青藏线GSM-R无线网络优化简析

韩世俊

（青藏铁路公司西宁电务段，西宁 810007）

GSM-R移动通信系统在青藏线上的应用，是中国铁路通信信息技术发展的成功范例。GSM-R为铁路运输系统提供了语音和数据通信技术服务，尤其为基于GSM-R的增强型列车控制系统(ITCS)提供了强大的通信平台。伴随着中国铁路运输现代化发展和GSM-R技术在中国的不断成熟应用，GSM-R将成为中国铁路无线通信系统的主要技术模式。

GSM-R是基于GSM Phase 2＋的通信技术，它是在GSM系统的基础上增加了铁路特殊应用业务，其理论、技术、工程建设和系统维护均基于GSM系统的基础之上，其与普通GSM公用网络并无大的区别。

青藏线GSM-R网络承担着ITCS列控系统，ITCS是一套对通信的准确性、实时性、完整性有着极高要求的铁路应用系统，参与列车运行控制。因此，在如此高的要求下，青藏线GSM-R系统的网络优化工作在基于普通GSM网络优化原理和措施策略的同时，更要高于普通的公网GSM的网络优化。

1 GSM-R网络优化的概念

网络优化工作是对正式投入运行的GSM-R网络通过系统参数的采集和数据分析，找出影响网络运行质量的原因和隐患，通过参数调整和采取一些其他的技术手段和措施，使网络达到最佳的运行状态，使现有的网络资源获得最好的使用效益。同时，也对网络今后的维护和规划提出合理的建议。

GSM-R网络优化包括交换网络和无线网络优化，但在实际中，主要是指GSM-R系统无线网络优化。一般情况下，网络优化分为日常性优化和阶段性优化。

2 GSM-R无线网络优化的主要目的

在青藏线GSM-R无线网络优化过程中，网络存在的问题和需要改进之处是指那些没有达到网络性能指标要求的问题，那些暂时不影响网络的通信但长期存在最终对网络通信造成隐患的问题。进行网络优化的主要目的是解决如下问题。

1）部分基站环网络或个别网络单元（小区）的关键性指标（KPI）性能明显低于网络平均水平。

2）一项或多项指标明显恶化。

3）网络运营质量未达到预期的使用目标；在网络运行过程中，引起各类应用业务的中断和通信超时等。

4）网络性能整体下滑。

在GSM-R系统的网络性能指标统计中，重点考察以下网络指标：TCH信道可用率、信令信道可用率、业务信道分配成功率、业务信道掉话率、信令信道掉话率、越区切换成功率和无线系统接通率等。

3 GSM-R无线网络优化的步骤和流程

GSM-R无线网络优化的步骤和流程如图1所示。

3.1 各类数据的采集整理

3.1.1 OMC-R网管数据采集

1）通过OMC-R网管采集BSS系统各种软、硬件系统参数，包括基站数量、小区结构和业务信道情况；基站的BSIC、小区号、小区系统类型；小区的CGI、BCCH载频、小区载频数；邻区关系；切换关系；功率控制数据以及系统消息数据等。

2）通过OMC-R网管和相关工具采集话务统计数据，话务统计数据是了解网络性能指标的重要途径，通过网络性能，反映无线网络的实际运行状态。统计数据主要包括：TCH的业务量、TCH的信道利用率、TCH的拥塞率；越区切换请求次数、切换成功率、异常切换统计；呼叫建立次数、掉话次数、掉话率；质量和干扰统计等相关的网络性能指标。

3.1.2 网络接口监测数据采集

青藏线ITCS通信接口监测包括：PRI接口数据监测、Abis数据接口监测与A接口数据监测。

1）Abis接口数据采集

Abis接口监测数据主要跟踪监测ITCS终端用户的测量报告，包括上下行双向无线电平分布、双向无线传输质量和定时提前量分布、终端越区切换序列表统计、Abis接口信令统计、基站2 M环路的环头环尾工作状态监测等，如图2所示的QZ252、QZ251为基站切换时的电平图。

2）A接口数据采集

A接口监测数据主要跟踪监测越区切换原因序列表统计、判断通信中断原因值、A接口通信信令统计等，如图3所示QZ570、QZ562基站间切换时的切换原因、中断原因值等。

3）PRI接口数据采集

PRI接口监测数据主要跟踪监视ITCS车载用户的ITCS传输数据，包括传输误码监视、统计PRI接口信令、ITCS用户通信数据记录，如图4所示。

3.1.3 故障统计数据收集整理

对ITCS用户的故障申告进行统计，根据掉话率、信号质量差、接通率、话音质量等对故障和所反映的问题进行分类分析，根据不同的问题进行针对性的优化分析。

3.1.4 场路测数据测采集

场路测是网络优化中很重要的一个环节，通过定期和不定期的场路测，一方面可以对GSM-R网络的场强覆盖和QoS服务质量进行掌握；另一方面在进行一系列的规模网络优化调整后，通过反复的场路测，评估优化效果是否明显达到了预期的效果。

