GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化技術

1、III西安鐵路職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化技術摘 要 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們對于出行及通信的便捷性的需求日益提升。同時,我國高速鐵路的不斷建成開通也極大的滿足了人們對于便捷出行的需求。但是,高速鐵路在高速運行狀態(tài)下,電平快速衰落、無線環(huán)境快速改變,加之高速鐵路采用的穿透損耗較大的封閉車廂,都對GSM網(wǎng)絡的傳統(tǒng)覆蓋方式提出了挑戰(zhàn)。于是衍生出了新一代的鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM-R。GSM-R系統(tǒng)是在GSM的基礎上，針對鐵路移動通信的特點開發(fā)的一種專用無線通信系統(tǒng)，其安全性受到網(wǎng)絡結構和用戶終端移動性本身的制約，存在很多問題，包括頻率優(yōu)化，干擾排查，多普勒效應等內(nèi)容。通

2、過分析GSM-R網(wǎng)絡的體系結構特點，討論了GSM-R系統(tǒng)中存在的網(wǎng)絡安全隱患，結合工作實踐，提出相應的防范措施。列車的通信系統(tǒng)可以說對于游客來說是有一定改善需求的領域，由于信息化的加強使得信息產(chǎn)品的使用在生活中越來越密不可分，因而移動通信需求可以說成為了一個比較迫切需要解決的問題。而就實際情況來說，高速鐵路自身的控制系統(tǒng)，實際上也需要對于通信技術又跟更高的要求，雖然兩者并非同類，但是技術要求卻是一致的。因為實際上可以說是移動通信技術的發(fā)展，無論對于客戶需求或者是自身的強化來說，都是有價值的。本文主要闡述了GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的方法，介紹網(wǎng)絡性能統(tǒng)計、優(yōu)化的常用工具。對于GSM-R系統(tǒng)日常維護

3、工作中發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡性能指標偏低的典型問題進行分類匯總，編寫相應網(wǎng)絡優(yōu)化方案，總結網(wǎng)絡優(yōu)化經(jīng)驗，提出GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化工作的維護建議。關鍵詞：GSM-R系統(tǒng)；高速鐵路；列車通信；網(wǎng)絡優(yōu)化引言隨著我國鐵路提速、高速鐵路和客運專線的修建以及重載技術的不斷發(fā)展，GSM-R作為一種專門為滿足鐵路應用而開發(fā)的數(shù)字式無線通信系統(tǒng)，具有適應鐵路運輸?shù)奶氐浜统墒斓募夹g優(yōu)勢，符合通信信號一體化發(fā)展的需要，其安全可靠性要求也更高。GSM-R起源于歐洲，目前在德國、瑞士、荷蘭、意大利等國家已進入商業(yè)運營。我國對GSM-R技術的研究始于上世紀末，多年來我國也積極開發(fā)GSM-R系統(tǒng)，如今GSM-R日漸成熟，規(guī)模日趨完善，并

4、成功地運用于青藏線、大秦線、膠濟線、武廣線、京津冀鐵路等線路中。但是目前我國鐵路的GSM-R在實際應用中網(wǎng)絡性能隨著周圍環(huán)境改變而改變，會出現(xiàn)通話質(zhì)量差、有雜音、掉話率高、干擾現(xiàn)象嚴重等問題，如何通過各種技術手段的措施，解決系統(tǒng)在網(wǎng)絡建設和運營階段可能存在的問題，保證系統(tǒng)維持較好的運行狀態(tài)，提高網(wǎng)絡吸納話務的能力，這就是網(wǎng)絡優(yōu)化的目的。GSM-R系統(tǒng)的系統(tǒng)網(wǎng)絡部分存在很多不穩(wěn)定因素，而且系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化優(yōu)化對于整個通信網(wǎng)絡的質(zhì)量起決定性作用。也就是如何在GSM-R運行后通過解決系統(tǒng)在網(wǎng)絡建設和運行階段存在的問題，優(yōu)化網(wǎng)絡，提高效率。通信是社會發(fā)展的基礎設施，鐵路通信是指揮列車運行，組織運輸生產(chǎn)，提

