GSM—R系统中GPRS时延分析

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01 GSM-R系统核心网GPRS业务介绍解析

01 GSM-R系统核心网GPRS业务介绍解析

GPRS网络
对于铁路业务来讲,GPRS网络作为承载实体部分,其作用在于为铁路系 统不同终端之间的业务交互,提供了基于无线承载的快速数据传输通道。 GPRS网络本身不参与具体的铁路业务应用。 GPRS网络主要由SGSN GGSN功能实体组成: SGSN:主要功能是对移动台进行鉴权和移动性管理,进行路由选择,建立 移动台到GGSN 的传输通道,接收基站子系统透明传来的移动台数据,进行协议 转换后通过GPRS 骨干网传送给GGSN 或反向工作,并进行计费和业务统计。 GGSN:GGSN 是接入外部数据网络的节点。它接收移动台发送的数据, 选路到相应的外部网络, 或接收外部网络的数据, 根据其他地址选择GPRS 网 内的传输通道, 传给相应的SGSN 。
GROS DMIS/CTC
GPRS网络
GRIS
GIS 2
1
CIR 机车台
采集装置
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
Huawei Confidential
Page 10
铁路GPRS业务介绍
1\车次号传送、调度命令传送业务
实现流程: 1、机车台CIR正常上电后,CIR GPRS模块附着于GPRS网络。 2、CIR GPRS模块根据APN信息、用户名、密码 向GPRS网络发起PDP激活,获 取分配给自身 的IP。 3、CIR GPRS模块发送当前所处的位置信息给GROS服务器 (GROS的IP预设)。 4、GROS服务器根据位置信息判断CIR当前所处的GRIS信息,并回送GRIS信息 给CIR。 5、CIR根据回送的信息,得知当前所处GRIS的IP信息。 6、CIR建立到GRIS的连接,发送车次号信息给GRIS。 7、GRIS再转送信息给CTC/GIS处理。 8、如果调度台主动查询CIR采集装置的车次号信息,则GRIS先基于机车号通过 GRIS内部数据库查询CIR的IP地址,然后和CIR通信。 9、如果调度台通过车次号信息 判断列车要离开自己的管辖区域时,会将新的 GRIS 的IP 地址发给CIR。 10、CIR会更新相应的接口GRIS地址信息,建立到新的GRIS服务器的连接。

GPRS数据时延分析及优化方案

GPRS数据时延分析及优化方案

0 引言
摘 要:GPRS 在 GSM-R 网络中主要用于 传输无线车次号校核信息、监控信息、 调度命令、列尾信息等。在列车高速运 行状态下,车-地间的信息传输必须满 足更高的安全性、可靠性、实时性的要 求。由于网络中存在诸多不确定因素, 直接影响GPRS分组数据时延。根据GPRS 网络仿真和实际测试结果,对影响GPRS 分组数据时延关键参数提出合理的优化 方案,可有效地减少GPRS分组数据的传 输时延。 关键词:GPRS;GSM-R;数据时延;时延 优化
2 GPRS 数据时延分布及其关 键影响因素
不断变化。以 200 km/h 运行的列车 为例,G S M -R 小区半径一般在 3 k m 左右,列车穿行一个小区的时间约为
在 G P R S 网络中(见图 1 ),数据 1.5 min,此过程中的数据传输必然会
传输要通过 GPRS 移动台和基站收发 受到小区重选和移动信号质量不断变
及小区更新。另一方面,如果移动台进
寻呼信道复帧数规定了以多少复
入了standby状态,网络向移动台发送 帧数作为寻呼子信道的一个循环,用
信息就必须重新进行寻呼过程,既占 来设定两个寻呼组之间的间隔,该参
用大量的寻呼信息又加大数据传输的 数取值为 2~9。对寻呼信道复帧数在
时延。因此,在网络资源相对丰富的区 不同设置情况下的下行寻呼性能进行
3.2 移动台请求非不连续接收模 动台的待机时间将减少,但可缩短下
式的最大值参数
行 TBF 建立时间。因此,由于此参数
移动台请求非不连续接收模式的 只影响到移动台的待机时间,可将该
最大值(D R X _ T I M E R _ M A X )范围 参数设为最小值以减少间断传输情况
为 0~7,参数取值为:0 s,1 s,2 s,… 下的数据时延。但对于便携式 G P R S

