（通信与信息系统专业论文）gsmr移动终端测试方法和测试系统的研究.pdf

中文摘要 中文摘要 摘要：随着铁道部确定将g s m r 系统作为中国铁路无线通信平台，研究以 g s m r 为平台建立综合无线通信系统，为g s m r 网络各种作业提供无线通信手段 和设备已迫在眉睫，急需完成对g s m r 移动终端设备的测试方案的研究和制定。 g s m r 移动终端测试的研究现状主要存在以下几个特点：( 1 ) g s m r 移动终 端测试方法的研究还处于初级阶段，现在缺乏一套成型的g s m r 整体测试流程， 随着g s m r 技术在铁路列控、列调上的应用越来越广泛，有必要对g s m r 移动终 端测试内容，测试方法，具体的测试实施进行研究和实验，为以后的g s m r 移动 终端测试工作提出一些依据；( 2 ) 由于铁路通信的特殊性，g s m r 移动终端设备 会在很多特殊环境下使用( 高速、高寒等) ，而移动终端在各个环境性能好坏不能 开始就拿去现场测试，因此对于各个环境的模拟，以及在模拟环境中对g s m r 移 动终端的测试方法需要研究；( 3 ) g s m r 移动终端测试还处于手动操作阶段，而 对被测移动终端的操作和对操作消息的判断都是人来进行的，整个测试过程十分 消耗时间，而且很容易出错，因此，如何将g s m r 移动终端测试在一定条件下最 优化、集成化，提高测试可靠性和效率，减少测试时间也是一个急需解决的问题。 论文根据作者在轨道交通控制与安全国家重点实验室内进行的大量g s m r 移 动终端的测试工作和g s m r 相关项目的研究和经历，在分析了g s m r 移动终端测 试的实际需求的基础上，深入研究了g s m r 移动终端测试的功能测试方法和性能 测试方法，并比较了各种方法的好坏。 论文分析高速条件对g s m r 移动终端功能和性能的影响，提出并比较多种模 拟高速条件的方法，利用信道机来模拟高速条件并在此条件下进行g s m r 移动终 端测试；研究g s m r 系统中的干扰情况，提出多种对干扰的模拟方法，并应用辐 射法模拟存在干扰情况下g s m r 移动终端测试，根据测试结果分析并总结在干扰 情况下对g s m r 移动终端的影响。 论文提出了g s m r 移动终端测试系统的概念。g s m r 移动终端测试系统是一 个通过计算机网络来测试g s m r 移动终端的自动测试系统和测试方法，该系统的 开发缩短了测试时间，并大大地提高了测试可靠性。论文中设计了系统的各个子 系统的功能和工作流程，并利用系统框图法和故障树法详细地分析了系统实现的 可靠性方案。 论文中使用图5 1 幅，表1 0 张，引用参考文献5 8 篇。 关键词：g s m r ；移动终端测试；测试系统；可靠性；信道模拟； 分类号：t n 9 2 9 5 2 ；u 2 8 5 2 1 v a b s t r a c t a b s t r a c t a b s t r a c t ：a sm o r ( m i n i s t r a t i o no fr a i l w a y ) h a sd e c i d e dt ou s eg s m r n e t w o r ka st h ep l a t f o r mo fc h i n e s er a i l w a yt e l e c o m m u n i c a t i o n , t h er e s e a r c ho nt h e w i r e l e s st e l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e mb a s e do ng s m ra n dt h es u p p l yo fg s m r t e c h n o l o g ya n de q u i p m e n tf o rn e t w o r ka r ei m p e n d i n g , w h i l et h et e s t i n gm e t h o d sa n d t e s t i n gc a s e so fg s m - rm o b i l et e r m i n a ls h o u l db er e s e a r c h e da ss o o na sp o s s i b l e a tp r e s e n t , t h er e s e a r c ho nt h eg s m rm o b i l et e r m i n a lt e s th a ss e v e r a lp o i n t sa s f o l l o w s ( 1 ) t h er e s e a r c ho ng s m rm o b i l et e r m i n a lt e s