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摘 要：YTW铁路GSM-R网络中，列车在TZ车站上行方向出站口至隧道口区间存在乒乓切换现象，并且伴随有切换失败，造成全线切换成功率只有98%左右，无法满足铁道部规定的GSM-R无线网络维护指标规范，本文对直放站时延色散干扰问题的定位处理为例阐述一下GSM-R网络中定位切换指标问题进行分析研究。
关键词：GSM-R网络 干扰 定位 测试
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0001-02
1 原因分析
铁路GSM-R网络在覆盖规划、频率规划、功能开关、业务类型方面与运营商的GSM网络有较大区别，但在无线网络指标问题的定位上大同小异。本文以直放站时延色散干扰问题的定位处理为例阐述一下GSM-R网络中定位切换指标问題的基本思路：
（1）查邻区关系、切换算法、切换参数都设置合理。铁路GSM-R网络中一般只加双层邻区关系；采用I代切换算法；只开PBGT切换、BQ切换、边缘切换三种切换；时速300km/h以上的高铁会开启快速切换和频偏切换；切换门限及P/N时间一般采用默认值即可。
（2）查看频率规划、上行干扰带话统、语音质量话统、出小区切换测量话统。核查现网频率规划合理，完全按照建网时期的7频组复用；查看近一个月的上行干扰带话统（60分钟）正常，干扰带处于4/5级的都在0.08以下，初步判定该站不存在上行干扰的情况；查近一个月的上/下行语音质量（60分钟）质量话统发现在5/6/7级占比达到10%左右，说明该小区部分区段可能存在弱场或下行干扰；查出小区切换测量话统发现该小区往列车下行方向小区（BTS36）切换次数特别多，且原因值都是下行质量差切换，占TZ站出小区切换次数的70%左右，并且切换失败次数也较多。到这一步就要特别关注天愦系统问题、网外干扰、直放站干扰等问题。
（3）通过网管查询TZ站A/B通道驻波比都在1.25左右，初步判断不会存在驻波问题。
（4）分析TZ站的基站系统图及地形图（如图1、2）
通过分析TZ站的基站系统图和地形图发现TZ站位置山坳之中，列车上行方向至隧道口之间是由TZ基站和下挂的直放站共同覆盖，不需要切换；下行方向是由TZ站和TZ-TZN01基站覆盖，属于切换区。列车在上行区域存在乒乓切换，这时候我们就需要联想到直放站干扰的问题，因为在国内GSM-R网络隧道覆盖中大量的采用光纤直放站，优化交付中遇到直放站的问题比较多，这种敏感度促使我们立刻联想到直放站干扰问题。
2 直放站干扰定位
通过上面的基站系统图上的公里标可以得出TZ站距离下挂直放站RU59约2km，距离TZ-TZN01号基站3.6km。以此我们可以计算一下在上行方向出站口基站与直放站的时延差。
上行方向出站口距离基站0.2km，距离基站1.8km。光纤传播时延为5us/km，空间传输时延3.33us/km，直放站自身处理时延1us。
基站时延=0.2*3.33=0.7us
直放站时延=1.8×5+1+1.8×3.33=16us
时延差=15.3us时延差大于GSM协议中规定的15us。
仅通过理论的时延差我们还不能确定直放站干扰一定存在，因为基站和直放站时延差≥15us和同频干扰保护比≤-12dB是要同时满足才可以确定直放站和基站的时延色散干扰才一定存在，这时就需要在现场测试做语音测试。铁路通信维护工程师用工程模式的手机在上行出站口语音通话发现电平值维持在-75dBm左右，TA在2和10之间突变，语音质量很差，这就说明手机在该位置处一会儿占用直放站信号一会儿占用基站信号，且两者电平值相当，由此我们可以肯定直放站时延色散干扰一定存在。
同时我们通过TA跳变也能直接看出直放站干扰是存在的。基站和直放站TA差值为8，则时延差为3.7us/bit×8/2=14.8us，约等于15us。由此也可以判断直放站干扰的存在。
