GSM公眾移動(dòng)通信網(wǎng)在鐵路沿線的覆蓋研究探討

達(dá)朝經(jīng)

摘 要：打電話在高鐵上已經(jīng)司空見慣，但是上網(wǎng)、看電視，恐怕還比較新鮮。旅客能夠在旅途中也享受到高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)信息提供的服務(wù)，這是通信運(yùn)營(yíng)商正在努力做的工作。公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正在尋求適合高鐵運(yùn)行的解決策略。文章針對(duì)鐵路公眾通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行高鐵公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的運(yùn)營(yíng)方案進(jìn)行分析，詳細(xì)談及切換帶、重選帶、車廂內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度要求等技術(shù)要點(diǎn)，特別是從鐵路公眾通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重要性出發(fā)，對(duì)專網(wǎng)覆蓋和現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整兩方面的內(nèi)容加以討論，從理論和實(shí)踐結(jié)合的角度，對(duì)不同場(chǎng)景下解決公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方案進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：GSM公眾移動(dòng)通信網(wǎng)；高鐵運(yùn)行；覆蓋方案

高速鐵路及客運(yùn)專線將列車運(yùn)營(yíng)速度提升經(jīng)過數(shù)次調(diào)整后，已經(jīng)步入了高峰階段，達(dá)到了200-300km/h，但是在進(jìn)入高速移動(dòng)階段后，受到運(yùn)行過程中多種因素的干擾，GSM手機(jī)用戶出現(xiàn)了掉話、接通后切換混亂以及無法接通等現(xiàn)象。運(yùn)營(yíng)商接到的類似投訴過多，不得不加以深入的研究和整改，針對(duì)提高鐵的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量?jī)?yōu)化的問題，圍繞專網(wǎng)覆蓋和現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化。

1 鐵路公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋現(xiàn)狀分析

（1）高速鐵路速度提到200-250km后，高鐵運(yùn)行區(qū)間的城鄉(xiāng)基站要滿足覆蓋要求，還要兼顧鐵路運(yùn)行的要求，再運(yùn)用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)的鐵路覆蓋，已經(jīng)難以達(dá)到要求，同時(shí)在列車低速運(yùn)行情況下，由于車速的不斷提高，逐漸提高了車體衰耗的速度，因此現(xiàn)有的高鐵基站的覆蓋技術(shù)已經(jīng)基本上不能滿足高鐵上的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行要求。無論高鐵運(yùn)行區(qū)間的地形如何，例如車站、隧道、橋梁，在網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)方式確立之后，需要對(duì)場(chǎng)景的配置、路段的無線覆蓋等進(jìn)行具體的分析，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的記錄結(jié)果，進(jìn)行各種場(chǎng)景模式中無線覆蓋、頻率配置以及區(qū)域規(guī)劃工作[1]。

（2）在手機(jī)順利進(jìn)入新的基站后，可能會(huì)由于重疊區(qū)域的大小導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度衰落到一定程度，如果小區(qū)之前依然有信號(hào)，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)小區(qū)重選或者進(jìn)行切換操作，以保證在系統(tǒng)合理控制的條件下，完成手機(jī)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站小區(qū)的重選或者切換。

基站判決階段需要進(jìn)行切換所需的時(shí)間，一般情況下對(duì)與是否完成一個(gè)完整的切換過程的判定標(biāo)準(zhǔn)，是經(jīng)過測(cè)量、判決、執(zhí)行3個(gè)階段進(jìn)行的。切換請(qǐng)求發(fā)起到濾波器BISIC處理和解調(diào)器釋放源小區(qū)資源所需的時(shí)間一般為5s；測(cè)量階段跨MSC切換一般為4s；從切換完成到BSC內(nèi)小區(qū)切換執(zhí)一般為5s；同一BSC內(nèi)小區(qū)切換跨MSC小區(qū)切換所需時(shí)間為14s。

（3）考慮到高鐵車廂最大損耗，在部分需求旺盛的路段保證正常通話，要求中國(guó)移動(dòng)對(duì)普通鐵路巡檢測(cè)試要按照高鐵上公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的接受電設(shè)計(jì)要求，將接受電平值要求設(shè)定為-94dBm，車廂內(nèi)電平達(dá)到-90dBm，衰落余量5dB，列車外部信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到-56dB。

（4）相同條件下，在原有的穿透損耗20dB的基礎(chǔ)上增加12dB，可以保證高速列出內(nèi)的用戶的隱私不受干擾，而且這一數(shù)值的提高也符合高速列車材質(zhì)多為不銹鋼或中空鋁合金車體的要求。

