基于鐵路專用通信GSM－R的 無線路測系統的研究與實現

2 無線接口協議
無線接口(Um)是MS與BTS之間的通信接口，又稱為空中接口(airinterface)，用于移動臺與GSM-R系統固定部分之間的通信，其物理連接通過無線鏈路實現。此接口傳遞的信息包括無線資源管理、移動性管理和接續管理等。
2．1 協議分層(三層)
空中接口對應于OSI(開放系統互連)模型的低三層，分為物理層、鏈路層和網絡層。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。提供無線鏈路的傳輸通道，為高層提供不同功能的邏輯信道，如業務信道與控制信道。物理層在MAC層的控制下，負責數據或數據分組的收發。
鏈路層：包括介質接入控制層MAC和數據鏈路控制層(DLC)。前者通過形成多種邏輯信道為高層提供不同的業務；后者為網絡層提供非常可靠的數據鏈路。為內部控制信令和有限數量的用戶信息提供非常可靠的傳輸鏈路。
網絡層：主要是信令層，包括連接管理(CM)、移動性管理(MM)、無線資源管理(RM)。確定了用于鏈路控制、呼叫控制、附加業務、面向連接的消息業務、無連接的消息業務等各種功能。
2．2 無線資源工作模式
無線資源管理的目的是建立、保持、并釋放網絡與移動臺間點對點通話的無線資源(RR)連接。一個RR連接是兩個同等實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。
專用模式：為MS至少分配了兩個專用信道，其中只能有一個是SACCH(慢速隨路控制信道)。MS與BTS此時建立起了一個雙向的點對點物理連接，用于信息的傳輸。可通過小區自動重選和切換來保持RR連接。MS對應于通話狀態或者位置更新狀態。群發模式：為語音組呼的MS分配兩個專用信道，這兩個信道可以同時分配給一個MS或者分配給不同的MS。MS與BTS此時建立的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通信。MS對應于VGCS或者VBS中講者的狀態。
群收模式：沒有為MS分配與網絡連接的專用信道，它以無應答的方式接收分配給小區的語音廣播信道或者語音組呼信道下行鏈路的消息。此時MS對應于VGCS或者VBS中聆聽者的狀態。

3 GSM－R無線路測系統
本系統通過監聽，捕獲Um口中MS與BTS進行通信的信令信息，從而獲得GSM－R網絡的無線質量參數，結合GSM－R無線網絡優化知識對參數進行加工處理，通過顯示模塊的精心設計，向用戶直觀、清晰地呈現網絡質量狀況，并在最后給出了GSM－R網絡質量狀況的性能報表。
3．1 路測環境
網絡環境：衛星，GSM／GSM－R網絡；測試儀器：裝有本系統的計算機一臺，測試手機一部，GPS一臺，接口線若干。
3．2 系統采集參數
(1)網絡識別參數
移動國家號(MMC)、移動網號(MNC)、位置區碼(LAC)、小區識別(CI)、網絡色碼(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、周期位置更新定時器、小區信道描述、無線鏈路超時(RLT)、鄰小區描述、允許的網絡色碼、最大重發次數(MR)、發送分布時隙數(TI)、小區接入禁止(CBA)、接入等級控制(AC)。