5、高效率，傳輸各種信息的重要設施。隨著計算機和微電子技術的發(fā)展，各種有線和無線通信技術不斷涌現(xiàn)。鐵路因其運輸生產(chǎn)的特點。對鐵路移動通信提出了更高的要求。發(fā)展鐵路移動數(shù)字通信系統(tǒng)，是新時期鐵路無線通信的必由之路。 - III -XV西安鐵路職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）目錄摘 要引 言1 GSM-R概述 1.1 GSM與GSM-R 1.2 GSM-R介紹 1.3 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡認知 1.3.1交換子系統(tǒng) 1.3.2 基站子系統(tǒng) 1.3.3通用無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務子系統(tǒng) 1.3.4智能網(wǎng)（IN）平臺 1.3.5終端子系統(tǒng) 1.3.6操作維護中心 1.4 GSM-R現(xiàn)狀及發(fā)展（鄭西高鐵）2 高速鐵路無線

6、通信技術覆蓋理論 2.1 高速通信網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn) 2.2 多普勒效應的影響 2.3 單站覆蓋距離 2.4 相鄰基站重疊覆蓋3 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化及案例分析 3.1 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的概念 3.2 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的方法3.2.1 認識網(wǎng)絡問題3.2.2 分析網(wǎng)絡問題 3.2.3 解決網(wǎng)絡問題 3.2.4 驗證優(yōu)化效果 3.3 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化案例分析3.3.1 鄰區(qū)參數(shù)設置不當造成無法進程正常越區(qū)轉換3.3.2 直放站增益設置不當導致上行通信質(zhì)量差3.3.3 外網(wǎng)干擾導致業(yè)務信道掉話3.3.4 公網(wǎng)用戶占用GSMR頻點發(fā)起位置更新請求4 GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化工作展望及建議4

7、.1建立GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化統(tǒng)計工具，完善網(wǎng)絡性能統(tǒng)計制度4.2 培養(yǎng)專業(yè)的GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化人才4.3 建立全面的網(wǎng)絡基礎資料結 論致 謝參 考 文 獻1 GSM-R概述1.1 GSM和GSM-RGSM（Global System For Mobile Communications）是全球移動通信系統(tǒng)。GSM和GSM-R的關系表現(xiàn)在1）GSMR理論建立在GSM理論基礎之上；2）GSM-R技術建立在GSM技術基礎之上；3)GSM-R以GSM-R工業(yè)為基礎；4）GSM-R工程建設以GSM工程經(jīng)驗為基礎5）GSM-R應用開發(fā)吸收GSM成功經(jīng)驗；6）GSM-R的市場鐵路專用，GSM公用商用等六

8、個方面。1.2 GSM-R介紹GSM-R（Global System of Mobile for Railway）專門針對鐵路對移動通信的需求而推出的專用系統(tǒng)，它基于GSM并在功能上有所超越，是成熟的技術。是通過無線通信方式實現(xiàn)移動化音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N技術體制。GSM-R是專門為鐵路通信設計的綜合專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)，屬于第二代鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)。GSM-R鐵路應用模型包括安全綜合移動信息服務、自動列車控制、調(diào)車作業(yè)移動服務、遠程遙控、軌道維護移動服務、鐵路緊急救援移動服務、鐵路客站綜合移動信息服務、鐵路貨站綜合移動信息服務、無線列調(diào)、旅客列車綜合移動信息服務等。其中鐵路運營特色有功能尋址、

9、功能號表示、接入矩陣、與位置有關的尋址。GSM-R采用GSM900MHz工作頻段：885-889MHz（移動臺發(fā)，基站收）930-934MHz（基站發(fā)，移動太臺收）。共4MHz頻率帶寬。1.3 GSM-R系統(tǒng)結構認知GSMR系統(tǒng)一般由7個子系統(tǒng)組成：交換子系統(tǒng)（SSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、通用分組無線業(yè)務系統(tǒng)（GPRS）、移動智能網(wǎng)系統(tǒng)（IN）、固定用戶接入交換機(FAS)系統(tǒng)、運行與維護子系統(tǒng)（OMC）及終端子系統(tǒng)。有的資料將FAS納入SSS子系統(tǒng)。1.3.1 交換子系統(tǒng)交換子系統(tǒng)包括：網(wǎng)關移動交換中心（GMSC）、移動交換中心（MSC）、訪問位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR

10、）、鑒權中心（AuC）、組呼寄存器（GCR）、網(wǎng)絡互聯(lián)功能模塊（IWF）、短消息中心(SMSC)、確認中心（AC）、固定用戶接入交換機FAS等設備。1.3.2基站子系統(tǒng)包括基站收發(fā)信機（BTS），基站控制器（BSC）以及編譯碼和速率失配單元（TRAU）、小區(qū)廣播短消息(CBC)等設備。1.3.3通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)實現(xiàn)GSM-R系統(tǒng)的分組無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。主要包括網(wǎng)關支持節(jié)點GGSN、業(yè)務支持節(jié)點SGSN、分組控制單元PCU、域名服務器DNS等設備。1.3.4移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)智能網(wǎng)系統(tǒng)提供的業(yè)務包括：功能尋址、基于位置的尋址、基于車次功能號的動態(tài)組呼、自動獲取調(diào)度中心IP地址、靈活的呼叫限制

11、等。主要包括業(yè)務交換點（SSP）、智能外設（IP）、業(yè)務控制點（SCP）、業(yè)務管理系統(tǒng)（SMS）等設備。1.3.5終端子系統(tǒng)包括固定終端、移動終端等設備。固定終端包括：調(diào)度終端、車站終端及其他用戶電話，以及呼叫記錄和錄音系統(tǒng)等設備。移動終端：由移動設備和SIM卡組成。包括機車綜合通信設備、列控數(shù)據(jù)傳輸設備、便攜臺等。1.3.6操作維護中心OMC是操作人員和系統(tǒng)設備的中介，通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)系統(tǒng)得到集中操作和維護，完成包括網(wǎng)絡用戶管理、系統(tǒng)設備管理及網(wǎng)絡操作維護等功能。OMC一側與設備相連，另一側是作為人機接口的計算機工作站。系統(tǒng)的每個組成部分通過特有的網(wǎng)絡連接至OMC。A借口采用標準2MPCM數(shù)

12、字傳輸鏈路來實現(xiàn)。傳遞的信息包括移動臺管理，基站管理，移動性管理，接續(xù)管理等。Abis借口采用2M或64KPCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。它支持所有向用戶提供的服務，支持對BTS無線設備的控制和無線頻率的分配?？罩薪涌谖灰苿优_和基站之間的通信接口，稱為Um。是GSM-R系統(tǒng)中最主要的一個借口，也是最復雜，最難控制的一個接口。Um通過無線鏈路實現(xiàn)。傳遞的信息包括無線資源管理，移動性管理，接續(xù)管理等。1.4 GSM-R現(xiàn)狀及發(fā)展（鄭西高鐵）隨著電子技術的不斷進步以及通信、控制與微計算機技術的緊密結合，移動通信取得了巨大的發(fā)展。鐵路各部門也相繼采用了移動通信作為行車指揮、調(diào)車作業(yè)、維修作業(yè)以及區(qū)間通信的重

13、要手段，一些國家還用移動通信為旅客提供信息服務。目前，國外在鐵路上采用的移動通信種類很多。例如，在德國鐵路上采用的移動通信有：1）在連續(xù)式列車自動控制系統(tǒng)中（LZB），使用一種獨特的無線電技術（工作頻率為36/57KHz），用來在地面和列車之間傳遞速度信號、位置信息等；2）在一般干線采用ZBF-70列車無線通信設備，作為行車調(diào)度員和列車司機的直接通話，其工作頻率為460MHz；3）在編組站采用的調(diào)車無線工作頻率為80-450MHz；4）汽車無線（460MHz）、隧道無線（450MHz）、維修無線（160MHz）等系統(tǒng)。日本鐵路無線電話系統(tǒng)的功能比較齊全，如1）列車無線電話，包括列車調(diào)度電話、客

14、調(diào)電話、業(yè)務電話、乘務員電話、防護無線電話等；2）車站無線電話，包括站內(nèi)無線電話、調(diào)車無線電話；3）維修作業(yè)無線電話。這些無線通信系統(tǒng)都是針對相應的具體任務設置的，有著明確的權限和責任，系統(tǒng)之間的過渡很困難，或者根本不能過渡。并且大多數(shù)鐵路移動通信仍停留在單信道模擬常規(guī)對講系統(tǒng)水平上，頻率資源浪費，信道利用率低。因此，世界各國都在積極進行新一代鐵路綜合無線通信系統(tǒng)的研究。比如瑞典鐵路新一代無線通信項目采用了GSM-R技術，韓國的高速鐵路列車無線通信系統(tǒng)采用了MOTOROLA公司智慧區(qū)模擬集群系統(tǒng)和RD-LAP無線數(shù)傳系統(tǒng)。這些系統(tǒng)將現(xiàn)有的分離鐵路通信應用融合為一個集成網(wǎng)絡，為鐵路運行提供了更方