浅谈GSM-R无线参数优化调整

浅谈GSM-R无线参数优化调整

浅谈GSM-R无线参数优化调整【摘要】数字蜂窝移动通信系统(GSM)系统在铁路通信的应用称为GSM-R。

从网络的物理结构分析,GSM-R系统一般可分为三个部分,即网络分系统(NSS)、基站分系统(BSS)和移动台(MS)。

从信令结构分析,GSM-R 系统中主要包含了MAP接口、A接口(MSC与BSC间的接口)、Abis接口(BSC 与BTS间的接口)和Um接口(BTS与MS间的接口)。

所有这些实体和接口中都有大量的配置参数和性能参数。

其中的一些参数在设备的开发和生产过程中已经确定,但更多的参数是由网络运营部门根据网络的实际需求和实际运作情况来确定。

而这些参数的设置和调整对整个GSM-R网的运作具有相当的影响。

因此,GSM-R网络的优化在某种意义上是网络中各种参数的优化设置和调整的过程。

【关键词】GSM-R网络;参数;优化1.GSM-R系统结构1.1 GSM-R系统的基本特点GSM-R:GSM Railway 中文译为铁路GSM即使用在铁路上的GSM蜂窝系统。

GSM-R是在8时隙/200KHz ,TDMA多址方式GSM-R蜂窝系统上增加调度通信功能构成的一个综合专用移动通信系统。

频段为上行885-889MHz,下行方向为930-934MHz。

GSM-R选择在900MHz的频率下工作相比与450 MHz和1800 MHz频带有着一定的优势。

①900MHz抗电气化铁道火花的干扰。

②典型覆盖距离为5-10公里,这个间距能保证高速运行时通信质量,能满足最大速度500公里,以及列控需求。

③更适用于隧道内通道通信。

④满足铁路对传输的高可靠性,覆盖范围、范围质量和网络可用性是铁路通信系统的关键。

1.2 GSM-R系统的结构GSM-R系统的典型结构如图所示。

GSM-R系统是由若干个子系统或功能实体组成。

其中基站子系统(BSS)在移动台(MS)和网络子系统(NSS)之间提供和管理传输通路,特别是包括了MS与GSM-R系统的功能实体之间的无线接口管理。

GSM—R网络中GPRS智能网实现方案

GSM—R网络中GPRS智能网实现方案
Absr c : I hi a e , w e p e e he a plc ton fG PRS e h l gy a n e l n e wo k ta t n t sp p r r s ntt p ia i s o t c no o nd i t li ge t n t r t c ol g n t e G SM — n t e hn o y i h R e wor n oi tou h e e s t fc s r c i n e l n t o k k a d p n tt e n c s iy o on t u tng i t li ge tne w r o e v r GPRS ne w or . The ei r du e t O p e e m p e e o uton s d o t k n w nt o c W r s nti l m nts l i sba e n SGSN rgg — T i e rn d b s d o G SN i ge i g,a o pa e t e t O s uton a e n t e r p ror a c s i g an a e n G Trg rn nd c m r h W ol i s b s d o h i e f m n e i he G SM — a lc to nt R pp i a i n. Fi a l we c ncud ha he lt e s be t r f rG SM — a plc ton n ly, o l e t tt a t ri t e o R p ia i . Ke r s GPR S, I elge tN e wor y wo d : nt li n t k,G SM — R
朵 灏 钟 章 队 一
摘 要 :介绍 G R P S技 术和智 能 网技 术 在 G M— 网络 中的应 用 ,指 出 了在 G R S R P S网络上 架构智 能

GSM-R无线通信网络性能提升及优化研究

GSM-R无线通信网络性能提升及优化研究

GSM-R无线通信网络性能提升及优化研究摘要:文章首先针对GSM-R系统自身特征展开了必要分析,而后进一步在此基础上,针对该系统目前存在的主要性能瓶颈展开讨论,提出了相应的解决方案和实践建议,对于整体通信网络的优化有着积极的意义。

