梁冠民，王志強(qiáng)，王 超

（1、2，中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司 工務(wù)部，工程師，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050；3、中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司 呼和浩特通信段，高級(jí)工，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

1 概述

隨著我國(guó)鐵路的快速發(fā)展，GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)即鐵路專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的建成數(shù)量和運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大，中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱呼和局）目前建成運(yùn)營(yíng)的GSM-R線路有包西線、呼鄂線、京包客專線、唐包線、京包線、公錫線、響四線、響大線、新上線、額哈線、吳高線、呼前聯(lián)絡(luò)線等，共計(jì)26條線路，總計(jì)2683km。

GSM-R網(wǎng)絡(luò)在發(fā)揮提升鐵路運(yùn)輸組織安全效率效益綜合管理作用的過程中，雖然總體正?？煽浚捎谟械氖褂玫貐^(qū)受自然條件影響，有的鐵路沿線使用單位工作環(huán)境惡劣，加之GSM-R系統(tǒng)主要部署在郊區(qū)、隧道、丘陵和山區(qū)等環(huán)境之中，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生問題的幾率和發(fā)生問題的誘因也明顯增多，成為影響鐵路無線移動(dòng)通信技術(shù)運(yùn)用發(fā)展的短板。因此，重視研究、著力破解GSM-R網(wǎng)絡(luò)問題，是一項(xiàng)緊迫任務(wù)，具有現(xiàn)實(shí)意義和全局意義。本文在參閱全路有關(guān)GSM-R網(wǎng)絡(luò)故障通報(bào)、總結(jié)呼和局運(yùn)用GSMR網(wǎng)絡(luò)探索經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出從重視GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾上著眼、在優(yōu)化GSM-R網(wǎng)絡(luò)上著力的建議，旨在為確保GSM-R網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)揮提供參考。

2 GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾及分類

自然條件、產(chǎn)品缺陷、人員素質(zhì)等主客觀不利因素都有可能對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，正因如此，GSM-R網(wǎng)絡(luò)干擾在所發(fā)生的GSM-R網(wǎng)絡(luò)問題中占比最高，尤為突出，必須高度重視，采取措施，有效防范和破解。

導(dǎo)致GSM-R網(wǎng)絡(luò)受到干擾的干擾源主要分為系統(tǒng)內(nèi)部干擾和系統(tǒng)外部干擾兩類。系統(tǒng)內(nèi)部表現(xiàn)為由于網(wǎng)絡(luò)頻率設(shè)定、小區(qū)選址不當(dāng)?shù)仍斐傻耐l干擾和鄰頻干擾等。外部干擾包括公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商非法占用，公網(wǎng)設(shè)備導(dǎo)致GSM-R上下行底噪抬升，公網(wǎng)基站大信號(hào)造成阻塞干擾，手機(jī)屏蔽器干擾，無人機(jī)反制器干擾，數(shù)字集群對(duì)講機(jī)干擾等。

3 GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

3.1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化作用

無論是從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展理論看，還是從網(wǎng)絡(luò)問題解決實(shí)踐看，通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置、運(yùn)行環(huán)境和工作品質(zhì)，能夠有效防范以至消除故障，提高網(wǎng)絡(luò)的整體功能。

3.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)

優(yōu)化后的GSM-R網(wǎng)絡(luò)要達(dá)到“四性”要求：一是彰顯先進(jìn)性，充分體現(xiàn)信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信技術(shù)發(fā)展新成果在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用；二是體現(xiàn)實(shí)效性，既能有針對(duì)性地解決既往出現(xiàn)的問題，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)測(cè)可能發(fā)生問題的有效防范；三是具有操作性，符合刪繁就簡(jiǎn)原則，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際需要，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用、保養(yǎng)、管理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)到位；四是經(jīng)濟(jì)性，注重投入產(chǎn)出，切實(shí)降低網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成本，為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)持續(xù)優(yōu)化滿足運(yùn)輸生產(chǎn)形勢(shì)任務(wù)發(fā)展要求奠定基礎(chǔ)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要包括：頻率調(diào)整優(yōu)化，主要解決同頻和鄰頻干擾問題；無線資源優(yōu)化，主要解決網(wǎng)絡(luò)自身在小區(qū)、切換、接入、功率控制等參數(shù)存在不當(dāng)問題；容量?jī)?yōu)化，主要解決控制負(fù)載、結(jié)合阻塞率、掉話率等指標(biāo)的合理調(diào)整及資源配置；小區(qū)布局優(yōu)化，主要解決站點(diǎn)位置、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、天線方位角等參數(shù)問題；覆蓋優(yōu)化，主要解決容量和覆蓋之間的關(guān)系。

3.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程

由于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化涉及內(nèi)容繁多，決定了其優(yōu)化是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化基本流程如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程圖

4 復(fù)雜線路GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)例

在國(guó)鐵集團(tuán)有關(guān)職能部門的支持、指導(dǎo)下，呼和局選擇線路綜合情況相對(duì)復(fù)雜的京包客專線進(jìn)行GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，以積累經(jīng)驗(yàn)以點(diǎn)帶面擴(kuò)大優(yōu)化成效。

4.1 基本情況

2020年9月27日京包線（現(xiàn)唐包線）GSM-R網(wǎng)絡(luò)改造正式開通后，國(guó)鐵集團(tuán)綜合檢測(cè)車10月6日對(duì)京包客專GSM-R無線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋、服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行了動(dòng)態(tài)檢測(cè)。檢測(cè)車下行方向運(yùn)行至K403+800附近，在ZhuoZiDong至ZZD-QXYD01區(qū)間發(fā)生掉話。服務(wù)質(zhì)量測(cè)試如圖2所示。

