250kHz
-75dBc
-75dBc
-78dBc
-80dBc
250kHz–500kHz
-80dBc
-80dBc
-83dBc
-85dBc
>500kHz
-80dBc
-80dBc
-85dBc
-90dBc
所有电平与实际发射功率电平有关,并且用dBc表示。
在DM-MS在DM信道上发射的情况下,这个信道的频率在正常V+DMSTx频带中,表5中的极限值应对V+DMSTx频带的两侧对称地适用。
表5:
DM宽带噪声极限值(续)
频骗(kHz)
所有等级的最大电平(dBc)
>frb
-100dBc
其中:
frb表示与V+DMS接收频带最近边缘对应的的频偏,frb³5MHz.。
在其它情况下,-100dBc要求应在频率范围fx之外适用,fx由设备能够发射的频率范围(设备生产商给出的)加上每侧5MHz保护频带组成,如图6所示。
图6:
fx的定义
在任何情况下,频偏小于frb时宽带噪声电平不应超过-55dBm,频偏大于frb时宽带噪声电平不应超过-70dBm。
6.4.3.4线性信道(LCH)中的无用发射
在LCH期间,当时间周期之和不超过1ms时,±25kHz载波频偏发射的峰值功率不应超过-30dBc。
在LCH期间的所有其它时间,发射功率不应超过-45dBc。
注:
0dBc指的是LCH之后正常工作的发射功率。
6.4.3.5非发射状态时的无用发射
第6.5.4.2节使用这个规范。
6.4.4无用辐射发射
无用辐射发射是设备的机柜和结构所辐射的发射(调制或未调制的),也称机柜辐射。
应使用6.4.3.3节给出的极限值。
6.4.5RF容限
在第7章中定义了DM-MS的射频容限。
6.4.6RF输出功率的时间掩模
图7示出了DM-MS发射的相对于时间掩模的发射电平。
对于时间掩模来说,0dBc的功率电平是指所考虑的TETRA站的输出功率电平。
图7:
与时间掩模相对的发射电平
表6:
与时间掩模符号周期相对的发射电平(参考图7)
突发类型
t1
t2
t3
同步
16
235(注)
15
线性化上行链路
251
-
15
正常上行链路
16
235
15
注:
仅适用于单个时隙发射。
当同一个DM-MS以同一频率连续地发射突发时,在第一个突发发射的开始处和最后一个突发发射的结尾处均使用了与时间掩模相对的发射电平。
第9章定义了SN0和SNmax的符号数,第7章规定了发射突发的定时。
用下列方式定义表6中说明的时间周期t1,t2,t3:
-t1从第一个突发上升斜面处开始,到SN0的符号时间之前终止
-t2从第一个突发的SN0的符号时间处开始,到最后一个突发的SNmax的符号时间处终止
-t3从最后一个突发SNmax的符号时间之后开始,到突发下降斜面终点为止。
在本节中,在t2过程中可以应用第6.4.1节和第6.6.1节的规范。
象第5章定义的那样,应通过带有滚降系数为0.35的平方根升余弦滤波器测量输出功率。
在非激活发射状态过程中,应取规范Lmin=-70dBc或Lmin=-36dBm中较大值。
6.4.7发射机互调衰减
当DM-MS在另一个DM-MS天线的最近处发射时,可能产生互调衰减。
6.4.7.1定义
发射机互调衰减是有用信号功率电平与互调分量功率电平的比值,它是衡量发射机在其非线性元素中抑制信号产生能力的量度。
该信号是由于存在有用载波与干扰信号经天线到达发射机而产生的。
6.4.7.2规定
因为正在发射的MS在根据功率等级定义的标称功率下工作,当在30kHz带宽内进行测量时,任何互调分量的互调衰减至少应为60dB。
干扰信号应是未调制的,并且比载波频率至少偏移500kHz。
在测试时,干扰信号功率电平应比待测发射机已调输出信号电平小50dB。
6.5接收机的特性
在这节中,根据接收机天线连接器处的功率电平(dBm)给出测试信号电平。
测试信号源连接到接收机输入端的阻抗为50Ω纯阻。
在所有情况下,无论是有用信号还是不需要的信号,都假定静态传播条件成立。
6.5.1阻塞的特性
6.5.1.1定义
当无用的未经调制输入信号存在时,在杂散响应或邻近信道之外的频率上,阻塞是用来衡量接收已调制有用输入信号的接收机能力,这个无用输入信号不会导致接收机特定限度的性能下降。
当无用未调制输入信号存在时,在杂散响应或邻近信道之外的频率上,阻塞是用来衡量接收已调制有用输入信号的接收机能力的一种度量,这个无用输入信号不会导致接收机的性能下降超出特定限度。
6.5.1.2规定
除产生杂散响应的频率以外,在所有频率上,阻塞特性规范都适用(见6.5.2节)。
当下列信号同时输入到接收机时,应满足6.6.2.4节中所规定的静态参考灵敏度特性。
-一个标称接收频率f0的有用信号,比6.6.2.4节所规定的静态参考灵敏度特性高了3dB。
-一个表7规定的干扰信号电平且频偏为f0的连续正弦波。
表7:
接收机的阻塞电平
标称Rx的频偏
干扰信号电平
50kHz至100kHz
-40dBm
100kHz至200kHz
-35dBm
200kHz至500kHz
-30dBm
>500kHz
-25dBm
6.5.2杂散响应的抑制
6.5.2.1定义
杂散响应抑制是衡量接收机在不超过给定性能下降时接收有用调制信号的接收机能力的一种度量,该性能下降是由在其它可产生响应的频率上的无用未调制信号的出现而产生的,即在该频率上不会遇到阻塞极限。
6.5.2.2规定
当下列信号同时输入到接收机时,应满足6.6.2.4节所规定的静态参考灵敏度特性:
-一个标称接收频率为f0的有用信号,比6.6.2.4节所规定的静态参考灵敏度高3dB。
-一个连续正弦信号,标称Rx频偏≧50kHz,干扰信号电平为-45dBm。
在不满足6.5.1.2节规定的塞规范的地方,下述限定频率范围的频率数不应超过0.05×(限定频率范围中的频率信道数)
定义限定频率范围为接收机的第一个混合器的本振信号频率flo加上或减去各中频总和(fi1,.....fin)和接收机切换范围(sr)的频带的一半。
因此,限定频率范围fl为:
(5)
式中:
接收机切换范围(sr)是接收机不必重编程或重新调整就可工作的最大频率范围,生产厂商应说明这个接收机切换范围。
6.5.3互调响应的抑制
6.5.3.1定义
互调响应抑制是衡量接收机在不超过给定
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