GSM-R网络路测与优化分析系统

摘要

本申请公开了一种GSM-R网络路测与优化分析系统，包括：车载设备、地面设备和综合分析设备；所述车载设备、地面设备和综合分析设备配合完成对所述GSM-R网络的路测和优化分析过程，车载设备模拟移动用户向地面设备发送测试数据或发起语音呼叫，接收地面设备的交互信息，进行初步的分析处理后，将相关信息通过GPRS发送到地面综合分析设备，由地面综合分析设备进行分析处理。本申请公开的系统有效的实现了GSM-R网络语音业务QoS测试、GSM-R网络电路域数据业务QoS测试、GSM-R网络分组域数据业务QoS测试、GSM-R网络短消息业务QoS测试、GSM-R网络事件分析、GSM-R网络优化综合分析等功能。

说明书

技术领域

本申请涉及通信领域，特别是涉及一种GSM-R网络路测与优化分析系统。

背景技术

GSM-R网络QoS测试是网络优化的一种必要手段，它是针对GSM-R系统移动网络工程建成期间及之后，对GSM-R系统移动网络工程建成期间及之后，对GSM-R移动网络进行覆盖改进、业务QoS测试和性能保障为目的的网络优化活动，网络QoS测试的工作目标是网优时使网络符合GSM-R系统QoS性能验收指标的要求，以保障GSM-R网络高质量运行和正常使用。

GSM网络在国内运行了很长时间，其网络优化工具--路测产品已经非常成熟，能够进行GSM网络的语音业务QoS、GPRS数据业务QoS等各项网络服务质量测试、网络参数和事件测试，能够和GPS卫星定位系统结合，观察路测轨迹，并支持数据回放功能，以及自动生成Word、Excel报表。在GSM网络质量统计、异常事件分析等网络优化过程中发挥着日益重要的作用。

现阶段GSM路测产品大多采用控制部分加数据采集部分的模式。控制部分一般为笔记本电脑加自行研发的测试软件，数据采集部分则是测试手机。路测产品界面友好，操作比较灵活，支持的测试手机型号比较多，能够同时支持多部测试手机，在较短时间内完成多项测试指标。

GSM-R网络源于GSM，并在其上增加了很多铁路特有业务，为铁路运输事业提供强大的通信保障。近年来，GSM-R网络在中国取得了快速发展，青藏线、大秦线、胶济线、武广客运专线等相继建设GSM-R网络。随着GSM-R网络的大规模建设和运用，大家逐渐意识到影响网络质量的因素不仅包括设计、规划，更重要的在于网络建成之后的日常维护、优化，正是在这种背景下，一些公司开始研发GSM-R网络优化产品，路测工具便是其中一种。

GSM-R路测产品大多借鉴GSM路测产品经验，功能和结构与之类似，不同之处在于，GSM-R路测产品依据GSM-R网络的测试规范，对铁路较为关心的内容和指标进行测试。

目前国外虽然有GSM-R路测产品，但其没有完全针对我国高速铁路承载CTCS-3级列控系统的GSM-R网络进行再次开发，不能直接适用于我国GSM-R网络。

在国内，GSM-R路测产品应用较少，功能尚不完善，不能提供针对高速铁路网络优化的数据综合分析分析功能，无法应用于网络评估。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种GSM-R网络路测与优化分析系统，可实现网络信令的采集、测试指标的统计及信令解析等功能性路测过程，可以有效的实现对高速铁路网络优化的数据综合分析功能。技术方案如下：

一种GSM-R网络路测与优化分析系统，包括：车载设备、地面设备和综合分析设备；

所述车载设备、地面设备和综合分析设备配合完成对所述GSM-R网络的路测和优化分析过程；

其中：所述车载设备用于模拟移动用户向所述地面设备发送测试数据或发起语音呼叫，接收所述地面设备返回的交互信息，根据所述交互信息对测试数据进行分析处理后发送至所述综合分析设备；

