基于铁路专用通信GSM－R的 无线路测系统的研究与实现

0 引 言
GSM－R是基于GSM技术的一种专用通信系统――铁路综合数字移动通信系统。与传统的GSM技术相比，GSM－R除了能提供一系列铁路通信业务外，还能保证列车在500 km／h的情况下进行高可靠性、高接通率、高传输质量的通信。当前，GSM－R技术成为国际国内铁路通信发展的焦点，我国在GSM－R技术上也有了一定的进展。2004年开始在青藏铁路、大秦线电气化改造和京护高速铁路的建设中进行GSM－R铁路专用通信网络的规划、建设和试运营。与此同时，由于目前国内的GSM－R路测系统十分稀少，对GSM－R无线网络优化也开始成为GSM－R移动通信网络建设中的一个当务之急。为了真正了解GSM－R网络，调测GSM－R网络，优化GSM－R网络，本文提出并设计出了一种既适用于GSM网络又适用于GSM－R网络的无线路测系统。一方面，在GSM－R网络建设的初期，通过本系统的辅助能够合理地进行频率分配、小区参数的调整：另一方面，可以优化已建GSM和GSM－R网络的性能，提高通信质量。

1 GSM－R网络介绍
1．1 网络结构与功能
一个GSM－R移动通信网络由若干个功能实体组成。各个功能实体所实现的功能的集合就是GSM－R网络提供给用户的基本业务与补充业务。GSM－R移动通信网络结构基于GSM移动通信网络，主要由基站子系统(BSS)、网络子系统(NSS)、操作与维护子系统(OSS)三部分组成，其基本结构如图1所示。

BSS主要由基站控制器(BSC)、基站收发信台(BTS)组成。通过无线接口(Um)与移动台(MS)相连，A接口与NSS相连。BTS是网络固定部分与无线部分之间进行通信的中继，MS通过空中接口与BTS进行连接，是移动通信网络的无线接入部分，是终端用户最直接感受网络质量的部分。一个或几个BTS连接到一个BSC上，BSC主要提供在其覆盖区域内的无线电资源管理与移动性管理的功能，以及提供无线电网络的运营与维护功能。BSS还有可能存在编码速率适配单元(TRAU)，实现编码速率转换。
NSS一般由六个功能实体组成，分别是移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、设备识别寄存器(EIR)，组呼寄存器(GCR)。NSS主要负责端到端的呼叫、用户数据管理、移动性管理和固定网络的连接。其中MSC是NSS的核心，用于建立业务信道和在MSC之间或与其他网络之间交换信令消息。与MSC相连的是VLR，VLR管理在一个MSC区内漫游移动用户信息的动态数据库。HLR存储的是在网络中永久注册的移动用户的静态信息，如用户信息、承载和定制的用户信息等。AUC完成对用户的鉴权及为移动台与网络之间的无线通信进行加密。EIR用来存储IMEI(国际移动设备识别符)。作为GSM－R网络的特有组件GCR，用于存储移动用户的组ID、移动台发起语音组呼(VGCS)和语音广播(VBS)参考的小区信息及发起呼叫的MSC
是否负责处理呼叫的指示。