不同場景基站建設(shè)模式介紹

1、不同場景基站建設(shè)模式介紹1 基站典型場景建設(shè)模式 在移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的優(yōu)劣會直接影響覆蓋效果、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、 投資規(guī)模和工程難度。 無線網(wǎng)絡(luò)隨著不同區(qū)域地形特征、 用戶特性等情況的不同， 具有不同的特性。因此無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃必須因地制宜，采用合理的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。在各種城市中存在多種場景， 其中有 6 類典型的特殊場景：城市 CBD 地區(qū)、 住宅小區(qū)、城中村、道路、立交和隧道。這 6 類場景在城市中出現(xiàn)多， 地形特征、 用戶特性等情況都具有一定特殊性， 對其無線解決方案進(jìn)行探討十分必要。 通過 對無線網(wǎng)絡(luò)在發(fā)達(dá)城市典型場景下無線解決方案的研究， 可以為更科學(xué)準(zhǔn)確的完 成無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案提供參

2、考。下面簡要介紹 6 類典型場景的無線解決方案。1.1 城市CB無線解決方案1.1.1 特點(diǎn)描述CBD 集中大量的金融中心、商貿(mào)及商務(wù)辦公樓、高級酒店、公寓等設(shè)施， 是現(xiàn)代城市中的重要地區(qū)。 CBD 主要特征有：位于城市黃金地帶，高樓林立； 作為城市的功能核心，經(jīng)濟(jì)、科技、文化和商業(yè)高度集中；交通便利，人流、車 流和物流巨大；白天人口密度最高，晝夜間人口數(shù)量變化最大。從無線傳播特點(diǎn) 來看， CBD 區(qū)域百米以上的高檔寫字樓林立，無線傳播環(huán)境復(fù)雜，建筑物穿透 損耗大，一般在20dB左右。從用戶需求角度來看，CBD區(qū)域用戶密度高，高端 用戶比例高，平均話務(wù)量高，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求量高，對服務(wù)質(zhì)量要求高。

3、1.1.2 解決方案（1）CBD 室外覆蓋建議以大容量宏蜂窩站型為主。對于無法滿足機(jī)房條件 區(qū)域，可采用 RRU 或室外型基站。宏基站覆蓋區(qū)內(nèi)出現(xiàn)新的話務(wù)熱點(diǎn)，可用小 基站滿足需求。站址選擇需保證天線不被周圍建筑物阻擋。天線選擇較低增益 65 度天線和較大電下傾，抑制高站的越區(qū)覆蓋。另外 CBD 是高話務(wù)區(qū)域，各個 運(yùn)營商都重點(diǎn)覆蓋，因此經(jīng)常出現(xiàn)多系統(tǒng)共站址，多系統(tǒng)隔離困難。 對干擾嚴(yán)重 區(qū)域需適當(dāng)加濾波器滿足要求；（2）CBD室內(nèi)覆蓋主要解決室內(nèi)高話務(wù)問題， 同時(shí)解決導(dǎo)頻污染和干擾問題?？蓞⒄諛怯钌虡I(yè)價(jià)值高低，選用室內(nèi)分布系統(tǒng)方式或室外站覆蓋室內(nèi)方式。 對購物商場、商務(wù)樓和酒店，通常采用小基

4、站或RRU為信號源加室內(nèi)分布系統(tǒng)方 式。這幾類建筑結(jié)構(gòu)多為加強(qiáng)鋼筋混凝土骨架和玻璃幕墻，樓層內(nèi)一般無阻擋或是簡單的裝修隔段，可不考慮穿透損耗； 層間穿透損耗較大，因此主要考慮視距 傳輸、信號能量以直達(dá)徑為主。1.1.3實(shí)例分析某城市CBD區(qū)域有眾多商業(yè)區(qū)和辦公區(qū)，該區(qū)域情況和環(huán)境如圖1所示圖1某城市CBD區(qū)域情況和環(huán)境圖對該區(qū)域，采用10個宏基站解決室外覆蓋，平均站距 327米，平均站高37米。圖2某城市CBD區(qū)域基站分布情況此外在該區(qū)域建設(shè)多個室內(nèi)分布系統(tǒng)加強(qiáng)深度覆蓋和吸收話務(wù)1.2 住宅小區(qū)無線解決方案1.2.1 場景描述住宅小區(qū)是國內(nèi)城市環(huán)境的一大特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為集中、密集和高層，尤 其

5、是近年新建的住宅小區(qū)。住宅小區(qū)樓層較高， 且高度接近， 樓宇排列往往自成 體系，呈封閉式或半封閉式。 從無線傳播特性來看， 這些建筑物的低層基站信號 通常較弱，存在部分盲區(qū)；建筑物的高層則信號雜亂，干擾嚴(yán)重，通話質(zhì)量差； 大多數(shù)的地下建筑如地下停車場等場所， 通常是盲區(qū)。 無線信號隨著建筑物的樓 層分布，表現(xiàn)出不同分布特征，難以完全把握。從用戶特性來看，住宅小區(qū)用戶 以高端客戶為主，晚間話務(wù)密集。1.2.2 解決方案（1）大型高尚住宅小區(qū)：采用小區(qū)外新建室外站點(diǎn)并在小區(qū)內(nèi)增設(shè)室內(nèi)分 布系統(tǒng)的手段解決。 在僅憑室外站無法有效解決室內(nèi)信號覆蓋狀況下， 根據(jù)實(shí)際 電測結(jié)果，在地下停車場、 電梯井及其

