衰落裕度包括：大障碍物（山等）阴影导致的大尺度对数正态衰落，和小障碍物（桥梁、建筑物、树木）阴影导致的小尺度对数正态衰落。小尺度对数正态衰落无法用传统的方法预测，只能用统计的方法（衰落裕度）来考虑。各种测量结果表明：阴影区的瞬时信号电平服从对数正态分布。考虑为列控系统使用GSM-R网络预留，天线在列车顶部高度较高和沿轨道移动的特点，标准方差 取 11.5dB。根据要求，在 95% 的地点概率内，信号电平室外应达到-90 dBm，与公用GSM 网相比，这些电平是相当高的。

上述可靠性措施并没有考虑使系统性能增强的因素，比如：两个相邻小区的重叠覆盖区 域，其信号电平分别高于-90 dBm（室外）。可靠性是时间和位置的概率函数，指可达到的信号电平值高于规定门限值的概率。在基站链路预算中，上行和下行链路都考虑了12dB 的裕度（面积覆盖率为 95%时，要求天线输入灵敏度由－102dBm 升至－90dBm）。此外，还考虑了 3dB 裕度，主要是为了降低干扰对列控系统应用的影响。这一裕度也正好抵消 2 瓦手持终端的人体损耗，因为当调度和维护人员只使用语音时，干扰被充分抑制，2 瓦手持终端人体损耗的理论分析值为3dB。用户设备的最大灵敏度要高于计算值，在实际中这有助于形成更好的覆盖，从而系统性能也要比本规划考虑的性能更佳。

铁路沿线的所有基站都采用分集。对这种铁路的覆盖试验表明：这样的系统在上行传输路径上至少可以将性能提高 2~3dB，在多径严重的环境下会更高一些。在各种不同的地形地貌条件下，这一结果甚至会更高，然而，这个附加增益不能考虑到链路预算中。由于在上行链路方向上考虑了更大的链路裕度，所以在下行链路路径上采用分集改善传播性能。根据 GSM 5.05 建议值，设定用户设备的输入灵敏度。实际中，用户设备（2W 手持终端和 8W 使用车顶天线的固定设备）有更高的灵敏度，从而增加下行链路路径，进一步提高安全性。当然，满足双向通信所允许的路径损耗取决于上、下链路中信号较弱的一方，应采取适当的措施使信号较强的链路和信号较弱的链路相匹配。因此，有必要对上、下行链路的预算进行平衡，这样使得两链路损耗趋于相等。

3 系统方案

3.1 核心网

按照《铁路GSM-R移动通信系统网络技术规划》，北京核心网节点分别为三个汇接移动交换中心（TMSC）、两个业务控制点/业务管理点/系统管理应用程序（SCP/SMP/SMAP）节点、以及通用分组无线业务（GPRS）骨干网三个大区之一。其它节点按规划接入北京节点，构成整体网络。系统方案如图1所示。
 

 

图1  系统方案图

（1）移动交换网络

北京核心网节点交换机不仅为本地提供移动交换中心/访问位置寄存器/组呼寄存器（MSC/VLR/GCR）的功能，还集成了全国网的信令转接点/汇接移动交换中心（STP/TMSC）的功能，容量为61000用户。

设置1套容量为70万用户的（归属位置寄存器）HLR设备。HLR做为主要数据库，用于存储已注册用户的重要数据。本工程 HLRi 采用集簇结构设计，一旦集簇中的一个节点出现故障，系统将会在不降低性能的情况下重新整合内存。并使用 Sun Solaris 操作系统，保证数据库管理系统的可靠性。

设置1套（确认中心）AC设备 。AC装备大量的安全模块，存储认证码和算法，用于GSM-R 用户创建认证参数。在允许用户访问 PLMN 之前，要为每个 GSM-R 用户在 AC 中创建许多认证参数。VLR 用认证参数来进行认证检查，以确定 GSM-R 用户是否有权访问 GSM-R 网络和建立呼叫。

设置1套短消息中心(SMSC)，容量为40万BHSM。实现短消息的接收、存储、转发和短消息状态报告等功能。

（2）智能网

设置1套业务控制点（SCP）；与MSC同址设置1套业务交换点（SSP）；设置1套智能网网管系统；SSP设备由GSM-R网管系统进行管理。北京核心网平台计划支持10万用户。如果需要实现70万容量的地理冗余功能，北京核心网平台需要扩容至支持70万用户。