15、便靈活的通信。2 高速鐵路無線通信技術覆蓋理論本文將詳細對高速鐵路覆蓋理論中存在的種種問題進行研究，主要從車體損耗、多普勒效應、小區(qū)切換等方面進行了闡述，為高速鐵路的移動通信覆蓋規(guī)劃提出了問題，也初步做出了一些理論性的解決方案，并對實際覆蓋中某些方面指出方向，其中很多地方也為實際勘測指明了疑點，是高速鐵路移動通信網(wǎng)絡覆蓋研究不可或缺的內(nèi)容。2.1高鐵通信網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)高速鐵路通信網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)是巨大的，主要集中在這幾個方面：1） 車廂消耗巨大，主要是傳輸損耗大，以CRH型車廂為例，靜態(tài)時消耗25db，高速運行時就更高了。2） 車速快，對切換和重選非常不利。目前國內(nèi)高鐵時速最快能達到300km/

16、h以上，多普勒效應非常明顯。3） 高速鐵路通信對SNR要求高，還有很多乘客網(wǎng)上看視頻，下載等業(yè)務同時進行，這種業(yè)務集中度高。4） 鐵路的地形地貌復雜多樣性。在這些挑戰(zhàn)下，針對多普勒頻偏，必須加入糾偏算法，對頻偏糾正和補償，來提高解調(diào)的性能。2.2多普勒效應的影響什么是多普勒效應？當終端在高速運動中通信情況下，終端和基站都直視信號，接收端的信號頻率會發(fā)生變化，稱為多普勒效應。事實上個人認為多普勒效應應可以看成是頻域上的多徑效應，多徑效應是“時延”。在多普勒的情況下，造成頻延不同的原因其實也是信號多徑傳輸，不同路徑到達時的角度不同，因此相對速度就不同。高鐵覆蓋中的多普勒頻移也可以用以下公式來表示：

17、FR-FTx(1+-v/c),其中FR是收信機接收頻率，F(xiàn)T是發(fā)信機發(fā)射頻率，V是移動臺移動速度，C為電波傳播速度，C為電波傳播速度。值得注意的是，多普勒頻移引起上行信道的偏移量是下行信道偏移量的兩倍?？傊?，隨著車速的不斷提高，多普勒頻移的影響也越來越明顯，在高鐵覆蓋中首先考慮的是多普勒頻移效應。在仿真環(huán)境中，瑞麗衰落時的多普勒效應對信道影響很大很明顯，在直視范圍內(nèi)的萊斯衰落環(huán)境下的多普勒效應對無線信道的影響大大減少，所以，盡量保證發(fā)射天線和列車經(jīng)過的鐵路沿線保持在直視范圍內(nèi)。天線方位的規(guī)劃，最好在相鄰站點間的2/3的距離來規(guī)劃，保證高鐵覆蓋強度和站間重疊覆蓋距離。然后切換時延，就X2插口來說

18、，控制面平均時延大概0.06s，用戶面UL/DL0.57s。車速250km/h，切換區(qū)域在69m；車速300km/h時，切換區(qū)域在83m。2.3單站覆蓋距離Okumura/Hata模型是應用較為廣泛的覆蓋預測模型，它是以準平滑地形的是市區(qū)作基準，其余各區(qū)的影響均以校正因子的形式出現(xiàn)。Okumura/Hata模型市區(qū)的基本傳輸損耗模式為： Lb=69.55+26.16lgf-13.82loghb-nx(hm)+(44.9-6.55lghb)lgd其中Lb為市區(qū)準平滑地形電波傳播損耗中值（dB）；f為工作頻率（MHz）；hb為基站天線有效高度（m），d為移動臺與基站之間的距離（km）；a（hm）為