6、它有必要加強(qiáng)覆蓋區(qū)域新建室內(nèi)信號分布 系統(tǒng)。對于高樓上部可通過小基站或 RRU 加定向天線上傾角的方式解決覆蓋；（2）范圍不大、但相對封閉的高尚小區(qū)：可在小區(qū)內(nèi)有選擇地對一些高樓 做電梯室內(nèi)覆蓋，然后通過饋線將信號引到小區(qū)外面，選擇合適的位置， 使用美 化天線對小區(qū)進(jìn)行覆蓋。 這種覆蓋方式以電梯室內(nèi)覆蓋為切入點(diǎn)， 信號源一般使 用微蜂窩或直放站，對機(jī)房的要求不高， 工程量較小， 可部分緩解物業(yè)談判的壓 力，減小被小區(qū)居民投訴的可能性；（3）占地面積比較大，既有高層又有中高層建筑的密集住宅小區(qū)：可考慮 分區(qū)用室外信號分布系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)覆蓋。 基站設(shè)備可以安裝在小區(qū)的接入網(wǎng)機(jī)房， 通過射頻拉遠(yuǎn)或室外

7、分布系統(tǒng)等手段將信號引到不同區(qū)域， 再采用易于室外安裝 且美化的天線對各分區(qū)進(jìn)行信號覆蓋。這樣“化整為零”的做法，工程量小且比 較隱蔽，可以緩解物業(yè)談判的壓力；（4）一般住宅小區(qū)：主要通過室外基站來進(jìn)行覆蓋。這類住宅小區(qū)，層高平均在710層左右，沒有明顯高樓，規(guī)劃比較整齊，樓間距比較寬。對這種住 宅小區(qū)主要解決方法有： 如果能在小區(qū)內(nèi)建站的話， 通過在小區(qū)內(nèi)選擇一個相對 高的樓房，然后在樓房上加個810m的增高架，對小區(qū)進(jìn)行覆蓋；如果不能在小區(qū)內(nèi)建站的話，可以考慮通過在小區(qū)附近選擇一個相對高的樓（保證10m左右的高度差），從小區(qū)外向小區(qū)內(nèi)進(jìn)行覆蓋。1.2.3 實(shí)例分析某住宅區(qū)共有樓房12棟，該

8、區(qū)域情況和環(huán)境如圖3所示。圖3某住宅區(qū)情況和環(huán)境圖對該小區(qū)采取的覆蓋方式如下：對于小區(qū)室外信號選擇在小區(qū)樓房的天面 上安裝室外美化天線進(jìn)行覆蓋吸收話務(wù)；電梯井道，可以采用在電梯井內(nèi)每隔3 4層安裝板狀天線，極化方向朝電梯廳，覆蓋電梯井兼顧覆蓋電梯廳；對于地下 停車場可在相應(yīng)地方安裝全向吸頂天線進(jìn)行覆蓋，解決盲區(qū)。1.3 城中村無線解決方案1.3.1場景描述城中村是指樓層在710層左右，樓間距僅12m的村屋。這種樓群多集 中在城市中心鬧市區(qū)，建筑物密集，人口密度高且流動性大，是移動話務(wù)高發(fā)區(qū)。 因建筑物穿透損耗大、傳播環(huán)境差，覆蓋主要依靠信號的繞射及建筑物之間外墻 對信號的反射解決。由于樓距過窄

9、， 繞射和反射的信號衰減非?？?，信號到達(dá)底 層時(shí)會非常微弱，距離基站 200300m的村內(nèi)樓房室外低層信號已降至-85dBm 左右，室內(nèi)信號普遍偏弱?；谠拕?wù)模型和傳播模型的特殊性， 城中村信號覆蓋 需要采取多方式、多層次的覆蓋。1.3.2 解決方案（1）在城中村外圍，采取加大天線掛高方法解決城中村覆蓋問題。這種方 法站址選取難度比較小，但深度覆蓋效果可能不太理想；（2）在城中村適當(dāng)?shù)奈恢酶浇x擇一個相對高的樓房，通過支撐桿或增高 架來確保與周圍建筑物有10m左右的高度差，將無線信號以高往下壓的形式對 城中村進(jìn)行覆蓋。因城中村內(nèi)的巷道窄， 建筑高度基本在同一水平面上，造成這 種方式只能對村內(nèi)建

10、筑高層進(jìn)行覆蓋，且覆蓋范圍不會很廣；（3）對密集城中村來說，更有效的解決辦法是室外覆蓋和室外分布系統(tǒng)相結(jié)合。 通過合理的室外基站布點(diǎn)解決城中村的大部分覆蓋問題（主要是高層），對底下一、兩層信號不好的區(qū)域采用室外分布系統(tǒng)進(jìn)行完善。這種做法的成本相對較高，但覆蓋效果會更好。1.3.3 實(shí)例分析某城中村共計(jì)樓宇700多棟，樓高58層左右，為住宅樓，無地下室與電 梯，樓宇間隔較小，一般為12m左右。村內(nèi)環(huán)境如圖4所示。圖4城中村場景圖對該城中村目前采取分層分別覆蓋的方式：高層通過室外宏蜂窩的方式覆蓋；低層通過村內(nèi)分布系統(tǒng)的方式覆蓋，主設(shè)備采取 RRU。建成后測試表明，道路接收信號在-75-85 dBm

11、，ECIO在-10dBm以上，信號覆蓋良好1.4 道路無線解決方案1.4.1 場景描述城市常見的公路、高速公路、鐵路，都屬于線狀覆蓋場景。此類場景隨著地 理環(huán)境的不同，在不同地段差異較大，或平直少彎，或繞山而行，或大起伏多拐 彎等。道路覆蓋的傳播模型和信道環(huán)境較為特殊，室外傳播環(huán)境近似農(nóng)村場景， 但終端移動速度一般在80220km范圍內(nèi)。目前對于城市快速發(fā)展過程中新興的 交通干線，由于其周邊基站屬前期建設(shè)， 并未對道路進(jìn)行專門考慮， 因此某些路 段接受到的弱信號過多， 導(dǎo)頻污染嚴(yán)重。 基于道路場景的話務(wù)模型和傳播模型特 點(diǎn)，道路覆蓋宜結(jié)合實(shí)地情況采取靈活多樣的方案。1.4.2 解決方案實(shí)際工程

