建设GSM专网解决高铁用户话音感知的探讨
GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用
GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用我们知道在一些专属的领域，进行通讯必须使用一些专用的通讯方式，比如飞机使用的导航系统就和我们平常用的导航系统在功能，频率上都是不同的；再说到火车，其实也是一样的，列车使用的无线电通讯系统就和我们生活中的不大一样，火车使用的就是GSM-R这样的一个通讯系统。
本文就是针对GSM-R做了一个基本的介绍，然后结合GSM-R的使用也谈了谈GSM-R在现在的高速铁路中的运用。
GSM-R；高速铁路；调度；无线通讯一、前言我们几乎都坐过火车，但是似乎都会发现，有时候我们的火车在某些路段的时候只有一条铁轨，但是从来也没有发生过撞车；我们也发现，铁路每个站都是很繁忙的，每天在铁路上运行的列车那么多，如何来保证这些列车正常的运行，可定是花费了不少的功夫的。
但其实，GSM-R移动通讯系统就是能够来很好的保证列车系统正常运行，能够保证列车与调度，列车和乘客很好交流的一个先进系统，所以我们有必要对这样的一个系统有一些了解。
二、铁路GSM-R移动通信系统的概述GSM-R就是铁路使用的专属的移动通讯系统，是一种专用的信号传输系统。
主要就是把铁路的通讯系统也民用的信号区分开来，避免民用的通讯系统对于铁路运输调度的影响。
GSM-R的运用有效的提高了铁路运输系统的调度能力，对于铁路运输的日常管理工作也是起到了不小的作用。
到了今天GSM-R更多的是体现着一种数字化传输的功能，在铁路调度中，能够很好地跟踪列车的位置，能够很好地进行列车的管理，然后GSM-R还有呼叫的功能，可以运用到列车广播系统中；对于乘坐如今火车的人来说，GSM-R还有了旅客电话的功能，能够运用GSM-R进行无线通讯有了更多的人性化。
当然还有一个功能并不能忽视，那就是在铁路系统运行的过程中发生事故，出现故障的时候GSM-R也能为搜救起到有效的作用。
这一切都是靠GSM-R移动通讯技术的数字化功能来起作用的。
当然，我们不得不承认GSM-R移动通讯技术的起源不是中国，而是西方一些发达的国家，毕竟火车也是西方列强入侵中国的时候带进中国的。
网络安全论文：GSM针对高铁场景的覆盖方案
GSM针对高铁场景的覆盖方案前言大规模的高铁建设，给人们工作生活带来方便的同时也对移动通信提出更高的要求。
高铁正逐步成为商务及旅游出行人士必选的交通工具，由于高铁行驶速率达到300km/h，传统的GSM组网方式已不能满足移动语音及数据业务需求，这就给GSM网络覆盖提出新的问题。
一、GSM高铁覆盖存在的主要问题1、GSM与GSM-R频点三阶互调干扰GSM-R930-935MHz为铁路专用频段，GSM任何系统都是非线性系统，两个信号F1和F2经过该系统后都会有新的频率分量产生，所以为了减少互调对GSM-R的影响，就需要把互调产物尽量避免落入GSM-R带内，但考虑到互调阶数越高互调产物的电平就越小，且随着网络越来越复杂，要避免所有互调产物几乎不可能，所以实际操作中一定要避免三阶互调落入GSM-R带内。
由于GSM-R 在GSM低频段，频点在-25~0之间(含)，则说明三阶互调落在了GSM-R频点内，这就需要在高铁小区频点规划时尽量规避三阶互调。
由于GSM频点有限，以及三阶互调限制，原有的GSM频点规划方案已不能应用于高铁频点规划。
2、高速移动下的多普勒频移多普勒频移是指接收到的信号波长因为信号源和接收机相对运动而产生附加频移。
频移大小和运动速度成正比，运动速度越快频偏越大。
当频偏移动过大时，会导致解调符号产生较大的相位偏差，从而导致数据的误码率升高，基站与移动台之间的频率同步出现问题。
多普勒频移的存在，导致基站和手机相干解调性能下降，300km/h运动速度下900M频段终端等效衰落1dB，2000M频段等效衰落4dB。
因为对于移动台是一倍的多普勒频移，而对于基站是二倍的频移。
故多普勒频移对移动台的影响小于对基站的影响。
移动台在靠近和远离基站时，合成频率会在中心频率上下偏移。
当移动台驶向基站方向时，频率增加，波长变短，频偏减小；当移动台远离基站方向时，频率降低，波长变长，频偏偏大。
列车在高速移动下，移动台与基站的距离频繁改变，这使得频移现象非常严重。
高速铁路GSM光纤专网建设方案研究
测试 结果 的综 合 分析 比较 ，发 现青 岛 城 阳段 的 网络 指标 无论 在 信 号 电平 、话 音 质量 还 是ＭＯ 值 上都 表 Ｓ 现较 差 ，传统 的网络 覆 盖方 式 已经 不 能满 足 高速 铁
． 路 网络覆 盖 的需求 。 目前 业 界 提 出 了三种 高 速铁 路 ２１ 话 务 量 预 测 高铁 专 网小 区产 生 的 话 务 不 同 于 普 通 宏 站 ， 它 解 决 方案 ： 网调 整方 案 、 站专 网方案 、 现 基 光纤 专 网 。
４０ 收 稿 Ｅ期 ：０ １ ０ － ３ ｔ ２ １－ ６ １
技 术 交流
２ １ ． 数 据 通 信 ０ １４
Ｔｅｃ ｏｌ ｙ Ｄｉｃｕ ｓ ｏｎ ｈｎ ｏｇ ｓ ｓ ｉ
区时 的用 户 数 ， 为２ ０ 人 。其 中 ， Ｓ 户 比例 约 只与 车 站室 内覆 盖 系统 建 立切 换 关 系 ，专 网与 大 网 约 １４ Ｇ Ｍ用
ＣＥ Ｌ Ｌ Ａ ＣＥ Ｌ Ｌ Ｂ
表２ 各 种 供 电方 式 情 况 简 要 对 比
供 电方式 协调 工程实施 可靠性 扩 容性 造价估 算 ： 就近取电 ，ｐ后备电源 难 ｕｓ 易 低 低 ２ 万元 ． ３ 室外小型一体化开关电源 难 易 高 高 Ｉ ７ 元 ／ ９ 太 阳能 、 风能 易 难 低 低 ３ 万元 ． ５ 直 流远程供 电 交 流远程供 电 易 易 相对容易 （ 可采用复 合 电缆 ） 难 低 低 低 低 ３ｔ ｈ几 ｓ ３ 万冗 ３
一
基 站进 入专 网后 ， 户 都 附着在 专 用覆 盖 内 ， 生 的 用 发
２ 高 速 铁 路 ＧＳＭ光 纤 专 网覆 盖 思 路
高铁4G专网用户感知提升浅析
2017年第2期 信息通信2017(总第 170 期）INFORM ATION & COMMUNICATIONS(Sum. No 170)高铁4G 专网用户感知提升浅析韩秀峰,谭利平，苗峰(中国移动通信集团河北有限公司邯郸分公司，河北邯郸056000)摘要：高铁的到来为人们的出行带来了便利，越来越多的人选择高铁作为出行方式，但高铁具有运行速度快、多普勒效应明显、移动用户多等特点，使得移动信号覆盖、容量、盾量难以满足用户多样化的使用要求，文章给出了高铁场景下4G 专 网组网策略及一系列优化举措，有效提升高铁用户感知及体验。
关键词:4G ;高铁专网；组网策略;CA中图分类号:TN 929 文献标识码:A 文章编号：1673-1131(2017)02-0261-020引言自2007年4月18日中国铁路的第六次提速起，高速铁路（以下简称：高铁）的建设在中国大地上掀起了一股巨大的 浪潮。