19、移動臺天線高度校正因子；s（a）為建筑物密度因子。由此式就可以計算出天線高度和覆蓋距離的相關數(shù)據(jù)。2.4相鄰基站重疊覆蓋由于高鐵多于同頻組網(wǎng)方式，來提高頻譜效率，但同頻組網(wǎng)存在著小區(qū)間的同頻干擾問題?，F(xiàn)實中我們通常是通過管理無線資源使小區(qū)間干擾得到控制，也就是小區(qū)中資源和負載的情況來進行的多小區(qū)無線資源商量著來解決的，就是我們常說的ICBC。從資源協(xié)商來講，頻率復用分為軟頻率復用（SFR）、部分頻率復用（FFR）和全頻率復用（Full）三類。軟頻率復用，是把所有的頻段分成2組子載波，一組是主子載波，一組是輔子載波，主子載波可以在小區(qū)的任何地方使用，權力大得很，輔子載波只能在小區(qū)中心被使用，不同

20、小區(qū)間的主子載波相互正交，在小區(qū)邊緣有效地抑制了干擾。部分頻率復用是把所有的頻率分成4個組，對于小區(qū)中心的用戶，給他頻率復用因子1，固定分配到一組頻段。對于小區(qū)邊緣的用戶，就只能用剩下的三組頻率了，復用因子是3，保證和其相鄰的小區(qū)邊緣用戶的頻段相互正交，互不干擾。全頻率復用就是所有的頻點可放在小區(qū)的任何位置使用?？偟膩砜?，三種頻率復用，其實FFR和SFR可以算作一邊，全頻率復用算另一邊。FFR和SFR是使用聯(lián)系多個RB來組成子頻帶，全頻率復用是使用單個RB，這是很大的區(qū)別！第二個區(qū)別是在小區(qū)中心資源和邊緣資源的不同，換句話說就是使用的復用系數(shù)不同，全頻復用由于無小區(qū)中心和邊緣區(qū)域資源劃分；也就

21、是說，在頻率劃分上，F(xiàn)FR和SFR的不同小區(qū)邊緣用戶使用相互正交的子載波，而全頻率復用在不同小區(qū)用戶使用相互正交的RB，或者干脆就結合功控來使用同一RB。3 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化及案例分析3.1 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的概念鐵路GSMR系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化是充分利用網(wǎng)絡性能統(tǒng)計分析工具對聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間或已經(jīng)投入運行的GSMR系統(tǒng)網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)采集和分析，找出網(wǎng)絡運行中存在的諸如信道擁塞、頻率干擾、弱場覆蓋、業(yè)務掉話、切換失敗等影響網(wǎng)絡應用質(zhì)量的原因，通過修改網(wǎng)絡參數(shù)、調(diào)整網(wǎng)絡結構及設備配置、排查頻率干擾等工作，使網(wǎng)絡達到最佳的運行狀態(tài)，為鐵路運輸提供良好的通信保障。3.2 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的方法G

22、SMR系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化可以按照認識網(wǎng)絡問題、分析網(wǎng)絡問題、解決網(wǎng)絡問題、檢驗優(yōu)化效果的“四階”循環(huán)模式開展。3.2.1 認識網(wǎng)絡問題在充分了解網(wǎng)絡運行狀況的前提下進行網(wǎng)絡優(yōu)化，其首要環(huán)節(jié)是利用統(tǒng)計工具采集GSM-R網(wǎng)絡性能指標、場強覆蓋、服務質(zhì)量等各類衡量網(wǎng)絡運行情況的數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段采集GSM-R網(wǎng)絡運行數(shù)據(jù)的常用方式包括GSM-F網(wǎng)絡性能指標的統(tǒng)計、鐵路綜合檢測車的路測等。(1)網(wǎng)絡性能指標的統(tǒng)計GSM-R系統(tǒng)中的移動交換中心（MSC）、通用分組無線業(yè)務服務支持節(jié)點（SGSN）、通用分組無線業(yè)務網(wǎng)關支持節(jié)點（GGSN）、基站控制器（BSC）等設備的網(wǎng)管操作系統(tǒng)可以設置不同的移動業(yè)務統(tǒng)計類型，各種業(yè)

