高速铁路gsm—r网络现场开通调试研究论文.pdf

四 电 工 程 高速铁路 gs m- r网络现场开通调试研究 刘 鹏 ( 中国铁建电气化局集团有限公司 北京1 0 0 0 4 3 ) 摘要高速铁路 g s m r网络是铁路通信 系统中最重要的一个系统， 在开通、 调试过程 中会遇到很 多技术难点。 结合现场调试经验 ， 对高速铁路 g s m- r 网络开通调试进行 了系统的梳 理 ， 详 细分析 了 g s m r 网络 调试及 问题 处理 的方法与步骤。 关键词铁路 通信g s m- r场强覆盖 电磁 干扰开通调试 中图分类号u 2 8 5 5 文献标识码a 文章编号1 0 0 9 4 5 3 9( 2 0 1 4 ) 0 6 0 0 9 8 04 re s e a r c h o f t h e on - s i t e co n n n i s s i o n i n g o f hi g h - s p e e d ra i l wa y gs m - r ne t l i u p en g ( c h i n a r a i l w a y c o n s t r u c t i o n e l e c t r i f i c a t i o n b u r e a u g r o u p c o l t d ， b e i j in g 1 0 0 0 4 3 ，c h i n a ) ab s t r a c t hi g h s p e e d r a i l wa y gs m r n e t ，a s o n e o f t h e mo s t i mp o r t a n t r a i l w a y c o mmu n i c a t i o n s y s t e ms wi l l f a c e man y t e c h n i c a l d i ffic u l t i e s i n t h e c o mmi s s i o n i n g b a s e d o n t h e o n s i t e c o mmi s s i o n，t h e p a p e r s u mma r i z e s t h e c o mmi s s i o n i n g o f h i g h s p e e d r a i l wa y gs m- r n e t a n d a n aly z e s t h e c o mmi s s i o n i n g o f gs m r n e t a s we l l a s t h e p r o c e d u r e s t o s o l v e t h e p r o b l e ms ke y wo r d s r a i l wa y c o mmu n i c a t i o n； g s m- r；fi e l d c o v e r a g e ；e l e c t r o ma g n e t i c i n t e r f e r e n c e ；o p e n c o mmi s s i o n i n g 1 引言 g s m r网络的开通调试是高 速铁路通信 系统 建设 中技术复杂、 问题 多、 难度大 的一项重要工作。 开通调试的主要 内容包括硬件故障排查 、 基本参数 设置 、 场强覆盖 、 电磁干扰 、 主要故障的处理等 内容。 2硬件故障排查 2 1 基站故障 排查并整改硬件故障是网络优化的第一步， 本 文以诺西 g s m r网络为例 ， 基站版本是 r g 1 0 。 基站硬件故障有显性故障和隐性故障两种， 显 性故障在 b s c网管界面上会显示告警 ， 而 隐性故障 仅在 b s c网管中记录一个事件， 故障的小区、 时隙、 载频等信息只有诺西自 有的分析工具才能读取。 在网络优化调试过程中， 经常遇到 的主要显性 收稿日期： 2 0 1 4 0 2 1 5 故障有以下几种 。 ( 1 ) c u告警 ： 某个 c u故障 ， 对 于 o 2基站仅有 1 个 c u可用， 测试过程 中可能造成乒乓切换或连接 建立失败。 ( 2 ) b p o r t 告警 ： 基 站某 一端传输 中断， 对业务 暂时无影响。 ( 3 ) c u处于锁闭状态 。 ( 4 ) 驻波比告警。 在网络优化调试 过程 中， 经 常遇到 的主要隐性 故障有： a p c o n n e c t io n f a i lu r e ， 可能导致掉话。 