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1、(10)申请公布号 CN 102802189 A (43)申请公布日 2012.11.28 CN 102802189 A *CN102802189A* (21)申请号 201210309275.4 (22)申请日 2012.08.28 H04W 24/08(2009.01) H04W 24/10(2009.01) (71)申请人 南京泰通科技有限公司 地址 210037 江苏省南京市芦席营 97 号长 江科技园 4 楼 (72)发明人 倪小龙 刘俊方 (74)专利代理机构 江苏圣典律师事务所 32237 代理人 贺翔 (54) 发明名称 一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 情况监测的 装。
2、置 (57) 摘要 本发明公开了一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 情况监测的装置， 铁路光纤直放站近远端机 系统包括近端机， 与近端机通过光纤相连的若干 远端机 ； 各远端机与对应的 GSM-R 系统前端设备 相连， 近、 远端机通过光纤连接且提供 100Mbps 以 太网高速透传通道， 近端机则通过以太网网络与 OMC 设备相连， OMC 设备再与数据库服务器及客 户端相连。本发明实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 实 时监测， 利用光纤直放站近、 远端机之间提供的 100Mbps 以太网高速透传通道实现前端测量设备 与后台服务器的通信， 保证了通信的实时性和可 靠性， 避免了传统。
3、 ADT 系统因无线环境恶化导致 采集数据不能实时上传的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 情况监测的装置， 其运行在既有的铁路光纤直放站 近远端机系统上， 铁路光纤直放站近远端机系统包括近端机， 与近端机通过光纤相连的若 干远端机 ； 其特征在于， 各远端机与对应的 GSM-R 系统前端设备相连， 近端机与远端机之间 提供以太网高速透传通道， 近端机则连接至基站， 基站再通过。
4、以太网网络与 OMC 设备相连， OMC 设备再与数据库服务器及客户端相连。 2.根据权利要求1所述的实现GSM-R信号覆盖及QOS情况监测的装置， 其特征在于， 所 述 GSM-R 系统前端设备包括主板， 主板上设有通用接口， 所述通用接口分别连接 GPS 模块、 GSM-R 采集模块、 语音评估模块、 存储模块、 WiFi 模块和接入模块， 其中接入模块与远端机 相连， 或者由 WiFi 模块通过无线 AP 与远端机相连。 3.根据权利要求2所述的实现GSM-R信号覆盖及QOS情况监测的装置， 其特征在于， 所 述接入模块为具有 100Mbps 以太网高速透传通道的光模块。 4.根据权利要。
5、求2所述的实现GSM-R信号覆盖及QOS情况监测的装置， 其特征在于， 所 述主板还包括 USB Hub 扩展器及控制器， 两者分别与通用接口连接。 权 利 要 求 书 CN 102802189 A 2 1/4 页 3 一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 情况监测的装置 0001 技术领域 0002 本发明涉及 GSM-R 无线通信领域， 具体是一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 监测的 装置。 背景技术 0003 GSM-R （GSM for Railways） 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， 它在 GSMPhase2+ 的规范协议的高级语音呼叫功能， 如。
6、组呼、 广播呼叫、 多优先级抢占 和强拆业务的基础上， 加入了基于位置寻址和功能寻址等功能， 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。 GSM-R承载着列控信号， 可靠性要求高。 如何实现对铁路沿线 的 GSM-R 无线覆盖质量、 信号场强以及 QOS（Quality of Service， 服务质量） 的监测是必 须解决的问题， 而传统监测数据上传采用 ADT 系统， ADT 系统前端设备与后台服务器通信采 。