关键词:GSM-R;性能;提升;优化铁路专用数字移动通信系统(Global System of Mobile Communication for Railways,GSM-R),同GSM系统在工作原理方面相同,但是专门用于铁路通信环境。

正因为这种特殊的应用环境,才导致了GSM-R网络出现诸多与GSM 不同的网络工作特性,而由于肩负着铁路通信职责,其安全和稳定性也随之受到关注。

1GSM-R无线通信网络特征想要有效提升GSM-R网络的性能,首先需要对其内在特征有深入的了解。

GSM-R无线通信网络从技术层面上并无过多特殊之处,直接采用了GSM等相关协议进行工作,其主要的特征源于其应用环境。

同GSM网络所面对的服务区域不同,GSM-R网络所面对的铁路服务区,从覆盖特征上呈现出链状,即其只覆盖铁路沿线相对较窄的地域。

其次,GSM-R系统覆盖地理跨度大,是其又一个地理性特征,然而这一特征直接带来了区域流量方面的特质。

虽然GSM系统也存在较大地理跨度上数据的传输,但是GSM的数据传输通常是由很大比重的当地数据,和一定的话务潮汐共同构成;而GSM-R网络中的数据传输请求,基本全部是非当地数据。

虽然铁路通信系统的数据请求在很多时候也需要列车同当地的控制台联系,但是鉴于列车行驶的速度以及GSM-R系统本身在区域划分方面的特征,这种传输请求在地理跨度上还是要大于GSM系统中的本地数据请求。

以北京铁路局专用数据网为例,其在河北范围内的数据子网划分为三个,即北京数据网、天津数据网以及河北数据网,并且在各列车站点设定汇聚层节点,这从一个层面反映出GSM-R系统的区域跨度。

从技术层面上,GSM-R系统使用的频带与CDMA频带以及GSM频带紧邻,这种对频带的占用状况,使得GSM-R网络很容易受到其他网络的干扰。

GPRS数据时延分析及优化方案

GPRS数据时延分析及优化方案

1 GR P S应 用特 点 及 时延 要 求
如表 所示。
区 重选 ,并 使 得 移动 台接 收 信 号 质 量 不 断 变 化 。以 2 0k h运 行 的 列 车 0 m/
与其 公 网应 用 相 比所 具 有 的 特点 ,使
得 这 两 个 网 络 中 GPRS在 业 务 功 能 、
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Ⅷ 学术视角
J ew
G S数 据 R P 时延 分 析 及 优 化 方 案
宋 甲英 : 北 京 交 通 大 学 轨 道 交通 控 制 与安 全 国 家重 点 实验 室 , 硕 士研 究生 ,北 京 ,1 0 4 04 0
控制单元 ( BSC/ ) PCU 、Gb接 口、
( ) 路 GS R网 络 小 区 密度 。 2 铁 M~ 铁 路 通 信业 务 负载 的不 断 增 加 使 得 微
直接 影响 G E 分组 数据 时延 。 据 G E PS 根 PS
网络 仿 真 和 实 际 测 试 结 果 , 影 响 G E 对 PS 分组 数据 时延 关 键 参 数 提 出合 理 的 优 化
路通 信频率 资源严 重受 限 、通 信业务 量大且 多业务 等级 的 问题 。在
G M— S R网 络 中 ,G RS 用 分 为 列车 运 行 相 关数 据 传 输 和 列 车 服 务 相 P 应
2 GR P S数 据 时 延 分 布 及 其 关 GP S在 GS R 网 络 中的 应 用 R M— 为 例 ,G M — 小 区半 径 一 般 在 3k S R m 键 影 响 因素
左 右 ,列 车 穿 行 一 个 小 区 的 时 间约 为 15mi , 过 程 中的 数据 传 输 必 然 会 . n此 受 到 小 区 重选 和 移 动 信 号 质 量 不 断 变 化 的 困 扰 , 从 而对 时 延 指 标 提 出 挑