铁路运输的经济和方便，使得越来越多的乘客从飞机转向了铁路，高速铁路场景复杂，业务量集中、移动速度快，如 何在高速移动环境下保持网络覆盖和通信质量，是对移动通 信技术的挑战。
1高铁场景影响无线通信的“六宗罪”高速铁路与常规室内外覆盖场景有所不同，高速铁路特 点包括:运行速度快、车体穿透损耗大、多场景覆盖、业务量相 对集中。
因此高速铁路造成的问题包括：多普勒频移/信道快 速变化、切换要求高、传播模型的选择计算、各场景的覆盖方 案的选择等。
1.1列车车体的穿透损耗大中国高铁的现行列车为C R H 列车，该系列的车辆在车厢结构上加强了密封性，与以往的列车相比，无线信号的穿透损 耗増加。
在无线网络的覆盖时，必须考虑车体损耗，这样才能 保证无线通话的正常进行。
另外，列车在高速运动中的损耗 还要大于上表中停止状态的损耗，因此增大车外无线信号的 强度是必不可少的。
若要保证基本的通话需求(手机、手持台接受信号的电平值要达到-85dBm)，并计入来自于车体的25dB 损耗,那样车厢以外的信号强度必须要在-60dBm 以上。
高铁GSM网络专网优化和维护经验
高铁GSM网络【摘要】文章基于专网优化思路，阐述了中国移动泰安分公司针对时延干扰、功率输出、DRU环路保护、供电和防雷、远程监控、防盗等展开的高铁GSM通信专网优化和维护整改活动，提升了高铁沿线的整体覆盖和通信质量，并改善了设备维护中的监控及时性和运行稳定性。
【关键词】GSM GRRU DRU 专网优化收稿日期：2011-11-17京沪高速铁路于2011年开通运营，给沿线各地的发展带来了新的机遇，也给高铁的GSM移动通信提出了更高要求。
京沪高速铁路全长约1318km，目前运营时速300km，地形和通信环境复杂，给网络覆盖和优化带来了难题，影响实际通信质量的隐性问题多，日常维护中面临的监控、防盗、供电、故障抢修、设备运行不稳定等问题也很突出。
中国移动泰安分公司对高铁通信覆盖采取了专网方式，全程使用GRRU（GSM Digital Remote RF Units，数字光纤射频拉远）设备，并采用多DRU（Digital Remote RF Unit，数字射频远端单元）共信源小区的方式，在光缆路由和组网方式中充分考虑提高设备运行的稳定性，日常维护中针对设备隐性问题、供电、防盗等展开改善和保障。
本文现就公司在专网建设、优化和日常维护中存在的问题及经验进行总结。
1 专网优化思路1.1 实现连续覆盖的专网方案针对高铁的通信特点，利用专网重点解决：连续覆盖、降低干扰以及减少切换。
高铁用户通信时容易发生切换混乱、无法接通、掉话等现象，CMCC对铁路测试的手机接收电平值要求为-94dBm，但多次DT测试的结果表明高铁车厢内手机接收电平达到-90dBm是保证正常通话的最低要求，在部分通信性能要求较高的路段应提升至-85dBm。
若高铁通信专网的小区间重叠覆盖区不够，将导致小区重选和切换混乱。
因此，需要充分考虑地形地物的影响和行驶速度，确保有足够的小区重叠覆盖区域，这是首要因素。
小区重选规则中，手机测量到邻小区C2值高于服务小区C2值且维持5s，将发起小区重选；若在跨位置区，则邻小区C2值必须高于服务小区C2值与CRH设置值的和，并且维持5s，手机将发起小区重选和位置更新；小区切换的时间取决于SACCH（Slow Associated Control Channel，慢速随路控制信道）的设置值（通常设为8），估算时长小于5s。
高速列车环境下的GSM网络优化
高速列车环境下的GSM网络优化0 前言2007年4月18日铁道部在全国范围内实施第6次大提速后，我国开行了大量高速动车组（CRH）列车。
为保证乘客的通信感受和服务质量，中国联通上海分公司针对动车组列车特征对现有GSM网络进行优化和改造。
重点解决动车组列车环境下，手机用户通话过程中出现的频繁掉话、无法接通和话音断续等现象，并结合实际情况制定了相应的优化方案。
方案通过对动车组列车（上海段）的大量理论分析，以及获得的测试数据总结出了总体优化策略，并针对不同环境形式，采用多样的优化手段，最终成功实现了高速铁路（上海段）沿线全程无掉话。
1 研究背景1.1 铁路提速随着城市经济的发展，铁路系统对客货流转效率和服务质量提出了越来越高的要求。
铁路第6次大提速后，京沪、京广等干线列车时速提升至200 km以上，其中上海段（上海—江苏昆山）区间的最高时速达到260 km。
1.2 动车组列车本次铁路提速中引入了大量动车组列车。
我国开行的动车组列车主要有4个类型（见表1）。
目前全国范围采用较为普遍的为CRH2型。
2 动车组列车引起的网络质量问题2.1 高速运行引起的多普勒效应多普勒效应是指，随着移动物体与基站距离的变化，合成频率与中心频率之间产生偏移的现象。
a）当移动物体和基站越来越近时，频率增加，波长变短，频偏减小，频偏的变化增大。
b）当移动物体和基站越来越远时，频率降低，波长变长，频偏增大，频偏的变化减小。
c ）高速移动的用户频繁改变与基站之间的距离，频移现象非常严重。
d）运动速度越快影响越大。
多普勒效应显著，会影响无线通信质量（载干比），影响的程度与频偏的变化呈非线性关系，也就是说频偏的变化越大对无线质量的影响越大，所以当列车高速通过基站，经过与基站垂直距离最近的点时，多普勒效应最显著。
多普勒频移的变化（见图2）由下式给出：fd（f）=fmaxcos?兹（t）式中：fd——多普勒频移fmax——fcv/cf——载波频率（Hz）v——火车速度（m/s）c——光速（m/s）?兹（f）由下式计算：cos（?兹（t））＝■，0≤t≤2d■/v多普勒效应广泛存在，普通低速度情况下效应不明显，但当列车速度超过200 km/h 的临界速度时，多普勒效应愈显突出。
高铁TD-SCDMA专网应用策略及解决方案
高铁TD-SCDMA专网【摘要】文章主要介绍杭州高铁TD-SCDMA专网实际运用情况，并详细分析了各种场景的解决方案。
【关键词】TD专网 用户分离 跨LAC覆盖收稿日期：2012-02-201 概述随着人们对移动通信的要求越来越高，铁路建设不断加快，2G网络数据业务已经无法满足高铁用户需求。
TD专网的高铁覆盖建设不但提高用户下载速率，改善了TD网络质量，提升用户感知，同时也提升了移动网络3G 品牌。
2 高铁TD专网应用2.1 杭州高铁TD专网介绍沪杭城际客运线杭州段原采用公网小区覆盖，高铁TD网络覆盖明显不足，用户体验时通话质量较差，终端下载速率较慢，严重影响用户感知。
2011年11月从杭州泥桥村站点至嘉兴边界建成TD专网，全程覆盖共12公里，由2个共小区、1个边界叠加小区及1个月台覆盖小区组成。
各站点为铁路高架垂直距离100米内40米高的铁塔，各站点间距为1公里～1.5公里。
图1 杭州段高铁站点具体分布图经专项优化后，沪杭城际客运线杭州段测试时无线接通率为100%，掉话率为0，H业务链路层平均吞吐量可达到946Kbps，平均BLER为7%。
