GSM无线传输

GSM无线传输（精选九篇）

GSM无线传输 篇1

1 基于GSM的设备检测数据无线传输系统硬件设计

(1) GSM模块M1203。Wavecom M1203外置双波段GSM无线调制解调器 (EGSM900/1800MHz) , 专门为数据、短信服务和语音应用产品设计, 与ETSI GSM Phase 2+规格完全兼容, 输出功率Class4 (900MHz时2W) , Class1 (1800MHz时1W) , 能提供异步、透明和非透明数据电路, 最高速率14, 400BIT/S, 支持文本和PDU短息服务, 支持USC2字符集管理, 特别适合于迅速开发基于GSM无线网络的无线应用产品, 与自己的应用系统连接通过Sub-D15针连接器, 支持RS-232和音频, 支持AT命令, 支持波特率范围从300到115, 200BIT/S, 使用中可以直接通过RS-232, 使用AT命令集对Wavecom M1203进行控制。

(2) 硬件系统设计。硬件上主要是在检测设备端和数据管理中心两端均加入Wavecom M1203 GSM模块。在检测设备端, 由于硬件系统采用MCS51单片机, 添加Wavecom M1203 GSM模块的使用需要扩展一个RS-232的串口, 接口芯片采用MAX232, 该芯片美信公司专门为电RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片, 使用+5v单电源供电;数据管理中心端, 由于一般是在数据机房, 有服务器计算机可以使用, 如果服务器上有RS-232标准串口, 则可以直接使用, 如果服务器上没有RS-232串口, 可采用USB-RS232转接口进行扩展, 图1即是本系统根据现场实际情况设计的设备检测数据无线传输系统。

2 基于GSM的设备检测数据无线传输系统软件设计

检测设备、数据管理中心与GSM模块之间的通信协议均采用AT指令集, 每个AT指令以AT+开头, 以回车结尾, 执行完每条AT命令, 不论命令是否成功执行, GSM模块均将有信号返回。当GSM模块新收到短信, 也将有提示信息返回, 触发检测设备、数据管理中心进行读取GSM短消息的操作。

检测设备、数据管理中心与GSM模块均通过RS232串口进行通信, 接收和发送短消息采用AT命令, 在检测设备或数据管理中心发送短消息状态下, 主要AT指令如下:

AT+CMGF=0+//设置短消息发送模式 (PDU模式)

AT+CNMI=2, 1, 0, 0, 0+//设置短消息接受模式 (通过SIM卡接收)

AT&W+//保存当前GSM模块参数设置

AT+CMGS=019[CR]//发送短消息

//短消息发送到的SIM卡号码

是:13603021052, 报文是“你好”, UCS2编码为44F60597D, 其中04长度 (字节) , 数据4f60597d为汉字“你好”对应的UniCode编码。

在检测设备或数据管理中心接收短消息状态下, 先由GSM模块中的SIM卡接收短消息, 随后通过串口触发一个事件, 提示检测设备或数据管理中心接收新收到的GSM短消息, 具体的接受短消息AT指令如下:

AT+CMGF=0//按PDU模式分解返回包

AT+CMGL=0//PDU模式下读未读短信息

3 结语

本文选用WAVECOM公司的M1203外置双波段GSM无线调制解调器, 在设备检测系统的检测设备端和数据管理中心端设计了GSM模块添加方案, 实现了基于GSM的设备检测数据无线传输, 该系统使分散在工作一线的各类检修设备信息得到及时采集、分析, 相比数据传输目前还采用的传统抄录方式, 降低了工人劳动强度, 提高了生产效率, 减少了人为因素影响, 保证了数据的安全性和可靠性, 数据时效性大幅提高。

参考文献

[1]陈晓辉, 张振平.基于GSM短消息的柱上型重合控制器的设计[J].电气开关, 2006 (3)

[2]晏运忠, 岳青松, 游建军.基于GSM短消息的变电站无人值班系统[J].电力自动化设备, 2007 (3)

[3]范菊红, 胡东亮.基于GPS/GSM短消息车载终端的设计与实现[J].现代电子技术, 2009 (7)

[4]王树东, 邓冰, 沈亚琴, 冯磊, 潘峥嵘, 高超.基于GIS、GPS、GSM的救护车智能管理系统研究[J].甘肃科技, 2006 (11)

GSM无线传输 篇2

CVTV信号工程案例

一、概述：

私人室内则是移动通信信号覆盖的弱点；尤其突出的是私人住宅的室内移动通信信号质量不高。因此，移动通信室内深度覆盖是目前各运营商关注的焦点。

目前CATV闭路电视网络已深入到每家每户，GSM900MHz的移动通信信号可以借用（合用）CATV的分布网络系统，使得GSM900MHz的移动通信信号进入用户室内，解决室内深度覆盖的问题。

此方案对解决一些特殊地点的盲区覆盖有显著效果。或可用于解决高层导频污染问题。

二、系统说明

2.1．CATV的分布网络系统包含了光纤传输系统，CATV干线放大器，视频电缆以及分支分配器组成的分布网络；其中的无源分布系统的工作频段最高为1GHz；

2.2．CATV视频电缆中传输TV信号，主要工作频段在750MHz以下，极限工作频段到830MHz；而GSM900MHz移动通信信号工作于885MHz~960MHz之间；

2.3．工程示意图一如下：

CATV信号CATV信号 CATV合路器CATV分布网络(无源）微功率直放站（内置合路器）GSM900MHz信源GSM900MH机房/或其它CATV分配点每户室内

工程示意图二如下：

C+G信号空闲支路CATV信号C+G信号微功率直放站CATV信号 GSM/CATV合路器CATV分布网络CATV分配器（用户室内）地下室CATV信号GSM900MHz信号C+G信号微功率直放站弱电井室内

工程示意图三如下：

二楼CATV信号C+G信号CATV滤波器TV无干扰C+G信号CATV信号一楼 GSM/CATV合路器CATV分布网络CATV分配器（地下室）C+G信号GSM信号较强时，TV有干扰GSM信号较强时，TV有干扰地下室GSM900MHz信号C+G信号地下室微功率直放站地下室别墅室内

目前GSM通过CATV分布系统入户覆盖，较多的应用有高层复式，三层别墅等，多数用户室内电视机数量多于一台；在上图示意用法时，CATV信号经常出现干扰，可以通过降低信源处耦合的GSM信号功率，或在电视机前增加CATV滤波器，抑制GSM信号。

滤波器接头需要对GSM信号抑制30 dB以上，两边英制75Ω/F母头；

2.4．工程实施：

如果在此CATV视频电缆上传输GSM900MHz信号，960MHz信号每100米损耗值约为22dB;

可以根据CATV无源分布网络的情况设计GSM900MHz移动通信系统，设计不同的GSM信源强度；室内微功率直放站增益为60dB，输出15dBm，可以自动增益控制，保证室内覆盖信号场强。