7、用 GPRS 等无线技术， 当无线环境恶化时控制指令下发、 采集数据上传将中断， 不能实时反 映无线环境的变化。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种可以有效监测铁路沿线的 GSM-R 无线覆 盖质量、 信号场强以及 QOS 情况的 GSM-R 系统监测装置。 0005 本发明所述的一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 情况监测的装置， 其运行在既有的 铁路光纤直放站近远端机系统上， 铁路光纤直放站近远端机系统包括近端机， 与近端机通 过光纤相连的若干远端机 ； 各远端机与对应的 GSM-R 系统前端设备相连， 近端机与远端机 之间提供以太网高速透传通道， 近端机则连接至。
8、基站， 基站再通过以太网网络与 OMC 设备 相连， OMC 设备再与数据库服务器及客户端相连。 0006 进一步的， 所述 GSM-R 系统前端设备包括主板， 主板上设有通用接口， 所述通用接 口分别连接 GPS 模块、 GSM-R 采集模块、 语音评估模块、 存储模块、 WiFi 模块和接入模块， 其 中接入模块与远端机相连， 或者由 WiFi 模块通过无线 AP 与远端机相连。 0007 作为优选方案， 该接入模块为具有 100Mbps 以太网高速透传通道的光模块。 0008 此外， 所述主板还包括 USB Hub 扩展器及控制器， 两者分别与通用接口连接。 0009 本发明中的直放站近。
9、端机接入铁路以太网， 前端设备布放在铁路沿线并接入直放 站远端机的透传接口， 利用光纤直放站近、 远端机之间提供的高速透传通道实现前端测量 设备与后台服务器的通信， OMC 设备将控制信息下发， 而前端设备将采集数据实时上传， 避 免了传统 ADT 系统因无线环境恶化导致采集数据不能实时上传的问题。本发明的前端设 备采用模块化设计， 支持热插拔， 自动配置 ； 并具有成本低， 设备安装简单， 可扩展性好的优 说 明 书 CN 102802189 A 3 2/4 页 4 点。 本发明工程实施简单， 不用中断既有通信业务， 实现了GSM-R信号覆盖及QOS实时监测。 附图说明 0010 图 1 是。
10、本发明的示意图， 图 2 是本发明中 GSM-R 系统前端设备的结构示意图， 图 3 是前端设备的原理图。 具体实施方式 0011 如图 1， 本发明是一种实现 GSM-R 信号覆盖及 QOS 情况监测的装置， 该装置运行在 既有的铁路远近光端机系统上。 0012 其运行在既有的铁路光纤直放站近远端机系统上， 铁路光纤直放站近远端机系统 包括近端机， 与近端机通过光纤相连的若干远端机 ； 各远端机与对应的 GSM-R 系统前端设 备相连， 近、 远端机通过光纤连接且提供 100Mbps 以太网高速透传通道， 近端机则通过以太 网网络与 OMC 设备相连， OMC 设备再与数据库服务器及客户端相。
11、连。 0013 如图2， GSM-R系统前端设备包括主板， 主板上设有USB Hub扩展器、 控制器和通用 接口， USB Hub扩展器和控制器分别连接通用接口， 通用接口再分别连接GPS模块、 GSM-R采 集模块、 语音评估模块、 存储模块、 WiFi 模块和以太网通信模块， 以太网通信模块与对应的 远端机相连。 0014 本发明的工作原理 ： 本发明主要包括前端设备和服务器平台两大部分， 前端设备按照设定的测试计划、 方 案 （或者服务器下发的指令） 来进行无线信号的测量， 测量数据按时间粒度生成报表文件并 上传服务器， 服务器将测量数据值与标准值比较， 异常时生成告警。 模块间所有数据。
12、均采取 TCP/IP 协议进行传输。 0015 图 2 是前端设备的结构示意图， 前端设备根据预先设定的测试方案或服务器平台 的实时指令， 完成相关无线接口数据的采集工作， 并将测试数据存储在前端自带的存储卡 中。测试数据实时或按约定的时间上传到远端服务器。 0016 前端设备功能特性 ： （1） 支持 GSM-R 制式。 （2） 适用于铁路沿线定点测试。 （3） 提供电源模块， 保证系统在断电时不间断工作， 内置蓄电池可保证设备正常工作不少于 3 小时。 （4） OMC 可对前端设备执行远程维护以及实时监控。 （5） 支持本地维护和控制。 （6） 可进行远程软件自动升级。 （7） 可实时采集。
13、完整空口信令消息和网络参数 （可选） 。 （8） 提供大容量存储器， 满足一周测试数据的保存， 读 / 写速度大于 9MB/s。 （9） 测试数据 自动、 实时或定时上传至后台服务器。 0017 服务器平台架构包括 ： （1） 管理服务器 后台管理服务器负责对数据解析存储、 设备数据的收发、 用户登录验证等操作。 0018 （2） 监控客户端 监控客户端即操作维护终端， 负责数据解析显示、 下达用户指令、 设备配置操作等。 0019 （3） 数据库服务器 负责存储设备上报数据、 记录操作管理日志。 说 明 书 CN 102802189 A 4 3/4 页 5 0020 工作中， 前端设备采用 。