所述地面设备用于配合所述车载设备完成数据的收发或语音呼叫过程，将测试数据进行处理发送至所述综合分析设备；

所述综合分析设备用于对所述车载设备和地面设备发送的测试数据进行综合分析和处理，向用户提供网络性能参数的测试结果。

上述的系统，优选的，所述车载设备包括：GSM-R测试模块、GPS模块、轮轴检测模块、GPRS测试模块、轮轴传感器、操作显示模块和主控模块；

其中：所述GRM-R测试模块用于电路域话音业务和数据业务的指标测试，完成电信号和射频信号的转换；与所述主控模块相连接，与所述主控模块交互完成所述指标测试的执行；

所述GPS模块用于接收卫星定位信息；与所述主控模块相连接，将GPS位置定位信息和时间同步信息同步到所述主控模块中的测试数据中；

所述GPRS测试模块分别与所述主控模块和所述地面设备相连接；用于所述车载设备和地面设备之间数据传输通信；

所述轮轴传感器设置在所述车载设备的轮轴上，与所述轮轴检测模块相连接，用于采集轮轴转数脉冲信息，并将所述信息传送至所述轮轴检测模块；

所述轮轴检测模块用于接收所述轮轴传感器传送的信息，通过计算得出位置铁路公里标的位置信息，连接所述主控模块，将所述位置信息同步关联到所述主控模块中的测试数据中；

所述操作显示模块与所述主控模块相连接，用于为用户提供人机界面，显示测试结果及测试状态；

所述主控模块用于完成测试指标的执行逻辑控制，以及操作显示流程控制；在测试执行的同步，采集测试终端侧空口信令信息和测试控制信息。

上述的系统，优选的，所述车载设备还包括存储模块，所述存储模块与所述主控模块相连接，用于对所述主控模块采集和处理后的数据进行存储。

上述的系统，优选的，所述地面设备包括服务器单元和嵌入式ISDN板卡；

所述服务器单元用于控制所述ISDN板卡与GSM-R网络的通信建立、数据传输以及通信结束过程；

所述ISDN板卡用于提供所述地面设备与所述GSM-R网络相连接所需的接口，配合车载设备完成数据的收发或语音的呼叫过程，并将测试数据初步处理后通过有线连接发送到地面综合分析设备。

上述的系统，优选的，所述综合分析设备包括信令解析模块、综合分析模块和电子地图显示模块；

所述信令解析模块用于对测试过程中的信令采集后的解析，并将所述信令发送至所述综合分析模块；

所述综合分析模块用于对接收到的信令进行实时分析，分析得出重要的网络事件和网络状态以及分析结果；

所述电子地图显示模块用于显示地理位置信息和线路信息，并标识分析结果信息。

上述的系统，优选的，所述车载设备采用8W模块设计。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本发明提供的GSM-R网络路测与优化分析系统由车载设备、地面设备以及综合分析设备配合完成测试过程并给出测试结果，车载设备模拟移动用户向地面设备发送测试数据或发起语音呼叫，接收地面设备的交互信息，进行初步的分析处理后，将相关信息通过GPRS发送到地面综合分析设备，由地面综合分析设备进行分析处理；有效的实现了GSM-R网络语音业务QoS测试、GSM-R网络电路域数据业务QoS测试、GSM-R网络分组域数据业务QoS测试、GSM-R网络短消息业务QoS测试、GSM-R网络事件分析、GSM-R网络优化综合分析等功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统的结构图；

图2为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中车载设备的组成示意图；

图3为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中车载设备的一详细组成示意图；

图4为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中地面设备的组成示意图；

图5为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中综合分析设备的组成示意图；

图6为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统的应用场景示意图；

图7为本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统的工作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统的结构图如图1所示，包括：

车载设备101、地面设备102和综合分析设备103；

上述车载设备101、地面设备102和综合分析设备103配合完成对GSM-R网络的路测和优化分析过程；

其中：车载设备101用于模拟移动用户向地面设备102发送测试数据或发起语音呼叫，接收地面设备102返回的交互信息，根据上述交互信息对测试数据进行分析处理后发送至综合分析设备103；

地面设备102用于配合车载设备101完成数据的收发或语音呼叫过程，将测试数据进行处理发送至综合分析设备103；

综合分析设备103用于对车载设备101和地面设备102发送的测试数据进行综合分析和处理，向用户提供网络性能参数的测试结果。

由以上内容可知，车载设备和地面设备配合进行数据和语音的测试过程，并将测试数据发送到综合分析设备。综合分析设备为通用计算机设备，一方面与网管GPRS支持节点GGSN连接，从GGSN接收车载设备以GPRS方式发送的测试数据，另一方面，综合分析设备与地面设备以有线方式连接，接收地面设备的测试数据。综合分析设备接收并存储车载设备与地面设备的测试数据后，对数据进行综合分析与处理，向用户提供网络性能参数的测试结果。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中车载设备的组成示意图如图2所示，包括：GSM-R测试模块201、GPS模块202、轮轴检测模块205、GPRS测试模块203、轮轴传感器206、操作显示模块207和主控模块204；

其中：GSM-R测试模块201用于电路域话音业务和数据业务的指标测试，完成电信号和射频信号的转换；与主控模块204相连接，与主控模块交互完成所述指标测试的执行；

GPS模块202用于接收卫星定位信息；与主控模块204相连接，将GPS位置定位信息和时间同步信息同步到主控模块204中的测试数据中；

GPRS测试模块203分别与主控模块204和地面设备102相连接；用于车载设备101和地面设备102之间数据传输通信；

轮轴传感器206设置在车载设备101的轮轴上，与轮轴检测模块205相连接，用于采集轮轴转数脉冲信息，并将上述信息传送至轮轴检测模块205；

轮轴检测模块205用于接收轮轴传感器传送的信息，通过计算得出位置铁路公里标的位置信息，连接主控模块204，将上述位置信息同步关联到主控模块204中的测试数据中；

操作显示模块207与主控模块204相连接，用于为用户提供人机界面，显示测试结果及测试状态；

主控模块204用于完成测试指标的执行逻辑控制，以及操作显示流程控制；在测试执行的同步，采集测试终端侧空口信令信息和测试控制信息。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中车载设备的一详细组成示意图如图3所示，车载设备还包括存储模块208，存储模块208和主控模块204相连接，用于对主控模块204采集和处理后的数据进行存储。