使用有源终端时，从GSM信源处耦合的信号不能太强，否则或会干扰电视或对基站有干扰；

信源主要从最近的GSM天线处引入。

室内微功率直放站主要指标为：

上下行输出功率：10/15dBm 上下行增益：

60dB 增益调节：

30dB（可自动增益调节）

GSM无线传输 篇3

关键词 GSM网络 信令信道SDCCH 业务信道TCH 分配 拥塞

1 引言

信道拥塞是指用户在通话建立过程中由于无可用信道或其他非正常原因造成的通话终止，是反应网络质量的一个重要因素，也是造成用户投诉的一个重要原因。拥塞常常伴随着无线信道分配成功率低，是考核网络质量的一项重要指标；它能很直接的反映网络的质量，降低拥塞提升无线信道分配成功率是网络优化中的一项重要的工作，文章结合信令流程就引起无线信道拥塞的各种原因进行分析，参考网优过程中的一些经验总结出解决无线信道拥塞提升无线信道分配成功率的思路。

2 GSM无线信道拥塞分析

GSM无线信道主要包括信令信道SDCCH和业务信道TCH。

2.1 SDCCH信道分配分析

SDCCH信道又称信令信道是双向信道，点对点工作方式，该信道主要用于在网络和MS间传送呼叫接续、短信、位置更新、IMSI DETACH等所需信令。

SDCCH分配成功率（不含切换）=立即指配SDCCH分配成功次数/随机接入SDCCH请求次数*100%

其中立即指配SDCCH分配成功次数定义为：统计BSC向BTS发送的"IMMEDIATE ASSIGN COMMAND"消息次数，相应诺西计数器为SUIMASCA（1--6）。随机接入SDCCH请求次数的统计点为：随机接入过程中，统计BSC收到BTS发送“Channel Required”消息的次数，相应计数器为NATTSDPE。

SDCCH占用成功率（不含切换）=呼叫建立SDCCH占用成功次数/立即指配SDCCH分配成功次数*100%

其中呼叫建立SDCCH占用成功次数定义为：统计呼叫建立过程中， BSC收到MS发送 “Establish Indication” 的消息的次数，相应的计数器为ATIMASCA（1--6）。

SDCCH信道分配信令流程图如下图1所示：

MS通过随机接入信道（RACH）向网络发送信道请求消息CHANNEL REQUEST，并且启动T3120（当收到BTS发来的IMMEDIATE ASSIGNMENT或IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，则重新发送CHANNEL REQUEST，同时再次启动T3120。若重复上述动作MAX-RETRAN+1次后仍不成功，则MS启动T3126，等待一段时间并允许网络放弃。T3126超时后仍未收到网络应答，MS放弃接入尝试，进行小区重选）。BTS对MS发来的CHANNEL REQUEST进行成功解码后，BTS对RACH指示的原因进行解析。如果接入原因正常，则BTS向BSC发送CHANNEL REQUIRED，BSC随后会发送CHANNEL ACTIVAE，激活BTS侧相应资源。BTS准备好资源后，向BSC发送CHANNEL ACTIVE ACK，并激活相应信道。BSC收到该消息后，向BTS发送IMMEDIATE ASSIGNCOMMAND，同时启动T3101。BTS向MS发送IMMEDIATE ASSIGNMENT。MS收到后，停止T3120，转换到网络指配的SDCCH信道上来，将信道设置为信令模式，并且在该信道上发送SABM。BTS收到SABM后，向BSC发送ESTABLISH INDICATION，通知BSC指配完成（BSC停止T3101），接下来BTS向MS发送UA作为对SABM的回应。

若BSC在收到BTS的CHANNEL REQUIRED消息后，发现没有可用的资源，将向手机发送立即分配拒绝消息IMMEDIATE ASSIGNMENT REJECT，出现这种情况可能是：无可用无线资源、所测得手机TA值超出系统限制、信道激活无应答等。当收到立即指配拒绝消息后，手机启动T3122，在T3122规定的时间内，不允许手机接入网络，同时手机将进入空闲模式并监听寻呼信道的消息。到T3122超时后，手机才可以发新的CHANNEL REQUEST。

可见MS在接入网络时会遇到SD拥塞、SD指配失败、SD占用失败等三种情况。

根据上述信令流程可知影响SD信道分配的因素主要有：

由于BSC或BTS没有相关资源而造成的SDCCH拥塞影响SDCCH分配；

BTS下行链路故障，无法向MS发送IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干扰，MS无法收到BTS下发的IMMEDIATE ASSIGNMENT；

MS已经收到，但无法正确识别出IMMEDIATE ASSIGNMENT；

由于下行干扰，MS无法占用BSC所指配的SDCCH信道而没有正确发出SABM；

由于上行干扰，BTS无法正确识别SABM；

由于传输误码，BTS无法将ESTABLISH INDICATION 发送至BSC。

2.2 TCH信道分配分析

TCH信道又称业务信道，点对点方式传播，用于传送编码后的话音或用户数据。

TCH分配成功率（不含切换）=指配TCH分配成功次数/指配TCH请求次数*100%

其中指配TCH分配成功次数定义为：TCH指配过程中，统计BSC收到BTS发送"CHANNEL ACTIVATION ACK"消息次数，相应诺西计数器为TASSSUCC（2+3）。指配TCH请求次数的统计点为：TCH指配过程中，统计BSC收到MSC发送的"ASSIGNMENT REQUEST"消息次数，相应计数器为TASSATT（2+3）。

TCH占用成功率（不含切换）=呼叫建立TCH占用成功次数/指配TCH分配成功次数*100%

其中呼叫建立TCH占用成功次数定义为：TCH指配过程中，统计BSC向MSC发送"ASSIGNMENT COMPLETE"消息次数，相应计数器为TASSSUCC（2+3）。

TCH信道分配信令流程图如下图二所示：

MS占用SDCCH信道成功后开始申请TCH信道，信令过程从收到MSC发来的ASSIGNMENT REQUEST消息开始至BSC返回ASSIGNMENT COMPLETE消息到MSC结束。在这个过程中主要涉及到TCH信道的信道占用、信道分配以及信道指配。

2.2.1 TCH信道占用失败分析

BSC在接到MSC发来的ASSIGNMENT REQUEST消息后，在数据库中对TCH信道资源进行查

询。如存在空闲的TCH信道资源，就可以被成功占用，BSC会发出信道激活指令。如果没有空闲信道资源则BSC向MSC反馈Assignment Failure， 失败原因为No Radio Resource。

影响TCH信道占用失败的可能原因有：

小区话务量高，超出负荷能力。

载频或合路器等部件存在硬件故障导致设备可用率不足引起信道拥塞。

相邻小区故障，不能有效分担话务，造成本小区拥塞。

小区无线参数设置不合理，如CRO、最小接入电平等，导致周边话务量流向该小区。

越区覆盖导致覆盖范围过大。

2.2.2 TCH信道分配失败分析

BSC在接到MSC发来的ASSIGNMENT REQUEST消息并申请信道资源成功后，向BTS发出Channel Activation（TCH）命令，BTS返回Channel Activation Negative，分配失败。