23、務在相關網(wǎng)元中有特定的計數(shù)器，一旦網(wǎng)絡中發(fā)起此業(yè)務的信令流程，則觸發(fā)計數(shù)器工作，記錄此信令發(fā)生的次數(shù)，在規(guī)定的統(tǒng)計時間內(nèi)，各計數(shù)器記錄發(fā)生此類信令流程的總次數(shù)，鐵路維護人員按照鐵道部統(tǒng)一制定的統(tǒng)計規(guī)則對計數(shù)器進行運算，得出評價GSM-R各子系統(tǒng)的網(wǎng)絡性能指標，衡量各種鐵路通信業(yè)務GSM-R網(wǎng)絡中的實際運行情況。(2)鐵路綜合檢測車的路測鐵路綜合檢測車可以進行GSM-R場強及服務質(zhì)量（QoS）的測試。GSM-R場強測試采用專用掃頻儀及分析軟件，對無線網(wǎng)絡的射頻信號強度進行全面精確測量，繪制出GSM-R場強覆蓋曲線，反映GSM-R場強覆蓋情況。3.2.2分析網(wǎng)絡問題對數(shù)據(jù)采集結果進行分析，了解統(tǒng)計

24、值是否達到鐵道部相關文件規(guī)定的網(wǎng)絡性能指標、場強覆蓋、服務質(zhì)量指標，分析不達標的指標存在的原因。在分析過程中，通常使用GSM-R系統(tǒng)路測工具、信令分析儀進行實際路測和信令跟蹤，定位網(wǎng)路問題。GSM-R系統(tǒng)路測工具的使用對統(tǒng)計出的不合格指標進行網(wǎng)絡優(yōu)化時使用路測工具在現(xiàn)場進行實際路測，路測工具包括路測軟件、測試終端、筆記本電腦、GPS接收機、干擾分析儀等。鐵路維護人員進行路測時，通過測試終端進行撥打測試并對各種業(yè)務信令流程進行記錄和分析，判斷信令流程是否正確，場強覆蓋是否合理，是否存在干擾等情況，并針對某一地點或地區(qū)進行網(wǎng)絡優(yōu)化。信令分析儀的使用信令分析儀用來監(jiān)測信令鏈路、收集和分析信令信息，網(wǎng)

25、絡問題在信令上均有一定表現(xiàn)。鐵路維護人員可以結合現(xiàn)場實際路測、在GSM-R系統(tǒng)機房使用信令分析儀對A接口、Abls接口、Gb接口的信令和協(xié)議進行跟蹤分析，對網(wǎng)絡性能指標有問題的小區(qū)分析呼叫鏈接及切換時的信令流程、信道負荷、掉話擁塞率等。3.2.3解決網(wǎng)絡問題利用實際路測、信令分析儀等網(wǎng)絡優(yōu)化工具定位網(wǎng)絡問題后，由鐵路維護部門的網(wǎng)絡優(yōu)化工程師制定優(yōu)化方案，明確優(yōu)化需要解決的網(wǎng)絡問題，改善網(wǎng)絡性能指標和網(wǎng)絡覆蓋指標的程度等。網(wǎng)絡優(yōu)化方案經(jīng)鐵路維護主管部門審核批準后實施，根據(jù)制定的網(wǎng)絡優(yōu)化方案，調(diào)整設備版本、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡結構、相關參數(shù)、天饋系統(tǒng)等。在實施過程中應高度重視網(wǎng)絡安全問題，涉及到網(wǎng)絡參數(shù)

26、調(diào)整的操作，應在施工天窗點內(nèi)實施，并在數(shù)據(jù)修改后，進行GSM-R系統(tǒng)相關業(yè)務的撥測，確保通信業(yè)務不受影響。3.2.4驗證優(yōu)化效果網(wǎng)絡優(yōu)化方案實施完成后，應密切監(jiān)控網(wǎng)絡性能和網(wǎng)絡告警信息等情況，對優(yōu)化后的網(wǎng)絡性能指標進行專項測試和數(shù)據(jù)采集，驗證是否達到優(yōu)化效果。如果不能達到預先制定的優(yōu)化目標，應重新對網(wǎng)絡進行測試分析并制定新的優(yōu)化方案，直到達到預期目的。每次優(yōu)化工作完成后，對優(yōu)化全程進行總結，形成網(wǎng)絡優(yōu)化總結報告，并將總結報告存檔作為下一次網(wǎng)絡優(yōu)化資料。優(yōu)化報告內(nèi)容應包括：網(wǎng)絡優(yōu)化方案和實施過程，系統(tǒng)參數(shù)修改記錄，優(yōu)化前后網(wǎng)絡指標對比情況，網(wǎng)絡優(yōu)化過程中出現(xiàn)的問題和得出的經(jīng)驗。3.3 GSM-R

