鐵路GSM—R網絡中直放站時延色散干擾

摘 要：YTW鐵路GSM-R網絡中，列車在TZ車站上行方向出站口至隧道口區間存在乒乓切換現象，并且伴隨有切換失敗，造成全線切換成功率只有98%左右，無法滿足鐵道部規定的GSM-R無線網絡維護指標規范，本文對直放站時延色散干擾問題的定位處理為例闡述一下GSM-R網絡中定位切換指標問題進行分析研究。

關鍵詞：GSM-R網絡 干擾 定位 測試

中圖分類號：TN929文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0001-02

1 原因分析

鐵路GSM-R網絡在覆蓋規劃、頻率規劃、功能開關、業務類型方面與運營商的GSM網絡有較大區別，但在無線網絡指標問題的定位上大同小異。本文以直放站時延色散干擾問題的定位處理為例闡述一下GSM-R網絡中定位切換指標問題的基本思路：

（1）查鄰區關系、切換算法、切換參數都設置合理。鐵路GSM-R網絡中一般只加雙層鄰區關系；采用I代切換算法；只開PBGT切換、BQ切換、邊緣切換三種切換；時速300km/h以上的高鐵會開啟快速切換和頻偏切換；切換門限及P/N時間一般采用默認值即可。

（2）查看頻率規劃、上行干擾帶話統、語音質量話統、出小區切換測量話統。核查現網頻率規劃合理，完全按照建網時期的7頻組復用；查看近一個月的上行干擾帶話統（60分鐘）正常，干擾帶處于4/5級的都在0.08以下，初步判定該站不存在上行干擾的情況；查近一個月的上/下行語音質量（60分鐘）質量話統發現在5/6/7級占比達到10%左右，說明該小區部分區段可能存在弱場或下行干擾；查出小區切換測量話統發現該小區往列車下行方向小區（BTS36）切換次數特別多，且原因值都是下行質量差切換，占TZ站出小區切換次數的70%左右，并且切換失敗次數也較多。到這一步就要特別關注天憒系統問題、網外干擾、直放站干擾等問題。

（3）通過網管查詢TZ站A/B通道駐波比都在1.25左右，初步判斷不會存在駐波問題。

（4）分析TZ站的基站系統圖及地形圖（如圖1、2）

通過分析TZ站的基站系統圖和地形圖發現TZ站位置山坳之中，列車上行方向至隧道口之間是由TZ基站和下掛的直放站共同覆蓋，不需要切換；下行方向是由TZ站和TZ-TZN01基站覆蓋，屬于切換區。列車在上行區域存在乒乓切換，這時候我們就需要聯想到直放站干擾的問題，因為在國內GSM-R網絡隧道覆蓋中大量的采用光纖直放站，優化交付中遇到直放站的問題比較多，這種敏感度促使我們立刻聯想到直放站干擾問題。

2 直放站干擾定位

通過上面的基站系統圖上的公里標可以得出TZ站距離下掛直放站RU59約2km，距離TZ-TZN01號基站3.6km。以此我們可以計算一下在上行方向出站口基站與直放站的時延差。

上行方向出站口距離基站0.2km，距離基站1.8km。光纖傳播時延為5us/km，空間傳輸時延3.33us/km，直放站自身處理時延1us。

基站時延=0.2*3.33=0.7us

直放站時延=1.8×5+1+1.8×3.33=16us

時延差=15.3us時延差大于GSM協議中規定的15us。

僅通過理論的時延差我們還不能確定直放站干擾一定存在，因為基站和直放站時延差≥15us和同頻干擾保護比≤-12dB是要同時滿足才可以確定直放站和基站的時延色散干擾才一定存在，這時就需要在現場測試做語音測試。鐵路通信維護工程師用工程模式的手機在上行出站口語音通話發現電平值維持在-75dBm左右，TA在2和10之間突變，語音質量很差，這就說明手機在該位置處一會兒占用直放站信號一會兒占用基站信號，且兩者電平值相當，由此我們可以肯定直放站時延色散干擾一定存在。

同時我們通過TA跳變也能直接看出直放站干擾是存在的。基站和直放站TA差值為8，則時延差為3.7us/bit×8/2=14.8us，約等于15us。由此也可以判斷直放站干擾的存在。

3 處理過程

因為該直放站還需掛漏纜覆蓋隧道，實現和上行方向小區的切換，所以不能直接關閉直放站，因此可采取如下方案（如圖3）：

3.1 第一種方案

（1）將TZ基站功率調整為60W；（2）將直放站下行增益減小2dB；（3）將直放站天線下傾角壓低到8度（如圖4）。

整改效果：第一種方案整改后乒乓切換現象消失，但質差現象還是比較嚴重，并且有連續質差的現象，呼叫失敗的風險較大，所以證得客戶同意后實施第二種方案。

3.2 第二種方案

在直放站機房中對天線通道加負載，保證直放站天線不發功（如圖5）。

整改效果：第二種方案整改后乒乓切換現象消失，C/I、語音質量、空閑模式下DSC計數器都恢復正常。但還需對第二種效果做一次動態覆蓋測試，確保隧道口覆蓋能夠滿足要求（如圖6）。

整改效果：動態驗證的效果來看，TZ站的覆蓋情況滿足要求，CRH1型車內側得電平在-89dBm左右，除去車體損耗20dB，8W機車臺+車頂天線場強值應該在-70dBm左右，場強覆蓋滿足要求，所以第二種整改效果是可以接受的。至此，由直放站引起的實驗色散干擾問題的定位及整改工作結束。

4 建議

本案例旨在向GSM-R網優工程師提供三個信息：

（1）對直放站要有強烈的敏感度，不僅是時延色散問題，還要上行干擾問題，上行增益不足問題，等等。直放站一般在隧道中，難以實現現場撥打測試定位；很多直放站問題都與上行相關，路測軟件只能看到下行信息，所以GSM-R網絡優化中每一次測試都要全程跟蹤abis口的信令，對定位直放站問題至關重要。

（2）鐵路GSM-R網絡優化不同于運行商網絡，安全至關重要，尤其是在運營線路，很多工作都只能在有限的天窗點內完成，所以在操作之前要制定詳細的計劃包括整改、驗證、回退，每一個過程都要詳細。本案例中我們不僅要做靜態驗證測試，而且要登車進行動態的驗證測試。本案例同時也是向大家展示了一種鐵路GSM-R網絡問題定位、排查、整改、驗證的工作模式。

（3）GSM-R網絡都是一次成型，所以規劃非常重要。本問題歸根結底就是因為規劃不合理造成。這條線路是國內較早的客專線路，GSM-R發展初期設計院的經驗都很少，所以后期規劃中廠家應該多參與規劃交流，避免此類問題再發生。