影响TCH信道分配失败的可能原因有：

基站传输故障（信令走ABIS接口），误码率高或传输闪断。

设备硬件故障，如载频等。

系统软件版本存在Bug。

2.2.3 TCH信道指配失败分析

BSC向MS发出Assignment Command命令后，要求MS指配到相应的TCH信道，但没有收到MS返回的Assignment Complete消息，TCH信道指配失败。

影响TCH信道指配失败的可能原因有：

较强的同、邻频干扰，因干扰造成高误码率导致指配失败。另外若跳频参数设置不合理，虽采用跳频但HSN或MAIO设置不合理就可能导致小区内或跳频组相同的小区间频率干扰较大，从而影响指配。

定时器T3107设置不合理。若T3107设置过小，就会使得网络在未收到指配完成消息时就因T3107的超时而将信道提前释放。

硬件故障。如载频、合路器等或者板件的射频连线错误。

A接口或Abis接口传输故障。传输误码率大会影响正常的信令交换。

直放站影响。直放站放大信号时同时也将底噪抬高，使得信号质量下降导致掉话，也会影响TCH指配。

3 GSM无线信道拥塞解决思路

了解了各类无线信道分配失败产生的原因就可以对症下药，分门别类有针对性的的去调整解决。

3.1 SD信道拥塞解决思路

3.1.1 排除掉网内、外干扰

上、下行干扰很容易造成误码率高从而导致BTS和MS无法正确解码对方发出的消息，影响了Um口二层链路建立导致SDCCH指配失败。需要借助频谱仪、扫频仪等工具进行网外干扰排查同时通过路测或频率规划软件找到网内干扰频点并消灭。

3.1.2 解决基站硬件故障以及传输线路故障

基站板件硬件故障或者天馈系统受损驻波比高都会造成SDCCH信道指配失败，因此及时处理现网的硬件故障尤为重要。传输误码率高也是影响SDCCH指配的重要因素，需及时解决。

3.1.3 合理设置、优化基站参数

T3101设置要合适，否则在网络未完成正常的指配时就会超时，造成SDCCH指配失败。

扩容SDCCH信道，或者打开动态SDCCH信道功能及时增加SDCCH信道或者打开动态SDCCH信道功能，使得TCH信道能在一定条件下转化为SDCCH信道使用。

3.2 TCH信道拥塞解决思路

3.2.1 查看无线参数是否合理

检查后台参数数据库，结合路测测试情况、话务统计结果等查看无线参数是否设置合理。如小区重选滞后、电平切换门限、质量切换门限、切换余量以及小区切出触发电平等设置是否合理，避免频繁位置更新以及乒乓切换。

3.2.2 话务统计分析、话务均衡等

检查相邻小区的可用率以及工作情况，避免邻小区不稳定工作带来的话务拥塞。同时积极通过调整参数、天线等进行话务量均衡工作甚至扩容载频来减少拥塞。

（1）控制基站小区覆盖范围，避免越区覆盖引起的拥塞。

（2）及时排查解决A接口、Abis接口等传输故障，避免因传输瞬断或误码率高造成的指配失败导致拥塞。

（3）检查天馈系统，测量驻波比，排查有无天馈接反、空分单极化天线的方位俯仰角等。

（4）网外、网内干扰排查，及时排查处理小区所带的直放站故障。

4 结束语

GSM无线传输 篇4

本文介绍了利用ZigBee技术与GSM数据传输相结合的方式设计的无线智能家居控制系统。基于调研结果和家居的发展特点和现状可以看出，虽然目前智能家居系统有了一定的发展，但总体还处于市场展初期，而随着经济的发展，信息技术的进步，人们对家庭环境必然提出越来越高的要求。家居控制系统作为智能家居的一个重要组成部分，也将起到更加重要的作用。本文研究建立一个对家居环境进行远程控制，实现家居智能化的系统，其目的在于突破地域和环境上的限制，实现集中和高层监控，最终实现生产资源和社会资源的优化配置。

智能家居就是通过综合采用先进的计算机、通信和控制技术，建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。在智能家居系统中，将无线网络技术应用于家庭网络已成为势不可挡的趋势。由于G S M网络在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势。利用G S M短信息系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。ZigBee并不是家庭控制网络的惟一选择，目前用于设计无线传感器网络的主流网络协议有Bluetooth, ZigBee和UWB等。但诸多替代方案在某个方面远不如它。比如蓝牙这项越来越流行的短距离无线网络技术实施起来成本高而且它根本无法支持由电池供电的小设备长年使用，加上蓝牙的地址空间有限而导致设备开启延迟等特点使得ZIGBEE技术在智能家居中成为首选技术。

2 Zigbee技术概述及主要优点

2.1 Zigbee技术概述

相对于现有的无线通信技术, ZigBee是一种新兴的近距离、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术, 符合IEEE802.15.4协议，是IEEE工作组专门为家庭短距离通讯制定的新标准。ZIGBEE网络中的设备分为FFD（全功能设备）和R F D（简化功能设备）两种，其中F F D设备也可作为协调器使用。FFD是具有路由与中继功能的网络节点，可以与R F D节点通信也可以与别的F F D节点通信；R F D节点作为网络终端节点，相互间不能直接通信，只能通过F F D节点发送和接收信息，不具有路由和中继功能。

2.2 ZIGBEE技术主要优点

1) 省电：由于工作周期很短、收发信息功耗较低、并且采用了休眠模式, Zigbee技术可以确保2节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。

2) 可靠：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。M A C层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。

3) 成本低：模块的初始成本估计在6美元左右且Zigbee协议是免专利费的。

4) 时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。设备搜索时延典型值为30ms，休眠激活时延典型值是15ms，活动设备信道接入时延为15ms。

5) 网络容量大：一个ZigBee网络可以容纳最多254个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络。

6) 安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用A E S-128，同时各个应用可以灵活确定其安全属性。

7) 有效范围小：有效覆盖范围10～75米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。

8) 工作频段灵活：使用频段为2.4 G H z、8 6 8 M H z (欧洲) 及9 1 5 M H z (美国) ，均为免执照频段。

3 无线智能家居控制系统的实现

3.1 无线智能家居控制系统构建

此设计如图1。它是由很多的无线传感器节点、汇节点、DSP控制中心模块和GSM数据传输模块组成的控制系统。通过DSP控制中心模块外接GSM模块，实现通过手机短信息控制家庭内部的电器设备。汇节点和传感器节点之间通过Zigbee技术实现无线的信息交换，DSP控制中心模块获取采集到的相关信息，然后进行处理，用户通过G S M网络实现对家电的有效控制和管理。煤气表、温度表、灯、暖气、空调等电器通过串行口或其他通讯口分别与ZIGBEE RFD模块进行有线连接通信，各设备的数据经由ZIGBEE RFD模块转化为Z I G B E E通信协议包，传给就近的FFD模块，FFD模块根据表驱动路由算法选择最优的通信路径，通过其他的FFD模块以多跳通信的方式把数据包传到ZIGBEE协调器。ZIGBEE协调器收到数据包后，一方面按原路径返回收到确认信息，以至到达发送数据的RFD模块，实现握手通信，完成一次完整的ZIGBEE无线通信。否则RFD模块继续发送数据，至到收到协调器返回的握手信息；另一方面，ZIGBEE协调器把收到的数据传给DSP控制中心模块，实现数据的采集和管理。

