高速铁路覆盖解决方案

1、三维通信股份有限公司 高速铁路覆盖高速铁路覆盖解决方案解决方案交流提纲交流提纲一、一、 高铁覆盖需求及面对挑战高铁覆盖需求及面对挑战二、二、 高铁覆盖解决方案高铁覆盖解决方案三、三、 高速覆盖解决案例高速覆盖解决案例高铁覆盖需求及面对挑战高铁覆盖需求及面对挑战n十一五期间，我国将建设新线十一五期间，我国将建设新线1980019800公里，其中设计时速在公里，其中设计时速在350350公里以上高铁公里以上高铁就超过就超过54575457公里公里n伴随中国铁路第六次大提速，大量铁路线时速已经达到伴随中国铁路第六次大提速，大量铁路线时速已经达到160200160200公里公里高铁覆盖需求及面对挑战高

2、铁覆盖需求及面对挑战铁路提速后，针对原优化方式主要存在问题铁路提速后，针对原优化方式主要存在问题 n由于火车提速引入的切换区不足的问题由于火车提速引入的切换区不足的问题n由于火车提速引入的车体损耗过大问题由于火车提速引入的车体损耗过大问题n由于火车提速引入的信号快衰落等问题由于火车提速引入的信号快衰落等问题n由于火车提速引入信号多普勒现象问题由于火车提速引入信号多普勒现象问题高铁覆盖需求及面对挑战高铁覆盖需求及面对挑战123解决高铁特性带来的频繁切换、隧道解决高铁特性带来的频繁切换、隧道场景、数据业务等难以使用等问题场景、数据业务等难以使用等问题提升高铁用户的业务感受、保提升高铁用户的业务感受

3、、保障周边小区用户的业务感受障周边小区用户的业务感受最小化投资，降低最小化投资，降低TCO(TCO(整体拥整体拥有成本有成本) )针对高铁特性的高速针对高铁特性的高速移动、针对覆盖和产品解决方移动、针对覆盖和产品解决方案案高铁覆盖需求及面对挑战高铁覆盖需求及面对挑战1234移动速度超过移动速度超过220220公里公里/ /小时，多普勒效应明显小时，多普勒效应明显覆盖呈线状，主要集覆盖呈线状，主要集中在高铁或高速公路中在高铁或高速公路话务量相对集中，列话务量相对集中，列车经过时话务突发车经过时话务突发用户载体穿透损耗一般超用户载体穿透损耗一般超过过20dB20dB，基站数目较多，基站数目较多一般

4、高速场景一般高速场景主要特性主要特性切换分析切换分析高速移动对切高速移动对切换的影响换的影响n 当终端的移动速度足够快以至于穿过切换区的时间小于系统处当终端的移动速度足够快以至于穿过切换区的时间小于系统处理切换的最小时延，此时会导致掉话的产生。理切换的最小时延，此时会导致掉话的产生。解决方案解决方案n选取选取1010秒为最大切换时间用于切换长度的计算。秒为最大切换时间用于切换长度的计算。n切换区域长度切换区域长度m = m = 列车最大运行速度列车最大运行速度 km/h km/h* *最大切换时间最大切换时间 s/3.6s/3.6 HOminHOmin= =VminVmin* *TminTmi

5、n=250km/h =250km/h * * 10s / 3.6 = 694m 10s / 3.6 = 694mHOBS1BS24s4s重叠区域的建议分布方式：重叠区域的建议分布方式：非建议方式：非建议方式：BS1BS车体损耗分析车体损耗分析K K型列车型列车T T型列车型列车CRH3CRH3动车组动车组庞巴迪动车组庞巴迪动车组n 通过实际车厢测试，动车组车厢的衰减变化大，从不到通过实际车厢测试，动车组车厢的衰减变化大，从不到20dB20dB到超过到超过30dB30dB，这一衰减值会随着沿途所经过的站址的天线高度不同，以及车厢的接收位，这一衰减值会随着沿途所经过的站址的天线高度不同，以及车厢的

6、接收位置不同不断变化。置不同不断变化。车体损耗分析车体损耗分析n穿透损耗分析：列车典型穿透损耗均值为穿透损耗分析：列车典型穿透损耗均值为14dB24dB14dB24dB，电池波与列车入，电池波与列车入射角越大，穿透损耗越小，入射角越小，穿透损耗越大。射角越大，穿透损耗越小，入射角越小，穿透损耗越大。n规划原则：尽量选择基站站址与轨道线有一定的距离，并使得天线主规划原则：尽量选择基站站址与轨道线有一定的距离，并使得天线主瓣方向与轨道线尽量有一定的夹角，减少穿透损耗。瓣方向与轨道线尽量有一定的夹角，减少穿透损耗。一、一、 高铁覆盖需求及面对挑战高铁覆盖需求及面对挑战二、二、 高铁覆盖解决方案高铁覆

