【某高铁线路TD-LT无线网络覆盖规划设计7000字（论文）】

某高铁线路TD-LT无线网络覆盖规划设计目录TOC\o"1-2"\h\u32444某高铁线路TD-LT无线网络覆盖规划设计 1214001合福高铁线TD-LTE高铁覆盖项目简介与现状 1177191.1项目简介 1185461.2覆盖指标 1318482TD-LTE高铁覆盖规划方案 255732.1组网方式 380332.2频率选择 4248662.3覆盖方案 584672.4小区合并与小区重叠覆盖距离 6119862.5天线设置方案 8177502.6站址设置方案 923563天馈线系统设备选型 1249391.基站天线 12287072.基站馈线 121合福高铁线TD-LTE高铁覆盖项目简介与现状1.1项目简介合福客运专线（\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"合肥－\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"福州）又名合福高铁，是\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"京福高铁的重要组成部分，是沟通安徽到福建沿海地区的一条大能力客运通道，北接\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"合肥枢纽经\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"合蚌客运专线衔接\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"京沪高铁至\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"北京，中与\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"沪汉蓉快速客运通道、\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"沪昆高铁、\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"浦建龙梅铁路、\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"南三龙铁路相交，南连\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"福州枢纽。是继京津、武广、郑西高铁之后，又一条双线电气化高速铁路。合福客运专线由中国铁路总公司与\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"安徽、\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"江西、\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"福建三省合资建设；连接我国经济发展活跃和颇具潜力的众多地区，运输需求旺盛、经济互补性强；是我国《\t"/item/%E5%90%88%E7%A6%8F%E5%AE%A2%E8%BF%90%E4%B8%93%E7%BA%BF/_blank"中长期铁路网规划》中重要组成部分，属国家的重大交通工程。由于高铁运行速度较快，导致无线信号多普勒效应明显，且高铁大多处于山区及人口稀少区域，现有网络对高铁线路覆盖不足。“网络质量是通信企业生命线”，为了提升高铁沿线的无线信号覆盖质量，改善用户体验，减少用户投诉和对运营商品牌的负面影响，在要求确保高铁4G语音的顺利回落，提升2G网络能力和质量领先竞争对手的建设方针下，根据网优中心提供的高铁年底容量评估表分析，已建高铁专网对容量需求大。1.2覆盖指标通信覆盖概率要求：95%。RSRP（信号接收功率）要求：铁路沿线（含隧道）达到-113dBm；车站一般区域达到-105dBm，高业务量区域达到-95dBm。RS-SINR(信号与干扰加噪声比)要求：铁路沿线（含隧道）为3dB；车站一般区域达到6dB，高业务量区域达到9dB。下行边缘用户速率达到1Mbps（50RB）。2TD-LTE高铁覆盖规划方案本项目高铁覆盖规划原则如下：4G四期网络建设应面向市场需求，围绕“三领先、一确保”的目标，实现4G网络的“更深、更广、更厚、更精”，进一步优化网络，实现从数据承载到语音承载的转变，确保4G领先优势。保持室内覆盖的绝对领先：全力推进2G室内分布系统支持4G，各公司完成比例不低于90%，力争100%完成；进一步加大新建室内覆盖规模，聚焦室内弱覆盖场景，兼顾投资效益，合理选择覆盖手段，有效解决深度覆盖问盖。