韓世俊

（青藏鐵路公司西寧電務段，西寧 810007）

GSM-R移動通信系統(tǒng)在青藏線上的應用，是中國鐵路通信信息技術(shù)發(fā)展的成功范例。GSM-R為鐵路運輸系統(tǒng)提供了語音和數(shù)據(jù)通信技術(shù)服務，尤其為基于GSM-R的增強型列車控制系統(tǒng)(ITCS)提供了強大的通信平臺。伴隨著中國鐵路運輸現(xiàn)代化發(fā)展和GSM-R技術(shù)在中國的不斷成熟應用，GSM-R將成為中國鐵路無線通信系統(tǒng)的主要技術(shù)模式。

GSM-R是基于GSM Phase 2＋的通信技術(shù)，它是在GSM系統(tǒng)的基礎上增加了鐵路特殊應用業(yè)務，其理論、技術(shù)、工程建設和系統(tǒng)維護均基于GSM系統(tǒng)的基礎之上，其與普通GSM公用網(wǎng)絡并無大的區(qū)別。

青藏線GSM-R網(wǎng)絡承擔著ITCS列控系統(tǒng)，ITCS是一套對通信的準確性、實時性、完整性有著極高要求的鐵路應用系統(tǒng)，參與列車運行控制。因此，在如此高的要求下，青藏線GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡優(yōu)化工作在基于普通GSM網(wǎng)絡優(yōu)化原理和措施策略的同時，更要高于普通的公網(wǎng)GSM的網(wǎng)絡優(yōu)化。

1 GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化的概念

網(wǎng)絡優(yōu)化工作是對正式投入運行的GSM-R網(wǎng)絡通過系統(tǒng)參數(shù)的采集和數(shù)據(jù)分析，找出影響網(wǎng)絡運行質(zhì)量的原因和隱患，通過參數(shù)調(diào)整和采取一些其他的技術(shù)手段和措施，使網(wǎng)絡達到最佳的運行狀態(tài)，使現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源獲得最好的使用效益。同時，也對網(wǎng)絡今后的維護和規(guī)劃提出合理的建議。

GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化包括交換網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡優(yōu)化，但在實際中，主要是指GSM-R系統(tǒng)無線網(wǎng)絡優(yōu)化。一般情況下，網(wǎng)絡優(yōu)化分為日常性優(yōu)化和階段性優(yōu)化。

2 GSM-R無線網(wǎng)絡優(yōu)化的主要目的

在青藏線GSM-R無線網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，網(wǎng)絡存在的問題和需要改進之處是指那些沒有達到網(wǎng)絡性能指標要求的問題，那些暫時不影響網(wǎng)絡的通信但長期存在最終對網(wǎng)絡通信造成隱患的問題。進行網(wǎng)絡優(yōu)化的主要目的是解決如下問題。

1）部分基站環(huán)網(wǎng)絡或個別網(wǎng)絡單元（小區(qū)）的關(guān)鍵性指標（KPI）性能明顯低于網(wǎng)絡平均水平。

2）一項或多項指標明顯惡化。

3）網(wǎng)絡運營質(zhì)量未達到預期的使用目標；在網(wǎng)絡運行過程中，引起各類應用業(yè)務的中斷和通信超時等。

4）網(wǎng)絡性能整體下滑。

在GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡性能指標統(tǒng)計中，重點考察以下網(wǎng)絡指標：TCH信道可用率、信令信道可用率、業(yè)務信道分配成功率、業(yè)務信道掉話率、信令信道掉話率、越區(qū)切換成功率和無線系統(tǒng)接通率等。

3 GSM-R無線網(wǎng)絡優(yōu)化的步驟和流程

GSM-R無線網(wǎng)絡優(yōu)化的步驟和流程如圖1所示。

3.1 各類數(shù)據(jù)的采集整理

3.1.1 OMC-R網(wǎng)管數(shù)據(jù)采集

1）通過OMC-R網(wǎng)管采集BSS系統(tǒng)各種軟、硬件系統(tǒng)參數(shù)，包括基站數(shù)量、小區(qū)結(jié)構(gòu)和業(yè)務信道情況；基站的BSIC、小區(qū)號、小區(qū)系統(tǒng)類型；小區(qū)的CGI、BCCH載頻、小區(qū)載頻數(shù)；鄰區(qū)關(guān)系；切換關(guān)系；功率控制數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)消息數(shù)據(jù)等。

