【正文】 致嚴(yán)重的同頻干擾，對列控通信質(zhì)量造成不利影響。沿鐵路線實現(xiàn)場強無縫連續(xù)覆蓋并達到系統(tǒng)QoS要求是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的一項重要任務(wù)?？梢?，在工程造價方面，交織雙網(wǎng)最大，交織單網(wǎng)次之，同站址雙網(wǎng)最小。 工程造價同站址雙層覆蓋比單層交織覆蓋主要增加了基站設(shè)備和基站控制器，而電源、機房、鐵塔等設(shè)施基本可以共用，因此在投資方面比較經(jīng)濟。則每33s會發(fā)生一次切換(不考慮切換失敗的情況)，%。 抗干擾能力對于同站址雙層覆蓋，通過鏈路計算，設(shè)計兩個基站的間距為5km，則第一個基站在其中心區(qū)域的信號電平為89dBm，(+)處信號電平為92dBm，該點為移動臺切換到第二個基站結(jié)束位置，是移動臺正常工作在第一個基站的最低電平位置，列車行駛經(jīng)過該位置時，信號已經(jīng)切換到第二個基站，第二個基站信號在此位置強度為86dBm。 頻率復(fù)用度頻率利用效率可以用頻率復(fù)用度來表征，它反映了頻率復(fù)用的緊密程度。Asys=[1(1ABTS1*ABTS3)*( 1ABTS2)]*ABSC (311)假設(shè)所有BTS的可用度都是相同的，則上式可簡化為：Asys=(ABTS+A2BTS A3BTS)* ABSC (312)圖31 單層交織覆蓋可靠性模型3．雙層交織可靠性模型雙層交織可靠性模型如圖32所示。2．同站址雙層網(wǎng)絡(luò)同站址無線雙層網(wǎng)絡(luò)的頻率分配可在表3頻率分組的基礎(chǔ)上，對頻率分組進行重新組合，見表32所示.表32同站址雙層覆蓋頻率分組同站址兩個基站的頻率配置(網(wǎng)絡(luò)A，網(wǎng)絡(luò)B)可按秩序(l，3)、(5，7)、(2，4)、(6，8)進行，其等效的最大小區(qū)配置仍為四載頻。假設(shè)C是信號有用功率，I是干擾信號的功率，在一個系統(tǒng)中，同頻干擾可能有多個，先假設(shè)共有K個干擾源，每個干擾用IK表示，K的取值從l~K，那么同頻信號的載干比就可以表示為： (33)按照無線信號傳播理論，信號在空間按照接收位置到發(fā)射位置的冪指數(shù)下降，假設(shè)天線的輻射功率為PT，在距離發(fā)射天線位置d處接收到平均信號功率Pd可以由下面公式表示Pd=PTA/dn (34)A為一個常數(shù)；n為傳播指數(shù)，取值范圍在2~4之間，隨著環(huán)境不同取值不同。 同頻復(fù)用距離蜂窩系統(tǒng)容量受無線帶寬的限制，頻率必須進行復(fù)用刁‘能滿足一定區(qū)域內(nèi)的容量需求。3．頻率規(guī)劃基本原則良好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一個良好頻率計劃的基礎(chǔ)。 規(guī)劃原則1. 工作頻段GSMR采用900MHz工作頻段，885MHz~889MHz(上行)、930MHz~ 934MHz(下行)，共4MHz頻率帶寬，雙工收發(fā)頻率間隔45MHz，相鄰頻道間隔為200kHz。GSMR無線子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，因此，針對以上情況，日前有以下三種兀余覆蓋方式：單層交織冗余覆蓋，雙層基站共址和雙層基站交織覆蓋。2)對于無源器件，比如漏纜，架設(shè)雙條投資很高，考慮到客運專線}E常運營時不允許人員進入，因此只要管理維護得當(dāng)，平時很少遭受人為破壞。無線場強覆蓋以最小可用接收電平表示，并應(yīng)符合下表的規(guī)定：表22 最小可用接收電平為了保證無線場強覆蓋設(shè)計不會越過相鄰基站或直放站，無線覆蓋還應(yīng)滿足以下規(guī)定：1)同頻道干擾保護比：不小于12dB；2)鄰頻道干擾保護比：不小于6dB。 高速列控對GSMR系統(tǒng)的要求為了確保高速環(huán)境下的列控的需求，國內(nèi)外的相關(guān)機構(gòu)都制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，GSMR只有達到這些標(biāo)準(zhǔn)，才能確保列控通信的可靠性。 對GSMR網(wǎng)絡(luò)同步性能的影響高速運動情況下保持基站和移動臺之間的同步問題，主要體現(xiàn)在GSM時間提前量(TA)這個參數(shù)的解碼能力上。假設(shè)列車運行速度為350km/h，那么一個小區(qū)從進入鄰區(qū)列表、解調(diào)BSIC、測量、觸發(fā)切換，到切換完成，至少需要5+4+3=12s(對于BSC內(nèi)切換)，火車對應(yīng)移動的距離是1166m，在這段距離內(nèi)，服務(wù)小區(qū)必須保證信號不發(fā)生快速衰落導(dǎo)致通信中斷，則電平值需不低于95dBm，才能保證呼叫的正常進行。專用模式下，MS每隔480ms向BTS上報一次6個最佳鄰小區(qū)，至少每隔105解調(diào)1次小區(qū)列表中的BSIC(基站識別碼)，如果是新出現(xiàn)在小區(qū)列表中的小區(qū)，則需在55內(nèi)解調(diào)BSIC。