【正文】 分裂后的小區(qū)半徑為原小區(qū)半徑一般的分裂方案，則分裂后小區(qū)的面積為原小區(qū)面積的四分之一。假如在此基礎(chǔ)上分裂 K 次，那么原區(qū)中可容納的業(yè)務(wù)量增加為 (210)04nT?式中， 為分裂前原小區(qū)業(yè)務(wù)量。為了避免同頻干擾，同頻復(fù)用比必須有一個(gè)最小值。在兩種小區(qū)中發(fā)射功率也要發(fā)生變化，既要防止半徑不同的同頻小區(qū)之間的同頻干擾，也不能只降低大區(qū)的發(fā)射功率而造成盲區(qū)的出現(xiàn)。在分裂的初期，小半徑小區(qū)的信道數(shù)分配的少一些，隨著用戶數(shù)量的增長，分裂不斷進(jìn)行，這時(shí)小半徑小區(qū)的信道數(shù)就會增加。干擾限制和防護(hù)干擾是制約蜂窩系統(tǒng)容量的一個(gè)重要因素。蜂窩系統(tǒng)中的干擾主要由兩種類型：同頻干擾和鄰道干擾。1)同頻干擾同頻干擾是由于采用了頻率復(fù)用，在同頻小區(qū)之間產(chǎn)生的干擾。同頻干擾又有兩種形式，前向鏈路的干擾和反向鏈路的干擾。設(shè)同頻干擾的小區(qū)數(shù)為 i0，那么前向鏈路移動(dòng)臺的接收信噪比就可以表示為：蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)14 (211)01iiiCSII??其中，C 是移動(dòng)臺接收到的基站載波信號的功率， 是第 個(gè)同頻小區(qū)的基站信號對i移動(dòng)臺的干擾功率?？紤]到電磁波在無線信道中的傳輸功率隨著傳輸距離的增大而衰減，用下式來估算距離發(fā)射天線 d 處的接收點(diǎn)接收到的平均信號功率： (212)nrdP??)(0式中 Pr是接收功率，P 0 是距發(fā)射天線 d0 處的參考點(diǎn)的功率，n 是路徑衰減指數(shù)。因此，假設(shè)每個(gè)同頻基站的發(fā)射功率相等，路徑衰減指數(shù)也相同，則移動(dòng)臺的接收信噪比可以近似的表示為： (213)?????01iiniDRIC在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于移動(dòng)臺在小區(qū)中位置的變化，基站位置偏差，傳播環(huán)境的起伏，小區(qū)形狀的扭曲，實(shí)際得到的 C/I 值要比理論計(jì)算的結(jié)果差，因此要以最差的 C/I 為依據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。解決同頻干擾可以采取以下幾種措施：? 定向天線覆蓋。 ? 優(yōu)化同頻復(fù)用距離和頻率分配方案。? 天線高度和傾角的調(diào)整。2)鄰道干擾由與所使用頻率相鄰的頻率產(chǎn)生的信號干擾稱為鄰道干擾。只有當(dāng)兩個(gè)相鄰頻率的接收機(jī)距離很近，干擾信號的強(qiáng)度超過了接收機(jī)靈敏度時(shí)，鄰道干擾才會對接蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)15收機(jī)的正常工作造成影響。鄰道干擾可以通過提高濾波器的精度和合理的信道分配而減到最小程度。因?yàn)槊總€(gè)小區(qū)只是分給所有可用信道中的一部分，因此在可以通過避免在相鄰小區(qū)之間分配連續(xù)的頻率，同時(shí)使相鄰小區(qū)之間的頻率間隔最大來減小鄰道干擾。GSMR 陸地網(wǎng)絡(luò)可以看作是某個(gè)固定網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，如 ISDN；或者是一個(gè)采用統(tǒng)一編號方案的 MSC 的集合。 一個(gè) GSMR 陸地移動(dòng)系統(tǒng)由若干個(gè)功能實(shí)體組成，這些功能實(shí)體所實(shí)現(xiàn)的功能的集合就是網(wǎng)絡(luò)能夠提供給用戶的所有基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，以及對于用戶數(shù)據(jù)和移動(dòng)性的操作和管理。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)16P S T N 、 I S D N 、 P S D NG M S CV L RG C RE I R信令系統(tǒng) N o . 7 S S 7H L R A U CM S CV L RB S CO M N 接口O M C R O M C ST R A UM SB T S B T SB S S基站子系統(tǒng)O S S 操作維護(hù)子系統(tǒng)A 接口A b i s 接口A t e r 接口U m接口圖 26 GSMR 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 移動(dòng)臺是接入 GSMR 網(wǎng)絡(luò)的用戶設(shè)備，包括移動(dòng)終端（ME）和終端設(shè)備（TE），或通過終端適配器與 ME 連接的 TE。 