摘要：GSM-R 作为一种GSM 平台上的专门为满足铁路应用而开发的数字式公共无线通信系统，将作为我国铁路专用通信的发展方向逐步取代现有模拟制式铁路无线通信系统。由于GSM-R 系统因主要用于铁路列车调度、列车控制，并支持高速列车最终实现铁路通信信号一体化，所以其安全、可靠性要求程度高。但GSM-R 系统存在很多不稳定因素，在施工过程中如何通过各种技术手段和措施进行测试和调整优化，保证系统维持较好的运行状态，解决系统存在的各种问题，显得尤为重要。
关键词：铁路；GSM-R；网络优化
1.GSM-R 网络优化的必要性
由于GSM-R 网络系统工程建成后系统存在很多不稳定因素，所以必须对GSM-R 网络进行服务质量（QoS）测试和性能保障服务，它是针对GSM-R 网络进行覆盖改进、业务服务质量测试和性能保障为目的的网络优化活动，切实保障GSM-R 网络高质量运行和正常使用。网络优化就是通过对运行的网络进行数据采集、分析，找出影响网络运行质量的原因，并通过对系统参数的调整和对系统设备配置的调整等技术手段，使网络达到最佳运行状态，同时也对网络今后的维护及规划建设提出合理建议。
2 电磁环境测试与清频
主要方法是一天内搭载轨道车或动车在线路上完成多次往返的电磁环境测试，增加电磁环境测试样本数量。若发现干扰信号，则去干扰地点进行定点测试确认，采用最大保持方法，锁定干扰，尽可能多地解析出干扰源的相关信息，以便当地无委会进行清频。无委会完成清频工作后，再次进行电磁环境测试，最终确认干扰清除情况。
电磁环境测试与清除频率干扰是无线网络优化工作的前提条件。新建铁路客运专线应在GSM-Ｒ网络正式使用前清除网外频率干扰，要求在关闭铁路基站情况下，铁轨上方4.5 m 处GSM-Ｒ 频点的场强信号不大于－ 105 dBm。新建铁路在未开始联调联试前，电磁环境测试方法以基站位置定点测试为主，由于测试的时间与空间受限，并不能准确反映全铁路沿线的电磁环境情况。为弥补定点测试方法的不足，可以利用轨道车或动车搭载便携设备测试。目前工程建设的惯例
3 低速无线网络优化
由于非联调联试期间开行高速动车组安全无法得到保障，并且进入联调联试期后通信专业模拟低速进出车站和站内停车的场景较少，因此，在全部基站完成开通调试后，有必要利用低速轨道车在新建客专铁路上进行GSM-Ｒ 网络系统功能性测试及部分性能测试。早期G 网系统建设时低速网优侧重CSD 业务的指标方面，后来随着工程经验的增加，低速网优时间被逐渐压缩，无法满足测试的完备性，给联调联试期间带来大量问题，整改难度随之增加。因此低速网优化过程应主要实现基站覆盖测试、直放站覆盖测试、业务功能测试，在满足测试完备性前提下，尽量压缩测试时间。
搭载低速轨道车或电务检测车，利用测试仪表完成GSM-Ｒ 网络的主要功能测试和系统性能测试，根据测试数据分析基站及直放站覆盖范围内业务功能及网络性能是否正常，如出现基站场强较弱、基站信号过覆盖、直放站覆盖异常等情况则进行相应调整。
3.1 基站覆盖调整
低速网络优化阶段基站覆盖调整，主要目的是通过测试基站的发射信号排查基站存在的问题，包括施工工艺、设备板件问题，特别是载频板间的跳线连接、功分器与馈线连接处松动，以及载频板故障等。建议在低速网络优化阶段进行载频板输出性能测试，即分别锁闭沿线每个基站的BCCH 和TCH 载频板，对比不同载频板工作状态下覆盖和通话质量情况。
另一方面，通过调整基站天线俯仰角、方向角来消除沿线基站的过覆盖和信号陡降，为后续高速网络优化提供良好基础。低速网络优化过程中调整基站天线角度不需根据切换点位置判断，应以覆盖均匀合理为调整目标，无需进行过多天线调整。
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3.2直放站覆盖调整
低速网络优化阶段直放站覆盖调整与基站原则一致，包括施工工艺、设备板件问题，特别是直放站主从信号电平相差过小、隧道口直放站天馈系统连接问题。建议在施工安装中严格执行工艺标准，减少此类问题的发生。
3.3业务功能测试
通过测试设备完成G 网业务的功能模拟测试，除MS-MS 语音呼叫、MS-FS 语音呼叫、UDP 数据丢包率、越区切换成功率、CSD 连接丢失率和CSD建立失败率等主要指标外，还应重点关注电路域与分组域跨局切换业务、枢纽地区的组呼、智能网呼叫等测试，保证GSM-Ｒ 系统全部功能正常。