保持连续覆盖的相对领先：进一步完善优化市区、县城、乡镇的连续覆盖，对新增区域进行覆盖，对弱覆盖区域进行优化补点，提升连续覆盖质量。保持广覆盖的适度领先：进一步拓展农村区域覆盖，在数据热点覆盖的基础上，因地制宜推进行政村覆盖。合理实施网络扩容：基于业务预测和扩容标准，合理确定载频扩容规模；根据网络实际负荷情况，逐小区动态精准实施扩容。实现精确覆盖：确保基于价值和需求的精确覆盖，特别加强重点场景的有效覆盖。基本实现已运营高速铁路、高速公路、地铁的全覆盖和国道的优先覆盖。在完成3A级以上景区全覆盖的基础上，优先覆盖其他客流量大的景区。积极推进4G技术演进：规模部署下行载波聚合，按需部署上行载波聚合，积极推进4G新技术、新方案和新产品，有效提升4G网络性能。科学有效使用切块资金，用于微基站、一体化皮/飞基站和存量站点配套工程，严禁挪作他用。软件功能－基本功能包：根据本地网用户数规划，考虑一定的激活因子确定扩容规模。本期工程将VOLTE功能纳入基本功能包统一购买。可选软件功能－载波聚合功能，在引入下行两载波聚合技术前提下，按需引入上行两载波聚合技术；软件六扇区，立足提升频谱效率，按需新增软件六扇区功能。2.1组网方式1.本项目原则上采用专网方式，并通过精细规划、精确建设保证专网信号在线路区域的主导地位。公网组网和专网组网性能对比如表5-1所示。2.在高铁低速运行且专网建设质量难以保证的区域可以局部采用公网建设方式。如高铁进入城区后，运行速度会降低到120km以下。而且城区建筑物密集，无线信号较难控制，这时可以考虑公网覆盖。3.利用单双向邻区关系，过渡带小区设置，基于频率优先级的重选与切换，区分高、低速用户的切换等手段实现良好的专网、公网协同覆盖。表5-1高铁组网方案性能对比类别公网组网专网组网方案描述兼顾高铁及周边区域覆盖，与周边宏站统一规划只覆盖高铁线路，且避免吸收周边区域业务覆盖区域覆盖区域广，高速铁路和铁路附近区域均需覆盖只覆盖高速铁路带状区域和出入口业务量需求业务需求量多、相对不固定，同时满足列车及周边用户需求，可能导致高铁用户容量受限只满足列车上用户的高铁用户业务需求，相对固定，便于规划和保证用户感知网络性能需要兼顾高铁与周边区域用户，无法针对高铁的带状高速覆盖进行专门优化，沿线性能较差仅针对高铁用户进行优化配置，网络性能更优网络优化网络优化困难，网络参数设置需兼顾高速、低工程参数设置和系统参数配置等较难兼顾网络优化简单，可根据专网用户的特定需求，独立进行优化，保障高速用户性能邻区设置邻区关系复杂，覆盖铁路的小区邻区关系较多，易引起误切换，影响网络性能邻区关系简单，在专网内主要设置前后邻区，进出站设置双向邻区关系工程成本充分利用公网已有资源，建设成本低进度快需独立的设备及站点，建设成本高、难度大2.2频率选择根据《工业和信息化部关于分配中国移动通信集团公司LTE/第四代数字蜂窝移动通信系统（TD-LTE）频率资源的批复》（工信部【2013】517号），我公司4G网络可用频率包括F频段（1880MHz-1900MHz）、D频段（2575MHz-2635MHz）、E频段（2320MHz-2370MHz）。其中E频段（2320MHz-2370MHz）仅限于室内网络使用。同时，为了进一步提高1.8GHz频段LTEFDD和TDD网络间的兼容性，保证LTE混合组网试验以及后续网络的顺利进行，工业和信息化部下发了《工业与信息化部关于做好1.8GHz频率LTEFDD和TDD网络无线电干扰预防和协调工作的通知》。为此，本工程中频率选择遵循以下方案。为了保证网路结构的稳定性，便于后续扩容，本项目4G室外宏基站按照同频组网进行网络规划;城区覆盖区域，需保持与原有网络频率使用方案相协同;县城、乡镇、农村等区域原则上采用F频段进行覆盖;为了保障网络质量，4G网络室外使用F频段和D频段，室内原则上使用E频段，室内外异频组网，具体频点使用方式如下:F频段:考虑到其它运营商新设的1800MHz频段LTEFDD基站，在1880MHz~1885MHz频段己没有带外保护要求，可能会造成使用该5MHz频段的TD-LTE系统受到严重干扰。为避免干扰，本项目F频段的使用频率调整至1885MHz~1915MHz。可用频率带宽为30MHz，包括1个20M频点(1885MHz~1905MHz)和1个10MHz频点(1905MHz~1915MHz)，用于室外宏基站覆盖或封闭室内场景(如地铁)的覆盖。D频段:可用频率带宽为60MHz,3个可用频点。2个频点用于室外宏基站进行蜂窝组网，1个频点用于补盲、补弱。E频段:可用频率带宽为SOMHz带宽。为了尽可能减少4G网络对WLAN的干扰，本期工程4G网络优先使用低端频点2320MHz~2340MHz。2.3覆盖方案1.覆盖线路选择综合考虑高铁线路的通车时间、客运量、工程建设条件，投资效益，市场竞争需求等因素。本项目高铁覆盖采用专网覆盖方案，能较好的保证高铁覆盖效，且后续网络优化难度低。