基站子系統(tǒng)（BSS）由一個(gè)基站控制器（ BSC）和若干個(gè)基站收發(fā)信機(jī)（BTS）組成，BTS 主要負(fù)責(zé)與一定覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺（MS）進(jìn)行通信，并對空中接口進(jìn)行管理。BTS 與 BSC 之間通過 Abis 接口通信。 TRAU 與 BSC 通過 Ater 接口連接。NSS 通過 A 接口連接 BSS，與固定網(wǎng)絡(luò)的接口決定于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的類型。它的具體功能由操作維護(hù)中心（OMC）來完成，其中 OMCR 負(fù)責(zé)管理BSS， OMCS 負(fù)責(zé)管理 NSS。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17任何 GSMR 陸地移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都必須與固定網(wǎng)絡(luò)連接，一同完成移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶之間、移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備可以通過標(biāo)準(zhǔn)的接口來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的本地和國際互連。鐵路網(wǎng)與公網(wǎng)的主要區(qū)別在于由鐵路網(wǎng)特殊需求引起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃上的區(qū)別。為支持蜂窩系統(tǒng)的操作提供以下功能： ? 位置登記 ? 切換 ? 呼叫重新建立GSMR 網(wǎng)絡(luò)還具有網(wǎng)絡(luò)管理功能和一些附加功能，如呼叫處理的排隊(duì)、安全功能、不連續(xù)發(fā)送和接收（DTX/DTR）等。可選擇將 GSM 系統(tǒng)的MSC、VLR、EIR、GCR、SSP、HLR、AUC 置于一個(gè)網(wǎng)元中，且隨著網(wǎng)絡(luò)的增長而分散到多個(gè)網(wǎng)元中，這樣可以形成一個(gè)經(jīng)濟(jì)、便于維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它有兩種基本組成設(shè)備，分別是基站收發(fā)信機(jī)（BTS ）和基站控制器（BSC）。此外，還有一種可選擇設(shè)備——速率適配單元（TRAU ）。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)18圖 27 BSS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSMR 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS ）提供了處理建立、維持和清除呼叫的所有信令協(xié)議的功能，以及為移動(dòng)環(huán)境下通信提供的特定功能。 NSS 結(jié)構(gòu)和功能GSMR 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS ）提供了處理建立、維持和清除呼叫的所有信令協(xié)議的功能，以及為移動(dòng)環(huán)境下通信提供的特定功能。如圖 28 所示。G C R V L RB S S其他G S M R P S T NI S D N統(tǒng)計(jì)服務(wù)器I W FH L RA U CV L RG C RE I R統(tǒng)計(jì)服務(wù)器S M S S CI W FB S S其他G S M R P S T NI S D NM S CG M S C圖 28 NSS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) OSS 結(jié)構(gòu)和功能 OSS 可以分為兩部分：對應(yīng) BSS 的操作與維護(hù)中心（OMCR）和對應(yīng) NSS 的操作與維護(hù)中心（OMCS ）。OMCS 通過 OMN 接口與 MSC 相連。它的一側(cè)與設(shè)備相連（不包括 BTS，對 BTS 的操作維護(hù)是經(jīng)過 BSC 進(jìn)行管理），另一側(cè)是作為人機(jī)接口的計(jì)算機(jī)工作站。