轨道交通通信系统检测课件.ppt
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- 轨道交通 通信 系统 检测 课件
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1、轨道交通通信系统检测研讨轨道交通通信系统检测研讨中国铁路通信信号上海电信测试中心中国铁路通信信号上海电信测试中心China National Railway Comm.& Signal Testing Center, shanghaiCRSC主要内容通信系统服务质量分析通信系统服务质量分析第三方检测的主要意义和作用第三方检测的主要意义和作用通信系统检测的主要内容通信系统检测的主要内容案例分析案例分析CRSC实施RAMS的核心目标RAMS CRSC通信系统的服务质量QoS指标量化数据指标量化数据指标体现用户感受体现用户感受反映系统性能反映系统性能CRSC轨道交通通信系统服务质量分析1无线通信系统
2、2视频监控系统3有线网络系统量化的QoS指标覆盖的弱场定位干扰影响系统(内)间的协调动态传送下的性能图象质量QoS指标系统功能实现程度外界因素影响网络性能表现可靠性指标安全性评估CRSC无线通信系统1无线通信系统无线通信系统CRSC 无线通信系统的不可控因素检测手段检测手段传播环境传播环境信号干扰信号干扰系统配置系统配置施工安装施工安装系统的不可控因素系统的不可控因素服务质量下降!CRSC无线通信系统CRSCWLAN网络在地铁中的应用CBTC系统可靠性要求极高数据吞吐量低采用全冗余设计网络漫游切换短网络抗干扰要求高WLAN2.4GHzPIS系统可靠性要求较高数据吞吐量要求较高网络自动保护网络漫
3、游切换短网络抗干扰要求高CRSCWLAN网络QoS测试应用层应用层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层CRSCWLAN无线网络QoS测试构架视频图象质量(上/下行)网络吞吐量网络转发时延数据优先级测试802.11二层切换IP层(三层)切换位置与场强的对应无线覆盖弱场搜索干扰源查找系统应用测试系统应用测试网络性能指标测试网络性能指标测试网络漫游切换测试网络漫游切换测试无线场强覆盖测试无线场强覆盖测试 覆盖盲点 同邻频干扰 乒乓效应切换过长 带宽下降严重丢包情况严重 图象模糊马赛克现象CRSC封闭隧道环境下无线信号覆盖质量铁轨铁轨消防消防龙头龙头强电系统强电系统电缆桥架电缆桥架弱电系统弱电
4、系统电缆桥架电缆桥架供列车运行供列车运行的高压电线的高压电线列车列车列车地面列车地面天线可能放置的天线可能放置的位置位置天线可能放置的位天线可能放置的位置置列车前进方向列车前进方向列车天线可能放列车天线可能放置的位置置的位置隧道一般高度:隧道一般高度:5.2 - 5.55.2 - 5.5米之间米之间单洞封闭隧道结构剖面图CRSC封闭隧道环境下无线信号覆盖质量铁轨铁轨消防消防龙头龙头强电系统强电系统电缆桥架电缆桥架弱电系统弱电系统电缆桥架电缆桥架供列车运行供列车运行的高压电线的高压电线天线可能放天线可能放置的位置置的位置天线可能放天线可能放置的位置置的位置列车前进方向列车前进方向隧道现场图片CR
5、SC无线信号覆盖质量v 多路径快速衰落多路径快速衰落 产生原因:隧道的封闭性,造成无线电波信号的多次反射,对信号质量产生致命影响 隧道转弯半径较小,隧道内众多桥架以及防火门等设施引起v 多普勒效应多普勒效应 产生原因:移动物体(车载无线单元)在快速靠近/离开固定物体(隧道AP)时,通讯频率发生变化(频点漂移),接收到的信号能量下降。 车速过快时,导致吞吐量下降,设置通讯中断CRSC无线信号覆盖质量v 菲涅尔区菲涅尔区 地铁隧道内菲涅尔区间狭小,压缩了点到点传输链路中间的空间H1=保证第一菲涅尔区60%的空旷需要架高天线的高度;H2=地球曲率因素要求的天线架高高度;D=以英里为单位的距离;F=以
6、GHz为单位的频率。Height = D2/8 + 43.3D/4F43.3 D/4F 60% first Fresnel ZoneD = Distance Between AntennasH = H1 + H2Earth BulgeH2=D2/6H1 = 43.3 D/4F隧道壁对无线信号的反射隧道壁对无线信号的反射某些隧道壁相当光滑,无线信号在隧道拐弯处会发生发射显现,信号会沿着隧道方向传播过去。某些隧道对无线信号的反射相对较小,因此必须要保证第一菲涅耳区的可视CRSC隧道弯曲半径对信号传播的影响 在实际工程中必须要根据隧道实际情况,进行无线信号现场测试在实际工程中必须要根据隧道实际情况,
