高铁移动网络覆盖设计方案

1、2022-3-31温福高铁福建段移动网络覆盖设计方案2009.042022-3-32内容2022-3-33温福高铁概况目前正在施工建设中的温福高速铁路，北起浙江省温州南站，南至福州，是全国铁路网中沿海铁路通道的一部分，设计时速为200公里，并预留时速250公里的提速条件。铁路全长298公里，其中福建省境内229公里，宁德境内146公里、福州境内83公里，是我国目前已开工建设的铁路项目中建设标准最高的铁路之一，又是地质条件最复杂、施工难度最大的铁路之一。温福铁路福建段中，桥隧占线路总长的78.84,桥隧比重居全国现有及在建铁路之最，其中高铁隧道共有45段，隧道总长131.2公里，最长隧道为13.

2、1公里。温福铁路客专建成后，将会吸引大量高端的客流。2022-3-34高速列车对移动网络的影响l产生多普勒频移l穿透损耗更大，覆盖信号强度要求更强l相邻小区的重叠区域要求更大l位置更新失败率高，接通率下降，掉话率上升l切换频繁，切换成功率下降l语音质量差，吞吐量降低甚至掉线指标情况京沪高速沪杭高速京石高速津京高速高速平均普通列车拨打次数468639855171174话音质量（误码率）0.851.310.651.120.980.55清晰无杂音比79.59%70.96%74.91%73.46%74.73%84.06%接入尝试失败比例1.07%6.35%3.06%1.82%3.08%1.30%呼叫拥

3、塞比0.21%1.59%1.02%1.82%1.16%0%切换失败比例3.20%3.17%3%3.63%3.20%0.30%掉话比例1.71%1.60%2%1.81%1.75%0%l用户投诉大幅上升用户投诉大幅上升l对品牌影响大对品牌影响大l话务量低，收益低话务量低，收益低2022-3-35高铁覆盖设计思路 规划的总体思路和原则：规划的总体思路和原则：按照福建联通对本次规划的指导意见和基于对现网的分析，选择专网方式进行高铁覆盖，充分利用专网在网络质量上有保证和提升的优点；在进行各种地形和场景的覆盖设计时，结合网络设备的特点，提供相应的解决方案并进行对比分析，选择合适的覆盖方案；考虑到高铁沿线地

4、形复杂、建设困难、维护难度大、成本高等特点，在进行设备选型时，充分选择稳定、建设容易的设备；从加快建设进度和降低建设成本角度出发，在进行方案设计时充分考虑对现有资源的利用；根据福建联通的覆盖规划要求，本次高速铁路的覆盖按照CRH2型车体设计，车体损耗为16dBm；1.高铁平均时速为200公里，最高可达250公里，预计再次提速后时速可达300公里。因此本次规划选择以时速300公里作为设计基础，避免后续提速影响网络质量。2022-3-36高铁覆盖设计思路站点密集区域（市区或车站） 基站与铁路间距在100米以内，利用其站点和天馈资源，新建第四小区形成专网来专门进行高铁覆盖；使用的天线为窄波瓣（33度

5、）高增益天线，天线波束方向沿铁路方向。超过100米的站点尽量不考虑。站点非密集区域（农村或开阔地形） 基站与铁路间距在300米以内，通过新建第四小区的方式提供高铁覆盖，所使用的天线为窄波瓣（33度）高增益天线，天线波束方向沿铁路方向；基站与铁路间距在300500米范围内，一般这个距离的站点不建议使用。除非特殊情况（比如：在合适范围内无法提供电源、传输等），新建第四小区覆盖高铁；所使用的天线为宽波瓣（65度）高增益天线；基站与铁路间距在500m1000m范围，可利用现有机房使用光纤拉远将射频单元放置在距离铁路较近的区域，或者直接在距离铁路较近的合适地点建新站点；基站与铁路间距在1000m以上的，

6、不列入规划考虑范围。现网站点资源利用原则：现网站点资源利用原则：2022-3-37高铁覆盖设计思路对于室外的铁路覆盖，使用窄波瓣高增益天线前后对打覆盖，尽量减少小区数目和扩大小区覆盖范围，从而减少小区重选次数和切换次数。如下图所示： 室外覆盖设计思路：室外覆盖设计思路：2022-3-38高铁覆盖设计思路隧道的覆盖建议使用泄露电缆。如果在洞口使用天线对洞内进行覆盖或者是在长隧道中使用天线，当车体进入隧道时会导致通话质量差、掉话、接通率低等问题；放置在隧道洞口提供隧道外覆盖天线的增益需要根据覆盖距离和切换重叠区域的要求进行选择；本次设计的要求是250km/h，但是考虑到将来可能会提速到300km/