7、盖解决方案三、三、 高速覆盖解决案例高速覆盖解决案例解决方案解决方案n 以铁路附近以铁路附近GSMGSM基站为信源，数字基站拉远系基站为信源，数字基站拉远系统为主要设备规划组网统为主要设备规划组网, ,形成长距离链状小区形成长距离链状小区n 结合网优措施，将高铁用户与公网隔离，形结合网优措施，将高铁用户与公网隔离，形成成“高铁专网高铁专网”覆盖，为客户提供优质网络覆盖，为客户提供优质网络服务服务n提升覆盖水平提升覆盖水平保证车内高于保证车内高于-85dBm-85dBmn链状小区结构链状小区结构将单小区原将单小区原2-32-3公里延长至公里延长至1010公里以上公里以上n减少切换频次减少切换频次

8、将整段的切换次数尽量减将整段的切换次数尽量减少到最低次数少到最低次数模拟测试模拟测试测试位置天线挂高20m天线挂高10m天线挂高8m天线挂高6m100m-35-40-25-35-19-29-18-22200m4042353829342933300m3335394035373539400m3840424438403945500m4244444546494752600m4550475045575658700m5052545755585965800m5356576161656367天线采用高增益窄波束天线，天线增益天线采用高增益窄波束天线，天线增益21dBi21dBi，半功率角为，半功率角为3232

9、度，度，主机单载频输出主机单载频输出37dBm37dBm，接两副天线，功分损耗，接两副天线，功分损耗3.5dB3.5dB，2020米米1/21/2馈馈线，损耗线，损耗1.4dBm1.4dBm，共损耗，共损耗4.9dB4.9dB。p测试点在保定机修厂南侧，测试区域为平坦区域，测试点平行于铁路，测试点在保定机修厂南侧，测试区域为平坦区域，测试点平行于铁路，高架场景分析高架场景分析1 1：传播环境简单，信号传播基本为直射径；：传播环境简单，信号传播基本为直射径；2 2：话务需求不高，重点以解决覆盖为主要目标；：话务需求不高，重点以解决覆盖为主要目标；3 3：基本位于农村、郊区环境，两侧无明显建筑及山

10、体阻挡；：基本位于农村、郊区环境，两侧无明显建筑及山体阻挡；4 4：部分区域存在：部分区域存在S S型弯道；型弯道；高架场景分析高架场景分析链路预算模型链路预算模型序号参数单位取值1设备每载频功率dBm372二功分插损值dB-3.53馈线损耗dB-1.54天线增益dBi215天线口有效发射功率dBm536车外最小覆盖场强dBm-557最大允许链路损耗dB1268主机天线高度Hbm109手机高度Hmm210修正因子a(Hm)dB1.04544666512最远覆盖距离Km0.70024956312log10hhGHeightmh102mh5 , 11对于普通室外区域的对于普通室外区域的GSMGSM

11、无线信号的传播无线信号的传播, , 可以按照可以按照Okumura-Okumura-HataHata模型来衡量模型来衡量, , 通过该模通过该模型公式型公式, , 当高速铁路架设在高于地面以上时当高速铁路架设在高于地面以上时, , 理论上带来的传播影响计算如下理论上带来的传播影响计算如下: :当考虑高速铁路动车组接收天线高度为当考虑高速铁路动车组接收天线高度为10m10m时时, , 相应的补偿因子大约为相应的补偿因子大约为+9dB+9dB. 高架场景分析高架场景分析站点站点33： N：34.58802E：112.28319基础：基础：20米单管塔米单管塔距下距下1站点：站点：0.98公里公里站

12、点站点47： N：34.58750E：112.42638基础：基础：15米米H杆杆距下距下1站点：站点：0.60公里公里站点站点42： N：34.57184E：112.37743基础：基础：20米单管塔米单管塔距下距下1站点：站点：1.00公里公里U U形路堑覆盖分析形路堑覆盖分析n Railway Cutting Railway CuttingU U形路堑形路堑信号方向与路堑夹角越大衰减越大。信号方向与路堑夹角越大衰减越大。路堑越深信号衰减越大。路堑越深信号衰减越大。n 因此在因此在U U型路堑地形基站应靠近型路堑地形基站应靠近路轨沿两边覆盖，同时适当降低覆路轨沿两边覆盖，同时适当降低覆盖天

13、线安装位置，由于下陷带来的盖天线安装位置，由于下陷带来的额外信号衰耗，设备间距基本应控额外信号衰耗，设备间距基本应控制在制在700m700m左右。左右。隧道场景覆盖分析隧道场景覆盖分析n隧道内外小区为同一小区，减少切换次数；隧道内外小区为同一小区，减少切换次数；n信源基站不但可提供隧道覆盖，还可兼顾隧道外覆盖，减少基站数量；信源基站不但可提供隧道覆盖，还可兼顾隧道外覆盖，减少基站数量；n建议靠近基站侧的泄露电缆拉出隧道口建议靠近基站侧的泄露电缆拉出隧道口10M10M左右，用以保证洞口电平突变时左右，用以保证洞口电平突变时间的增加；间的增加；隧道场景覆盖分析隧道场景覆盖分析G GG GG GG

