CN102438270A - Gsm-r网络空中接口在线测试与预警*** - Google Patents

Gsm-r网络空中接口在线测试与预警*** Download PDF

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龙承念
马永森
茅晓峰
王英杰
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骆理
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Abstract

本发明公开一种GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其包括网络收发模块、数据采集模块、参数统计模块、性能分析模块、预测模型模块、用户终端模块以及网络指标数据库。本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***能够对GSM-R网络的通信质量进行在线测试，且不影响网络的正常运行；其可对网络性能进行实时的统计、分析与预测，并给出网络运行的事件报告、预警信息、评估报告和参数调整建议，从而保证了GSM-R网络的正常安全运行。

Description

GSM-R网络空中接口在线测试与预警***
技术领域
本发明涉及一种在线测试与预警***，特别地，涉及一种GSM-R网络空中接口在线测试与预警***。
背景技术
GSM-R网络是专门应用于铁路环境中的综合数字调度移动通信网络，其基于公网GSM和高级语言呼叫业务，增加了铁路需要的组呼、广播、多优先级和紧急呼叫等业务，能够实现铁路上各种移动信息资源的采集、传输，为现代化调度、指挥、控制提供通信平台。随着GSM-R数字移动通信***工程建设与运用的推广，以及对GSM-R***的特性和功能的不断研究和验证，为确保铁路运输的安全可靠，对GSM-R***进行全面测试成为一个不可缺少的重要环节。GSM-R***的各个功能单元通过不同的接口进行连接，接口就是各组成单元之间在物理上和逻辑上遵守一定协议的连接。GSM-R***主要包括空中接口、Abis接口、A接口、PRI接口。目前的GSM-R网络通信质量测试***一般只对固定网络一侧的A接口和Abis接口进行信令的测试与分析，而空中接口的可靠性是GSM-R网络能够正常运行的基础，也是GSM-R网络最容易出现故障的部分。
目前，对GSM-R网络空中接口的测试还处在不成熟的阶段。公开号为CN101778407A的中国专利申请“一种GSM-R网络Um接口监测***”实现了GSM-R网络空中接口的简单测试，其可对GSM-R网络空中接口的参数进行采集，但缺少对数据的统计与分析，无法实时获取网络的综合性能指标，同时也没有对高速铁路特有业务的服务质量进行测试。公开号为CN 101917734A的中国专利申请“GSM-R网络路测与优化分析***”中，将GSM网络路测***移植到GSM-R网络中，实现GSM-R网络的路测与网络优化功能，无法满足GSM-R网络高速、环境多变等要求，该***未提出针对高速铁路特有业务服务质量的测试，同时仅在做定期测试时获得网络通信质量信息，无法获得在线运行的GSM-R网络通信质量的实时信息，不能够及时发现网络故障并给出预警信息。
发明内容
有鉴于现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其可对GSM-R网络的空中接口进行实时准确的在线测试和预警，并给出整个网络的评估报告。
为实现上述目的，本发明提供了一种GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其包括：
网络收发模块，其完成GSM-R网络信息的收发；
数据采集模块，其与所述网络收发模块相连，并从所述网络收发模块传送来的信息中采集所述GSM-R网络的通信质量信息；
参数统计模块，其与所述数据采集模块相连，对所述通信质量信息进行统计；
性能分析模块，其与所述参数统计模块相连，对所述GSM-R网络进行性能分析；
预测模型模块，其与所述参数统计模块和性能分析模块相连，对所述GSM-R网络的特定时间与区域的通信质量进行预测；
用户终端模块，其与所述数据采集模块、参数统计模块和性能分析模块相连，实时显示测试到的网络指标信息和事件报告，并显示出预警信息和网络性能评估报告；
以及网络指标数据库，其与所述用户终端模块相连，用于保存所述测试到的网络指标信息，同时结合所述预测模型模块将GSM-R网络的历史信息输出到所述参数统计模块与性能分析模块。
进一步地，上述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其中，所述网络收发模块获取空中接口传输的数据，并对所述数据进行解析。
进一步地，上述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其中，所述通信质量信息包括当前小区信息、邻居小区信息和业务信道信息，其中，所述业务信道信息中包括话音业务信息和数据业务信息，所述话音业务信息和数据业务信息均包括普通业务信息和铁路相关业务信息。
进一步地，上述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其中，所述性能分析模块进行无线覆盖评估、无线干扰评估、小区切换性能评估、及网络业务性能评估。
