青藏線(xiàn)GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化簡(jiǎn)析

韓世俊

（青藏鐵路公司西寧電務(wù)段，西寧 810007）

GSM-R移動(dòng)通信系統(tǒng)在青藏線(xiàn)上的應(yīng)用，是中國(guó)鐵路通信信息技術(shù)發(fā)展的成功范例。GSM-R為鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)提供了語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信技術(shù)服務(wù)，尤其為基于GSM-R的增強(qiáng)型列車(chē)控制系統(tǒng)(ITCS)提供了強(qiáng)大的通信平臺(tái)。伴隨著中國(guó)鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化發(fā)展和GSM-R技術(shù)在中國(guó)的不斷成熟應(yīng)用，GSM-R將成為中國(guó)鐵路無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)模式。

GSM-R是基于GSM Phase 2＋的通信技術(shù)，它是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了鐵路特殊應(yīng)用業(yè)務(wù)，其理論、技術(shù)、工程建設(shè)和系統(tǒng)維護(hù)均基于GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，其與普通GSM公用網(wǎng)絡(luò)并無(wú)大的區(qū)別。

青藏線(xiàn)GSM-R網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著ITCS列控系統(tǒng)，ITCS是一套對(duì)通信的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、完整性有著極高要求的鐵路應(yīng)用系統(tǒng)，參與列車(chē)運(yùn)行控制。因此，在如此高的要求下，青藏線(xiàn)GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作在基于普通GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原理和措施策略的同時(shí)，更要高于普通的公網(wǎng)GSM的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

1 GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的概念

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作是對(duì)正式投入運(yùn)行的GSM-R網(wǎng)絡(luò)通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)的采集和數(shù)據(jù)分析，找出影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量的原因和隱患，通過(guò)參數(shù)調(diào)整和采取一些其他的技術(shù)手段和措施，使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源獲得最好的使用效益。同時(shí)，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)今后的維護(hù)和規(guī)劃提出合理的建議。

GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化包括交換網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，但在實(shí)際中，主要是指GSM-R系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分為日常性?xún)?yōu)化和階段性?xún)?yōu)化。

2 GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目的

在青藏線(xiàn)GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題和需要改進(jìn)之處是指那些沒(méi)有達(dá)到網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)要求的問(wèn)題，那些暫時(shí)不影響網(wǎng)絡(luò)的通信但長(zhǎng)期存在最終對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信造成隱患的問(wèn)題。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要目的是解決如下問(wèn)題。

1）部分基站環(huán)網(wǎng)絡(luò)或個(gè)別網(wǎng)絡(luò)單元（小區(qū)）的關(guān)鍵性指標(biāo)（KPI）性能明顯低于網(wǎng)絡(luò)平均水平。

2）一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)明顯惡化。

3）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量未達(dá)到預(yù)期的使用目標(biāo)；在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，引起各類(lèi)應(yīng)用業(yè)務(wù)的中斷和通信超時(shí)等。

4）網(wǎng)絡(luò)性能整體下滑。

在GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)統(tǒng)計(jì)中，重點(diǎn)考察以下網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)：TCH信道可用率、信令信道可用率、業(yè)務(wù)信道分配成功率、業(yè)務(wù)信道掉話(huà)率、信令信道掉話(huà)率、越區(qū)切換成功率和無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)接通率等。

3 GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的步驟和流程

GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的步驟和流程如圖1所示。

3.1 各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集整理

3.1.1 OMC-R網(wǎng)管數(shù)據(jù)采集

1）通過(guò)OMC-R網(wǎng)管采集BSS系統(tǒng)各種軟、硬件系統(tǒng)參數(shù)，包括基站數(shù)量、小區(qū)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)信道情況；基站的BSIC、小區(qū)號(hào)、小區(qū)系統(tǒng)類(lèi)型；小區(qū)的CGI、BCCH載頻、小區(qū)載頻數(shù)；鄰區(qū)關(guān)系；切換關(guān)系；功率控制數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)等。