14、Gn引入隧道外基站信号，隧道内信号和隧道外同属一个小区，减少切换带；引入隧道外基站信号，隧道内信号和隧道外同属一个小区，减少切换带；n因为隧道口处会出现电平突变，故在隧道出口处增加洞顶天线，让隧道内信因为隧道口处会出现电平突变，故在隧道出口处增加洞顶天线，让隧道内信号延伸至隧道处，使切换带由隧道口移至隧道外，保证切换成功；号延伸至隧道处，使切换带由隧道口移至隧道外，保证切换成功；隧道场景覆盖分析隧道场景覆盖分析GRRU注入功率注入功率漏缆的覆盖距离（米）漏缆的覆盖距离（米）= (Pin (P+L1+L2+L3+L4+L5)/Sn 漏缆输入端注入功率：漏缆输入端注入功率：PinPinn 要求覆盖

15、边缘场强：要求覆盖边缘场强：P Pn 漏缆耦合损耗：漏缆耦合损耗：L1 L1 ，漏缆指标，漏缆指标(95%(95%概率概率) )n 人体衰落：人体衰落：L2L2，(5dB)(5dB)n 宽度因子：宽度因子：L3=20lg(d/2)L3=20lg(d/2)，d d为手机距离漏缆的距离为手机距离漏缆的距离n 衰减余量：衰减余量：L4, (3dB)L4, (3dB)n 车体损耗：车体损耗：L5,L5,与车体有关与车体有关n 每米馈线损耗：每米馈线损耗：S S，漏缆指标，漏缆指标隧道场景覆盖分析隧道场景覆盖分析无线电波在隧道中传播时具有隧道效应，信号传播无线电波在隧道中传播时具有隧道效应，信号传播是墙

16、壁反射与直射是墙壁反射与直射的结果，直射为主要分量。该传播模型为：的结果，直射为主要分量。该传播模型为：LpathLpath = 20 = 20 lglg f + 30 f + 30 lglg d - 28 dB d - 28 dB其中，其中， f f ： 频率频率(MHz) d :(MHz) d :距离（米）距离（米）采用采用60W60W的数字基站拉远系统，边缘场强按的数字基站拉远系统，边缘场强按-85dBm-85dBm计算，单边能覆盖约计算，单边能覆盖约681m681m。train重叠区域重叠区域下一相邻小区下一相邻小区 （自由空间）（自由空间）扩展的扩展的“隧道隧道” 小小区区切换区设置

17、切换区设置- -跨跨LACLACp引入引入LACLAC切换小区，该小区专用于提供位置重选切换小区，该小区专用于提供位置重选 载频资源，最大载频资源，最大SDCCHSDCCH配置为配置为1212时隙满配，安装位置与专网两端小区最后两个站点重叠时隙满配，安装位置与专网两端小区最后两个站点重叠p由于列车途径该切换区域时，发生位置更新及路由更新，因此要求该切换距离满足由于列车途径该切换区域时，发生位置更新及路由更新，因此要求该切换距离满足一定要求，我们建议设置在一定要求，我们建议设置在1.5km1.5km左右左右远端远端GRRU1/2与与GRRU0-3/0-4安装在同一立杆上安装在同一立杆上三门峡专网

18、信三门峡专网信号号重叠覆盖区重叠覆盖区切换区设置切换区设置- -专网内专网内p 尽量设置在慢速运行区域（火车站除外）尽量设置在慢速运行区域（火车站除外）; ;p 足够长的切换区域，在一次切换失败后要有足够的时间尝试第二次切换足够长的切换区域，在一次切换失败后要有足够的时间尝试第二次切换; ;p 短隧道的切换尽量在隧道外完成，因为隧道外的覆盖信号在隧道内会快速衰减短隧道的切换尽量在隧道外完成，因为隧道外的覆盖信号在隧道内会快速衰减; ;p 开阔地带，如高架等，天线需要适当架高以保证足够的切换重叠区域，重叠区距离要求开阔地带，如高架等，天线需要适当架高以保证足够的切换重叠区域，重叠区距离要求为为1

19、km1km左右；左右；远端远端GRRU46与与GRRU46-1安装在同一立杆上安装在同一立杆上专网专网GRRU47信号信号重叠覆盖区重叠覆盖区火车站规划火车站规划专网覆盖区专网覆盖区室内覆盖区室内覆盖区专网与室内重叠覆盖区专网与室内重叠覆盖区第二切换过渡区第二切换过渡区广场覆盖区广场覆盖区室内切换过渡区室内切换过渡区 公网覆盖公网覆盖 设计专网设计专网进行覆盖进行覆盖 火车站室内覆盖作为火车站室内覆盖作为专网和大网间的门小区专网和大网间的门小区 为何设置第二切换为何设置第二切换过渡区？过渡区？一、一、 高铁覆盖需求及面对挑战高铁覆盖需求及面对挑战二、二、 高铁覆盖解决方案高铁覆盖解决方案三、三、 高速覆盖解决案例高速覆盖解决案例24案例：保定高铁案例：保定高铁n 本次试验点主要包括保定市城区本次试验点主要包括保定市城区路段、保定北郊区及农村路段，全长路段、保定北