GSM公眾移動通信網在鐵路沿線的覆蓋研究探討

達朝經

摘 要：打電話在高鐵上已經司空見慣，但是上網、看電視，恐怕還比較新鮮。旅客能夠在旅途中也享受到高質量的網絡信息提供的服務，這是通信運營商正在努力做的工作。公眾移動通信網絡建設正在尋求適合高鐵運行的解決策略。文章針對鐵路公眾通信網絡中進行高鐵公眾移動網絡服務的運營方案進行分析，詳細談及切換帶、重選帶、車廂內信號強度要求等技術要點，特別是從鐵路公眾通信網絡覆蓋的重要性出發，對專網覆蓋和現網調整兩方面的內容加以討論，從理論和實踐結合的角度，對不同場景下解決公眾移動通信網絡的覆蓋方案進行闡述。

關鍵詞：GSM公眾移動通信網；高鐵運行；覆蓋方案

高速鐵路及客運專線將列車運營速度提升經過數次調整后，已經步入了高峰階段，達到了200-300km/h，但是在進入高速移動階段后，受到運行過程中多種因素的干擾，GSM手機用戶出現了掉話、接通后切換混亂以及無法接通等現象。運營商接到的類似投訴過多，不得不加以深入的研究和整改，針對提高鐵的移動網絡覆蓋以及網絡質量優化的問題，圍繞專網覆蓋和現網調整進行技術優化。

1 鐵路公眾移動通信網絡的覆蓋現狀分析

（1）高速鐵路速度提到200-250km后，高鐵運行區間的城鄉基站要滿足覆蓋要求，還要兼顧鐵路運行的要求，再運用傳統的方式進行現網的鐵路覆蓋，已經難以達到要求，同時在列車低速運行情況下，由于車速的不斷提高，逐漸提高了車體衰耗的速度，因此現有的高鐵基站的覆蓋技術已經基本上不能滿足高鐵上的網絡運行要求。無論高鐵運行區間的地形如何，例如車站、隧道、橋梁，在網絡網方式確立之后，需要對場景的配置、路段的無線覆蓋等進行具體的分析，然后根據現場勘測的記錄結果，進行各種場景模式中無線覆蓋、頻率配置以及區域規劃工作[1]。

（2）在手機順利進入新的基站后，可能會由于重疊區域的大小導致信號強度衰落到一定程度，如果小區之前依然有信號，通信網絡系統會觸發小區重選或者進行切換操作，以保證在系統合理控制的條件下，完成手機在移動通信網絡基站小區的重選或者切換。

基站判決階段需要進行切換所需的時間，一般情況下對與是否完成一個完整的切換過程的判定標準，是經過測量、判決、執行3個階段進行的。切換請求發起到濾波器BISIC處理和解調器釋放源小區資源所需的時間一般為5s；測量階段跨MSC切換一般為4s；從切換完成到BSC內小區切換執一般為5s；同一BSC內小區切換跨MSC小區切換所需時間為14s。

（3）考慮到高鐵車廂最大損耗，在部分需求旺盛的路段保證正常通話，要求中國移動對普通鐵路巡檢測試要按照高鐵上公眾移動通信網絡的接受電設計要求，將接受電平值要求設定為-94dBm，車廂內電平達到-90dBm，衰落余量5dB，列車外部信號強度達到-56dB。

（4）相同條件下，在原有的穿透損耗20dB的基礎上增加12dB，可以保證高速列出內的用戶的隱私不受干擾，而且這一數值的提高也符合高速列車材質多為不銹鋼或中空鋁合金車體的要求。

（5）由于高鐵運行的區域地質復雜，有空曠區域，也有，因此應將覆蓋距離的設計進行場景的分開，例如在室外場景的涉及要要區分開闊地、市郊、密集區域，載波輸出功率、天線覆蓋距離都要有所不同[2]。

以隧道場景為例：采用泄漏電纜的方式。基站收到的上行信號為-95.45dBm，采用功分器，在漏纜末端收到的下行信號為-83.45dBm，如果隧道是一個上行受限場景，漏纜總長度為500米，假設泄露電纜的耦合損耗為72dB，損耗為每百米3.2dB，那么單邊覆蓋500米，高鐵車體損耗為24dB，如果不使用功分器單邊覆蓋可達600米。

2 網絡優化

（1）網絡覆蓋應該達到的標準，應針對高速鐵路的特點，在保證網絡質量以及網絡的深度覆蓋的前提下，將小區重疊覆蓋區設置為大于667m，將小區覆蓋半徑設置為450m，將站間距設置為900m，補充覆蓋較大范圍的覆蓋空洞，采用常規的傳播模型，對鐵路沿線原有覆蓋進行重新的計算和調整，BSC內小區的跨MSC標準重疊覆蓋區大于778m，切換邊緣的信號強度大于-60dBm。局部信號換亂，則調整現網鐵路覆蓋小區的天線、發射功率，線網鐵路覆蓋小區的數量需建直放站予以補充覆蓋，特殊覆蓋路段需要建新基站給予長距離的主覆蓋信號；對隧道鐵路的覆蓋深度進行調整；針對覆蓋距離短、覆蓋衰落的情況，擴大小區覆蓋范圍，避免頻繁的重選和切換區域設置鄰區關系規劃。

（2）采用常用天線覆蓋小區、直放站分裂專用、加裝基站放大器調整等方式，為現網調整方案中用于鐵路覆蓋的小區鐵路鄰近區域，進行覆蓋服務，改善重選切換頻率，增強既有基站覆蓋，做好現網網絡優化，達到線網和專網覆蓋和調整的最佳狀態[3]。

空曠區域采用建設專網進行覆蓋，密集市區采用現網調整解決方案進行優化，高速鐵路的覆蓋問題上不斷地加強與改進，正常切換、重選專網和大網，在交叉處設立切換帶，采用專網覆蓋和現網調整相結合的方式，解決正常的切換以及重選的問題。

3 結束語

鐵路公眾移動網絡的建設有助于保障旅客出行的通信需求。本文從網絡切換、在滿足高速環境下無線通信的可持續性和可靠性的前提下，在不同場景下加強信號覆蓋強度、重選區域的選擇以及覆蓋距離的測算，根據不同地形應該進行現網調整和專網覆蓋兩種可行方案的設計。

參考文獻

[1]林竹軒.GSM公眾移動通信網在鐵路沿線的覆蓋研究[J].浙江省保護鐵路專用頻率專輯，2012（33）：1-3.

[2]張磊，楊琪.GSM公眾高速鐵路覆蓋方案的研究[J].鐵路通信信號工程技術（RSCE），2009（3）：1-3.

[3]李蘇鋒.GMS網絡高速鐵路覆蓋解決方案[J].郵電設計，2009（45）：1-6.