CN106998218A - 一种gsm‑r移动通信数据采集设备和方法 - Google Patents

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杨晢
寇志东
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Abstract

本发明提出的一种GSM‑R移动通信数据采集设备和方法，能够并行采集GSM‑R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，提升了GSM‑R频段广播信道数据信号的采集频率。本发明的设备包括控制芯片、分别与控制芯片连接的单个或多个GSM‑R无线模块、定位模块、数据传输模块以及配套的电源模块；GSM‑R无线模块具有GSM‑R接收天线，定位模块具有定位接收天线，数据传输模块具有数据接收/发送天线；由控制芯片控制所述单个或多个GSM‑R无线模块实时连续采集GSM‑R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，解调并记录广播消息，并根据所述定位模块的状态信息自动判断是否采集或通过数据传输模块上传数据。

Description

一种GSM-R移动通信数据采集设备和方法
技术领域
本发明涉及铁路无线频谱与无线通信信令采集技术领域，特别涉及一种GSM-R移动通信数据采集设备和方法。
背景技术
目前我国铁路通信随着铁路网里程的增加而不断扩大，与此同时，我国公网的用户总量也一直处于快速增加的状态，这些客观条件使铁路的通信网络环境更加复杂，铁路通信问题以及GSM-R网络也越来越具有挑战性。我国铁路GSM-R网络使用频段为885-889MHZ(上行)，930-934MHZ(下行)。该频段与中国移动公众移动通信系统GSM网络按地域共用，GSM-R网络系统协调的覆盖范围应小于铁路两侧各2KM，因此GSM-R网络系统比GSM网络系统的电磁环境更复杂，除了系统自身的影响，还可能受到GSM网络系统或其他移动通信网络系统的干扰。GSM-R网络通信系统的发展，最重要的是满足列车调度及各个调度中心的通信需求，其网络质量的好坏直接关系到铁路安全运行，因此GSM-R网络通信质量受到铁路部门的一贯高度重视。可见目前铁路行业需要配备能够对全网无线频谱与无线通信信令状况进行监测的设备，以便获取第一手数据，有利于统计、归纳、总结GSM-R网络通信质量，区分GSM-R网络和其他运营商之间的干扰情况；为GSM-R管理工作带来便利，为铁路安全运输提供有力的保障。
发明内容
本发明提出一种GSM-R移动通信数据采集设备和方法，能够并行采集GSM-R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，提升了GSM-R频段广播信道数据信号的采集频率。
本发明的技术方案：
1.一种GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，包括控制芯片、分别与控制芯片连接的单个或多个GSM-R无线模块、定位模块、数据传输模块以及配套的电源模块；所述GSM-R无线模块具有GSM-R接收天线，所述定位模块具有定位接收天线，所述数据传输模块具有数据接收/发送天线；所述采集设备由控制芯片控制所述单个或多个GSM-R无线模块实时连续采集GSM-R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，解调并记录广播消息，并根据所述定位模块的状态信息自动判断是否采集或通过数据传输模块上传数据。
2.所述GSM-R无线模块包括GSM-R物理信道扫频单元和/或GSM信令解析单元，用于对涵盖GSM-R的GSM900全频段扫描，得到相关的频谱数据；解析上行和/或下行信令，得出信道上性能参数指标；采集并解析层三消息，接收并解析无线通信基站发送的空中接口信息，并且发送与基站的交互信息。
3.所述数据传输模块用于检测当前是否有可用网络，并自动连接可用网络，通过网络将采集的GSM-R网络数据并绑定位置时间信息上传到指定远端位置；传输方式采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE。
4.所述电源模块分别连接控制芯片、GSM-R无线模块、定位模块、数据传输模块，用于给各个模块供电。
5.所述数据采集设备还包括数据存储卡，用于存储采集的数据。
6.所述数据采集设备还包含GPIO输出口，用于通电状态指示。
7.所述数据采集设备还包含自动升级模块，用于接收远程数据文件，自动下载升级。
8.所述数据采集设备的频谱使用GSM公网退让的两个频段，上行频段885～889MHZ,下行频段930～934MHZ,上下行各19个信道，信道间隔200kHz。