3 处理过程
因为该直放站还需挂漏缆覆盖隧道，实现和上行方向小区的切换，所以不能直接关闭直放站，因此可采取如下方案（如图3）：
3.1 第一种方案
（1）将TZ基站功率调整为60W；（2）将直放站下行增益减小2dB；（3）将直放站天线下倾角压低到8度（如图4）。
整改效果：第一种方案整改后乒乓切换现象消失，但质差现象还是比较严重，并且有连续质差的现象，呼叫失败的风险较大，所以证得客户同意后实施第二种方案。
3.2 第二种方案
在直放站机房中对天线通道加负载，保证直放站天线不发功（如图5）。
整改效果：第二种方案整改后乒乓切换现象消失，C/I、语音质量、空闲模式下DSC计数器都恢复正常。但还需对第二种效果做一次动态覆盖测试，确保隧道口覆盖能够满足要求（如图6）。
整改效果：动态验证的效果来看，TZ站的覆盖情况满足要求，CRH1型车内侧得电平在-89dBm左右，除去车体损耗20dB，8W机车台+车顶天线场强值应该在-70dBm左右，场强覆盖满足要求，所以第二种整改效果是可以接受的。至此，由直放站引起的实验色散干扰问题的定位及整改工作结束。
4 建议
本案例旨在向GSM-R网优工程师提供三个信息：
（1）对直放站要有强烈的敏感度，不仅是时延色散问题，还要上行干扰问题，上行增益不足问题，等等。直放站一般在隧道中，难以实现现场拨打测试定位；很多直放站问题都与上行相关，路测软件只能看到下行信息，所以GSM-R网络优化中每一次测试都要全程跟踪abis口的信令，对定位直放站问题至关重要。
（2）铁路GSM-R网络优化不同于运行商网络，安全至关重要，尤其是在运营线路，很多工作都只能在有限的天窗点内完成，所以在操作之前要制定详细的计划包括整改、验证、回退，每一个过程都要详细。本案例中我们不仅要做静态验证测试，而且要登车进行动态的验证测试。本案例同时也是向大家展示了一种铁路GSM-R网络问题定位、排查、整改、验证的工作模式。
（3）GSM-R网络都是一次成型，所以规划非常重要。本问题归根结底就是因为规划不合理造成。这条线路是国内较早的客专线路，GSM-R发展初期设计院的经验都很少，所以后期规划中厂家应该多参与规划交流，避免此类问题再发生。
关键词：GSM-R网络 干扰 定位 测试
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（a）-0001-02
1 原因分析
铁路GSM-R网络在覆盖规划、频率规划、功能开关、业务类型方面与运营商的GSM网络有较大区别，但在无线网络指标问题的定位上大同小异。本文以直放站时延色散干扰问题的定位处理为例阐述一下GSM-R网络中定位切换指标问題的基本思路：
（1）查邻区关系、切换算法、切换参数都设置合理。铁路GSM-R网络中一般只加双层邻区关系；采用I代切换算法；只开PBGT切换、BQ切换、边缘切换三种切换；时速300km/h以上的高铁会开启快速切换和频偏切换；切换门限及P/N时间一般采用默认值即可。
（2）查看频率规划、上行干扰带话统、语音质量话统、出小区切换测量话统。核查现网频率规划合理，完全按照建网时期的7频组复用；查看近一个月的上行干扰带话统（60分钟）正常，干扰带处于4/5级的都在0.08以下，初步判定该站不存在上行干扰的情况；查近一个月的上/下行语音质量（60分钟）质量话统发现在5/6/7级占比达到10%左右，说明该小区部分区段可能存在弱场或下行干扰；查出小区切换测量话统发现该小区往列车下行方向小区（BTS36）切换次数特别多，且原因值都是下行质量差切换，占TZ站出小区切换次数的70%左右，并且切换失败次数也较多。到这一步就要特别关注天愦系统问题、网外干扰、直放站干扰等问题。
（3）通过网管查询TZ站A/B通道驻波比都在1.25左右，初步判断不会存在驻波问题。
（4）分析TZ站的基站系统图及地形图（如图1、2）
