车地通信方式比较研究+GSM-R网络设计方案(11)
图3.3 交织单网无线网络结构示意图
弱场处理通过增设直放站来形成冗余，直放站同时引入两路基站信号，如图3.4所示。通过设置两路信号的不同衰减，保证止常时移动台接入主用的基站小区。在主基站故障时，自动切换到备用基站小区上，需要注意的是主用和备用状态时小区切换的区域是不同的。本方案在隧道等弱场地段均可保证一个基站故障的情况下由相邻基站覆盖，克服了基站单点故障，弱场区设备也能克服单点故障;缺点为设备点多，配套工程(如传输、电源、房屋、铁塔等)增多，调试复杂。
图3.4 交织单网弱场典型解决方案示意图
3.4.3 同站址双层网络无线覆盖方案
网络结构如图3.5所示，同站址双层网络简称同址双网。本方案在同一站址设置两套独立基站(天馈线采用独立或共用方式均可)，分别接入不同的基站控制器BSC，形成双层网络。双层网络一般采用主备用的工作方式，即双层网络中的一层作为主用层，另一层作为备用层。正常情下，网络业务由主用层提供。在主用层故障(降级模式下)或业务拥塞时，由备用层来提供服务。
图3.5 同址双网无线网络结构示意图
本方案可保证在一个基站控制器/基站设备故障的情沉下，GSM-R网络正常工作。本方案基站子系统全冗余设计，区间设施较少，配套工程成本较低;弱场区段的场强覆盖可按常规设计;高速运动中小区切换次数少;系统参数设置难度适中。
弱场处理在隧道等弱场地段采用同址双层覆盖设计方案，结合地形情况，采用基站/光纤直放站结合漏缆或天线的组网方式，同站址设置双套基站、光纤直放站设备，设备处于热备用状态，共用漏缆，在单套设备故障时，可以保证系统正常工作。同址双网弱场典型解决方案如图3.6所示:
图3.6 同址双网弱场典型解决方案示意图
3.5 应用分析
3.5.1 应用环境分析
（1） 使用环境
目前国内GSM-R系统主要应用于200km/h-250km/h及300km/h-350km/h客运专线，我们应针对不同等级铁路的功能需求，采用相应的设计方案。时速200-250公里客运专线的GSM-R系统主要用于语音和非安全数据业务的传输，需要实现的具体应用有:
中国铁路无线列调的定义为列车调度员一机车司机间、车站值班员一机车司机间各种列车无线调度通信的功能。
列车车次号、调度命令以及列尾信息传送;
满足铁路沿线文护人员的通信需求，用于接触网(供电)、电务等部门的区间文护作业通信。
满足公安、抢修、救援等多部门、多工种的应急移动通信需求。一般我们采用单网方案来满足上述功能需求。
时速300-350公里客运专线目前采用基于GSM-R的CTCS-3级列车运行控制系统，不仅要求实现时速200-250公里客运专线上的普通应用，还要求GSM-R系统为列控车载子系统与地而列车控制中心进行双向信息传输提供通道。由于直接影响到行车安全，目前多采用可靠性更高的交织单网或者同址双网方案。
（2） 电磁环境
中国铁路GSM-R系统工作在885MHz-889MHz/930MHz-934MHz频段范围，共4MHz带宽。该频段为铁路GSM-R系统与中国移动公众移动通信系统按地域共用，铁路GSM-R系统使用该频段的地域范围是:在直辖市、省会城市和计划单列市的城区，GSM-R系统协调的覆盖范围应小于铁路轨道两侧各2km;在其他地域协调的覆盖范围应小于铁路轨道两侧各6km。
对GSM-R系统的电磁干扰不仅可能来自中国移动的GSM网，而且联通CDMA网以及其它无线网络的带外信号也可能对GSM-R的频带带来杂波干扰。而对目前如此复杂的电磁环境，这就要求GSM-R系统必须具有很强的抗干扰能力。交织网络在三个方案中抗干扰能力最强，在CTCS-3级线路(时速300-350公里客运专线)，目前我们更多的是选择该方案。