更进一步地，上述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其中，所述网络业务性能评估包括话音业务性能评估和数据业务性能评估。
进一步地，上述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其中，所述用户终端模块还发出预警信息，并对所述网络指标数据库进行操作与维护。
进一步地，上述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其中，所述网络指标数据库还负责与其它信息数据库的信息融合。
因此，本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***能够对GSM-R网络的通信质量进行在线测试，且不影响网络的正常运行；其可对网络性能进行实时的统计、分析与预测，并给出网络运行的事件报告、预警信息、评估报告和参数调整建议，从而保证了GSM-R网络的正常安全运行。
附图说明
图1是本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的结构示意图；
图2是本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的用户终端结构示意图；
图3是本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的配置示意图；
图4是本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的数据处理流程图；
图5是本发明中数据的采集、统计与分析的具体流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的结构示意图。由图可知，其包括网络收发模块101、数据采集模块102、参数统计模块103、性能分析模块104、用户终端模块105、网络指标数据库106以及预测模型模块107。其中，网络收发模块101用于完成GSM-R网络信息的收发；数据采集模块102与网络收发模块101相连，其接收网络收发模块101传送来的信息，并采集GSM-R网络的通信质量信息；参数统计模块103与数据采集模块102相连，对通信质量信息进行统计；性能分析模块104与参数统计模块103相连，根据通信质量信息的统计结果对GSM-R网络进行性能分析；预测模型模块107与参数统计模块103和性能分析模块104相连；用户终端模块105与数据采集模块102、参数统计模块103和性能分析模块104相连，并实时显示测试到的网络指标和事件报告，并显示出预警信息和网络性能评估报告；网络指标数据库106与用户终端模块105相连，并保存测试到的网络指标信息，同时结合预测模型模块107将GSM-R网络的历史信息输出到参数统计模块103与性能分析模块104。网络指标数据库106还可以和其他数据库108进行信息的相互交换。
具体地，数据采集模块102采集的通信质量信息主要包括GSM-R网络的当前小区信息、邻居小区信息和业务信道信息，其中，当前小区信息用来显示移动台当前所在小区的基本信息，包括小区编号、信道编号、接收信号强度、基站识别码、功率等级和小区重选系数等信息；邻居小区信息用来显示除去当前服务小区之外接收信号强度最好的三个到六个邻居小区的信息，包括信道编号、接收信号强度、基站识别码和小区重选系数等；业务信道信息用来显示当前的业务信道的基本信息，包括当前业务信道的信道编号、时隙分配、时间提前量、功率大小、接收信号强度、接收信号质量和信道模式等。另外，业务信道信息具体包括话音业务信息和数据业务信息；话音业务信息和数据业务信息均包括普通业务信息和铁路相关业务信息。
由图2可知，用户终端模块105具体包括操作维护201、实时显示202、事件报告203、预警信息204、评估报告205和参数调整206等子单元。
图3是本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的***配置示意图。由图可知，其包括硬件配置和软件配置。其中，硬件配置用来设置GSM-R网络收发模块的中断地址和基地址，从而保证正常完成对网络收发模块的读写控制；同时，与GSM-R网络的主控模块进行连接，为网络收发模块设置端口及输入输出资源，并对网络收发模块进行参数设置，其中包括传输波特率、数据位、校验位和停止位等。
软件配置包括设置***的工作模式、更新速率以及数据存取路径等，其中***的工作模式用来设定***的运行，具体包括采集信息、统计信息与预警信息的实时显示、采集数据的存储与读取、各项网络指标的实时曲线绘制、通信过程的录制；更新速率包括***数据采集的频率、数据显示的刷新频率，以及数据存储与读取的速率；数据路径包括数据库的存取路径、网络信息数据库与其它数据库的接口设置，以及预测模型的选择。
下面详细介绍一下本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的工作流程。
在硬件配置及软件配置完成并正确启动***后，首先对GSM-R网络空中接口传输的信息进行解析，得到当前时刻与当前位置GSM-R网络的通信质量信息。接着，***在采集数据的同时，对网络参数进行实时统计，并结合网络指标数据库对网络通信质量进行分析，对于网络通信存在问题时给出可能的原因，同时在网络指标数据库与预测模型基础上对网络的通信质量进行预测，提前发现网络可能存在的问题，并给出预警信息。最后，根据当前小区信息得到GSM-R网络广播控制信道、话音业务信道和数据域业务信道质量的覆盖图，并给出小区切换和信道切换的分布图，同时给出通信过程中的典型事件报告，进而结合地理信息和基站信息，给出测试报告并对GSM-R网络性能进行整体评估。
