CN116232448A - 一种用于gsm-r数字光纤直放站组网的动态检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于GSM‑R数字光纤直放站组网的动态检测方法，属于铁路通信的动态检测的技术领域，包括以下步骤：S1、针对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测，分别配置GSM‑R数字光纤直放站；S2、测试区域的基站和直放站均正常工作，将动态检测车从RU5往RU1方向行驶；S3、对GSM‑R数字光纤直放站进行设置，开启检测；S4、对动态检测系统量进行设置，人为模拟故障；S5、动态检测车从RU5往RU1的过程中，对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的相关参数进行检测。本发明能够在检测车上分别模拟自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制和自动载频跟踪对GSM‑R服务质量的影响。

Description

一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法

技术领域

本发明是属于铁路通信的动态检测的技术领域，特别是关于一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法。

背景技术

GSM-R系统是铁路作为行车及调度的主要的无线通信系统，系统的正常运行对于保障行车安全具有非常重要的意义，因此对系统状态进行检测是不可或缺的。在铁路GSM-R通信系统建设完毕开通运营前，使用动态检测系统检测网络的各项指标是否符合要求，称为联调联试。

现有的GSM-R网络覆盖方案中存在基站设置过于密集的现象，从而导致同频干扰，邻频干扰，切换次数多等问题；同时用于解决弱场覆盖的模拟光纤直放站，会带来上行链路底噪叠加和多径时延引起的同频干扰等一系列问题。

由于数字光纤直放站与模拟光纤直放站有诸多不同的特性，因此数字光纤直放站在铁路上的应用场景中，尤其是数字直放站设备发生单点故障时，是否对业务造成影响，有必要在动态检测中进行检测。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其能够在检测车上分别模拟自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制和自动载频跟踪对GSM-R服务质量的影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，应用在动态检测车的动态检测系统上，其中，第一远端设备、第二远端设备和第三远端设备的主用信号经由第一主控单元来自第一基站收发信台，从用信号经由第二主控单元来自第二基站收发信台；第四远端设备和第五远端设备的主用信号经由第二主控单元来自第二基站收发信台，从用信号经由第一主控单元来自第一基站收发信台；其特征在于，所述动态检测方法包括以下步骤：

S1、针对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测，分别配置GSM-R数字光纤直放站；

S2、测试区域的基站和直放站均正常工作，将动态检测车从第五远端设备往第一远端设备方向行驶；

S3、对GSM-R数字光纤直放站进行设置，开启自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测；

S4、对动态检测系统量进行设置，人为模拟自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的故障；

S5、动态检测车从第五远端设备往第一远端设备的过程中，对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的相关参数进行检测。

在本发明的一实施方式中，针对自动时延调整对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，配置GSM-R数字光纤直放站开启自动时延调整功能。

在本发明的一实施方式中，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S301、开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试项；

S401、人为制造第一远端设备的故障，断掉第一远端设备的电源；

S501、观察记录动态检测系统从第五远端设备往第二远端设备的过程中，观察MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

在本发明的一实施方式中，针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，GSM-R数字光纤直放站开启固定时延功能。

在本发明的一实施方式中，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S302、当动态检测车行驶到第三远端设备时，断掉第一远端设备主用光环路中的一根光纤，并对其它远端设备不做任何操作；

S402、恢复第一远端设备主用光环路中的一根光纤，并对其它远端设备不做任何操作；同时测量当前数字光纤直放站服务区域的业务中断时间，及时延变化，以及同一远端检测系统中的其它远端设备覆盖区域的时延变化；

S502、将第一远端设备的主用光纤环路的主用光纤环全部断掉，重复上述步骤S302-S402，测试备用光纤环单点故障对GSM-R系统服务质量的影响。

在本发明的一实施方式中，针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，GSM-R数字光纤直放站不开启上行底噪抑制功能。

在本发明的一实施方式中，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S303、配置GSM-R数字光纤直放站不开启上行底噪抑制，查看并记录不开启上行底噪抑制时，切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的动态测试结果；

S403、配置GSM-R数字光纤直放站开启上行底噪抑制；查看并记录开启上行底噪抑制时，切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的动态测试结果；

S503、比较、分析步骤S303和S403的测试结果。

在本发明的一实施方式中，针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，GSM-R数字光纤直放站正常工作。

