某城際鐵路基站GSM-R系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量測試方案綜述

林晶晶

(湖北城際鐵路有限責(zé)任公司，湖北武漢　430062)

Summary of Test Scheme of Some Intercity Railway Service Quality of GSM-R Base Station System

LIN Jingjing

某城際鐵路基站GSM-R系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量測試方案綜述

林晶晶

(湖北城際鐵路有限責(zé)任公司，湖北武漢430062)

Summary of Test Scheme of Some Intercity Railway Service Quality of GSM-R Base Station System

LIN Jingjing

摘要使用安裝在綜合檢測車上的GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試設(shè)備，對武漢至咸寧城際鐵路和武漢至黃石城際鐵路基站W(wǎng)uChangXLS-武昌-南湖東區(qū)段GSM-R系統(tǒng)的語音通信服務(wù)質(zhì)量和分組數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量在全部基站打開條件下進(jìn)行測試。通過現(xiàn)場檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)檢測結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞武咸城際GSM-R語音通信分組數(shù)據(jù)測試

1項(xiàng)目概況

武漢城市圈城際鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是以武漢為核心，沿城鎮(zhèn)發(fā)展軸線建立武漢至咸寧、武漢至孝感、武漢至黃(岡)黃(石)鄂(州)、武漢至仙(桃)潛(江)、武漢至天門的放射性骨干城際網(wǎng)[1]。新建武漢至咸寧城際鐵路(以下簡稱“武咸城際鐵路”)是武漢城市圈城際鐵路的重要組成部分和先期實(shí)施項(xiàng)目[2]。武咸城際鐵路接軌新建武漢至黃石城際鐵路(以下簡稱“武黃城際鐵路”)進(jìn)入武漢樞紐，兩線在南湖東站(武黃工程)接軌后共線引入武昌站[3]。

武咸城際鐵路GSM-R專用移動(dòng)通信系統(tǒng)采用單層交織冗余網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案。GSM-R提供語音、數(shù)據(jù)、與呼叫相關(guān)的業(yè)務(wù)和鐵路特定業(yè)務(wù)。GSM-R系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)(Qos)應(yīng)符合無線場強(qiáng)冗余覆蓋要求[4]。系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量調(diào)試前應(yīng)首先對場強(qiáng)覆蓋及干擾保護(hù)比進(jìn)行調(diào)測，確保指標(biāo)符合要求[5]。

因動(dòng)態(tài)驗(yàn)收需要，2013年11月19日至12月8日，使用安裝在CRH380A-001和CRH2-010A綜合檢測車上的GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量測試設(shè)備對武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站W(wǎng)uChangXLS-武昌-南湖東區(qū)段 GSM-R系統(tǒng)的語音通信服務(wù)質(zhì)量和分組數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量在全部基站打開條件下進(jìn)行了測試。

2檢測目的和內(nèi)容

2.1　檢測目的

結(jié)合GSM-R無線場強(qiáng)覆蓋和GSM-R電磁環(huán)境檢測結(jié)果，提出調(diào)整和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)方案，驗(yàn)證電路域和分組域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，為動(dòng)態(tài)驗(yàn)收提供依據(jù)[6]。

2.2　檢測內(nèi)容

(1)話音通信服務(wù)質(zhì)量

包括呼叫(MS-FT，F(xiàn)T-MS，MS-MS)建立時(shí)間、呼叫(MS-FT，F(xiàn)T-MS，MS-MS)建立失敗概率、切換成功率、切換中斷時(shí)間、299緊急呼叫建 立時(shí)間和建立失敗概率、210組呼建立時(shí)間和建立失敗概率等指標(biāo)。