7、h，并且泄漏电缆设计、安装好后再进行改动比较困难，所以在进行隧道内覆盖重叠区域计算时以300km/h计算，需要的GSM小区重叠区域为833米，考虑到末端保护余量，隧道内漏缆小区重叠长度建议为900米；对于超长隧道建议把它分割成几个独立的长隧道来进行覆盖。隧道覆盖设计思路：隧道覆盖设计思路：2022-3-39高铁覆盖设计思路按照专网设计原则，车站是用户专外网进行配合的地方。这样外网小区和站台小区及铁路专网小区不做邻区关系。正常情况下外网小区与此两组小区完全隔离，只能通过候车室室内分布系统进出入。用户从候车室到站台时将会进行位置更新，进入铁路专网。而用户从站台进入车体后，将会从站台小区切换或重选到

8、铁路专网小区并停留在专网小区里，直到到达目的站点。对于到站的用户，首先将会从铁路专网小区切换或重选到站台小区，再进入室内分布系统，进行位置更新，从专网进入外网。外网小区，车站室内分布系统小区，站台小区以及铁路小区的切换和小区重选关系可以通过如右图的设计建设，需要确保的是外网小区的信号在站台处不能过强，不然室内分布小区将会切换到外网，而无法返回铁路专线小区。同样站台小区的信号不能越区覆盖到车站外，避免用户在出站时从室内分布小区误切入站台小区而无法回到外网小区，最终导致脱网后才能重选入外网小区。车站及站台覆盖设计思路：车站及站台覆盖设计思路：2022-3-310 系统参数系统参数n结合本期温福高铁

9、的实际环境，本次链路预算隧道外结合本期温福高铁的实际环境，本次链路预算隧道外采用经典的采用经典的COSTCOST231 Hata231 Hata模型：模型：L(dB)= 46.3 + L(dB)= 46.3 + 33.933.9* *log(f) - 13.82log(f) - 13.82* *log(Hb) - a(Hm)+ 44.9 - 6.55log(Hb) - a(Hm)+ 44.9 - 6.55* *log(Hb)log(Hb)* *log(d) + log(d) + C C；n基站接收机采用基站接收机采用21dbi21dbi增益的天线；增益的天线；n人体穿透损耗取人体穿透损耗取3d

10、B3dB，CS64kCS64k业务不计取；业务不计取；n快衰落余量快衰落余量8dB8dB，慢衰落余量，慢衰落余量6.41db6.41db；（；（WCDMAWCDMA）n漏缆耦合损耗漏缆耦合损耗71dB71dB（GSM900GSM900）、）、66dB66dB（WCDMAWCDMA）；）；n漏缆每百米损耗漏缆每百米损耗2.25dB2.25dB（GSM900GSM900）、）、4.064.06（WCDMAWCDMA）；）；n铁路部门提供的数据铁路部门提供的数据：温福高铁采用温福高铁采用CRH2CRH2列车，设计列车，设计时速时速250km/h,250km/h,车体损耗车体损耗16db16db；无线

11、覆盖链路预算2022-3-311 o GSMGSM小区重选小区重选n在在GSMGSM通信事件中，小区重选与小区切换需要一定的时间来完成通信事件中，小区重选与小区切换需要一定的时间来完成接续工作。其中小区重选规则中，当手机测量到邻小区接续工作。其中小区重选规则中，当手机测量到邻小区C2C2高于服高于服务小区务小区A2A2值且维持值且维持5 5秒钟，手机将发起小区重选和位置更新。因秒钟，手机将发起小区重选和位置更新。因此在高铁覆盖中，若要满足两相邻小区实现切换，必须要保证两此在高铁覆盖中，若要满足两相邻小区实现切换，必须要保证两相邻小区一定长度重叠覆盖区，根据列车的时速和切换的时间可相邻小区一定长

