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铁路综合数字移动通信系统网络优化策略新日

发布时间:2020-01-15 21:30:31 阅读: 来源:大鹏卷帘机厂家

中国近几年经济高速发展要求铁路进一步提速,而铁路信息化正是铁路提速的基础之一。GSM-R系统的建设将对铁路通信形成革命性的变革,对于中国铁路信息化提供强有力的支持。从2005年开始,中国部分干线铁路将进行GSM-R建设,为使其能够发挥更大的作用,网络优化必不可少。

铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)概述

铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)是在GSM蜂窝系统上增加了铁路调度通信功能和适合高速环境下使用要素的系统,能够满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信的要求,可以实现跨越国界的高速列车和一般列车之间的通信。GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统,它基于GSM的基础设施及其提供的高级语音呼叫业务(ASCI),并提供铁路特有的调度业务,将现有的铁路通信应用融合到单一网络平台中,并以此为信息化平台,使铁路部门用户可以在此信息平台上开发各种铁路应用。

GSM-R 系统由六个子系统组成:交换子系统(SSS)、基站子系统(BSS)、运行与维护子系统(OMC)、通用分组无线业务子系统(GPRS)、终端子系统及移动智能网子系统(IN),并通过交换子系统(SSS)中的网关移动交换中心(GMSC)实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通,通过通用分组无线业务系统(GPRS)中的网关GPRS业务支持节点(GGSN)实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通。(见图1)

GSM-R的电信业务是在GSM的电信业务的基础上,根据铁路的特殊需要进行修改和补充后形成的,所以GSM-R不仅可以提供GSM网络日常的话音、数据业务,而且可以提供铁路特色的功能业务。GSM-R网络可实现的业务如下:

(1)话音、数据业务,包括:点对点呼叫、点对点的紧急呼叫、广播呼叫、组呼叫、铁路紧急呼叫、多方通话、短消息等业务。

(2)调度功能业务,包括:增强多优先级与强拆(eMLPP)业务、语音广播呼叫业务(VBS)、语音组呼业务(VGCS)。

(3)铁路特定业务,包括:功能寻址、基于位置的寻址、铁路紧急呼叫、调车作业、多驾驶员通信等业务。

移动通信系统网络优化

网络优化是指对投入运行的网络进行参数采集、数据分析,找出影响网络运行质量的原因并通过参数调整和采取某些技术手段,使网络达到最佳运行状态,使现有网络资源获得最佳效益,同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。

网络优化的内容

由于网络规模和网络组成的不同,网络优化的内容也就千差万别。网络优化包括很多方面的内容,主要是无线网络优化和交换网络优化两个方面。无线部分的优化,包括:基站参数的检查与核对、频率规划、位置区的划分、调整话务负荷,降低阻塞率、提高基站设备的完好率和降低传输线的故障率、基站的天线角度、发射功率等参数的优化、与交换机配合的参数、新增基站后的调整、降低同频干扰和非同频干扰等;交换部分的优化工作,包括:基站频率的核实与校正、小区参数(CDD)和越区切换参数的检查与调整、交换数据采集、分析和调整、交换局数据和路由表的个别调整。此外还有有线传输网络的优化等。

网络优化的方法

通常有信令跟踪分析法、话务统计分析法及路测分析法。在实际优化中,常将三种方法结合起来用。尤其以分析OMC_R话务统计报告,并辅以七号信令仪表进行A接口或Abis接口跟踪分析,是进行网络优化常用的有效手段。通常GSM无线网络优化是利用上述三种方法,围绕接通率、掉话率、拥塞率和越区切换成功率等指标,通过统计测试→数据分析→制定实施优化方案→系统调整→解决问题→统计测试的循环,达到网络质量明显改善的目的。

网络优化的工作流程

具体包括五个方面:系统信息收集,数据分析及处理,制定网络优化方案,系统调整,调整网络优化方案。在网络优化时首先要收集系统信息(包括用户申告、日常CQT[Call Quality Test]测试和DT[Driver Test]测试等信息),了解用户对网络的不满意现象及当前网络存在的缺陷,并对网络进行测试,收集网络运行的数据,然后对收集的数据进行分析及处理。根据分析处理数据的结果制定网络优化方案,并对网络进行系统调整。调整后再对系统进行信息收集,周而复始直到问题解决,使网络进一步完善。