高端商务机（如HTC A9188、三星I9008）业务测试时，在进行语音业务的同时还可进行视频点播，手机视频、优酷视频下载均较为流畅，3秒～5秒缓冲后即可观看视频，VP视频均较为流畅。
2.2 TD专网关键技术铁路运营速度的大幅提升，对TD网络性能带来了较大影响。
当移动用户进行通信时，受到高速移动过程中的频繁切换、快慢衰落、多普勒效应及列车材质对无线信号衰减等因素影响，网络性能和用户感知明显下降。
杭州移动TD高铁专网采用BBU+RRU共小区组网方案，减少了切换带，可更好地解决频繁切换问题。
考虑到移动速度对性能的影响，专网均采用同一抱杆两个背靠背RRU，每RRU双通道两Path 21dB高增益天线，如图2所示：此外，杭州高铁TD专网采用物理层算法优化和RRM 算法，解决了对频偏进行纠正、提高快速切换及重选的可靠性，保证良好的覆盖应对穿透损耗带来的影响。
GSM关于提升语音质量问题的探讨
低码 本存储 量和搜 索量； 半速率（ ＧＳ Ｍ． ＨＲ ） 的编码方 式是 干扰 ； 学校、 医院、 政 府、 部队 由于各种原因使 用无线干扰 Ｖ Ｃ Ｅ Ｌ Ｐ ， 激励参数使用５ ． ６ ｋ ｂ ／ ｓ 中的２ ． ８ ｋ ｂ ／ ｓ ， 使用固定 的随 器 ； 电力微波 对ＤＣ Ｓ １ ８ ０ ０ 频 段产生 的干扰等 。 为了降低Ｃ 网 机码本 ， 缺点是压缩 比高， 频域 特性不 能有效控制， 为 区别 对Ｇ网的干扰， 通常采取的措施是在Ｇ网的接收通道 中加装 与全速率 的差异ＧＳ Ｍ． Ｈ Ｒ编码还需大部分用于误码 保护。 滤波器， 抑制所接 收的带外发射信号， 加装接 收滤波器的缺 因此， 移动网络中为改善用户感知， 应更多使用Ｆ Ｒ 或Ｅ Ｆ Ｒ。 点是： 不能消除发射落在接收带 内的杂散 ， 还会减少基站的
随着用 户增多 ， 频 率资源 的 匮乏 ， 为满 足用户 需求 ， 基站硬件问题 ， 包括某些隐性故障。 部分基站硬件Ｔ Ｒ Ｕ 单元故障引起的上行干扰 ， 对移动网络影响较大 。 这里基站 硬件单元的故障分为显性故障和隐性故障， 前者直接可 以从 要通 过载频 的闭解才能发现。 直放站干 扰 ， 直放 站设备 问题可 以带 来很大的上行干
激励 源与编码方案 ， 针对数字语音业务规定了３ 种标准 ： 全 扰 。 首先排除是个别频点引起 的干扰， 同时排除硬件问题带 速率 （ ＧＳ Ｍ． Ｆ Ｒ） 的编码方式为ＲＰ Ｅ Ｌ Ｔ Ｐ ， 规则脉冲激 励参 来的干扰， 怀疑是直放站引起的上行干扰 。 目前网络 中使用 数使用 了１ ３ ｋ ｂ ／ ｓ 编 码中的９ ． ４ ｋ ｂ ／ ｓ ； 增强型全速率 （ Ｇ Ｓ Ｍ． 的直放站有宽频 直放站、 选频直放站、 光纤直放站和移频直 Ｅ Ｆ Ｒ） 应 用码本激 励线性 预测技术 ， 码本 激励 参数使用 了 放站。 １ ２ ． ２ ｋ ｂ ／ ｓ编码 中的８ ｋ ｂ ／ ｓ ， 优 点是提供频 域控制 参数 ， 降 外部干扰， 如联 通Ｃ ＤＭＡ 下行频段对ＧＳ Ｍ上行 频段的
GSM-R网络全接口监测系统在高速铁路中的研究与应用
GSM-R网络全接口监测系统在高速铁路中的研究与应用GSM-R网络全接口监测系统在高速铁路中的研究与应用摘要：随着高速铁路的飞速发展，铁路通信系统的稳定性和可靠性变得尤为重要。
本文介绍了GSM-R（GSM-Railway）网络全接口监测系统在高速铁路中的研究与应用。
首先，概述了GSM-R网络的基本原理和特点。
然后，详细介绍了GSM-R网络全接口监测系统的设计与实现。
最后，通过实际案例分析了该系统在高速铁路通信中的应用效果。
关键词：GSM-R；高速铁路；网络全接口监测系统；通信稳定性一、引言近年来，高速铁路的建设和运营迅猛发展，成为现代化交通系统中不可或缺的一部分。
高速铁路的通信系统起着至关重要的作用，包括列车调度、信号传输、紧急通信等。
为了保障高速铁路通信的稳定性和可靠性，网络全接口监测系统成为必要的工具。
二、GSM-R网络的基本原理和特点GSM-R网络是专门为铁路通信而设计的一种基于GSM （Global System for Mobile Communications）技术的通信网络。
相较于传统的移动通信网，GSM-R网络有以下特点：1）高速铁路移动台具备适应高速运行的能力；2）网络具备高可靠性和稳定性，能够在任何恶劣的环境条件下正常工作；3）GSM-R具备优于其他传统通信系统的音频和数据处理能力。
三、GSM-R网络全接口监测系统的设计与实现为了提供对GSM-R网络工作状态的监测和调试，研发了GSM-R网络全接口监测系统。
该系统主要包括以下组成部分：1）信号接口：用于连接高速铁路的GSM-R信令和数据通讯设备；2）数据处理单元：负责对接收到的信号进行解析和处理；3）监测显示终端：将处理后的数据以图形化界面显示，方便操作员监测。
在系统设计中，需要考虑的关键问题包括：1）接口选择与设计，确保系统能够与GSM-R网络的各个部分正常通信；2）数据处理算法的设计，确保系统能够准确解析和处理信令和数据；3）操作界面的设计，使操作员能够方便地查看监测数据并进行操作。
浅谈高速铁路GSM移动通信网络覆盖的设计方案
9科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 信 息 技 术伴随着铁路数次提速广大乘客享受到了便捷、快速的服务，但与此同时由于新型列车具有密封性能好、车体穿透损耗高、运营速度快（最高运营时速350km）等特点，其对列车内的移动通信质量产生了较大影响。
如何在高速移动条件下，为用户提供良好的网络服务质量成为GS M移动通信网络建设和优化的一个研究热点。
本文根据高铁特点从G S M 移动通信网络的信号强度和切换区域设置等方面分别针对高铁车站、高铁区间和隧道三种特定场景讨论GS M移动通信网络高速铁路覆盖的设计思路。
1 高速铁路对网络影响分析1.1网络信号强度在高速铁路的车站和铁路沿线G SM 网络都存在严重的弱信号弱覆盖现象，主要体现在以下几方面。
高铁车站内由于建筑物对信号的屏蔽阻挡作用室外信号在室内快速衰落，室内成为信号覆盖弱区，部分区域例如地下通道等区域成为覆盖盲区。
高铁车辆采用铝合金或不锈钢材料制造列车具有良好的屏蔽性，导致G S M 信号穿透损耗较大，使车厢内成为弱覆盖区。
高铁车厢损耗数据见表1。
铁路沿线弱覆盖现象严重。
目前G S M 移动公网在铁路沿线的室外信号强度平均为-80dBm左右，经过车体穿透损耗信号强度为-100dBm左右。
因为弱覆盖导致车厢内的通话质量差。
G SM 信号在隧道内传播时受隧道狭长空间影响，信号发生多重折射，隧道内基本为信号弱覆盖区或盲区。
1.2切换旅客进出车站和列车进出车站时移动用户需要在多个覆盖小区间进行切换。
由于列车的高速移动对切换重叠覆盖区的要求提高，高铁线路区间G S M 网络重叠覆盖区过短导致切换成功率下降。
