摘要 本文首先对GSM-R网络的基本概念进行了介绍，并且评述了GSM-R网络性能的主要影响因素，主要包括多普勒频移、覆盖区切换以及无线信道时变加剧。进而指出了GSM-R网络优化要点，包括覆盖区域优化和切换优化两个方面。
关键词 GSM-R；网络；优化
中图分类号TP393文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）44-0201-01
GSM-R（GSM for Railways），是专用于铁路日常运营管理的移动通信技术，目前专门用于覆盖铁路的综合专用数字移动通信。这一技术在高级语音呼叫功能的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。
由于GSM-R网络的运行环境十分特殊，因此众多公网的维护技术和经验都难以对其施加影响，因此，有必要针对其自身特点展开必要的分析，才能提出有效的优化方法。
1 GSM-R网络性能的主要影响因素
GSM-R网络的主要应用环境是铁路，其覆盖区域有着明确的特点。其服务区域通常呈线状分布，以铁路为重点服务对象，不存在太多的墙体穿透问题，但是地形相对复杂。具体而言，影响GSM-R系统服务效果的因素主要有以下几个方面：
首先，多普勒频移是一个必须要考虑的因素。所谓多普勒频移是指当信号的发射端和接收端之间存在着相对运动的时候，其之间因为运动速递而产生的频率不适应的问题。接收端和发射端之间的频率差值称为多普勒频移，这一差值严重影响着服务的质量，随着多普勒频移的严重，会导致接收到的信号在变频后产生频偏，进而影响到移动终端的邻小区测量性能，甚至导致切换无法被触发。通常而言，多普勒频移与移动台运动速度及运动方向、和无线电波入射方向之间的夹角密切相关。
其次，覆盖区切换的问题也不容忽视。目前铁路速度不断提升，使得区间切换成了一个大问题。通常而言，对于在不同的覆盖区域之间运动的信号接收端而言，需要在覆盖区域之间的信号叠加区内完成整个切换过程。对于切换时间这一变量，本身是受到相应的技术限制的，然而在信号接收端快速运动的时候，其必然对用于切换的重复覆盖区域提出更为严苛的要求，而以往并没有对铁路提速做出充分考虑的信号覆盖方案，很可能导致在重复覆盖区域内难以完成切换任务，导致信号服务可靠性降低。
最后，无线信道时变加剧。移动台的高速运动，使得其周围的反射体和散射体都呈现出高速率相对运动的态势，直接使得无线信道时变加剧。在GSM-R系统中，信号的接收端通常都采用自适应均衡技术，其系统基站能够适应500km/h以上的速度，但是接收端限于功耗和体积等多方面限制，难以采用复杂的自适应均衡算法，因此接收方对于无线信道时变加剧的影响更为敏感
2 GSM-R网络优化要点
针对以上主要存在于GSM-R网络中的问题，提出以下几方面优化要点供实际工作中考证：
1）覆盖区域优化
需要根据实际情况对覆盖区域做出重新规划，重点在考虑整个区域完全实现覆盖的基础上，对重复覆盖区域进行规划，力求做到确保重复覆盖区域满足切换要求，使高速运动的信号接收端能够在重复覆盖区域内完成切换过程。
GSM-R网络对基站覆盖电平的要求是在95% 的时间和位置概率下，覆盖电平大于-92dBm。这个要求并不难实现，但是需要对实际环境加以充分考虑，铁路沿线地形复杂，基站难以实现合理均匀选址，都会给覆盖带来问题。基于这种情况，可以对基站天线进行调整来控制其覆盖范围。由于天线的主要辐射方向为其主瓣方向左右，在半功率角范围之内，因此，其所覆盖的范围是主要的优化目标。需要考虑的变量主要包括半功率下倾角与轨面相交距离、主瓣与轨面相交跨度以及半功率上倾角与轨面相交距离。需要依据实际的地形情况确定天线安置位置，进而在天线挂高确定的基础上计算出不同下倾角对于多个变量的影响状况，并依据每个覆盖区域的实际状况进行确定。只有将多个天线放置于一个GSM-R网络中的时候，才能计算出最优的覆盖。最终实现确保完全覆盖、努力减少重复覆盖并且实现在重复覆盖区域内的切换过程完整。
2）切换优化
切换不仅仅会发生在不同覆盖区域交接的地方，同时对于因为其他任何外界因素而导致的信号质量下降，都可以激发切换过程，而将通话服务转移到另一个空闲的语音信道上去。但是切换过程需要对客户保持盲状态，切换的失败以及过于频繁的切换都会导致服务质量的降低。通常而言，两次切换之间的间隔应不小于20s，依据不同的运动速递进行换算，并且切换位置相对均，且尽量避免突发性切换。
对于切换的优化而言，需要在对目前的网络切换状态进行监视的前提下进行。如果发生了切换过于频繁，或者切换的位置不在相邻基站的重复覆盖区域内，则应当提高警惕进行故障排查，对：功率余量判决条件HOM、判决窗口HOAVPWRB以及防回切生效时间等变量进行重新调整设定。
对于GSM-R网络的优化是一个长期而反复的过程，需要在网络建成以后对连接建立时间、连接建立失败概率、用户数据帧传送时延、链路断开（失效）概率、传输干扰率与网络注册时延等参数进行监视，综合给出评价，确定不合理的网络设定并依据实际环境进行调试，才能最终取得理想的效果。
参考文献
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