9.一种GSM-R移动通信数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据所述数据采集设备的定位模块提供的位置、位移、时间信息，判断所述数据采集设备是否处于静止；
2)若所述数据采集设备没有处于静止，则控制所述数据采集设备的GSM-R无线模块采集GSM-R频段内频谱信号，对GSM-R频段内频谱信号进行扫频，同时接收并解调主服务小区和相邻小区BCCH信道消息；
3)通过所述数据采集设备的数据传输模块感知当前是否有可用网络，并自动连接可用网络，通过网络将采集的GSM-R网络数据并绑定位置时间信息上传到指定远端位置。
10.所述步骤2)中，若所述数据采集设备包括多个GSM-R无线模块，则控制多个GSM-R无线模块并行采集广播信道数据信号与记录信道频点电平值，并对多个GSM-R无线模块采集的BCCH信道消息进行融合，以提升广播信道数据信号的采集频率。
本发明的技术效果：
本发明提出的一种GSM-R移动通信数据采集设备和方法，能够对全网无线频谱与无线通信信令状况进行监测，能够自动持续采集GSM-R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，解调并记录广播消息，并根据网络连接状态，自动判断并采集数据上传。采集设备中可接入多个GSM无线模块，通过控制芯片控制多个GSM无线模块联合实现1)提升广播信道数据信号采集频率；2)并行采集广播信道数据信号与记录信道频点电平值。
附图说明
图1是本发明GSM-R移动通信数据采集设备的工作原理图。
图2是本发明GSM-R移动通信数据采集设备的实施例结构示意图。
图3是本发明GSM-R移动通信数据采集方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步的说明。
如图1所示，是本发明GSM-R移动通信数据采集设备工作原理图。一种GSM-R移动通信数据采集设备，能够从GSM-R基站按一定频率接收GSM-R网络数据，并绑定位置时间信息，然后通过网络将数据上传到指定远端位置的数据分析平台，传输方式可采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE。所述数据采集设备可布置在高铁列车中，在高铁列车运行过程中，能够沿途实时连续采集GSM-R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，解调并记录广播消息；并能根据外部状态自动判断是否采集或上传数据。
如图2所示，是本发明GSM-R移动通信数据采集设备的实施例结构示意图。一种GSM-R移动通信数据采集设备，包括控制芯片、分别与控制芯片连接的单个或多个GSM-R无线模块、定位模块、数据传输模块以及配套的电源模块；所述电源模块分别连接控制芯片、GSM-R无线模块、定位模块、数据传输模块，用于给各个模块供电；本实施例中，控制芯片、电源模块及其他模块全部由底板承载，电源模块将电力供入底板，其他模块由底板上电。所述GSM-R无线模块具有GSM-R接收天线，所述定位模块具有定位接收天线，所述数据传输模块具有数据接收/发送天线；所述采集设备由控制芯片控制所述单个或多个GSM-R无线模块实时连续采集GSM-R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，解调并记录广播消息，并根据所述定位模块的状态信息自动判断是否采集或通过数据传输模块上传数据。另外，还包括数据存储卡，用于存储采集的数据；GPIO输出口用于通电状态指示。
其中，GSM-R无线模块包括GSM-R物理信道扫频单元和/或GSM信令解析单元，对涵盖GSM-R的GSM900全频段扫描，得到相关的频谱数据；解析上行和/或下行信令，得出信道上性能参数指标,采集并解析层三消息，获取与网络质量、干扰相关的参数,接收并解析无线通信基站发送的空中接口信息，并且发送与基站的交互信息。定位模块，用于接收卫星导航信号，给出位置、位移、时间信息。数据传输模块用于检测当前是否有可用网络，并自动连接可用网络，通过网络将采集的GSM-R网络数据并绑定位置时间信息上传到指定远端位置；传输方式采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE。
所述数据采集设备的频谱使用GSM公网退让的两个频段，上行频段885～889MHZ,下行频段930～934MHZ,上下行各19个信道，信道间隔200kHz。
所述数据采集设备还包含自动升级模块，用于接收远程数据文件，自动下载升级。
相应的，如图3所示，是本发明GSM-R移动通信数据采集方法流程图。一种GSM-R移动通信数据采集方法，包括以下步骤：