其中，N是BA表中載頻的數(shù)量。對于大型車站及普通車站，其頻率規(guī)劃及天線架設(shè)等也與軌道環(huán)境有很大的不同，也要合理設(shè)置，避免列車在車站環(huán)境產(chǎn)生信道擁塞或者頻繁切換。為了減少在小區(qū)邊界的切換次數(shù)，可以使用兩根180度覆蓋天線對一個小區(qū)進行覆蓋，相比全向天線來說，這樣將使得切換次數(shù)減少一半左右，并且能夠擴大覆蓋范圍。在高速鐵路的環(huán)境下，由于列車的高速行駛和環(huán)境變化，使得高速下的無線通信面臨著更大的挑戰(zhàn)。我國從2005年起高速鐵路客運專線GSMR網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進入實施階段。此外，它還可以提供像VGCS，VBS，基于位置尋址的呼叫以及增強多優(yōu)先級強拆等業(yè)務(wù)，可以充分滿足鐵路環(huán)境復(fù)雜多樣的通信需求。伴隨著高速鐵路在世界范圍內(nèi)的蓬勃發(fā)展，GSMR也必然在高速鐵路環(huán)境中獲得廣泛應(yīng)用。2005年年初國務(wù)院常務(wù)會議討論并原則通過了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，明確了我國鐵路網(wǎng)中長期建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)，描繪了鐵路網(wǎng)至2020年的宏偉藍圖，這標(biāo)志著我國鐵路新一輪大規(guī)模建設(shè)即將展開。1999年，德國的第三代ICE線路的實際運營速度己經(jīng)可以達到330km/h。目前法國高速鐵路總里程達到1700公里。這條專門用于客運的電氣化、標(biāo)準(zhǔn)軌距的雙線鐵路，代表了當(dāng)時世界第一流的鐵路高速技術(shù)水平，并標(biāo)志著世界高速鐵路試驗階段跨入了商業(yè)運營階段。本次設(shè)計共分為四章，第一章是緒論，第二章介紹高速對GSMR無線網(wǎng)絡(luò)的要求和影響，第三章主要介紹高速環(huán)境下的無線冗余覆蓋，第四章介紹高速環(huán)境下的小區(qū)規(guī)劃。同時，列車的高速運動會導(dǎo)致頻繁的越區(qū)切換，嚴(yán)重影響列控通信業(yè)務(wù)的安全，需要對GSMR系統(tǒng)進行合理的無線規(guī)劃，以保證通信的持續(xù)性和可靠性。無線接入部分是GSMR系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，因此無線部分的可靠性將決定整個系統(tǒng)的可靠性。針對在高速鐵路中廣泛應(yīng)用的三種無線冗余覆蓋方案進行了深入分析，就不同方式的系統(tǒng)可靠性、容災(zāi)性、頻率利用效率、抗干擾能力和對越區(qū)切換的影響進行了對比，為工程設(shè)計中無線冗余方案的選擇提供了理論依據(jù)。1964年，世界第一條高速鐵路在日本東京至大販建成通車，投入運營后，列車運行速度達210km/h。在2007年四月，TGV創(chuàng)造了當(dāng)前輪軌列車所能達到的最高時速：。此后于1992年6月建成了曼海姆至斯圖加特線(長105公里)。我國于2004年三月在上海引進了磁懸浮列車，其最高時速達430 km/h；2007年四月開始了常規(guī)高速鐵路運營，2008年正式開通的京津城際時速可達350km/h，是目前世界上運營速度最快的城際高速鐵路。根據(jù)EIRENE MORANE規(guī)范，GSMR可滿足列車在最高500km/h時速下的列控?zé)o線通信需求。GSMR是一個可靠的語音和數(shù)據(jù)通信平臺，可以為鐵路運營工作人員，司機，調(diào)度員和維護人員等提供通信服務(wù)?？梢?，GSMR受到了世界各國高速鐵路行業(yè)的青睞。第2章 高速對GSMR無線網(wǎng)絡(luò)的要求和影響高速對無線通信系統(tǒng)提出了更高的要求，如何確保高速環(huán)境下無線通信的可持續(xù)性和可靠性是移動運營商和移動設(shè)備商需要共同面對的難題。對于越區(qū)切換的規(guī)劃要尤其注意。同時無線基站的選址也要與地面應(yīng)答器等信號設(shè)備以及無線閉塞中心等設(shè)備協(xié)調(diào)考慮，比如不能讓切換發(fā)生在RBC交接處等，這就更增加了無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的難度。在空閑模式下，MS會連續(xù)監(jiān)測BA(BCCH分配)列表中所有載頻的電平情況，對電平進行平均處理的時間是：Max{5，((5‘N+6)/7)XBS一PA一MFRMS/4}。可計算得出最大的平均處理時延為5s。因此從測量、判決到完成切換，這段時間的典型值是BSC內(nèi)小區(qū)間切換為7s，對于跨MSC的切換，這個時間將達到9s。表21 不同速度下誤碼率從表21可見，對于表中三種傳輸方式，列車速度均對誤碼率產(chǎn)生了顯著影響。故在目前TA機制