铁路并线区域GSM-R网络规划与关键问题分析

【摘要】：GSM-R作为调度通信的一种制式,2000年从欧洲引入中国以来,已经在中国一万多公里的铁路和几个大型编组站上得到了应用。我国新建铁路GSM-R网络规划最初是针对单一的线路或编组站进行,规划环境比较单一,随着高速铁路和客运专线的快速建设以及既有线和编组站电气化改造的快速进行,无线网规划需要处理的环境越来越复杂,尤其在铁路正线之间,铁路与编组站之间完全并行或相互跨越时,无线网规划面临严重的无线覆盖、频率规划和业务实现难题。如何在满足网络工程设计指标的前提下,充分利用频率资源,合理进行并线区域统筹无线网络规划,达到容量、覆盖、质量和成本的平衡,根本解决铁路并线区域GSM-R网络的规划问题,已经成为当前亟需研究的重要课题。 基于上述原因,本文对铁路并线区域GSM-R网络规划与关键问题进行了系统的分析和研究。结合中国铁路建设现状,阐述了GSM-R频段划分、业务模型、铁路话务模型、无线传播模型、同邻频干扰模型、网络覆盖模型和工程设计指标,归纳了中国铁路两大类共五种并线类型,分析了高速铁路并线区域和编组站的业务需求。论文研究了新的GSM-R无线网规划技术,通过引入GRRU(GSM Digital Remote RF Units GSM数字射频拉远)技术,提出了有针对性的铁路并线区域无线网络规划解决方案,并从频率规划难度、干扰情况、切换和可靠性等方面对网络规划方案进行比较,得出了既能保证铁路通信的安全、可靠又能节省投资成本的最优方案。 为验证方案的可行性,论文以郑西高铁与新丰镇编组站并线区域无线网规划为例,根据Okumura-Hata模型推导了在满足高铁工程建设指标的条件下同邻频载波干扰比计算公式,对同邻频复用距离作了仿真分析。研究结果表明,本文提出的铁路并线区域无线网络规划解决方案,一定程度上能够缓解铁路并线区域频率资源紧缺问题,改善并线区域的无线覆盖质量,满足铁路特殊业务的要求。