12、中，道路場景的覆蓋解決方法靈活多樣。以下是幾種常用的方法。（1）通過道路沿線基站的調(diào)整優(yōu)化，比如調(diào)整方向、下傾角等兼顧面、線 覆蓋；（2）在道路周圍站點(diǎn)稀疏，且有較大面覆蓋目標(biāo)區(qū)域情況下，選擇在道路 沿線新建宏蜂窩基站， 利用其中兩個扇區(qū)以背靠背方式沿交通干線兩個方向覆蓋 （在拐彎處建設(shè)宏蜂窩并沿路方向覆蓋效果較好） ，另一個扇區(qū)兼顧沿途區(qū)域的 覆蓋；（3）在局部路段可采用微基站 +直放站的方案進(jìn)行補(bǔ)盲覆蓋， 微蜂窩兼顧道 路沿線面覆蓋目標(biāo)的覆蓋， 剩余容量可支持周邊公路沿線的延伸覆蓋。 直放站設(shè) 備安裝簡單且開通迅速，可大大節(jié)省配套設(shè)備的建設(shè)投資。在天線選型時(shí)， 結(jié)合 道路特點(diǎn)，可適當(dāng)采用高

13、增益、窄波瓣天線。1.5 高架橋無線解決方案1.5.1 場景描述城區(qū)內(nèi)高架交通干線（如高架路 /橋、立交橋、城市環(huán)道等）沿線區(qū)域，車 流量大且車速較高，話務(wù)密度高， 在上下班時(shí)間段是道路上的話務(wù)高峰期， 尤其 是塞車時(shí)話務(wù)量需求更大。 但高架交通干線與沿線建筑距離較小， 干線上層信號 雜亂，容易缺乏主導(dǎo)頻覆蓋，干線下方容易產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)。1.5.2 解決方案對于高架橋， 可用增益較低的定向天線直接覆蓋。 高架交通干線下方的覆蓋 盲區(qū)或頻繁切換區(qū)與機(jī)房距離較遠(yuǎn)時(shí)， 可通過射頻拉遠(yuǎn)方式進(jìn)行補(bǔ)盲或加強(qiáng)主導(dǎo) 頻覆蓋；高架交通干線下方的覆蓋盲區(qū)或頻繁切換區(qū)距離較近時(shí)， 可通過耦合放 大射頻信號進(jìn)行補(bǔ)盲或加

14、強(qiáng)主導(dǎo)頻覆蓋，這時(shí)天線多安裝于建筑物外部或裙樓。 城市高架道上的車流量大，照向干道方向的小區(qū)天線建議采用210度天線，單個小區(qū)可覆蓋更長道路，從而避免道路上的頻繁切換。小區(qū)間切換區(qū)適當(dāng)大一些， 保證高速移動切換成功。 在制訂城市立交橋無線覆蓋方案時(shí)， 考慮到環(huán)境協(xié)調(diào)性 應(yīng)根據(jù)市政要求對天線更進(jìn)行隱蔽和美化處理。1.6 隧道覆蓋無線解決方案1.6.1 場景描述地鐵和隧道無線環(huán)境比較封閉， 外圍無線信號難以進(jìn)入， 但話務(wù)量小且基本 不存在干擾控制問題， 主要考慮天線的選擇及安裝。 多數(shù)隧道是直通隧道或少而 緩慢的彎道，隧道雙方向完全隔離， 用戶具有中等的移動速度。 地鐵和隧道的覆 蓋對于建設(shè)精品網(wǎng)

15、絡(luò)而言至關(guān)重要。1.6.2 解決方案(1) RRU+泄漏電纜解決方案。信號源通過泄漏電纜傳輸信號，并通過電纜 外導(dǎo)體的一系列開口， 在外導(dǎo)體上產(chǎn)生表面電流， 從而在電纜開口處橫截面上形 成電磁場，這些開口就相當(dāng)于一系列的天線起到信號的發(fā)射和接收作用；( 2)直放站解決方案。由室外施主站提供容量，直放站的覆蓋天線或分布 系統(tǒng)需通過光纖或同軸電纜來傳入隧道。地鐵出入口的覆蓋可用室外站定向照 射。對于地下商貿(mào)城與地鐵站連為一體時(shí)，可采用宏基站+RRU或小基站覆蓋+室內(nèi)分布系統(tǒng)兼顧。2 基站特殊場景建設(shè)模式2.1 山頂站山頂基站一般指建設(shè)于山頂?shù)臒o線基站，在 2G/3G時(shí)代，山頂站提供廣域覆 蓋，但山

16、頂站因?yàn)樘炀€掛高較高，覆蓋距離較遠(yuǎn)，提供數(shù)據(jù)流量能力有限，做為 4G站址覆蓋效果較差。因此一般山頂基站作為 4G站址時(shí)要重新評估。山頂基站建設(shè)方式一般根據(jù)覆蓋場景而設(shè)置。最常見的山頂站覆蓋場景有： 山區(qū)農(nóng)村廣域覆蓋、 高速公路、高速鐵路及重要交通要道線覆蓋、 海域廣域覆等。 前期山頂基站多采用土建機(jī)房 +鐵塔建設(shè)模式，后期運(yùn)營商為節(jié)約投資，提升投 資回報(bào)率，較多地采用一體化機(jī)柜 +支撐桿的建設(shè)模式。其特點(diǎn)是無需建設(shè)土建 機(jī)房和高鐵塔，但需要選擇較高、較合適的站址。山頂站建設(shè)方案需要考慮的專業(yè)有：1、前期配套方面，應(yīng)考慮三通一平是否能滿足施工要求（通水、通電、通路及場地平整）； 應(yīng)該根據(jù)三通一平

