新型铁路GSM-R无线通信基站天线倾角组网测量系统

摘要

本发明涉及新型铁路GSM-R无线通信基站天线倾角组网测量系统，该系统包括：基站塔上天线倾角测量装置，设置在各个基站塔上天线面板上，用于测量各个基站天线的倾斜角度；测量数据传输装置，用于对所述倾角测量装置测得数据进行传输；地面移动数据中心，用于对测量数据传输装置传输的数据进行接收并对数据处理。本发明这种基站天线倾角组网测量系统，可以很大程度的减少倾角测量的复杂性、危险性，使倾角测量变得简单容易，而且能够掌握整条线路的倾角变化趋势，以便对以后的倾角修正给出参考意见。从而确保整个铁路专网通信的质量。

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术、倾角测量、高速铁路领域，特别是涉及 一种新型铁路GSM-R无线通信基站天线倾角组网测量系统。

背景技术

GSM-R属于专用移动通信的一种，专用于铁路的日常运营管理，是非常 有效的调度指挥通信工具。GSM-R系统是专门为铁路通信设计的综合专用数 字移动通信系统。适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。主要提 供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信 等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提 供列车自动寻址和旅客服务。由此可以看出，为了确保铁路的正常运行、安 全运行、乘客应急通信正常运行等，铁路GSM-R网络的通信质量至关重要。

无论是蜂窝移动通信网络还是专网移动通信网络，都需要建立基站来完 成无线信号的远距离传输，同时为了保证基站的覆盖范围、降低同频干扰， 就需要设置合理的天线俯仰角。但是由于基站建设时期的安装误差、自然环 境对基站天线的影响等，很难保证基站天线的俯仰角跟理论值相同，因此就 需要定期对天线的俯仰角进行测量修正。铁路沿线的GSM-R基站地域分布复 杂，原始的测量方法有：人工攀爬天线罗盘测量、倾角测量传感器测量等， 这些原始的方法都存在以下的问题：

1）人力资源需求大，需要测量人员沿铁路逐一测量，测量范围大，测 量距离远，工作量巨大；

2）人工攀爬基站塔台、进入隧道测量等危险性极高；

3）人工读书误差大，后期处理繁琐。

发明内容

为改善以上现有技术的不足，本发明提出了一种新型铁路GSM-R无线通 信基站天线倾角组网测量系统，以解决基站天线俯仰角和水平角偏移高效率 测量问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

新型铁路GSM-R无线通信基站天线倾角组网测量系统，该系统包括：

基站塔上天线倾角测量装置，设置在各个基站塔上天线面板上，用于测 量各个基站天线的倾斜角度；

测量数据传输装置，用于对所述倾角测量装置测得数据进行传输；

地面移动数据中心，用于对测量数据传输装置传输的数据进行接收并对 数据处理。

进一步，所述基站塔上天线倾角测量装置包括有线和无线数据传输模 块。

进一步，所述测量数据传输装置包括铁路检测列车传输装置、无线模 块互通模式测量装置、无线蜂窝网络测量装置和有线网络测量装置。

进一步，所述铁路检测列车传输装置设置有无线接收模块。

进一步，所述无线互通模式测量装置是由所述各个基站塔上的无线数 据传输模块组成一个局域网络，固定一个无线模块A为最终数据接收终端， 其他模块将测量数据以中继传输的形式传输给无线模块A。

进一步，所述无线蜂窝网络测量装置通过无线蜂窝网或者GSM-R网络进 行数据传输。

进一步，所述有限网络测量装置通过现有的有线光纤网络进行传输。

本发明的优点在于：

能够有效的解决铁路GSM-R无线通信基站天线俯仰角度和水平角度测 量的问题，并且可以通过四种数据传输形式形成全网络的组网测量，此方法 使得倾角测量变得容易，能够方便的获得大量的倾角测量数据，减少了人力 资源的浪费，并极大的降低了现有测量方法的危险系数。