tw h i c hi sc u r r e n t l yp r e m a t u r e a n dl a c k sa ni n t e g r a t e dg s m - rm o b i l et e s tf l o w w i t ht h ew i d e l ya p p l i c a t i o no fg s m r t e c h n o l o g yt ot r a i nc o n t r o la n dt r a i nd i s p a t c h , i ti sq u i t en e c e s s a r yt or e s e a r c ha n d e x p e r i m e n to nt h es p e c i f i ca p p r o a c h e so fg s m - rm o b i l et e r m i n a li no r d e rt op r o v i d e $ o m er e f e r e n c ef o rf u r t h e rr e s e a r c h ( 2 ) d u et o t h e p a r t i c u l a r i t yo fr a i l w a y c o m m u n i c a t i o n , g s m - rm o b i l et e r m i n a li su s e do ns p e c i f i co c c a s i o n ss u c ha s h i g h - s p e e da n dl o w - t e m p e r a t u r ee t c ，a n di t i sn o tp o s s i b l et ot e s tg s m - rm o b i l e t e r m i n a li na l lk i n d so fe n v i r o n m e n t sa tt h eb e g i n n i n g a sar e s u l t ，t h es i m u l a t i o n so f d i f f e r e n te n v i r o n m e n t sa sw e l la st h ea p p r o a c h e so fg s m rm o b i l et e r m i n a lt e s ti n t h e mn e e dt ob es t u d i c di nd e t a i l ( 3 ) 耽et e s to fg s m - rm o b i l et e r m i n a li se x e c u t e db y m a n u a lo p e r a t i o n i na d d i t i o n , t h eo p e r a t i o no nt h et e s t e dm o b i l et e r m i n a la n dt h e j u d g m e n tf o rt h eo p e r a t i o nm e s s a g ei sm a n u a l t h ew h o l et e s t i n gp r o c e d u r ei s t i m e - c o s t i n g , a n dg o e sw r o n ge a s i l y c o n s e q u e n t l y , h o wt oo p t i m i z ea n di n t e g r a t e g s m - rm o b i l et e r m i n a lt e s ti nc e r t a i nc o n d i t i o ni no r d e rt oi m p r o v et h er e l i a b i l i t ya n d e f f i c i e n c yo ft e s ta n dt or e d u c et h et e s t i n gt i m ei sap r o b l e mw h i c hi su r g e n tt ob e s o l v e d t h et h e s i sa n a l y z e st h ea c t u a lr e q u i r e m e n to fg s m - rm o b i l et e r m i n a lt e s tb a s e d o nt h ep r o j e c te x p e r i e n c e so ft h eg s m rm o b i l et e r m i n a lt e s t sa n do t h e rg s m - r r e l a t e dj