浅谈地铁专用无线通信网络的优化.doc

摘 要:地下铁道运输系统中开展无线通信网络优化工作是十分必要的，介绍常用的 TETRA 网络优化手段。通过开展网络优化，避免由于网络不断发展壮大而带来的各种负面影响，使日益复杂的 TETRA 网络保持较高的服务水平。关键词:网络优化; 地铁无线通信系统; 集群通信 相对于民用无线通信网络，地铁专用无线通信网络的结构较为稳定，一般不存在大规模扩容或减容，已建成的网络也很少搬迁。但是，随着新的地铁线路不断建设，不同线路之间的交叉越来越频繁，地铁专用无线通信网络也在不断地扩张; 同时设备的替换升级，不同无线网络相互渗透，本来简单的网络变得越来越复杂。为了保持良好的服务水平，有必要在地铁专用无线通信中开展网络优化工作。 1场强覆盖 良好的场强覆盖是进行其他优化的前提，场强覆盖优化主要包括连续覆盖和重叠区覆盖二方面。 1 连续覆盖。为了保障区间信号的连贯性，当一个基站的覆盖信号衰减到一定程度时，就需要其他的基站来提供覆盖。在区间长度较长的情况下，一般采用 “基站 + 光纤直放站”的形式提供连续覆盖，避免出现信号盲区。 2 重叠区覆盖。信号重叠区是进行小区重选及切换的区域。由于小区重选及切换需要一定的时间，为了在运动的过程中顺利完成小区重选及切换，就需要对相邻小区的重叠区进行合理的设置，保证小区重选及切换在信号重叠区完成。尤其对于隧道口区域，在进出隧道时，服务小区及邻区的信号强度在短时间内发生较大的变化，容易出现覆盖重叠区过小而导致的切换不及时。为此，可以加装直放站，将室外站的信号进行延伸，引入到隧道内的漏缆覆盖系统，在隧道内形成覆盖重叠区。 2号码资源 号码资源，用来标识无线网络及用户终端，包括移动国家码 ( MCC，Mobile Country Code) 、移动网络码 ( MNC，Mobile Network Code) 、终端身份号 ( ISSI，Individual Short Subscriber Identity) 、通话组号 ( GSSI，Group Short Subscriber Identity) 及色码 ( CC，Colour Code) 等。2. 1移动国家码 ( MCC) 移动国家码 ( MCC) ，用于区分不同国家的网络。新网络建设中只能使用本国的国家码。2. 2移动网络码 ( MNC) 移动网络码 ( MNC) ，用于区分同一国家中的不同网络。线路建设中，不同的线路可以使用不同的 MNC。随着线网的扩张，网络中 MNC 会越来越多，给网络管理带来不便; 而且随着线网的交叉发展，不同线路的互联互通已经成为一种主要的发展方向，但众多的 MNC 会给互联互通带来不便。若实现互联互通必须统一网络参数，在建网初期有必要对 MNC 的设置进行优化，避免给后期的网络维护带来困难。2. 3终端身份号 ISSI及通话组号 GSSI ISSI 用于区分网络中不同的用户终端，每个用户终端均有其唯一的ISSI。GSSI用于区分网络中不同的通话组，只有属于同一个通话组的用户终端才能相互通信。由于同一网络中的 ISSI 及 GSSI 具有唯一性，在适应互联互通的大网融合背景下，需要对 ISSI/GSSI 的分配方法进行优化，要做到不同的用户能够分配到不同的号码，并且方便在号码上将不同类型的用户进行区分; 还要使号码的分配具有可持续性，在增加线路或增加用户的情况下，同一类的用户在不改变编号原则的情况下还可以分配到号码资源。下面结合具体的编码方案进行说明。 一般 ISSI/GSSI 的编码格式为 Y = ABCDEFG，A 至 G 的取值范围均为 09。在进行编码的时候，可以单独对每一个字母代表的含义进行定义，如表 1所示。 线路代码: 表 1 中的 A、B 用于标识线路号。由于 A、B 只能取数字值，对于非数字的线路代码，需要另外建立数字与非数字的对应关系，以便使用数字来表示非数字的值。 号码类型: 表 1 中的 C 用于标识号码类型。由于号码资源分为 ISSI 及 GSSI 2 类，在此位上可以分别采用 “0”和 “1”来区分。