3.2 各系统模块功能概述

3.2.1 DSP主控模块

DSP主控模块依照一定的通信协议与用户进行短信息的收发。DSP主控模块电路接收并解释短信息指令，通过ZIGBEE网络对各功能单元模块进行控制。在异常时按照预设的号码进行短消息报警及发送异常图片。

3.2.2 短信平台模块

短信平台模块主要提供数据传输功能，外界传输的媒介为G S M网络。本文主要是利用它的数据传输功能实现系统和用户间的通信。DSP主控模块是这部分的核心，它承担着短信息的接收和发送、短信息解释、命令的发送，对图片的压缩以及传输等任务。

3.2.3 通信接口电路设计

短信平台模块接收信息后，需由DSP主控模块来解释进而去执行相应的命令。D S P主控模块和短信平台模块及Z I G B E E F F D之间通过串口进行通信。各家电设备与ZIGBEE RFD模块通过串口通信。

3.3 ZIGBEE网络采用需求时唤醒的工作模式

本网络采用了基于需求时唤醒的工作模式。这种模式可以减少信息上报的时的碰撞概率，延长网络的寿命，减少了功耗。ZIGBEE在大部分时间处于睡眠状态的设备之间不太频繁地传送简短信号。理论上的最大数据速率只有每秒250千比特，不过仍非常快，足以尽量缩短传送器或者接收器的工作时间。两个设备之间的典型通话一般只用几毫秒，这样传送器可以迅速回到睡眠状态。

4 结束语

本文介绍的基于G S M数据传输的Zigbee无线智能家居控制系统，用户通过GSM网络即可实现对家电的有效控制和管理。而且其具有低成本、低功耗、较远的覆盖范围及通用性的特点，有很广阔的发展前景。

参考文献

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[4]刘渊, 张飞, 杨万全.数字家庭网络中的无线技术分析[M].四川省通信学会2005年学术年会论文集.2005.182185

GSM无线传输 篇5

随着GSM移动电话业务的蓬勃发展, 网络覆盖全国, 已经成为我国目前覆盖面最广、功能最强、用户最多的移动通讯系统。GSM短信服务 (Short Message Servers, SMS) 以其快捷方便而且廉价的特点拥有广泛的用户。全球定位系统 (Global Positioning System, GPS) 是美国开发的全球卫星定位系统, 以GPS卫星和用户接收机天线之间距离 (或距离差) 的观测量为基础, 并根据已知的卫星瞬间坐标来确定用户接收机所对应点的位置, 具有高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活等优点。本文利用GSM中的短信服务实现GPS数据远程传输, 并实现了一个GPS定位系统。这种远程数据传输技术设备具有覆盖范围广、性能稳定、使用成本低等特点, 广泛用于诸如车辆防盗报警、勘探人员野外作业定位以及病人室外跟踪等系统中。

(二) 实现方案

本文采用方案利用了GSM短信服务实现GPS定位数据的远程传输。定位系统分客户端和服务器端两部分, 原理框图如图1所示。客户端包括GPS信息接收模块和GSM模块, 通过微控制器MCU进行控制;服务器端包括一个GSM模块, 在本系统中通过计算机进行控制。

GPS信息接收模块是通过GPS天线接收卫星信号, 获取卫星时间、速度、经纬度、高度等信息。微处理器完成对GPS数据包的选择和解析, 提取相关定位信息, 并控制GSM模块将定位信息以短信方式向服务器端发送。在服务器端, 计算机控制GSM模块接收短信, 并从短信中提取定位信息。

(三) 硬件模块

1. GPS信息接收模块SDT-11:系统采用的GPS信息接收

模块SDT-11采用由u-blox与Atmel共同开发的GPS芯片组ATR0601+ATR0625, 包括一个GPS中频集成电路ATR0601、一个基带处理器ATR0625, 一个低噪声宽带放大器ATR0610及一个有源天线。SDT-11具有16路卫星接收通道, 接收灵敏度达-158d Bm, 精度误差2.5米, 可用软件设定最合适的VGA增益, 同时支持DGPS、WAAS、EGNOS和MSAS四种数据格式, 提供USB和UART接口各一个, 通讯波特率有4800波特, 9600波特, 19200波特三种选择。

2. GSM模块TC35:

TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块, 可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短信服务和传真。模块有AT命令集接口, 支持TEXT和PDU模式的短信、第三组的二类传真。此外, 该模块还具有电话簿功能、多方通话, 漫游检测功能, 常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器, 实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。通过ZIF连接器及50Ω天线连接器, 可分别连接SIM卡支架和天线。

3. 双串口微控制器W77E58:

在设计方案中, GPS信息接收模块SDT-11和GSM模块TC35都通过串口与微控制器进行通信, 所以微控制器选用华邦推出的与标准的8051完全兼容的双串口单片机W77E58。W77E58具有两个增强型的双串口, 可完成与SDT-11和TC35同时进行通信。

(四) 软件设计

1. GPS数据包的分析与处理

GPS信息接收模块SDT-11输出的数据格式是基于NMEA-0183标准。其数据包有GGA、GLL、GSA、GSV、RMC、VTG等六种格式, 数据包中各字段用逗号隔开。其中RMC是GPS推荐推荐最小定位信息数据包格式, 主要是报告接收机的经纬度、航速和航向等信息, 但没有高度值。这里, 以RMC数据包为例进行字段介绍:

STD-11会把GPS卫星发送的定位信息全部接收并输出, 而对于具体应用只需其中部分数据, 传输所有的数据并必要。在客户端, 对GPS数据包的处理通过微控制器W77E58完成。首先, GPS卫星每一秒中传一次数据, 只有客户端接收到服务器端发来的传输数据请求短信时, W77E58才接收来自STD-11的当前这一秒的数据, 启动数据远程传输程序。其次, 即便是一秒内的六个GPS数据包也包含数百个字符的信息量, 而每条GSM短信最多能传输140个字符。基于应用的需求, 微控制器对GPS数据包进行分析, 选择性的发送需要的信息。

每种GPS数据包都包含了不同的定位信息, 这些定位信息可能部分重复。在本文设计的系统中选择传输卫星时间, 速度, 经纬度, 高度等数据, 为此, 经过对六种数据包格式分析, 选择接收包含所需内容的GGA、RMC两种数据包, 而屏蔽其余四种的接收。选择GGA数据包中的第1、2、3、4、5、9字段和RMC数据包中的第1、3、4、5、6、7、9字段, 并去除重复内容, 得到待传输的GPS数据。