o b si ns t a t ek e y l a b o r a t o r yo fr a i lt r a f f i cc o n t r o la n ds a f e t y t h ea u t h o rh a s r e s e a r c h e dd e e p l yo nt h em e t h o d so fg s m rm o b i l et e r m i n a lf u n c t i o n a lt e s t sa n d p e r f o r m a n c e t e s t s 1 1 l ct h e s i sa n a l y z e st h ei n f l u e n c ef r o mt h e1 1 i g h - s p e e dc o n d i t i o nt ot h ef u n c t i o na n d p e r f o r m a n c eo f t h eg s m rm o b i l et e r m i n a l ，b r i n g so u ts o m em e t h o d so fs i m u l a t i n gt h e 1 l i g h s p e e dc o n d i t i o n , s i m u l a t e st h eg s m re n v i r o n m e n t so fl l i g h - s p e e dm o v i n ga n d e x e c u t e st h em o b i l et e r m i n a lt e s t su n d e rt h ec o n d i t i o n ；n 坞t h e s i sr e s e a r c h e dt h e i n t e r f e r e n c e i ng s m - rs y s t e m ，b r i n g so u t m a n y m e t h o d so f s i m u l a t i n g v 1 l 北京交通犬学硕士学位论文 i n t e r f e r e n c e ，e x e c u t e st h et e s t sb ys i m u l a t i n gt h ei n t e r f e r e n c eb yr a d i a t i o nm e t h o d ，a n d a n a l y z e st h ei n f l u e n c et ot h eg s m rm o b i l et e r m i n a lf r o mt h ee x p e r i m e n tr e s u l t s t h et h e s i sh a sb r o u g h to u tag s m rm o b i l et e r m i n a lt e s ts y s t e m t h i ss y s t e mi sa l l a u t o m o b i l et e s t i n gm e t h o da n ds y s t e mt oe x e c u t et h eg s m rm o b i l et e r m i n a lt e s t s t h r o u g ht h ec o n t r o la n do p e r a t i o nf r o mat e s t i n gc o m p u t e r t h i st e s t i n gs y s t e mh a sc u t t h et e s t i n gt i m ea n di m p r o v e dt h et e s t i n gr e l i a b i l i t yg r e a t l y t h et h e s i sd e s i g n e dt h e f u n c t i o n sa n d o bf l o w so fd i f f e r e n ts u b s y s t e m sa n da n a l y z e st h er e l i a b i l i t ym e t h o d so f t h es y s t e mr e a l i z a t i o nb yt h em e t h o d so fs y s t e mb l o c k sa n df a u l t t r e e t h et h e s i su s e s51f i g u r e s 10t a b l e sa n d5 8r e f e r e n c e s k e y w o r d s ：g s m r ；m o b i l et e r m i n a