【正文】 密程度。2．同站址雙層網(wǎng)絡(luò)同站址無(wú)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(duì)頻率分組進(jìn)行重新組合，見(jiàn)表32所示.表32同站址雙層覆蓋頻率分組同站址兩個(gè)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(jìn)行，其等效的最大小區(qū)配置仍為四載頻。 同頻復(fù)用距離蜂窩系統(tǒng)容量受無(wú)線帶寬的限制，頻率必須進(jìn)行復(fù)用刁‘能滿足一定區(qū)域內(nèi)的容量需求。 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。2)對(duì)于無(wú)源器件，比如漏纜，架設(shè)雙條投資很高，考慮到客運(yùn)專線}E常運(yùn)營(yíng)時(shí)不允許人員進(jìn)入，因此只要管理維護(hù)得當(dāng)，平時(shí)很少遭受人為破壞。 高速列控對(duì)GSMR系統(tǒng)的要求為了確保高速環(huán)境下的列控的需求，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)機(jī)構(gòu)都制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，GSMR只有達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)，才能確保列控通信的可靠性。假設(shè)列車運(yùn)行速度為350km/h，那么一個(gè)小區(qū)從進(jìn)入鄰區(qū)列表、解調(diào)BSIC、測(cè)量、觸發(fā)切換，到切換完成，至少需要5+4+3=12s(對(duì)于BSC內(nèi)切換)，火車對(duì)應(yīng)移動(dòng)的距離是1166m，在這段距離內(nèi)，服務(wù)小區(qū)必須保證信號(hào)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(jìn)行。其中，N是BA表中載頻的數(shù)量。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(duì)一個(gè)小區(qū)進(jìn)行覆蓋，相比全向天線來(lái)說(shuō)，這樣將使得切換次數(shù)減少一半左右，并且能夠擴(kuò)大覆蓋范圍。我國(guó)從2005年起高速鐵路客運(yùn)專線GSMR網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入實(shí)施階段。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。1999年，德國(guó)的第三代ICE線路的實(shí)際運(yùn)營(yíng)速度己經(jīng)可以達(dá)到330km/h。這條專門用于客運(yùn)的電氣化、標(biāo)準(zhǔn)軌距的雙線鐵路，代表了當(dāng)時(shí)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(yàn)階段跨入了商業(yè)運(yùn)營(yíng)階段。同時(shí)，列車的高速運(yùn)動(dòng)會(huì)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(duì)GSMR系統(tǒng)進(jìn)行合理的無(wú)線規(guī)劃，以保證通信的持續(xù)性和可靠性。針對(duì)在高速鐵路中廣泛應(yīng)用的三種無(wú)線冗余覆蓋方案進(jìn)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(duì)越區(qū)切換的影響進(jìn)行了對(duì)比，為工程設(shè)計(jì)中無(wú)線冗余方案的選擇提供了理論依據(jù)。在2007年四月，TGV創(chuàng)造了當(dāng)前輪軌列車所能達(dá)到的最高時(shí)速：。我國(guó)于2004年三月在上海引進(jìn)了磁懸浮列車，其最高時(shí)速達(dá)430 km/h；2007年四月開(kāi)始了常規(guī)高速鐵路運(yùn)營(yíng)，2008年正式開(kāi)通的京津城際時(shí)速可達(dá)350km/h，是目前世界上運(yùn)營(yíng)速度最快的城際高速鐵路。GSMR是一個(gè)可靠的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，可以為鐵路運(yùn)營(yíng)工作人員，司機(jī)，調(diào)度員和維護(hù)人員等提供通信服務(wù)。第2章 高速對(duì)GSMR無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的要求和影響高速對(duì)無(wú)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(wú)線通信的可持續(xù)性和可靠性是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)設(shè)備商需要共同面對(duì)的難題。同時(shí)無(wú)線基站的選址也要與地面應(yīng)答器等信號(hào)設(shè)備以及無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的難度。可計(jì)算得出最大的平均處理時(shí)延為5s。表21 不同速度下誤碼率從表21可見(jiàn)，對(duì)于表中三種傳輸方式，列車速度均對(duì)誤碼率產(chǎn)生了顯著影響。下表就是應(yīng)用于CTCS3級(jí)列控GSM R無(wú)線子系統(tǒng)所需具備的無(wú)線覆蓋及Qos指標(biāo)。因此，在站址選取時(shí)應(yīng)避免洪澇區(qū)和容易發(fā)生山體滑坡的區(qū)域，攀礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)要保留一定余量，防雷接地及EMC系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善，并加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測(cè)和維護(hù)。