GSM-R网络中GPRS的优化

GSM-R网络中GPRS的优化

G R P S网 络 , 括 GP 包 RS业 务 支 持 节 点 ( GS 、 S N)
G R P S业 务 网 关 节 点 ( GGS 、 组 控 制 单 元 N) 分
( c 等 实 体 ,同 时通 过 G R P U) P S骨 干 网 实 现 各 实 体 之 间 的 连 接 。 G RS可 向 用 户 提 供 9 bs~ P k/
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20 0 6年 5月 第4 2卷 第5 期
铁 道 通 信 信 号
RAI AY I IW SGNAII NG & COM M U NI I CATI ON
M a .2 06 y 0
Vo . 2 NO 5 14 .
G M R 网 络 中 GP 的 优 化 S . S R
2个上 行 信 道 ,所 以 动 态 P CH 和 固定 P C 最 D D H
关键 词 :通 用分 组 无线业 务 , 网络 优化
Ab t a t Op i z to fGPRS i M — n t r s i v s i a e n i c s e . Ta e r — sr c : tmi a in o n GS R e wo k wa n e t t d a d d s 组 重传 比率 和传输 时延 ,使 数据 传输 速率 达 到
最佳 。在 优 化过程 中 ,应 以 GS R 的语 音 服务 为 M—
主 ,尽量 提 高 GP S的服 务质量 。 R 由于 GS R GP S网络 专 门针 对 铁 路 业 务 , M— / R
时 隙能 力和 网 络 的业 务 模 型来 配 置 。GS R 以话 M- 音业 务 为主 ,GP S数据 业 务不 占主导 地位 。 目前 R 移 动 台的 GP RS多 时 隙级别最 多 占 4个 下行信道 或

基于GSM-R的GPRS无线网优化浅析

基于GSM-R的GPRS无线网优化浅析

ee8a Ir nda3 lz s o s al0 o e n l v e c n tr r blms dopi z inmeh d Th o gha u t a a) tr a t a t at mi o t 0 r u dis i p r ri esa a n ̄tc nia 1a u c . na - e ndtki e h c l c s r s wema e n k Oi a. b tR iwa ' GPRSn t r nteb s c di o no de oi tu t te a i y ’ RSopi z t . n i Ti e a l v a ewo ki h e t on t ni r rt nsr c o h rr l i wa s GP t mia i on Ke r _ y Wo d :GPRS; a a tr ’  ̄i z to ;GSM- oith - b t jwa P r mee s Or mia i n t R: n  ̄ai Ti e l v Ra
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G - SM R

l 疆 优 方 . 且 过 整 数 采 技 手 . 青 线 Ps 络 到 佳 行 态 黜 蜀 _ 化 法 并 通 调 参 和 取 术 段 使 藏 。R网 迭 最 遥 状 . 曩 和
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目 前 基 于 G M—R的 G R S P S网 络 已

