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

2 無(wú)線(xiàn)接口協(xié)議
無(wú)線(xiàn)接口(Um)是MS與BTS之間的通信接口，又稱(chēng)為空中接口(airinterface)，用于移動(dòng)臺與GSM-R系統固定部分之間的通信，其物理連接通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路實(shí)現。此接口傳遞的信息包括無(wú)線(xiàn)資源管理、移動(dòng)性管理和接續管理等。
2．1 協(xié)議分層(三層)
空中接口對應于OSI(開(kāi)放系統互連)模型的低三層，分為物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò )層。與OSI的分層模型不是嚴格對應。
物理層(PHL)：支持TDMA幀、FDMA和邏輯信道復用。提供無(wú)線(xiàn)鏈路的傳輸通道，為高層提供不同功能的邏輯信道，如業(yè)務(wù)信道與控制信道。物理層在MAC層的控制下，負責數據或數據分組的收發(fā)。
鏈路層：包括介質(zhì)接入控制層MAC和數據鏈路控制層(DLC)。前者通過(guò)形成多種邏輯信道為高層提供不同的業(yè)務(wù)；后者為網(wǎng)絡(luò )層提供非?？煽康臄祿溌?。為內部控制信令和有限數量的用戶(hù)信息提供非?？煽康膫鬏旀溌?。
網(wǎng)絡(luò )層：主要是信令層，包括連接管理(CM)、移動(dòng)性管理(MM)、無(wú)線(xiàn)資源管理(RM)。確定了用于鏈路控制、呼叫控制、附加業(yè)務(wù)、面向連接的消息業(yè)務(wù)、無(wú)連接的消息業(yè)務(wù)等各種功能。
2．2 無(wú)線(xiàn)資源工作模式
無(wú)線(xiàn)資源管理的目的是建立、保持、并釋放網(wǎng)絡(luò )與移動(dòng)臺間點(diǎn)對點(diǎn)通話(huà)的無(wú)線(xiàn)資源(RR)連接。一個(gè)RR連接是兩個(gè)同等實(shí)體間的一條物理連接，用于支持上層間信息流量的變化。無(wú)線(xiàn)資源管理主要向上層提供四種工作模式，分別為：空閑模式、專(zhuān)用模式、群發(fā)模式、群收模式。
空閑模式：沒(méi)有為任何MS分配專(zhuān)用信道，不存在RR連接，此時(shí)MS只能收到CCCH(公共控制信道)和BCCH(廣播控制信道)信道的廣播消息。MS分析接收到的尋呼消息和廣播消息，選擇駐留在信號強度最強的小區上，MS對應于待機狀態(tài)。
專(zhuān)用模式：為MS至少分配了兩個(gè)專(zhuān)用信道，其中只能有一個(gè)是SACCH(慢速隨路控制信道)。MS與BTS此時(shí)建立起了一個(gè)雙向的點(diǎn)對點(diǎn)物理連接，用于信息的傳輸?？赏ㄟ^(guò)小區自動(dòng)重選和切換來(lái)保持RR連接。MS對應于通話(huà)狀態(tài)或者位置更新?tīng)顟B(tài)。群發(fā)模式：為語(yǔ)音組呼的MS分配兩個(gè)專(zhuān)用信道，這兩個(gè)信道可以同時(shí)分配給一個(gè)MS或者分配給不同的MS。MS與BTS此時(shí)建立的RR連接與專(zhuān)用模式類(lèi)似，不過(guò)在建立過(guò)程中的信令消息有所不同，特別地指明了該模式用于群發(fā)通信。MS對應于VGCS或者VBS中講者的狀態(tài)。
群收模式：沒(méi)有為MS分配與網(wǎng)絡(luò )連接的專(zhuān)用信道，它以無(wú)應答的方式接收分配給小區的語(yǔ)音廣播信道或者語(yǔ)音組呼信道下行鏈路的消息。此時(shí)MS對應于VGCS或者VBS中聆聽(tīng)者的狀態(tài)。

3 GSM－R無(wú)線(xiàn)路測系統
本系統通過(guò)監聽(tīng)，捕獲Um口中MS與BTS進(jìn)行通信的信令信息，從而獲得GSM－R網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)質(zhì)量參數，結合GSM－R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化知識對參數進(jìn)行加工處理，通過(guò)顯示模塊的精心設計，向用戶(hù)直觀(guān)、清晰地呈現網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量狀況，并在最后給出了GSM－R網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量狀況的性能報表。
3．1 路測環(huán)境
網(wǎng)絡(luò )環(huán)境：衛星，GSM／GSM－R網(wǎng)絡(luò )；測試儀器：裝有本系統的計算機一臺，測試手機一部，GPS一臺，接口線(xiàn)若干。
3．2 系統采集參數
(1)網(wǎng)絡(luò )識別參數
移動(dòng)國家號(MMC)、移動(dòng)網(wǎng)號(MNC)、位置區碼(LAC)、小區識別(CI)、網(wǎng)絡(luò )色碼(NCC)、基站色碼(BCC)。
(2)系統控制參數
公共控制信道配置、接入準許保留塊數、尋呼信道復幀數、周期位置更新定時(shí)器、小區信道描述、無(wú)線(xiàn)鏈路超時(shí)(RLT)、鄰小區描述、允許的網(wǎng)絡(luò )色碼、最大重發(fā)次數(MR)、發(fā)送分布時(shí)隙數(TI)、小區接入禁止(CBA)、接入等級控制(AC)。