铁路枢纽GSM-R同邻频干扰的分布式基站与业务分层优化研究

fans2006

铁路枢纽GSM-R同邻频干扰的分布式基站与业务分层优化研究

摘要：铁路枢纽及并线区段因基站密集、频率复用度高，容易出现同频和邻频干扰，导致网络服务质量下降。本文以某枢纽引入方案及并线区段优化实践为分析对象，梳理枢纽地区基站站型配置、相邻关系设置与频率冲突之间的内在联系，讨论分布式基站通过基带控制单元与射频拉远单元分离、多站点共小区组网来减少切换次数、提高载频利用率的机理，并分析业务分层作为网络优化最后手段的适用条件与代价。研究表明，在枢纽和交叉并线区段优先采用分布式基站组网，可将同邻频干扰控制前移到规划阶段，业务分层宜作为其他手段均不可行时的补充措施。

关键词：GSM-R；网络优化；同邻频干扰；分布式基站；业务分层

引言

GSM-R网络是保障铁路运输调度指挥和车地通信的重要基础设施。随着路网加密，枢纽地区和多条线路并行区段的基站数量不断增加，频率资源的紧张程度随之上升。在枢纽分叉口、并线区段等特殊地形处，基站覆盖难以完全按理想模型控制，越区覆盖现象较为普遍，同频和邻频干扰由此成为影响网络服务质量的突出问题。

从网络规划角度看，枢纽地区的问题具有明显的结构性：一方面，分叉口基站承担多条线路的覆盖任务，站型和相邻关系设置稍有不慎即可能造成切换混乱；另一方面，并线区段两线基站距离较近，频率复用密度高，单点故障时难以通过调整天线俯仰角和方位角来保证同邻频载干比。这些问题如果仅依靠后期现场测试和覆盖调整来解决，往往需要投入大量验证工作，且效果受限于既有站址和频率配置。

本文的分析范围限定于枢纽引入方案中的基站站型与相邻关系配置、分布式基站的技术原理及其在枢纽和并线区段的应用思路，以及业务分层手段的定位与适用边界。文章依据现有方案资料和优化实践记录展开讨论，不涉及具体设备的操作步骤，实际作业应以现行规章、调度命令和现场管理要求为准。

一、枢纽地区基站配置与频率冲突的形成

枢纽地区的基站配置需要同时兼顾覆盖连续性和频率资源约束。在某枢纽引入方案中，蚌埠站采用O2加1的站型并控制覆盖，仅与JH1226基站建立相邻关系。JH1226位于京沪与合蚌的分叉口，考虑到其重要性，按照同址双套基站设置，双套基站分别按O2和O1加1站型配置。JH1300基站控制其覆盖范围内的JH1226和TH1301，方案要求尽量不越区覆盖。JH1301基站同样位于京沪与合蚌的分叉口，也按同址双套基站设置，双套基站按O2和O1加1站型配置。

上述配置体现了枢纽地区站型设置的一个基本思路：对分叉口等关键节点采用同址双套基站，通过冗余配置提高可靠性，同时以相邻关系约束控制覆盖范围。但即便在这种较为理想的配置下，方案仍暴露出频率冲突问题。B线客专的DSK4加500基站使用频点1002，与A线BBN-DY02A基站使用的频点1001和1005，在A线BBN-DY01基站处存在邻频现象；B线客专的DK9加500基站使用频点1009和1011，与A线高铁的BBN-DY03基站使用的频点1011和1013存在同频现象。

这些冲突的根源在于频率复用密度与地理间隔之间的矛盾。枢纽地区基站密集，可用频点有限，当两线基站物理距离较近时，同邻频复用难以避免。方案中同时提到，由于GSM-R网络越区覆盖比较远，枢纽部分区段可能出现网络服务质量劣化。针对此类问题，后期网络优化需要进行大量现场测试验证，通过调整基站覆盖范围来解决，这无形中增加了一些不必要的工作量。这说明，如果在规划阶段不能有效控制频率冲突，后期优化的代价将显著上升。

