基于铁路专用通信GSM-R的无线路测系统的研究与实现

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基于铁路专用通信GSM-R的无线路测系统的研究与实现

作者：张重阳

来源：《现代电子技术》2009年第19期

摘 要:GSM-R网络是新一代铁路无线通信系统,对其无线接口的路测工具日益为网络优化工作者所急需。首先介绍并分析了GSM-R网络结构、业务模型、无线接口协议,然后讨论了无线路测的目的以及对网络优化工作的意义,在总结并分析这些理论的基础上,给出一种适用于GSM/GSM-R网络的无线路测系统。该系统为GSM/GSM-R网络优化工作者提供了有效的工具。

关键词:铁路专用通信;GSM-R;无线路测系统;网络优化 中图分类号:TN929.533文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2009)19-215-04

Research and Implementation of Special Communication Based on Railway GSM-R Drivetest of Wireless System ZHANG Chongyang

(Xi′an Railway Vocational Technical Institute,Xi′an,710014,China)

Abstract:The GSM-R network is a new generation of railway wireless communication system,a wireless interface for its drivetest of the instrument is increasingly becoming the urgent need for network optimization workers.GSM-R network structure,business model and wireless interface

protocol are analysed,and then the purpose of testing wireless road network optimization,as well as the significance of the work are discussed,on the basis of analysing the theories,an application in the GSM / GSM-R network of wireless measurement system road is given.The system provides an effective instrument for GSM/GSM-R network of excellent workers.

Keywords:special railway communication;GSM-R;drivetest of the wireless system;network optimization 0 引 言

GSM-R是基于GSM技术的一种专用通信系统——铁路综合数字移动通信系统。与传统的GSM技术相比,GSM-R除了能提供一系列铁路通信业务外,还能保证列车在500 km/h的情况下

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进行高可靠性、高接通率、高传输质量的通信。当前,GSM-R技术成为国际国内铁路通信发展的焦点,我国在GSM-R技术上也有了一定的进展。2004年开始在青藏铁路、大秦线电气化改造和京沪高速铁路的建设中进行GSM-R铁路专用通信网络的规划、建设和试运营。与此同时,由于目前国内的GSM-R路测系统十分稀少,对GSM-R无线网络优化也开始成为GSM-R移动通信网络建设中的一个当务之急。为了真正了解GSM-R网络,调测GSM-R网络,优化GSM-R网络,本文提出并设计出了一种既适用于GSM网络又适用于GSM-R网络的无线路测系统。一方面,在GSM-R网络建设的初期,通过本系统的辅助能够合理地进行频率分配、小区参数的调整:另一方面,可以优化已建GSM和GSM-R网络的性能,提高通信质量[1]。 1 GSM-R网络介绍 1.1 网络结构与功能

一个GSM-R移动通信网络由若干个功能实体组成。各个功能实体所实现的功能的集合就是GSM-R网络提供给用户的基本业务与补充业务。GSM-R移动通信网络结构基于GSM移动通信网络,主要由基站子系统(BSS)、网络子系统(NSS)、操作与维护子系统(OSS)三部分组成,其基本结构如图1所示[2]。

BSS主要由基站控制器(BSC)、基站收发信台(BTS)组成。通过无线接口(Um)与移动台(MS)相连,A接口与NSS相连。BTS是网络固定部分与无线部分之间进行通信的中继,MS通过空中接口与BTS进行连接,是移动通信网络的无线接入部分,是终端用户最直接感受网络质量的部分。一个或几个BTS连接到一个BSC上,BSC主要提供在其覆盖区域内的无线电资源管理与移动性管理的功能,以及提供无线电网络的运营与维护功能。BSS还有可能存在编码速率适配单元(TRAU),实现编码速率转换。 图1 GSM-R网络基本结构

NSS一般由六个功能实体组成,分别是移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、设备识别寄存器(EIR),组呼寄存器(GCR)。NSS主要负责端到端的呼叫、用户数据管理、移动性管理和固定网络的连接。其中MSC是NSS的核心,用于建立业务信道和在MSC之间或与其他网络之间交换信令消息。与MSC相连的是VLR,VLR管理在一个MSC区内漫游移动用户信息的动态数据库。HLR存储的是在网络中永久注册的移动用户的静态信息,如用户信息、承载和定制的用户信息等。AUC完成对用户的鉴权及为移动台与网络之间的无线通信进行加密。EIR用来存储IMEI(国际移动设备识别符)[3]。作为GSM-R网络的特有组件GCR,用于存储移动用户的组ID、移动台发起语音组呼(VGCS)和语音广播(VBS)参考的小区信息及发起呼叫的MSC是否负责处理呼叫的指示。

OSS可分为对应BSS的操作与维护中心OMC-R及对应NSS的操作与维护中心OMC-S。OSS是操作人员与系统设备之间的中介,它实现了系统的集中操作与维护,完成了包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作维护等功能。它的一侧与设备相连,另一侧是作为人机接口的