在本发明的一实施方式中，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S304、配置GSM-R数字光纤直放站开启自动载波跟踪，并清除资源中已有的载频号；

S404、动态检测系统从第五远端设备往第一远端设备的过程中，动态检测系统开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试；

S5041、当动态检测车在第五远端设备位置时，调整更换第一基站收发信台的BCCH频率，动态检测系统在从第五远端设备往第一远端设备的过程中观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化；

S5042、重复步骤S404，并当动态检测车在第五远端设备位置时，调整更换第一基站收发信台的TCH频率，并锁闭BCCH载频的TCH信道；动态检测系统从第五远端设备往第一远端设备的过程中，观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

与现有技术相比，根据本发明的一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，根据最新数字直放站在铁路上的应用情况，针对数字直放站特点的GSM-R网络动态检测方案。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法的流程图；

图2是根据本发明一实施方式的GSM-R数字光纤直放站单网交织环形组网部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明的一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，采用数字光纤直放站环形组网模式延伸基站覆盖的方式，对可能影响铁路GSM-R服务质量的几个方向进行动态检测。为今后采用数字光纤直放站延伸GSM-R基站覆盖的铁路进行动态检测提供思路。

如图1至图2所示，根据本发明优选实施方式的一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，GSM-R数字光纤直放站采用软件无线电技术，近端机提取基站射频信号通过数字滤波、变频等数字化技术处理，经过电光转换，通过CPRI标准数字传输接口，将基站信号传送到远端机并还原为射频信号，通过数字化方式补偿近端单元MHU(Master HubUnit)和远端单元RRU(Remote Radio Unit)之间的光损耗，能有效的提升信号质量、传输距离和抗干扰能力。

本发明中，采用数字光纤直放站延伸GSM-R基站具有以下优点：数字光纤直放站远端设备具备与基站相当的输出功率，且具备上行分集接收的功能，使用数字光纤直放延伸基站覆盖，增加了基站间距，减少了切换次数，有利于提升系统的可靠性，减少对列控数据的干扰；降低频率空间复用率，有利于解决枢纽地区的频率规划问题。数字光纤直放站具备智能时延调整功能，通过调整远端机进行同步收发，消除了多台远端机级联造成的底噪抬升影响，改善了模拟光纤直放站的时延差和上行信号干扰问题。数字光纤直放站支持链状和环形组网结构，符合铁路链状网组网特点和可靠性要求。数字光纤直放站传输动态范围大，基本不受远端个数限制。此外，采用数字光纤直放站进行GSM-R网络覆盖，经济环保，能减少占地、用电等，节省投资。

GSM-R数字光纤直放站组灵活，可根据不同应用需求，实现多种组网方式，有星形结构、环形结构、菊花链式结构、混合型结构等。由于环形结构有强大的网络自愈能力，可靠性高，适用于铁路正线延伸GSM-R基站覆盖。GSM-R数字光纤直放站单网交织环形组网部分如图2所示。对于前面提到的采用数字光纤直放站进行网络覆盖的各种优势，将通过自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪这四种不同方向探讨数字光纤直放站对GSM-R服务质量的影响。

图2中，RU是Remote Unit远端设备，MU是Master Unit主控单元(近端设备)，BTS是Base Transceiver Station基站收发信台。其中，RU1、RU2、…、RU8分别是第一远端设备、第二远端设备、…、第八远端设备；MU1、MU2和MU3分别是第一主控单元、第二主控单元和第三主控单元；BTS1、BTS2和BTS3分别是第一基站收发信台、第二基站收发信台和第三基站收发信台。RU1设置在动态检测车的启动位置处，RU2和RU3分别设置在第一隧道的入口和出口处，RU4和RU5分别设置在第二隧道的入口和出口处，RU6和RU7分别设置在第三隧道的入口和出口处，RU8设置在动态检测车的终点位置处。远端设备RU1、RU2和RU3的主用信号经由MU1来自于BTS1，从用信号经由MU2来自于BTS2；远端设备RU4和RU5的主用信号经由MU2来自于BTS2，从用信号经由MU1来自于BTS1；远端设备RU6、R7主用信号经由MU2来自BTS2，从用信号经由MU3来自于BTS3。

本发明中，一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其应用在动态检测系统上对动态检测车进行检测，具体包括以下步骤：