(2)分組數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量

包括 PING 延時(shí)、吞吐量等指標(biāo)。

3檢測方法

3.1　呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

(1)MS-FT呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

使用移動(dòng)測試終端周期性撥打固定測試終端并通話，固定測試終端設(shè)置為立即自動(dòng)接聽。呼叫優(yōu)先級(jí)3，最大允許呼叫接入時(shí)間15 s，通話保持時(shí)間5 s，通話結(jié)束后測試主叫方主動(dòng)釋放呼叫。一次通話結(jié)束后，移動(dòng)測試終端應(yīng)在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動(dòng)測試終端在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s。

(2)FT-MS呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

采用固定測試終端周期性撥打移動(dòng)測試終端，移動(dòng)測試終端設(shè)置為立即自動(dòng)聽。呼叫優(yōu)先級(jí)3，最大允許呼叫接入時(shí)間15 s，通話保持時(shí)間5 s，通話結(jié)束后測試主叫方主動(dòng)釋放呼叫。一次通話結(jié)束后，固定測試終端應(yīng)在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s；若呼叫未能成功建立，固定測試終端在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s。

(3)MS-MS運(yùn)營呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

采用移動(dòng)測試終端周期性撥打另一個(gè)移動(dòng)測試終端并通話，被叫移動(dòng)測試終端設(shè)置為立即自動(dòng)接聽。呼叫優(yōu)先級(jí)3，最大允許呼叫接入時(shí)間15 s，通話保持時(shí)間5 s，通話結(jié)束后測試主叫方主動(dòng)釋放呼叫。一次通話結(jié)束后，移動(dòng)測試終端應(yīng)在一定的時(shí)間 后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動(dòng)測試終端在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s。

(4)299鐵路緊急呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

采用移動(dòng)測試終端周期性發(fā)起299緊急呼叫，呼叫優(yōu)先級(jí)0，最大允許呼叫接入時(shí)間5 s，通話保持時(shí)間5 s，通話結(jié)束后測試主叫方主動(dòng)釋放呼叫。一次通話結(jié)束后，移動(dòng)測試終端應(yīng)在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動(dòng)測試終端在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s。

(5)同一區(qū)域內(nèi)MS之間的210組呼建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

GSM-R的語音組呼業(yè)務(wù)是由多方人員參加，準(zhǔn)許一部分人發(fā)言，多方人員聆聽的點(diǎn)對多點(diǎn)語音通信方式[7]。

武咸城際鐵路和武黃城際鐵路 GSM-R系統(tǒng)編號(hào)方案中沒有可在全線任何地點(diǎn)發(fā)起的普通組呼號(hào)碼，只有在車站基站區(qū)發(fā)起的210組呼，所以只能在車站基站覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行組呼性能測試。測試時(shí)采用移動(dòng)測試終端周期性發(fā)起210組呼，呼叫優(yōu)先級(jí)3，最大允許呼叫接入時(shí)間15 s，通話保持時(shí)間5 s，通話結(jié)束后測試主叫方主動(dòng)釋放呼叫。一次通話結(jié)束后，移動(dòng)測試終端應(yīng)在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動(dòng)測試終端在一定的時(shí)間后自動(dòng)重新發(fā)起呼叫，兩次呼叫間隔時(shí)間為30 s。

3.2　切換中斷時(shí)間和切換成功率

控制移動(dòng)測試終端自動(dòng)撥叫被叫固定測試終端的ISDN號(hào)/功能號(hào)，發(fā)起運(yùn)營呼叫，設(shè)置通話時(shí)長為無限長，固定測試終端設(shè)置為立即自動(dòng)接聽。若在測試中途掉話，移動(dòng)測試終端應(yīng)在一定的時(shí)間間隔內(nèi)重新發(fā)起呼叫，時(shí)間間隔為30 s；在綜合檢測車移動(dòng)過程中跟蹤切換信令，完成越小區(qū)切換功能，根據(jù)切換信令計(jì)算切換中斷時(shí)間和切換成功率。