2. 短信收发与AT指令

微控制器W77E58通过GSM模块TC35以短信方式向服务器端发送待传输的GPS数据。W77E58控制TC35收发短信通过AT指令实现。

AT指令最先由Hayes公司发明。通俗地讲, AT指令集说就是一种操作控制GSM模块的软件协议的集合, 用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。AT指令控制短信发送有3种模式, 即块模式 (BLOCK mode) 、文本模式 (TEXT mode) 和PDU模式。块模式由于需要生产厂家提供驱动支持, 目前基本被淘汰;TEXT模式较为简单, 主要用于纯英文短信的发送;而PDU模式主要用于收发中文短信或中英文混合短信但编码较为复杂。本系统中短信的收发采用TEXT模式。

AT指令数目很多, 表1列出了本文用到的与SMS有关的AT指令。

W77E58控制TC35进行短信收发主要通过调用四个子函数来完成。

(1) 初始化TC35模块子函数:W77E58初始化TC35的子函数程序流程如图2所示。

(2) 删除TC35中短信子函数:W77E58向TC35发送删除短信命令“AT+CMGD=1”, 然后等待并接收TC35返回的字符。如果接收到的字符为“OK”, 表示TC35删除第一条短信成功, 结束发送删除短信命令;如果接收到的字符不是“OK”, 则继续发送删除短信命令给TC35, 直到TC35返回字符为“OK”。

(3) 读取TC35短信子函数:W77E58向TC35发送读取短信命令“AT+CMGR=1”, 然后等待并接收TC35返回的字符。如果接收到的字符为“+CMGR:0, , 0”, 表示TC35没有收到新的短信;如果接收到的字符不是“+CMGR:0, , 0”, 表示TC35收到新的短信。W77E58再一次向TC35发送读取短信命令, 并把短信内容存放到接收缓冲区中。

(4) 控制TC35发送短信子函数:W77E58向TC35发送命令“AT+CMGS=1359732****”然后等待并接收TC35返回的字符, 如果接收到的字符为“>”, 表示TC35等待接收发送短信的内容。如果接收不到字符“>”, 单片机继续向TC35发送相同命令。接收到字符“>”后, W77E58继续向TC35模块发送短信的内容, 要发送的短信的内容存放在发送缓冲区中。

本系统服务器端采用计算机通过串口控制GSM短信收发模块, 利用收发短信的方式向客户端发送定位请求信息和接收客户端的GPS数据。服务器端编程工具为界面实现功能强大的Delphi。整个定位系统可以正常运行, 从01号客户端传回服务器端的GPS数据如图3所示。

(五) 结论

本文将GPS和GSM技术有机的结合起来, 利用GSM中的短信服务实现GPS数据远程传输, 这种远程数据传输技术设备具有覆盖范围广、性能稳定、使用成本低等特点。系统客户端采用单片机作控制器, 结构简单、性价比高。对系统进行适当扩展, 如在客户端增加报警模块, 在服务器端引入电子地图后, 可广泛用于车辆防盗报警、勘探人员野外作业定位以及病人室外跟踪等诸多方面。

参考文献

[1]Elliott D.Kaplan.GPS原理与应用[M].邱致, 王万义, 译.北京:电子工业出版社, 2002.

[2]熊志昂, 李红瑞, 赖顺香.GPS技术与工程应用[M].北京:国防工业出版社, 2005.

[3]ATMEL.SDT-11GPS Module[Z].Switzerland.2006.

[4]SIEMENS.Technical Product Information TC35[Z].Germany, 2001.

GSM无线网络优化 篇6

移动通讯网络在建成后, 在四个主要范畴里发生变化:1.终端用户的变化 (新的呼叫模型, 用户的地理分布) ;2.网络的运行环境的变化 (新的建筑, 道路, 植被) ;3.网络结构的变化 (覆盖范围, 系统容量) ;4.应用技术的变化 (新设备, 新标准, 新业务) ;

因此网络优化工作和相关的监测工作将会伴随着目标网络的发展而循序渐进。要求运行商和设备厂商之间密切配合, 充分发挥设备能力, 以保证终端用户得到优质的服务。除了分析处理系统的定期观测数据以外, 日常的维护、故障排除工作也是和网络的性能密切相关的。因此有必要对系统的维护工作记录跟踪, 并向网络监测优化小组及时报告。

二.网络优化的对象和目标:

网络中存在的问题和需要改进之处是指那些没有达到性能要求的部分。进行优化工作 (包括日常性优化和阶段性优化) 的主要目的是解决:1.局部网络或个别网络单元 (小区) 的性能明显低于网络平均水平;2.一项或多项指标突然明显恶化;3.网络运营质量未达到运营商的预期目标。

网络性能主要包括成功率和资源利用率两个方面, 据此还可以再细分为各种具体的指标。并由此定义出各种指标的允许门限值, 此类门限值的集合就构成了NEO模板, NEO模板实际上就是运营商对网络质量要求的量化定义。需要强调指出的是, NEO模板或网络性能指标应根据网络的实际情况确定。在NEO模板建立以后, 一旦发现网络的某一项性能指标超出模板的门限要求, 即需对其进行分析处理。

三.网络优化流程:

1、数据采集

数据采集是网络优化的前提和基础。主要包括:路测数据 (DT) 、CQT数据、基站参数表、OMC统计数据、系统告警事件记录和客户投诉中心反馈的投诉信息等。其中路测 (DT) 和CQT测试是无线网络优化中的两个重要手段。

OMC-R统计数据中记录了无线网络的各项运行指标, 反映了网络的实际运行状态。我们常用的有c a l l_s e t u p_s u c c e s s_r a t e、d r o p_c a l l、handover_success_rate以及话务掉话比等统计项目, 这些主要指标我们需要每天统计, 一般是忙时的即可, 忙时是上午一个和晚上一个, 根据具体情况而定。统计BER, IOI, PATHUNBALANCE, RFLOSSESTCH, CHANREQMSFAIL等载波统计指标, 便于诊断射频硬件的故障。统计一些关于网络拥塞状况的数据, 譬如PCH拥塞, AGCH拥塞 (CCCH拥塞) , TCH拥塞和SDCCH拥塞等, 对于这些参数不光要看拥塞的次数, 还要统计系统没有资源可用的时间长度等。

通过路测, 到有问题的地方进行实地路测测试, 可以将测试点附近的接收电平、接收质量、所占用的小区和信道、Layer3消息、6个最强邻小区、切换等数据记录下来。重点分析路测中发现的问题, 如所测数据与理论设计数据不符合;掉话;非信号强度引起的通话质量差;阻塞;不正常切换;信号电平低;TA过大;信号盲区。然后在分析路测数据的基础上, 检查修改邻区关系和切换参数、调整天线倾角和方向、查找干扰来源、分析空中接口的信令接续过程、发现天馈系统的安装错误等。

