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關(guān)于GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋測試解決方案的介紹和應(yīng)用

羅德與施瓦茨中國 ? 來源:djl ? 2019-10-16 15:33 ? 次閱讀

GSM-R是目前鐵路內(nèi)部使用的非公共通信系統(tǒng),GSM-R通信系統(tǒng)的推動力來源于歐洲鐵路系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化活動,最早在GSM Phase2+中添加了增強(qiáng)型的語音呼叫特性,除了傳統(tǒng)GSM的點對點呼叫之外,還可以提供專網(wǎng)中需要的業(yè)務(wù)如VBS(語音廣播),VGCS(語音組呼)和eMLPP(增強(qiáng)型的優(yōu)先級服務(wù))。支持鐵路系統(tǒng)員工如司機(jī),調(diào)度員,鐵路工程師及安保人員通信使用。GSM-R系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化解決了之前不兼容的車內(nèi)有線傳輸系統(tǒng)和模擬無線網(wǎng)絡(luò),并且數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)也帶來了更好的QOS能力。

由于GSM-R是由已標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備改進(jìn)的,因此引入到鐵路系統(tǒng)之后只需要做最少量的改動即可滿足鐵路專網(wǎng)通信的需求。并且GSM-R還繼承了商用網(wǎng)絡(luò)的其他優(yōu)勢,比如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低、兼容公共網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)定性高、維護(hù)成本低等。

ITU給GSM-R在公共GSM網(wǎng)絡(luò)的PGSM頻段附近提供了擴(kuò)展的頻段,如圖1所示,各個不同的國家可以選取不同的信道來使用,如歐洲使用上行876 MHz ~ 880MHz,中國使用上行885 MHz ~ 889MHz的頻段。

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圖1.GSM-R信道分配

GSM-R的覆蓋測試包括幾個方面的測試,包括場強(qiáng)測試,干擾測試,以及KPI測試幾個方面的功能。

1. 場強(qiáng)測試

場強(qiáng)測試主要針對GSM-R網(wǎng)絡(luò)的覆蓋測試,GSM-R的場強(qiáng)覆蓋測試需要遵循EIRENE測試規(guī)范,通用的場強(qiáng)覆蓋測試使用的天線至于火車車頂之上(通常高度為鐵軌4米之上),使用增益為0dBi 的全向天線。測試最小要求如下,以下測試要求都在95%的覆蓋概率下達(dá)成:
1. 對于語音和非安全數(shù)據(jù)通信,規(guī)定接收電平為-98 dBm
2. 對于 ETCS 等級為 2和3:
? 對于速度<220 km/h的場景,規(guī)定接收電平為-95 dBm。
? 對于速度>280 km/h的場景,規(guī)定接收電平為-92 dBm。
? 對于速度在220km/h和280km/h兩者之間的場景,規(guī)定接收電平在-95 dBm & -92 dBm 之間。

同傳統(tǒng)運(yùn)營商的CW測試不同的是,由于GSM-R的使用者大多數(shù)是在高速運(yùn)行的鐵路中使用,因此,場強(qiáng)覆蓋測試更側(cè)重在高速運(yùn)行時候的覆蓋測試能力,因此需要掃頻儀(接收機(jī))具有高速的場強(qiáng)測試能力。

R&S公司的GSM-R覆蓋測試包括了以下幾個模塊,第一個是測試掃頻儀,包括TSMX系列的接收機(jī),路測軟件Romes,負(fù)責(zé)測試數(shù)據(jù)的存儲,分析和實時顯示。并且針對超高速的多信道測量要求,還可以通過并行多臺設(shè)備采樣實現(xiàn)更高速的測量。如圖2所示,為了實現(xiàn)在320Km/h的情況下每7.5cm一個采樣值,可以使用2~3臺 TSMX來完成該測試項目。

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圖2 超高速覆蓋測試系統(tǒng)組成

Romes4軟件內(nèi)置了EIRENE選件,可以通過該功能自動根據(jù)EIRENE的要求配置測量任務(wù),并且按照測試規(guī)范輸出測試結(jié)果。如圖3所示:

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圖3. Romes4EIR測量界面

2. GSM-R網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、干擾分析

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的階段,除了之前我們講到的覆蓋方面的一些要求的測試,實際上還會遇到其他的問題,比如在網(wǎng)絡(luò)建成之后,會遇到基站的覆蓋由于實際情況的改變產(chǎn)生變化,如天線傾角,方位角,實際地形變化,公網(wǎng)交調(diào)干擾以及網(wǎng)內(nèi)的同鄰頻干擾產(chǎn)生實際網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量降低。

R&S公司可以針對上述問題進(jìn)行系統(tǒng)問題的處理,首先TSMX系統(tǒng)掃頻儀可以對小區(qū)的C/I或者可以通過測試終端在通話狀態(tài)下匯報RSRQ來判定小區(qū)目前的覆蓋質(zhì)量如何。在達(dá)到一定觸發(fā)門限的情況下,例如差的覆蓋持續(xù)了一定時間之后,可以觸發(fā)干擾搜索機(jī)制,ROMES軟件會根據(jù)實時的網(wǎng)絡(luò)測量結(jié)果,結(jié)合基站數(shù)據(jù)庫以及當(dāng)前的GPS位置,根據(jù)地理信息算出系統(tǒng)內(nèi)干擾源。如圖4 為Romes的COI測量結(jié)果。

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圖4. Romes4 COI測量結(jié)果

3. GSM-R KPI分析

傳統(tǒng)運(yùn)營商的KPI包括CS域和PS域的兩類,如CS域的Telephony Setup Time,Attach Failure Ratio 。PS域的Ping Round Trip Time,PDP Context Activation Time,KPI的計算定義在ETSI 102 250-2 規(guī)范中,而GSM由于提供了專網(wǎng)中需要的業(yè)務(wù)如VBS,VGCS,因此除了圖5的網(wǎng)絡(luò)KPI測試之外,Romes軟件還可以加載終端模塊做自動撥測以及檢測Layer3的信令消息。基于這些消息,可以定位終端和網(wǎng)絡(luò)的信令交互可能產(chǎn)生的問題。

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圖5.GSM-R網(wǎng)絡(luò)KPI測試

參考測量系統(tǒng)圖示:

圖6.背包式覆蓋測量系統(tǒng)

圖7. 桌面測量系統(tǒng)

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圖8.高集成度的機(jī)柜系統(tǒng)

4. 綜述

基于上述的介紹,Romes4路測系統(tǒng)可以全面的支持GSM-R的網(wǎng)絡(luò)測量,從CW/EIRENE高速網(wǎng)絡(luò)覆蓋測試,GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾測試,干擾定位到基于終端模塊的QOS測試等。測量系統(tǒng)的形態(tài)可以是自己搭建的一個簡單的系統(tǒng),也可以是有一定集成度的背包系統(tǒng),甚至到放在火車車廂中的測量機(jī)柜等。

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