某城際鐵路基站GSM-R系統服務質量測試方案綜述

林晶晶

(湖北城際鐵路有限責任公司，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系統服務質量測試方案綜述

林晶晶

(湖北城際鐵路有限責任公司，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網絡服務質量測試設備，對武漢至咸寧城際鐵路和武漢至黃石城際鐵路基站WuChangXLS-武昌-南湖東區段GSM-R系統的語音通信服務質量和分組數據服務質量在全部基站打開條件下進行測試。通過現場檢測，并對檢測數據進行分析、處理和統計，結果表明系統網絡服務質量相關指標檢測結果均滿足規范要求。

關鍵詞武咸城際GSM-R語音通信分組數據測試

1項目概況

武漢城市圈城際鐵路網絡規劃是以武漢為核心，沿城鎮發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[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施項目[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專用移動通信系統采用單層交織冗余網絡覆蓋方案。GSM-R提供語音、數據、與呼叫相關的業務和鐵路特定業務。GSM-R系統服務質量指標(Qos)應符合無線場強冗余覆蓋要求[4]。系統服務質量調試前應首先對場強覆蓋及干擾保護比進行調測，確保指標符合要求[5]。

因動態驗收需要，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網絡服務質量測試設備對武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站WuChangXLS-武昌-南湖東區段 GSM-R系統的語音通信服務質量和分組數據服務質量在全部基站打開條件下進行了測試。

2檢測目的和內容

2.1　檢測目的

結合GSM-R無線場強覆蓋和GSM-R電磁環境檢測結果，提出調整和優化網絡方案，驗證電路域和分組域數據網絡服務質量是否達到設計和相關標準要求，為動態驗收提供依據[6]。

2.2　檢測內容

(1)話音通信服務質量

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

(2)分組數據服務質量

包括 PING 延時、吞吐量等指標。

3檢測方法

3.1　呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

(1)MS-FT呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

使用移動測試終端周期性撥打固定測試終端并通話，固定測試終端設置為立即自動接聽。呼叫優先級3，最大允許呼叫接入時間15 s，通話保持時間5 s，通話結束后測試主叫方主動釋放呼叫。一次通話結束后，移動測試終端應在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動測試終端在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s。

(2)FT-MS呼叫建立時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測試終端，移動測試終端設置為立即自動聽。呼叫優先級3，最大允許呼叫接入時間15 s，通話保持時間5 s，通話結束后測試主叫方主動釋放呼叫。一次通話結束后，固定測試終端應在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s；若呼叫未能成功建立，固定測試終端在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s。

(3)MS-MS運營呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

采用移動測試終端周期性撥打另一個移動測試終端并通話，被叫移動測試終端設置為立即自動接聽。呼叫優先級3，最大允許呼叫接入時間15 s，通話保持時間5 s，通話結束后測試主叫方主動釋放呼叫。一次通話結束后，移動測試終端應在一定的時間 后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動測試終端在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s。

(4)299鐵路緊急呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

采用移動測試終端周期性發起299緊急呼叫，呼叫優先級0，最大允許呼叫接入時間5 s，通話保持時間5 s，通話結束后測試主叫方主動釋放呼叫。一次通話結束后，移動測試終端應在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動測試終端在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s。

(5)同一區域內MS之間的210組呼建立時間和呼叫建立失敗概率

GSM-R的語音組呼業務是由多方人員參加，準許一部分人發言，多方人員聆聽的點對多點語音通信方式[7]。

武咸城際鐵路和武黃城際鐵路 GSM-R系統編號方案中沒有可在全線任何地點發起的普通組呼號碼，只有在車站基站區發起的210組呼，所以只能在車站基站覆蓋區域內進行組呼性能測試。測試時采用移動測試終端周期性發起210組呼，呼叫優先級3，最大允許呼叫接入時間15 s，通話保持時間5 s，通話結束后測試主叫方主動釋放呼叫。一次通話結束后，移動測試終端應在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s；若呼叫未能成功建立，移動測試終端在一定的時間后自動重新發起呼叫，兩次呼叫間隔時間為30 s。

3.2　切換中斷時間和切換成功率

控制移動測試終端自動撥叫被叫固定測試終端的ISDN號/功能號，發起運營呼叫，設置通話時長為無限長，固定測試終端設置為立即自動接聽。若在測試中途掉話，移動測試終端應在一定的時間間隔內重新發起呼叫，時間間隔為30 s；在綜合檢測車移動過程中跟蹤切換信令，完成越小區切換功能，根據切換信令計算切換中斷時間和切換成功率。

