南京樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決方案

胡昌桂

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，武漢 430063）

1 GSM-R網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

南京樞紐內(nèi)由于滬寧城際鐵路在南京站以東部分線路區(qū)段與合寧線南京以東區(qū)段存在鐵路線路并線和相互交越的情況，兩條線路的走向及GSM-R系統(tǒng)基站設(shè)置情況如圖1所示。

圖1中粗黑線為滬寧城際鐵路線路走向,鐵塔形狀表示新建GSM-R基站位置，基站無線覆蓋方向與鐵路走向一致。該區(qū)段共設(shè)置了NanJing、HN1～HN4共5個基站，這些基站接入到該工程設(shè)置在虹橋站BSC，并接入到京滬高速鐵路工程所建設(shè)的上海核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；GSM-R系統(tǒng)設(shè)備供貨商為諾西公司。

圖1中淺黑線為合寧鐵路線路走向,鐵塔形狀表示合寧線工程中已建設(shè)的GSM-R基站位置，基站無線覆蓋方向與鐵路走向一致，共設(shè)置了 NanJingZhan、NanJing1、NanJing2、XinWeiCun、NanJingDong共5個基站。這5個基站接入到合肥通信站BSC，并接入到濟(jì)南核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；基站設(shè)備供貨商為諾西公司。目前合寧線南京以東區(qū)段GSM-R網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀是基站已經(jīng)安裝完畢并開通。

由于滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)需要承載CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)用，對GSM-R網(wǎng)絡(luò)的QoS指標(biāo)要求非常高，同時還涉及到行車安全；因此,針對上述南京樞紐內(nèi)滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)情況,必須對南京樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。

2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案的選擇

在進(jìn)行南京樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時，必須統(tǒng)籌考慮GSM-R系統(tǒng)的場強(qiáng)覆蓋、QoS指標(biāo)、并保證GSM-R系統(tǒng)正常使用。有以下幾種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。

2.1 優(yōu)化合寧線GSM-R網(wǎng)絡(luò)

由于合寧線GSM-R系統(tǒng)不承載CTCS-3級列控數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量要求比滬寧城際鐵路低，可以通過調(diào)整合寧線GSM-R基站設(shè)置，采用滬寧城際鐵路GSM-R基站設(shè)備來覆蓋合寧線。該方案需要關(guān)閉既有NanJing1、NanJing2、 XinWeiCun共3處基站，關(guān)閉基站的這些線路區(qū)段可以由滬寧城際鐵路基站HN1、HN2和HN3覆蓋；由圖1可以看出南京東站已經(jīng)離滬寧城際鐵路較遠(yuǎn)，通過在電子地圖上仿真看出NanJingDong基站可能會干擾滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)，考慮為了盡量利用既有GSM-R設(shè)備及配套設(shè)施，如果通過現(xiàn)場勘察測試既有NanJingDong基站信號不造成對滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)的干擾，則可以保留NanJingDong基站。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是可實施性強(qiáng)，能保障滬寧城際鐵路CTCS-3級列控系統(tǒng)的需求，同時也滿足了既有線GSM-R話音業(yè)務(wù)的要求。關(guān)閉后的基站及配套設(shè)備可以作為備品備件，如果可能也可以在滬寧城際鐵路上使用，做到設(shè)備利舊，減少工程重復(fù)投資。但是關(guān)閉合寧線4處基站后，需要確認(rèn)NanJing2、NanJingDong兩處線路區(qū)間的場強(qiáng)覆蓋，同時，需要對既有線GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，并需要相關(guān)部門的協(xié)調(diào)和配合。

2.2 優(yōu)化滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)兩條線路并線、交越的實際情況，通過采取對既有NanJing1、NanJing2、 XinWeiCun、NanJingDong基站的天線加大增益，調(diào)整方位角或增加天線等措施來實現(xiàn)對相鄰的滬寧城際鐵路覆蓋，同時在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量上應(yīng)滿足滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)承載CTCS-3級列控數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅槐痉桨覆恍枰陆℉N1、HN3及HN4基站。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是充分考慮了設(shè)備利舊，能減少重復(fù)建設(shè)和工程投資。但該方案的缺點(diǎn)是改造合寧線既有不承載CTCS-3系統(tǒng)的GSM-R網(wǎng)絡(luò)來滿足滬寧城際鐵路要求，必然需要對既有GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較大調(diào)整，在工程實施上難度也非常大，加之工期緊張，并且不一定能保證改造后的網(wǎng)絡(luò)能夠滿足滬寧城際鐵路運(yùn)行CTCS-3系統(tǒng)的要求；同時還需要協(xié)調(diào)兩線共用的基站接入到滬寧城際鐵路設(shè)置的BSC。