lt e s t ；t e s ts y t e m ；r e l i a b i l i t y ；c h a n n e ls i m u l a t i o n c l a s s n o ：t n 9 2 9 5 2 ；u 2 8 5 2 1 v 1 1 l 图 图 图1 1g s m - r 移动终端测试基本网络结构图7 图2 1 测量各基本要素之间的关系9 图2 2 测量的过程1o 图3 1g s m - r 移动终端无线接入测试仪l8 图3 2g s m - r 移动终端直连接入测试仪18 图3 3g s m - r 移动终端耦合接入测试仪1 9 图3 4 发射功率的测试2 0 图3 5 突发- 脉冲测试图2 2 图3 6 发射频湖0 试图2 3 图3 7 频障s 吴差的测试2 4 图3 8 相位噶勘4 试图2 5 图3 9 接收等级和接收质量测试图2 7 图3 1 0 车载通信单元接入测试仪2 9 图3 1 1 智能网配置错误一( 主叫与被叫没有对应关系) 。3 2 图3 1 2 图3 1 1 的信令流程3 2 图3 1 3 智能网配置错误二( 禁l 蜩户之间通话) 3 2 图3 1 4 图3 1 3 的信令流程3 3 图3 1 5 电路域呼叫失败信令图3 3 图3 1 6 分组域呼叫失败( 用户设置错误) 信令_ 。3 4 图3 1 7 分组域呼叫失败( 用户设置错误) 信令二3 4 图3 1 8 分组域呼叫失败( 鉴全失败) 信令3 5 图3 1 9 网络设置导致呼叫失败3 5 图3 2 0 网络设置导致呼叫失败信令一3 6 图3 2 1 网络设置导致呼叫失败信令= 3 6 图3 2 2 用户非法导致附着失败信令。3 6 图3 2 3h l r 中无用户数据导致附着失败信令3 7 图3 2 4 模拟高速情况对g s m - r 移动终端测试一3 8 图3 2 5 模拟高速情况对g s m - r 移动终端测试二3 9 图3 2 6 信道机模拟高速信道示意图4 0 图3 2 7 信道机参数设置4 0 北京交通大学硕士学位论文 图3 2 8 输入信号的频谱4 1 图3 2 9 输出信号的频谱4 l 图3 3 0 测量报告4 2 图3 3 1 传导法模拟干扰。4 3 图3 3 2 静电枪模拟干扰4 3 图3 3 3 辐射场模拟干扰一4 4 图3 3 4 辐射场膜拟干扰二4 4 图3 3 5 辐射场模拟干扰三4 5 图3 3 6 干扰情况下的g s m - r 移动终端测试模拟图4 6 图4 1g s m - r 移动终端测试系统框图5 4 图4 2g s m r 移动终端测试系统流程图。5 6 图4 3g s m - r 移动终端性能测试流程图5 7 图4 4g s m - r 移动终端功能能测试流程图5 8 图4 5 测试计算机里的自动测试程序流程图5 9 图4 6 可靠性设计流程6 2 图4 7g s m - r 移动终端测试系统功能模型6 3 图4 8g s m - r 移动终端测试系统的可靠性模型6 3 图4 9 接入子系统的可靠性框图6 7 图4 1 0g s m - r 移动终端测试系统的故障树模型6 8 图4 1 l 模拟基站子系统的子故障树模型6 8 图4 1 2 模拟基站子系统的子故障树简化模型6 9 表 表 表1 1g s m - - r 与g s m 移动终端性能测试的区别4 表3 1r a 传播模型信道参数3 9 表3 2 同频干扰对g 酬_ r 移动终端测试的影响4 6 表3 3 存在邻频干扰目主信号电平较大时对测试结果的影响4 8 表3 4 存在邻频干扰且主信号电平较小时对测试结果的影响5 0 表4 1g s 妒r 移动终端测试系统的消息对应查找表5 9 表4 2g s 卅r 移动终端系统各子系统各因素的评分值表6 5 表4 3 分系统的可靠性指标表6 6 表4 4 接入子系统系统的可靠性参数表6 7 表4 5 基本事件表6 9 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：2 棚年6 月1 1 日 签字日期：乡伊卷年6 月( 日 独创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他入已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：z 廊年6 月1 1 日 致谢 本论文的工作是在我的导师钟章队教授的悉心指导下完成的，在这两年中， 钟章队教授一直悉心指导我的科研和学习，关心我的生活，钟老师的丰富的理论 知识、严谨的学术态度、高深的科研能力使我受益匪浅，钟老师以身作则的敬业 精神和宽以待人的生活态度让我受益终生，为我以后工作和为人处事指明方向。 