CQT测试能够比较客观地反映网络的状况, 模拟用户投诉点故障现场, 选点原则要能够反映网络整体情况。应选择尽量多的地点进行, 这些地点要涵盖各种有代表性的地点;同时突出重点, 大部分测试选择用户相对集中的地点进行, 如宾馆, 商场, 居民小区等;选点应在30个以上。对客户的投诉要按掉话、接入困难、通话质量不好、提示音不正常等进行分类, 并注意投诉的时间、地点, 通话双方号码:主叫, 被叫号码等。收集并分析以上这些信息便于我们抓住网络的主要矛盾, 提高工作效率。

2、数据分析

数据分析, 是对日常维护产生的话务量、掉话率等指标, 客户投诉, 以及对路测数据的后处理分析, CQT数据分析的基础上, 进行全网分析。在进行全网分析中, 主要考虑几个重要指标的合理性, 找出指标过高或过低的原因。通常有以下几项指标:即1) 掉话率;2) 切换成功率;3) 射频掉话率;4) 信道可用率;5) 接通率 (呼叫成功率) ;6) 信道阻塞率

3、提出优化方案

在数据分析的基础上, 根据网络资源利用率和定位有问题的区域, 给出维护优化方案。主要包括以下两个步骤:1) 撰写无线网络优化报告;2) 总结当前网络的情况, 为网络的下一步发展提供参考。

4、采取措施

实施维护优化方案并进行相应的测试, 提交测试报告, 包括优化后的基站基本信息, 以及优化前后的对比测试报告。

四、无线网络优化的主要手段:

GSM系统的质量管理、话务量管理和移动性管理等主要是通过基站子系统 (BSS) 的一系列流程和算法来实现的。其中每个算法都会涉及若干个参数, 这些参数的设置将直接影响GSM网络的性能, 所以网络优化中的一项主要工作就是参数的优化调整。

1.调整天线的俯仰角、方向、高度;2.适当调整基站发射功率;3.调整接入信道参数;4.调整寻呼信道的有关参数;5.调整切换参数;6.调整功率控制参数:前、反向功率控制参数, 包括各种业务信道的增益最大值、最小值、初值。 (以上参数由于厂家设备不同设置都有所不同, 故调整切换参数时, 应严格按照厂家手册进行参数调整, 否则将造成严重通信事故) 7.加装室内分布系统和安装直放站, 提高网络覆盖率。8.采用GSM 1800加强小区覆盖和分担话务量, 以达到提高网络覆盖率等各项指标的作用。

五、结束语:

GSM网络无线参数的优化研究 篇7

掉话现象是用户使用手机过程中常遇到的问题, 也是投诉的热点。本文首先阐述GSM网络无线参数优化的相关理论, 然后结合实际案例, 以BSC6000和电子地图为基础工具, 采用TEMS设备进行网络DT测试, 通过调整无线参数达到优化目的。

1 无线参数优化原理及注意事项

对正在运行的系统, 根据实际信道特性、话务量特性和信令流量承载情况, 可通过调整网络无线参数来提高通信质量, 改善网络平均服务性能和提高设备利用率[1]。

首先对各无线参数的调整方式、调整结果和网络问题所涉及的参数类型有深刻了解。其次获取网络运行过程中的大量实测数据。可由网络优化中心获取统计参数, 如CCCH信道及RACH信道的承载情况等;另一些参数, 如小区覆盖情况、移动台通信质量等需实际测量。大量无线参数是基于小区或局部区域设置, 区域间的参数有很强相关性, 因此作调整时须考虑对其它区域尤其是相邻区域的影响。并且排除由于设备故障 (包括连接问题) 造成的掉话, 只有确定是由业务原因引起时, 才进行无线参数的调整。

2 掉话分析及解决方案

2.1 切换导致掉话

切换是指移动台在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区, 由于外界干扰而造成通话质量下降时, 必须改变原话音信道而转接到新的空闲话音信道上, 以继续保持通话的过程。切换失败会导致掉话[2]。GSM系统采用的是移动台辅助切换方式, 即由移动台监测判决, 由交换中心控制完成, 在切换过程中基站和移动台均参与切换。解决方法:1) 常查看MSC、BSC告警记录, 获取网络异常信息。2) 对OMC中的数据进行分析, 发现基站存在的隐性问题。3) 借助无线场强测试仪, 对小区周边进行大范围实地路测, 获得基站覆盖情况及切换情况, 从而判断切换失败原因。

2.2 干扰导致掉话

无线电波在传播过程中易受外界多种因素的影响, 同时还受网内同频、邻频的干扰。解决方法:1) 选择不连续发射方式, 限制无用信息的发送, 减少发射有效时间, 从而降低对无线信道的干扰。2) 使用跳频技术改善信号传输质量。

3 实例分析

2014年12月1日到2015年4月31日, 针对海南联通GSM网络做了整体评估。主要从组网情况、网络关键指标、话务量、用户投诉信息收集、无线网络设置、系统容量、频率规划评估、邻区数据核查、故障告警信息采集、GPRS数据业务展开, 实施打造城区网络优化“精品工程”。

典型案例:覆盖原因导致高掉话

问题小区:澄迈老城路口

分析和优化:覆盖问题主要包括不连续覆盖 (盲区) 、室内覆盖差、越区覆盖 (孤岛) 、覆盖过小, 可通过掉话的平均TA值, 同时结合现场测试结果来判断。通过小区TA话务分布 (见表1) 可知TA>18的测量报告存在很多次, 掉话率较高 (见表2) , 由小区地理位置 (见图1) 可知小区不属于郊区站, 存在一定的越区覆盖。因此进行下压天线收缩覆盖, 天线下倾度2°变至5°, 同时在系统修改与覆盖掉话相关的参数, MS最小接入电平:8->12;RACH:-115->-105。优化后的TA分布见表3, 掉话率见表4, 掉话指标恢复正常。

4 结束语

无线参数优化只是GSM网络优化工作的一部分。GSM与3G、4G系统将长期共存, 必须优化GSM网络, 保持良好的网络质量, 在网络覆盖和功能上与3G、4G系统互补。满足用户需求, 同时为运营商创造经济效益。

摘要：掉话现象是用户使用手机过程中常遇到的问题, 所以网络优化是移动通信运营商工作的重点。本文首先阐述GSM网络无线参数优化的相关理论, 然后结合实际案例, 以BSC6000 (资源配置软件) 和电子地图为基础工具, 采用TEMS (网络测试分析软件) 设备进行网络DT测试, 通过调整无线参数达到网络优化的目的。

关键词：网络优化,无线参数,网络DT测试

参考文献

[1]韩斌杰.GSM原理及其网络优化[M].2版.北京:机械工业出版社, 2009:56-78.