S1、针对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测，分别配置GSM-R数字光纤直放站。

S2、测试区域的基站和直放站均正常工作，将动态检测车从RU5往RU1方向行驶。

S3、对GSM-R数字光纤直放站进行设置，开启自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测。

S4、对动态检测系统量进行设置，人为模拟自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的故障。

S5、动态检测车从RU5往RU1的过程中，对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的相关参数进行检测。

本发明中，针对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪对GSM-R服务质量的影响，分别进行检测。

针对自动时延调整对GSM-R服务质量的影响

GSM-R数字光纤直放站环形组网场景情况下通常会对远端设备进行时延调整，通过增大单个远端机到近端机的时延，使同一环内不同距离的远端机到近端机之间的时延基本一致，使同一动态检测系统下的不同设备之间重叠信号覆盖区域的时延差小于14.8μs(约4TA)，避免了不同设备重叠覆盖区域之间产生时间色散的现象。

为了分析数字光纤直放站采用固定时延状态下时延对GSM-R业务的影响，在步骤S1中，配置GSM-R数字光纤直放站开启自动时延调整功能，并在步骤S3-S5中进行如下测试：

S301、动态检测系统开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试项。

S401、人为制造RU1的故障，即断掉RU1的电源。

S501、从RU5往RU2的过程中，动态检测系统观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响

为了分析环形组网情况下光环路故障、设备故障对业务造成的影响，检测系统开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试项；具体地，在步骤S1中，配置GSM-R数字光纤直放站开启固定时延功能，并在步骤S3-S5中进行如下测试：

S302、当动态检测车行驶到RU3时，断掉RU1主用光环路中的一根光纤，并对其它远端设备不做任何操作。

S402、恢复RU1主用光环路中的一根光纤，并对其它远端设备不做任何操作；同时测量当前数字光纤直放站服务区域的业务中断时间，及时延变化，以及同一远端检测系统中的其它远端设备覆盖区域的时延变化。具体地，记录动态检测系统从RU3往RU1的过程中，观察MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

S502、将RU1的主用光纤环路的主用光纤环路全部断掉，重复上述步骤S302-S402，测试光纤环路单点故障对GSM-R系统服务质量的影响。

针对上行底噪抑制对GSM-R服务质量的影响

数字光纤直放站具备上行链路底噪抑制功能，数字化后的信号通过DSP处理，可以对噪声信号进行有效的滤除，有效的抑制了远端机放大器引入的噪声，消除了由于远端机引起的基站上行底噪抬升现象。为了分析上行底噪抑制的开启与否对GSM-R业务的影响，开启切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量测试，并通过接口检测系统查看上行测量报告，具体地，在步骤S1中，配置GSM-R数字光纤直放站不开启上行底噪抑制功能，并在步骤S3-S5中进行如下测试：

S303、配置GSM-R数字光纤直放站不开启上行底噪抑制，查看并记录不开启上行底噪抑制时，切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的动态测试结果；

S403、配置GSM-R数字光纤直放站开启上行底噪抑制；查看并记录开启上行底噪抑制时，切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的动态测试结果；

S503、比较、分析步骤S303和S403的测试结果。比较、分析的参数是切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的测试结果。

针对自动载频跟踪对GSM-R服务质量的影响

数字光纤直放站具备自动载波跟踪功能，近端单元可以自动跟踪信源基站载波，当信源基站频点改变时，数字光纤直放站可以根据信源基站频点改变情况，自动设置。数字光纤直放站还具备载波池功能，在载波池内可设置任意载频，能准确选择当前载频的GSM信号，滤除无关信号。为避免因数字直放站载频配置的原因导致在BCCH载频和TCH载频上出现GSM-R服务质量相关测试结果不符合指标要求的情况，开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试。在步骤S1中，测试区域的基站和GSM-R数字光纤直放站均正常工作，并在步骤S3-S5中进行如下测试：

S304、配置GSM-R数字光纤直放站开启自动载波跟踪，并清除资源中已有的载频号。

S404、动态检测系统从RU5往RU1的过程中，动态检测系统开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试。

S504、当动态检测车在RU5位置时，调整更换BTS1的BCCH频率，动态检测系统在从RU5往RU1的过程中观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化；

