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        淺析高速鐵路GSM-R覆蓋與切換

        2017-05-27 07:18:49鄭偉
        中國新通信 2017年9期

        鄭偉

        【摘要】 本文介紹了高速鐵路GSM-R的覆蓋方式,分析了GSM-R越區(qū)切換的優(yōu)化方法。

        【關(guān)鍵詞】 高速鐵路 GSM-R 覆蓋方式 越區(qū)切換

        前言:近年來隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,高速鐵路的運(yùn)營,大大提升了鐵路的運(yùn)行速度。高速鐵路運(yùn)行過程中,采用專用的移動(dòng)通信GSM-R,以GSM Phanse2+為協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),承擔(dān)調(diào)度、指揮任務(wù),目的在于保證列車安全運(yùn)行。

        一、高速鐵路GSM-R覆蓋方式

        1.1單基站覆蓋

        GSM-R系統(tǒng)中,包含多種覆蓋方式,其中最為基本的即為單基站覆蓋,在鐵路沿線設(shè)置基站,安裝定向天線時(shí),與鐵路線方向相同,沿著鐵路線,形成橢圓形小區(qū),實(shí)際的使用需求應(yīng)能夠滿足無線場強(qiáng)充分覆蓋,一個(gè)GSM-R小區(qū)包含一個(gè)基站,每個(gè)基站上安裝的定向天線數(shù)量為2根,經(jīng)功率合成器,合成2根定向天線,之后與基站內(nèi)部的收發(fā)信機(jī)相連接,保證列控通信業(yè)務(wù)的順利開展[1]。

        1.2冗余覆蓋

        冗余覆蓋也是GSM-R無線覆蓋中常用的方式,分為兩種:一種為同站址冗余覆蓋。在同一站點(diǎn)上并列設(shè)置兩個(gè)基站,這兩個(gè)基站完全相同,覆蓋的地理區(qū)域也相同,形成兩個(gè)一模一樣的GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)。設(shè)置單個(gè)基站時(shí),方法相同于單基站覆蓋。對于同站址冗余覆蓋來說,互為冗余形成的兩個(gè)GSM-R無線網(wǎng)絡(luò),當(dāng)其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障導(dǎo)致通信無法進(jìn)行時(shí),移動(dòng)臺即可開展網(wǎng)絡(luò)切換操作,啟用另一個(gè)相同的網(wǎng)絡(luò),保證通話及數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_M(jìn)行[2];另一種為交織站址冗余覆蓋,在同站址冗余覆蓋方式中,容災(zāi)問題并未考慮,為了解決這一問題,組建出交織站址形式,設(shè)置冗余基站時(shí),以原有相鄰基站為基礎(chǔ),在其中間部位設(shè)置,相當(dāng)于交織的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了兩套,而且兩套相互獨(dú)立,業(yè)務(wù)可由雙層網(wǎng)絡(luò)同時(shí)分擔(dān),執(zhí)行通信時(shí),可在一層網(wǎng)絡(luò)中鎖定,避免GSM-R停止通信的問題。

        1.3頻率分配

        冗余覆蓋中,方案不同,頻率分配也存在差異。頻率分配效果良好,能提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。GSM-R網(wǎng)絡(luò)中,工作頻段為900MHz,上行頻段為885~889MHz,下行頻段為930~934MH,頻率帶寬4MHz。配置方法為間隔頻道配置時(shí),載頻共包含21個(gè)。分配頻率的過程中,應(yīng)對同頻道干擾、鄰頻道干擾等因素做出充分的考慮,載干比若為同頻道,控制信道及列控業(yè)務(wù)信道C/I應(yīng)在12dB以上,其他的C/I在9dB以上,若為鄰頻道,C/I在-6dB以上。規(guī)劃頻率時(shí),同頻頻點(diǎn)不允許存在于同基站內(nèi),在同一小區(qū)內(nèi),BCCH、TCH之間最佳的頻率間隔應(yīng)超過400MHz。以單小區(qū)雙方向?yàn)槔O(shè)計(jì)頻率覆蓋方案時(shí),相當(dāng)于同一組頻點(diǎn)被兩個(gè)同基站小區(qū)使用,如圖1。

        二、高速鐵路GSM-R越區(qū)切換優(yōu)化方法

        GSM-R網(wǎng)絡(luò)中,BTS系統(tǒng)消息發(fā)送通過SACCH信道實(shí)現(xiàn),將相鄰小區(qū)BCCH的BA列表等發(fā)送移動(dòng)臺,移動(dòng)臺以此為依據(jù),完成BCCH上接收電平的測量,同時(shí),形成測量報(bào)告,反饋至BTS處。

        單基站覆蓋中,列車運(yùn)行方向上前面鄰小區(qū)即為目標(biāo)小區(qū),可以采取預(yù)先制定目標(biāo)小區(qū)方式,移動(dòng)臺監(jiān)測時(shí),對象包含本小區(qū)上下行鏈路、目標(biāo)小區(qū)下行鏈路,根據(jù)門限值,通過比較確定切換要求是否達(dá)到。若達(dá)到,越區(qū)切換命令由BSC發(fā)出切換執(zhí)行,選擇過程被省略,簡化切換過程,縮短切換時(shí)間。在冗余覆蓋中,新建鄰小區(qū)列表中包含3個(gè)小區(qū),為有效節(jié)省存儲空間,采取預(yù)先存儲相鄰小區(qū)切換信息方式,使移動(dòng)臺預(yù)同步鄰小區(qū)過程省略。

        切換前,移動(dòng)臺預(yù)處理工作僅包含兩項(xiàng),一是測量本小區(qū)上下行鏈路,二是測量預(yù)存儲鄰小區(qū)的下行鏈路,完成后將結(jié)果反饋給BTS,若小區(qū)符合條件,方能進(jìn)入切換列表中。但需要注意,切換鄰小區(qū)列表包含的小區(qū)中,目標(biāo)小區(qū)并非一定為條件最優(yōu)的小區(qū),原因是新建列表中,兩層網(wǎng)絡(luò)中共同包含鄰小區(qū)。

        三、結(jié)論

        鐵路通信中,GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮重要的作用,高速鐵路具有更為特殊的環(huán)境。規(guī)劃GSM-R無線覆蓋方式,應(yīng)以鐵路沿線實(shí)際情況為根本,科學(xué)設(shè)立基站,采取簡化越區(qū)切換過程的方式縮短切換時(shí)間,保證GSM-R系統(tǒng)能夠正常通信,保障行車安全。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]趙留俊.鐵路交匯區(qū)域GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案研究[J].高速鐵路技術(shù),2014,(05):38-42.

        [2]高云波.基于高速鐵路的GSM-R通信無線覆蓋的可靠性分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2015,(02):113-117.

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