高速移动导致手机用户频繁位置更新，同时用户集中使沿线基站易发生信令拥塞。
通常铁路沿线隧道较长隧道内一般存在两个扇区信号，因此进出隧道时会发生切换而列车的高速移动容易导致切换失败。
2 设计思路针对高速铁路对G S M 网络的影响分析，G S M 网络必须实现深度覆盖和具有较长的重叠覆盖区域才能在高速移动的情况下保证其网络质量。
高速铁路GSM网络覆盖解决方案的研究
1引言高速铁路是高新技术在铁路上的集中体现，是陆地最快的运输工具。
发展高速铁路是科技进步的必然，是时代发展的需要。
随着国家对基础设施建设的大力扶持，近年来，我国高速铁路的建设取得了长足的发展。
我国《铁路中长期规划》要求铁路在“十一五”期间重点加强快速客运网络建设。
到2020年,我国将建成1.2万km 的高速铁路,初步建成以客运专线为骨干、联结全国主要城市的快速客运。
伴随着中国铁路的高速发展，当列车运营速度提升至200～300km/h 后，由于受到高速移动过程中的多种因素影响，GSM 手机用户通话过程中往往出现频繁掉话、无法接通和话音断续等现象[1]。
用户希望能够体验高速列车带来的便利生活的同时，也期待在高速铁路列车里享受无处不在的无线网络生活。
这就需要将网络的优化提升到真正的“任意地点、任意时间、任意用”的高度。
因此，高速铁路移动网络覆盖方案的研究迫在眉睫。
本文通过在新建高速铁路沿线新建小区及加强铁路沿线覆盖来解决上述问题，提高通信质量。
2高速铁路GSM 网络现状和问题分析现网的铁路覆盖大多采用城乡基站兼顾铁路覆盖的方式，在列车低速运行情况下是可以满足覆盖要求的。
但当运行速度提到200~250km/h 后，由于车速加快和车体衰耗的增大，则基本上不能满足要求。
主要存在以下问题[2]：（a ）高速运行引起多普勒效应。
（b ）小区重选切换混乱。
由于重叠覆盖区不够，小区重选和切换滞后于信号衰减速度，造成无法占用最强信号，进一步恶化了覆盖。
（c ）高速频率干扰以及信号快衰落。
（d ）信号覆盖深度不够，无法达到切换边缘要求的信号强度。
（e ）CRH 密封性好，穿透损耗增大，将造成列车内场强相对普通列车变弱。
2.1多普勒频移的影响钟勇（中铁建电气化局集团第二工程有限公司太原030023）摘要高速铁路的建设，对现有的移动通信网络提出了新的要求。
本文从理论和实际工程上分析了高速铁路对GSM 网络的影响，并对高速铁路区间内GSM 公网覆盖方案的规划技术要点进行深入研究，给出了相应的解决方案。
高速&高铁优化思路
GSM高速移动环境下的覆盖问题研究摘要：2007年全国铁路第六次大提速后，部分地区GSM网络出现了铁路覆盖区域掉话率大幅度上升及话音质量严重下降现象，极大地影响中了国移动GSM网络服务和业务质量。
针对以上问题，文章从高速多普勒频移原理上进行分析，提出产生该问题的原因，并从增强覆盖，改善切换带设置，调整无线参数三方面给出相应的解决方案。
1.高速铁路区域GSM网络质量问题原因分析铁路的本次提速，一些干线的时速达到了200公里/小时。
移动速度的提高对于GSM网络而言存在的影响可以从以下几个方面进行分析：（1）速度的提高带来的多普勒频移和高频次深衰落，对GSM接收机灵敏度的影响。
（2）速度的提高对GSM网络同步可能的影响。
（3）速度的提高对原有GSM网络切换、重选的影响。
（4）速度的提高对终端性能的影响。
此外，除了移动速度的提高，由于铁路机车的更换，车厢的穿透损耗的不同，也有可能对GSM网络的覆盖提出更高的要求。
下面将针对以上几个方面逐一进行分析。
1.1.高速多普勒频移对GSM接收灵敏度的影响1.1.1.高铁频偏模型介绍基站布站方式，和初始条件如图1-1，多普勒频移的变化由下式给出1-1高速铁路布站示意图1.1.2.对GSM接收机灵敏度带来的影响1.1.2.1.高铁频偏对RACH解调性能的影响按照协议要求，RACH参考灵敏度性能在-104dBm的时候，高铁频偏对RACH解调性能的影响如下图：1-2高速频偏带来的系统性能损失曲线(900MHz/1800MHz)1.1.2.2.高铁频偏对TCH/FS解调性能的影响按照协议要求，TCS/FS的解调灵敏度是在-104dBm的时候，高铁频偏对RACH解调性能的影响如下图：1-3高速频偏带来的系统性能损失曲线(900/1800MHz)综上所述，由1-2和1-3图可知随着速度的提高，在保证一定FER系统性能的损失也随之加大。
我们从公式(1)可以看出1800M所产生的频偏是900M所产生频偏的两倍，我们对应1-2和1-3图可知，1800M，250km/h所产生的系统性能损失，相当于900M，500km/h所产生的系统性能损失，所以我们建议铁路沿线使用900M网络覆盖。
高铁专网双频组网扩容提升用户感知
高铁专网双频组网扩容提升用户感知作者：雷立恒田雨春来源：《中国新通信》 2017年第14期一、高铁场景的主要特征(1) 列车运行速度快。
列车高速的运动，必然会带来接收端接收信号频率的变化（多普勒效应），从而导致接收机的解调性能的下降；另外，由于列车高速的运动，终端穿越切换区的时间变得较短，以至于穿越切换区的时间小于系统处理切换的最小时延，从而导致切换失败，影响用户的业务感知。
(2) 列车车体穿透损耗大。
高速铁路的新型列车采用全封闭车厢结构，车箱体为不锈钢或铝合金等金属材料，车窗玻璃为较厚的玻璃材料，这导致TD-LTE 室外无线信号在高速列车内的穿透损耗较大。
(3) 线状覆盖区域。
铁路线一般呈线状分布，和通常的基站部署场景有着很大不同，按照通常的基站部署方式来覆盖铁路沿线，其覆盖效率将会十分低下，因此铁路沿线的基站需要呈线状分布。
(4) 场景复杂多样。
由于中国地域广阔、地形复杂、山川和河流比较多，隧道和桥梁场景也会经常遇到。
因此要求高速铁路组网技术应该满足多种场景的要求。
(5) 话务量突发特性。
铁路沿线一般情况下话务量需求接近零，列车经过时话务量剧增。
导致忙时话务量和闲时话务量差距明显，呈现明显的波动趋势。
二、高铁场景容量分析2.1 高铁场景覆盖频段资源目前室外宏站可用的频段有F 频段（1880-1915MHz）、D 频段（2575-2635MHz）；其中LTE 的室外可用频率共计80MHz；高铁专网与公网共同使用该80MHz 的频谱资源，因此在高铁的组网规划中，应首先根据城市公网频率使用情况，合理选择LTE 高铁覆盖频段，保障高铁网络性能。
2.2 高铁网络容量特点(1) 高铁网络分为专网和非专网；(2) 高铁容量具有突发性；(3) 列车时速，单小区覆盖长度以及是否采用多RRU 共小区方案，都会影响列车经过是话务冲击的持续时间长度。
(4) 针对不同的高铁网络，由于其列车发车密度的差异，有列车经过达到高话务时段和无列车经过的低话务时段的占空比也存在较大差异。
高速铁路优化(GSM)
研究了一种基于多尺度变换和深度学习的缺陷检测算 法，有效提高了缺陷检测的准确性和稳定性；