2.3 合理頻率規(guī)劃

從圖1可以看出，兩條線路南京樞紐內(nèi)各設(shè)置了5處基站，并且這些基站類型有O4/O3/O2。根據(jù)GSM-R設(shè)計暫行規(guī)定要求，為了滿足滬寧城際鐵路單基站宕機(jī)后同頻C/I值大于12 dB、鄰頻C/I值大于-6 dB的要求，在進(jìn)行基站頻率規(guī)劃時，可以采取統(tǒng)籌配置兩條線路中各基站的BCCH、TCH載頻，保證同小區(qū)、相鄰小區(qū)話音信道頻道間隔不小于400 kHz、控制信道頻道間隔不小于600 kHz。

本方案的優(yōu)點(diǎn)是不需要對既有GSM-R系統(tǒng)做任何改造，滬寧城際鐵路可以按照設(shè)計方案進(jìn)行實施。但是由于GSM-R系統(tǒng)頻率資源有限，為了保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，減少兩條線路GSM-R系統(tǒng)間干擾，通過軟件仿真后根本無法分配各基站的頻率，即使能夠分配頻率也存在鄰頻關(guān)系和大量干擾，在工程上不具備可實施性。

2.4 優(yōu)化方案確定

上述3種網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)上海鐵路局及相關(guān)部門的意見, 合寧線GSM-R網(wǎng)絡(luò)除NanJingZhan、NanJingDong基站提供GSM-R業(yè)務(wù)外，其余基站暫時沒有GSM-R業(yè)務(wù)；同時通過現(xiàn)場勘測，滬寧城際鐵路HN4基站可以覆蓋南京東區(qū)域，可以關(guān)閉合寧線NanJingDong基站。因此，采用優(yōu)化合寧線GSM-R網(wǎng)絡(luò)來保障滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)的正常使用。

3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)解決方案

在確定滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案后,需要根據(jù)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況合理調(diào)整基站設(shè)置情況、配置參數(shù)及基站傳輸鏈路，并修改GSM-R系統(tǒng)編號方案。

3.1 調(diào)整基站參數(shù)設(shè)置

滬寧城際鐵路在南京站附近區(qū)域采用合寧線設(shè)置的NanJingZhan基站，并對該基站擴(kuò)容1個載頻配置為O4基站以滿足南京站GSM-R系統(tǒng)業(yè)務(wù)容量需求，同時關(guān)閉合寧線NanJing1、NanJing2、XinWeiCun、NanJingDong共4處基站，用滬寧城際鐵路HN1、HN2、HN3和HN4來覆蓋合寧線南京至南京東線路區(qū)域。

由于合寧線與滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)都采用諾西公司的設(shè)備，因此BTS與BSC設(shè)備之間不存在設(shè)備兼容性問題。通過調(diào)查了解到合寧線GSM-R系統(tǒng)基站與合肥BSC之間既有的2 M環(huán)路是：NanJingZhan基站與XinWeiCun基站和LinCang1基站組成了1個2 M環(huán)路；NanJing1基站、NanJing2基站和NanJingDong基站組成了1個2 M環(huán)路。根據(jù)基站設(shè)置的調(diào)整情況，取消NanJingZhan基站與XinWeiCun基站與合肥BSC之間的2 M電路，而將NanJingZhan基站接入到滬寧城際鐵路設(shè)置在虹橋站BSC中；取消NanJing1基站、NanJing2基站和NanJingDong基站3個基站與合肥BSC之間的2 M電路。

3.2 修改編號方案

由于優(yōu)化了合寧線GSM-R網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致了系統(tǒng)基站設(shè)置變化，需要相應(yīng)調(diào)整合寧線GSM-R編號方案。在基站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中，需要取消NanJingZhan、N a n J i n g1、N a n J i n g2、X i n g W e i C u n 和NanJingDong 5個基站的編號數(shù)據(jù)，將NanJing基站納入到滬寧城際鐵路GSM-R編號方案中。

4 結(jié)論

滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)已安全投入運(yùn)營，在南京樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)按照上述解決方案進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化并取得了較好效果，驗證了該網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案的正確性和可實施性。針對目前鐵路樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的問題，提供以下幾點(diǎn)建議供參考。

1）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前應(yīng)收集樞紐內(nèi)既有、正在建設(shè)及將來建設(shè)的GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)情況，包括BSC/基站設(shè)置情況、傳輸鏈路情況和既有編號方案。

2）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時需要在電子地圖上進(jìn)行軟件仿真，建議對鐵路樞紐單獨(dú)制作電子地圖，并將所有鐵路線路含既有線、正在建設(shè)的鐵路和即將建設(shè)的鐵路數(shù)據(jù)全部完成，以便進(jìn)行樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)劃和優(yōu)化。

3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)在技術(shù)上、投資上、可實施性等方面進(jìn)行綜合比較，合理確定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決方案。

4）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作涉及到各個相關(guān)部門，需要鐵道部、鐵路局、相關(guān)公司等部門和領(lǐng)導(dǎo)的大力支持和協(xié)調(diào)才能進(jìn)行。

[1] 中華人民共和國鐵道部．GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)工程設(shè)計暫行規(guī)定[S]．北京：中國鐵道出版社，2007.