网络优化工具

有路测数据分析软件、频率规划与优化软件、信令分析软件、话务统计数据处理软件、基于话单分析、话务和信令负荷流向预测软件、投诉管理平台软件等。

GSM-R网络优化策略

GSM网络优化解决的主要问题有:信道拥塞率高、呼叫成功率低;越区切换失败率高,掉话严重;通话质量低、有串音;移动台占用话音信道后呼叫释放、出现振铃后无通话、移动台接通后单边通话;设备完好率较低;中继电路的配置与实际话务不相符、电路群的每线话务量差别较大等。目前,铁路GSM-R网络建设基本还处于方案设计阶段,如何在GSM-R网络规划建设时就能减少这些问题出现的概率,为今后运营和服务打下良好的基础,这对于提高投资效率是很有意义的事情。在此结合网络优化理论,提出以下GSM-R网络设计和优化策略。

对网络结构的合理性做详细的分析

GSM-R核心网络可以采用二级网络结构,即设立移动业务大区汇接中心(TMSC)和本地业务端局(MSC),汇接中心之间网状网连接。小区的设置一般在沿路轨方向安装定向天线,以形成沿路轨的椭圆形小区;在话务量较大但对火车速度要求较低的编组站内采用扇形小区覆盖;人口密度不高的低速路段和轨道交织处,采用全向小区覆盖。

无线网络的场强覆盖

场强覆盖往往和具体的地理位置分布相关,根据具体的地理环境和基站的实际情况可以进行许多方面调整。改善下行链路的信号覆盖,可以采用提高基站的发射功率、增加天线的挂高、调整天线的水平角或垂直角和安装直放站等措施。一般来说,上述各种方法需综合使用,才能达到满意的覆盖。当某些基站或小区信号强度提高时,还应综合考虑其他问题,尤其是相邻小区的同邻频干扰问题。若上行链路的接收信号不是很好,可以考虑在基站的天线塔上安放塔顶放大器或降低馈线和跳线的损耗,以增强天线的接收信号强度。

做好频率规划工作

如果在建网初期频率规划得不好,或者在网络扩容过程中频率资源分配不合理,都会造成整个网络建成后某些性能指标比较差。频道分配时应考虑同频道干扰、邻频道干扰和互调干扰等因素,并使干扰保护比在工程中满足:同频道干扰保护比C/I≥12Db,邻频道干扰保护比C/I≥-6dB,偏离载波400kHz时的干扰保护比C/I≥-41dB。同小区载波最小间隔至少600kHz、相邻小区频率间隔至少400kHz。

无线参数设置与优化

GSM-R网络中与无线设备和接口有关的参数对网络的服务性能的影响最为敏感,包括小区选择参数、控制信道参数、无线测量参数、功率控制参数、切换控制参数等,这些参数对网络中小区的覆盖、信令流量的分布、网络的业务性能等具有至关重要的影响,因此合理调整无线参数是GSM-R网络优化的重要组成部分。无线参数调整的基本原则是综合考虑实际无线信道特性、话务量特性和信令流量承载情况,充分利用已有的无线资源,通过业务量分担的方式使全网的业务量和信令流量尽可能均匀,以达到提高网络平均服务水平的目标。

提倡主动预防性的网络优化

同时根据用户需求突出专项性优化的能力,为了提高效率降低成本,应尽快开发完善整个优化系统的管理应用软件。

互联互通问题

(1)GSM-R网络属于铁路运输指挥专用调度通信系统,因此其网络和业务具有调度通信所要求的封闭性、安全性和实时性特征,要求与外部通信网络只能进行有限的互联互通,即为实现铁路运输指挥业务需要,与铁路专用电话网、铁路各种MIS信息网络互联互通,一定程度上与公众通信网络互联互通。同时在铁路运输各工种业务之间也要从技术和管理两方面保证一定的封闭性。

(2)目前提供GSM-R网络设备的供应商不只一家,不同设备供应商之间需要做好设备互联互通测试工作,保证将来铁路全网调度指挥的畅通。

还应注意优化维护组织及人员配置,健全维护管理制度及维护指标等问题。

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