对于此位其他取值，可以作为保留号码资源，用于以后的扩展。 终端类型: 表 1 中的 D 用于标识终端类型。无线终端的类型多样，为了方便管理，可以在此位对所有的终端进行分类，使用不同的值代表不同类别的终端，比如用 “0”代表语音车载台、“9”代表调度台。对于此位没有使用到的值，可以作为保留号码资源，用于以后的扩展使用。 终端编号: 表 1 中的 E、F、G 用于对同一类型的终端进行编号。每个终端类型可以支持1000 个终端，编号为 000 至 999。如果实际使用中的终端数量较少，还可以对 E 进一步的细分定义，用不同的值来代表不同的使用部门，同一部门内的终端编号为 00 至 99。2. 4色码 CC 基站色码 ( BCC) 用于识别同一个网络中MCCH 载频号相同的不同基站， 如图 1 所示，小区 2的邻区包含小区 1 与小区 3，当用户从小区2 切换到小区 1 或小区 3 时，用户依靠目标小区的MCCH 载频号及其基站色码来对其进行定位。在这种情况下，如果小区 1 与小区 3 均使用了相同的MCCH F1、相同的 BCC 1，那么从小区 2 切换出来的用户就会不能准确定位目标小区，导致切换失败。因此，在进行基站色码分配的时候，需要充分利用既有的色码资源，避免在同一个小区的邻区集里面出现同频同色码的现象。3频率优化3. 1频率分组 频率资源是一种稀缺的资源，在可用频率有限的情况下，既要保障每一个站点的频率分配，又要避免相互之间的干扰，这就需要对频率的使用进行合理的优化。如表 2 所示，以每个站点配置 2 个频点为例，先对所有的可用频点进行分组，同一组里面的频率不能相互干扰，相邻频率组之间也应避开相互干扰。3. 2频率复用 频率复用是提高频率利用率最直接的方法，如表 3 所示，根据可用频率组的数量，采用不同的复用系数。 1 在只有 2 组频率的情况下，只能采用二站复用的方式，即每 2 个车站频率将重复使用一次。 2 当有 3 组频率时，可以采用三站复用的方式，即每 3 个车站频率将重复使用一次。由于同一区间的漏缆一般处于贯通状态，即车站 1 及车站 3的信号均可以到达车站 2。相对于二站复用方式，三站复用方式可以避免在车站 2 的信号出现故障时，由于车站 1 及车站 3 使用了相同的频率组而在车站 2 的站台区形成同频干扰。 3 当有多于 3 组频率时，仍然采用三站复用的方式。多余的频率组可以作为备用频率组，用于解决线路交叉站点处的频率冲突问题。3. 3全网变频 当线网规模越来越大，交叉站点越来越多的时候，频率的冲突会进一步恶化，从线内的冲突升级为网内的冲突。原有的频率规划不再适应新线建设的需要，有必要对全网的频率资源重新规划，以缓解频率冲突带来的压力。 4邻区优化 由于单一小区的覆盖范围有限，为了保持通话的连续性，当用户离开当前的覆盖区进入下一个覆盖区时，必须要从当前的服务小区切换到目标小区，以获得无线信道继续通信。4. 1相邻关系优化 相邻关系是保障切换的前提，只有定义了相邻关系的小区才能正常切换。当用户远离服务小区，靠近目标小区时，如果服务小区与目标小区之间没有相邻关系，那么用户将一直停留在当前的服务小区，直至服务小区信号不能维持正常的通信而导致脱网。 正常情况下，列车在隧道中单向行驶，用户在运动的过程中按先后顺序从一个站切换到下一个站，因此某一个小区的邻区通常就定义为其前方及后方的 2 个小区，如图 2 所示，将小区 1 及小区 3定义为小区 2 的邻区。 除了添加邻站之间的邻区关系外，在条件允许时，还可以添加隔站邻区，进一步完善相邻关系。如图 3 所示，由于小区 1 与小区 2、小区 2 与小区 3之间均有漏缆连通，如果小区 1 与小区 2、小区 2 与小区 3 之间的距离都较短，那么小区 1、小区 3 的信号就可以沿着漏缆覆盖到小区 2 的覆盖区域。在小区 2 出现故障的情况下，用户也能从小区 1 直接切换到小区 3，从而避免脱网现象的发生。4. 2切换及小区重选参数优化 除了通过硬件的调整来控制小区的覆盖范围，优化邻区之间的切换及重选外，还可以通过调整相邻小区之间的相关参数，改变其触发的门