GSM―R越区切换常见问题分析及优化

摘 要 文章从GSM-R相关概念出发，针对其工作特征展开简单描述，并且进一步分析了在GSM-R系统中重要的越区切换工作过程和机制作出阐明，而后针对出现在GSM-R系统中常见的越区切换故障成因作出分析，并提出较有针对性的改善建议，对于提升GSM-R系统稳定性有着积极意义。

关键词 GSM-R；越区；切换；分析

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-040-01

铁路移动通讯系统（GSM-R，Global System of Mobile communication for Railways）是GSM技术在铁路工作环境中衍伸应用而产生的专用技术。鉴于铁路工作环境对于数据传输的特殊需求，GSM-R已经发展出了一套完整的工作方式以应对铁路系统中的苛刻环境，在这些众多的工作方式中，越区切换成为GSM-R系统工作中的关注重点。

1 GSM-R越区切换工作简述

GSM-R与GSM保持有相似的技术核心，但是鉴于GSM-R系统面临铁路服务环境，因此也发展出相应更为特殊的工作形式。对于GSM-R而言，其服务覆盖区域呈现出横跨地理范围较大的区域，并且呈现出依据铁路运输系统而延展的带状分布，这样的服务区域决定了GSM-R在分区上必然会采取沿铁路线分段的方式进行服务覆盖，也就是说，在列车行驶的过程中，将随着路段的延伸更换基站确保实现有效数据传输。通常而言，GSM-R系统通过在不同小区交界的地方保留有覆盖叠加，用以实现确保列车在叠加区域内实现越区切换，但是随着列车行驶速度的不断提升，以及铁路运输系统自身所面临的复杂的自然环境，越区切换所能够获取到的允许时间越来越短，因此对其工作效率和准确性方面的要求均有所提升。在这样的实际工作背景之下，如何实现有效快速的越区切换成为了当前关注的重点。

整个越区切换过程需要经历5个阶段。首先是获取数据，主要是由移动台针对其当前的小区以及邻区的数据服务质量进行数据采集，重点指下行链路接收信号电平和质量。通常移动台在480 ms内将信号最强的6个小区上报基站系统BSS，并且由BSS系统根据GREQAVE和HREQT对上报的相应数据进行预处理。而后进行门限值比较，在每个SACCH复帧内，BTS负责将当前小区的测试结果与邻区的测试结果进行比对和判定，对于满足门限条件数据进行触发切换行为。进一步地，基站将根据相应的数据判断表达式来最终对切换动作进行判定，确定出应当切换的小区，并将合格的小区放入切换邻区表中，最终根据PBGT值进行排序，列出最为合理的候选邻区表。完成上述工作后即可执行越区切换动作，主要包括分配并激活一个新的信道，而后将数据服务获取切换到该信道上。从根本上看，越区切换对于数据传输服务质量的影响也大多主要发生在切换的执行阶段。

2 GSM-R越区切换的优化

在实际工作过程中，GSM-R系统在进行越区切换时最容易出现掉话等终端数据服务的故障，其成因众多，优化工作更需要深入分析，从多个层面针对整个系统维护最终对其实现改善。根据相应的工作记录，可以发现以下几个方面问题最为常见。

2.1 邻区关系设定不合理

在GSM-R系统进行小区划分的时候，通常都是依据铁轨的延伸按段进行划分，此种划分方式看似合理，但却存在隐患。由于铁轨的铺设在很大程度上收到自然环境额制约，因此从总体上看铁路并非呈现出大体直线方向延展，而是在很多地域内曲线分布，加之地势高低的影响，更是为GSM-R系统的小区划分带来难度，其中孤岛效应是最为常见的问题之一。其主要表现为在地理位置上相邻的小区，在GSM-R系统中却以逻辑上的非邻区关系出现，因此在进行切换的时候，常常会出现无选择的状态，即从实际服务角度看最为合理的小区却不在可供选择的名单之内，而可供选择的小区列表却常常由于地理因素难以提供最为优质的数据传输服务，导致在切换的过程中出现掉话或服务质量底下等问题的发生。针对于此类问题，需要一方面根据实际情况切实设定通讯邻区，虽然这种方法对于人工的消耗相对较大，但是能够收到良好的效果。另一个需要注意的方面就是在实际的工作过程中切实关注掉话数据，对于在某一区域内频繁出现的数据必须加以综合深入分析。

2.2 GSM-R系统数据设置不合理

在GSM-R系统中，数据设置的不合理会导致多个方面的问题出现，越区切换障碍只是其中的一个方面，因此必须对参数设置给予充分重视。常见的会对越区切换产生影响的参数主要来源于两个方面，其一是切换统计时间N与切换持续时间P的设定。在GSM-R系统中，一直都采用N-P算法来确定越区切换候选小区，即候选小区在连续N秒内有P秒表现领先，则可设定为下一个切换目标。但是就GSM-R所面临的铁路运输系统实际情况而言，过于繁复的自然条件以及列车不断提升的行驶速度，都使得N、P两个数值难以保持稳定，更不能与GSM等系统中的类似数据相提并论。如果N、P两个参数设定值较高，就难以获取到满足条件的候选切换小区，从而造成越区切换失败，因此对于GSM-R系统而言，应当适当调低二者的标准，尤其是对于某些地理结构特殊的覆盖环境而言，更是应当考虑到信号电平可能会出现的不稳定状况，而对N、P两个参数做出合理的调整。在GSM-R系统中，另一个重要的参数就是对于门限值的设定。门限值是衡量一个小区能否成为下一个切换目标的最后一个因素，达不到门限值就无法确定切换触发，而过低的门限值则有可能在GSM-R系统中造成频繁切换，这两种情况都是造成GSM-R系统数据传输服务质量下降的原因，因此在实际工作过程中，应当从日常数据出发对门限值展开不断调整，才能获取到最优效果。

3 结论

在GSM-R系统中，能够影响到越区切换以及整体数据传输服务质量的因素还有很多，包括直放站上下行信号均衡、相邻小区重合覆盖以及网内网外干扰等都会成为影响到越区切换工作的重要因素，在实际工作中，必须秉承严谨的工作态度，长期不懈地对GSM-R系统的工作日志数据进行观察和分析，才能真正发现其中潜伏的问题，从整体系统优化的角度对GSM-R实施调整，有的放矢切实提升其数据传输服务质量，推动铁路信息系统的不断前进。

参考文献

[1]任静.GSM-R网络中越区切换失效和优化的研究[D].北京交通大学，2007.

[2]刘小强.GSM-R无线网络覆盖实现及越区切换性能研究[D].北京交通大学，2005.

[3]铁建设[2007]92号.铁路GSM-R 数字移动通信系统工程设计暂行规定[S].2007.