2）通過(guò)OMC-R網(wǎng)管和相關(guān)工具采集話(huà)務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，話(huà)務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是了解網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的重要途徑，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)性能，反映無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要包括：TCH的業(yè)務(wù)量、TCH的信道利用率、TCH的擁塞率；越區(qū)切換請(qǐng)求次數(shù)、切換成功率、異常切換統(tǒng)計(jì)；呼叫建立次數(shù)、掉話(huà)次數(shù)、掉話(huà)率；質(zhì)量和干擾統(tǒng)計(jì)等相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集

青藏線(xiàn)ITCS通信接口監(jiān)測(cè)包括：PRI接口數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、Abis數(shù)據(jù)接口監(jiān)測(cè)與A接口數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。

1）Abis接口數(shù)據(jù)采集

Abis接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要跟蹤監(jiān)測(cè)ITCS終端用戶(hù)的測(cè)量報(bào)告，包括上下行雙向無(wú)線(xiàn)電平分布、雙向無(wú)線(xiàn)傳輸質(zhì)量和定時(shí)提前量分布、終端越區(qū)切換序列表統(tǒng)計(jì)、Abis接口信令統(tǒng)計(jì)、基站2 M環(huán)路的環(huán)頭環(huán)尾工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)等，如圖2所示的QZ252、QZ251為基站切換時(shí)的電平圖。

2）A接口數(shù)據(jù)采集

A接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要跟蹤監(jiān)測(cè)越區(qū)切換原因序列表統(tǒng)計(jì)、判斷通信中斷原因值、A接口通信信令統(tǒng)計(jì)等，如圖3所示QZ570、QZ562基站間切換時(shí)的切換原因、中斷原因值等。

3）PRI接口數(shù)據(jù)采集

PRI接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要跟蹤監(jiān)視ITCS車(chē)載用戶(hù)的ITCS傳輸數(shù)據(jù)，包括傳輸誤碼監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)PRI接口信令、ITCS用戶(hù)通信數(shù)據(jù)記錄，如圖4所示。

3.1.3 故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集整理

對(duì)ITCS用戶(hù)的故障申告進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)掉話(huà)率、信號(hào)質(zhì)量差、接通率、話(huà)音質(zhì)量等對(duì)故障和所反映的問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)分析，根據(jù)不同的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化分析。

3.1.4 場(chǎng)路測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)采集

場(chǎng)路測(cè)是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)定期和不定期的場(chǎng)路測(cè)，一方面可以對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋和QoS服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行掌握；另一方面在進(jìn)行一系列的規(guī)模網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整后，通過(guò)反復(fù)的場(chǎng)路測(cè)，評(píng)估優(yōu)化效果是否明顯達(dá)到了預(yù)期的效果。

3.1.5 其他數(shù)據(jù)的采集

包括基站、天饋系統(tǒng)物理參數(shù)的采集等。

3.2 數(shù)據(jù)分析和問(wèn)題定位

在GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中，通過(guò)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題和隱患，網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與排查主要從干擾、掉話(huà)．無(wú)線(xiàn)接通率和切換4個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析。

1）無(wú)線(xiàn)接通率分析：影響無(wú)線(xiàn)接通率的主要因素是TCH和SDCCH的擁塞,以及TCH的分配失敗。因此，通過(guò)對(duì)OMC-R網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)的話(huà)務(wù)量、信道分配失敗率等性能統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行話(huà)務(wù)均衡和分配失敗率的分析處理。

2）掉話(huà)分析：掉話(huà)問(wèn)題的定位主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)、用戶(hù)故障統(tǒng)計(jì)、場(chǎng)路測(cè)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的分析，以及對(duì)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)、是否存在干擾、參數(shù)是否設(shè)置得當(dāng)?shù)确矫娴姆治觯页鼍W(wǎng)絡(luò)掉話(huà)的具體原因。

3）干擾分析：GSM-R系統(tǒng)是一個(gè)干擾受限系統(tǒng)，干擾會(huì)使誤碼率增加，降低語(yǔ)音質(zhì)量甚至發(fā)生掉話(huà)。因此，在GSM-R系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中，需要通過(guò)兩種手段來(lái)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在的干擾：a．通過(guò)測(cè)量報(bào)告，找出網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差及存在干擾的地方；b．通過(guò)網(wǎng)絡(luò)性能分析，非解碼電平值高低的統(tǒng)計(jì)，找出網(wǎng)絡(luò)存在干擾的基站和區(qū)段。