1)根据所述数据采集设备的定位模块提供的位置、位移、时间信息，判断所述数据采集设备是否处于静止；
2)若所述数据采集设备没有处于静止，则控制所述数据采集设备的GSM-R无线模块采集GSM-R频段内频谱信号，对GSM-R频段内频谱信号进行扫频，同时接收并解调主服务小区和相邻小区BCCH信道消息；
3)通过所述数据采集设备的数据传输模块感知当前是否有可用网络，并自动连接可用网络，通过网络将采集的GSM-R网络数据并绑定位置时间信息上传到指定远端位置。
其中，步骤2)中，若所述数据采集设备包括多个GSM-R无线模块，则控制多个GSM-R无线模块并行采集广播信道数据信号与记录信道频点电平值，并对多个GSM-R无线模块采集的BCCH信道消息进行融合，以提升广播信道数据信号的采集频率。
以上所述的本发明具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，包括控制芯片、分别与控制芯片连接的单个或多个GSM-R无线模块、定位模块、数据传输模块以及配套的电源模块；所述GSM-R无线模块具有GSM-R接收天线，所述定位模块具有定位接收天线，所述数据传输模块具有数据接收/发送天线；所述采集设备由控制芯片控制所述单个或多个GSM-R无线模块实时连续采集GSM-R频段广播信道数据信号，记录信道频点电平值，解调并记录广播消息，并根据所述定位模块的状态信息自动判断是否采集或通过数据传输模块上传数据。
2.根据权利要求1所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述GSM-R无线模块包括GSM-R物理信道扫频单元和/或GSM信令解析单元，用于对涵盖GSM-R的GSM900全频段扫描，得到相关的频谱数据；解析上行和/或下行信令，得出信道上性能参数指标,采集并解析层三消息，接收并解析无线通信基站发送的空中接口信息，并且发送与基站的交互信息。
3.根据权利要求1所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述数据传输模块用于检测当前是否有可用网络，并自动连接可用网络，通过网络将采集的GSM-R网络数据并绑定位置时间信息上传到指定远端位置；传输方式采用WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE。
4.根据权利要求1所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述电源模块分别连接控制芯片、GSM-R无线模块、定位模块、数据传输模块，用于给各个模块供电。
5.根据权利要求1所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述数据采集设备还包括数据存储卡，用于存储采集的数据。
6.根据权利要求1所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述数据采集设备还包含GPIO输出口，用于通电状态指示。
7.根据权利要求1所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述数据采集设备还包含自动升级模块，用于接收远程数据文件，自动下载升级。
8.根据权利要求1至7之一所述的GSM-R移动通信数据采集设备，其特征在于，所述数据采集设备的频谱使用GSM公网退让的两个频段，上行频段885～889MHZ,下行频段930～934MHZ,上下行各19个信道，信道间隔200kHz。
9.一种GSM-R移动通信数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据所述数据采集设备的定位模块提供的位置、位移、时间信息，判断所述数据采集设备是否处于静止；
2)若所述数据采集设备没有处于静止，则控制所述数据采集设备的GSM-R无线模块采集GSM-R频段内频谱信号，对GSM-R频段内频谱信号进行扫频，同时接收并解调主服务小区和相邻小区BCCH信道消息；
3)通过所述数据采集设备的数据传输模块感知当前是否有可用网络，并自动连接可用网络，通过网络将采集的GSM-R网络数据并绑定位置时间信息上传到指定远端位置。
10.根据权利要求9所述的GSM-R移动通信数据采集方法，其特征在于，所述步骤2)中，若所述数据采集设备包括多个GSM-R无线模块，则控制多个GSM-R无线模块并行采集广播信道数据信号与记录信道频点电平值，并对多个GSM-R无线模块采集的BCCH信道消息进行融合，以提升广播信道数据信号的采集频率。
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