南昆铁路南百段增建二线工程建设指挥部广西南宁530000
摘要：GSM-R无线通信技术在南昆铁路电气化改造的应用满足了铁路移动通信行车指挥调度通信的需求。南昆铁路GSM-R移动通信系统是我省第一条电气化铁路增建二线工程，该线路的顺利开通为今后全路大范围推广既有线GSM-R网络改造无线网络提供了实践基础。
关键词：铁路既有线；无线通信（GSM-R）；
1、工程概况
南昆线南宁至百色段正线公里K0+000至K208+700段原为单线电气化国铁I级铁路，现改建为双线电气化铁路。
南昆铁路南宁至百色段增建二线工程（以下简称南百二线）新设铁路数字移动通信系统（GSM-R）由网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、网络管理子系统（OSS）以及终端组成。根据GSM-R网络技术规划和本线所处的位置，以南宁既有核心网为基础进行组网。全线共设置GSM-R基站16处，车站带基站设备5处、光纤直放站31处、RRU拉远单元2处、通信铁塔45座，敷设泄漏同轴电缆15.2KM。与南昆铁路客运专线（南昆客专）并行地段，充分利用南昆铁路客运专线工程建设的GSM-R无线网络，区间根据场强覆盖需要设置BTS。
2、江西镇隧道入口多径干扰
2.1问题描述
在南百二线GSM-R网优测试过程中，两次添乘测试行驶至江西镇隧道入口、NH-NNX06基站覆盖范围时，电平突降且连续7级质差，随后发生掉话。
2.2问题分析
NH-NNX06原为南昆客专建设基站，上有南百二线新增天线覆盖南百二线线路，在江西镇隧道出口有一台直放站远端机一侧为天线、一侧为漏缆，漏缆覆盖江西镇隧道。经分析发现在江西镇隧道入口处的NH-NNX06小区信号有两个路径到达此处。信号Ⅰ为NH-NNX06基站天线到达此处信号空间传播距离为300m左右，最大时间提前量（TA值）为0。信号Ⅱ为基站新增直放站NH-NNX06/R2直放站所带漏缆到达此处信号，该直放站近远端机连接光缆受限于征地拆迁、地形等因素仅能沿铁路线路迂回敷设，全长约3KM。漏缆长度约300m，加上光电转换损耗，此处信号TA值为10。由于此处两个路径到达此处信号TA值相差较大，导致该位置存在严重的多径干扰，MS在此处吊死，表现为电平突降，连续质差，从而发生掉话。
2.3解决方案
2.3.1方案一
将NH-NNX06基站改造为分布式基站，BTS机房内老设备替换为BBU+RRU，NH-NNX06/R2机房远端机替换为RRU；
2.3.2方案二：
在NH-NNX06机房内新加直放站远端机RU，将连接BTS天线转移到直放站远端机RU上，将近远端机连接的光纤人为增长至2KM左右，人为增加信号传播距离，从而增大时延，缩短信号Ⅰ与信号Ⅱ的时延差，从而解决多经干扰。
2.3.4方案三：
断开NH-NNX06新增覆盖南百二线方向天线，测试进入南百二线江西镇隧道前400m区段是否可由NH-NNX05基站覆盖，如可以则断开NH-NNX06新增覆盖南百二线方向天线该区段由NH-NNX05基站覆盖随后切换至NH-NNX06；
2.4方案选择
方案一的优点是华为分布式基站有效的解决了多径干扰问题，对于此类地理位置复杂及线路交叉严重区域，最好的覆盖方式即分布式基站解决方案，一劳永逸，不再受多经问题困扰,也解决了日后其他需建设线路跨越此处GSM-R网络接入覆盖问题。缺点是涉及既有线路及南昆客专基站，施工需申请天窗点，需要周期较长，成本较高（增加约增加甲供设备费用44万元）。
方案二较方案一而言，实施时间将会缩短，成本也大大降低；但将连接BTS天线转移到直放站远端机RU上后，输出功率必然会降低，将会影响既有线现有覆盖情况。
方案三较方案一、二更加节省时间以及成本。但有发生乒乓切换、弱覆盖、掉话等风险。断开NH-NNX06新增覆盖南百二线方向天线后，原有覆盖南昆客专天线的旁瓣信号及散射信号仍会到达此处，如在进入隧道前切换至NH-NNX06，仍会存在多径干扰导致掉话。此方案仅从理论上存在可能，故不推荐选择此方案。
综上所述，本着提高工程建设质量、不影响既有南昆铁路客运专线无线信号、一劳永逸解决多径干扰问题等原则，南昆铁路南百段增建二线工程建设指挥部（南昆建指）召集设计、施工、监理等单位经试验论证后选择方案一实施变更。
3、南百二线GSM-R网优过程中的思考
南百二线工程是全路第一条利用既有客专GSM-R基站覆盖与改造线共、并线的部分区域的电气化铁路增建二线工程。该线路测试结果给其他线路提供技术参考。
3.1与客专并线区段无线通信优化的优点
受地形、地质等客观因素影响，既有南昆客专与南百二线线路存在多处并线、双绕、交叉等情况，南百二线GSM-R部分区域使用南昆客专既有的基站进行信号覆盖，使得网络资源尽可能的得到了充分利用，整线的频点规划相对较为容易合理规划。解决了新建基站或双网交织、单网交织覆盖等方案频点资源占用严重、新建基站与客专基站之间信号相互干扰、无线频点难以规划、后期网优难度大等技术难题。并线区段基站新增天线覆盖的方案无需优化调节客专基站天线俯仰角，大大减少了对客专GSM-R网络的影响。提高了安全可靠性，也更有利于铁路总公司编号方案的实施。也减少了对电力、房建、征拆、通信等各专业投资，经济效益明显。
南百二线利用既有南昆客专基站对电化改造线路进行信号覆盖，在网络优化阶段会发现南百二线的无线GSM-R网信号确实对南昆客专GSM-R网还是存在着或多或少的干扰影响的，在协调两张网络的优化过程中，我们又需确保优化调试南百二线无线网络的时候尽可能不能影响到南昆客专无线网络的正常运行，这给电化改造线的网优增加了不少难度，为确保南昆的安全运用不受影响，同时减少施工要点难度及施工方案报批，我们采用在并线段既有南昆的基站上增设天线、调整天线俯仰角和水平角度和增建低强度信号直放站进行信号覆盖。
目前，铁路总公司对GSM-R网络的验收指标是以动车速度（250km/h）和高铁速度（350km/h）为标准的。而普铁线路的列车运行速仅在120km/h。切换、成功率的等项指标直接受限于列车运行速度。且在网优阶段容易导致设备管理单位及参建单位对所依据验收测试标准的争论，建议宜尽早制定专门针对电气化改路、新建及增建线与既有高铁、客专线路共并线的GSM-R网络建设验收标准。
参考文献
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