二、分布式基站的技术原理与组网优势

分布式基站是基站的一种特殊形态，它将传统基站中分布在一个机柜中的传输与控制模块、载频处理模块进行分离，分别称为BBU（基带控制单元）和RRU（射频拉远单元），BBU与RRU之间通过接口光纤进行通信，使得模块可远距离分散安装。

分布式基站采用多站点共用小区原则，通过拉远RRU，使一个站点下的多个物理小区分属不同的物理地址，但逻辑上属于同一个小区。每个物理小区的载频数、频点、信道配置、CGI等小区级参数配置均相同，多个物理小区同属于一个小区。这样就可以通过在交叉区段或枢纽地区设置一个分布式基站，并采用多级拉远RRU的方式来解决频率资源紧张、越区覆盖后频繁切换和乒乓切换的问题。

RRU多站点共小区技术的优势主要体现在两个方面。第一，减少小区间的切换，提高切换成功率。RRU多站点共小区技术极大地拓宽了单小区的覆盖范围。按照单个物理小区覆盖3公里计算，配置6个物理小区，覆盖能够达到近18公里。共小区的不同物理小区之间不再需要切换，取而代之的是不同物理小区之间的接力。以1个BBU配置6个物理小区为例，通过共小区组网形成连续覆盖区域，移动台在穿越该覆盖区域时只发生入小区切换和出小区切换，通过物理小区间的接力实现业务的延续；而每个物理小区独立小区覆盖时，整个区域内将发生7次切换。可见，RRU多站点共小区组网有效减少了切换，在6个物理小区共小区组网时，覆盖区域的切换次数减少5次，同时提高了切换成功率和服务质量。

第二，提高载频利用率，降低频率规划难度，减少干扰。铁路沿线的话务量分布有特殊性，列车相隔距离较远，对于一段铁路线来说，虽然有连续几个小区覆盖，但主要话务量往往集中在一个小区中。RRU共小区拉长了小区的覆盖长度，提高了频点的利用率，同时减少了相邻小区的频点干扰。

三、分布式基站在枢纽及并线区段的应用思路

基于RRU技术的上述优点，在B线客专引入枢纽区段，可以采用分布式基站的GSM-R网络配置方案。具体思路是：将蚌埠南站设置成一个O6的分布式基站站型，将SZD-BBN25、SZD-BBN26、BBN-DY01、BBN-DY02等基站替换为RRU，并根据单网交织覆盖的原则，在SZD-BBN25与SZD-BBN26、BBN-DY01与BBN-DY02基站间增加少量RRU。这样既减少了频率复使用次数及小区间切换，又增加了频率利用率。因此，在业务众多、话务量大的枢纽地区，及各条线路交叉、并行的复杂区段，采用分布式基站的方式进行GSM-R网络规划，是通信系统基于铁路远期发展后的一种必然趋势。

并线区段的优化实践提供了另一个观察角度。以A线和沪宁并线区段为例，在A线高铁联调联试期间，发现A线和沪宁并线区段的网络服务质量要比其他区段差。这主要是由于沪宁城际采用波瓣角65度的天线，旁瓣信号泄漏在A线上所致。尤其在A线丹阳北至无锡东区间，两线相距相近，部分区段存在同邻频干扰的现象。虽然通过控制沪宁线基站（尤其是同邻频基站）的覆盖，可以减少其对京沪线基站的影响，但在单点故障的情况下，本线基站的信号已有很大程度的衰减，无法通过调整邻线基站天线俯仰角和方位角的方式来保证同邻频载干比，这样就需要采用一种业务分层的方式进行现有频点配置下的优化调整。

*** VIP专享 ***

参考资料

铁路GSM—R网络优化新探索

引用依据：
《铁路GSM—R网络优化新探索》

资料使用说明：本文依据已抽取铁路专业原始文本整理，仅供学习参考。涉及规章、技术参数和作业要求时，请以现行有效文件为准。

非VIP会员剩余 26% 内容需要支付 0.50元 后可完整阅读

继续阅读 开通会员

支持付费阅读，激励作者创作更好的作品。会员可4折购买！