GPRS数据时延分析及优化方案.pdf

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1、学术视角AcademicViewGPRS数据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,北京,100044曲博: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,北京,100044李旭:北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,副教授,北京,100044钟章队:北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,教授,北京,1000440 引言GPRS是在现有GSM系统基础上发展起来的一种无线分组数据业务,在GSM-R网络中引入GPRS可以充分利用网络资源,提供多

2、种应摘要:GPRS在GSM-R网络中主要用于用的数据承载通道,发挥其在数据传输方面的明显优势,有效地解决铁传输无线车次号校核信息、监控信息、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。在调度命令、列尾信息等。在列车高速运GSM-R网络中,GPRS应用分为列车运行相关数据传输和列车服务相行状态下,车-地间的信息传输必须满关数据传输两大类。第一类主要以铁路行车调度信息为主,包括无线车足更高的安全性、可靠性、实时性的要次号校核信息和监控信息传送、调度命令、列尾信息以及编组站列检商求。由于网络中存在诸多不

3、确定因素,检信息的传送;第二类包括旅客列车的车-地信息交互、铁路公安相关直接影响GPRS分组数据时延。根据GPRS信息传送等。另外,GPRS在GSM-R网络上开展的业务,在硬件上只网络仿真和实际测试结果,对影响GPRS需增加SGSN/GGSN/PCU,即可为GSM-R网络传输很多数据信息。分组数据时延关键参数提出合理的优化但与其在公网中的应用相比,GPRS在GSM-R上的应用必须满足更高方案,可有效地减少GPRS分组数据的传的安全性、可靠性、实时性的要求,特别是必须满足更加严格的分组数输时延。据时延要求,才能

4、有效地保证铁路的安全生产。因此,近年来,越来越关键词:GPRS;GSM-R;数据时延;时延多的国内外专家学者开始从软硬件等各方面关注影响GPRS在铁路应用的关键因素,并做了大量的研究工作[1]。优化基金项目:国家自然科学基金资助项目(60332020)中国铁路CHINESERAILWAYS2007/657学术视角AcademicViewGPRS数据时延分析及优化方案宋甲英等如表1所示。区重选,并使得移动台接收信号质量1GPRS应用特点及时延要求不断变化。以200km/h运行的列车2GPRS数据时延分布及其关G

5、PRS在GSM-R网络中的应用为例,GSM-R小区半径一般在3km键影响因素与其公网应用相比所具有的特点,使左右,列车穿行一个小区的时间约为得这两个网络中GPRS在业务功能、在GPRS网络中(见图1),数据1.5min,此过程中的数据传输必然会传输时延及参数设置上存在差异。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(1)性能指标要求高。在铁路通信机(BTS)之间的接口(Um接口)、化的困扰,从而对时延指标提出挑信中,GPRS应用多数直接服务于铁BTS、Abis接口、基站控制器/分组战。

6、路生产,对各种业务的可靠性、实时控制单元(BSC/PCU)、Gb接口、(2)铁路GSM-R网络小区密度。性要求很高。信息传送的任何差错和GPRS业务支撑节点(SGSN)、Gn接铁路通信业务负载的不断增加使得微延误都可能直接成为铁路运输的安全口、GPRS网关支撑节点(GGSN)、Gi蜂窝越来越多,覆盖重叠也随之增隐患。因此,为了在铁路运输中应用接口,最终传入铁路专用Intranet。传多,这些改变导致频率干扰和小区重GPRS,必须对GPRS网络进行合理输过程中,不但要在空中接口和固定选率增加,从而导致无线链路控

7、制的配置优化,提高GPRS网络的各项网中产生传输时延,还将在移动台、(RLC)层重传率和GPRS分组数据性能指标,尤其是要保证特殊业务对BSS、网络子系统(NSS)等设备中产时延增高,进而影响铁路安全生产和性能指标的要求。生处理时延[2—3]。由于不存在网络拥塞运营。(2)移动性强。在铁路通信中,的情况,从BTS至铁路专用Intranet(3)可供使用的分组数据业务信GPRS用户多数情况下是在移动或高传输及处理时延在100ms以内,因此道(PDCH)数量少。GSM-R网络可速移动状态下完成车-地间的数据通数据

8、时延主要集中在Um接口传输时使用的频段仅为4MHz,可供使用的信,这与公网中GPRS用户多数处于延和无线资源分配的处理时延上。此PDCH信道数量少,导致数据业务接静止或低速移动状态的情况有很大差外,与上行数据传输相比,下行数据入困难,传输干扰增加,拥塞增加,别。因此,移动性是GSM-R网络中传输时处于附着状态的移动台需要进从而使数据传输速率降低,直接影GPRS应用的一大特色。行寻呼过程,所以对时延影

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