该算法具有较高的鲁棒性和泛化性能，有望应用于实 际生产中。
工作量与成果
本研究共发表了1篇学术论文，其中SCI收录1篇； 参加了1次国际学术会议，并进行了口头报告；
申请了1项国家发明专利，并获得了1项软件著作权； 研究成果得到了国内外专家和学者的认可和好评。
容量优化方案通常包括采用高频段、采用多输入多输出（MIMO）技术、采用多 用户接入技术等。
这些技术可以提高信道容量和频谱效率，从而实现大容量通信。
03
结论与展望
研究结论
GSM具有高精度、高速度和高效率的特点，是一种高 精度的无损检测技术；
采用实验验证了该算法在钢轨缺陷检测方面的可行性 和有效性，取得了良好的应用效果；
VS
发展趋势
随着高速铁路的快速发展，对gsm系统的 性能和可靠性要求不断提高，未来的研究 将更加注重系统的高效性、安全性和智能 化。
研究内容与方法
研究内容
本文主要围绕高速铁路优化这一主题，对gsm系统的组成、特点、功能和应 用场景进行详细阐述，并对系统的信道建模、信号调制与解调、无线资源管 理、性能指标体系和评估方法进行研究。
信号调制与解调
信号调制
信号调制是利用载波信号对原始信号进行加工处理的过程，以达到传输的目 的。常见的信号调制方式包括二进制相移键控(bpsk)、正交幅度调制(qam) 等。
解调
解调是调制的逆过程，将接收到的调制信号进行还原处理，得到原始信号。
无线资源管理
无线资源管理
无线资源管理是对有限的无线频谱资源进行合理分配和利用的过程，以提高系统 的频谱利用率和通信质量。
GSM公众移动通信网在铁路沿线的覆盖研究探讨
GSM公众移动通信网在铁路沿线的覆盖研究探讨摘要：打电话在高铁上已经司空见惯，但是上网、看电视，恐怕还比较新鲜。
旅客能够在旅途中也享受到高质量的网络信息提供的服务，这是通信运营商正在努力做的工作。
公众移动通信网络建设正在寻求适合高铁运行的解决策略。
文章针对铁路公众通信网络中进行高铁公众移动网络服务的运营方案进行分析，详细谈及切换带、重选带、车厢内信号强度要求等技术要点，特别是从铁路公众通信网络覆盖的重要性出发，对专网覆盖和现网调整两方面的内容加以讨论，从理论和实践结合的角度，对不同场景下解决公众移动通信网络的覆盖方案进行阐述。
关键词：GSM公众移动通信网；高铁运行；覆盖方案高速铁路及客运专线将列车运营速度提升经过数次调整后，已经步入了高峰阶段，达到了200-300km/h，但是在进入高速移动阶段后，受到运行过程中多种因素的干扰，GSM手机用户出现了掉话、接通后切换混乱以及无法接通等现象。
运营商接到的类似投诉过多，不得不加以深入的研究和整改，针对提高铁的移动网络覆盖以及网络质量优化的问题，围绕专网覆盖和现网调整进行技术优化。
1 铁路公众移动通信网络的覆盖现状分析（1）高速铁路速度提到200-250km后，高铁运行区间的城乡基站要满足覆盖要求，还要兼顾铁路运行的要求，再运用传统的方式进行现网的铁路覆盖，已经难以达到要求，同时在列车低速运行情况下，由于车速的不断提高，逐渐提高了车体衰耗的速度，因此现有的高铁基站的覆盖技术已经基本上不能满足高铁上的网络运行要求。
无论高铁运行区间的地形如何，例如车站、隧道、桥梁，在网络网方式确立之后，需要对场景的配置、路段的无线覆盖等进行具体的分析，然后根据现场勘测的记录结果，进行各种场景模式中无线覆盖、频率配置以及区域规划工作[1]。
（2）在手机顺利进入新的基站后，可能会由于重叠区域的大小导致信号强度衰落到一定程度，如果小区之前依然有信号，通信网络系统会触发小区重选或者进行切换操作，以保证在系统合理控制的条件下，完成手机在移动通信网络基站小区的重选或者切换。
LTE高铁优化之多频组网优化提升“用户感知,网络价值”
高铁参数优化之多频组网优化提升“用户感知，网络价值”专题概述随着高铁及动车的快速发展，无论是列车运营还是乘客数据业务通信都有高速数据业务需求。
对于运营商，更有效的提供轨道无线宽带业务，是吸引用户并提升用户满意度的必备条件。
在本专题中，优化人员通过测试数据与网络场景结合分析，制定了负荷区域特点的多频组网方案。
并在昌九高铁完成试点，通过特性化高铁多频组网参数组，南昌昌九高铁区域各方面网络指标得到明显的提升，平均RSRP提升2dB、SINR提升1.7dB，覆盖率提升7个百分点，下行速率提升7Mbps以上。
后台用户感知指标统计方面，流量、用户感知速率、切换成功率均得到明显提升，昌九沿线18个站点系统内切换成功率由99.11%提升至99.53%；用户感知速率由18.95Mbps提升至20.21Mbps；区域日均流量由171.4GB提升至206.7GB，提升幅度约为20.6%，每月增收近2.1万元。
一、专题背景随着中国高铁线路的普及，高铁逐渐代替普通铁路和飞机成为了人们出行的主要方式，南昌作为全国高铁车次排名第19的城市，巨大高铁客流量带来了巨大的网络流量价值。
高铁由于“速度快、损耗大、负荷高”各类网络痛点导致未能充分发挥高铁流量价值，本次通过1.8G站点提升用户感知，800M站点保障用户覆盖两个方面提升高铁网络价值。
二、高铁场景概述2.1.高铁场景特点2.1.1.线状覆盖高铁路线一般呈线状分布，和通常的基站部署场景有着很大不同，按照通常的基站部署方式来覆盖铁路沿线，其覆盖效率将会十分低下，因此铁路沿线的基站需要呈线状分布。
且由于高铁的线状特点，建议在进行高铁站点规划时，采用”Z”字型左右交叉的站点分布进行高铁沿线覆盖，提升路线覆盖均衡性。
2.1.2.列车运行速度快目前，全球运营的高速铁路包括德国的ICE、法国的TGV、西班牙的AVE和日本的新干线，最高运营速度约在200～350km/h之间；武广高铁、京沪高铁最高运营速度也达350km/h，而上海磁悬浮列车最高时速更是达到431km/h。
铁路专网对公网用户感知的影响分析
铁路专网对公网用户感知的影响分析【摘要】由于铁路线路的单一性和运行速度的快速性，运营商的铁路通信网络一般采用专网覆盖的形式，铁路专网在满足专网用户通话需求的同时，也对铁路沿线公网用户的客户感知造成一定的影响。
铁路沿线的公网用户在占用专网后会产生掉话、未接通、上网慢三类问题，本文通过分析上述三种问题对运营商网络的影响以及产生问题的原因，提出相应的解决方案。
【关键词】铁路专网；公网；用户感知0 前言由于铁路线路的单一性和运行速度的快速性，运营商的铁路通信网络一般采用专网覆盖的形式。
专网基站设置在同一个BSC和LAC下，占用专网信号的终端不会产生位置区更新，为避免脱网专网，除在月台外一般不设置向公网小区的切换，而只会设置公网向专网的单向切换，以使车站的公网用户或脱专网用户回到专网。
统计某城市与铁路专网相关的投诉，弱覆盖、质差及GPRS投诉三项占整体网络投诉的9.79%，语音质差及GPRS投诉总计占整体投诉22.26%，而铁路专网占全网的话务量和流量仅为1.08%和3.36%，铁路专网引起的投诉明显高于其话务贡献。