通过分析TZ站的基站系统图和地形图发现TZ站位置山坳之中，列车上行方向至隧道口之间是由TZ基站和下挂的直放站共同覆盖，不需要切换；下行方向是由TZ站和TZ-TZN01基站覆盖，属于切换区。列车在上行区域存在乒乓切换，这时候我们就需要联想到直放站干扰的问题，因为在国内GSM-R网络隧道覆盖中大量的采用光纤直放站，优化交付中遇到直放站的问题比较多，这种敏感度促使我们立刻联想到直放站干扰问题。
2 直放站干扰定位
通过上面的基站系统图上的公里标可以得出TZ站距离下挂直放站RU59约2km，距离TZ-TZN01号基站3.6km。以此我们可以计算一下在上行方向出站口基站与直放站的时延差。
上行方向出站口距离基站0.2km，距离基站1.8km。光纤传播时延为5us/km，空间传输时延3.33us/km，直放站自身处理时延1us。
基站时延=0.2*3.33=0.7us
直放站时延=1.8×5+1+1.8×3.33=16us
时延差=15.3us时延差大于GSM协议中规定的15us。
仅通过理论的时延差我们还不能确定直放站干扰一定存在，因为基站和直放站时延差≥15us和同频干扰保护比≤-12dB是要同时满足才可以确定直放站和基站的时延色散干扰才一定存在，这时就需要在现场测试做语音测试。铁路通信维护工程师用工程模式的手机在上行出站口语音通话发现电平值维持在-75dBm左右，TA在2和10之间突变，语音质量很差，这就说明手机在该位置处一会儿占用直放站信号一会儿占用基站信号，且两者电平值相当，由此我们可以肯定直放站时延色散干扰一定存在。
同时我们通过TA跳变也能直接看出直放站干扰是存在的。基站和直放站TA差值为8，则时延差为3.7us/bit×8/2=14.8us，约等于15us。由此也可以判断直放站干扰的存在。
3 处理过程
因为该直放站还需挂漏缆覆盖隧道，实现和上行方向小区的切换，所以不能直接关闭直放站，因此可采取如下方案（如图3）：
3.1 第一种方案
（1）将TZ基站功率调整为60W；（2）将直放站下行增益减小2dB；（3）将直放站天线下倾角压低到8度（如图4）。
整改效果：第一种方案整改后乒乓切换现象消失，但质差现象还是比较严重，并且有连续质差的现象，呼叫失败的风险较大，所以证得客户同意后实施第二种方案。
3.2 第二种方案
在直放站机房中对天线通道加负载，保证直放站天线不发功（如图5）。
整改效果：第二种方案整改后乒乓切换现象消失，C/I、语音质量、空闲模式下DSC计数器都恢复正常。但还需对第二种效果做一次动态覆盖测试，确保隧道口覆盖能够满足要求（如图6）。
整改效果：动态验证的效果来看，TZ站的覆盖情况满足要求，CRH1型车内侧得电平在-89dBm左右，除去车体损耗20dB，8W机车台+车顶天线场强值应该在-70dBm左右，场强覆盖满足要求，所以第二种整改效果是可以接受的。至此，由直放站引起的实验色散干扰问题的定位及整改工作结束。
4 建议
本案例旨在向GSM-R网优工程师提供三个信息：
（1）对直放站要有强烈的敏感度，不仅是时延色散问题，还要上行干扰问题，上行增益不足问题，等等。直放站一般在隧道中，难以实现现场拨打测试定位；很多直放站问题都与上行相关，路测软件只能看到下行信息，所以GSM-R网络优化中每一次测试都要全程跟踪abis口的信令，对定位直放站问题至关重要。
（2）铁路GSM-R网络优化不同于运行商网络，安全至关重要，尤其是在运营线路，很多工作都只能在有限的天窗点内完成，所以在操作之前要制定详细的计划包括整改、验证、回退，每一个过程都要详细。本案例中我们不仅要做静态验证测试，而且要登车进行动态的验证测试。本案例同时也是向大家展示了一种铁路GSM-R网络问题定位、排查、整改、验证的工作模式。
（3）GSM-R网络都是一次成型，所以规划非常重要。本问题归根结底就是因为规划不合理造成。这条线路是国内较早的客专线路，GSM-R发展初期设计院的经验都很少，所以后期规划中厂家应该多参与规划交流，避免此类问题再发生。