2）通過OMC-R網(wǎng)管和相關(guān)工具采集話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)，話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)是了解網(wǎng)絡性能指標的重要途徑，通過網(wǎng)絡性能，反映無線網(wǎng)絡的實際運行狀態(tài)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要包括：TCH的業(yè)務量、TCH的信道利用率、TCH的擁塞率；越區(qū)切換請求次數(shù)、切換成功率、異常切換統(tǒng)計；呼叫建立次數(shù)、掉話次數(shù)、掉話率；質(zhì)量和干擾統(tǒng)計等相關(guān)的網(wǎng)絡性能指標。

3.1.2 網(wǎng)絡接口監(jiān)測數(shù)據(jù)采集

青藏線ITCS通信接口監(jiān)測包括：PRI接口數(shù)據(jù)監(jiān)測、Abis數(shù)據(jù)接口監(jiān)測與A接口數(shù)據(jù)監(jiān)測。

1）Abis接口數(shù)據(jù)采集

Abis接口監(jiān)測數(shù)據(jù)主要跟蹤監(jiān)測ITCS終端用戶的測量報告，包括上下行雙向無線電平分布、雙向無線傳輸質(zhì)量和定時提前量分布、終端越區(qū)切換序列表統(tǒng)計、Abis接口信令統(tǒng)計、基站2 M環(huán)路的環(huán)頭環(huán)尾工作狀態(tài)監(jiān)測等，如圖2所示的QZ252、QZ251為基站切換時的電平圖。

2）A接口數(shù)據(jù)采集

A接口監(jiān)測數(shù)據(jù)主要跟蹤監(jiān)測越區(qū)切換原因序列表統(tǒng)計、判斷通信中斷原因值、A接口通信信令統(tǒng)計等，如圖3所示QZ570、QZ562基站間切換時的切換原因、中斷原因值等。

3）PRI接口數(shù)據(jù)采集

PRI接口監(jiān)測數(shù)據(jù)主要跟蹤監(jiān)視ITCS車載用戶的ITCS傳輸數(shù)據(jù)，包括傳輸誤碼監(jiān)視、統(tǒng)計PRI接口信令、ITCS用戶通信數(shù)據(jù)記錄，如圖4所示。

3.1.3 故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集整理

對ITCS用戶的故障申告進行統(tǒng)計，根據(jù)掉話率、信號質(zhì)量差、接通率、話音質(zhì)量等對故障和所反映的問題進行分類分析，根據(jù)不同的問題進行針對性的優(yōu)化分析。

3.1.4 場路測數(shù)據(jù)測采集

場路測是網(wǎng)絡優(yōu)化中很重要的一個環(huán)節(jié)，通過定期和不定期的場路測，一方面可以對GSM-R網(wǎng)絡的場強覆蓋和QoS服務質(zhì)量進行掌握；另一方面在進行一系列的規(guī)模網(wǎng)絡優(yōu)化調(diào)整后，通過反復的場路測，評估優(yōu)化效果是否明顯達到了預期的效果。

3.1.5 其他數(shù)據(jù)的采集

包括基站、天饋系統(tǒng)物理參數(shù)的采集等。

3.2 數(shù)據(jù)分析和問題定位

在GSM-R無線網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析，找出網(wǎng)絡存在的問題和隱患，網(wǎng)絡問題的發(fā)現(xiàn)與排查主要從干擾、掉話．無線接通率和切換4個方面來進行分析。

1）無線接通率分析：影響無線接通率的主要因素是TCH和SDCCH的擁塞,以及TCH的分配失敗。因此，通過對OMC-R網(wǎng)管統(tǒng)計的網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)的話務量、信道分配失敗率等性能統(tǒng)計，進行話務均衡和分配失敗率的分析處理。

2）掉話分析：掉話問題的定位主要是通過網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)、用戶故障統(tǒng)計、場路測數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的分析，以及對信號場強、是否存在干擾、參數(shù)是否設置得當?shù)确矫娴姆治?，找出網(wǎng)絡掉話的具體原因。

3）干擾分析：GSM-R系統(tǒng)是一個干擾受限系統(tǒng)，干擾會使誤碼率增加，降低語音質(zhì)量甚至發(fā)生掉話。因此，在GSM-R系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡優(yōu)化過程中，需要通過兩種手段來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡存在的干擾：a．通過測量報告，找出網(wǎng)絡質(zhì)量差及存在干擾的地方；b．通過網(wǎng)絡性能分析，非解碼電平值高低的統(tǒng)計，找出網(wǎng)絡存在干擾的基站和區(qū)段。