1 专网对公网用户感知分析由于铁路沿线公网弱覆盖或设置了公网向专网的切换关系，可能导致公网用户驻留在专网内，从而产生掉话、未接通、上网困难上网慢等三种较差的客户感知：1.1 掉话1.1.1 用户例分析公网用户占用高铁专网信号通话后，向远离高铁专网的区域移动，终端会由于不切换而产生弱覆盖，此时的用户感知就是通话断续直至掉话。
以某地区投诉用户4600******6125的掉话为例，用户起先占用专网某电视台1_GT_GRRU小区信号起呼，然后用户向沈家基站附近移动，在区域A里一直占用某电视台1_GT_GRRU，此时该专网小区电平已达到-95dbm，虽然公网小区信号已经有-60dbm，但由于专网小区不能切换至公网小区，该用户就因电平弱脱网掉话。
统计该用户一周81次通话，所有的4次掉话均在专网某电视台1_GT_GRRU上产生，掉话率为4.9%，客户感知极差。
高速铁路GSM网络覆盖规划建设指导原则
高速铁路GSM网络覆盖规划建设指导原则一、前言为满足高铁移动用户的通信需求,扩展中国移动GSM网络覆盖的广度和深度,增强用户感知､提升企业形象,遵照集团公司对高铁网络的覆盖要求,特拟定本指导原则｡本指导原则适用于江苏境内时速达350公里以上铁路沿线GSM网络覆盖工程的规划和建设,请各市分公司遵照执行｡本指导原则由中国移动通信集团江苏公司规划技术部､工程建设部负责解释｡二、总体建设原则为确保建设高铁GSM精确网络,提高网络投资效益,高铁GSM网络覆盖工程将推行精确化建设工作,总体建设原则如下:（一）利用铁路带状分布的特点,建设专门覆盖高铁的带状网络,其无线设备及组网独立于周边大网,高铁用户只在专网内通信｡（二）相比数字光纤直放站(GRRU),分布式基站具有输出功率高､稳定性高､故障率低､网管能力强的技术优势｡综合考虑网络质量､投资､维护和优化情况后,高铁GSM专网全面引入支持小区合并功能的分布式基站设备｡（三）严格按照规划方案开展选址建设工作,并充分利用现网资源,实施共建共享,低成本建设网络,提升投资效益｡（四）以提升网络质量和性能,提升客户感知为出发点,持续推进高铁网络的技术､工程创新工作｡三、网络规划方案（一）组网原则选用支持小区合并技术的分布式GSM基站设备组建高铁GSM专网｡相邻基站BBU集中设置在中心基站,普通末端覆盖站点只设置光纤拉远RRU,进行GSM无线覆盖｡一般每个中心站带6-8个普通基站(沿线左右两侧分别带3-4个,以中心站为中心,星形或链形连接并采用共小区模式)｡原则上中心站应尽量选择我公司现有GSM机房进行共址建设｡高铁沿线火车站的候车室､站台必须采用室分系统覆盖,站台与专网基站使用同一厂家设备,并确保用户在站台处进出专网;同时,在郊区等区域设置后备专网入口,确保一旦出专网也能重新再进入专网｡（二）站点选址原则为满足高速铁路各型号动车的覆盖,参考已有高铁的覆盖经验,高铁专网站点的选址要求如下:专网站点距离铁路的垂直距离要求在50米-200米范围内;站间距原则上要求在1公里左右;基站天线挂高宜高出铁轨路面15-20米｡（三）发射点天线的架设方式发射点天线的假设方式有如下三种:以GSM网络为例,三种天线架设各有优缺点:方式A的站间距最小,需建设专网站点多,配套投资太大,不建议采用;方式B的无线RRU设备投入多,且网优灵活性差,如果局部覆盖欠佳,网优后期调整难度大,不建议采用;方式C推荐采用,主要其不仅投资最省,而且该方式对后期网优有一定的灵活性,如果局部地方覆盖欠佳,即可由方式C改为方式B,增强覆盖电平的同时,无需开展征地等工作｡（四）频率设置为确保京沪､宁杭高铁专网质量,高铁专网频率与周边大网隔离,选取58-93共36个频点用于专网频点｡频率配置CELL1 CELL2 CELL3 CELL4 CELL5 CELL6 CELL7 BCCH 84 78 92 87 81 89 84高铁两侧三层范围内的大网基站需增加1800小区､扩容1800M载频,将900M大网小区配置降至4载频及以下,以便于大网清频工作开展｡（五）天线选型为了减少专网对周边公网的影响,建议距铁路垂直距离在150米内的专网站点采用21dBi窄波瓣高增益天线,具体参数如下:距铁路垂直距离超过150米的专网站点建议采用18dBi普通天线｡（六）小区载波配置高铁专网信源小区的载频数根据拉远后的业务量综合测算｡一般而言,车站专网小区要服务到站和登车的CRH乘客,建议采用8载频的容量配置;地市边界由于位置更新消耗大量的SDCCH资源,建议边界专网小区采用8载频的容量配置;其它专网小区专门为铁路CRH上的乘客服务,大部分情况只服务单列CRH,其载波配置建议采用6块｡（七）小区合并规模高铁单方向每隔3分钟发1趟列车,按列车时速150-380公里计,两趟CRH间隔是7.5-19公里,专网小区的覆盖范围需要和同时覆盖的列车数相匹配｡如果小区合并规模太小,则每小区的覆盖范围太小,重选和切换的次数过多,脱网和掉话的机会也更多,小区载波的容量利用不足;如果小区合并规模太大,则每小区的覆盖范围太大,同时覆盖的列车数过多,小区容量面临不足｡建议平均1个BBU下挂6-8个RRU,单小区覆盖距离在5.4公里-7.2公里｡（八）位置区规划考虑跨地市计费的调整实施难度过大,建议按地市设置LAC区｡四、基站配套建设原则（一）总则根据其在高速铁路覆盖专网中的属性及未来潜在发展要求,从宏基站物理形式上,可分为以下几种情况｡1、与我公司现有GSM机房共址站点｡2、与电信､联通公司现有GSM/WCDMA/CDMA2000机房共址站点(共享)｡3、与电信､联通公司移动机房共址新建站点(共建)｡4、我公司自有新建机房站点(普通新建)｡5、无机房站点(仅有铁塔及电源等必须的配套设备)｡其中无机房站点的情况,仅适用于只设置GSM RRU的末端覆盖基站｡（二）有机房基站建设原则1､BBU挂墙安装方式(1)设备挂墙安装时,安装墙体应为水泥墙或砖(非空心砖)墙,且具有足够的强度方可进行安装｡(2)设备安装位置应便于线缆布放及维护操作且不影响机房整体美观,墙面安装面积应不小于600mm×600mm,设备下沿距地宜为1.4~1.6m｡(3)设备安装可以采用水平安装方式或竖直安装方式｡(4)设备安装时,设备上下左右应该预留不少于50mm的散热空间,前面要预留600mm的维护空间｡2､BBU 19英寸标准落地机柜安装方式(1)机房内具备可供设备安装的19英寸标准机柜,且机柜内空间能够满足所需安装BBU的高度和深度要求,方可采用机柜安装方式｡(2)BBU安装时,上下应该保留1U的空间用于设备散热｡(3)BBU的接地由19英寸标准机柜统一提供即可｡3､RRU及天线安装方式(1)RRU采用抱杆安装时应该选用符合土建要求的抱杆｡(2)RRU在塔上安装时,应做好加固工作,确保稳定可靠受力｡(3)天线安装时,天线支架顶端应高出天线上安装支架顶部200mm｡天线支架底端应比天线长出200mm,以保证天线安装的牢固｡(4) 应因地制宜选择合理的天馈支撑结构方案,需利旧的塔架,应根据工艺需求进行结构承载复核,不能盲目使用｡