17、的情況選擇合適的配套方案。在不能直接引市電的情況下是否采用新技術(shù)、新能源； 考慮是否新建變壓器； 場地如不滿足建 設(shè)要求，是否采用小型一體化基站等。2、光纜傳輸：光纜一般采用直埋至山頂（桿路、管道），如果光纜不能到 達(dá)，則可以考慮微波傳輸、移頻傳輸?shù)?、防雷接地：山頂站由于位置的原因，對防雷接地要求較高。應(yīng)根據(jù)通信局（站）防雷接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范 YD5098-2005設(shè)計(jì)，對于因地質(zhì)原因達(dá)不 到地阻要求的站點(diǎn)，可采用擴(kuò)大地網(wǎng)或增加降阻劑的辦法實(shí)現(xiàn)降阻。山頂站的建設(shè)由于地理原因，存在著設(shè)備搬運(yùn)、光纜到達(dá)、外電引入等困 難，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮解決方案。2.2 高速公路高速公路（包括普通鐵路） 的覆

18、蓋環(huán)境比較復(fù)雜， 沿途一般經(jīng)過城區(qū)、 郊區(qū)、 鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村、寬闊水面橋梁、橋下地道、對于山區(qū)丘陵地帶還有隧道、坡地、峽 谷拐彎等。在空闊的地方，一般信號比較雜亂；在隧道、山體拐彎、橋下等場景 信號衰減較大，存在弱覆蓋情況。高速公路的無線覆蓋，在城區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村區(qū)域，一般不做專網(wǎng)覆蓋， 僅依靠室外大網(wǎng)對運(yùn)動在高速公路上的終端提供無線信號。高速公路車速一般不 超過110公里/小時(shí)，因此對切換要求不高（相對于高鐵來說），在城區(qū)、郊區(qū)、 鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村場景，僅需對部分弱覆蓋區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)覆蓋（站點(diǎn)覆蓋距離及補(bǔ)點(diǎn)根 據(jù)各運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)制式及指標(biāo)要求進(jìn)行）。因?yàn)楦咚俟犯采w是線狀覆蓋場景， 因此對于專門覆蓋道路

19、的站點(diǎn)，較常采 用高增益窄波束天線進(jìn)行覆蓋，以增加覆蓋距離。為增強(qiáng)覆蓋效果，要求天線高于高速公路路面15米以上。部分短路段補(bǔ)盲站 點(diǎn)除外。下面重點(diǎn)介紹下寬闊水面橋梁、隧道、山體拐彎等場景覆蓋方案。1、隧道覆蓋方案對于長度小于500m的短距離隧道，可以采用 RRU設(shè)在隧道外兩端，并雙 向連接泄漏電纜進(jìn)行覆蓋。雙 RRU共小區(qū)。因隧道口內(nèi)外的無線傳播環(huán)境差異 很大，因此切換區(qū)不可以設(shè)置在隧道口?？刹捎霉Ψ炙淼劳釸RU信號，配合高增益板狀天線，用于信號延伸，使切換區(qū)設(shè)在隧道外。如果在基站或單個RRU連接泄漏電纜覆蓋隧道，則在基站側(cè)進(jìn)行功分，功 分信號一路連接天線覆蓋隧道口，另一路饋入泄漏電纜覆蓋隧道

20、，并在泄漏電纜 未端加天線覆蓋隧道出口空間（見圖 221）。圖2短距離隧道覆蓋方案示意圖對長度大于500m的中長距離隧道，通常采用的是直放站或 RRU+泄漏電纜 覆蓋。RRU安裝在隧道避車洞內(nèi)，或安裝在隧道外兩端。根據(jù)不同的需求，采 用多種類型的天線，用于隧道外信號覆蓋， 或信號延伸等。除特長隧道無法避免隧道內(nèi)切換外，切換帶不設(shè)置在隧道內(nèi)般情況下隧道每間隔500m則有一個避車洞，所以最多每間隔 500m布放一個RRU發(fā)射點(diǎn)11I1/ /1 1JJ.RRU11JLRRU2RRU31/ / / / / ,/丿丿/ /V / / /BBU切換區(qū)域圖222:中長距離隧道覆蓋示意圖2、寬闊水面橋梁覆蓋方

21、案寬闊水面橋梁覆蓋與跨海大橋覆蓋類似， 一般采用高增益、窄波速天線安裝 天橋梁兩邊對打，或在橋上做拉遠(yuǎn)小基站，利用橋梁的燈桿或其它設(shè)施設(shè)置發(fā)射 點(diǎn)，達(dá)到連續(xù)覆蓋的目的（具體論述見 2.4節(jié)）。3、山體拐彎覆蓋方案該場景一般是兩山之間有小段路段由于山體阻擋， 存在弱覆蓋。車輛行駛到 該路段時(shí)終端存在斷網(wǎng)、語音質(zhì)量差等現(xiàn)像， 嚴(yán)重地影響了用戶感知。但由于路 段短，常用一體化拉遠(yuǎn)站解決。建設(shè)方式一般要高速公路 S彎處、小山頭建設(shè)6-9 米支撐桿，以2個扇區(qū)覆蓋道路。以深汕高速汕頭澳頭段S彎覆蓋為例，由于高速公路穿過兩山，受山體阻擋， 該路段在S彎處存在弱覆蓋現(xiàn)像。電信CDMA2000室外站達(dá)濠葛洲扇