系統(tǒng)的每個(gè)組成部分都可以通過特有的網(wǎng)絡(luò)連接至 OMC，從而實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)。全線遠(yuǎn)近期設(shè)格爾木、望昆、五道梁、沱沱河、安多、那曲、當(dāng)雄、羊八井、拉薩等 34 個(gè)車站。青藏鐵路穿越海拔 4000 米以上地段 960 公里，最高點(diǎn)為海拔 5072 米的唐古拉山埡口，平均海拔 4500 米，穿越多年凍土地帶 550 多公里。建立青藏鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)信息平臺不僅體現(xiàn)出明顯的經(jīng)濟(jì)效益，而且會減少維護(hù)工作量，提高全線的運(yùn)輸指揮能力。其接近連續(xù)式無線機(jī)車信號的傳輸方式應(yīng)采用由 GSMR 網(wǎng)絡(luò)所提供的數(shù)據(jù)傳輸通道。 GSMR 設(shè)計(jì)的主要原則及標(biāo)準(zhǔn) 在這樣的高原環(huán)境下青藏鐵路的建設(shè)對 GSMR 提出了以下技術(shù)指標(biāo)要求 [14] (以下各項(xiàng)指標(biāo)的適用范圍均為車站兩邊 3km 的范圍之內(nèi) )：? 時(shí)速 120Km/h 下的無縫通信? 載干比 (C/I)至少 12dB? 95％的時(shí)間和地點(diǎn)覆蓋率 ? 信號強(qiáng)度大于92dBm ? 根據(jù)所使用的業(yè)務(wù)，傳輸通道和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須有很高的可用性 ? 橋內(nèi)，隧道內(nèi)的良好覆蓋? 車站和編組站場內(nèi)的良好覆蓋 ? 呼叫建立時(shí)間 6s(95%)蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)22? 呼叫建立失敗的概率 ? 呼損概率? 數(shù)據(jù)傳輸端到端時(shí)延500ms ? 傳輸干擾誤碼率：GSMR 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，覆蓋級別被定義為車頂天線處的場強(qiáng)值(通常離軌道的高度為 4 米)，假定全向天線的增益為 0dB，在覆蓋區(qū)域內(nèi)，以一定的時(shí)間概率和地點(diǎn)概率滿足覆蓋要求。青藏線服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)的要求見表 31。GSMR 網(wǎng)絡(luò)本身不建設(shè)自己的骨干傳輸系統(tǒng)，拉薩和格爾木的交換機(jī)子系統(tǒng)之間采用光纖骨干網(wǎng)傳輸?shù)姆绞?STM4 骨干環(huán))。STM1 基站環(huán)用于連接所有基站，青藏鐵路全線設(shè)拉薩、那曲、沱沱河、格爾木等 4 個(gè) STM1 基站環(huán)。青藏 GSMR 工程核心網(wǎng)在西寧移動(dòng)交換中心設(shè)移動(dòng)交換機(jī)、業(yè)務(wù)控制點(diǎn)和 GPRS設(shè)備。格爾木通信站和拉薩移動(dòng)交換中心各設(shè)兩臺基站控制器。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23服務(wù)器M S CC R T C 交換機(jī)服務(wù)器M S CC R T C 交換機(jī)S T M 4 骨干環(huán)O N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UO N UP B XE 1拉薩S T M I 基站環(huán)那曲S T M 1 基站環(huán)沱沱河S T M 1 基站環(huán)格爾木S T M 1 基站環(huán)O T L C （ 光纖終端 ）O N U （ 光網(wǎng)絡(luò)單元 ）A D M（ S D H ）拉薩格爾木沱沱河那曲格爾木拉薩圖 31 青藏線 GSMR 傳輸網(wǎng)絡(luò) GSMR 基站的設(shè)置 由于在車站兩邊 3~5 公里范圍內(nèi)，GSMR 無線通信系統(tǒng)必須提供接近連續(xù)式無線機(jī)車信號的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，因此從網(wǎng)絡(luò)可靠性角度考慮，青藏線采用高可靠性的交換平臺和雙倍冗余的 BSC/TCU 配置，并在沿線 30 個(gè)車站使用雙備份基站進(jìn)行覆蓋。在其它鐵路沿線地區(qū)，GSMR 系統(tǒng)只用于話音和普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，不提供無線機(jī)車信號的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，因此采用單基站環(huán)形覆蓋結(jié)構(gòu)。