gsm-r系统集成方案及隧道群解决方案探讨

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1、GSM-R系统集成方案及隧道群解决方案探讨一、GSM-R原理概述二、CTCS分级根据国情路情实际出发，CTCS共划分为五级。CTCS0级：既有线的控车模式，区间轨道电路+站内电码化+通用机车信号+列车运行监控装置。CTCS1级：基于既有设备改造的固定闭塞系统，即主体化机车信号＋点式设备＋安全型监控装置。CTCS2级：基于轨道电路信息的固定闭塞系统，地面车载一体化系统设计。CTCS3级：基于轨道电路和无线通信（GSM-R）的固定闭塞系统。CTCS4级：完全基于无线通信（GSM-R）的移动闭塞系统。三、GSM-R无线网络

2、规划技术1、GSM-R网络规划基本原则l基站覆盖范围在非车站区域尽量广l尽量减少切换次数l严格控制网络切换区域l解决特殊区域的覆盖l保证网络性能和网络安全性l满足网络容量需求2、GSM-R网络规划网络组网方式（1）线装贯通结构该网络组网方式是每个站点单一覆盖，连续贯穿整个GSM-R覆盖范围。该网络1个站点使用1个同步基站，一个基站覆盖设计覆盖规划范围，网络结构简单，是目前常用的基本组网结构。优点:l频率利用率高,基站配置容量较大l网络容易控制,系统性能调整容易l节省成本,减少项目代价l维护方便（2）交互互补结构该网络

3、组网方式是两个网络重叠交互覆盖，两个网络的站点相互独立互相补充，该网络结构属于不同站点重叠覆盖方式。红色小区和兰色小区同时覆盖，都可以连续贯穿铁路沿线,但是基站建设站点不同，在实际运营中可以考虑同时利用网络资源进行话务均衡。优点:网络安全性较高，一个站点出现问题，另外一个站点可以立即提供服务。缺点:l网络建设成本很高;l频率利用率低,站型配置不能很大.l网络调整复杂.l维护成本高.（3）重叠冗余结构该网络组网方式需要两个基站覆盖完全相同，在同一个站点增加相同基站设备保证网络设备的正常运行。华为设备支持主备倒换功能，一

4、个TRX如BCCH载频板出现问题后可以用另外一个TRX板作为BCCH载频正常使用，不影响网络的正常运行。缺点:设备利用率低3.GSM-R小区设计（1）单小区单方向单小区单方向和正常的GSM网络基站没有区别，一个小区覆盖一个方向，例如某处需要两个小区，则系统需要配置两个小区数据，两个方向应用各自的天线，馈线等天馈合路系统。（2）功分器单小区双方向单小区双方向就是一个小区分裂为两个方向，不同方向用不同天馈，在数据配置上为一个小区，实现单小区双方向需要增加外置设备功分器，功分器可以使一个小区的信号均匀的分开通过不同馈线连接

5、到不同方向的天线上。（3）八字天线单小区双方向和功分器单小区方向相比，八字天线单小区双方向是采用八字天线，使信号从不同方向传播，并不需要增加馈线和多余的天线。由于八字天线的增益都比较低，基站的覆盖范围不会很远，而且八字天线的天线方向图已经固定，对于一些非直线的铁路覆盖将不会很有效，例“>”形状的铁路将无法应用八字天线。八字天线单小区双方向和功分器单小区双方向一样都会减少切换次数。1、天线选择GSM-R天线选择需要根据不同情况进行，但是基本原则是选择高增益窄波束天线，部分地区可以考虑八字天线。对于一些较高建站的区域需要

6、考虑使用零点填充天线补充基站附近区域覆盖2、小区覆盖重叠设计要求列车的高速运行，要保证切换的正常进行，相邻小区的覆盖必须要有一定的覆盖重叠区。假设列车以350KM/h的速度行驶，GSM信号解码和切换判决大约需要5S时间，重叠覆盖的铁路长度大于350/3600*5=0.486km。4、GSM-R频率计划分析（1）线装铁路频率规划分析建议在GSM-R系统中若为线状分布的话同频最少相隔2个基站4个扇区。（2）非线状铁路频率规划分析建议枢纽位置可以建设大站型的全向基站比较合适。这样，如果一个全向站覆盖半径范围内，在调度开始将

7、不会发生切换。5、GSM-R弱场解决方案（1）隧道、路堑长度小于400米，建议采用小基站（或直放站）进行覆盖。l平直隧道、路堑，将基站放在隧道口，采用单根天线进行覆盖。l有弯道的隧道、路堑，将双向天线放在隧道中间进行覆盖。小基站覆盖距离（2）隧道路堑长度大于400米，建议采用“小基站（或直放站）+泄漏电缆+放大器”进行覆盖l对于小于800米的隧道采用“小基站（或直放站）+泄漏电缆”进行覆盖l对于大于800米的隧道需要放大器进行中继放大。建议采用“小基站（或直放站）+放大器+泄漏电缆”方案。（3）泄漏电缆基本原理泄漏电

8、缆的设计是特意减小横向屏蔽，使得电磁能量可以部分地从电缆内穿透到电缆外，当然，电缆外的电磁能量也将感应到电缆内。按漏泄机理的不同，泄漏电缆可以分为两类：耦合型和辐射型。耦合型泄漏电缆的外导体上开的槽孔的间距远小于工作波长。电磁场通过小孔衍射，激发电缆外导体外部电磁场，因而外导体的外表有电流，于是存在电磁辐射。电磁能量以同心圆的方式扩散在电缆周围