22、區(qū)3、天宮嶺 扇區(qū)3、巨峰寺等扇區(qū)1均未能對該路段形成有效覆蓋。2010年規(guī)劃在該區(qū)域選址，以解決覆蓋問題。2.3 高速鐵路2.3.1 概述近年來，我國高鐵建設(shè)發(fā)展迅速，投入運(yùn)營的高速鐵路已達(dá)到 6500km，其 中有3700km是新建的時(shí)速達(dá)到250-350km的高鐵，正在建設(shè)中的高鐵有1萬多 公里。高速場景下移動通信存在著多譜勒頻移，小區(qū)重選和切換頻繁，CHR列車車體高穿透損耗，用戶終端集中位置更新等現(xiàn)象。以 TD-SCDMA的網(wǎng)絡(luò)覆蓋 為例，對高鐵覆蓋進(jìn)行論述。2.3.2 高速鐵路TD覆蓋主要問題分析2.3.2.1 多普勒效應(yīng)由于移動用戶與基站之間存在著相對運(yùn)動， 每個多徑波都有一個明顯

23、的頻率 偏移，稱為多普勒頻移，其大小與正負(fù)由用戶的運(yùn)動速度以及運(yùn)動方向與電磁波 的到達(dá)方向之間的空間角度所決定：v COS C(1)其中:為終端移動方向和信號傳播方向的角度;V是終端運(yùn)動速度；C為電磁波傳播速度；f為載波頻率。表1顯示典型情況下頻率 900MHz.、1800MHz和2000MHz在不同速度下的最大多普勒頻移（即假設(shè)用戶移動方向和電磁波傳播的方向相同，即B=0）。值 得注意的是，多普勒頻移引起上行信道的偏移量是下行信道偏移量的兩倍 表1:最大多普勒頻移列車行駛 速度（km/h）900MHz最大頻移 （Hz）1800MHz最大頻移 （Hz）2000MHz最大頻移 （Hz）下行信道下

24、行信道下行信道上行信道下行信道上行信道150125250250500278556200167333P 333667370741 250208417417833463926130025050050010005561111350292583P 58311676481296140033366766713337411481目前針對多普勒頻移，各主設(shè)備廠家均提出了相應(yīng)的頻偏較正算法。采用的自適應(yīng)頻偏校正算法AFC，可有效減少高速場景下系統(tǒng)惡化。2.322 小區(qū)重選與切換頻繁高速列車行駛速度很快，如采用傳統(tǒng)基站布局，同一基站覆蓋高鐵線路的2個方向設(shè)置為不同的小區(qū)，高速移動的用戶在穿越2個小區(qū)的重疊區(qū)域過程

25、中將 發(fā)生切換。TD通話狀態(tài)下，小區(qū)間的切換完成所需的時(shí)間等于測量遲滯時(shí)間加 上切換時(shí)延（一般為800ms），測量遲滯時(shí)間可設(shè)置為 320、640、1280ms等3種 模式。高速環(huán)境下采用優(yōu)先切換原則，以用戶移動速度為250 km/h為例，每秒行駛距離即可達(dá)69.4m,切換持續(xù)時(shí)間為最短的1120ms,那么在1120ms內(nèi)列車 運(yùn)行77.8m,在理想情況下雙向切換帶至少為155.6m。實(shí)際操作中，應(yīng)設(shè)置一定 余量，根據(jù)不同場景下的傳播模型分別計(jì)算切換遲滯3dB的過渡區(qū)長度，和雙向切換帶相加作為切換區(qū)。則理想情況下切換帶至少為311米。假設(shè)單小區(qū)覆蓋半徑為1 km，相鄰小區(qū)之間保證足夠的切換交疊

26、區(qū)，則時(shí) 速250 km情況下通話過程中10s左右就會發(fā)生一次切換，切換過于頻繁。由于 切換需要一定的時(shí)間，當(dāng)前一次切換尚未完成時(shí)，可能又有新的切換需求，極易導(dǎo)致切換失敗。2.3.2.3 集中位置更新高鐵用戶集中分布在列車車廂內(nèi)， 隨道列車運(yùn)行而同步高速運(yùn)動。用戶的切 換、小區(qū)重選等都非常集中。由于隨機(jī)接入過程是一個有競爭沖突的過程，當(dāng)大量用戶發(fā)起隨機(jī)接入時(shí)，發(fā)生碰撞的概率會大大增加，此時(shí)其中一些用戶無法進(jìn) 行位置更新，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)無法撥打電話。為了避免大量用戶高速通過LA/RA 邊界而發(fā)生突發(fā)性的位置更新，應(yīng)盡量將高速場景覆蓋小區(qū)設(shè)置在同一個 LA/RA 下。由于跨RNC的切換會導(dǎo)致切換時(shí)間

27、延長，高速移動過程中可能會造成在 RNC 邊界小區(qū)無法及時(shí)完成正常切換，故也應(yīng)盡量將高鐵覆蓋小區(qū)設(shè)置在同一個RNC 下。2.324 車體損耗在鐵路提速的同時(shí)，鐵道部引入了 CRH這一新型列車，該列車分為CRH1、 CRH2、CRH3和 CRH5這4個種類，其中，CRH1、2、5均為200km級別（營運(yùn)速度 200km/h,最高速度250km/h）。CRH3為300km級別（營運(yùn)速度330km/h，最高速度 380km/h）。針對上述新型列車，移動公司在上海和廣東進(jìn)行了現(xiàn)場測試情況， 各類列車 穿透損耗測試值如表2所示。測試值顯示新型CRH列車的穿透損耗和普通T型列 車和K型列車基本差不多，為1

28、4dB左右，而龐巴迪列車穿透損耗較大達(dá)到 24dB。 表2:各車型穿透損耗測試值表（dB）車型普通車廂臥鋪車箱播間室中間過道縮合考慮的衰減值T型列車12-1612K型列車13141614CRH1列車14-14CRH2歹y車10-10龐巴特列車-24-24上述測試顯示不同列車車體穿透損耗還是存在一定差異，因此在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)結(jié)合各條鐵路運(yùn)行的列車車體情況綜合取定網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)預(yù)留的穿透損耗 值。研究表表，當(dāng)入射角小于10-20度時(shí)，穿透損耗將急劇增大。因此應(yīng)當(dāng)控制 基站與軌道之間的距離。一般來說，基站與軌道的最小距離應(yīng)大于100米，最小距離應(yīng)小于300米。2.3.3 咼速鐵路TD覆蓋方案2.3.

