高铁GSM_R系统场强测试及优化.doc

高铁GSM-R系统场强测试及优吴浠桥中铁二院工程集团有限责任公司【摘要】为满足铁路信息化需要、调度指挥和安全生产需要、高速铁路和客运专线特殊需要及技术发展需要，合数字移动通信网络（GSM-R系统）十分必要。文章根据对一条在建铁路进行的GSM-R覆盖模拟无线测试，对 计进行优化，保证了无线信号的高质量覆盖。【关键词】GSM-R 覆盖 优化1 前言 高铁GSM-R系统场强测试及优 吴浠桥 中铁二院工程集团有限责任公司 【摘要】为满足铁路信息化需要、调度指挥和安全生产需要、高速铁路和客运专线特殊需要及技术发展需要， 合数字移动通信网络（GSM-R系统）十分必要。文章根据对一条在建铁路进行的GSM-R覆盖模拟无线测试，对 计进行优化，保证了无线信号的高质量覆盖。 【关键词】GSM-R 覆盖 优化 1 前言 中国铁路移动通信从无到有，从模拟到数字，从单 一业务到多业务再到综合业务，既是铁路运输发展的需 要，也是通信技术进步的趋势。随着高铁技术的发展，为 实现铁路各种移动信息资源采集、传输（例如车次号， 调度命令等），发展GSM-R这种综合业务网络平台是必 然的。GSM-R网络平台能为现代化的调度、指挥、控制 提供通信工具和手段，使铁路各级生产和管理人员通过 GSM-R网络共享全路范围内生产和管理领域的信息。 为了满足铁路的各种需求和保证正常运营，要求无 线信号要始终保持高质量和稳定，能在铁路沿线实现很好 的无线场强覆盖。为实现这一目标，GSM-R网络无线设 计及优化非常重要。首先根据高铁线路、地形等情况，在 铁路沿线基站布点，然后根据布点情况选择典型位置，在 现场进行GSM-R模拟测试，同时根据测试结果选择相应 的传播模型，对GSM-R系统进行优化设计和调整，保证 场强达到铁道部标准。 本文就是按照以上流程，对一条在建的铁路进行的 GSM-R覆盖模拟无线测试，然后根据测试结果对原有无 2 GSM-R覆盖模拟无线测试 GSM-R覆盖模拟无线测试，不仅为保证 量覆盖提供了依据，而且为今后低成本高信号 设计提供了测试数据依据和积累设计经验， 络无线设计技术不断进步和建设成本不断降低 2.1 GSM-R覆盖模拟无线测试的的主要设 （1）发射设备：功率放大器（图1）、 发生器、全向天线、通过式功率计（图2）等 （2）接收设备：场强测量仪、GPS+车轮 记本电脑、接收天线等。 弱，经常小于-85dBm，但之后信号接受电平增强，逐渐升高，但都低于-80dBm。图2 通过式功率计图3GSM-R下行频段的干扰测试现场测试步骤 弱，经常小于-85dBm，但之后信号接受电平增强，逐渐 升高，但都低于-80dBm。 图2 通过式功率计 图3 GSM-R下行频段的干扰测试 现场测试步骤 （1）根据既有设计文件，选择有代表性的地点，确 射天线的安装高度及方式，测试并记录该地点的GPS ； （2）进行GSM-R频段频率的扫描，确认周边地区是 对GSM-R频段存在干扰，并采用一个无干扰的频点作 试频点； （3）将接收系统连接到测试天线上，检查更大的范 是否存在同频段的干扰； （4）连接发射系统，设置发射频率，用通过式功率 试发射功率和反射功率； （5）利用接收系统在发射点处的测 果，确认发射系统正常工作； （6）开始测试并将测试记录文件存 图4 GSM-R上行频段的干扰测试 测试结果 图3 、图4 和图5 为现场某点的测试 （1）其中MS天线修正因子为：（2）丘陵地因子：Kh=-(-5.7+0.024*h+6.96*lg(h))+7.2 h为 丘陵平均高度。图6，图7为模拟的路径损耗随MS （1） 其中MS天线修正因子为： （2） 丘陵地因子：Kh=-(-5.7+0.024*h+6.96*lg(h))+7.2 h为 丘陵平均高度。 图6，图7为模拟的路径损耗随MS离基站距离变化而 变化的情况，模拟的条件：GSM-R的频率为930MHz，基 站天线高度为25m，移动台高度为4m。 从图6，图7可以得到：当路径损耗为130dBm时，覆 盖距离大约为2公里，与测试结果的比较接近，同时丘陵 高度越高，路径损耗越大，这样在以后的设计中，可以参 考Hata模型进行初步设计。 为了更好保证设计质量，使无线场强覆盖达到95％ 以上的标准，就需要对模型进行校准。 图6 丘陵平均高3m的路径损耗 4 方案调整 在测试中，某些地段的无线信号覆盖质量不好，所 以根据GSM-R无线测试结果可以对原有无线设计进行调 整和优化，这样才能保证得到高质量无线信号。图8就是 其中一点的场强测试结果。 从图7可以看出在3～7公里的地方，场强变化幅度大， 不利于用无线电波来进行通信，分析其主要原因如下： （1）发射点位于一个深路堑附近，并且此处处于一 图7 丘陵平均