吉萬山， 黎正鋒

（中國移動通信集團海南有限公司，?？?570125）

海南東環(huán)高鐵GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋要點分析

吉萬山， 黎正鋒

（中國移動通信集團海南有限公司，海口 570125）

隨著高速鐵路的大量建設(shè)，高鐵沿線現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋面臨諸多難題。本文以海南東環(huán)高鐵GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋為案例，針對高鐵網(wǎng)絡(luò)覆蓋提出的新要求，提出了專網(wǎng)覆蓋組網(wǎng)方案、無線基站建設(shè)原則、不同場景下傳播模型及切換區(qū)設(shè)置等，解決列車高速運行條件下接通率低、掉話嚴重的現(xiàn)象。同時，闡述了專網(wǎng)小區(qū)的載頻配置原則。本文提及的關(guān)鍵技術(shù)和指導(dǎo)原則均在海南東環(huán)高鐵專網(wǎng)覆蓋建設(shè)中得到應(yīng)用，效果明顯。

高速鐵路；穿透損耗；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；專網(wǎng)

海南東環(huán)高鐵全長308km，設(shè)計時速200km/h，預(yù)留250km/h提速能力。鐵路穿越多處山地、高架橋、隧道等復(fù)雜地形，沿途GSM信號覆蓋存在多處盲點。由于受到高速移動過程中的快衰落、多普勒效應(yīng)、列車材質(zhì)對無線信號衰減等影響，容易發(fā)生切換混亂、無法接通及掉話等現(xiàn)象。針對高鐵覆蓋的諸多難點，2009年初海南移動啟動?xùn)|環(huán)高鐵覆蓋工程，經(jīng)過多方案比選，并參考國內(nèi)外高鐵覆蓋經(jīng)驗，確定采用GSM專網(wǎng)覆蓋方案。

1 動車組的影響

高速列車采用密閉式廂體設(shè)計，增大了車體損耗。目前運行的各種車型具有不同的穿透損耗，具體如表1所示。

表1 各種車型信號穿透損耗

海南東環(huán)鐵路采用新型CRH列車，穿透損耗接近龐巴迪列車，按24dB估算。

2 高鐵GSM專網(wǎng)建設(shè)思路

2.1 高鐵GSM專網(wǎng)覆蓋思路

專網(wǎng)將列車用戶看做一個話務(wù)流動用戶群，為用戶提供優(yōu)質(zhì)鐵路覆蓋服務(wù)。用戶群從車站出發(fā)，直至抵達目的地，都附著在專網(wǎng)內(nèi)，發(fā)生的話務(wù)/數(shù)據(jù)流也都由專網(wǎng)吸納，到達火車站后，重選/切換至車站或周邊小區(qū)。

圖1 高鐵專網(wǎng)覆蓋

2.2 高鐵GSM專網(wǎng)覆蓋組網(wǎng)方式

高鐵專網(wǎng)覆蓋以鐵路附近GSM基站為信源，以數(shù)字拉遠系統(tǒng)RRU為主要設(shè)備組網(wǎng)，如圖1所示。采用多RRU共小區(qū)技術(shù)，與BBU相連的多個位置（Subsite）構(gòu)成一個邏輯小區(qū)，形成長距離線狀小區(qū)，用戶在邏輯小區(qū)內(nèi)無需切換和重選。

通過參數(shù)配置保證專網(wǎng)和公網(wǎng)分離，只在專網(wǎng)出入口與公網(wǎng)配置雙向鄰區(qū)關(guān)系，在其它專網(wǎng)站點與公網(wǎng)不設(shè)置鄰區(qū)關(guān)系。

不同場景無線覆蓋半徑如表2所示。

表2 不同場景無線覆蓋半徑

3 高鐵GSM專網(wǎng)設(shè)計方案

3.1 設(shè)計目標

海南東環(huán)鐵路GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋要達到以下標準：同時滿足語音通話與E-GPRS覆蓋要求，車廂內(nèi)邊緣場強應(yīng)達到95%區(qū)域大于-85dBm；車廂內(nèi)無線信道接通率應(yīng)大于98%；車廂內(nèi)應(yīng)達到95%區(qū)域通話質(zhì)量優(yōu)于3級；覆蓋列車的基站平均掉話率應(yīng)小于1%；下行支持單用戶使用4個時隙，峰值速率可達236.8kbit/s，平均速率大于100kbit/s。

