青藏線GSM-R無線網絡優化簡析

韓世俊

（青藏鐵路公司西寧電務段，西寧 810007）

GSM-R移動通信系統在青藏線上的應用，是中國鐵路通信信息技術發展的成功范例。GSM-R為鐵路運輸系統提供了語音和數據通信技術服務，尤其為基于GSM-R的增強型列車控制系統(ITCS)提供了強大的通信平臺。伴隨著中國鐵路運輸現代化發展和GSM-R技術在中國的不斷成熟應用，GSM-R將成為中國鐵路無線通信系統的主要技術模式。

GSM-R是基于GSM Phase 2＋的通信技術，它是在GSM系統的基礎上增加了鐵路特殊應用業務，其理論、技術、工程建設和系統維護均基于GSM系統的基礎之上，其與普通GSM公用網絡并無大的區別。

青藏線GSM-R網絡承擔著ITCS列控系統，ITCS是一套對通信的準確性、實時性、完整性有著極高要求的鐵路應用系統，參與列車運行控制。因此，在如此高的要求下，青藏線GSM-R系統的網絡優化工作在基于普通GSM網絡優化原理和措施策略的同時，更要高于普通的公網GSM的網絡優化。

1 GSM-R網絡優化的概念

網絡優化工作是對正式投入運行的GSM-R網絡通過系統參數的采集和數據分析，找出影響網絡運行質量的原因和隱患，通過參數調整和采取一些其他的技術手段和措施，使網絡達到最佳的運行狀態，使現有的網絡資源獲得最好的使用效益。同時，也對網絡今后的維護和規劃提出合理的建議。

GSM-R網絡優化包括交換網絡和無線網絡優化，但在實際中，主要是指GSM-R系統無線網絡優化。一般情況下，網絡優化分為日常性優化和階段性優化。

2 GSM-R無線網絡優化的主要目的

在青藏線GSM-R無線網絡優化過程中，網絡存在的問題和需要改進之處是指那些沒有達到網絡性能指標要求的問題，那些暫時不影響網絡的通信但長期存在最終對網絡通信造成隱患的問題。進行網絡優化的主要目的是解決如下問題。

1）部分基站環網絡或個別網絡單元（小區）的關鍵性指標（KPI）性能明顯低于網絡平均水平。

2）一項或多項指標明顯惡化。

3）網絡運營質量未達到預期的使用目標；在網絡運行過程中，引起各類應用業務的中斷和通信超時等。

4）網絡性能整體下滑。

在GSM-R系統的網絡性能指標統計中，重點考察以下網絡指標：TCH信道可用率、信令信道可用率、業務信道分配成功率、業務信道掉話率、信令信道掉話率、越區切換成功率和無線系統接通率等。

3 GSM-R無線網絡優化的步驟和流程

GSM-R無線網絡優化的步驟和流程如圖1所示。

3.1 各類數據的采集整理

3.1.1 OMC-R網管數據采集

1）通過OMC-R網管采集BSS系統各種軟、硬件系統參數，包括基站數量、小區結構和業務信道情況；基站的BSIC、小區號、小區系統類型；小區的CGI、BCCH載頻、小區載頻數；鄰區關系；切換關系；功率控制數據以及系統消息數據等。

2）通過OMC-R網管和相關工具采集話務統計數據，話務統計數據是了解網絡性能指標的重要途徑，通過網絡性能，反映無線網絡的實際運行狀態。統計數據主要包括：TCH的業務量、TCH的信道利用率、TCH的擁塞率；越區切換請求次數、切換成功率、異常切換統計；呼叫建立次數、掉話次數、掉話率；質量和干擾統計等相關的網絡性能指標。

3.1.2 網絡接口監測數據采集

青藏線ITCS通信接口監測包括：PRI接口數據監測、Abis數據接口監測與A接口數據監測。

1）Abis接口數據采集

Abis接口監測數據主要跟蹤監測ITCS終端用戶的測量報告，包括上下行雙向無線電平分布、雙向無線傳輸質量和定時提前量分布、終端越區切換序列表統計、Abis接口信令統計、基站2 M環路的環頭環尾工作狀態監測等，如圖2所示的QZ252、QZ251為基站切換時的電平圖。

2）A接口數據采集

A接口監測數據主要跟蹤監測越區切換原因序列表統計、判斷通信中斷原因值、A接口通信信令統計等，如圖3所示QZ570、QZ562基站間切換時的切換原因、中斷原因值等。

