高鐵通信網絡的優化

張永

【摘要】 高鐵的高時速能夠讓GSM-R通信的接通率以及掉話率產生很多考驗。本文以高速鐵路的覆蓋網絡的情況出發，對于高速鐵路的現狀實現調整以及優化，主要針對覆蓋類型和切換以及重選算法進行優化，對于高速列車的網絡質量以及接通率的提升和掉話率的降低得到好的解決效果。本文的方案對于高速鐵路系統的通信網路優化工作具有實用性以及指導性的意義。

【關鍵詞】 GSM-R 接通率 掉話率

一、引言

鐵路系統之中的GSM-R通信網路[1]的上行頻率為885到889MHz之間，下行頻率在930和934MHz之間，其寬帶范圍為4MHz，總共具有十九個頻率點的資源，這些資源很難滿足高速鐵路、普通鐵路以及鐵路樞紐區域的GSM-R的通信方面的需求。對于樞紐部分的通信資源，其頻率的波段很稀缺，因而對于GSM-R的調試成為重點和難點。對于GSM的系統中，為使得系統的容量得到提升，一定要對頻率實現復用[2]。頻率的復原所帶來的干擾主要是網內的干擾又叫做系統內的干擾。此外，GSM-R的網絡還有可能遭到其他的通信系統所帶來的影響和干擾。其干擾的程度對于網絡中的通信質量，掉話，通信以及切換和擁塞方面都會產生影響。因而降低以及消除高鐵通信網絡中的干擾是系統進行調試的重中之重。

二、通信網絡故障

2.1 故障的現象

例如，在某聯合調試的列車行駛到某個區間之時，GSM-R的網絡接線出現異常和故障，使得導線無法連接，最終連接超時。其Abis的測量報告[3]指出，在列車行駛到A11和A12之間本應該從A11的基站轉換到A11的基站。但是由于A09的基站和X13的基站的頻率電波平數突然增加，使得列車從A11的基站轉換到A09的基站之時出現拆線的情況。

2.2 故障的分析

對于檢測接口部分的下行質量類型的7個級別，對于A12的基站出現外部的干擾。對路測系統在A12的基站之下進行道路的測量，有X12、X13和X14這樣的頻率點。其中，X13是A09基站的BCCH，X14為A12基站的TCCH，并且如果X14被占用時，X13的頻率點也會突然增加。在A12的基站的條件之下，對X12和X14實現頻率的閉鎖之后，測試之后并沒有發現X13的頻率點出現電平的突然增加的現象。針對這些現象本文進行調整和優化。

三、通信網路的優化和調整

3.1 高鐵的通信質量目標

對于鐵路的GSM的性質，高速列車的通信的質量應當實現以下這樣幾個標準：1.覆蓋的強度：CRH的列車的邊緣部分的強度應該能夠達到-97dBm；2.接通的效率：CHR之上的無限的信道的接通效率應當超過98%；3.通話的質量：CRH的列車上的區域的通話質量應當比3級更優；4.掉話的指標：列車的基站的平均的掉話的比率應當低于1%；CRH的列車的里程的掉話的比率應當高于50公里/次；5.E-GPRS的業務：在高速運行的狀態之下，應當采用具有4時的間隙能力的終端的下載速率大于60Kb/s。

3.2 優化策略

3.2.1 覆蓋類型的優化

針對高鐵的特性，其通信網絡必須能夠實現深度的覆蓋才能夠保障通信網絡的質量和效率。根據上文給出的通信網絡的質量標準可知，若使得網絡的覆蓋效率能夠達到足夠的重疊的覆蓋區域，并且具有足夠的切換的邊界部分的信號強度。

需要實現覆蓋策略的大幅度的調整：

1.對于在較大的范圍內的覆蓋的空缺部分需要實現建立新的基站進行空缺的補充；2.對于交換頻繁的部分能夠利用光纖的垂直分布實現長距離的單一的小區域的信號的覆蓋，并且減少切換的次數；3.針對局部的信號的混亂所帶來的路段以及隧道的信號弱等問題，需要采用直接加入基站的方式進行覆蓋的補充功能。

3.2.2 切換和重選算法的優化

本文針對小區的重選和切換的算法的各個參數實現優化，用以保障整個過程的快速以及順暢地實現和完成，并且配合高鐵的信號的快速衰落的特性，使手機能夠及時地占據最強的信號覆蓋面。其中主要的參數優化的方式包括：1.對于BA-LIST表進行簡化；2.對于C1和C2算法的參數進行優化，使得手機能夠及時按照信號的強弱程度對于小區的駐留地點加以選擇；3.對于濾波和決策的相關參數實現優化，使之能夠更加準確地與信號的變換進行追蹤。

四、總結

本文首先介紹了高鐵通信網絡資源主要特點，以及保持通信網絡暢通的意義，進而分析了通信網絡故障的相關原因，并給出了具體實例研究。針對現有的高鐵通信網絡的問題給出了優化策略，其中主要包括高鐵通信類型網絡覆蓋的優化以及切換和重選算法的優化策略。

參 考 文 獻

[1] Wang X D， Poor H V. Blind Multiuser detection： A subspace approach[J]. IEEE Transactins on Information Theory， 2013，44（2）： 688-690.

[2] 何楚，毛玉泉，王翀.自編碼擴頻通信技術研究[J]. 通信技術， 2012， 40（11）：119-120.

[3] 張麗，方旭明.CDMA 系統基于多業務的軟切換優化算法[J]. 通信技術，2014，41（09）： 208-212.