（5）由于高鐵運(yùn)行的區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，有空曠區(qū)域，也有，因此應(yīng)將覆蓋距離的設(shè)計(jì)進(jìn)行場(chǎng)景的分開，例如在室外場(chǎng)景的涉及要要區(qū)分開闊地、市郊、密集區(qū)域，載波輸出功率、天線覆蓋距離都要有所不同[2]。

以隧道場(chǎng)景為例：采用泄漏電纜的方式。基站收到的上行信號(hào)為-95.45dBm，采用功分器，在漏纜末端收到的下行信號(hào)為-83.45dBm，如果隧道是一個(gè)上行受限場(chǎng)景，漏纜總長(zhǎng)度為500米，假設(shè)泄露電纜的耦合損耗為72dB，損耗為每百米3.2dB，那么單邊覆蓋500米，高鐵車體損耗為24dB，如果不使用功分器單邊覆蓋可達(dá)600米。

2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)該達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)針對(duì)高速鐵路的特點(diǎn)，在保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋的前提下，將小區(qū)重疊覆蓋區(qū)設(shè)置為大于667m，將小區(qū)覆蓋半徑設(shè)置為450m，將站間距設(shè)置為900m，補(bǔ)充覆蓋較大范圍的覆蓋空洞，采用常規(guī)的傳播模型，對(duì)鐵路沿線原有覆蓋進(jìn)行重新的計(jì)算和調(diào)整，BSC內(nèi)小區(qū)的跨MSC標(biāo)準(zhǔn)重疊覆蓋區(qū)大于778m，切換邊緣的信號(hào)強(qiáng)度大于-60dBm。局部信號(hào)換亂，則調(diào)整現(xiàn)網(wǎng)鐵路覆蓋小區(qū)的天線、發(fā)射功率，線網(wǎng)鐵路覆蓋小區(qū)的數(shù)量需建直放站予以補(bǔ)充覆蓋，特殊覆蓋路段需要建新基站給予長(zhǎng)距離的主覆蓋信號(hào)；對(duì)隧道鐵路的覆蓋深度進(jìn)行調(diào)整；針對(duì)覆蓋距離短、覆蓋衰落的情況，擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍，避免頻繁的重選和切換區(qū)域設(shè)置鄰區(qū)關(guān)系規(guī)劃。

（2）采用常用天線覆蓋小區(qū)、直放站分裂專用、加裝基站放大器調(diào)整等方式，為現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整方案中用于鐵路覆蓋的小區(qū)鐵路鄰近區(qū)域，進(jìn)行覆蓋服務(wù)，改善重選切換頻率，增強(qiáng)既有基站覆蓋，做好現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，達(dá)到線網(wǎng)和專網(wǎng)覆蓋和調(diào)整的最佳狀態(tài)[3]。

空曠區(qū)域采用建設(shè)專網(wǎng)進(jìn)行覆蓋，密集市區(qū)采用現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整解決方案進(jìn)行優(yōu)化，高速鐵路的覆蓋問題上不斷地加強(qiáng)與改進(jìn)，正常切換、重選專網(wǎng)和大網(wǎng)，在交叉處設(shè)立切換帶，采用專網(wǎng)覆蓋和現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整相結(jié)合的方式，解決正常的切換以及重選的問題。

3 結(jié)束語

鐵路公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)有助于保障旅客出行的通信需求。本文從網(wǎng)絡(luò)切換、在滿足高速環(huán)境下無線通信的可持續(xù)性和可靠性的前提下，在不同場(chǎng)景下加強(qiáng)信號(hào)覆蓋強(qiáng)度、重選區(qū)域的選擇以及覆蓋距離的測(cè)算，根據(jù)不同地形應(yīng)該進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)調(diào)整和專網(wǎng)覆蓋兩種可行方案的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]林竹軒.GSM公眾移動(dòng)通信網(wǎng)在鐵路沿線的覆蓋研究[J].浙江省保護(hù)鐵路專用頻率專輯，2012（33）：1-3.

[2]張磊，楊琪.GSM公眾高速鐵路覆蓋方案的研究[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)（RSCE），2009（3）：1-3.

[3]李蘇鋒.GMS網(wǎng)絡(luò)高速鐵路覆蓋解決方案[J].郵電設(shè)計(jì)，2009（45）：1-6.