29、3.1 專網(wǎng)覆蓋方案針對高速鐵路場景的移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，目前通常有兩種組網(wǎng)形式，一種是 專網(wǎng)覆蓋方式，第二種是公網(wǎng)優(yōu)化覆蓋方式。專網(wǎng)組網(wǎng)即以專用網(wǎng)絡(luò)覆蓋所要解決的高速沿線， 專用網(wǎng)絡(luò)與公網(wǎng)相對獨(dú)立， 除了在停車站臺， 候車廳等旅客上下車和列車停留地方作為緩沖區(qū)與公網(wǎng)相互允 許切換外，沿線禁止與公網(wǎng)發(fā)生切換。 除緩沖切換區(qū)外， 沿線覆蓋組成一個帶狀 覆蓋通道區(qū)，覆蓋車體經(jīng)過的區(qū)域。專網(wǎng)方式有唯一的重選切換序列、 信號更簡潔、重選和切換更順暢，因此專 網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對來說能更好地滿足高速列車覆蓋的要求， 尤其是滿足列車進(jìn)一步提速 的需求； 但專網(wǎng)方式對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和基站站址選擇要求更高，建設(shè)難度較高； 且專

30、 網(wǎng)方式只在車站設(shè)有與公網(wǎng)的切換緩沖區(qū)，如果在車站不能切換進(jìn)入專網(wǎng)小區(qū)， 則在列車運(yùn)行期間手機(jī)將很難進(jìn)入專網(wǎng)， 造成長時(shí)間質(zhì)差的問題。 同時(shí)如果鐵路 外圍用戶選擇了專網(wǎng)信號， 那么用戶離開鐵路覆蓋范圍時(shí)， 由于專網(wǎng)沒有與公網(wǎng) 互設(shè)鄰區(qū)關(guān)系，用戶會出現(xiàn)脫網(wǎng)和掉話現(xiàn)象。2.3.3.2 多小區(qū)合并技術(shù)BBU+RRU共小區(qū)方案中的設(shè)備分為射頻拉遠(yuǎn)模塊 （RRU）和基帶處理單元 （BBU） 2 個部分，一般中間用光纖相連。 BBU 集中放置，相當(dāng)于基帶池，使基 帶資源可以共享，并通過光纖與 RRU 連接； RRU 可以靈活地放置，并且 RRU 之間可以級連。目前各廠家 RRU級連個數(shù)至少都達(dá)到6個以上。

31、RRU在邏輯上 應(yīng)理解為同一小區(qū)， 這些物理小區(qū)到達(dá)終端的信號， 相當(dāng)于同一小區(qū)通過不同路 徑到達(dá)終端，被終端識別為多徑， 而不會認(rèn)為是不同小區(qū)的信號。 因此不存在切 換關(guān)系。在高鐵建設(shè)中， BBU 可以集中放置于沿線城鎮(zhèn)，而使用 RRU 拉遠(yuǎn)基站來實(shí) 現(xiàn)多小區(qū)合并，設(shè)置高鐵覆蓋專網(wǎng)，擴(kuò)大單個小區(qū)覆蓋范圍。在 RRU 選擇上可 根據(jù)實(shí)際需要選擇單通道 RRU，雙通道RRU或多通道RRU，配合不同天線以 適應(yīng)不同場景。2.333 RNC和LAC設(shè)置原則為了避免大量用戶高速通過 LA/RA 邊界而發(fā)生突發(fā)性的位置更新，應(yīng)盡量 將高速場景覆蓋小區(qū)設(shè)置在同一個 LA/RA 下。由于跨 RNC 的切換會

32、導(dǎo)致切換時(shí) 間延長，高速移動過程中可能會造成在 RNC 邊界小區(qū)無法及時(shí)完成正常切換， 故也應(yīng)盡量將高鐵覆蓋小區(qū)設(shè)置在同一個 RNC 下。在鐵路跨?。ㄊ校┻吔缣幈仨氃O(shè)置 RNC 和 LA/RA 邊界時(shí)，可以考慮在 RNC 邊界的另一側(cè)鄰省基站上引入本 RNC的小區(qū)進(jìn)行重復(fù)交疊覆蓋（見圖1）假設(shè)當(dāng)UE從基站A向基站B移動。當(dāng)UE處于基站A和基站B的同覆蓋 區(qū)域時(shí)，受CIO配置影響，UE會啟動從基站A到基站B的切換。UE從基站A 切換到基站B后，仍然處于基站 A的覆蓋區(qū)域。但時(shí)受切換懲罰時(shí)間的影響， UE不能在切換懲罰時(shí)間內(nèi)發(fā)起乒乓切換，等到過了該時(shí)間窗，UE應(yīng)該已經(jīng)隨列車離開重疊覆蓋區(qū)、進(jìn)入基站

33、 B的獨(dú)立覆蓋區(qū)。RN邊界這樣可以增大切換交疊區(qū)滿足跨 RNC切換的時(shí)延要求，也保證了從強(qiáng)場發(fā) 起切換，提升切換質(zhì)量。另一方面，重復(fù)設(shè)置的小區(qū)結(jié)合適當(dāng)增大邊界站點(diǎn)的公 共信道配置，可以應(yīng)對大量突發(fā)性位置更新帶來的沖激。2.3.4 隧道覆蓋2.341 短距離隧道覆蓋對于長度小于500m的短距離隧道，可以采用 RRU設(shè)在隧道外兩端，并雙 向連接泄漏電纜進(jìn)行覆蓋。雙 RRU共小區(qū)。因隧道口內(nèi)外的無線傳播環(huán)境差異 很大，因此切換區(qū)不可以設(shè)置在隧道口?？刹捎霉Ψ炙淼劳釸RU信號，配合高增益板狀天線，用于信號延伸，使切換區(qū)設(shè)在隧道外。如果在基站或單個RRU連接泄漏電纜覆蓋隧道，則在基站側(cè)進(jìn)行功分，功 分信

