浅析高速铁路GSM-R覆盖与切换

【摘要】 本文介绍了高速铁路GSM-R的覆盖方式，分析了GSM-R越区切换的优化方法。

【关键词】 高速铁路 GSM-R 覆盖方式 越区切换

前言：近年来随着铁路运输的发展，高速铁路的运营，大大提升了铁路的运行速度。高速铁路运行过程中，采用专用的移动通信GSM-R，以GSM Phanse2+为协议标准，承担调度、指挥任务，目的在于保证列车安全运行。

一、高速铁路GSM-R覆盖方式

1.1单基站覆盖

GSM-R系统中，包含多种覆盖方式，其中最为基本的即为单基站覆盖，在铁路沿线设置基站，安装定向天线时，与铁路线方向相同，沿着铁路线，形成椭圆形小区，实际的使用需求应能够满足无线场强充分覆盖，一个GSM-R小区包含一个基站，每个基站上安装的定向天线数量为2根，经功率合成器，合成2根定向天线，之后与基站内部的收发信机相连接，保证列控通信业务的顺利开展[1]。

1.2冗余覆盖

冗余覆盖也是GSM-R无线覆盖中常用的方式，分为两种：一种为同站址冗余覆盖。在同一站点上并列设置两个基站，这两个基站完全相同，覆盖的地理区域也相同，形成两个一模一样的GSM-R无线网络。设置单个基站时，方法相同于单基站覆盖。对于同站址冗余覆盖来说，互为冗余形成的两个GSM-R无线网络，当其中一个网络出现故障导致通信无法进行时，移动台即可开展网络切换操作，启用另一个相同的网络，保证通话及数据传输的正常进行[2]；另一种为交织站址冗余覆盖，在同站址冗余覆盖方式中，容灾问题并未考虑，榱私饩稣庖晃侍猓组建出交织站址形式，设置冗余基站时，以原有相邻基站为基础，在其中间部位设置，相当于交织的无线网络设计了两套，而且两套相互独立，业务可由双层网络同时分担，执行通信时，可在一层网络中锁定，避免GSM-R停止通信的问题。

1.3频率分配

冗余覆盖中，方案不同，频率分配也存在差异。频率分配效果良好，能提升网络质量。GSM-R网络中，工作频段为900MHz，上行频段为885～889MHz，下行频段为930～934MH，频率带宽4MHz。配置方法为间隔频道配置时，载频共包含21个。分配频率的过程中，应对同频道干扰、邻频道干扰等因素做出充分的考虑，载干比若为同频道，控制信道及列控业务信道C/I应在12dB以上，其他的C/I在9dB以上，若为邻频道，C/I在-6dB以上。规划频率时，同频频点不允许存在于同基站内，在同一小区内，BCCH、TCH之间最佳的频率间隔应超过400MHz。以单小区双方向为例，设计频率覆盖方案时，相当于同一组频点被两个同基站小区使用，如图1。

二、高速铁路GSM-R越区切换优化方法

GSM-R网络中，BTS系统消息发送通过SACCH信道实现，将相邻小区BCCH的BA列表等发送移动台，移动台以此为依据，完成BCCH上接收电平的测量，同时，形成测量报告，反馈至BTS处。

单基站覆盖中，列车运行方向上前面邻小区即为目标小区，可以采取预先制定目标小区方式，移动台监测时，对象包含本小区上下行链路、目标小区下行链路，根据门限值，通过比较确定切换要求是否达到。若达到，越区切换命令由BSC发出切换执行，选择过程被省略，简化切换过程，缩短切换时间。在冗余覆盖中，新建邻小区列表中包含3个小区，为有效节省存储空间，采取预先存储相邻小区切换信息方式，使移动台预同步邻小区过程省略。

切换前，移动台预处理工作仅包含两项，一是测量本小区上下行链路，二是测量预存储邻小区的下行链路，完成后将结果反馈给BTS，若小区符合条件，方能进入切换列表中。但需要注意，切换邻小区列表包含的小区中，目标小区并非一定为条件最优的小区，原因是新建列表中，两层网络中共同包含邻小区。

三、结论

铁路通信中，GSM-R无线网络发挥重要的作用，高速铁路具有更为特殊的环境。规划GSM-R无线覆盖方式，应以铁路沿线实际情况为根本，科学设立基站，采取简化越区切换过程的方式缩短切换时间，保证GSM-R系统能够正常通信，保障行车安全。

参 考 文 献

[1]赵留俊.铁路交汇区域GSM-R无线网络覆盖方案研究[J].高速铁路技术，2014，（05）：38-42.

[2]高云波.基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析[J].铁道标准设计，2015，（02）：113-117.