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dea s e pli d.A tl s he i fue e o S un rdif r nts a e i l y i l y i x ane a tt n l nc f M de f e e t t s on tme dea n GPRS s s y—
GGS N触发 的 实 现 方 案 的 性 能 要 优 于 基 于 S N GS 触 发 的实现 方案 ,更 能满足 GS R 网络应 用 。 M—
交 通 大 学现 代 通 信研 究 所 . 2 林 勇 , 承 耀 . 国 移 动 实 现 电信 工 程 技 术 与 标 准 化 ,0 2 () 4 ~ 4 . 2 0 , 1 :3 5 3 黄 俊 飞 , 建 新 . 种 基 于 G S 触 发 的 GP S智 能 网 廖 一 GN R
P DP上下 文 创建 后 ,GG N 一 旦选 定 就 不再 变换 , S g rS F与 g mS F之 间 的控 制关 系也 就 不会 发 生 psS s C
待于进 一步 的研 究与确 定 。GP S与 智 能 网的结 合 R
会 给 G M— 网络 中的数据 业 务 的 实现 带 来很 多 的 S R
发 的方 案相 比较有 着很 多 的优势 ,但 它是 一种新 的
GP S智 能网 的 实现 方 案 , 目前 还不 是特 别 成 熟 , R
间加 长 ,使 得 GP RS铁 路 应 用 中 最 为 敏 感 的 时 延
问题 进一 步恶化 ,导致列 车各 种调 度信 息 的传输不
及时 ,影 响行 车 的 安 全 。而 G N 触 发 的实 现 方 GS
G R ( 用 分组 无 线业 务 )是 基 于 GS 系 P S 通 M 统 的无 线 分 组 交 换 技 术 。在 GP S系统 中 ,用 户 R
C一 S1和 C 一 S 2编码 方式 ,并 可 以在一 段 时 间 内绑 定
多个信 道 为 同 1个 用 户 服 务 ,或 者 多 个 用 户 共 享 1 信道 ,有 效利用 了无 线信 道资 源 。 个 我 国铁路 由于对通 信业 务需求 量大 、频 率 资源 紧 张 ,因此在 GS R 中引进 了 G R M— P S技 术 ,下 面
便利 ,但 在 GS R网络 应用 中 ,安 全 是 首位 ,而 M— 数 据业务 的实 时性 和可 靠性 是保 证安 全 的最 重要 的
因素 ,因此下 一步需 要更 深入 地研 究这 种方 案对 数 据传 输时 延 的影 响 , 以保 证 在 获 得 极 大 便 利 的 同 时 ,不 会使 安全 性大 打折 扣 。
很多 细节 还需 要进 一步研 究 和验证 。特别 是 目前所
定义 的 g rS F对 这 种 触 发 方 案 的 支 持 能 力 还 有 psS
案 则不 必 考 虑 S S 内 部 和 S N 之 间 路 由 区域 GN GS 更新 的 情 况 , 因 为 在 一 次 分 组 数 据 通 信 过 程 中 ,
A b ta t: The c m p e to PRS i e dea n G SM — s s e i na y e nd e c a to i e sr c o on n fG tm l y i R y t m sa l z d a a h p r ftm
杨 智辉 丁 亮 朱 刚 一
摘要 :分析 G M— 系统 中 GP S时延 的组成 ,对 各部分 进行 分析 ,尤其对 移动 台所处 的 不 同状 S R R
态 对 时 延 的 影 响 给 出 了测 试 数 据 。
关 键 词 :铁 路 综 合 数 字 移 动 通 信 系统 , 通 用 分 组 无 线 业 务 , 时 延
t m s s r s e nd t e t s a a i r v d d e i t e s d a h e td t s p o i e .
Ke r s: GSM — ,Ge r lPa ke d o Se v c ( y wo d R ne a c tRa i r ie GPRS),Ti l y me de a
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20 年 6 07 月 第4 3卷 第 6期
铁 道 通 信 信 号
RAI AY I LW S GNALL NG & C0M M UNI I CAT1 0N
J n. 0 7 u e2 0
V oI43 N O . .6
GS N系统 中 GP S时延 分 析 M— N
针对 GP RS的时延 问题进 行分 析 。
可以 “ 远在 线” 永 ,不 需 要 等 待 拨 号 过 程 ;采 用
北京 交通大学现代通信研究所 104 北京 004 * 士研究生 * 教授 硕 * 收稿 日 :2 0—21 期 0 61—
件 的复 杂度进 一步 增加 ,而且会让 数 据传输 中断时
参 考 文 献 1 北 京 交 通 大 学 智 能 网 功 能 需 求 说 明 书 ( 5号 ) Z .北 京 2 (3
变更 。 即使 在数 据通 信过 程 中 MS的移动 可能 导致 所 服 务 的 S N 发 生 改 变 ,但 始 终 通 过 原 来 的 GS GGS N实现 与 外 部 数 据 网 络 的 通 信 ,有 效 地 避 免
基 于 S N 触发 方案 中存在 的问题 ,降低 g rS F GS psS
与 g mS F的软 件 复 杂 度 ,最 大 限度 地 减 小 了 由 s C
于引 入智 能 网带来 的数 据传输 额外 的时 延 。 综 合 建设 维 护 成 本 费 用 、 系统 的 复 杂 度 和 对 GP S数 据 传 输 时 延 等 各 方 面 因 素 来 考 虑 ,基 于 R
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