游曉蘭

摘 要：GSM-R（鐵路綜合數字移動通信系統(tǒng)）以其可靠的通信傳輸質量、靈活的信息交換服務、較強的通用性以及更高的安全性、容量大等功能特點，在我省乃至全國鐵路運輸中被廣泛應用，極大地推進了鐵路通信數字化、智能化、網絡化和綜合化“四化”全面發(fā)展的進程。而合理的頻率規(guī)劃是保障GSM-R系統(tǒng)功能正常發(fā)揮的基本要求，因此，對GSM-R系統(tǒng)頻率的規(guī)劃方法進行研究，具有舉足輕重的意義。

關鍵詞：GSM-R系統(tǒng) 頻率規(guī)劃 方法 應用

中圖分類號：U285 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0012-01

GSM-R是基于公共無線通信系統(tǒng)GSM功能環(huán)境之下，結合鐵路通信安全、可靠、容量大的需求和列車調度、控制等運營特點，而開發(fā)的一款專屬于鐵路使用的數字式無線通信系統(tǒng)。它不僅能夠滿足鐵路指揮專用調配通信的要求，而且可以為處于不同地域甚至是跨越國界以及不同時速的列車，如高速列車和普通列車之間的實時通信需求提供服務。早在2000年底就已被確定為我國鐵路通信的未來發(fā)展方向。然而，GSM-R頻率資源不足問題的存在，很大程度上制約了GSM-R系統(tǒng)功能的可行性。因此，系統(tǒng)研究GSM-R系統(tǒng)頻率的規(guī)劃方法，對于滿足鐵路通信需求以及發(fā)展要求，具有重要意義。

為此，該文基于GSM-R系統(tǒng)的工作頻段、頻率分配和規(guī)劃基本原則，分別就鐵路無線網絡的單網交織冗余覆蓋網絡、同站址無線雙層網絡、交織站址無線雙層網絡的組網方式的頻率規(guī)劃方法及應用展開研究，以期能夠促進我國鐵路無線網絡的不斷完善與優(yōu)化。

1 GSM-R系統(tǒng)的工作頻段

GSM-R系統(tǒng)的工作頻段定為900MHz。其中由移動臺發(fā)送，基站接收，處于885～889MHz之間的頻率范圍屬于上行頻率區(qū)間，反之，由基站發(fā)送，移動臺接收，但處于930～934MHz之間的頻率范圍屬于下行頻率區(qū)間。雙工收發(fā)頻率與相鄰頻道的間隔分別為45MHz和200kHz。

GSM-R系統(tǒng)的頻率帶寬只有4MHz。按照等間隔頻道的配置方法，可將其劃分為21個載頻。頻道序號依次從999到1019。其中，序號為999和1019的頻道作為隔離保護，不在實際可用頻道范圍內，因此，實際的可用頻道數量僅有19個，頻道序號依次從1000到1018表示。

2 GSM-R系統(tǒng)頻率的分配和規(guī)劃原則

2.1 GSM-R系統(tǒng)頻率的分配原則

由于鐵路線路平行交錯、站點交叉穿行的地理特點，鐵路通信極易發(fā)生因信號錯亂引起的頻道相互干擾問題，致使GSM-R系統(tǒng)發(fā)揮失常，鐵路通信故障。因此，為確保GSM-R系統(tǒng)正常發(fā)揮實效，就需要按照一定的原則進行頻道分配，這不僅要考慮頻道間的相互干擾問題，同時還要關注頻道的載干比情況。

2.2 GSM-R系統(tǒng)頻率的基本規(guī)劃原則

根據鐵路網絡分片布局的地理特點，在進行頻率規(guī)劃時，應本著相同頻率的頻點處于不同的基站；同片區(qū)內BCCH與TCH之間最好保持400k以上的頻率間隔，且在未采取跳頻情況下，TCH間的頻率間隔最好也保持在400k以上；基站距離近要避免同頻相對等原則。