2 2 天馈故障 遇到天馈故障首先进行场强测试 ， 本案例从测 量报告上看， 此处基站上行方向b c c h基本无信号， 而 t c h载频信号正常。经核查发现铁塔上合路器 至上行方 向天线馈线损坏 ， 修复后天馈故障排除。 2 3 直放站故障 直放站出现问题多是 因为直放站掉 电和电源 模块损坏造成。 铁道建筑技术r a i l wa y c on st ru ct i on t e h n ol ogy 2 0 1 4 l 6 ) 四 电 工 程 3基本参数设置 核查默认参数 ： 在开始 g s m r网络优化之前 ， 要确认以下参数是否合适 ( 以诺西设备为例) 。 ( 1 ) 关闭功率控制。 ( 2 ) 关闭不连续发射 。 ( 3 ) 检查 h o a v p wr b设 置： h o a v p wr b影 响 了切换速度 的快慢 ， 在高速 条件下设置不 宜太高 ， 如郑西设 置为 4 ， 京石武安 阳东站到武汉站区段设 置为 6， 京石武北京西至安 阳东区段设置为 8 ， 京沪 高铁设置为 8 。网优过程中发现此参数对网络性能 影响并不大， 故常采用默认值 。 ( 4 ) 检查 t i n k b a k h o： 诺西设备 中设置此参数 后 ， t i n k b a k h o时间 内不 允许发起功 率预算类 型 的回切， 此参数设置至少大于2 0 s ， 在京石客专北京 局管段默认设置为 3 0 s 。 ( 5 ) 京石武北京西至安阳东区段相邻小 区 ho ma r g i n默认设置为 6 6 ， 间隔小 区 h o ma r g i n默认设 置为 6 9 。 4 场强覆盖 场强覆盖调整 是 g s m r网络优化的基 础性工 作 ， 也是网络优化中最耗时的工作之一。 场强覆盖调整 主要通过调整天线俯仰角 、 方位 角以及切换参数来实 现。在 g s m- r网络工程设计 中包含了天线 的方位 角、 俯 仰角 ， 原 则上施工应 按 照设计实施。设计 资料 中的方位角未必准确 ， 施工 时实际上是将天线指向铁路正线方 向。俯仰角预 设为 4 。 ， 抱杆 和天线之 间有 刻度表 ， 施工 时是按照 刻度表标示的数据安装 ， 但抱杆本身并不是水平 的， 事实上从最后的统计结果看天线初始俯仰角从 0 7 。 不等。 4 1 基站场强覆盖调整 完成场强覆盖调整 首先需要 掌握场强覆 盖 的 数据， 我们可用的场强数据来源有 3 种： 场强测试仪 表 ( e s p i ) 、 s a g e m o t 8 9 0手机或 s e l e x模 块测 量报 告 、 接 口监测系统 。接 口监测 系统直 到网优工作接 近完成时才可用 ， 因此 ， 场强覆盖调整主要适用 e s p i 和 o t 8 9 0 。 在场强覆盖调整过程中主要使用 o t 8 9 0的测 量报告并比对 e s p i 测得的场强覆盖图进行天线俯 铁道建筑 技术r a i l way c on st r u ct i on t e h nol ogy 仰角的调整。 4 1 1 场强覆盖调整基本原则 ( 1 ) 尽量让两个小区的切换位置位于两个基站 中间； ( 2 ) 3 5 0 k m h速度下保证两个小区切换间隔时 间大于 3 0 s ； ( 3 ) 每次天线俯仰角调整基本上下压 2 。 起 ； ( 4 ) 如果发现切换位置 已经越过下一个基站 ， 天线俯仰角下压 3 4 。 ； ( 5 ) 尽量将天线俯仰角控制在 l 0 。 以内， 个别天 线可超过 1 0 。 ； ( 6 ) 优先调整天线俯仰角控制覆盖， 切换参数 调整仅用于覆盖的微调。 从实 际调试的统计结果得 出的数据 ， 平均站间 距为 2 9 k m区段大部分基站天线俯仰角调整为 6 。 左右 ， 平均站间距为 2 5 k m区段大部分基站天线俯 仰角调整为 8 。 左右。部分基 站因地形原 因上抬了 天线俯仰角 ， 如 s j zg y x 0 1下行方 向调整为 1 。 ， s h i j i a z h u a n g上行方向直放站天线上抬至 0 。 ， b j x d j k xl s 0 3上行方 向天线上台为 1 。 。 4 1 2 场强覆盖调整的主要困难 ( 1 ) 天线初始俯仰角未知 ， 给下发俯 仰角调整 工单带来 困难 ， 只能逐步下压试探 。 ( 2 ) 天线调整周期过长， 理想情况下 ， 当下发测 试调整工单后 ， 夜间完成整 改， 第二天验证 调整结 果 。实际实施中往往 2 3 d才能完成天线调整 ， 而 联调联试期间未给通信停轮整改时间， 造成 网优有 效时间大大缩短。 ( 3 ) 天线俯仰角调整不 准确 ： 部分区段天线调 整时前期没有坡度仪， 根据天线抱杆的刻度调整天 线， 后购买了坡度仪， 但坡度仪每次使用之前需要 校正 ， 由于未提前较正 ， 造成天线俯仰 角调整执行 的不正确。 ( 4 ) 除了天线俯仰角调整外 ， 也可调整个别天 线 的方位角解决覆盖问题。 4 2 直放站场强覆盖调整 对于交织覆盖场景 ， 直放站远端机接主信号和 从信号， 通过漏缆或天线方式覆盖。工程上要求主 信号和从信号相差6 d b m 。 需要注意的是， 从信号电平不应大于 一 4 7 d b m， 否则即使主从信号相差6 d b m ， 但因为移动终端可识 2 0 ， 4f 6 j 9 9 四 电 工 程 别的最大电平是 一 4 7 d b m， 也会造成主从信号不分的 问题。 4 3弱场情况及处理 从标准要求上看 ， g s m r场强覆盖 9 5 时间、 地点概率接收电平均大于 一 9 2 d b m即可。但从实 际测试情况看 ， 如果场强覆盖小于 一 7 5 d b m就会带 来 明显的影响。 ( 1 ) 几种弱场问题 设备故障： 如 d j k x l sz z d 0 6合路器至上 行方向天线馈线损坏 ， 造成上行方 向覆盖不足。如 s j z j cs j z 0 3 r 4基站电源模块损坏造成场强覆盖 过低。 天线俯仰角过大： 如 g b d d x s d 0 9下行方 向初始天线俯仰角在 l 0 。 以上 ， 造成该 站下行方 向 电平下降过快。 地形因素影响： 如某六线隧道南北侧天线放 置在隧道壁顶端 ， 挂高不超过 1 0 i n ， 上方被长度为 5 0 0 m的铝合金遮雨棚遮挡 ， 且出隧道后是上坡 ， 造 成遮雨棚外场强覆盖不 足。如 b j xd j k x l s 0 4上 行方向是弯 道， 且在 市 区内周 围楼房 较多 ， b j x d j k x l s 上行方向场强覆盖不足。如 s j zg y x 0 1 基站挂高为 2 8 i n ， 且海拔较低 ， 而其下行方线路为 高架桥 ， 下跨 既 有 京 广线 ， 造 成 其下 行 方 向覆 盖 不足 。 ( 2 ) 对于弱场常见问题的解决 排除硬件故障。 调整天线俯仰角和方位角。 若囿于地形和设计原因调整天馈无效， 通过 减小 h a n d o v e r ma r g i n和 h o a v p wr b参数加 快切 换速度， 增大切断点场强。 加强对弱场地区电磁环境清频工作。 4 4参数调整 参数调整主要涉及到 ho a v p wr b 、 t i n k b a k ho、 homa r g i n三个 ， 通过参数调整也可 以控制场 强覆盖范围。 场强覆盖优化主要还是依赖于天馈系统的调 整 ， 参数调整主要用于后期 微调 ， 如果 当前小 区和 临区电平均大约等于 一 4 7 d b m， 通过调整参数可能 无法满足覆盖要求的。 1 0 0 5电磁 干扰 5 1 网内干扰 网内干扰 主要来 自于邻近 客专 、 动 车库 的 干 扰 ， 也可能来 自本线其他基站 的干扰。在 电磁环境 测试时 ， 可以通过测试手机排查其 他线路 的干扰 ， 在 e s p i 发现 g s m r频段某个信号 明显被 占用 ， 可 以用测试手机尝试锁定该频点 ， 如果能成功锁定可 以读取该基站及其临区的 l a c、 c i 、 b s i c等信息 ， 进 而查找到该基站的位置。 如果怀疑 本线其 它基 站 的干扰 ， 需 要现 场测 试 ， 比如 1号 基 站和 8号 基站 b c c h 同频 ， 均 为 1 0 0 1 ， 现怀疑 1号基站受到 8号基站干扰 ， 可采用如 下步骤排查： 首先， 关闭 1 号基站， 用频谱仪和测试 手机扫描 1 0 0 1 频点， 如果查到该信号， 关闭8号基 站 ， 再次测试。通过如上步骤 即可确认是否来 自本 线的网内干扰 。 5 2 网外干扰 从网优来看 ， 使用动检车进行电磁 环境测试对 于常发的干扰 ( 如某监狱 的手机干扰器 、 动车库基 站等) 比较有效。 网外干扰 的确认 主要依 赖检测 车的电磁环境 测试和 c s d干扰率测试的结果 ， 如果在测试过程某 处多次发现传输误码 ， 则现场排查干扰源。网外干 扰主要来 自三方面 ： 中国移动干扰 、 非法直放站 、 宽 频放大器的干扰以及军 队或者政府一些 部 门无线 发射设备的干扰。 