7、进行无线信号现场测试CRSCWLAN网络无线场强覆盖干扰测试无线场强覆盖干扰测试特点:特点:1 1、实时频谱分析、实时频谱分析2 2、通道统计、通道统计3 3、设备自动查找、设备自动查找4 4、记录回放、记录回放PlaybackPlayback5 5、弱场查找、弱场查找6 6、干扰发现、干扰发现 CRSCAP无缝漫游切换PIS AP1PIS AP2PIS AP3同频切换中的乒乓效应同频切换中的乒乓效应CRSC应用层对漫游切换的反映无乒乓效应,网络响应时间表现多次乒乓效应,网络响应时间表现CRSCCBTC、PIS系统中IP数据包的特点v 数据流向数据流向 列车列车控制中心控制中心 控制中心控制中
8、心列车列车v 数据包类型数据包类型 单播?组播?广播?各种数据包分布单播?组播?广播?各种数据包分布 TCP?UDP?v 数据包大小分布数据包大小分布 短包(短包(eg. 64、128byte) 中长包(中长包( eg. 256、512、1024、1280byte) 长包(长包( eg. 1518byte)v 数据性能要求数据性能要求 数据吞吐量数据吞吐量 漫游切换时间测试漫游切换时间测试 时延时延 丢包情况丢包情况必须根据业务数据流特点构造测试案例必须根据业务数据流特点构造测试案例CRSC网络吞吐量测试环境: 数据帧为1518byte长包 单播模式 TCP802.11g网络的吞吐量测试结果:
9、1、无线信号覆盖不佳的区段,网络吞吐量会明显下降2、在漫游切换过程中,数据包无法转发(瞬间)CRSC网络时延和AP切换测试体现应用层数据结果体现应用层数据结果CRSC无线通信系统CRSCTETRA无线通信系统网络结构框图SCN: 交换控制节点交换控制节点NMS: 网络管理系统网络管理系统TBS: TETRA基站基站BDA: 直放站直放站TETRA基本结构基本结构.调度中心调度中心 TBSTBSTBSTBSTBSTBSNMS网管网管其他其他TETRASCNo漏泄电缆漏泄电缆数据数据语音语音BDABDACRSCTETRA网络服务质量劣化的常见现象覆盖问题覆盖问题干扰干扰无线网络性能无线网络性能信号
10、弱信号弱掉话掉话呼叫失败呼叫失败呼叫建立时间过长呼叫建立时间过长语音质量下降语音质量下降?原因?原因CRSCTETRA无线通信系统检测主要内容基站测试发射功率频率偏差直放站测试输出光功率输入光功率射频输出功率漏缆测试输入功率电压驻波比天馈线测试输入功率电压驻波比QoS测试测试干扰查找干扰查找语音测试语音测试场强覆盖场强覆盖端到端连接建立时间端到端连接建立时间端到端连接建立成功端到端连接建立成功率率组呼连接建立成功率组呼连接建立成功率越区切换成功率越区切换成功率越区切换持续时间越区切换持续时间语音质量语音质量掉话率掉话率场强覆盖率场强覆盖率天馈系系统天馈系系统同频干扰同频干扰邻频干扰邻频干扰以往
11、关注点现在关注点CRSCTETRATETRA网络上海三号线试验线场强及网络上海三号线试验线场强及QOSQOS测试测试A、站台无车静态测试 在网络信号较强、接收电平稳定情况下,基本不会出现误码,话音质量良好;而当网络信号弱、接收电平低时,相应会导致误码出现,从而影响话音质量。 CRSCTETRATETRA网络三号线试验线场强及网络三号线试验线场强及QOSQOS测试测试B、区间列车动态测试 列车停靠在站台时,列车内信号电平较低,为-100dBm、-105dBm,并且产成误码(误码率为2%)初步判断为站台内未进行场强覆盖,由于列车对信号的屏蔽作用,导致信号较弱。 列车行驶到两站中间时,信号电平在-8
12、0dBm和-90dBm之间起伏变化,并产生误码(误码率为1%2%),会对通话质量产生影响。初步判断为两站信号交叠处,可能存在同频干扰同频干扰。 从列车内走到站台期间信号电平由-105dBm恢复至-80dBm,在此之间产生了几次误码(误码率为2%)初步判断为列车对信号的损耗,导致出列车门进入站台期间信号电平迅速上升。CRSCTETRATETRA网络三、四号线同邻频干扰测试网络三、四号线同邻频干扰测试3号线石龙路停车场平面图4号线蒲汇溏路停车场平面图测试说明: 上海轨道交通无线集群TETRA网络的频率资源相对比较紧张(仅有四组频率),因此两停车场基站共用同一个频点,但由于两个停车场距离比较接近,采
