基于鐵路專(zhuān)用通信GSM－R的 無(wú)線(xiàn)路測系統的研究與實(shí)現

0 引 言
GSM－R是基于GSM技術(shù)的一種專(zhuān)用通信系統――鐵路綜合數字移動(dòng)通信系統。與傳統的GSM技術(shù)相比，GSM－R除了能提供一系列鐵路通信業(yè)務(wù)外，還能保證列車(chē)在500 km／h的情況下進(jìn)行高可靠性、高接通率、高傳輸質(zhì)量的通信。當前，GSM－R技術(shù)成為國際國內鐵路通信發(fā)展的焦點(diǎn)，我國在GSM－R技術(shù)上也有了一定的進(jìn)展。2004年開(kāi)始在青藏鐵路、大秦線(xiàn)電氣化改造和京護高速鐵路的建設中進(jìn)行GSM－R鐵路專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò )的規劃、建設和試運營(yíng)。與此同時(shí)，由于目前國內的GSM－R路測系統十分稀少，對GSM－R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化也開(kāi)始成為GSM－R移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )建設中的一個(gè)當務(wù)之急。為了真正了解GSM－R網(wǎng)絡(luò )，調測GSM－R網(wǎng)絡(luò )，優(yōu)化GSM－R網(wǎng)絡(luò )，本文提出并設計出了一種既適用于GSM網(wǎng)絡(luò )又適用于GSM－R網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)路測系統。一方面，在GSM－R網(wǎng)絡(luò )建設的初期，通過(guò)本系統的輔助能夠合理地進(jìn)行頻率分配、小區參數的調整：另一方面，可以?xún)?yōu)化已建GSM和GSM－R網(wǎng)絡(luò )的性能，提高通信質(zhì)量。

1 GSM－R網(wǎng)絡(luò )介紹
1．1 網(wǎng)絡(luò )結構與功能
一個(gè)GSM－R移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )由若干個(gè)功能實(shí)體組成。各個(gè)功能實(shí)體所實(shí)現的功能的集合就是GSM－R網(wǎng)絡(luò )提供給用戶(hù)的基本業(yè)務(wù)與補充業(yè)務(wù)。GSM－R移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )結構基于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )，主要由基站子系統(BSS)、網(wǎng)絡(luò )子系統(NSS)、操作與維護子系統(OSS)三部分組成，其基本結構如圖1所示。

BSS主要由基站控制器(BSC)、基站收發(fā)信臺(BTS)組成。通過(guò)無(wú)線(xiàn)接口(Um)與移動(dòng)臺(MS)相連，A接口與NSS相連。BTS是網(wǎng)絡(luò )固定部分與無(wú)線(xiàn)部分之間進(jìn)行通信的中繼，MS通過(guò)空中接口與BTS進(jìn)行連接，是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)接入部分，是終端用戶(hù)最直接感受網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的部分。一個(gè)或幾個(gè)BTS連接到一個(gè)BSC上，BSC主要提供在其覆蓋區域內的無(wú)線(xiàn)電資源管理與移動(dòng)性管理的功能，以及提供無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )的運營(yíng)與維護功能。BSS還有可能存在編碼速率適配單元(TRAU)，實(shí)現編碼速率轉換。
NSS一般由六個(gè)功能實(shí)體組成，分別是移動(dòng)交換中心(MSC)、歸屬位置寄存器(HLR)、拜訪(fǎng)位置寄存器(VLR)、鑒權中心(AUC)、設備識別寄存器(EIR)，組呼寄存器(GCR)。NSS主要負責端到端的呼叫、用戶(hù)數據管理、移動(dòng)性管理和固定網(wǎng)絡(luò )的連接。其中MSC是NSS的核心，用于建立業(yè)務(wù)信道和在MSC之間或與其他網(wǎng)絡(luò )之間交換信令消息。與MSC相連的是VLR，VLR管理在一個(gè)MSC區內漫游移動(dòng)用戶(hù)信息的動(dòng)態(tài)數據庫。HLR存儲的是在網(wǎng)絡(luò )中永久注冊的移動(dòng)用戶(hù)的靜態(tài)信息，如用戶(hù)信息、承載和定制的用戶(hù)信息等。AUC完成對用戶(hù)的鑒權及為移動(dòng)臺與網(wǎng)絡(luò )之間的無(wú)線(xiàn)通信進(jìn)行加密。EIR用來(lái)存儲IMEI(國際移動(dòng)設備識別符)。作為GSM－R網(wǎng)絡(luò )的特有組件GCR，用于存儲移動(dòng)用戶(hù)的組ID、移動(dòng)臺發(fā)起語(yǔ)音組呼(VGCS)和語(yǔ)音廣播(VBS)參考的小區信息及發(fā)起呼叫的MSC
是否負責處理呼叫的指示。