6 主要故障及处理方式 6 1 切换失败 ( 1 ) 在偶 数 站 覆 盖 条 件 下 ， s j zg y x 0 1与 s j zg y x 0 3之间频 繁 出现切 换失 败。经核查 发 现 ， 该处 由于 地形 原 因 ， 切换 点 最低 电平 大概 为 一 7 5 d b m， 且受到邻近客专干扰。 通过对抬 s j zg y x 0 1与 s j zg y x 0 3天线 、 减小 s j zg y x 0 1与 s j zg y x 0 3之间切换 门限、 排除临近客专网内干扰 ， 即可解决此类问题。 ( 2 ) b j b x l sx l s i 1 与 b e i j i a n g b i x l s之间出现 切换失败 ， 在 b j b x l s x l s i 1与 b e i j i a n g b i x l s之间 有一个动车库基站， 距离某客专直通线约 5 0 it i ， 且与 b e i j i a n g b i x l s临频。 铁道建筑技术 通过排 除 b e i j i a n g b i x l s临频干扰后即可解 决 r a i l way c on s t ru ct i on t e hn ol ogy 2 0 1 4 f 6 j 四 电 工 程 此 问题 。 6 2连接建立失败 对于无法建立连接的问题， 从信令分析和设备 日 志上看未发现任何异常， g s m r网络设备和传输 设备上也未看到任何告警。对于连接建立失败问 题 ， 尚未 找到 明确 的原 因。从 网优过程 来看 ， b s c 侧 、 b t s侧传输端 口接触不 良可能是主要原因。 6 3 掉话 掉话 的主要原因有 3个 ： 一是覆盖不合理 ； 二是 硬件设备故障； 三是干扰。 ( 1 ) 覆盖不合理 ： 覆盖不合理 出现 的掉话主要 出现在半数基站和单个基站关 闭情况下 ， 此时如果 出现了乒乓切换 ， 会导致列车继续 向前运行时无法 切换至前方基站 。如图 1所示 ， 基站 b 、 d处于关闭 状态 ， 移动台由 a切换到 c， 又切换 回 a， 此 时列车 继续前行进入基站 e覆盖区域 ， 此时 由于 a和 e之 间没有切换关 系， 会导致移动台掉话。 a b c d e 图 1 覆盖不合理导致掉话 值得注意的是 ， 联调联试只有全部关 闭奇数或 全部关闭偶数这两种降级测试场景 ， 没有 单个基站 故障情况。如图 1所示 ， 如果仅仅基站 d关 闭 ， 若 出现 b一c一b的切换 ， 因为 b和 e之间没有切 换关系 ， 也可能会导致掉话。 解决此 问题 主要依靠调 整天线方 向角和俯仰 角 ， 必要时也可以增大 t i n k b a k h o。 ( 2 ) 硬件设备故障 ： 掉话原 因为 r e mo t e t r a n s p o r t f a i l u r e 或 h a n d o v e r a c c e s s f a i l u e 。从场强覆盖 、 通话 质量 、 传输告警等方 面均未发现 问题。从诺西 b s c 网管 上 统 计 a p c o n n e c t i o n f a i l u r e事 件 ( r e m o t e t r a n s p o rt f a i l u r e 、 h a n d o v e r a c c e s s f a i l u r e是 其 子 类 型) ， 也未发现故障时通话所 占用的 p c m a编号、 t i m e s l o t 、 载波 、 载波时 隙等有统计 规律。通过现场 拨测 ， 逐 步排 查原 因， 最 后基 本定 位 为 b s c侧 或 b t s侧传输端 口接触不 良。 ( 3 ) 干扰 ： 由干扰导致的掉话主要有两处 ， 一是 s j zg y x 0 2附近 ， 主要来 自于临近客 专 的网内干 扰 ； 另一个是来 自 b j xd j k x l s 0 2附近 ， 此处发 现 大量私人架设的直放站 ， 干扰较强。 铁道建筑技术r ai l way c on s t ru ct i on t e hn ol ogy 6 4 b c ch与 t c h 电平不 一致 b c c h和 t c h电平不一致会导致当移动台占用 b c c h和 t c h时切换位置不一致 ， 特别是当基站间距 较小时 ， 切换位置不稳定会影响 t r e c 参数， 给网络优 化带来困难。b c c h和 t c h电平不一致问题， 工程上 要求 b c c h和 t c h电平相差不能大于5 d b m。 基站 c