3 基于組網方式的GSM-R系統(tǒng)頻率規(guī)劃方法研究與應用

3.1 單網交織冗余覆蓋網絡

單網交織冗余覆蓋意指利用一層無線網絡來覆蓋鐵路沿線。然而在設計系統(tǒng)時，可以通過增加基站的密度，使得即使線路上的某個基站出現故障或無法正常運轉時，該地點可以通過其他相鄰的基站來確保場強仍處于正常狀態(tài)，使得沿線的業(yè)務應用不會因該基站無法正常運轉而中斷。

由于單層交織冗余覆蓋網絡的小區(qū)數在單層網絡基礎之上增加了一倍，則使得2×2的頻率復用模式已無法適用，復用模式需改為4×2的。因此，根據相同頻率的頻點處于不同的基站和基站距離近避免同頻的頻率規(guī)劃原則，可將GSM-R實際可用的19個頻點劃分為8組，保持每組間載頻的最大配置為2。但需注意的是，為應對特殊情況，需預留部分頻點以備對網絡進行調整。

3.2 同站址無線雙層網絡

同站址無線雙層網絡意指同一個站點內并列設置2個基站，因而，形成了鐵路沿線的2個無線網絡層。如圖1所示，基站A、B同屬于一個站點內，具有類似的覆蓋區(qū)域，因此需被安裝在同一個機房內。所以值得注意的是，由于雙層網絡各自的基站同屬于一個站址，因此要特別關注每個沿線基站機房的抗災能力。因為，如果某一地點發(fā)生火災、洪水等災害，很大可能導致同屬于該站點的2個基站都會遭到損壞，無法正常發(fā)揮通信保障功能，致使在該路段內會同時失去這2層網絡的覆蓋，通信中斷。我國青藏線、大秦線GSM-R網絡均采用此組網方式。

由于同站址無線雙層網絡是將2個基站并列設置在同一個站點，而單層交織冗余覆蓋網絡則可能會形成2個基站依次排列在一個站點，因此，同站址無線雙層網絡與單層交織冗余覆蓋網絡的頻率分配大同小異，可以在層交織冗余覆蓋網絡頻率分配基礎之上進行適當重組，只要遵循頻率規(guī)劃基本原則，且保持每組間載頻的最大配置為4即可。

3.3 交織站址無線雙層網絡

交織站址無線雙層網絡與同站址無線雙層網絡最大的不同，即是交織站址無線雙層網絡中的第二層基站恰好位于第一層前2個連續(xù)的基站之間?；綛2位于基站A1與基站A2之間。然而并不是每個基站同屬于一個機房，而是每個基站都有各自獨立的機房和天饋系統(tǒng)。這就不會發(fā)生像同站址無線雙層網絡中的，因其中一個地點發(fā)生災害，很大可能導致在該路段內會同時失去這2層網絡的覆蓋，致使通信中斷的情況?；局g相互之間不受影響。但不容忽視的是，基站服務獨立開來的同時增加了小區(qū)規(guī)劃的復雜程度以及基站站址和安裝的成本。

因此，交織站址無線雙層網絡的頻率分配既可以按照單層交織冗余覆蓋網絡的分配形式，也可以遵循同站址無線雙層網絡。

4 結語

GSM-R作為我國鐵路通信的未來發(fā)展方向，如何提高鐵路對GSM-R的合理應用水平，且保障GSM-R能夠切實發(fā)揮實際功效，就要基于GSM-R的工作頻段、頻率分配和規(guī)劃的基本原則，針對不同的組網方式，選取合理、恰當的頻率規(guī)劃方法。

參考文獻

[1] 趙品勇，吳松等.GSM-R無線網絡的頻率規(guī)劃[J].移動通信，2009（9）.

[2] 李少杰.GSM-R系統(tǒng)無線網絡頻率規(guī)劃方法的研究及應用[D].北京：北京交通大學，2008.