浅谈gsm-r在既有铁路上的应用

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1、浅谈GSM-R在既有铁路上的应用摘要：GSM-R网络是中国铁路无线通信发展方向，本文主要针对既有铁路GSM-R的网络结构选型、宏基站的覆盖半径、弱场区的补强方式及网络优化等进行了浅析。关键词：铁路GSM-R网络结构网络优化分类号：N945.15文献标识码：A1前言近年来，在既有铁路上逐渐利用现有的资源新建GSM-R系统，以取代原有450丽z列车无线调度通信系统，提高通信的可靠性，满足列车运行控制发展的要求，保证行车安全。而随着城市化的发展，我国沿海、沿江地区既有铁路沿线电磁环境复杂，GSM-R的网络结构选型及网络优化对GSM-R系统可靠

2、性显得尤为重要。2既有铁路对GSM-R系统的业务需求既有铁路由于运行速度基本是在200km/h以下，大部分既有铁路对GSM-R系统所提出的业务需求主要集中在语音及非列控类数据信息的传输。3GSM-R常见的几种网络结构3.1普通单层网络普通单层网络简称普通单网，全线的无线网络设备按单套配置，基站重叠覆盖区域小，基站和BSC之间的传输采用环形连接。此方案工程实施容易，投资小，频率利用率高：但冗灾性能差，当某一基站出现故障，其覆盖区域将不能提供服务，而且系统抗干扰能力也比较弱。3.1普通单网无线网络结构3.2交织站址单层网络交织站址单层网络简

3、称交织单网，该方案是由一个BSC控制，在普通单网两个连续基站之间增设一个基站，相当于基站加密，所有的基站都是主用并在发射，两相邻基站的场强相互覆盖到对方站址，可保证在非连续基站故障的情况下，GSM-R网络能够正常工作；相对于普通网络而言，交织单网方案在正常通信时提高了切换门限电平。缺点是小区规划比较复杂，频率规划难度较大，而且由于增加了站址，投资也相应较大；并由于小区加密一倍使得通信过程中的小区切换次数增加，对服务质量有一定的影响，也增加了通信中断的概率。3.2交织单网无线网络结构3.3同站址双层网络同站址双层网络简称同址双网。本方案在

4、同一站址设置两套独立基站（天馈线采用独立或共用方式均可）.分别接入不同的基站控制器BSC形成双层网络。双层网络一般采用主备用的工作方式，即双层网络中的一层作为主用层，另一层作为备用层。正常情况下，网络业务由主用层提供。在主用层故障（降级模式下）或业务拥塞时，由备用层来提供服务。本方案可保证在一个基站控制器或基站设备故障的情况下，GSM-R网络正常工作。本方案基站子系统全冗余设计，区间设施较少，配套工程成本较低；弱场区段的场强覆盖可按常规设计；高速运动中小区切换次数少；系统参数设置难度适中。但系统冗灾性能及抗干扰能力均低于交织单网。3.3

5、同址双网无线网络结构3.4交织站址双层网络交织站址双层网络简称交织双网，这种覆盖方式形式上类似交织单网，主用网络和备用网络的基站不共用站址，而是交叉分布，一般连接到不同的BSC,甚至不同的MSC（移动交换中心），这样进一步提高了可靠性。但是，由于需要成倍的铁塔和机房，成本太高，而且会导致网络规划复杂。3.4交织双网无线网络结构4既有铁路GSM-R网络结构的选型根据GSM-R工程设计暂行规定，无线场强覆盖以最小可用接收电平表示，应符合表4-1的规定。[1]表4-1接收机天线处输入端射频信号最小可用接收电平终端种类业务种类接收天线位置终端速

6、度（km/h）统计概率Prmin（dBm）列调机车台语音及非列控数据机车顶部未限定95%-98列控机车台列控数据机车顶部280

7、盖范围属于宏小区，一般覆盖半径大于2km。通常选用Okumura-Hata模型进行电波传播预测，既有铁路应以准平滑地形的市区作基准，电波传播路径的起伏在20m以内，其余地形的影响均以校正因子Q(为常数)的形式出现。市区准平滑地形电波传播损耗的Hata经验公式如下：Lp=69.55+26.161gf-13.821ghb-a(hm)+(44.9-6.551ghb)lgd[2]LP:市区准平滑地形电波传播损耗f:载频工作频率(MHz)hb：基站天线有效高度(m)hm：移动台天线有效高度(m)d:移动台与基站间距(km)a(hm):移动台天线高

8、度因子其中：hm=l.5m,a(hm)^OdB；hm=2m,a(hm)^1.3dB；hm=4.5m,a(hm)^7.6dB[3]，式中把不同地形环境对电波传播的影响，归结为一个校正因子Q(常数)予以校正：L