GSM交换无线网络优化问题分析 篇8

GSM是Global System for Mobile Com-munications的缩写, 意为全球移动通信系统, 是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式, 允许在一个射频同日寸进行8组通话。GSM在20世纪80年代兴起于欧洲, 1991年投入使用。到1997年底, 已经在100多个国家运营, 成为欧洲和业洲实际上的标准, 到了2001年, 在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。但GSM系统的容量是有限的, 在网络用户过载时, 就不得不构建更多的网络设施。

2 交换网络指标采集及优化

2.1 交换系统接通率

交换系统接通率的计算公式为:

交换系统接通率=忙时系统接通次数B/忙时交换系统试呼总次数其中:

忙时交换系统试呼总次数B是指本地区忙时交换机建立呼叫的试呼总次数, 包括呼叫转移, 不包含所有切换请求的次数。统计的消息为“call proceeding”和IAM消息。

忙时系统接通次数A是指本地区忙时交换机建立呼叫的呼通总次数, 包括呼转的建立, 不包含所有切换成功的次数。统计的消息为“call confirmed”和ACM消息。

2.2 系统寻呼成功率

系统寻呼成功率的计算公式为:

系统寻呼成功率=忙时寻呼应答次数B/忙时寻呼总次数A, 其中:

忙时寻呼次数是指本地区MSC发出的PAGING消息的总和, 不包括二次寻呼的消息。忙时寻呼应答次数是指本地区PAGING消息的响应总和。

由于MSC主要覆盖郊县, 面积广、地形复杂, 因此我们建议加长第一次寻呼时间, 由5秒改为9秒, 第二次寻呼时长不变, 由十第一次寻呼时间的延长, 可以适当提高寻呼成功率。因此我们作了以下的调整:

第一次寻呼时长, LA内寻呼由5秒改为9秒, GLOBAL内由6秒改为9秒, 即

第二次寻呼时长, LA内寻呼由5秒改为4秒, GLOBAL内由5秒改为4秒, 即

不可及监测时长由12秒改为20秒DBTRT;

DBTS C:TAB=AXEPARS, SETNAME=GSM 1 APTC, NAME=TIMNREAM.VALUE=20;DBTRE:COM;

第一次GLOBAL寻呼失败后, 重复寻呼条件设定:

第一次LA寻呼失败后, 重复寻呼条件设定:

手机被叫或收短信时, 系统会发起对该手机的寻呼。如果系统知道该手机的区域标识 (LA IDENTITY) , 则系统会在该区域内发起第一次区域性寻呼 (LAPAGING) , 寻呼时长由交换机属性参数PAGTIMEFRST1LA的值决定。

3 交换机局数据修改

SIZE ALTERATION EVENT (SAE) 是用来修改数据文件在CP中所占内存大小的一种功能。SIZE过小可能会导致指令不能执行, 硬件无法扩容, 甚至影响话务。SIZE过大会导致CP浪费内存。调整SAE可以避免以上情况。

路由数据的分析

路由方面的调整主要包括以下几个方面:

a.删除某些不再使用的路由上的监测设置。删除的指令如下:

b.删除无用的路由。删除的指令如下:

4 修改振铃时长

在对振铃时长的检查过程中发现原来的振铃时长为40s。我认为40s的振铃时长有些短, 很有可能造成被叫用户没有接起电话。我们从每天EOS的统计中也可以发现EOS3660的数量是相当多的。针对这种情况, 对振铃时长进行了修改。

修改的指令如下

在修改振铃时长后EOS3660的数量明显减少, 由原来的900次左右减少到了200次左右。减少的EOS3660并不是全部转化成了成功呼叫, 大部分转化成了主叫挂机或是其它失败呼叫, 只有少数电话转化成了成功呼叫。这些少数转化为成功的电话对于话音接通率有好的影响。

5 优化的结果

经过前面所做的优化, 其交换指标有了很大的提高, 表1给出了优化前后的指标对比情况。从表中看出2008-4-23的位置更新成功率偏低, 其原因在于华为TMSC2故障所致。由于该日的统计结果过低造成优化后的位置更新成功率比优化前的位置更新成功率低。如果不计算该口的统计结果, 优化后的位置更新成功率比优化前的位置更新成功率略有提高。

参考文献

[1]喻莉.应用ROF技术的未来通信小区[J].ROF技术, 2006.

浅谈GSM-R无线网络规划 篇9

1. GSM-R系统构成及其业务类型

GSM-R系统主要由以下几个部分组成:基站收发信机 (BTS) 、基站控制器 (BSC) 、移动交换中心 (MSC) 、归属和访问寄存器 (HLR和VLR) 、认证中心 (AC) 、设备标识寄存器 (EIR) 、组呼寄存器 (GCR) 和运行维护子系统 (OMC) 。与列车有关的应用均基于组呼寄存器。如图1所示。

目前, GSM-R主要提供以下几种类型的业务:

(1) 无线列调;

(2) 机车同步控制传输;

(3) 列车尾部风压及控制命令的传输;

(4) 调度命令传输;

(5) 无线车次号传输;

(6) 应急通信;

(7) 列车停稳信息及进站进路信息的传送;

(8) 调车无线机车信号。

GS M-R技术在国内才刚开始应用, 提供的业务也有限, 以后随着GSM-R技术的不断发展和成熟, 提供的业务将会多样化。

2. GSM-R小区规划

通常, 沿铁路线越区切换的次数应该尽可能少, 以尽量保证最高的系统性能。因此, GS M-R小区宜采用双方向单小区的形式, 即将一个小区分裂为两个方向 (如图2所示) 。可采用功分器双方向单小区和八字形天线双方向单小区。采用双方向单小区可以消除同一基站内的切换。

功分器双方向单小区适用于拐弯较多的铁路沿线, 每个基站使用两根定向天线, 两个不同的方向分别使用一根天线, 两根天线通过一个功率分配器耦合, 然后连接到基站内相同的收发信机。

八字形天线双方向单小区适用于比较直的铁路沿线, 采用八字形双向天线, 使信号从不同方向传播, 不需增加馈线和天线。

对于火车客运站及货运枢纽站, 可采用正常的一基站三小区的覆盖方案。

3. 覆盖规划

G S M-R覆盖比较特殊, 和一般GSM网络的区别就是需要满足切换要求和弱场覆盖。无线网络应能为速度为0～350km/h的移动台提供通信服务。

3.1 小区覆盖重叠要求

列车高速运行时, 要保证切换成功而不掉话, 相邻小区的覆盖必须要有一定的覆盖重叠区。因GSM信号解码和切换判决大约需要5秒的时间, 则重叠覆盖的铁路线长度可用下式计算:

3.2 基站位置的确定

根据建站条件进行实地勘测, 调查无线传播环境, 结合覆盖指标及功率预算情况, 可估算各类基站在各类覆盖区域中的覆盖距离, 初步选定铁路沿线需要建站的站址, 然后对该基站拟覆盖的区域用无线发射机发射信号进行覆盖测试, 分析测试数据, 预测基站的覆盖范围, 根据测试结果和建站条件确定理想的基站位置。站址应远离树林、江河湖泊以及正面阻挡的高大建筑物。

3.3 弱场覆盖规划

在GSM-R系统中, 在隧道内应做到信号均匀分布, 避免两辆火车错车时信号快速衰减而导致掉话或切换失败。解决弱场覆盖的基本方案是:基站+光纤直放站+泄漏电缆。由于受泄漏电缆指标的限制, 泄漏电缆每段长度以950m为限。光纤直放站分为近端站和远端站。根据目前的光纤直放站性能, 一个近端机最多带8个远端机。在规划时必须重点考虑下行链路的场强、载噪比, 以确保隧道及其出入口的覆盖效果。图3为一个隧道弱场解决方案。

