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浅析高速铁路GSM-R覆盖与切换
作者:郑伟
来源:《中国新通信》2017年第09期
【摘要】 本文介绍了高速铁路GSM-R的覆盖方式,分析了GSM-R越区切换的优化方法。
【关键词】 高速铁路 GSM-R 覆盖方式 越区切换
前言:近年来随着铁路运输的发展,高速铁路的运营,大大提升了铁路的运行速度。高速铁路运行过程中,采用专用的移动通信GSM-R,以GSM Phanse2+为协议标准,承担调度、指挥任务,目的在于保证列车安全运行。 一、高速铁路GSM-R覆盖方式 1.1单基站覆盖
GSM-R系统中,包含多种覆盖方式,其中最为基本的即为单基站覆盖,在铁路沿线设置基站,安装定向天线时,与铁路线方向相同,沿着铁路线,形成椭圆形小区,实际的使用需求应能够满足无线场强充分覆盖,一个GSM-R小区包含一个基站,每个基站上安装的定向天线数量为2根,经功率合成器,合成2根定向天线,之后与基站内部的收发信机相连接,保证列控通信业务的顺利开展[1]。 1.2冗余覆盖
冗余覆盖也是GSM-R无线覆盖中常用的方式,分为两种:一种为同站址冗余覆盖。在同一站点上并列设置两个基站,这两个基站完全相同,覆盖的地理区域也相同,形成两个一模一样的GSM-R无线网络。设置单个基站时,方法相同于单基站覆盖。对于同站址冗余覆盖来说,互为冗余形成的两个GSM-R无线网络,当其中一个网络出现故障导致通信无法进行时,移动台即可开展网络切换操作,启用另一个相同的网络,保证通话及数据传输的正常进行[2];另一种为交织站址冗余覆盖,在同站址冗余覆盖方式中,容灾问题并未考虑,为了解决这一问题,组建出交织站址形式,设置冗余基站时,以原有相邻基站为基础,在其中间部位设置,相当于交织的无线网络设计了两套,而且两套相互独立,业务可由双层网络同时分担,执行通信时,可在一层网络中锁定,避免GSM-R停止通信的问题。 1.3频率分配
冗余覆盖中,方案不同,频率分配也存在差异。频率分配效果良好,能提升网络质量。GSM-R网络中,工作频段为900MHz,上行频段为885~889MHz,下行频段为930~934MH,频率带宽4MHz。配置方法为间隔频道配置时,载频共包含21个。分配频率的过程
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中,应对同频道干扰、邻频道干扰等因素做出充分的考虑,载干比若为同频道,控制信道及列控业务信道C/I应在12dB以上,其他的C/I在9dB以上,若为邻频道,C/I在-6dB以上。规划频率时,同频频点不允许存在于同基站内,在同一小区内,BCCH、TCH之间最佳的频率间隔应超过400MHz。以单小区双方向为例,设计频率覆盖方案时,相当于同一组频点被两个同基站小区使用,如图1。
二、高速铁路GSM-R越区切换优化方法
GSM-R网络中,BTS系统消息发送通过SACCH信道实现,将相邻小区BCCH的BA列表等发送移动台,移动台以此为依据,完成BCCH上接收电平的测量,同时,形成测量报告,反馈至BTS处。
单基站覆盖中,列车运行方向上前面邻小区即为目标小区,可以采取预先制定目标小区方式,移动台监测时,对象包含本小区上下行链路、目标小区下行链路,根据门限值,通过比较确定切换要求是否达到。若达到,越区切换命令由BSC发出切换执行,选择过程被省略,简化切换过程,缩短切换时间。在冗余覆盖中,新建邻小区列表中包含3个小区,为有效节省存储空间,采取预先存储相邻小区切换信息方式,使移动台预同步邻小区过程省略。
切换前,移动台预处理工作仅包含两项,一是测量本小区上下行链路,二是测量预存储邻小区的下行链路,完成后将结果反馈给BTS,若小区符合条件,方能进入切换列表中。但需要注意,切换邻小区列表包含的小区中,目标小区并非一定为条件最优的小区,原因是新建列表中,两层网络中共同包含邻小区。
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三、结论
铁路通信中,GSM-R无线网络发挥重要的作用,高速铁路具有更为特殊的环境。规划GSM-R无线覆盖方式,应以铁路沿线实际情况为根本,科学设立基站,采取简化越区切换过程的方式缩短切换时间,保证GSM-R系统能够正常通信,保障行车安全。 参 考 文 献
[1]赵留俊.铁路交汇区域GSM-R无线网络覆盖方案研究[J].高速铁路技术,2014,(05):38-42.
[2]高云波.基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析[J].铁道标准设计,2015,(02):113-117.