4）切換分析：GSM-R系統(tǒng)無線網(wǎng)絡的異常切換主要包括網(wǎng)絡回切、乒乓切換、跨層切換等，以上切換均增加切換失敗的概率。因此，網(wǎng)絡優(yōu)化中，減少切換失敗首先要消除異常切換現(xiàn)象。引起切換失敗的原因包括場強覆蓋不均勻，門限參數(shù)設置不合理、天饋系統(tǒng)發(fā)生變化、硬件和傳輸故障等因素，要結(jié)合性能分析和測量報告進行綜合分析。

4 網(wǎng)絡優(yōu)化方案的制定和實施評估

在對所有采集的數(shù)據(jù)進行詳細分析、研究后，對分析發(fā)現(xiàn)的問題要針對不同的類型提出優(yōu)化調(diào)整解決方案。通常情況下，優(yōu)化調(diào)整涉及到天饋系統(tǒng)的調(diào)整、基站的系統(tǒng)調(diào)測、頻率的局部重新規(guī)劃調(diào)整、網(wǎng)絡系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整、話務均衡等。

4.1 天饋系統(tǒng)調(diào)整

基站的天饋系統(tǒng)是很重要的部分。它的好壞直接影響到通信的質(zhì)量和小區(qū)的覆蓋。可以通過調(diào)整天線的高度、水平角、俯仰角等因素來改變基站小區(qū)的覆蓋范圍，降低對其他小區(qū)的同、鄰頻干擾。

4.2 基站調(diào)測

在數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場測試的基礎上可對一些基站進行重新調(diào)測，以便排除硬件故障對網(wǎng)絡性能的影響，必要時需對故障硬件進行及時更換。

4.3 頻率規(guī)劃調(diào)整

干擾和掉話率等指標與頻率規(guī)劃關(guān)系密切。一個好的頻率規(guī)劃可以使系統(tǒng)的整體干擾水平最低。由于工程初期預分配的頻率方案不可避免存在缺陷，往往還存在一些嚴重的鄰頻現(xiàn)象，加上實際環(huán)境和地形變化的影響，必須再微調(diào)，通過在日常工作中實測來加以修改和調(diào)整，以進一步減少干擾，得出最佳頻率方案。

4.4 參數(shù)調(diào)整

對參數(shù)進行合理調(diào)整常能取得很大的效果。GSM-R網(wǎng)絡的優(yōu)化在某種意義上說就是網(wǎng)絡中各種參數(shù)的優(yōu)化設置和調(diào)整的過程。由于GSM-R蜂窩網(wǎng)絡是一個整體系統(tǒng)，因此在作參數(shù)調(diào)整時，必須考慮到局部的參數(shù)調(diào)整對其他地區(qū)尤其是相鄰區(qū)域的影響，否則，參數(shù)的調(diào)整會帶來負面影響。

5 結(jié)束語

GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化是運行維護中一項很重要工作，是一項長期、循序漸進的工作。甚至在一些特殊情況下，要有針對性地重點進行網(wǎng)絡優(yōu)化，如網(wǎng)絡質(zhì)量明顯下降或用戶投訴多時，突發(fā)事件或用戶群改變并對網(wǎng)絡質(zhì)量造成很大影響時，都應立即安排網(wǎng)絡優(yōu)化作業(yè)。網(wǎng)絡在運行，優(yōu)化就不能停，漸進的優(yōu)化才能使網(wǎng)絡始終保持和達到最佳的運行狀態(tài)。因此，深化網(wǎng)絡優(yōu)化工作不容忽視，勢在必行，它的地位和作用對網(wǎng)絡的運行維護、網(wǎng)絡規(guī)劃及工程建設日趨重要，并具有積極的指導意義。

[1] 鐘章隊．鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）[M]．北京：中國鐵道出版社，2003.

[2] 朱惠忠，張亞平，蔣笑冰，等．GSM-R通信技術(shù)與應用[M].北京：中國鐵道出版社，2005.

[3] 韓斌杰．GSM原理及其網(wǎng)絡優(yōu)化[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[4] 嚴俊，周峰，許秀鋒．以可靠性為中心的維修在地鐵車輛制動系統(tǒng)中的應用[J]．城市公用事業(yè)，2008（4）：30-33.