12、度重叠覆盖区，根据列车的时速和切换的时间可计算相邻小区重叠区的长度，如下表所示：计算相邻小区重叠区的长度，如下表所示：序号车速车速小区重选/切换需要最小时间（秒）重叠覆盖区域（米）(km/h）（米/秒）120056 5556 225069 5694 330083 5833 435097 5972 n依据依据CRH2CRH2列车的最高时速（列车的最高时速（300km/h300km/h）,GSM900,GSM900的重叠覆盖距离应的重叠覆盖距离应为为833833米，才能完成小区的切换米，才能完成小区的切换无线覆盖链路预算2022-3-312无线覆盖链路预算o 隧道内无线覆盖链路预算隧道内无线覆盖链

13、路预算项目单位取值备注GSM900(1)机顶输出功率PindBm43机顶输出功率按照20W计算(2)合路损耗HdB1.5多系统合路损耗(3)二功分损耗FdB3二功分器损耗(4)要求覆盖边缘场强PdB-90接收信号电平(5)漏缆耦合损耗L1dB71漏缆指标(6)人体衰耗L2dB3(7)宽度因子L3dB13.5 L3=20lg(d/2),d为手机距离漏缆的距离(单洞双轨，d9.5m)(8)衰减余量L4dB(9)车体损耗L5dB16与车型有关，CRH2车体损耗取16dB(10)线损及无源器件损耗L6dB3(11)每百米漏缆损耗SdB2.25漏缆指标(12)漏缆的覆盖距离Dm976.3 D=(Pin-

14、H-F-P-L1-L2-L3-L4-L5-L6-L7)/S在隧道内，满足手机接收电平要求的前提下，在隧道内，满足手机接收电平要求的前提下，GSM900GSM900在漏缆内的覆盖距离为在漏缆内的覆盖距离为976.3976.3米米2022-3-313无线覆盖链路预算o 隧道内无线覆盖链路预算隧道内无线覆盖链路预算在隧道内，满足基站接收灵敏度的前提下，在隧道内，满足基站接收灵敏度的前提下，WCDMAWCDMA在漏缆内的覆盖距离为在漏缆内的覆盖距离为572.8572.8米米项目单位取值备注CS64WCDMA(1)手机发射功率PindB21(2)基站接收灵敏度PdB-118.2(3)漏缆耦合损耗L1dB

15、66漏缆指标(4)合路损耗HdB2.5多系统合路损耗(5)二功分损耗FdB3二功分器损耗(6)人体衰耗L2dBCS64业务不考虑人体损耗(7)宽度因子L3dB13.5 L3=20lg(d/2),d为手机距离漏缆的距离(单洞双轨，d9.5m)(8)衰减余量L4dB14.41(9)车体损耗L5dB16与车型有关，CRH2车体损耗取16dB(10)线损及无源器件损耗L6dB2(11)干扰余量L7dB1.5按照50%负载计算(12)软切换增益L8dB3(13)每百米漏缆损耗SdB4.06漏缆指标(14)漏缆的覆盖距离Dm572.8 D=(Pin-P-L1-H-F-L2-L3-L4-L5-L6-L7+L

16、8)/S2022-3-314 o 隧道内重叠覆盖距离隧道内重叠覆盖距离RRU设置方式链路预算覆盖距离（米）GSM900重叠覆盖长度（米）WCDMA重叠覆盖长度（米）GSMWCDMA间隔500m976.3555.6500500间隔1000m976.3572.8952.6145.6间隔1500m976.3555.6452.6-388.8无线覆盖链路预算 由上表可以看出，每由上表可以看出，每500500米设置米设置1 1个个RRURRU时，时，GSM900GSM900重叠覆盖长度只有重叠覆盖长度只有500500米，不米，不能满足能满足GSMGSM小区切换，故采用每小区切换，故采用每10001000米

17、设置米设置1 1个个GSM RRUGSM RRU的设置方式。的设置方式。 采用每采用每10001000米设置米设置1 1个个WCDMA RRUWCDMA RRU的设置方式时，的设置方式时，WCDMAWCDMA重叠覆盖长度为重叠覆盖长度为145.6145.6米，米，WCDMAWCDMA小区切换时间为小区切换时间为1.751.75秒。秒。2022-3-315无线覆盖链路预算GSM天线挂高对应覆盖半径(RRU15W)项目单位天线挂高8米天线挂高10米天线挂高15米天线挂高20米天线挂高25米天线挂高30米天线挂高35米天线挂高40米天线挂高45米(1)使用频率 fMHz960960960960960