附图说明

图1是示出GSM-R无线通信基站天线倾角组网测量系统框图。

图2是示出利用铁路检测列车定期采集沿线测量数据的示意图。

图3是示出无线模块互通模式测量的示意图。

图4是示出基于现有无线蜂窝网络、专用网络，实现测量数据的采集的 示意图。

图5是示出基于现有有线网络，实现测量数据的采集的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对本发明做更详细的描述。如图1所示为 整个测量系统框图，该系统主要由基站天线上倾角测量设备进行角度测量， 并将测量数据通过有线或无线的方式传回地面，地面的接收终端或者移动数 据终端对数据进行接收、处理、显示。该系统包括：基站塔上天线倾角测量 装置，设置在各个基站塔上天线面板上，用于测量各个基站天线的倾斜角度； 测量数据传输装置，用于对所述倾角测量装置测得数据进行传输；地面移动 数据中心，用于对测量数据传输装置传输的数据进行接收并对数据处理。

基站塔上天线倾角测量装置，在基站的塔上天线面板上安装倾角测量传 感器模块，用来测量出天线的倾斜角度，同时需要加装有线和无线数据发射、 传输装置，有线方式可以为RS232接口传输或以太网接口传输；无线传输方 式可以为无线射频发射、利用现有无线蜂窝通信网络、利用现有的专用网络， 本发明主要针对铁路GSM-R无线传输网络。

测量数据传输装置，该部分主要是完成倾角测量传感器测得数据的传输 任务，该部分共包括四种实现方式，具体如下。

1.利用铁路检测列车定期采集沿线测量数据。如图2所示，铁路检测列 车会定期就铁路各项设备就行检测以发现存在的问题，便于及时优化。将天 线倾角测量设备安装在基站天线上，倾角测量接收装置安放在铁路检测列车 上。列车经过基站时通过无线信号启动塔上测量设备开始传输测量数据，列 车上倾角测量接收装置接收到沿线所有基站天线的倾角信息，并存储在地面 设备上，便于日后分析处理。

2.无线模块互通模式测量。如图3所示，将塔上测量模块都加装无线射 频模块，由所有的无线模块组成一个局域网络，固定一个无线模块A为最终 数据接收终端，其他模块将测量数据以中继传输的形式传输给无线模块A。 具体传输模式为：无线模块A_n将测量数据传输给无线模块A_n-1，无线模块A_n-1将本身测量数据以及无线模块A_n的测量数据一并传输给无线模块A_n-2，以此 类推，最后无线模块A₁将所有n个模块的测量数据传输给无线模块A，无线 模块A可以通过无线、有线等传输方式将所有n+1个无线模块的测量数据传 输给地面接收设备或数据中心。

3.基于现有无线蜂窝网络、专用网络，实现测量数据的采集。如图4所 示，在塔上测量模块中加装GSM模块，利用现有的无线蜂窝网络或者专用网 络（GSM-R网络）发送测量请求命令，启动天线上的测量设备，完成测量后， 每个天线上的测量设备单独的将测量数据经由无线蜂窝网络或者专用网络 （GSM-R网络）传送至地面的接收终端或移动数据中心，进行后期的处理。

4.基于现有有线网络，实现测量数据的采集。如图5所示，在塔上测量 模块中加装有线发射、传输模块，此方法的所有测量数据和控制指令是通过 现有的有线光纤主干网络进行传输的，基站天线上测量设备通过有线设备与 铁路沿线的光纤主干网络进行联系，实现控制指令和测量数据的传输，最终 将测量数据汇总到地面移动数据中心，进行后期处理。

地面移动数据中心，根据塔上设备和传输模式选择对应的数据接收装 置，完成测量数据的接收存储，并通过上位机软件实现测量数据的直观显示， 以方便工作人员能够及时准确的获得测量信息。

本发明的基站天线倾角组网测量系统，可以很大程度的减少倾角测量的 复杂性、危险性，使倾角测量变得简单容易，而且能够掌握整条线路的倾角 变化趋势，以便对以后的倾角修正给出参考意见。从而确保整个铁路专网通 信的质量。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是 示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础 上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明 各实施例技术方案的精神和范围。