3.1.5 其他数据的采集

包括基站、天馈系统物理参数的采集等。

3.2 数据分析和问题定位

在GSM-R无线网络优化过程中，通过对采集的数据进行分析，找出网络存在的问题和隐患，网络问题的发现与排查主要从干扰、掉话．无线接通率和切换4个方面来进行分析。

1）无线接通率分析：影响无线接通率的主要因素是TCH和SDCCH的拥塞,以及TCH的分配失败。因此，通过对OMC-R网管统计的网络性能数据的话务量、信道分配失败率等性能统计，进行话务均衡和分配失败率的分析处理。

2）掉话分析：掉话问题的定位主要是通过网络性能数据、用户故障统计、场路测数据等数据的分析，以及对信号场强、是否存在干扰、参数是否设置得当等方面的分析，找出网络掉话的具体原因。

3）干扰分析：GSM-R系统是一个干扰受限系统，干扰会使误码率增加，降低语音质量甚至发生掉话。因此，在GSM-R系统的无线网络优化过程中，需要通过两种手段来发现网络存在的干扰：a．通过测量报告，找出网络质量差及存在干扰的地方；b．通过网络性能分析，非解码电平值高低的统计，找出网络存在干扰的基站和区段。

4）切换分析：GSM-R系统无线网络的异常切换主要包括网络回切、乒乓切换、跨层切换等，以上切换均增加切换失败的概率。因此，网络优化中，减少切换失败首先要消除异常切换现象。引起切换失败的原因包括场强覆盖不均匀，门限参数设置不合理、天馈系统发生变化、硬件和传输故障等因素，要结合性能分析和测量报告进行综合分析。

4 网络优化方案的制定和实施评估

在对所有采集的数据进行详细分析、研究后，对分析发现的问题要针对不同的类型提出优化调整解决方案。通常情况下，优化调整涉及到天馈系统的调整、基站的系统调测、频率的局部重新规划调整、网络系统参数的调整、话务均衡等。

4.1 天馈系统调整

基站的天馈系统是很重要的部分。它的好坏直接影响到通信的质量和小区的覆盖。可以通过调整天线的高度、水平角、俯仰角等因素来改变基站小区的覆盖范围，降低对其他小区的同、邻频干扰。

4.2 基站调测

在数据分析和现场测试的基础上可对一些基站进行重新调测，以便排除硬件故障对网络性能的影响，必要时需对故障硬件进行及时更换。

4.3 频率规划调整

干扰和掉话率等指标与频率规划关系密切。一个好的频率规划可以使系统的整体干扰水平最低。由于工程初期预分配的频率方案不可避免存在缺陷，往往还存在一些严重的邻频现象，加上实际环境和地形变化的影响，必须再微调，通过在日常工作中实测来加以修改和调整，以进一步减少干扰，得出最佳频率方案。

4.4 参数调整

对参数进行合理调整常能取得很大的效果。GSM-R网络的优化在某种意义上说就是网络中各种参数的优化设置和调整的过程。由于GSM-R蜂窝网络是一个整体系统，因此在作参数调整时，必须考虑到局部的参数调整对其他地区尤其是相邻区域的影响，否则，参数的调整会带来负面影响。

5 结束语

GSM-R网络优化是运行维护中一项很重要工作，是一项长期、循序渐进的工作。甚至在一些特殊情况下，要有针对性地重点进行网络优化，如网络质量明显下降或用户投诉多时，突发事件或用户群改变并对网络质量造成很大影响时，都应立即安排网络优化作业。网络在运行，优化就不能停，渐进的优化才能使网络始终保持和达到最佳的运行状态。因此，深化网络优化工作不容忽视，势在必行，它的地位和作用对网络的运行维护、网络规划及工程建设日趋重要，并具有积极的指导意义。

[1] 钟章队．铁路综合数字移动通信系统（GSM-R）[M]．北京：中国铁道出版社，2003.

[2] 朱惠忠，张亚平，蒋笑冰，等．GSM-R通信技术与应用[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[3] 韩斌杰．GSM原理及其网络优化[M]．北京：机械工业出版社，2001.

[4] 严俊，周峰，许秀锋．以可靠性为中心的维修在地铁车辆制动系统中的应用[J]．城市公用事业，2008（4）：30-33.