4 联调联试期间高速无线网络优化
通信专业联调联试主要目的是根据规范完成GSM-Ｒ 系统网络功能及性能指标的验收测试，同时根据检测结果进行高速网络优化工作。由于功能测试在低速网优时已基本完成，故高速无线网络优化重点为CSD 业务指标达标，包括越区切换的优化和网内干扰排查。对于CTCS-3 级线路，CSD 传输无差错时间是较难达标的指标，该指标需要以良好的电磁环境、稳定的场强覆盖和百分之百的越区切换成功率为基础，需要排除网内干扰，进行精细的覆盖调整、参数调整，来满足在全基站、奇数站、偶数站下的指标要求。该过程需要一定的数据积累，因此在优化过程中不能单凭某个单程的数据进行判断，要以充分的数据作为支撑，才能提出正确的调整建议。
4.1 越区切换优化
越区切换成功率指标容易满足，但越区切换时会造成300ms 左右的CSD 数据传输误码，相邻两次切换的时间即是CSD 传输无差错时间指标的主要制约因素，因此在优化时需慎重调整。与越区切换相关的调整主要包括覆盖调整和基站参数调整。高速网优场强覆盖调整主要是精调。根据接口监测的测量报告数据以及场强扫频数据，分析相邻基站切换点位置，进而判断场强覆盖是否合理，完成天线的俯仰角及方向角调整，保证切换点位于合理的范围。覆盖调整工作量应主要集中在此阶段。基站参数调整包括切换门限设置、回切参数设置和质量切换门限设置等，在覆盖调整保证切换点位于合理范围的前提下，通过调整基站参数，达到精细控制切换点位置，并保证切换点位置的稳定性。
4.2网内干扰排查
在良好的电磁环境条件下，网内干扰是影响CSD 传输质量的主要问题。在隧道群空间区段、空旷地带的相邻同频基站覆盖地带容易产生同频干扰，为解决这类问题，在调试过程中建议采用以下2 种方法：①在隧道群空间干扰区段定点测试，通过TA 值来定位干扰来源站点，确认后通过控制干扰站点的覆盖来排除干扰；②在空旷地带中的受干扰区段，通过逐个关闭可能覆盖到受干扰地点的同频基站来确认干扰来源站点，确认后通过调整基站频点来排除相应干扰。
5 新建线路引入枢纽的网络优化
在铁路枢纽地带，为不影响既有线路的安全运营，在新建线路无线网络优化开始前应根据既有网络和新建网络情况，详细分析基站位置、覆盖情况、设备类型、使用频点等，充分论证造成干扰的可能性，并提出可行的测试验证方案，在条件允许情况下完成测试，然后再实施接入枢纽工作，确保不影响既有线运营。
接入枢纽网络优化工作主要包括相邻线路小区覆盖的优化和相交线路小区切换关系的优化。接入枢纽存在相邻线路时，应重点关注线路间距，线路间距过近时，建议考虑扩容既有基站载频数量，完成小区覆盖；距离较远时，应根据理论分析与现场测试数据，对网络频率设置及小区覆盖范围进行优化。接入枢纽存在相交线路时，不仅需通过天线角度控制小区覆盖，还应考虑更换天线类型、控制铁塔高度和调整设备发射功率等方法。
6 无线网优过程管理
实施无线网络优化时应按照基本流程执行，并对每个环节中影响因素充分考虑并予以把控。
1．制定合理的例会制度、日报制度、登乘制度、问题整改工作流程，及与维护单位的沟通方式，保证优化工作有条不紊地进行，达到有效管理的目的。
2．规范内页资料，包括日报、调整记录、反馈记录、基站数据档案及阶段总结报告。利用内页资料完整记录优化过程，保证实施过程中参与方了解整体进度并配合工作开展。
3． 在网络优化过程中，天线及参数调整实施需准确及时，并做详细反馈，以便数据分析人员得出正确结论，避免重复实施或反复调整。
当前我国高速铁路大面积建设，GSM-Ｒ 系统无线网络优化工作越来越多，G 网系统调试期间也将遇到大量的新问题，注重无线网络优化过程研究与管理对提高工作效率和解决困难问题都具有重要意义。无线网络优化工作较为复杂，应根据不同高速铁路线路特点，因地制宜地开展优化实施工作，使GSM-Ｒ 网络更好地承载铁路业务。
参考文献：
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论文作者:黎伟林
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/27
标签：基站论文; 测试论文; 干扰论文; 网络论文; 越区论文; 载频论文; 铁路论文; 《基层建设》2016年14期论文;