27、系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化截止2011年初，我國已開通GSM-R系統(tǒng)正式運營線路里程達11878km，各線路總體運行質(zhì)量平穩(wěn)。鐵路維護人員在GSM-R系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試、運行維護期間不斷積累網(wǎng)絡優(yōu)化經(jīng)驗，提高網(wǎng)絡優(yōu)化技術水平。GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡性能統(tǒng)計及網(wǎng)絡優(yōu)化工作逐漸成為GSM-R系統(tǒng)日常維護工作的一項重要內(nèi)容，對GSM-R系統(tǒng)開通運營以來常見的不合格網(wǎng)絡性能指標產(chǎn)生原因進行分類匯總，編寫相應的網(wǎng)絡優(yōu)化案例，總結網(wǎng)絡優(yōu)化經(jīng)驗，供GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的技術人員參考。3.3.1鄰區(qū)參數(shù)設置不當造成無法進行正常越區(qū)切換鐵路綜合檢測車進行越區(qū)切換時發(fā)現(xiàn)某GSM-R線路A局管內(nèi)X基站與B局管內(nèi)Y基站切換時存在X基站往

28、Y基站單向切換失敗的情況。在BSC網(wǎng)管系統(tǒng)內(nèi)，進行不同鐵路局內(nèi)跨BSC切換的相鄰小區(qū)數(shù)據(jù)的制作時，除要添加相鄰小區(qū)關系外，兩小區(qū)NCC允許參數(shù)設置情況也需要一致。3.3.2直放站增益設置不當導致上行通信質(zhì)量差某GSM-R線路維護人員進行日常網(wǎng)絡性能統(tǒng)計時，發(fā)現(xiàn)該線越區(qū)切換成功率較低，越區(qū)切換失敗的小區(qū)主要集中在A、B基站之間。維護人員利用路測工具進行現(xiàn)場實際路測發(fā)現(xiàn)此處乒乓切換，在網(wǎng)管側進行干擾帶統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)此處存在5-7級的干擾。通過路測及干擾帶統(tǒng)計的綜合分析，確定在直放站覆蓋區(qū)域內(nèi)，觸發(fā)上行通信質(zhì)量差的乒乓切換導致掉話，造成越區(qū)切換成功率較低。原因是該線路直放站上行增益設置過高，在放大信號的

29、同時也將噪聲放大，導致上行通信覆蓋質(zhì)量較差，在直放站網(wǎng)管下調(diào)A，B基站所帶直放站的上行增益后，這兩個小區(qū)的越區(qū)切換正常，越區(qū)切換成功率有所提高。直放站在放大基站信號的同時也放大噪聲，一味提高直放站增益，并不能完全解決弱場覆蓋，反而會使GSM-R系統(tǒng)本身底噪提高，造成通信質(zhì)量變差。在GSM-R系統(tǒng)工程聯(lián)調(diào)聯(lián)試及后期維護時應注意直放站增益的合理調(diào)控。在確定是否存在干擾情況時，可以通過網(wǎng)管對頻點進行干擾帶的統(tǒng)計，確定頻是否存在干擾。3.3.3外網(wǎng)干擾導致業(yè)務信道掉話某CTS-3級線路聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，途徑某基站覆蓋區(qū)域的列車發(fā)生CTS-3級轉CTS-2級的降級運行，通過接口監(jiān)測系統(tǒng)分析，場強曲線的接收電

30、平值正常，但通信質(zhì)量很低，達到6-7級，維護人員到該基站附近用于干擾分析儀進行掃頻測試，發(fā)現(xiàn)當?shù)匾苿庸净菊加昧薌SM-R頻點，導致基站通信質(zhì)量差，觸點非正常切換，切換失敗掉話造成CTS-3級降級運行。經(jīng)鐵路局與當?shù)責o線電管理委員會協(xié)調(diào)，移動公司關閉該基站頻點后，未再發(fā)生因干擾導致的CTCS-3級的降級運行。GSM-R系統(tǒng)維護人員在遇到外網(wǎng)干擾時，應盡快與當?shù)責o線電管理委員會協(xié)調(diào)，查找干擾源，進行干擾排查。3.3.4公網(wǎng)用戶占用GSM-R頻點發(fā)起位置更新請求某GSMR線路維護人員進行日常網(wǎng)絡性能統(tǒng)計時發(fā)現(xiàn)信令信道擁塞率指標較高。通過信令分析儀得知原因是移動公網(wǎng)覆蓋不好導致移動用戶搜索到GSM

