浅谈GSM-R无线参数优化调整

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【摘　要】数字蜂窝移动通信系统（GSM）系统在铁路通信的应用称为GSM-R。从网络的物理结构分析，GSM-R系统一般可分为三个部分，即网络分系统（NSS）、基站分系统（BSS）和移动台（MS）。从信令结构分析，GSM-R系统中主要包含了MAP接口、A接口（MSC与BSC间的接口）、Abis接口（BSC与BTS间的接口）和Um接口（BTS與MS间的接口）。所有这些实体和接口中都有大量的配置参数和性能参数。其中的一些参数在设备的开发和生产过程中已经确定，但更多的参数是由网络运营部门根据网络的实际需求和实际运作情况来确定。而这些参数的设置和调整对整个GSM-R网的运作具有相当的影响。因此，GSM-R网络的优化在某种意义上是网络中各种参数的优化设置和调整的过程。
【关键词】GSM-R网络；参数；优化
1.GSM-R系统结构
1.1 GSM-R系统的基本特点
GSM-R：GSM  Railway 中文译为铁路GSM即使用在铁路上的GSM蜂窝系统。GSM-R是在8时隙/200KHz ,TDMA多址方式GSM-R蜂窝系统上增加调度通信功能构成的一个综合专用移动通信系统。频段为上行885-889MHz，下行方向为930-934MHz。
GSM-R选择在900MHz的频率下工作相比与450 MHz和1800 MHz频带有着一定的优势。
①900MHz抗电气化铁道火花的干扰。
②典型覆盖距离为5-10公里，这个间距能保证高速运行时通信质量，能满足最大速度500公里，以及列控需求。
③更适用于隧道内通道通信。
④满足铁路对传输的高可靠性，覆盖范围、范围质量和网络可用性是铁路通信系统的关键。
1.2 GSM-R系统的结构
GSM-R系统的典型结构如图所示。GSM-R系统是由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统（BSS）在移动台（MS）和网络子系统（NSS）之间提供和管理传输通路，特别是包括了MS与GSM-R系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS必须管理通信业务，保证MS与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信，也就是说NSS不直接与MS互通，BSS也不直接与公用通信网互通。MS、BSS和NSS组成GSM-R系统的实体部分。操作支持系统（OSS）则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。
2.GSM-R无线参数调整概念
当建设一个移动通信网络时，首先必须根据特定地区的地理环境、业务量预测和测试得到的无线信道的特性等参数进行系统的工程设计，包括网络拓扑设计，基站选址和频率规划等等。然而与固定系统相比，由于移动通信中用户终端是移动的，因此无论是业务量还是信令流量或其它一些网络特性参数，都具有较强的流动性、突发性和随机性。这些特性决定了移动通信系统设计与实际情况在话务模型、信令流量等方面一般存在较大的差异。所以，当网络运行以后，营运者需要对网络的各种结构、配置和参数进行调整，以使网络更合理地工作。这是整个网络优化工作中的重要部分。
2.1无线参数调整的类型
根据无线参数调整需解决问题的性质可以将其分为两类。第一类是为了解决静态问题。即通过实测网络各个地区的平均话务量和信令流量，对系统设计中采用的话务模型进行修正，解决长期存在的普遍现象。另一类调整用于解决由于一些突发事件或随机事件造成在某个时间段中，局部地区发生的话务量过载、信道拥塞的现象。
对于第一类调整，营运者仅需定期地对网络的实际运行情况进行测量和总结，并在此基础上对网络全局或局部的参数和配置进行适当调整。而第二类调整则是网络操作员根据测量人员即时得到的数据，实时地调整部分无线参数。无论无线参数调整是哪种类型，对参数自身而言其意义是相同的。
2.2无线参数调整的前提
网络操作员必须首先对各个无线参数的意义、调整方式和调整的结果有深刻的了解，对网络中出现问题所涉及的无线参数类型有相当的经验。这是作有效的无线参数调整的必要条件。另一方面，无线参数的调整将依赖于实际网络运行过程中的大量实测数据。一般地，这些参数可以由两种手段获得，一是在网络的操作维护中心（OMC）或无线段的操作维护中心（OMC－R）上获取的统计参数，如CCCH信道的承载情况、RACH信道的承载情况以及其它信道（包括有线和无线信道）的信令承载情况等等；另一些参数，如小区覆盖情况、移动台通信质量等等，需通过实际的测量和试验获得。因此欲有效地调整无线参数必须对网络的各种特性进行长期的、经常性的测量。
3.GSM-R参数测试分析
下面就对某铁路区段进行了整体测试的测试结果作具体介绍：
3.1话音质量
RxQual小于1的占88.20%, RxQual小于5的达到98.5%,说明整体情况较好;但是RxQual大于5小于7 的也占到1.5%,也说明了局部不是很理想。
3.2信号强度
RxLev大于-80dB的占52.8%, RxLev大于-90dB的占到84.4%,说明主要整体信号覆盖情况不是很好，才有84.4%的覆盖效果。
通过以上测试结果分析得出，需进一步优化从而调整天线俯仰角角度或提高发射功率加强场强覆盖，提高网络质量。
4.结束语
无线参数优化调整是指对正在运行的系统，根据实际无线信道特性、话务量特性和信令流量承载情况，通过调整网络中局部或全局的无线参数来提高通信质量，改善网络平均的服务性能和提高设备的利用率的过程。实际上，无线参数调整的基本原则是充分利用已有的无线资源，通过业务量分担的方式使全网的业务量和信令流量尽可能均匀，以达到提高网络平均服务水平的目的。
【参考文献】
［１］韩斌杰,杜新颜,张建斌编著.GSM-R 原理及其网络优化.机械工业出版社.2009-1-1.
［２］张威编著.GSM-R网络优化--原理与工程.人民邮电出版社.2003-10-1.
［３］钟章队等编著.铁路综合数字移动通信系统（GSM-R-R）.中国铁道出版社.2003-9.
［４］诺西培训教材.