GSM—R通信系统中移动端性能测试分析

iviwisamuz

摘 要 文章首先就GSM-R通信系统的工作特征做出了必要说明，而后从接收灵敏度测试、接收信号电平测试以及接收信号质量测试三个重点就其移动端性能测试进行了阐述，对于更深一步了解GSM-R通信系统移动端测试工作有着一定帮助作用。
关键词 GSM-R；移动端；性能；测试
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）23-0140-01
当前我国铁路运输需求不断增加，从客观上推动着当前铁路运输事业的向前推进发展。在这个过程中，铁路环境下的通信技术也受到了前所未有的挑战。一方面铁路环境中的通信系统需要参与到铁路运营系统的活动中，为确保运输安全作出必要支持，另一个方面铁路环境中的通信技术，还必须要努力使用不断提升的列车行驶速度，这也为稳定通信环境的构建带来了一定不利影响。
1 GSM-R通信系统
铁路移动通讯系统（GSM-R，Global System of Mobile communication for Railways），从技术层面看是GSM在铁路环境下的延伸应用。这种延伸一方面从覆盖领域上看更为适用于铁路运输的带状区域，并且对于复杂自然环境也都做出了相应的考虑；另一个方面，GSM-R相比与GSM系统而言更多考虑了移动台运动速度等相关问题，并且将这一问题列为GSM-R考虑的重点之一。
GSM-R通信系统的技术核心在进行设计的时候，只能够允许其移动终端的最大运动速度为250 km/h，但是随着我国当前铁路运输事业的不断向前推进发展，GSM-R对于移动端运动速度的极限标准已经成为了当前我国铁路运输事业安全的一种威胁和发展阻碍。这种技术层面的局限，已经引起了相关标准组织的重视，为了能够在未来的发展过程中满足铁路对于通信的需求，EIRENE（欧洲铁路无线通信增强集成网）规范中已经明确对于GSM-R的工作性能做出规定，要求其对于不超过500 km/h运行速度之下的列车话音质量和ETCS关于数据业务的QoS指标等方面都能够予以保证。这些实际工作特征必然对GSM-R通信系统工作过程中的实用性和安全稳定特征提出了更高的要求。与之相对，我国铁路也对GSM-R通信工作体系提出了严格的要求，对于移动台的接入电平、移动台界面显示完整性等方面分别作出相应规定，此类规定虽然与EIRENE标准有所不同，但从根本上看都是基于铁路运输系统实际工作状况考虑而提出的相关要求。
为了确保我国铁路运输体系能够安全稳定的展开工作，GSM-R通信系统必须时刻保证正常的通话和数据传输服务能够得到有效获取，因此在实际的工作展开中，就必须针对GSM-R通信系统进行性能检测，及时发现可能存在于系统中的问题，并且进行维护和改进，对于不能满足需求现状的环境，必须切实查清形成原因并进行改进，为我国铁路运输事业搭建起有效的良性数据通信环境。
2 GSM-R通信系统移动终端性能测试分析
GSM-R通信系统与常规的GSM系统最大的不同就是在于其移动端的高速运动特征，此外还应当对GSM-R系统运行環境，即复杂的自然环境做出必要考虑。针对于这种情况，对于GSM-R通信系统的性能测试工作，就聚集在了移动终端相关领域上。
对于GSM-R移动端的测试，除了出厂测试以及入网许可测试以外，最为重要的就是其在铁路工作环境中所进行的维护检测，这是一种围绕移动终端性能展开的测试工作，重点包括接收灵敏度测试、接收信号电平测试以及接收信号质量测试三个部分。
1）对于收信机即移动端灵敏度测试而言，具体是指移动端在满足一定的误码率性能条件下输入端需输入的最小信号电平，由于我国铁路系统横贯广大地域范围，因此对面对诸多不同特征的自然环境，因此对于不同的路段而言，其移动端接收灵敏度要求也都各有不同。通常在进行误码率考证的时候，将移动端的功率调至最大，针对输入电平进行调节，在从-102dBm调节到-110dBm的过程中，注意观察残余误比特率（RBER），当该值不高于2%时，RF输入电平的最小是，确定实际接收灵敏度状况。通常认为当RBER达到2%水平时，如果输入电平保持在-109～-107dBm状况，则接收灵敏度为优；而如果输入电平超过了-102dBm，则认为接收灵敏度不合格，需要针对系统进行调试。此外还必须注意到信道误码率存在一定的随机特征，因此一次抽样测量不能够发挥代表作用，在实际测定的时候应当采取多次抽样并且进一步统计，得出最贴近实际情况的统计值，借此为依据对GSM-R系统的工作状态进行调整。
2）移动台在业务信道上所接收到的信号强度，即形成了接收信号电平，这是用以表示接收信号强度值的数据，与GSM-R网络移动台通话和数据传输服务质量直接相关。当列车在通信小区内移动的时候，由于信号路径衰减的存在，移动台接收下行链路的信号电平也会随之发生一定的变化，但是与之对应的，小区基站也会依据移动台的反馈的RXLEV报告进行必要的功率补偿。对于这一方面的测试，与灵敏度测试有一定的相同之处，在输入BS TCH信号强度在-102dBm水平的时候，移动端接收信号指示电平应当在8±2状态，相应的当信号强度在-85dBm水平的时候，移动端接收信号指示电平应当在25±2状态，当信号强度在-60dBm水平的时候，移动端接收信号指示电平应当在50±2状态。
3）对于接收信号质量的测试，这是由移动台产生的对接收信号质量的评价，在通信过程中用作射频功率控制和切换的重要依据。移动端在通信小区中进行移动的过程中，传播路径衰减的实际情况也会随着移动而变化，移动过程中，移动端和基站都会针对接收到的信号质量进行评定，并且进一步确定由当前基站实施功率补偿还是由临近小区提供更好的传输信号供给。这也是用于测定和寻找GSM-R系统中可能出现的外界干扰的必要手段。对于这一方面的测试，重点在于对移动台的反馈RXLEV报告进行深入分析，并且与相邻小区进行对比，结合临近小区的切换时间和地点，可以进一步了解到小区设置是否合理以及是否存在网外干扰问题。
3 结论
GSM-R系统承担着铁路运输安全的重要协调职责，其能够正常和有效的工作直接关系到我国铁路运输的安全和稳定，因此意义重大不容忽视。针对于此种情况，有必要展开深入的学习和测试，就系统工作特征的多个方面进行剖析，不断优化以实现最优的数据传输效果。
参考文献
[1]钟章队，李旭，蒋文怡，等.铁路综合数字移动通信系统（GSM-R）[M].北京：中国铁道出版社，2003.
[2]铁道部.GSM-R数字移动通信网技术体制（暂行）.
[3]EIRENE.SystemRequirementsSpecificationv13.0.