3.3　GPRS 數據傳輸延時

測試手機連接到車頂天線，激活GPRS PDP上下文。在測試手機和地面測試服務器之間20 s周期性傳送128Byte和1024Byte的數據包，根據發送和返回數據包的時間間隔計算傳輸延時。

3.4　GPRS數據吞吐量

地面測試服務器設置為FTP服務器，通過長時間下載、上傳文件，統計峰值吞吐量和均值吞吐量。

4評判標準

按照《高速鐵路工程動態驗收技術規范》(TB10761—2013)[8]第 9.0.2 款第2條和第3條的要求，GSM-R 服務質量應滿足以下要求：

GSM-R系統電路域語音業務服務質量應符合表1的規定。

表1　GSM-R系統電路域語音業務服務質量指標

GSM-R系統分組域數據傳輸的服務質量應按表2、表3和表4的規定進行評價。

表3　GSM-R系統分組域數據傳輸峰值吞吐量檢測標準

表4　GSM-R系統分組域數據傳輸平均吞吐量檢測標準

5數據分析

武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站 WuChangXLS-武昌-南湖東區段 共有24個GSM-R 基站，其中武咸城際鐵路新建GSM-R基站11個，武黃城際鐵路新建 GSM-R基站6個，與武廣客專共用GSM-R 基站7個。通過對11月19日至12月8日檢測數據的分析、處理和統計，武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站WuChangXLS-武昌-南湖東區段 GSM-R網絡服務質量檢測結果如下。

5.1　MS-FT 呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

表5　MS-FT呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

5.2　FT-MS呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

FT-MS呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率(見表6)滿足《高速鐵路工程動態驗收技術規范》的要求。

表6　FT-MS 呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

5.3　MS-MS呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

MS-MS呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率(見表7)滿足《高速鐵路工程動態驗收技術規范》的要求。

表7　MS-MS呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

5.4　299緊急呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

299緊急呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率(見表8)滿足《高速鐵路工程動態驗收技術規范》的要求。

表8　299緊急呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率

5.5　210組呼建立時間和呼叫建立失敗概率

210組呼建立時間和呼叫建立失敗概率(見表9)滿足《高速鐵路工程動態驗收技術規范》的要求。

表9　210組呼建立時間和呼叫建立失敗概率

5.6　切換成功率和切換中斷時間

切換成功率和切換中斷時間(見表10)滿足《高速鐵路工程動態驗收技術規范》的要求。

表10　切換成功率和切換中斷時間

5.7　GPRS數據傳輸時延

GPRS數據傳輸延時(見表11)等級到達1級要求。

表11　GPRS數據傳輸時延

5.8　GPRS數據吞吐量

GPRS數據吞吐量見表12。

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

表12　GPRS數據吞吐量

下行：峰值吞吐量滿足 5 級要求，平均值吞吐量滿足 16 級要求。

上行：峰值吞吐量滿足 4 級要求，平均值吞吐量滿足 16 級要求。

6結束語

綜上所述，通過現場檢測，并對檢測數據進行分析、處理和統計，結果表明武咸城際鐵路和武黃城際鐵路基站 WuChangXLS-武昌-南湖東區段GSM-R系統網絡服務質量相關指標檢測結果均滿足規范要求。

參考文獻

[1]方紅.武漢城市圈城際鐵路引入武漢市方案研究[J].鐵道勘察，2013 ，39(3):88-91

[2]張文.武漢至咸寧城際鐵路引入武漢樞紐方案研究[J].鐵道勘察，2010，36(3):79-82

[3]中鐵第四勘察設計院集團有限公司.新建鐵路武漢至咸寧城際鐵路初步設計[R].武漢：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，2009

[4]TB 10621—2009高速鐵路設計規范[S]

[5]TZ 341—2007鐵路GSM-R數字移動通信工程施工技術指南[S]

[6]武漢至咸寧、武漢至黃石城際鐵路聯調聯試、動態檢測及試運行試驗大綱[R].武漢:湖北城際鐵路公司，武漢鐵路局，2013

[7]徐天.GSM-R語音組呼業務流程的探討[J].鐵道工程學報，2009(11):89-93

[8]TB 10761—2013高速鐵路工程動態驗收技術規范[S]

中圖分類號：U28

文獻標識碼：B

文章編號：1672-7479(2015)04-0098-03

作者簡介：林晶晶，女，2005年畢業于武漢理工大學光信息科學與技術專業，工程師。

收稿日期：2015-04-23