需要对上述各模块进行说明的是：

车载设备基于8W车载模块设计，可连接至车顶天线，同时支持语音业务、CSD业务和GPRS业务的指标测试功能。

GSM-R测试模块功能是电路域话音业务和数据业务指标测试的终端执行模块；

GPRS测试模块的功能是车地之间的数据传输通信，与主控模块通过内部电缆，与GSM-R网络通过无线接口连接，完成主控模块处理后数据和测试数据与地面设备的通信；

GPS模块上设置有天线，完成从列车顶部接收卫星定位信息，并与主控模块连接，将GPS位置定位信息和时间同步信息同步到主控模块中，与测试数据关联存储；

轮轴传感器安装在列车轮轴上，负责采集列车轮轴转数脉冲信息，通过电缆传送到车厢内的轮轴检测模块中；

轮轴检测模块用于接收轮轴传感器的信息，根据一定算法，计算出铁路公里标的信息；

主控模块的功能是完成测试指标的执行逻辑控制，以及操作显示流程控制；在测试执行的同步，采集测试终端侧空口信令和测试控制信息；与GSM-R测试模块相连接，控制其执行测试过程；与GPRS模块连接，与地面设备交互，传输各种数据；与轮轴检测模块连接，采集位置同步信息；与GPS相连，获取时间信息；与操作显示模块连接，将处理后的信息提供给前台显示；与存储模块相连，将采集和处理后的数据予以存储；

操作显示模块为用户提供人机界面，提供了测试结果实时显示以及测量状态显示功能；还有系统配置和数据配置等功能。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中地面设备的组成示意图如图4所示，地面设备包括服务器单元301和嵌入式ISDN板卡302；

服务器单元301用于控制ISDN板卡302与GSM-R网络的通信建立、数据传输以及通信结束过程；

ISDN板卡302用于提供地面设备与GSM-R网络相连接所需的接口，配合车载设备完成数据的收发货语音的呼叫过程，并将测试数据初步处理后通过有线连接发送到地面综合分析设备。

上述服务器单元中内置有地面模拟服务软件，功能为控制ISDN板卡与GSM-R核心网的交换机连接时的通信建立，数据传输以及通信结束等。

地面设备内置ISDN卡，提供与GSM-R网络MSC相连接所需的PRI接口，配合车载设备完成数据的收发或语音的呼叫过程，将测试数据初步处理后通过有线连接发送到地面综合设备，由综合分析设备进行统一的分析处理。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统中综合分析设备的组成示意图如图5所示，综合分析设备包括信令解析模块401、综合分析模块402和电子地图显示模块403；

信令解析模块401用于对测试过程中的信令采集后解析，并将上述信令发送至综合分析模块402；

综合分析模块402用于对接收到的信令进行实时分析，分析得出重要的网络事件和网络状态以及分析结果；

电子地图显示模块403用于显示地理位置信息和线路信息，并标识分析结果信息。

需要对上述综合分析设备进行说明的是：

综合分析设备基于对测试时实时信令的采集、解析和分析，分析并记录重要网路事件和状态，并嵌入MAPINFO电子地图功能，可以图形化界面方式显示地理位置信息和线路信息，在地图中实时显示列车行进位置、重要网络事件和状态，以及当前服务器小区接收电平、当前服务小区接收质量等。支持空口信令的实时显示、查询、重要参数的解析，并可生成专用报表，如测量报告、切换位置、小区等；支持报表的导出、打印功能等。

系统采用GPS时间同步技术和集成化计距技术，实现了系统内的时间同步和地理位置同步。系统采用GPS定位方式进行定位，在MAPINFO电子地图定位列车经纬度；同时系统通过车载设备中的计轴传感器，从列车计轴系统检测列车公里标、速度信息，并与网络信令信息、GPS信息以及测试数据信息关联，以铁路人员更熟悉的公里标信息显示列车位置，方便测试人员应用分析。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统的应用场景示意图如图6所示，地面设备、车载设备和综合分析设备均与GSM-R相连接，完成对GSM-R网络的路测与优化分析过程。

本申请实施例公开的GSM-R网络路测与优化分析系统的工作流程图如图7所示，图7充分描述了车载设备、地面设备以及综合分析设备相互配合完成测试过程并给出测试结果的过程，有效的实现了GSM-R网络语音业务QoS测试、GSM-R网络电路域数据业务QoS测试、GSM-R网络分组域数据业务QoS测试、GSM-R网络短消息业务QoS测试、GSM-R网络事件分析、GSM-R网络优化综合分析等功能。

本申请实施例公开的系统采用持续进行语音呼叫或持续传送数据(包括电路域和分组域)的方式对语音业务、电路数据业务及GPRS数据业务的各项服务质量(QoS)指标进行测试，同时采集测试过程中重要网络参数，分析重要的网络事件。

测试时，将车载设备置于试验车上。为了提高测试效率，保证试验车往返一次完成尽可能多的测试项目，减少整体测试时间，可增加采集模块的数量。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。