之后，重复步骤S404，并当动态检测车在RU5位置时，调整更换BTS1的TCH频率，并锁闭BCCH载频的TCH信道；动态检测系统在从RU5往RU1的过程中观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

在针对自动载频跟踪对GSM-R服务质量的影响的检测过程中，分别对两个不同功能的频率(BTS1的BCCH频率和BTS1的TCH频率)都进行试验。

随着铁路通信技术的发展，采用数字光纤直放站延伸基站覆盖来解决正线、枢纽、交叉线、并线、隧道和路堑等地区的无线覆盖会变得非常普遍，因此，通过本发明的一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法能够对采用数字光纤直放站延伸基站覆盖带来的影响因素做充分的考虑，对影响铁路运行因素做充分的评估。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (9)

1.一种用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，应用在动态检测车的动态检测系统上，其中，第一远端设备、第二远端设备和第三远端设备的主用信号经由第一主控单元来自第一基站收发信台，从用信号经由第二主控单元来自第二基站收发信台；第四远端设备和第五远端设备的主用信号经由第二主控单元来自第二基站收发信台，从用信号经由第一主控单元来自第一基站收发信台；其特征在于，所述动态检测方法包括以下步骤：

S1、针对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测，分别配置GSM-R数字光纤直放站；

S2、测试区域的基站和直放站均正常工作，将动态检测车从第五远端设备往第一远端设备方向行驶；

S3、对GSM-R数字光纤直放站进行设置，开启自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪检测；

S4、对动态检测系统量进行设置，人为模拟自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的故障；

S5、动态检测车从第五远端设备往第一远端设备的过程中，对自动时延调整、环状结构组网单点故障、上行底噪抑制、自动载频跟踪的相关参数进行检测。

2.如权利要求1所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，针对自动时延调整对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，配置GSM-R数字光纤直放站开启自动时延调整功能。

3.如权利要求2所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S301、开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试项；

S401、人为制造第一远端设备的故障，断掉第一远端设备的电源；

S501、观察记录动态检测系统从第五远端设备往第二远端设备的过程中，观察MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

4.如权利要求1所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，GSM-R数字光纤直放站开启固定时延功能。

5.如权利要求4所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S302、当动态检测车行驶到第三远端设备时，断掉第一远端设备主用光环路中的一根光纤，并对其它远端设备不做任何操作；

S402、恢复第一远端设备主用光环路中的一根光纤，并对其它远端设备不做任何操作；同时测量当前数字光纤直放站服务区域的业务中断时间，及时延变化，以及同一远端检测系统中的其它远端设备覆盖区域的时延变化；

S502、将第一远端设备的主用光纤环路的主用光纤环全部断掉，重复上述步骤S302-S402，测试备用光纤环单点故障对GSM-R系统服务质量的影响。

6.如权利要求1所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，GSM-R数字光纤直放站不开启上行底噪抑制功能。

7.如权利要求6所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S303、配置GSM-R数字光纤直放站不开启上行底噪抑制，查看并记录不开启上行底噪抑制时，切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的动态测试结果；

S403、配置GSM-R数字光纤直放站开启上行底噪抑制；查看并记录开启上行底噪抑制时，切换成功率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS吞吐量的动态测试结果；

S503、比较、分析步骤S303和S403的测试结果。

8.如权利要求1所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，针对环状结构组网单点故障对GSM-R服务质量的影响，在所述步骤S1中，GSM-R数字光纤直放站正常工作。

9.如权利要求8所述的用于GSM-R数字光纤直放站组网的动态检测方法，其特征在于，在步骤S3-S5中进行如下测试：

S304、配置GSM-R数字光纤直放站开启自动载波跟踪，并清除资源中已有的载频号；

S404、动态检测系统从第五远端设备往第一远端设备的过程中，动态检测系统开启MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率测试；

S5041、当动态检测车在第五远端设备位置时，调整更换第一基站收发信台的BCCH频率，动态检测系统在从第五远端设备往第一远端设备的过程中观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化；

S5042、重复步骤S404，并当动态检测车在第五远端设备位置时，调整更换第一基站收发信台的TCH频率，并锁闭BCCH载频的TCH信道；动态检测系统从第五远端设备往第一远端设备的过程中，观察记录MS-FT呼叫检测成功率和连接失效概率、传输无差错时间和传输干扰时间、GPRS丢包率的结果变化。

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