(5)在满足设计挂高要求且铁塔平台可选择的情况下,原则上GSM天线宜安装在下一层平台,留较高平台给未来可能使用的3G/4G及其他业务天线｡4､传输系统建设模式(1)中心基站传输接入采用光缆接入方式,选择PTN设备承载,结合PTN网络的整体部署策略,充分利用已建PTN传输资源｡(2)具体PTN设备所需带宽,由中心站自身及所带远端站的GSM业务及其他业务需要决定｡5､电源系统建设模式1.各站均配置1套交直流供电系统,分别由1台交流配电箱(屏)､1套-48V高频开关组合电源(含交流配电单元､高频开关整流模块､监控模块､直流配电单元)和2组阀控式蓄电池组组成｡2.各站要求引入一路不小于三类的市电电源,站内交流负荷应根据各基站的实际情况按10kW~30kW考虑｡3.交流配电箱的容量按远期负荷考虑,输入开关要求为100A,站内的电力计量表根据当地供电部门的要求安装｡4.各站蓄电池组的后备时间按如下原则配置:市区基站的蓄电池后备时间≥3h,城郊及乡镇基站的蓄电池后备时间≥5h｡(注:应结合基站重要性､市电可靠性､运维能力､机房条件等因素确定)5.各站高频开关组合电源机架容量均按600A配置,整流模块容量按本期负荷配置,整流模块数按n+1冗余方式配置｡6.电源电缆均应采用非延燃聚氯乙稀绝缘及护套软电缆｡7.基站防雷系统､接地系统的设置应符合中国移动通信企业标准《基站防雷与接地技术规范》(QB-W-011-2007)和《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》(YD5098-2005)的要求｡8.无线设备厂家应在RRU电源线两端配置浪涌保护器,屏蔽电缆的金属层在进入机房前应进行防雷接地,现有GSM RRU设备具体方案可参考工信部工信厅科函[2008]86号《通信局(站)在用防雷系统-TD-SCDMA 基站防雷接地检测指导书》的规定要求｡9.独立新建基站地线系统应采用联合接地方式,即工作接地､保护接地､防雷接地共设一组接地体的接地方式｡在机房内应至少设置1个地线排｡6､RRU供电方案1.当RRU距BBU的线缆长度≤100m时,用标配的供电电缆从信号源处的-48V直流电源为其供电｡2.当RRU距BBU的线缆长度>100m且≤300m时,可根据现场条件考虑如下三种供电方式:(1)使用信号源处的-48V直流电源为RRU供电,标配的供电电缆不能满足电压降的要求时,可加粗供电电缆线径;(2)线缆数量较多或敷设路由困难时,就近为RRU单独配置小型-48直流电源系统设备;(3)若电源设备安装位置受限或RRU为级联方式时,可采用从信源处引接经-48V/~220V逆变器逆变后的交流电源为RRU供电,逆变器要求为N+1工作方式｡(三)､无机房基站建设原则短期内只有GSM高铁覆盖需求的非中心站,可选择无机房模式进行建设｡无机房基站只需解决铁塔､与中心站的光纤连接､RRU/天线安装､本地RRU供电等问题｡1､光纤连接采用光纤直连模式,无须光传输设备｡为提高传输保障能力,原则上每个远端站应与归属中心站BBU采用星形光纤连接模式｡如光纤资源受限或BBU侧光纤接口受限,可采取串行级联模式｡2､RRU/天线安装同有机房基站｡3､本地RRU供电可选择室外型电源柜(例如内置交直流开关电源､100AH左右的小型铁锂电池等)｡具体室外型电源柜的安装模式,可因地制宜考虑｡原则上应兼顾工程便利､安全可靠､维护要求､节约成本等因素｡。
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T E L E C O M E N G I N E E R I N G T E C H N I C S A N D S TA N D A R D I Z AT I O N建设GSM 专网解决高铁用户话音感知的探讨杨璇, 周海峰（中国移动通信集团河北有限公司保定分公司, 保定 071051）摘 要 在传统宏基站覆盖模型下，高铁列车内用户话音呼叫的连续性和可靠性无法满足，根据专网特性规划建设高铁GSM专网，采用分布式基站合并小区方式组网方式，并通过单站和全网性能优化大幅度高铁用户通过可靠性和连续性，提高客户话音感知。
同时，将高铁站点维护列入VIP维护级别，确保专网站点正常运行。
关键词 高铁专网；优化；分布式基站中图分类号 TN929.5 文献标识码 A 文章编号 1008-5599（2014）04-0028-06收稿日期：2014-02-162012年底，河北境内京石武高铁正式开通运营，该线路连通北京至武汉高铁线路，形成环北京的“一小时交通圈”，以石家庄为中心的“两小时交通圈”，运营车型以CRH380和CRH5为主，平均车速达到250～300 km/h。
随着高速铁路的快速发展，旅客卧、坐、行都比其它运输方式舒适，在价格方面较特快高出约一倍左右，旅客多为中高收入阶层。
由于高速列车车箱采用全封闭式车体结构，车体密封性好，增大了车体损耗，同时车速过快，传统GSM 宏基站方式组网面临着经过位置区（LAC）较多，切换、重选、位置更新频繁，容易发生误切换至较远小区或切换不及时而导致话音质量急速恶化，产生掉话、主叫无法接通、通话断续等问题，用户感知较差。
传统宏站覆盖高铁站点距离铁路远且分布不均匀，无法形成有序切换带，列车在高架桥上运营导致远处基站过覆盖造成频率干扰，经过测试，京石武高铁在保定段单程172 km 跨11个LAC 区域，跨两个设备厂家，占用的小区数达到241个，单小区覆盖范围仅为2 km 左右，切换次数达到502次，掉话达到24次，主叫无法接通达到14次，网络整体接通性较差。
为克服以上问题，采用分布式基站以合并小区方式进行组网建设GSM 专网，有效的解决以上问题，通过扩大单小区覆盖范围，大幅减少切换、重选次数，为高铁用户提供稳定的无线通话网络。
1 GSM 高铁专网组网关键问题分析1.1 切换/重算重叠区小区重选需要5 s 以上时间，而切换一般3～5 s 内可以完成，所以满足重选需求的交叠区可满足切换需求。
小区间的重叠覆盖区域要求跟移动终端的移动速率成正比，终端移动速率越快，需要的重叠区域便越大。
2个小区重叠覆盖如图1所示， O 点为2个小区信号强度相同的地方，O 到A 点需5 s，则重叠覆盖区域为A 到B 点。
电信工程技术与标准化图1 空闲模式下小区重叠区域示意图根据不同车型终端行驶速度计算小区重叠区域如表1所示，高铁车速在250～350 km/h 之间，小区重叠区域应大于834 m。
1.2 站址规划对GSM 专网进行链路预算，采用okumura-hata 模型计算高铁专网单小区覆盖半径：链路损耗L u ＝69.55＋26.16lg f －13.82lg H b ＋ (44.9－6.55lg H b )lg d －a(H m )＋C m其中a(H m )=(1.1lg f -0.7)H m -(1.56lg f -0.8) 为移动台高度修正，C m 为大城市修正，京石武高铁保定段不经过市区、县城，主要位于郊区和农村区域，链路预算场景选取农村模型,C m =15。