钟章队教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作和论文研究工作中，张小滓副教授给予对我无微不至的关心和 帮助；在论文撰写期间，朱刚教授给我提出了许多宝贵的建议，在此向他们表示 我诚挚的感谢。 李旭老师、丁建文老师在对我论文的的研究工作给予了热情帮助，在此向他 们表达我的感激之情。 李雪、刘克清、章鹏等师弟师妹在实验室实验环境的搭建上给予我了我很大 的帮助，在此向他们表示感谢。 在我攻读硕士学位期间，g s m r 实验室的每位老师都给我了很多帮助和指导， 感谢蒋文怡老师、武贵君老师在青藏线、大秦线出差期间对我的帮助，感谢杨焱 老师在互联互通测试和移动终端测试项目中对我的指导，感谢金晓军老师对我实 验室工作的关心和照顾，感谢吴吴老师对我提出问题时孜孜不倦的回答，实验室 内各位老师、各位同学、各位师兄师姐师弟师妹对于我在科研和工作中的帮助让 我度过了一个充实而快乐的研究生时代。 另外也感谢我的爸爸妈妈，他们的支持和鼓励是我能够在学校专心完成学业 重大支柱。 引言 1 引言 g s m r ( g s mf o rr a i l w a y ) 系统是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共蜂 窝通信系统g s m 平台上的、为满足铁路应用而专门开发的数字式的无线通信系统， 针对铁路通信列车控制、列车调度、支持列车的高速行驶等特点，为铁路运营提 供定制的附加功能的一种高效、经济的综合无线通信系统f l 】。g s m r 在g s m 蜂窝 系统的基础上增加了调度功能和适合高速环境下使用的要素。从集群通信的角度 来看，g s m r 是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、养护 维修组通信、应急通信等语音通信功能。g s m r 能满足列车运行速度为0 5 0 0 k i n 小时的无线通信要求，具有安全性好、可靠性高等优点。g s m r 可作为信号及列 控消息的良好传输平台，e t c s 欧洲列车控制系统和另一种用于1 6 0 公里以下的低 成本的列车控制系统，都是将g s m - r 作为传输平台。 随着中国铁路g s m r 网络的建设，对即将在网络中使用的移动终端的测试有 利于g s m r 更好地服务于中国铁路，有利于设备供货市场形成良好竞争局面，保 护工程投资，降低风险；有利于形成全程全网的解决方案，按照目标网进行网络 规划和建设，最大限度发挥总体效益；有利于网络长远发展，对g s m r 技术在中 国推广起到积极的推动作用【2 】。 g s m r 终端设备在整个铁路专用通信系统中起着重要作用，其功能、性能直 接影响铁路通信的服务质量，这就对检验g s m r 移动终端的测试方法和方案提出 了更高的要求。 1 1g s m r 移动终端测试的意义 国民经济正在迅猛发展，通信产业和技术也在不断进步，铁路系统不断提高运 行速度，新建的高速铁路列车速度将达n 3 0 0 3 5 0k m h ，这对铁路通信保障系统提 出了非常严峻的挑战。g s m 终端设计的最大移动速度只能达至1 1 2 5 0k m 1 1 ，不能充 分满足这一要求。为了迎合未来铁路通信的发展趋势，e m e n e ( 欧洲铁路无线通信 增强集成网) 规范中对于g s m - r 的性能要求是要能够保障5 0 0k mm 速度下的话音 质量和e t c s 关于数据业务的q o s 指标。这也就是说铁路通信中对实时性、安全性 和可靠性具有更高的要求。g s m r 终端设备在整个铁路专用通信系统中起着重要 作用，其功能、性能直接影响铁路通信的服务质量，这就对检验g s m r 移动终端 的测试方法和方案提出了更高的要求。 e i r e n e 系统【3 1 以及e t s i 规范1 4 都对移动终端的功能及性能进行了严格的规 1 北京交通火学硕二e 学位论文 定。我国铁路也对g s m r 移动终端提出了严格要求，如移动台的最小接入电平、 移动台界面显示等方面都有别于e i r e n e 。因此，如何检验g s m r 移动终端是否符 合相应规范的要求，这就涉及到对g s m r 移动终端的测试及评价。这对于g s m 。r 移动终端入网检测以及铁路生产中的运营维护都有着重要的意义。 随着胶济线、青藏线、大秦线g s m r 网络的运行，铁道部已确定将g s m r 系 统作为中国铁路无线通信平台，因此研究以g s m r 为平台建立综合无线通信系统， 为g s m r 网络各种作业提供无线通信手段和设备已迫在眉睫，急需完成对设备的 测试方案的研究和制定。 1 2g s m r 移动终端测试现状研究 g s m ( 全球移动通信系统) 是由欧盟国家联合研制的一种数字蜂窝移动通信 体制。