18、960960960960(2)基站天线高度hb米81015202530354045(3)手机高度hm米222222222(4)最大允许路径损耗LdB124.8124.8124.8124.8124.8124.8124.8124.8124.8(a) 最大基站覆盖半径最大基站覆盖半径m594 594 639 639 732 732 811 811 881 881 944 944 1003 1003 1059 1059 1111 1111 o 隧道外无线覆盖链路预算隧道外无线覆盖链路预算GSM天线挂高对应覆盖半径(宏基站30W)项目单位天线挂高8米天线挂高10米天线挂高15米天线挂高20米天线挂高25

19、米天线挂高30米天线挂高35米天线挂高40米天线挂高45米(1)使用频率 fMHz960960960960960960960960960(2)基站天线高度hb米81015202530354045(3)手机高度hm米222222222(4)最大允许路径损耗LdB127.8127.8127.8127.8127.8127.8127.8127.8126(a) 最大基站覆盖半径最大基站覆盖半径m710 710 765 765 882 882 981 981 1069 1069 1149 1149 1224 1224 1294 1294 1361 1361 2022-3-316无线覆盖链路预算o 隧道外无

20、线覆盖链路预算隧道外无线覆盖链路预算WCDMA天线挂高对应覆盖半径项目单位天线挂高8米天线挂高10米天线挂高15米天线挂高20米天线挂高25米天线挂高30米天线挂高35米天线挂高40米天线挂高45米(1)使用频率 fMHz195019501950195019501950195019501950(2)基站天线高度hb米81015202530354045(3)手机高度hm米222222222(4)最大允许路径损耗LdB130.5 130.5 130.5 130.5 130.5 130.5 130.5 130.5 130.5 (1)移动台天线高度修正因子a(hm)000000000(a) 最大基站覆

21、盖半径最大基站覆盖半径m415 444 503 552 596 635 671 705 737 2022-3-317无线网建设方案GSM900设站区域宏基站设备BBU+RRU设备数量载频BBURRU福州6241788宁德31239191合计93656279隧道内覆盖采用分布式基站分布式基站+泄漏电缆泄漏电缆+隧道口天线隧道口天线的方式隧道外覆盖采用分布式基站分布式基站+天线天线 或 宏基站宏基站+天线天线的方式温福铁路福建段2G共需设置宏站设备9套，BBU56个，RRU279个。3G基站设置方案与2G一致，共建宏站设备9套，BBU56个，RRU279个。2022-3-318短隧道场景分布式基站

22、泄漏电缆天线 当覆盖隧道的GSM 信号源是分布式基站时，若隧道里的信号与隧道口的信号属于不同的小区，在火车进入隧道后，外部小区的信号急剧下降，这时很可能由于不能及时地正常切换而掉话，所以隧道出口会增加洞顶天线，延伸隧道内信号之隧道外，保证切换。2022-3-319短隧道场景 此类解决方案的优点是： 隧道内外小区为同一小区，减少切换次数；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。 在靠近基站侧的泄漏电缆，建议其拉出隧道口10米左右，用来使洞口电平突变时间的延长，保证切换。 信源基站可使用分布式基站，也可使用宏基站。2022-3-320长隧道场景 分布式基站泄漏电缆天线2022

23、-3-321长隧道场景 此类解决方案的优点是： 引入隧道外基站信号，隧道内信号和隧道外同属一个小区，减少一个切换带。 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外,使切换带由隧道口移动至隧道外,保证切换成功。 隧道中单边每隔500米会建造一个避车洞供铁路巡检人员躲避火车使用，这也是网络在隧道内可架设设备的唯一地点，故RRU之间的距离会以500米为单位间隔架设。根据GSM和WCDMA的链路预算，可每隔1000米设置RRU一个，双边各覆盖500米。2022-3-322连续隧道场景 短隧道短隧道，分布式基站洞顶天线 此类解决方案的优点是：两隧道内外小区为同一小区，减少切换次数；分布式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。 信源基站只能使用分布式基站。2022-3-323连续隧道场景 短隧道长隧道，分布式基站洞顶天线泄漏电缆 此类解决方案的优点是：两隧道内外小区为同一小区，减少切换次数；分布式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。 信源基站只能使用分布式基站。2022-3-324温福铁道各隧道内部两侧每隔500m有一