列车在出入隧道时, 由于隧道内外信号变化较大, 车速较快, 会使隧道内外两个小区信号之间来不及切换而产生掉话。在隧道出口的泄漏电缆末端加一副定向天线, 向隧道外发射信号以延长隧道内小区的覆盖范围即可解决列车出隧道时的切换问题;在隧道入口处, 可架设抛物面天线将隧道内能量向外辐射, 若隧道内能量到隧道口已经很小, 可在隧道口安装直放站, 将隧道外信号放大后引入泄漏电缆以增强信号重叠区的信号, 以解决切换问题。

4 GSM-R频率规划

频率规划是GSM-R网络规划的重要环节, 良好的频率规划将为网络奠定良好的质量基础。GSM-R系统中同一频点的复用必须满足一定的空间隔离要求。空间隔离要求取决于载干比 (C/I) 。铁路系统一般利用八字天线或功分器将一个小区分为两个方向。线状铁路上基站的覆盖一般为线状分布, 按照GSM常规频率复用分析, 在GSM-R频率规划中, 尽量不要出现同频复用小区扇区正对的情况, 否则会产生较大的干扰。基于这一原则, GSM-R系统中频率复用组必须为偶数而不能为奇数。依据C/I的计算公式可以推算GSM-R同频复用应该隔的基站数。

在铁路枢纽站, 汇聚了来自不同方向的铁路线, 应在枢纽位置建设大站型全向基站, 这样, 在此全向站覆盖的半径范围内, 调度时才不会发生切换, 以免产生掉话而导致事故的发生。枢纽站相邻的各基站的覆盖范围要合理控制, 以免产生强干扰。

在目前的GSM-R系统中, 我国采用GSM协议规定的E-GSM频段, 而中国移动也在用该频段, 为不互相影响需要互相协商。

5 GSM-R容量规划

在GSM-R容量规划中, 主要考虑点对点、组呼、广播呼叫、数据业务以及移动用户的容量。

5.1 点对点用户容量

GSM-R点对点通信的话务量大小取决于以下参数:

1) 、固定用户话务P-Traffic

固定用户一般为车站的工作人员, 话务比较固定, 人员数量按每基站100人, 每个用户的话务量在0.01Erl～0.02Erl之间, 则每个基站固定的话务量P-Traffic在1.5Erl左右。

2) 、列车用户话务T-Traffic

列车用户话务量为以下两项之和:

经过列车话务量=经过列车数目×每次呼叫时间 (h) ×单位时间发起呼叫次数;

停靠列车话务量=停靠列车数目×每次呼叫时间 (h) ×单位时间发起呼叫次数;

综合1、2两类话务, 经估算, 点对点呼叫容量约为2.67Erl左右。

5.2 组呼呼叫容量

组呼容量主要考虑经过的列车、依靠的列车以及车站集群组呼用户三个方面的话务。

1) 、经过列车的组呼话务

经过列车的组呼话务量=经过列车数目×每次呼叫时间 (h) ×单位时间发起呼叫次数×话务权值;

2) 、停靠列车的组呼话务

停靠列车的组呼话务量=停靠列车数目×每次呼叫时间 (h) ×单位时间发起呼叫次数×话务权值;

3) 、车站集群组呼用户话务

车站集群组呼用户话务量=车站集群组呼数目×每次呼叫时间 (h) ×单位时间发起呼叫次数×话务权值;

经估算, 上述3项之和约为1.58Erl。

5.3 广播呼叫容量

广播呼叫话务包括:经过列车广播呼叫话务、停靠列车广播呼叫话务、车站集群组呼用户广播话务。

1) 、经过列车广播呼叫话务

经过列车广播呼叫话务量=经过列车数目×广播呼叫时间 (h) ×单位时间发起广播呼叫次数×话务权值;

2) 、停靠列车广播呼叫话务

停靠列车广播呼叫话务量=停靠列车数目×广播呼叫时间 (h) ×单位时间发起广播呼叫次数×话务权值;

3) 、车站集群组呼用户广播话务

车站集群组呼用户广播话务量=车站集群组呼数目×广播呼叫时间 (h) ×单位时间发起广播呼叫次数×话务权值;

综合上述3项, 经估算广播呼叫话务量约为0.14Erl左右。

在GSM-R系统中, 点对点呼叫、组呼、广播呼叫等3项业务所占话务量约为:2.67Erl+1.58Erl+0.14Erl=4.39Erl。若呼损为2%, 则查爱尔兰表得到总共需要的信道数目为9个。

5.4 数据业务

数据业务主要考虑GPRS、调车机车信号传递、同步控制这3种业务。主控机车到从控机车、列车操控命令及确认、从控列车到主控列车、异常事件告警等功能都非常重要, 不能和其他信道共享, 必须配置固定信道。

GPRS业务一般车站需要2个信道。调车机车信号需2个信道。每个车头同步需1个信道, 一列机车有4个车头, 考虑两列火车错车, 则机车同步需8个信道。因此, 数据业务约需12个信道。

5.5 一般车站话务量

完全考虑点对点、组呼、广播呼叫、数据业务一共需要的信道数目为:9+12=21个, 再考虑2个信令信道, 则需23个信道, 需要配置3个T RX。

6 GSM-R网络规划的特殊考虑

由于GSM-R服务于铁路通信系统, 部分普通GSM技术不能应用于GSM-R系统中。

1) 、DTX (不连续发射)

数据通信是GSM-R系统的重要部分, DTX会影响信号强度和信号质量, 影响列控信息的可靠性, 因此在GSM-R中不使用DTX。

2) 、功率控制

功控的使用将带来3个TDMA帧延迟, 引起信号波动, 因此功控不被使用。

3) 、TA (时间提前量) 限定

G S M-R中要求小区控制准确, 调度尽量在基站所覆盖的范围内发生, 但是由于组网和实际建站条件的限制, 会导致越区覆盖, 除调整硬件来控制每个基站工作范围外, 还可通过设置TA确定基站小区的实际服务范围。

4) 、载频互助

考虑到铁路通信的安全, 需要应用小区内载频互助, 这样在其中一块出现故障后, 不至于小区瘫痪, 保证通信不中断。

7 结束语

GSM-R是基于GSM技术来解决铁路通信的新技术, 在常规业务方面延续了GSM的特点, 所以GSM-R无线网络的规划与GSM有相同的地方。但由于铁路覆盖和铁路业务需求有其自身的特点, 因此GSM-R无线网络规划与传统GSM无线网络的规划又有所不同。由于GSM-R技术在我国铁路系统中才刚开始应用, 因而GSM-R无线网络的规划方法还在不断探索之中。

参考文献

[1]华为技术有限公司.GSM无线网络规划与优化.北京:人民邮电出版社.2004