g s m 体制由于具有频谱利用率高、话音质量好、抗干扰能力强、保密性强、 系统用户容量大、能提供多种业务等技术优势，我国自1 9 9 4 年开始大规模采用g s m 技术建设数字移动通信网，并得到高速发展，n 2 0 0 z 年年底我国移动通信g s m 手 机用户总数已超过2 亿。g s m 手机用户的每一次呼叫必须由g s m 系统分配在指定 的载波、时隙上通信，因此在g s m 系统内终端的技术指标好坏会直接影响通信质 量和网络效率。目前我 g s m 手机进网测试执行的标准剁5 】基于欧洲电信标准化 委员会( e t s i ) 的g s m l l 1 0 的1 2 1 4 章【4 1 ，主要规定了g s m 9 0 0 m h z 移动台无线收 发信机的射频、音频指标的定义、要求及测试方法。该标准除用于手机入网测试 外，还广泛用于仲裁测试、性能测试以及手机厂家、运营单位和维修部门对手机 进行的测试。 中国泰尔实验室给出了g s m 数字移动电话机进网检验实施细则【6 】，文章指出 g s m 蜂窝移动电话的入网监测应该包括：外观包装、基本功能、射频指标、环境 适应性试验、电磁兼容、音频性能、电池性能、充电器安全性和寿命试验，细则 将上述的测试项目按重要性分为三类：关键项、重要项和一般项，并给出判别移 动终端是否合格的原则，此外细则还规定了样品的抽样要求。 目前在g s m 移动终端方面研究的测试对象主要是手机【丌，对g s m 手机在测试 中出现的功能和性能方面的问题进行举例和分析，通过分析原因，可以进一步的 研究和解决问题。有的文章则【8 】对9 0 0 m h z g s m 手机的主要技术指标和测试方法作 详细探讨。 g s m 测试基本上可以分为2 种。一种是手机认证测试，保证手机完全符合e t s i 的各种规定；另一种是为了满足开发、生产的特殊需要而进行的较为简要的测试。 前者通常以一个蜂窝系统仿真器为中心，这种可以测试gs m 工作频段的认证测试 2 引言 系统称为终端测试仪，目前也有对现有的移动终端测试仪的选择和使用的研究。 所有的测试指标必须满足e t s 3 0 0 6 0 7 1 和g s m l l 1 0 ，完整的测试项目共有1 9 0 多项。在手机认证测试中，由手机设计生产厂家给出产品的各类描述性文挡提交 认证机构指定的测试公司，确认后预定测试时间，当相应测试通过后测试公司将 测试报告提交认证机构协助厂家获得f t a 证书，可见这个过程的艰辛。相对于认证 测试开发，生产测试简化了许多。因为不再使用昂贵的g s m 系统仿真器，信令、 链接管理、补充业务等也不能测试，只需集中精力在发送、接收和音频的测试。 对于具体的测试方法，文章【9 】【l o 】f 1 1 1 9 都介绍了利用对虚拟仪器编程以控制综 合测试仪c m u ( 用于模拟基站) 以便测量g s m 双频手机各信道的参数( 包括发射功 率、相位、频率、开关谱、调制、接收灵敏度、误码率等) ；同时可将测量结果与 标准值进行比较得出综合测量结果，并将测试结果写入文件导出，以方便技术人 员或生产厂商查找原因，具有一定商业应用价值该系统具有较强的模块性和可持 续扩展性。 国际上很多标准规定了了测试g s m 移动终端过程1 2 】【1 3 1 ，标准【1 4 1 ，原则【1 5 】和 建议【1 6 1 ，以及移动终端要接入网络的要求【1 7 1 。 t y p ea p p r o v a lo fg s mm o b i l es t a t i o n s ) ) ( 1 s l 介绍了移动台的组成元素，并给出 了分层的模型，介绍了r f 特性的测试方法，对发射器和接收器的测试，对各个层 次的信号功能的测试方法和用户信息( 语音和数据) 传输的测试方法，它提出了 用系统仿真器【1 9 】来实现去r f 特性的测试的观点。 m e t h o d o l o g i e sf o rr e d u c i n gm o b i l ep h o n et e s tt i m e ) ) 2 0 1 中提出了减少移动台 测试时间的方法，作者提出现在在移动台测试中最消耗测试时间的部分是测试仪 器自己的开机预热和自我检测等常规工作，还有把移动台送往不同的测试场所。 还有测试移动台和基站仿真器之间并进行模拟呼叫是占了测试时间的主要部分， 因为有多个信号要在移动台和基站之间发射和接收，这样就导致测试时间的加倍。 所以，如果移动台的基站连接功能如果在高层协议不执行的情况下进行测试，测 试时间就会被节省。 大部分的研究都集中于对移动台电磁兼容性的测试【2 1 】【2 2 】洲和发射功率，场 强和功率的测试【2 5 】f 2 6 】【2 t i t 2 8 2 9 1 和传输性能的测试 3 0 1 可见，g s m 移动终端测试现在已经有了一定的研究成果，国内也制定了相应 的测试规范和准则，但是由于g s m 移动终端大多数还应用于民用通信，其终端功 能仅限于呼叫，短消息等民用功能，这些技术已经相当成熟，因此产品的出错率 不高，对g s m 功能测试基本采用拨打测试的方法来进行而相对于功能测试，g s m 移动终端的性能要求则有很多，测试难度大，目前基本只能通过移动终端测试仪 器来进行测试，所以目前的研究仅限于对g s m 移动终端性能的测试方法和测试要 3 北京交通大学硕士学位论文 求，对其的各个性能指标进行分析并提出相应的测试理论和测试方法。 