34、號一路連接天線覆蓋隧道口，另一路饋入泄漏電纜覆蓋隧道，并在泄漏電纜 未端加天線覆蓋隧道出口空間（見圖 2）。另外較短的隧道也可以采用八木天線進(jìn)行覆蓋圖2短距離隧道覆蓋方案示意圖2.342 中長距離隧道覆蓋對長度大于500m的中長距離隧道，通常采用的是直放站或 RRU+泄漏電纜 覆蓋。RRU安裝在隧道避車洞內(nèi)，或安裝在隧道外兩端。根據(jù)不同的需求，采 用多種類型的天線，用于隧道外信號覆蓋， 或信號延伸等。除特長隧道無法避免 隧道內(nèi)切換外，切換帶不設(shè)置在隧道內(nèi)。一般情況下隧道每間隔500m則有一個避車洞，所以最多每間隔 500m布放一個RRU發(fā)射點(diǎn)。滿足TD-SCDMA系統(tǒng)的發(fā)射點(diǎn)布放距離要求切換區(qū)

35、域圖2:中長距離隧道覆蓋示意圖2.3.5 高速鐵路TDB蓋規(guī)劃中的其它建議2.3.5.1 小區(qū)和站址選擇由于高鐵通過的地形地貌較復(fù)雜，站點(diǎn)規(guī)劃和工程中選點(diǎn)存在一定難度。建 議以小區(qū)為單位進(jìn)行選點(diǎn)。確定共小區(qū)內(nèi)邊緣發(fā)射點(diǎn)后，就可靈活配置RRU、直放站的數(shù)量，靈活調(diào)整發(fā)射點(diǎn)的位置。每次只考慮共小區(qū)內(nèi)的覆蓋及優(yōu)化，某種程度上減少了復(fù)雜性。2.3.5.2 天線選擇高速鐵路屬于狹長地形場影覆蓋，通過的地形地貌多樣，有平原、丘陵、隧道及城鎮(zhèn)等，且基站與軌道距離不一。因此需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的天線在高速鐵路、磁懸浮等高速交通工具的用戶相對比較集中，TD-SCDMA智能天線的波束賦形將集中在一個角度內(nèi)。 這

36、樣智能天線所起的抑制干擾的作用就 較小。若采用專網(wǎng)覆蓋，可以配合使用大功率功放加上角度較窄、方向性增益較 大的高增益雙極化天線，如33度21db吠線，65度天線17dbi天線等。也可以使用 4+4雙極化智能天線進(jìn)行組網(wǎng)。235.3 專網(wǎng)與公網(wǎng)切換規(guī)劃假設(shè)公網(wǎng)及專網(wǎng)都采用N頻點(diǎn)組網(wǎng)技術(shù)，公網(wǎng)Cell 1頻點(diǎn)為F5, F6，F(xiàn)7, F8 （其中F5為主導(dǎo)頻），專網(wǎng)Cell 2頻點(diǎn)為F1, F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4 （主導(dǎo)頻F1）,切 換區(qū)或整體規(guī)劃如圖3所示：候車廳站臺過渡區(qū)高鐵專網(wǎng)圖3:公網(wǎng)與專網(wǎng)銜接規(guī)劃方案1、 在候車廳內(nèi)：新建室內(nèi)分布系統(tǒng)，設(shè)置公網(wǎng)Cell 1小區(qū)，如圖3所示。 用戶在候車廳內(nèi)駐留在

37、公網(wǎng) Cell 1上。2、 在候車廳至站臺通道上規(guī)劃過渡區(qū)域：控制公網(wǎng) Cell 1的覆蓋，并通過 重選和切換參數(shù)設(shè)置引導(dǎo)公網(wǎng) Cell 1上用戶駐留或切換到專網(wǎng) Cell 2上（可適當(dāng) 調(diào)整小區(qū)重選偏移Qoffset）。過渡區(qū)也可以規(guī)劃在高速鐵路站臺上或列車開出的一小段鐵路上，但需要 控制過渡區(qū)的范圍，避免過渡區(qū)泄露到站外或高速鐵路外的區(qū)域，以防止 非列車用戶受到過渡區(qū)的影響。過渡區(qū)域必須根據(jù)候車廳和站臺的位置關(guān) 系確定。2.4跨海大橋由于跨海大橋涉及到海面覆蓋，無線電波在海面?zhèn)鬏敃r(shí)，傳播路徑主要通過 空氣傳播的直達(dá)波和海面反射的反射波。因此增加了覆蓋設(shè)計(jì)難度及復(fù)雜性。對于較短的大橋，或覆蓋

38、需求較低的大橋，覆蓋方法較簡單，僅在大橋兩端建設(shè)室外基站，以高增益窄波束天線對打覆蓋。例如，目前汕頭海灣大橋電信 CDMA2000信號由華能電廠扇區(qū)1、柏嘉半島扇區(qū)2對打覆蓋。4G建設(shè)后，因4G信號頻段高，覆蓋距離較短，規(guī)劃在海灣大橋的中間媽嶼島增加一個基站， 以兩個扇區(qū)分別覆蓋海灣大橋兩側(cè)，增加大橋覆蓋。對于較長的特大橋，一般采用泄漏電纜或小增益、多發(fā)射點(diǎn)的方式覆蓋，下 面以港珠澳大橋GSM、TD覆蓋為例，介紹跨海大橋的覆蓋思路。港珠澳大橋是一座連接香港、珠海和澳門的巨大橋梁，全長為49.968公里， 其中主體工程“海中橋隧”長達(dá) 35.578公里，包括6648米海底隧道，建成后將 成為世界