3.2 遠端點設(shè)置方案

3.2.1 遠端站點選擇原則

（1）遠端點距離鐵路線50～100m為宜，鐵塔距離鐵軌的距離應(yīng)大于鐵塔高度；

（2）遠端點的站址選擇地勢相對較高處，避免選擇在低洼處；

（3）在鐵路轉(zhuǎn)彎處，站址選擇在轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)；

（4）站點高度應(yīng)高出軌面10～15m。

3.2.2 遠端點建設(shè)方案

根據(jù)鏈路預(yù)算計算結(jié)果及現(xiàn)場實地查勘，東環(huán)高鐵建設(shè)243個遠端點，其中215個室外覆蓋站點，28個隧道內(nèi)安裝站點。243個站點分為24個小區(qū)，平均每個小區(qū)10.1個遠端點，平均每個小區(qū)覆蓋距離12.8km。

3.3 切換區(qū)域設(shè)置

3.3.1 專網(wǎng)小區(qū)間切換

根據(jù)小區(qū)切換時間及大量工程實踐可知，重疊覆蓋區(qū)域場強應(yīng)高于-85dBm，列車運行時間按12s考慮，如圖2所示。東環(huán)高鐵設(shè)計時速200km，重疊區(qū)長度為666m。

圖2 切換重疊區(qū)設(shè)置

東環(huán)高鐵GSM專網(wǎng)共設(shè)置24個邏輯小區(qū)，有23處切換區(qū)，全部設(shè)在隧道外。在切換區(qū)采用遠端站設(shè)置2個GRRU方式建設(shè)。

3.3.2 專網(wǎng)與公網(wǎng)間切換

火車站是專網(wǎng)和公網(wǎng)切換的主要位置，切換區(qū)設(shè)置如圖3所示。

圖3 火車站切換關(guān)系設(shè)置

（1）站臺專網(wǎng)小區(qū)?；疖囌菊九_設(shè)置高優(yōu)先級專網(wǎng)小區(qū)，確保旅客選擇、重選/切換進入專網(wǎng)。采用分布系統(tǒng)精確覆蓋，保證專網(wǎng)車內(nèi)場強的同時，控制其覆蓋范圍，避免信號外泄造成周邊用戶誤接入。具體采用小板狀天線沿站臺覆蓋，饋入約15dBm功率覆蓋站臺和列車；

（2）緩沖小區(qū)。候車廳設(shè)置專網(wǎng)和公網(wǎng)的重選/切換緩沖區(qū)，與廣場公網(wǎng)作單向重選/切入關(guān)系，與站臺專網(wǎng)小區(qū)作雙向重選/切換關(guān)系，與廣場公網(wǎng)次強小區(qū)作單向重選/切出關(guān)系；

（3）廣場公網(wǎng)次強小區(qū)。在緩沖小區(qū)與火車站廣場公網(wǎng)之間設(shè)置次強小區(qū)，與緩沖小區(qū)設(shè)置單向重選/切出關(guān)系，與火車站廣場公網(wǎng)小區(qū)設(shè)置雙向重選/切換關(guān)系。以人步行速度3m/s為參考，重疊覆蓋區(qū)域應(yīng)大于3×3.5＝10.5m。

4 總結(jié)

本文在分析高速鐵路對網(wǎng)絡(luò)覆蓋影響的基礎(chǔ)上，提出了專網(wǎng)建設(shè)思路，確定了海南高鐵遠端點和近端點的建設(shè)方案。

本文是海南東環(huán)高鐵建設(shè)經(jīng)驗總結(jié)，具有一定的特殊性，例如海南全省僅有一個本地網(wǎng)，東環(huán)高鐵不跨本地網(wǎng)等就不具有普遍性。其他省市在專網(wǎng)建設(shè)當中應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的具體情況，因地制宜。希望本文提出的建設(shè)思路和經(jīng)驗?zāi)軌蚱鸬綊伌u引玉的作用。

Experience in design and construction of the Hainan east ring high-speed rail GSM private network

JI Wan-shan, LI Zheng-feng
(China Mobile Group Hainan Co., Ltd., Haikou 570125, China)

With the construction of a large amount of high-speed railway, wireless network coverage along the highspeed railway is faced with many diff i cult problems. Considering the new requirements of the high speed rail network coverage, this article takes Hainan east ring high-speed rail GSM network coverage for the case, aims to overcome low percentage of successful connections and high drop-call problems in the train high-speed operation conditions, and puts forward Hainan east ring high-speed rail GSM private network coverage scheme, including the comparison of public network coverage and private network coverage, wireless base station construction principle, and the determination of the propagation model in different scenes. At the same time, the article puts forward the carrier frequency collocation principle of various private network areas. All the key technologies and guiding principles mentioned in this article have been applied in Hainan east ring high-speed private network coverage construction, and obvious results have been achieved.

high-speed railway; penetration loss; network planning; private network

TN929.5

A

1008-5599（2012）10-0053-03

2012-09-08

吉萬山：中國移動通信集團海南有限公司副總經(jīng)理。黎正鋒：中國移動通信集團海南有限公司發(fā)展計劃部副總經(jīng)理。