3.3　GPRS 數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)

測試手機(jī)連接到車頂天線，激活GPRS PDP上下文。在測試手機(jī)和地面測試服務(wù)器之間20 s周期性傳送128Byte和1024Byte的數(shù)據(jù)包，根據(jù)發(fā)送和返回?cái)?shù)據(jù)包的時(shí)間間隔計(jì)算傳輸延時(shí)。

3.4　GPRS數(shù)據(jù)吞吐量

地面測試服務(wù)器設(shè)置為FTP服務(wù)器，通過長時(shí)間下載、上傳文件，統(tǒng)計(jì)峰值吞吐量和均值吞吐量。

4評判標(biāo)準(zhǔn)

按照《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》(TB10761—2013)[8]第 9.0.2 款第2條和第3條的要求，GSM-R 服務(wù)質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求：

GSM-R系統(tǒng)電路域語音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1　GSM-R系統(tǒng)電路域語音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)

GSM-R系統(tǒng)分組域數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量應(yīng)按表2、表3和表4的規(guī)定進(jìn)行評價(jià)。

表3　GSM-R系統(tǒng)分組域數(shù)據(jù)傳輸峰值吞吐量檢測標(biāo)準(zhǔn)

表4　GSM-R系統(tǒng)分組域數(shù)據(jù)傳輸平均吞吐量檢測標(biāo)準(zhǔn)

5數(shù)據(jù)分析

武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站 WuChangXLS-武昌-南湖東區(qū)段 共有24個(gè)GSM-R 基站，其中武咸城際鐵路新建GSM-R基站11個(gè)，武黃城際鐵路新建 GSM-R基站6個(gè)，與武廣客專共用GSM-R 基站7個(gè)。通過對11月19日至12月8日檢測數(shù)據(jù)的分析、處理和統(tǒng)計(jì)，武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站W(wǎng)uChangXLS-武昌-南湖東區(qū)段 GSM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量檢測結(jié)果如下。

5.1　MS-FT 呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

表5　MS-FT呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

5.2　FT-MS呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

FT-MS呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率(見表6)滿足《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求。

表6　FT-MS 呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

5.3　MS-MS呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

MS-MS呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率(見表7)滿足《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求。

表7　MS-MS呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

5.4　299緊急呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

299緊急呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率(見表8)滿足《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求。

表8　299緊急呼叫建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

5.5　210組呼建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

210組呼建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率(見表9)滿足《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求。

表9　210組呼建立時(shí)間和呼叫建立失敗概率

5.6　切換成功率和切換中斷時(shí)間

切換成功率和切換中斷時(shí)間(見表10)滿足《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》的要求。

表10　切換成功率和切換中斷時(shí)間

5.7　GPRS數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延

GPRS數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)(見表11)等級(jí)到達(dá)1級(jí)要求。

表11　GPRS數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延

5.8　GPRS數(shù)據(jù)吞吐量

GPRS數(shù)據(jù)吞吐量見表12。

1) 蘋果園南路與楊莊東街交叉口：①原有配時(shí)方案中，階段2和階段3中間存在29 s各方向全紅時(shí)間，該時(shí)間被浪費(fèi)，同時(shí)會(huì)造成各方向車輛的累積；②由于南向西左轉(zhuǎn)車輛較多，因此第3階段的綠燈時(shí)間無法滿足需求.

表12　GPRS數(shù)據(jù)吞吐量

下行：峰值吞吐量滿足 5 級(jí)要求，平均值吞吐量滿足 16 級(jí)要求。

上行：峰值吞吐量滿足 4 級(jí)要求，平均值吞吐量滿足 16 級(jí)要求。

6結(jié)束語

綜上所述，通過現(xiàn)場檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站 WuChangXLS-武昌-南湖東區(qū)段GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)檢測結(jié)果均滿足規(guī)范要求。

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[8]TB 10761—2013高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范[S]

中圖分類號(hào)：U28

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-7479(2015)04-0098-03

作者簡介：林晶晶，女，2005年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，工程師。

收稿日期：2015-04-23