其中，GSM-R网络空中接口在线测试与预警***在获取当前小区和邻居小区信息的同时，实时绘制当前小区广播控制信道的接收信号强度和邻居小区广播控制信道接收信号质量的曲线轨迹，并在当前小区接收信号强度低于***要求时给出警告信息，同时能够调取网络指标数据库中的数据，进行网络场景的重现与分析。
另外，在本发明的***运行过程中，所有记录的信息会自动保存在网络指标数据库中。同样也可以对预先保存的历史信息进行调用，得到历史时刻当前小区与邻居小区信号强度曲线，从而分析当时GSM-R网络的基本通信情况，为GSM-R网络的优化提供数据支持。
参见图4，本发明的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***的数据处理流程如下：当GSM-R***运行时，根据预先设置进入不同的工作模式，以设定的频率进行数据的采集；采集到的数据一方面存储到预先设置的数据库中，另一方面根据特定的算法进行参数统计，同时将采集到的数据实时显示到用户终端界面；参数统计除了利用当前采集到的数据之外，还可以利用根据之前的工作模式设定及用到的统计模型调取数据库中的数据，参数得到的结果作为事件报告提交到用户终端界面；在参数统计的基础上，结合预测模型进行网络通信质量的性能分析，在网络通信出现问题前给出预警信息，并给出导致网络故障可能的原因，同时在进行数据分析时利用当前采集到的数据对原有的预测模型进行修正；最后，在GSM-R网络通信质量数据采集、参数统计与性能分析的基础之上，对GSM-R网络的整体性能进行分析，给出网络性能的评估报告，同时对网络参数的调整提出建议。
上述数据处理的具体地流程如图5所示。由图可知，利用通过GSM-R网络收发模块采集到的数据进行性能评估时，需要依次进行无线覆盖评估、无线干扰评估、小区切换性能评估、网络业务性能评估，最后，根据性能评估的结果，再进行网络性能综合评估、参数调整专项优化，并给出网络性能评估报告。
其中，无线覆盖评估分为整个GSM-R网络的覆盖分析和小区覆盖分析，具体包括无线覆盖范围和覆盖质量分析；无线干扰评估分为同频干扰分析、邻频干扰分析、网间干扰分析及其它电磁干扰分析，其中，网间干扰分析主要为GSM网络对GSM-R网络造成的干扰进行分析；小区切换性能评估主要包括切换原因分析、切换时延分析和切换中断分析，同时对发生切换前后的网络通信质量信息进行记录与分析；网络业务性能评估分为话音业务性能评估和数据业务性能评估，这两类业务又各自分为铁路相关业务与普通业务，具体对整网业务性能和每个小区的业务性能进行分析；通过以上的各项网络指标的测试与分析，从而对所测试的GSM-R全网进行性能评估，并提出网络参数调整与专项优化的建议及网络性能的评估报告。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其特征在于，包括
网络收发模块，其完成GSM-R网络信息的收发；
数据采集模块，其与所述网络收发模块相连，并从所述网络收发模块传送来的信息中采集所述GSM-R网络的通信质量信息；
参数统计模块，其与所述数据采集模块相连，对所述通信质量信息进行统计；
性能分析模块，其与所述参数统计模块相连，对所述GSM-R网络进行性能分析；
预测模型模块，其与所述参数统计模块和性能分析模块相连，对所述GSM-R网络的特定时间与区域的通信质量进行预测；
用户终端模块，其与所述数据采集模块、参数统计模块和性能分析模块相连，实时显示测试到的网络指标信息和事件报告，并显示出预警信息和网络性能评估报告；
以及网络指标数据库，其与所述用户终端模块相连，用于保存所述测试到的网络指标信息，同时结合所述预测模型模块将GSM-R网络的历史信息输出到所述参数统计模块与性能分析模块。
2.根据权利要求1所述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其特征在于，所述网络收发模块获取空中接口传输的数据，并对所述数据进行解析。
3.根据权利要求1所述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其特征在于，所述通信质量信息包括当前小区信息、邻居小区信息和业务信道信息，其中，所述业务信道信息中包括话音业务信息和数据业务信息，所述话音业务信息和数据业务信息均包括普通业务信息和铁路相关业务信息。
4.根据权利要求1所述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其特征在于，所述性能分析模块进行无线覆盖评估、无线干扰评估、小区切换性能评估、及网络业务性能评估。
5.根据权利要求4所述的GSM-R网络空中接口在线测试与预警***，其特征在于，所述网络业务性能评估包括话音业务性能评估和数据业务性能评估。
6.根据权利要求1所述的GSM-R网络空中接口的在线测试与预警***，其特征在于，所述用户终端模块发出预警信息，并对所述网络指标数据库进行操作与维护。
7.根据权利要求1所述的GSM-R网络空中接口的在线测试与预警***，其特征在于，所述网络指标数据库负责与其它信息数据库的信息融合。
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