3）PRI接口數據采集

PRI接口監測數據主要跟蹤監視ITCS車載用戶的ITCS傳輸數據，包括傳輸誤碼監視、統計PRI接口信令、ITCS用戶通信數據記錄，如圖4所示。

3.1.3 故障統計數據收集整理

對ITCS用戶的故障申告進行統計，根據掉話率、信號質量差、接通率、話音質量等對故障和所反映的問題進行分類分析，根據不同的問題進行針對性的優化分析。

3.1.4 場路測數據測采集

場路測是網絡優化中很重要的一個環節，通過定期和不定期的場路測，一方面可以對GSM-R網絡的場強覆蓋和QoS服務質量進行掌握；另一方面在進行一系列的規模網絡優化調整后，通過反復的場路測，評估優化效果是否明顯達到了預期的效果。

3.1.5 其他數據的采集

包括基站、天饋系統物理參數的采集等。

3.2 數據分析和問題定位

在GSM-R無線網絡優化過程中，通過對采集的數據進行分析，找出網絡存在的問題和隱患，網絡問題的發現與排查主要從干擾、掉話．無線接通率和切換4個方面來進行分析。

1）無線接通率分析：影響無線接通率的主要因素是TCH和SDCCH的擁塞,以及TCH的分配失敗。因此，通過對OMC-R網管統計的網絡性能數據的話務量、信道分配失敗率等性能統計，進行話務均衡和分配失敗率的分析處理。

2）掉話分析：掉話問題的定位主要是通過網絡性能數據、用戶故障統計、場路測數據等數據的分析，以及對信號場強、是否存在干擾、參數是否設置得當等方面的分析，找出網絡掉話的具體原因。

3）干擾分析：GSM-R系統是一個干擾受限系統，干擾會使誤碼率增加，降低語音質量甚至發生掉話。因此，在GSM-R系統的無線網絡優化過程中，需要通過兩種手段來發現網絡存在的干擾：a．通過測量報告，找出網絡質量差及存在干擾的地方；b．通過網絡性能分析，非解碼電平值高低的統計，找出網絡存在干擾的基站和區段。

4）切換分析：GSM-R系統無線網絡的異常切換主要包括網絡回切、乒乓切換、跨層切換等，以上切換均增加切換失敗的概率。因此，網絡優化中，減少切換失敗首先要消除異常切換現象。引起切換失敗的原因包括場強覆蓋不均勻，門限參數設置不合理、天饋系統發生變化、硬件和傳輸故障等因素，要結合性能分析和測量報告進行綜合分析。

4 網絡優化方案的制定和實施評估

在對所有采集的數據進行詳細分析、研究后，對分析發現的問題要針對不同的類型提出優化調整解決方案。通常情況下，優化調整涉及到天饋系統的調整、基站的系統調測、頻率的局部重新規劃調整、網絡系統參數的調整、話務均衡等。

4.1 天饋系統調整

基站的天饋系統是很重要的部分。它的好壞直接影響到通信的質量和小區的覆蓋。可以通過調整天線的高度、水平角、俯仰角等因素來改變基站小區的覆蓋范圍，降低對其他小區的同、鄰頻干擾。

4.2 基站調測

在數據分析和現場測試的基礎上可對一些基站進行重新調測，以便排除硬件故障對網絡性能的影響，必要時需對故障硬件進行及時更換。

4.3 頻率規劃調整

干擾和掉話率等指標與頻率規劃關系密切。一個好的頻率規劃可以使系統的整體干擾水平最低。由于工程初期預分配的頻率方案不可避免存在缺陷，往往還存在一些嚴重的鄰頻現象，加上實際環境和地形變化的影響，必須再微調，通過在日常工作中實測來加以修改和調整，以進一步減少干擾，得出最佳頻率方案。

4.4 參數調整

對參數進行合理調整常能取得很大的效果。GSM-R網絡的優化在某種意義上說就是網絡中各種參數的優化設置和調整的過程。由于GSM-R蜂窩網絡是一個整體系統，因此在作參數調整時，必須考慮到局部的參數調整對其他地區尤其是相鄰區域的影響，否則，參數的調整會帶來負面影響。

5 結束語

GSM-R網絡優化是運行維護中一項很重要工作，是一項長期、循序漸進的工作。甚至在一些特殊情況下，要有針對性地重點進行網絡優化，如網絡質量明顯下降或用戶投訴多時，突發事件或用戶群改變并對網絡質量造成很大影響時，都應立即安排網絡優化作業。網絡在運行，優化就不能停，漸進的優化才能使網絡始終保持和達到最佳的運行狀態。因此，深化網絡優化工作不容忽視，勢在必行，它的地位和作用對網絡的運行維護、網絡規劃及工程建設日趨重要，并具有積極的指導意義。

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