頻道序一號(hào)和頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系為：fL(n)=+(n1024)*(上行) (31)fH(n)= fL(n)+45MHz(下行) (32)n=999 ~10192．頻率分配原則頻道分配應(yīng)考慮同頻道干擾、鄰頻道干擾和互調(diào)干擾等因素，并使載干比滿足以下要求：同頻道載干比：控制信道及列控業(yè)務(wù)信道C/I≧12dB，其他業(yè)務(wù)信道所在頻率的C/I≧9dB；鄰頻道載干比：C/I≧6B；偏離載波400kHz時(shí)的干擾保護(hù)比：C/ I≧一38dB。頻率復(fù)用距離可根據(jù)GSMR系統(tǒng)的載干比要求進(jìn)行分析計(jì)算。 無(wú)線子系統(tǒng)可靠性l．系統(tǒng)可靠性基本準(zhǔn)則對(duì)于串聯(lián)結(jié)構(gòu)，無(wú)線系統(tǒng)的可用度是各單元可用度的乘積：Asys=ПAi (38)其中Asys為串聯(lián)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可用度，Ai為各個(gè)單元的可用度對(duì)于并聯(lián)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可用度通過(guò)不可用度間接計(jì)算，不可用度為：Usys=ПUi (39)則并聯(lián)系統(tǒng)的可用度為：Asys=1ПUi (310)2．單層交織可靠性模型單層交織可靠性模型如圖31所示。那么它的頻率復(fù)用度為：fresue=nm顯然，頻率復(fù)用度越低，其頻率復(fù)用越緊密，頻率的利用率越高，但隨著頻率復(fù)用緊密程度的減小，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的干擾也增大，需要DTX，功率控制等技術(shù)來(lái)支持；頻率復(fù)用度越大，其頻率利用率越小，但容易獲得較高的網(wǎng)絡(luò)話音質(zhì)量。切換次數(shù)的增加增大了通信中斷的概率，也就增加了通信中斷的可能性。列控系統(tǒng)對(duì)GSMR網(wǎng)絡(luò)提出了很高的QoS需求，需滿足ERTMS /ETCS Subset093的指標(biāo)。此外，由于GSMR系統(tǒng)的越區(qū)切換為硬切換，每次切換將導(dǎo)致EVCRBC(車載安全計(jì)算機(jī)無(wú)線閉塞中心)間的列控CSD(電路域數(shù)據(jù))業(yè)務(wù)中斷300~500ms，為了更好地滿足列控對(duì)GSMR系統(tǒng)無(wú)錯(cuò)誤傳輸周期的要求，2次連續(xù)越區(qū)切換間隔大于205，因此可以根據(jù)該指標(biāo)計(jì)算出基站間最小站距，作為高速環(huán)境下基站間距設(shè)計(jì)的理論下限，并據(jù)此推斷出何種環(huán)境下不宜開(kāi)行高速列車。小區(qū)和宏小區(qū)的主要差別是傳播范圍，典型小區(qū)的最大半徑小于3km，通常收發(fā)天線之間分為兩種情況：視距情況和非視距情況。 路徑損耗 常用傳播模型傳播模型是非常重要的，它是移動(dòng)通信網(wǎng)中小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)。1．Hata模型Hata模型是廣泛使用的一種中值路徑損耗預(yù)測(cè)的傳播模型，適用于宏蜂窩(小區(qū)半徑大于Ikm)的路徑損耗預(yù)測(cè)。Hata模型從頻段、適用距離、天線高度和應(yīng)用環(huán)境四個(gè)方面都符合高速鐵路環(huán)境下GSMR無(wú)線規(guī)劃的需求，而且在GSM和GSMR網(wǎng)絡(luò)中都有成熟廣泛的應(yīng)用，故本文將選用Hata模型對(duì)GSMR鐵路環(huán)境進(jìn)行建模和計(jì)算路徑損耗。機(jī)車臺(tái)的接收電平(中值)計(jì)算公式為：Pr(dBm)=Pt+Gb+GmL (44)其中：基站發(fā)射天線增益Gb：10dB(含饋線、接頭損耗)；移動(dòng)臺(tái)的接收天線增益Gm：0dB(含饋線、接頭損耗)；基站的發(fā)射功率Pt：43dBm(20w)；機(jī)車臺(tái)的高度：；機(jī)車臺(tái)靈敏度：104dBm；那么，機(jī)車臺(tái)接收電平(中值)為：Pr(dBm)=Pt+Gb+GmL=43+100L=53L(dBm) (45) 重疊區(qū)規(guī)劃 重疊區(qū)定義在進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，需要調(diào)整兩相鄰小區(qū)的覆蓋范圍，至少要保證鄰小區(qū)間沒(méi)有未覆蓋區(qū)域，在此基礎(chǔ)上還應(yīng)考慮兩相鄰小區(qū)間存在一定重疊區(qū)，以確保越區(qū)切換成功執(zhí)行，保證通信連接的持續(xù)性和可靠性。圖41 重疊區(qū)示意圖 決定重疊區(qū)長(zhǎng)度的因素1．切換距離切換距離即為從觸發(fā)切換開(kāi)始到切換完成之間列車所行進(jìn)的距離，切換距離主要取決于列車速度。在實(shí)際環(huán)境中，基站天線的高度肯定不同，一般情況下在城市環(huán)境下天線高度較低，在鄉(xiāng)村環(huán)境下天線較高，因此本文比較有代表性的35m，45m，和50m三種高度，此外還以滿足非列控業(yè)務(wù)需求得出的結(jié)果作為參照。但是當(dāng)發(fā)生越區(qū)切換時(shí)，導(dǎo)致無(wú)線閉塞中心和車載安全計(jì)算機(jī)(RBCEVC)之間列控信息傳輸出現(xiàn)300ms左右的傳輸中斷，從而導(dǎo)致RBC和EVC之間正在傳輸?shù)牧锌叵⒌钠茐幕蛘邅G失。只有全方位的拓展自己的知識(shí)面，在實(shí)踐中與理論相結(jié)合，才能為社會(huì)貢獻(xiàn)自己的一份力量。1