39、最長的跨海大橋。海中橋隧主體工程及珠海接線將按六車道高速公路標(biāo) 準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)行車時(shí)速每小時(shí)100公里。為了實(shí)現(xiàn)港珠澳大橋 GSM、TD的無縫 隙覆蓋，現(xiàn)規(guī)劃港珠澳大橋站點(diǎn)。、珠澳口岸人工島至西人工島橋面部分:珠澳口岸人工島至西人工島全長約 22.9KM ,共建設(shè)2G （GSM 1800M ）、3G（TD-SCDMA ）室外基站各46個，需要在平均間隔約500米的相鄰的兩根燈桿 上分別安裝2G（ GSM 1800M）天線和3G（ TD-SCDMA，單通道）天線，選址 位置結(jié)合橋梁上燈桿位置及橋面凹凸面、轉(zhuǎn)彎變化。電信（1根）電信（1根）|電信（1根）移動（2根）1J移動（2根）移動（2根）（ （

40、聯(lián)通（2根聯(lián)通（1根）聯(lián)通（2根）f: 1 1 ;f1/ r（地球半徑為r=6370km）,平滑地球無線視距仍為d,為了保證結(jié)果的等價(jià)性，要求天線高度 h在兩個模型中保持一致。在此約束條件下，計(jì)算出虛擬地球半徑應(yīng)為a=4r/3=8493km。當(dāng)射線路徑與地球表面的距離在 1km以內(nèi)時(shí)，可將其看作直線傳 播，此時(shí)可利用有效的地球半徑公式 a= 4r/3。參照圖2-3的右圖，運(yùn)用幾何學(xué)知識可以計(jì)算出平滑地球的無線視距，它是 天線高度的函數(shù)。注意到d和虛擬地球半徑a是直角三角形的兩條直角邊，斜邊 為a+ h，知2ah，由此解得d為：fiy -（2-13式中地球半徑和天線高度取相同單位。對于常用單位而

41、言：* 曲（加沖（腳）二 莎）括發(fā)射天線到切點(diǎn)的距離及切點(diǎn)到接收端的距離，假設(shè)發(fā)射天線掛高為Ht，路徑為d,同樣的推算過程可以得到這種情況下的無線視距：d （km? hQ3）據(jù)接收點(diǎn)離開發(fā)射天線的距離，稱小于0.7d的區(qū)域?yàn)槊鲄^(qū)，0.7d（1.21.4）d 的區(qū)域?yàn)榘腙幱皡^(qū)，大于（1.21.4）d的區(qū)域?yàn)殛幱皡^(qū)。從上面的推算可以看出，無線信號的視距受發(fā)射天線掛高和接收天線掛高影 響很大，表2-1是一些天線高度和輻射距離的例子：表2-1天線高度和輻射距離關(guān)系表S號發(fā)射天線掛言m:無線視距:kin:接收天繡 掛 ra(m)輻射更離 (tm)接收天線搓 iS ： m)輻射距離(km)5029 154

42、76137.40QS7D72047. 5938484210041.23106449.47726752059. 670 145231505U 49752458.743735S203.93661364 1200 158-30952466.5557302207 6. 740SO79530071,41423479.660495520S9. 853 3732640(1昭462 1 1490.T08323B20100 毗1緲150C92,195444100. 4416 56201 10.S34533根據(jù)從海事局了解到的信息，一般中小漁船的甲板距海面高度在米左右，而大船 甲板高度一般達(dá)到20米左右。2、直射

43、信號與天線主瓣增益關(guān)系考慮地球表面曲率的影響，在一定遠(yuǎn)的距離上直射信號在垂直面與主瓣方向 成一定的夾角，若此夾角大于半功率角，天線增益就會有顯著變化。設(shè)地球半徑為r，直線距離為d,直射信號切線與水平直射的天線主瓣方向夾角為基 站與切點(diǎn)的地心角為，考慮到基站高度為hi,接收機(jī)高度為h2,直射信號與地球的切點(diǎn)與接收機(jī)并不在一點(diǎn)，但在 r+ h2這個園上，交于一點(diǎn)，相應(yīng)基站高 度為兩者的高度差為h，由于r?h2，則有以下公式：(2-4也就是在視距極限處主瓣夾角最小，為 d/r弧度。在非切點(diǎn)處可以推導(dǎo)出直射信號與天線主瓣的垂直夾角為:| J尸-(r - hy - 2 (r - h) r ccs( )

44、IIV丿(2-5)以天線高度100米，接收機(jī)高度忽略不計(jì)為例，在 10120km范圍內(nèi)與主 瓣最大垂直夾角為0.62度，基本不用考慮由于夾角過大引起天線增益變化。3、海面反射信號形式為了研究方便，我們要盡量簡化海面信號傳播形式，直射信號比較簡單，反 射信號主要是通過海面的一次反射波?？紤]到海面上有波浪，我們需要知道在什 么條件下海面對電磁波的反射可以等效成鏡面反射。海面是否可以看成光滑平面必須滿足一定的條件，判斷的依據(jù)是雷利準(zhǔn)則。假設(shè)海面波浪的平均高度為h,電波的掠射角為，雷利準(zhǔn)則指出，可視為鏡面反射的最大的波浪平均高度差為：該式為一個經(jīng)驗(yàn)公式。在一個正常海況條件下(平均浪高1米)，基站天線設(shè)為100米，頻率為800MHz時(shí)，可以得到滿足以上