高铁通信网络的优化

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【摘要】 高铁的高时速能够让GSM-R通信的接通率以及掉话率产生很多考验。本文以高速铁路的覆盖网络的情况出发，对于高速铁路的现状实现调整以及优化，主要针对覆盖类型和切换以及重选算法进行优化，对于高速列车的网络质量以及接通率的提升和掉话率的降低得到好的解决效果。本文的方案对于高速铁路系统的通信网路优化工作具有实用性以及指导性的意义。
【关键词】 GSM-R 接通率 掉话率
一、引言
铁路系统之中的GSM-R通信网路[1]的上行频率为885到889MHz之间，下行频率在930和934MHz之间，其宽带范围为4MHz，总共具有十九个频率点的资源，这些资源很难满足高速铁路、普通铁路以及铁路枢纽区域的GSM-R的通信方面的需求。对于枢纽部分的通信资源，其频率的波段很稀缺，因而对于GSM-R的调试成为重点和难点。对于GSM的系统中，为使得系统的容量得到提升，一定要对频率实现复用[2]。频率的复原所带来的干扰主要是网内的干扰又叫做系统内的干扰。此外，GSM-R的网络还有可能遭到其他的通信系统所带来的影响和干扰。其干扰的程度对于网络中的通信质量，掉话，通信以及切换和拥塞方面都会产生影响。因而降低以及消除高铁通信网络中的干扰是系统进行调试的重中之重。
二、通信网络故障
2.1 故障的现象
例如，在某联合调试的列车行驶到某个区间之时，GSM-R的网络接线出现异常和故障，使得导线无法连接，最终连接超时。其Abis的测量报告[3]指出，在列车行驶到A11和A12之间本应该从A11的基站转换到A11的基站。但是由于A09的基站和X13的基站的频率电波平数突然增加，使得列车从A11的基站转换到A09的基站之时出现拆线的情况。
2.2 故障的分析
对于检测接口部分的下行质量类型的7个级别，对于A12的基站出现外部的干扰。对路测系统在A12的基站之下进行道路的测量，有X12、X13和X14这样的频率点。其中，X13是A09基站的BCCH，X14为A12基站的TCCH，并且如果X14被占用时，X13的频率点也会突然增加。在A12的基站的条件之下，对X12和X14实现频率的闭锁之后，测试之后并没有发现X13的频率点出现电平的突然增加的现象。针对这些现象本文进行调整和优化。
三、通信网路的优化和调整
3.1 高铁的通信质量目标
对于铁路的GSM的性质，高速列车的通信的质量应当实现以下这样几个标准：1.覆盖的强度：CRH的列车的边缘部分的强度应该能够达到-97dBm；2.接通的效率：CHR之上的无限的信道的接通效率应当超过98%；3.通话的质量：CRH的列车上的区域的通话质量应当比3级更优；4.掉话的指标：列车的基站的平均的掉话的比率应当低于1%；CRH的列车的里程的掉话的比率应当高于50公里/次；5.E-GPRS的业务：在高速运行的状态之下，应当采用具有4时的间隙能力的终端的下载速率大于60Kb/s。
3.2 优化策略
3.2.1 覆盖类型的优化
针对高铁的特性，其通信网络必须能够实现深度的覆盖才能够保障通信网络的质量和效率。根据上文给出的通信网络的质量标准可知，若使得网络的覆盖效率能够达到足够的重叠的覆盖区域，并且具有足够的切换的边界部分的信号强度。
需要实现覆盖策略的大幅度的调整：
1.对于在较大的范围内的覆盖的空缺部分需要实现建立新的基站进行空缺的补充；2.对于交换频繁的部分能够利用光纤的垂直分布实现长距离的单一的小区域的信号的覆盖，并且减少切换的次数；3.针对局部的信号的混乱所带来的路段以及隧道的信号弱等问题，需要采用直接加入基站的方式进行覆盖的补充功能。
3.2.2 切换和重选算法的优化
本文针对小区的重选和切换的算法的各个参数实现优化，用以保障整个过程的快速以及顺畅地实现和完成，并且配合高铁的信号的快速衰落的特性，使手机能够及时地占据最强的信号覆盖面。其中主要的参数优化的方式包括：1.对于BA-LIST表进行简化；2.对于C1和C2算法的参数进行优化，使得手机能够及时按照信号的强弱程度对于小区的驻留地点加以选择；3.对于滤波和决策的相关参数实现优化，使之能够更加准确地与信号的变换进行追踪。
四、总结
本文首先介绍了高铁通信网络资源主要特点，以及保持通信网络畅通的意义，进而分析了通信网络故障的相关原因，并给出了具体实例研究。针对现有的高铁通信网络的问题给出了优化策略，其中主要包括高铁通信类型网络覆盖的优化以及切换和重选算法的优化策略。
参 考 文 献
[1] Wang X D， Poor H V. Blind Multiuser detection： A subspace approach[J]. IEEE Transactins on Information Theory， 2013，44（2）： 688-690.
[2] 何楚，毛玉泉，王翀.自编码扩频通信技术研究[J]. 通信技术， 2012， 40（11）：119-120.
[3] 张丽，方旭明.CDMA 系统基于多业务的软切换优化算法[J]. 通信技术，2014，41（09）： 208-212.