4）切換分析：GSM-R系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的異常切換主要包括網(wǎng)絡(luò)回切、乒乓切換、跨層切換等，以上切換均增加切換失敗的概率。因此，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，減少切換失敗首先要消除異常切換現(xiàn)象。引起切換失敗的原因包括場(chǎng)強(qiáng)覆蓋不均勻，門(mén)限參數(shù)設(shè)置不合理、天饋系統(tǒng)發(fā)生變化、硬件和傳輸故障等因素，要結(jié)合性能分析和測(cè)量報(bào)告進(jìn)行綜合分析。

4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案的制定和實(shí)施評(píng)估

在對(duì)所有采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析、研究后，對(duì)分析發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要針對(duì)不同的類(lèi)型提出優(yōu)化調(diào)整解決方案。通常情況下，優(yōu)化調(diào)整涉及到天饋系統(tǒng)的調(diào)整、基站的系統(tǒng)調(diào)測(cè)、頻率的局部重新規(guī)劃調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整、話(huà)務(wù)均衡等。

4.1 天饋系統(tǒng)調(diào)整

基站的天饋系統(tǒng)是很重要的部分。它的好壞直接影響到通信的質(zhì)量和小區(qū)的覆蓋。可以通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)的高度、水平角、俯仰角等因素來(lái)改變基站小區(qū)的覆蓋范圍，降低對(duì)其他小區(qū)的同、鄰頻干擾。

4.2 基站調(diào)測(cè)

在數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的基礎(chǔ)上可對(duì)一些基站進(jìn)行重新調(diào)測(cè)，以便排除硬件故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，必要時(shí)需對(duì)故障硬件進(jìn)行及時(shí)更換。

4.3 頻率規(guī)劃調(diào)整

干擾和掉話(huà)率等指標(biāo)與頻率規(guī)劃關(guān)系密切。一個(gè)好的頻率規(guī)劃可以使系統(tǒng)的整體干擾水平最低。由于工程初期預(yù)分配的頻率方案不可避免存在缺陷，往往還存在一些嚴(yán)重的鄰頻現(xiàn)象，加上實(shí)際環(huán)境和地形變化的影響，必須再微調(diào)，通過(guò)在日常工作中實(shí)測(cè)來(lái)加以修改和調(diào)整，以進(jìn)一步減少干擾，得出最佳頻率方案。

4.4 參數(shù)調(diào)整

對(duì)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整常能取得很大的效果。GSM-R網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化在某種意義上說(shuō)就是網(wǎng)絡(luò)中各種參數(shù)的優(yōu)化設(shè)置和調(diào)整的過(guò)程。由于GSM-R蜂窩網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)整體系統(tǒng)，因此在作參數(shù)調(diào)整時(shí)，必須考慮到局部的參數(shù)調(diào)整對(duì)其他地區(qū)尤其是相鄰區(qū)域的影響，否則，參數(shù)的調(diào)整會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是運(yùn)行維護(hù)中一項(xiàng)很重要工作，是一項(xiàng)長(zhǎng)期、循序漸進(jìn)的工作。甚至在一些特殊情況下，要有針對(duì)性地重點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，如網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量明顯下降或用戶(hù)投訴多時(shí)，突發(fā)事件或用戶(hù)群改變并對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量造成很大影響時(shí)，都應(yīng)立即安排網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化作業(yè)。網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行，優(yōu)化就不能停，漸進(jìn)的優(yōu)化才能使網(wǎng)絡(luò)始終保持和達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)。因此，深化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作不容忽視，勢(shì)在必行，它的地位和作用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及工程建設(shè)日趨重要，并具有積極的指導(dǎo)意義。

[1] 鐘章隊(duì)．鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）[M]．北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.

[2] 朱惠忠，張亞平，蔣笑冰，等．GSM-R通信技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.

[3] 韓斌杰．GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[4] 嚴(yán)俊，周峰，許秀鋒．以可靠性為中心的維修在地鐵車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．城市公用事業(yè)，2008（4）：30-33.