（1）发射功率设定为15 W，即41.8 dBm，人体损耗为3 dB，馈线损耗为2 dB，天线农村区域选取21 dBi 高增益天线覆盖，有效发射功率=发射功率+天线增益-馈线损耗-人体损耗=57.8 dBm。
（2）根据测试和实际感知，车厢内边缘电平为大于-85 dBm 时可正常通话。
京石武高铁主要运营CRH2和CRH5车型，车体损耗设置为24 dB。
慢衰落衰耗为6 dB，切换余量为5 dB。
边缘设计场强=车厢内边缘电平-车体损耗-慢衰落衰耗-切换余量=-50 dBm。
（3）最大允许链路损耗=有效发射功率-边缘设计场强=107.8 dBm。
（4）模型计算，f =900MHz，H b 为天线相对铁轨高度，取20 m。
H m 为手机相对铁轨高度，取2.5 m，农村区域小区覆盖半径为1.23 km。
专网采用分布式基站小区合并技术，小区内站点不需考虑重选、切换重叠覆盖，站间距应选择2～2.5 km 之间。
小区间站点站间距考虑重叠覆盖要求为1.23+（1.23-0.834）=1.626 km。
考虑实际选址余量，规划高铁专网小区内站址站间距为2 km，小区间站址站间距为1.5 km 能够满足连续覆盖。
此外，根据穿透损耗与入射角关系仿真计算，入射小于10°后，穿透损耗增加明显。
需保证基站信号到列车入射角不小于10°，如图2所示，入射角应满足arcsin(d/r)=θ≥(10×3.14/180)rad，基站覆盖半径r=1.1 km 情况下，基站距离铁路d 应大于191 m。
根据测试经验，基站距离铁路距离一般不能大于300m。
图2 入射角示意图综上所述，为保证正常话音通话，GSM 高铁专网基站选址时应确保小区内站间距为2 km，小区间站址站间距为1.5 km，同时站址距离高铁距离一般在191～300 m 之间。
1.3 GSM 高铁专网组网方式传统高铁专网一般采用直放站数字射频拉远系统序号终端行使速度(车速)(km/h)小区重叠区域（m）110027821504173200556425069553008346350972表1 不同速度下小区间重叠区要求T E L E C O M E N G I N E E R I N G T E C H N I C S A N D S TA N D A R D I Z AT I O NGRRU，由于其仅具有信号放大作用，一般会出现抬升低噪、时延增大、容量受限等缺点，而采用布式基站组网，可实现基带单元BBU与射频单元RRU分离、多级射频单元级联覆盖模式，与GRRU相比，在设备性能、运行稳定性、监控能力以及组网灵活性上更具有优势，干扰相对较小，可实时监控近端、远端设备供电情况，支持小区合并的级联数更高。
因此，保定京石武高铁专网采用了分布式基站的方式进行建设。
将高铁专网所有小区下挂在一个BSC下，属同一LAC，大幅度降低了跨LAC进行位置更新所需的资源消耗；每物理站点安装两个RRU和两面天线，分别覆盖两个方向，4～5个站点下挂在同一个BBU下，组成一个逻辑小区，同一小区下所有RRU共享相同的逻辑数据，增加了单小区的覆盖距离，减少切换、重选次数，提升通话连续性。
如图3所示，A/B/C/D 4个站点为同一逻辑小区，共8面天线，AB、BC、CD之间小区内站间距d1为2～2.5 km，AE 、DF之间为小区间站间距，考虑重选、切换重叠覆盖度站间距d2在1.5 km之内。
单小区覆盖距离可达d1×3+2×d2/2=7.5km。
图3 分布式基站合并小区覆盖示意图1.4 高铁专网容量规划对于高铁专网，由于其封闭性，需要专网为火车上用户提供容量支撑，综合考虑到火车上用户的行为特点、话务特点及专网特殊性，针对铁路上容量配置需要根据不同区段进行考虑。
由于京石武高铁保定段未经过市区和县城，以郊区容量模型进行估算。
1.4.1 用户数根据目前国内的动车情况，最多16节客车，单节车厢满员80人，区段运行一般不超过2辆动车，2辆总客流量估计不少于2 560人。
假定节假日按超员20%计算，则总客流量估计不少于3 072人。
1.4.2 移动手机持有率分析根据目前移动通信的发展状况，参照各地经验，我们按移动手机持有率95%计算，其中移动用户占有率按70%。
1.4.3 人均忙时话务量分析结合已有话务统计数据，人均忙时话务量建议按0.015Erl计算（根据当地已有数据进行调整）。
1.4.4 忙时话务量计算忙时话务量（Erl）=总人数×手机持有率×移动用户占有率×人均忙时话务量。
预测郊区段忙时话务量=3 072×95%×70%× 0.015=30.643 2 Erl。
查询ErlB表，呼损为2%，需TCH信道数为39个，考虑仅满足正常话音和低速上网需求,考虑PDCH信道复用人数为8，GPRS用户忙时带宽设计为8.1 kbit/s。
信道配置原则如下：39个TCH（可动态转化为PDCH）＋1个BCCH ＋6个SDCCH＋2个静态PDCH(数据业务)。
此外，考虑与外地市边界位置更新较多，规划LAC 缓冲站点分担SDCCH和TCH话务量，即两个边界站点共有4个RRU分属两个小区，设计为8TRX配置。
1.5 频率规划高铁列车穿透损耗大，如果使用频点的底噪过高，会造成列车内用户通话质量差或无法起呼，所以为保证覆盖，高铁专网应使用专用频点。
相同车速时，1800 MHz比900 MHz多普勒频偏大一倍，性能损失更大。
另外，900 MHz频段覆盖能力比1800 MHz频段大6～10dB。
因此，高铁GSM专网覆盖，优先选择900 MHz 频段。
手机关机再开机时，由于BCCH（广播控制信道）的记忆效应，手机会首先扫描关机前存储的BA表中的频点。
非高铁用户在专网附近开机，可能也会误选至专网小区上，因此，高铁小区使用专用频点以避免这种问题。
中国移动GSM网络和铁路通信GSM-R网络毗邻，电信工程技术与标准化为保障铁路通信网络的安全，高铁专网必须在GSM 基站侧增加滤波器，以满足移动用户终端接收的GSM-R 信号电平小于-95 dBm 的要求。
移动1～94号频点中，1～44号频点产生的互调干扰容易对GSM-R 频段产生干扰，公网BCCH 主要采用78～94号频点，考虑隔离频点46和78，高铁专网小区频点采用48～74的偶数频点，同时将76、78列为扩容备用频点。
如表2所示，Cell1、Cell2频点两组频点轮换使用，边界LAC 缓冲小区频点在此范围内独立规划。
1.6 规划小结经过仿真设计及现场勘查，京石武高铁保定段需建设102个物理站点，共32个小区，其中包含26个逻辑小区，2个LAC 边界缓冲小区和4个车站室分小区。
专网建成后，单小区覆盖范围可扩大到7.5 km 以上，大幅度减少切换重选次数，可明显提升GSM 话音通话稳定性。
2 GSM 高铁专网优化高铁专网优化工作主要包括公网清频、参数规范、单站业务验证、路测调整、边界优化、公网入侵优化等工作。
2.1 沿线公网小区翻频高铁专网频点规划后，需对原有宏基站网络进行翻频，原有公网不能使用专网频点。