31、R頻點，占用GSM-R無線信道資源發(fā)起位置更新請求，致使GSM-R信令信道擁塞率指標較高。通過修改GSM-R無線側接入等級控制參數(shù)、SIM卡接入等級參數(shù)可以避免發(fā)生此類情況。4 GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化工作展望及建議鐵路GSM-R線路的大量建設，各線網(wǎng)絡覆蓋實際環(huán)境存在差異，網(wǎng)絡環(huán)境隨時發(fā)生變化等不確定因素的存在，導致GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化工作不僅是提高通信質(zhì)量，保障通信暢通的一項重要工作，也是鐵路各級維護單位需要進行的一項復雜、長期的系統(tǒng)工程。現(xiàn)階段鐵路GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化統(tǒng)計工具，完善網(wǎng)絡性能統(tǒng)計制度，培養(yǎng)專業(yè)的GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化人才，建立全面的網(wǎng)絡基礎資料上，逐步積累鐵路特有的網(wǎng)絡優(yōu)

32、化經(jīng)驗。4.1 建立GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化統(tǒng)計工具，完善網(wǎng)絡性能統(tǒng)計制度鐵路GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化工作尚處于起步階段，各線網(wǎng)絡性能統(tǒng)計工具還處于逐漸完善的過程，建立完整的網(wǎng)絡統(tǒng)計工具，完善的統(tǒng)計制度，進行常態(tài)網(wǎng)絡性能質(zhì)量統(tǒng)計分析，開展針對性的網(wǎng)絡優(yōu)化是今后鐵路各級管理維護單位在加強網(wǎng)絡優(yōu)化技術方面需要進行的工作。4.2培養(yǎng)專業(yè)的GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化人才GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化是一項理論和實際緊密結合的綜合性技術。網(wǎng)絡優(yōu)化不僅需要有扎實的通信理論基礎，還需要熟悉頻譜規(guī)劃、通信協(xié)議、電波傳播等知識以及具備豐富的實際優(yōu)化經(jīng)驗。開展理論學習、進行現(xiàn)場GSMR系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化的實施是鐵路各級管理維護單位在提

33、高網(wǎng)絡維護人員素質(zhì)方面需要進行的工作。4.3建立全面的網(wǎng)絡基礎資料網(wǎng)絡優(yōu)化的前提是全面掌握網(wǎng)絡基礎數(shù)據(jù)資料，主要包括工程竣工的各種設計、安裝調(diào)試數(shù)據(jù)等（如頻率規(guī)劃、天線俯仰角、方位角、天線收益、電纜損耗）。資源配置數(shù)據(jù)：包括網(wǎng)絡識別參數(shù)、系統(tǒng)控制參數(shù)、小區(qū)選擇參數(shù)和網(wǎng)絡功能參數(shù)。網(wǎng)絡識別參數(shù)主要是用于移動臺和網(wǎng)絡相互識別身份；系統(tǒng)控制參數(shù)主要指涉及系統(tǒng)配置的參數(shù)；小區(qū)選擇參數(shù)主要指與移動臺進行小區(qū)選擇、小區(qū)重選的相關參數(shù)；網(wǎng)絡功能參數(shù)主要指與顯示系統(tǒng)各種功能相關的參數(shù)等網(wǎng)絡維護質(zhì)量資料：包括場強測試資料、服務測試資料、路測數(shù)據(jù)、系統(tǒng)網(wǎng)絡性能統(tǒng)計分析資料、各GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)元的測量分析報告等。建立完善的各類基礎數(shù)據(jù)資料是鐵路各級管理維護單位在日常資料管理方面的工作。結論目前由于某些地段處于偏遠山區(qū)，設備不好覆蓋或者由于海拔高等原因很容易在在日常運行中出現(xiàn)問題，還有些受到市區(qū)強段干擾，傳輸性能慢，導致頻率利用率低，而且經(jīng)常被盜，加上平時閑置，造成資源浪費。這些干擾的存在給我們網(wǎng)絡的正常運行帶來了一定的不良影響，作為網(wǎng)絡優(yōu)化問題的核心問題，解決GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡干擾問題顯得尤為重要。鐵路迫切需要建設一個完整的、可靠暢通的、綜合業(yè)務和多信道公用的移動通信網(wǎng)，必須使用新一代數(shù)字專用移動通信技術。鐵路線的前期規(guī)劃