GSM-R无线组网及其越区切换算法和优化

摘要

GSM-R作为铁路专用的通信技术，正在世界铁路范围内得到越来越广泛的应用，推动着各国铁路行业的发展。由于铁路环境的特殊性，要求 GSM-R系统必须具备很高的可靠性，对通信覆盖概率及系统余量都有较高要求。
　　越区切换的可靠性和有效性是体现 GSM-R系统性能的重要指标，而对越区切换的处理和优化对提升整个系统的有效性和可靠性有着重大作用。干扰是影响通话质量及掉话率、接通率等网络系统指标的重要因素，常常使通信质量下降，网络服务性能变差。这些干扰的存在给我们网络的正常运行带来了一定的不良影响。作为网络优化问题的核心问题，解决无线干扰问题显得十分重要。
　　本论文正是针对上述问题，对相应必要的理论概念进行了说明，结合大量铁路通信工程实际，进行了相关的研究和探讨。
　　主要的研究内容如下：
　　1.本文研究了覆盖概率的概念，并引出了重叠区的计算方法，讨论了冗余组网的覆盖方式以及路径损耗的计算方法。
　　2.本文分析了铁路并线和交叉区段切换异常的案例，讨论了交叉区段规划设计中应注意的原则，并提供了引入分布式基站对应解决交叉并线区段覆盖的方案，同时就成灌线覆盖总体规划设计情况，都江堰、聚源及离堆支线三角区域覆盖优化设计方案，离堆支线隧道覆盖优化设计方案进行了讨论。
　　3.本文提供了关于PBGT切换算法改进的一种方法，相对传统PBGT算法，由于铁路应用中可以利用列车运行方向，位置，运行速度等更丰富的附加信息，所以改进的算法能够提供更加可靠及时的切换，本文针对最普遍采用的功率预算切换算法，充分利用前进路径和车次号等已知信息，用程序软件实现了算法的优化。后面还通过仿真对比验证了相关算法的效果。
　　4.本文分析了在成灌线工程实践中，通过增设直放站，来避免铁路弯道处弱场区出现乒乓切换的方案。
　　5.本文提供的跟踪信令流程可以在越区切换过程中发现无线干扰时，通过软件系统，及时分析干扰原因，找寻解决方法。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 GSM-R应用简介

1.3 国内外GSM-R发展情况

1.4 研究意义

1.5 作者的主要工作内容及章节安排

第二章 GSM-R无线组网基础

2.1 引言

2.2 覆盖概率

2.3 重叠区规划

2.4 GSM-R系统覆盖方式

2.5 路径损耗计算

2.6 本章小结

第三章 GSM-R系统网络覆盖工程设计

3.1 引言

3.2 覆盖指标

3.3 重叠覆盖区计算

3.4 地形平坦地区覆盖设计

3.5 隧道覆盖设计

3.6 交汇点规划案例

3.7 直放站时延计算

3.8 本章小结

第四章 GSM-R越区切换优化算法

4.1 引言

4.2 越区切换过程

4.3 越区切换的原因

4.4 单层网络中判断列车运行方向

4.5 越区切换的优化算法

4.6 成灌线乒乓切换问题及解决方法

4.7 本章小结

第五章 无线干扰对越区切换的影响与排查优化的方法

5.1 干扰对越区切换的影响

5.2电磁环境/干扰测试方法

5.3 测试条件

5.4 电磁环境/场强测试方法

5.5 分析测试数据

5.6 干扰分析与排查处理方法

5.7成灌线GSM-R场强及电磁环境测试情况

5.8 郫县基站上行干扰处理情况

5.9 成灌高铁犀浦至红光段强干扰处理情况

5.10 本章小结

第六章 全文总结

致谢

参考文献