14、wifi（或无线数传方式） 接入直放站远端机 ； 直放站近、 远 端机间提供 100Mbps 以太网高速透传通道 ； 直放站近端机通过铁路传输网与 OMC 通信 ； OMC 将控制信息下发， 前端设备将采集数据实时上传。 0021 前端设备为远程设置、 无人职守， 能适应恶劣的工作环境， 具有良好的可靠性和较 高的集成度。其关键设备为 ： 采集模块、 数据传输模块、 全球定位 GPS（可选） 、 存储设备、 供 电设备、 中央处理单元。 0022 前端设备根据预先设定的测试方案或服务器平台的实时指令， 完成相关无线接口 数据的采集工作， 并将测试数据存储在前端自带的存储卡中。测试数据实时或按约。
15、定的时 间上传到远端服务器。 0023 前端设备主要接收平台下发的测试计划， 完成测试数据的采集、 存储和回传， 完成 语音质量的评估， 同时提供与平台服务器之间通信的接口。前端设备结构组成原理如图 3 所示 ： 1、 数据采集单元 ： 完成空中接口测试数据的采集工作， 在 GSM-R 工作频段内采集下行信号电平及信号质 量， 其核心为扫频模块。 扫频模块以电路板的形式固定在前端设备的插槽上， 选用性能良好 的工业级无线测量模块及器件， 可以在较差的信号质量和更低的信号电平上完成对信号的 解析。可靠性及稳定性高， 适应在恶劣的环境下工作。 0024 1) 技术指标 ： （1） Uplink:8。
16、85MHz 889MHz,Downlink:930 934MHz ； （2） 最大发射功率 ： 33dBm2dB ； （3） 接收灵敏度 ： -116dBm ； （4） 信号场强测量范围 ： -110dBm -47dBm ； （5） 采样速率 : 480ms。 0025 2) 主要采集量 ： 无线覆盖参数 ： Rxlev ： 覆盖区内接收场强， 监测范围 ： -110dBm -47 dBm。 0026 RxQual ： 覆盖区内接收质量， 范围 0 7， 0 表示最好， 7 表示最差， 对应到 BER（误 码率） ： RxQual01234567 BER00.20%0.40%0.80%1.60。
17、%3.20%6.40%12.80% C/I ： 同频载干比 ； C/A ： 邻频载干比。 0027 3) 采集数据判断 ： Rxlev ： -95dBm， 覆盖弱场区。 0028 RxQual ： 3， 下行质量差 ； C/I ： 12dB, 干扰大。 0029 C/A ： -6dB， 干扰大。 0030 2、 数据传输单元 ： 完成前端设备与后台服务器之间的数据传输， 包括测试数据上传、 软件下载、 控制与任 务指令下发、 告警信息上传等。 说 明 书 CN 102802189 A 5 4/4 页 6 0031 1） 传输通道的实现方式 ： 基站、 近远端机提供到后台服务器的透传通道 ； 无。
18、线 AP 接入透传通道 ； 前端设备采用 wifi 技术接入无线 AP。 0032 2） GPS 模块 （可选） ： 选用高精度的 GPS 芯片 （SiRF Star III, 精度 ： 3 10 米） ， 保证可靠接收 GPS 信号。 0033 3） 本地接入模块 ： 提供各种通信接口。 0034 （1） 本地调试端口 ： 通过 PC 对设备进行设置查询、 软件升级等操作 ； （2） 天线接口 ： 接 GSM-R 天线和 wifi 天线。 0035 4） 电源模块 ： 电源模块主要完成稳压和提供后备蓄电池的功能。配置统一的外接电源输入端口， 提 供直流供电接口， 提供外接 220 伏交流电转换设备。 0036 5） 主板 ： CPU: 1GHz， 内存 : 1G。 0037 本发明具体应用途径很多， 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于 本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以作出若干改进， 这 些改进也应视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102802189 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102802189 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102802189 A 8 。