因此，針對 GSMR 基站采用所謂的橢圓形覆蓋。與公眾 GSM 網(wǎng)絡(luò)不同，兩根天線通過一個(gè)功率分配器合成起來，然后連接到基站內(nèi)相同的收發(fā)信機(jī)，從而形成橢圓形覆蓋。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)24區(qū)間基站 由于鐵路沿線話務(wù)量較低，但對速度的要求較高，因此鐵路沿線的 BTS 站設(shè)置雙套基站設(shè)備，沿鐵路方向呈橢圓型覆蓋。這種基站既能滿足線型覆蓋，又能減少越區(qū)切換次數(shù)，非常適用于鐵路沿線。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠保證當(dāng)任何和一個(gè)基站或基站控制器發(fā)生故障時(shí)，青藏鐵路全線仍有 GSMR 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。為避免這種情況的發(fā)生，如果不考慮智能切換的概念，切換區(qū)域應(yīng)該遠(yuǎn)離車站等列車經(jīng)常?？康牡胤交蚴菬o線信號衰落極為嚴(yán)重的地區(qū)。列車?？奎c(diǎn)、編組作業(yè)場地等等。想鄰基站的覆蓋重疊需要有足夠的長度，才能確保列車最大速度運(yùn)行條件下安全越區(qū)切換。通過分別對機(jī)車臺、手持臺進(jìn)行鏈路運(yùn)算后得到最差路徑損耗為 。這樣，允許第一次切換失敗后 (很少發(fā)生)，有足夠的時(shí)間嘗試再次切換。事實(shí)上，在鐵路上的有線通信已經(jīng)比較完善，因此完全可以利用現(xiàn)有的有線資源，構(gòu)成GSMR＋ FAS（即固定用戶接入交換機(jī)）的無線/有線混合網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)構(gòu)成及組網(wǎng)方式如圖32所示，其接口及信令在圖中都已標(biāo)明 [11]。采用有線/無線組網(wǎng)方式。系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)主要由SSS （包括MSC、HLR、AUC、VLR、 GCR等）、BSS（包括BSC、BTS）、 OSS、FAS、調(diào)度臺、車站臺、CIR 、OPH及其他固定終端等構(gòu)成。調(diào)度臺和車站臺通過Ua接口接入FAS ；其他固定終端通過 Ub接口接入FAS。Fa 接口：ISDN 基群速率接口(30B+D)，DSS1 信令。Ua 接口：ISDN 基本速率接口(2B+D) ，DSS1 信令；或基群速率 E1，內(nèi)部信令。調(diào)度通信組呼區(qū)域劃分GSMR 組呼區(qū)域原則上可以分為四種劃分類型：? 以調(diào)度轄區(qū)作為 GSMR 組呼區(qū)域? 以相鄰三個(gè)車站及其兩區(qū)間作為 GSMR 組呼區(qū)域? 以相鄰的三個(gè)小區(qū)作為 GSMR 組呼區(qū)域? 以車站基站區(qū)作為 GSMR 組呼區(qū)域?yàn)楸ＷC車站基站區(qū)的 GSMR 組呼區(qū)域，在小區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證車站基站區(qū)在車站兩邊覆蓋至少各 2km。通信過程1）個(gè)別呼叫? 移動(dòng)終端按MSISDN號碼呼叫 移動(dòng)終端移動(dòng)終端以被叫移動(dòng)終端的MSISDN 號碼發(fā)起呼叫；GSMR 網(wǎng)絡(luò)收到呼叫后，以MSISDN號碼呼叫移動(dòng)終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫拆除。? 移動(dòng)終端按ISDN號碼尋址呼叫固定終端 移動(dòng)終端以被叫固定終端的ISDN號碼發(fā)起呼叫；GSMR 網(wǎng)絡(luò)收到ISDN號碼，進(jìn)行號碼分析后，把呼叫路由到FAS，并向FAS 發(fā)送被叫固定終端ISDN 號碼；FAS根據(jù)ISDN號碼呼叫固定終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫拆除。? 固定終端按MSISDN號碼呼叫 移動(dòng)終端固定終端以MSISDN號碼對移動(dòng)終端發(fā)起呼叫； FAS收到MSISDN號碼，進(jìn)行號碼分析后，判斷是移動(dòng)終端MSISDN 號碼，把呼叫路由到GSMR 網(wǎng)絡(luò)，并把MSISDN號碼發(fā)給GSMR網(wǎng)絡(luò)； GSMR網(wǎng)絡(luò)根據(jù)MSISDN號碼呼叫移動(dòng)終端，雙方建立通信；通話完畢，任意一方掛機(jī)，呼叫拆除。? 固定終端呼叫固定終端固定終端以被叫固定終端ISDN號碼發(fā)起呼叫；FAS收到呼叫