基于鐵路專用通信GSM－R的 無線路測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

2 無線接口協(xié)議
無線接口(Um)是MS與BTS之間的通信接口，又稱為空中接口(airinterface)，用于移動(dòng)臺(tái)與GSM-R系統(tǒng)固定部分之間的通信，其物理連接通過無線鏈路實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無線資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。
2．1 協(xié)議分層(三層)
空中接口對(duì)應(yīng)于OSI(開放系統(tǒng)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(yán)格對(duì)應(yīng)。
物理層(PHL)：支持TDMA幀、FDMA和邏輯信道復(fù)用。提供無線鏈路的傳輸通道，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(fù)責(zé)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)分組的收發(fā)。
鏈路層：包括介質(zhì)接入控制層MAC和數(shù)據(jù)鏈路控制層(DLC)。前者通過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?shù)據(jù)鏈路。為內(nèi)部控制信令和有限數(shù)量的用戶信息提供非?？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)、無線資源管理(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)、無連接的消息業(yè)務(wù)等各種功能。
2．2 無線資源工作模式
無線資源管理的目的是建立、保持、并釋放網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)臺(tái)間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通話的無線資源(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。無線資源管理主要向上層提供四種工作模式，分別為：空閑模式、專用模式、群發(fā)模式、群收模式。
空閑模式：沒有為任何MS分配專用信道，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(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的小區(qū)上，MS對(duì)應(yīng)于待機(jī)狀態(tài)。
專用模式：為MS至少分配了兩個(gè)專用信道，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(duì)點(diǎn)物理連接，用于信息的傳輸?？赏ㄟ^小區(qū)自動(dòng)重選和切換來保持RR連接。MS對(duì)應(yīng)于通話狀態(tài)或者位置更新狀態(tài)。群發(fā)模式：為語音組呼的MS分配兩個(gè)專用信道，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連接與專用模式類似，不過在建立過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(duì)應(yīng)于VGCS或者VBS中講者的狀態(tài)。
群收模式：沒有為MS分配與網(wǎng)絡(luò)連接的專用信道，它以無應(yīng)答的方式接收分配給小區(qū)的語音廣播信道或者語音組呼信道下行鏈路的消息。此時(shí)MS對(duì)應(yīng)于VGCS或者VBS中聆聽者的狀態(tài)。

3 GSM－R無線路測(cè)系統(tǒng)
本系統(tǒng)通過監(jiān)聽，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)的無線質(zhì)量參數(shù)，結(jié)合GSM－R無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化知識(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行加工處理，通過顯示模塊的精心設(shè)計(jì)，向用戶直觀、清晰地呈現(xiàn)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(bào)表。
3．1 路測(cè)環(huán)境
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：衛(wèi)星，GSM／GSM－R網(wǎng)絡(luò)；測(cè)試儀器：裝有本系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)一臺(tái)，測(cè)試手機(jī)一部，GPS一臺(tái)，接口線若干。
3．2 系統(tǒng)采集參數(shù)
(1)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別參數(shù)
移動(dòng)國家號(hào)(MMC)、移動(dòng)網(wǎng)號(hào)(MNC)、位置區(qū)碼(LAC)、小區(qū)識(shí)別(CI)、網(wǎng)絡(luò)色碼(NCC)、基站色碼(BCC)。
(2)系統(tǒng)控制參數(shù)
公共控制信道配置、接入準(zhǔn)許保留塊數(shù)、尋呼信道復(fù)幀數(shù)、周期位置更新定時(shí)器、小區(qū)信道描述、無線鏈路超時(shí)(RLT)、鄰小區(qū)描述、允許的網(wǎng)絡(luò)色碼、最大重發(fā)次數(shù)(MR)、發(fā)送分布時(shí)隙數(shù)(TI)、小區(qū)接入禁止(CBA)、接入等級(jí)控制(AC)。