基于铁路专用通信GSM-R的无线路测系统的研究与实现

2．2 无线资源工作模式

无线资源管理的目的是建立、保持、并释放网络与移动台间点对点通话的无线资源(RR)连接。一个RR连接是两个同等实体间的一条物理连接，用于支持上层间信息流量的变化。无线资源管理主要向上层提供四种工作模式，分别为：空闲模式、专用模式、群发模式、群收模式。

空闲模式：没有为任何MS分配专用信道，不存在RR连接，此时MS只能收到CCCH(公共控制信道)和BCCH(广播控制信道)信道的广播消息。MS分析接收到的寻呼消息和广播消息，选择驻留在信号强度最强的小区上，MS对应于待机状态。

专用模式：为MS至少分配了两个专用信道，其中只能有一个是SACCH(慢速随路控制信道)。MS与BTS此时建立起了一个双向的点对点物理连接，用于信息的传输。可通过小区自动重选和切换来保持RR连接。MS对应于通话状态或者位置更新状态。群发模式：为语音组呼的MS分配两个专用信道，这两个信道可以同时分配给一个MS或者分配给不同的MS。MS与BTS此时建立的RR连接与专用模式类似，不过在建立过程中的信令消息有所不同，特别地指明了该模式用于群发通信。MS对应于VGCS或者VBS中讲者的状态。

群收模式：没有为MS分配与网络连接的专用信道，它以无应答的方式接收分配给小区的语音广播信道或者语音组呼信道下行链路的消息。此时MS对应于VGCS或者VBS中聆听者的状态。

3 GSM-R无线路测系统

本系统通过监听，捕获Um口中MS与BTS进行通信的信令信息，从而获得GSM-R网络的无线质量参数，结合GSM-R无线网络优化知识对参数进行加工处理，通过显示模块的精心设计，向用户直观、清晰地呈现网络质量状况，并在最后给出了GSM-R网络质量状况的性能报表。

3．1 路测环境

网络环境：卫星，GSM／GSM-R网络；测试仪器：装有本系统的计算机一台，测试手机一部，GPS一台，接口线若干。

3．2 系统采集参数

(1)网络识别参数

移动国家号(MMC)、移动网号(MNC)、位置区码(LAC)、小区识别(CI)、网络色码(NCC)、基站色码(BCC)。

(2)系统控制参数

公共控制信道配置、接入准许保留块数、寻呼信道复帧数、周期位置更新定时器、小区信道描述、无线链路超时(RLT)、邻小区描述、允许的网络色码、最大重发次数(MR)、发送分布时隙数(TI)、小区接入禁止(CBA)、接入等级控制(AC)。

(3)小区选择与重选参数

小区重选滞后(CRH)、控制信道最大功率电平(MT－MC)、允许接入最小接收电平(RXLEVaccessmin)、小区禁止限制(CBQ)、小区重选参数指示(PI)、小区重选偏置(CRO)、惩罚时间(PT)、临时偏置(TO)。

(4)网络功能参数

功率控制指示(PERC)、非连续发送(DTX)、呼叫重建允许(RE)、紧急呼叫允许(EC)、移动分配索引位置(MAIO)、跳频序列号(HSN)。

(5)GPS参数

经度、纬度。

(6)性能参数

通话接通率、通话失败率、信道利用率、分配失败率、掉话率、切换成功率、切换失败率。

3．3 系统功能

(1)实时跟踪信令

能够实时地跟踪各个逻辑控制信道信令。

BCCH：包括systeminformation1，systeminforma-tion2等；
PCH(寻呼信道)：包括pagingrequesttype1，pagin-grequest type2等；
SACCH：包括 systeminformation5，system-information6；
AGCH(接入允许信道)：包括immediateassign-ment，immediateassignmentrej ect等；
RACH(随机接入信道)：包括channelrequest，up-linK_access。
此外，还能跟踪层2和层3信令：包括：setup，aler-ting，disconnect等。

(2)扫频测试

在空闲模式(idlemode)下，能够对所有频率(GSM900／GSM1800／GSM-R等)进行实时扫描。动态显示对应的信号场强和基站色码，实时跟踪所占用ARF-CN(绝对无线频率信道号)受干扰程度。可以检查相邻小区的信号强度，检查小区的覆盖情况和同邻频干扰。

(3)锁频测试

在双频网络中，测试手机会自动选择信号较强的频道作通话网络。如果碰到双频网络信号强弱接近的区域，就可能出现线路忙或“跳频”(跳频：在两个频道之间不断切换)的情况。所以，用户想让手机接收比较稳定，减少跳频问题，就可以利用“锁频”这项手机操作功能，观察移动台在某一固定频点下的接收电平的变化。

(4)强制切换

强制切换是在专用模式下允许移动台在未满足切换条件的情况下，强制切换到另一频点的小区。利用强制操作采集MS接收到的网络质量状况，其强制区域主要是各小区邻接处，用于发现网络小区规划的合理性、正确性，某些小区的实际覆盖区域是否超过了规划区域，同时还可以通过切换信令、分析掉话原因。

(5)GSM／GSM-R基站开通测试

网络规划实施后，常常要测试基站信号覆盖范围，查找盲区。本系统能够实时采集目前所在小区以及相邻小区的信号强度变化。本系统支持GPS定位系统，能够实时打印目前所在的位置，结合DT(车测)网络测试方法，能够得到车所经过的路线上任何一个采集点的信号强度、基站识别码、绝对频点、信号强度。

(6)根据信令分析查找各种网络问题

因为本系统能够实时采集网络参数以及无线信令，应用于网络优化可以使网络资源获得最佳效益。信令包括：寻呼、鉴权、加密、分配信道、切换、测量报告、位置更新，能清晰显示出通话的起呼、切换、位置更新、结束通话和掉话等各部分的信令流程。将现场采集到的信令与GSM-R各类业务的标准信令流程作对比，能够定位到如掉话、TCH(业务信道)拥塞、SDCCH(独立专用控制信道)拥塞等网络故障。

(7)双手机大话务量呼叫与统计

网络优化过程中，常利用大话务量测试来得到呼叫接通率、掉话率、呼叫失败率、切换成功率等性能参数，来了解网络的健壮性与可行性。本系统支持双手机互呼测试，通过自动拨号功能，设定呼叫数量、持续时间、被叫号码等参数，呼叫完毕后能够提供回放以及通话统计结果。

(8)测试GSM-R特有业务

GSM-R特有的业务包括VGCS，VBS等。普通的GSM路测系统在GSM-R网络不适用。本系统能够对GSM-R特有业务进行参数采集、信令捕捉。