13、用天线进行覆盖,天线的辐射半径较大,无线信号传播控制非常困难,容易对相邻停车场的覆盖区域产生同频干扰。测试后采取的措施: 将停车场的基站发射功率调小,天线的俯扬角进一步向下倾斜。在保证了满足停车场覆盖的前提下,上述两个停车场之间不发生同频干扰,同时也没有对正线运行的列车产生干扰。CRSC视频监控系统2视频监控系统视频监控系统CRSC视频监控系统CRSC视频监控系统图像质量需求分析视频监控系统图像质量需求分析 CRSC影响图像质量的主要因素影响图像质量的主要因素外界信号干扰外界信号干扰传输通道性能传输通道性能照度照度传输通道性能传输通道性能外界信号干扰外界信号干扰照度照度阻抗不匹配阻抗不匹配通道
14、误码通道误码传输时延传输时延通道带宽通道带宽随机杂波随机杂波单频干扰单频干扰电源干扰电源干扰脉冲干扰脉冲干扰接地干扰接地干扰照度影响照度影响CRSC传输通道性能影响传输通道性能影响D D通道带宽若小于通道带宽若小于6Mb/s6Mb/s,会导致,会导致图像延迟或者通图像延迟或者通信中断。信中断。B B通道误码如果大于通道误码如果大于1 1101066 ,则图像,则图像会出现马赛克现象。会出现马赛克现象。C C传输时延过长会传输时延过长会造成图像不连贯。造成图像不连贯。A A阻抗不匹配阻抗不匹配会在信会在信号传输线上脉冲序号传输线上脉冲序列的前后产生振荡,列的前后产生振荡,若振荡加大,则会若振荡加
15、大,则会无法分辨出脉冲电无法分辨出脉冲电平值,产生重影。平值,产生重影。轨道交通内部传输图像的传输通道可能是多种多样的,环境条件轨道交通内部传输图像的传输通道可能是多种多样的,环境条件也各不相同,因此阻抗的不匹配、通道衰减的大小以及接口的反也各不相同,因此阻抗的不匹配、通道衰减的大小以及接口的反射都会对图像质量产生影响。射都会对图像质量产生影响。CRSC传输通道性能测试传输通道性能测试CRSC外界信号干扰外界信号干扰轨道交通内部有大量轨道交通内部有大量的控制信号,而该类的控制信号,而该类信号的工作频段大都信号的工作频段大都集中在集中在10MHz10MHz以内,以内,而恰恰视频信号也在而恰恰视频
16、信号也在该频段内,因此干扰该频段内,因此干扰条纹将非常复杂条纹将非常复杂 ,产生产生“网纹网纹”现象现象。50Hz50Hz的电源干扰性的电源干扰性最强,它会产生一最强,它会产生一个连贯的干扰带,个连贯的干扰带,而视频信号的频率而视频信号的频率范围为范围为0-6MHz0-6MHz,因,因此会会造成扭曲干此会会造成扭曲干扰,产生扰,产生“黑白滚黑白滚道道”现象。现象。监控点距离控制监控点距离控制中心较远,而这中心较远,而这样很容易导致地样很容易导致地电位不平衡,而电位不平衡,而产生对视频信号产生对视频信号的干扰的干扰 ,会引起,会引起黑色滚动条纹。黑色滚动条纹。由轨道交通内由轨道交通内部各种继电器
17、部各种继电器产生的非常强产生的非常强烈的阶段性的烈的阶段性的脉冲干扰引起,脉冲干扰引起,会造成会造成“跳动跳动”现象。现象。由于建筑物内的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,如果施工过程由于建筑物内的电气环境比较复杂,容易形成各种干扰源,如果施工过程中未采取恰当的防护措施,各种干扰就会通过传输线缆进入视频监控系统,中未采取恰当的防护措施,各种干扰就会通过传输线缆进入视频监控系统,造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象。在视频监控造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象。在视频监控系统中,随机杂波影响不是主要的,主要的是各种干扰信号的影响。系统中,随机杂波影响不是主要
18、的,主要的是各种干扰信号的影响。CRSC目前图像质量主观评价方式的缺陷目前图像质量主观评价方式的缺陷以前,人们一直采用图像五级损伤以前,人们一直采用图像五级损伤制这个方法来对图像质量做主观评制这个方法来对图像质量做主观评价,也就是价,也就是“察觉不到的、可察觉察觉不到的、可察觉的、有轻微干扰的、有干扰的、有的、有轻微干扰的、有干扰的、有严重干扰的严重干扰的”,但是这种评价方法,但是这种评价方法会受到许多主客观因素的影响。主会受到许多主客观因素的影响。主观因素就是每个人的评价标准不一观因素就是每个人的评价标准不一样,同样是样,同样是4 4级标准,有些人觉得可级标准,有些人觉得可以了,但有些人觉得
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