圖2 服務(wù)質(zhì)量測(cè)試圖

線路改造后，大包線、唐包線與京包客專線在卓資山地區(qū)存在并線交叉區(qū)段，同時(shí)卓資東站為大包線和京包客專線的并線站。線路走行情況如圖3所示。

圖3 線路走行圖

卓資東基站為京包客專線與京包線共用基站，姑家堡基站為唐包線基站，其中卓資東基站與姑家堡基站直線距離500m左右，海拔高出100m左右。

通過網(wǎng)管監(jiān)測(cè)Abis接口信令，進(jìn)行信令分析，在占用ZhuoZiDong基站是存在持續(xù)的7級(jí)質(zhì)差。

4.2 相關(guān)數(shù)據(jù)分析

結(jié)合圖2測(cè)試圖和圖3線路走行圖分析，國(guó)鐵集團(tuán)檢測(cè)車下行方向由京包客專WLCB-ZZD08（1014）基站切換至唐包線HL-ZZD07（1005）基站（此基站為唐包線和大包線共用基站），后切換至唐包線GuJiaBu（1018）基站后掉話。

此區(qū)段為大包、唐呼、京包客專線交叉并線區(qū)段，機(jī)車下行行駛至WLCB-ZZD08基站至ZhuoZiDong區(qū)間，MS由WLCB-ZZD08切換至HLZZD07，機(jī)車?yán)^續(xù)行駛由HL-ZZD07切換至大包線GuJiaBu基站，由于GuJiaBu基站ZhuoZiDong基站沒有鄰區(qū)關(guān)系，未切換至京包客專ZhuoZiDong基站，機(jī)車?yán)^續(xù)行駛至姑家堡1號(hào)隧道內(nèi)，GuJiaBu基站信號(hào)逐漸減弱引起質(zhì)差，最終導(dǎo)致ZhuoZiDong至ZZD-QXYD01區(qū)間導(dǎo)致掉話。

通過分析信令發(fā)現(xiàn)，在掉話后重新起呼占用ZhuoZiDong基站信號(hào)，占用ZhuoZiDong基站信號(hào)下行存在持續(xù)的7級(jí)質(zhì)差，最終切換至ZZD-QXYN01基站后質(zhì)差消失。

通過查看編號(hào)方案發(fā)現(xiàn)ZhuoZiDong基站主BCCH1010和ZhuoZiShan_BU基站主BCCH1011為鄰頻，同時(shí)ZhuoZiDong基站與ZhuoZiShan_BU基站直線距離為5.5km，卓資東下行方向出站后約1.3 km為820m隧道，間隔400m后為900m隧道，出隧道后距離卓資東基站3.4km左右，此時(shí)距離卓資山基站距離3km左右，初步判斷重新起呼占用ZhuoZiDong基站信號(hào)出現(xiàn)7級(jí)質(zhì)差由鄰頻干擾導(dǎo)致。

ZhuoZiDong基站與ZhuoZiShan_BU基站位置關(guān)系圖如圖4所示。

圖4 ZhuoZiDong基站與ZhuoZiShan_BU基站位置

4.3 解決問題思路

4.3.1 京包客專線運(yùn)行機(jī)車只在本線基站切換，避免與唐包線基站進(jìn)行互切，降低唐包線基站對(duì)京包客專線的覆蓋強(qiáng)度。

4.3.2 在頻點(diǎn)資源有限的情況下，最大可能減少同頻干擾，需將引起干擾的頻點(diǎn)由寬松改為緊密，使終端選擇頻點(diǎn)時(shí)避開該頻點(diǎn)。

4.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施

4.4.1 添加ZhuoZiDong基站和GuJiaBu基站的雙向鄰區(qū)關(guān)系。

4.4.2 ZhuoZiDong基站（源小區(qū)）切GuJiaBu基站（目標(biāo)小區(qū)）的切換門限和切換遲滯設(shè)置為72，PBGT統(tǒng)計(jì)時(shí)間設(shè)置為10、PBGT持續(xù)時(shí)間設(shè)置為8。

4.4.3 GuJiaBu基站（源小區(qū)）切ZhuoZiDong基站（目標(biāo)小區(qū)）的切換門限和切換遲滯設(shè)置為68，PBGT統(tǒng)計(jì)時(shí)間設(shè)置為6、PBGT持續(xù)時(shí)間設(shè)置為4。

4.4.4 將WLCB-ZZD08切HL-ZZD07的PBGT切換門限和切換遲滯由68改為72，PBGT統(tǒng)計(jì)時(shí)間設(shè)置為10、PBGT持續(xù)時(shí)間設(shè)置為8。

4.4.5 將ZhuoZiShan主BCCH頻點(diǎn)1011與TCH頻點(diǎn)1003互換，同時(shí)將TCH頻點(diǎn)1011復(fù)用模式改為緊密。

4.4.6 將GuJiaBu東向天線方位角由83度調(diào)整為95度，同時(shí)將西向天線的方位角由230度調(diào)整為245度。

4.4.7 將HL-ZZD07基站功率等級(jí)由0調(diào)整為4。

4.4.8 將GuJiaBu基站功率等級(jí)由0調(diào)整為4。

4.5 復(fù)測(cè)驗(yàn)證

2020年11月19日，國(guó)鐵檢測(cè)車對(duì)京包客專線進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)上述問題均已解決。

5 結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的延伸，優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)性能的再規(guī)劃，隨著鐵路線路的不斷改造、新建，GSM-R網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)量的增加，需要循環(huán)不斷進(jìn)行優(yōu)化。本文在不改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不新增改造設(shè)備的前提下，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)、傳輸信令、地形地貌的綜合分析，通過修改網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，調(diào)整頻率等手段，在投入最小的情況下對(duì)新建新與既有線并線交匯區(qū)段GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)復(fù)雜地形下GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有一定參考意義。