g s m r 移动终端在应用上与g s m 移动终端有很大的区别。首先，g s m r 移动 终端是应用在铁路通信上的，为了实现支持铁路通信列车控制、列车调度，支持 列车的高速行驶等特点，g s m r 移动终端的性能要求、抗干扰能力、抗衰落能力 要比g s m 移动终端高的多。因此对其性能参数的要求也 = l g s m 移动终端要高。其 次，由于铁路业务的应用，g s m r 移动终端在功能上要比一般的g s m 移动终端强 大很多，因此测试方法显然不能局限于拨打测试，应该协同智能网、交换设备对 网络的设置来进行测试；最后，由于g s m r 应用时间并不是很长，g s m r 终端测 试的实验也刚刚起步，因此g s m r 移动终端在测试时出现异常的可能性也比较大， 因此要结合信令分析仪等设备具体的分析异常原因。 下面是g s m r 移动终端测试与g s m 移动终端测试内容的区别： ( 1 ) 性能测试 g s m r 手持台使用的通信频段与g s m 网络不同，通信环境复杂，条件恶劣。 因此对手持台电气性能及音频特性、环境适应性、电池性能的要求都有别于g s m 手持终端【3 l 】【3 2 】【3 3 】。 表1 1g s m r 与g s m 移动终端性能测试的区别 测试项目g s m r 手持台测试条件g s m 手持台测试条件 电气性能及工作频段在8 8 5 - - 8 8 9 m h z ( 上g s m 9 0 0 频段为8 9 卜9 15 m h z 音频特性测行频率) ，9 3 0 - - - 9 3 4 m h z ( 下行频率)( 上行频率) ，9 3 5 - - 9 6 0 m h z ( 下行 试对应的绝对射频信道号为1 0 0 卜频率) 对应的绝对射频信道号为l 一 1 0 1 9 ；a r f c n低端范围为1 2 4 ；a r f c n 低端范围为1 5 ； 1 0 0 0 , - , 1 0 0 5 ；a r f c n 中间范围为a r f c n 中间范围为6 0 6 5 ；a r f c n 1 0 0 6 - - 1 0 1 3 ；a r f c n 高端范围为高端范围为1 2 0 1 2 4 。g s m l 8 0 0 频 1 0 1 4 - 1 0 1 9 。段为1 7 1 卜1 7 8 5 m h z ( 上行频率) ， 1 8 0 5 1 8 8 0 m h z ( 下行频率) 对应的 绝对射频信道号为5 1 3 8 8 4 ： a r f c n 低端范围为5 1 3 5 2 3 ： a r f c n 中间范围为6 9 0 - - - 7 1 0 ： a r f c n 高端范围为8 7 4 , - , 8 8 4 。 低温测试工作温度为2 5 。c ，持续时间 工作温度为1 0 0 c ，持续时间至 至少2 小时；低温存储温度要求为少2 小时；低温存储温度要求为 4 引言 - 4 0 0 c ，持续至少1 6 小时。 ( 1 4 0 0 3 ) o c ，持续至少1 6 小时。 高温测试工作温度要求为+ 5 5 0 c ，持续工作温度要求为+ 5 5 0 c ，持续时 时间至少6 小时；高温存储温度要间至少2 小时；高温存储温度要求为 求为+ 5 5 0 c ，持续至少1 6 小时。( + 5 5 3 ) o c ，持续至少1 6 小时。 ( 恒定) 湿热测 工作温度要求为3 0 0 c ，湿度达工作温度要求为3 0 0 c ，湿度在 试 到9 5 ，温度稳定后持续4 8 小时。9 0 9 5 ，温度稳定后持续4 8 小时。 跌落测试手持终端跌落高度为1 s i n 手持终端跌落高度为l m 。 电池测试对于通用手持台，电池的工作在2 0 6 c 士5 6 c 的温度下，以 时间按照如下方法进行试验：在 0 2 c ，a 电流放电到终止电压，放电 1 0 0 c 到+ 5 5 0 c 的环境温度下，按 时间应不低于5 小时。 照点对点呼叫2 0 、语音组呼5 、 待机7 5 的比例进行工作，一次充 满电至少可以工作1 2 小时。 对于作业手持台，电池的工作 时间按照如下方法进行试验：在 1 0 0 c 到+ 5 5 0 c 的环境温度下，按 照点对点呼叫2 0 、语音组呼 6 0 、待机2 0 的比例进行工作， 一次充满电至少可以工作1 2 小时。 ( 2 ) 功能测试 与铁路紧密相关的g s m - r 业务测试主要包括7 个大类： 点对点语音主叫业务测试，包括手持终端拨c t = 8 的号码呼叫机车综合无 线通信设备、手持终端用车次号功能号呼叫机车综合无线通信设备、手持 终端用机车号功能号呼叫机车综合无线通信设备等； 点对点语音被叫业务测试，包括车站助理值班员用车次号功能号呼叫手持 终端、调度员用车次号功能号呼叫手持终端等； 语音组呼测试，包括手持终端作为移动调度员身份发起语音组呼、手持终 端作为业务用户身份发起语音组呼、语音组呼中手持终端作为业务用户抢 占p 1 ：t 讲话等； 语音广播测试，包括手持终端发起语音广播、f a s 调度台发起语音广播， 5 北京交通人学硕二f ：学何论文 手持终端接收语音广播、发起语音广播的业务用户释放语音广播等； 铁路紧急呼叫测试，包括手持终端发起铁路紧急呼叫业务、手持终端延迟 加入铁路紧急呼叫业务、手持终端铁路紧急呼1 日q a c 确认成功等； 功能号注册注销测试，包括注册功能号一使用菜单注册功能号成功、注 册功能号一功能号非法、注销功能号一发起强制注销等； e m l p p j i 充业务，包括手持终端正在和车站助理值班员进行一个优先级为 3 的点对点通话，接受车站值班员发起的优先级为3 的2 1 0 组呼、高优先级 v g c s 抢占v b s 中的讲话者等。 目前国内对g s m r 移动终端测试的研究主要在于对g s m r 移动终端的电气性 能的测试上，而且主要局限于手持终端，对车载台、o c u 等安装在列车中的设备 的测试却缺乏研究。在测试方案上，国内普遍研究的是测试的内容，而具体的测 试方法却很少涉及。在国际上，一些测试仪器公司! t i ：i w i l t e k 公司已经生产了专门 的g s m r 移动终端测试仪，但是也仅仅是对频偏，接收灵敏度，相位偏差等进行 测试，而对功能测试只是在模拟网络中进行基本的业务测试，缺乏测试分析和一 套综合的测试方案。在手持终端的技术规范中，已经明确规定了g s m r 手持终端 应具备的功能、性能、安全性和可靠性等一些指标。既然这些指标是所有手持终 端所必须具备的，那我们希望提出一套综合的测试方案，使手持终端的测试更加 简捷化，规范化，系统化，智能化。通过人工选择改变测试环境，创造测试条件， 将手持终端的主要测试项目在测试系统中统一完成。 根据e i r e n e ( 欧洲铁路无线通信增强集成网) 系统需求v 1 3 t 3 1 、e t s i t 4 1 以及铁道 部制定的相关规范，对于g s m r 移动终端的要求主要体现在电气性能指标和业务 功能指标2 部分。 根据3 g p p0 5 0 5 协议【3 4 】中规定的移动台的工作频段，接收机，发射机的特性， g f0 1 5 3 1 9 9 69 0 0 m h zt d m a 数字蜂窝移动通信系统设备总技术规范【4 】中规 定的移动台参考灵敏度、互调特性和寄生响应抑制所应满足的要求，对手持终端 进行电气性能指标的测试。 根据e t s i 以及铁道部相应规范，业务可以分为终端业务和承载业务2 大类。其 中，终端业务，包括点对点话音的电话业务和紧急呼叫业务、短消息，以及点对 多点的语音组呼和语音广播业务；承载业务，包括同步和异步电路数据传输业务 以及g p r s 业务。 中国g s m r 手持终端测试工作于2 0 0 7 年3 月开始提上议事日程，至今已经测试 了华为、深圳桑达、上海复旦等厂家的多批移动台，中国铁路g s m r 车载移动终 端测试则在2 0 0 5 年就开始提上议程，现在已经测试了多批希电公司的o c u ( 车载 通信单元) ，上海复旦公司的8 w 通信模块等。 6 引言 测试的基本网络结构图如图1 1 所示t 图1 1g s m r 移动终端测试基本网络结构图 f i 9 1 1t h eb a s i cn e t w o r ks t r u c t u r eo f g s m rm o b i l et e r m i n a lt e s t 测试工作分两个阶段： 第一个阶段是在实验室环境下的测试，主要任务是进行功能和业务的测试， 保证各个厂家的主要移动终端能够进行实现基本的电路业务、g s m r 的业务， g p r s 的业务。目前，第一阶段测试已基本完成，在整个测试过程中，各个厂家及 时发现问题并进行相关的改进，为后期的现场测试打下了坚实的基础。 第二个阶段是现场测试。该阶段建立在第一阶段的基础上，主要工作是在全 网的真实环境中进行铁路应用解决方案的移动终端测试，以保证铁路各个应用系 统能够正确地运行在不同g s m r 设备提供商所提供的设备上。 本篇论文主要研究实验室环境下的g s m r 移动终端测试方法。 1 3 论文的研究内容与结构安排 从前几节可以看出，目前的g s m r 移动终端测试还有以下需要解决的问题和 改进的地方： ( 1 ) 目前g s m r 移动终端测试还处