2.覆盖规划根据各场景链路预算结，结合小区间重叠覆盖距离要求，并结合工程建设要求，本项目对于非隧道场景的常规路段，采用宏蜂窝基站方式进行覆盖，每个物理站点配置2个两通道RRU，分别连接高增益双通道天线进行覆盖，每三个物理站点(6个双通道RRU)合并为一个逻辑小区。3.针对隧道覆盖，可采用天线覆盖或泄漏电缆覆盖两种方案。本项目针对300米以下的短隧道优先采用低成本的宏站覆盖方案。对于300米以上的隧道，优先采用覆盖效果更佳的泄漏电缆覆盖方案。采用泄漏电缆覆盖方式时，隧道出入口需要通过设置天线外打的方式与外部信号实现良好衔接。外置天线方案:覆盖方案采用隧道两端RRL共小区，在隧道口两端建设RRL站点，采用高低不同的天线挂高，低挂高天线直射隧道口对隧道内部进行覆盖，高挂高天线覆盖隧道相反的方向。采用此种方式，可以很好的保证隧道内部的良好覆盖，避免弱覆盖及切换风险。覆盖方式如图5-1所示。图5-1外置天线覆盖方案泄露电缆方案:泄露电缆的覆盖距离按照如下公式计算得出:漏缆覆盖距离=【导频功率一(跳线损耗+功分合路损耗+漏缆祸合损耗+车体损耗+人体损耗+隧道宽度因子及余量)】/每百米损耗。根据链路预算，GSM900M的泄露电缆覆盖距离为502米，TD-LTE的覆盖距离为314米。通常隧道中单边每隔500m一个避车洞，可放置RRU等设备，因此GSM900M每1000米放置RRU，TD-LTE则需要每500米放置RRU。对短距离隧道，将RRL安装在隧道口铁路站塔或是隧道口自立通信杆，通过馈线将射频信号馈入泄漏电缆，如图5-2所示。通过计算泄露电缆损耗确定末端天线输入功率，计算末端天线覆盖距离。图5-2短距离隧道对长距离隧道，将RRU安装在隧道口铁路站塔或是隧道口自立杆，或者是安装在隧道内避车洞内，通过馈线将射频信号馈入泄漏电缆通过如图5-3所示。通过计算泄露电缆损耗确定长距隧道RRU数量。图5-3长距离隧道2.4小区合并与小区重叠覆盖距离1.小区合并本项目要求主设备支持6CP合并能力，即支持6个双通道RRU实现小区合并，每站址两个RRU，每三个站址合并为一个小区，如图5-4所示。目前华为和中兴设备均能支持6CP合并，华为最新的产品可实现12RRU小区合并。爱立信和诺西仅支持4CP合并能力，对网络质量有一定影响。图5-4小区合并图2.小区重叠覆盖距离手机在服务小区的信号强度衰落到一定程度，会触发小区重选(idle模式)或者切换(Active模式)过程，我们必须保证在手机顺利进入新小区之前，当前小区的信号不会进一步衰落到门限值以下，否则空闲的手机可能进入NoServiceMode(即脱网)、或者Active模式的手机切换失败而掉话。因此需要控制重叠区域的大小，来保证重选或者切换的完成。一般认为小区重选需要5秒以上时间，而切换一般3-5秒内可以完成，所以满足重选需求的交叠区可满足切换需求。小区间的重叠覆盖区域要求跟移动终端的移动速率成正比，终端移动速率越快，需要的重叠区域便越大。2个小区的覆盖重叠示意图如图5-5所示。图5-5中，O为小区A和小区B信号相等处，A为小区A的覆盖边界，覆盖边界即小区最小接入电平，B为小区B的覆盖边界，覆盖边界即小区最小接入电平，从O点到A点需要5秒的覆盖重叠区域，而从O点到B点也需要5秒的覆盖重叠区域，所以总的重叠覆盖区域是A点到B点。图5-5空闲模式下小区重叠区域示意图根据车速的不同，可以计算出终端在不同速率下的最小覆盖重叠区域要求，不同速率下的小区覆盖重叠要求见表5-3。表5-3不同速度下小区重叠覆盖区域要求终端行使速度（车速）小区重叠区域100km/h278米150km/h417米200km/h556米250km/h695米300km/h834米350km/h972米2.5天线设置方案宏基站天线选型和使用应能够满足本期工程网络建设的需求，在此基础上考虑4G网络扩容及技术演进的需求，并积极探索针对特殊覆盖场景、特殊工程建设需求的创新解决方案。本工程天线设置方案如下:以8通道天线为主，2通道天线主要用于密集城区的补盲建设。为了保障良好的网络质量和性能，在具备条件的情况下，原则上4G网络基站应尽可能采用独立天馈系统。对于新增天馈确实困难的站址可采用具备独立电调功能的天线。应与现有天馈线系统协同考虑，避免对现网系统产生明显影响。合路建设时应考虑与拟合路系统的覆盖一致性要求及覆盖收缩。降低合路天线对后续维护优化工作的影响和限制。独立建设时应保证空间隔离度以满足系统共存要求。在满足本期网络部署需求的基础上，应适当考虑4G网络扩容和技术演进的需求，对于潜在容量站点，为F,D多载波部署预留天线位置或天线共用条件。优先采用集团集采的天线类型，对于不在集团集采范围内的小型化天线及美化天线等应在中国移动企标范围内选择、且性能指标须满足要求。本期新增的微基站，应根据其应用场景和受限因素，选择天线形态适宜(内置或外置，尺寸符合安装限制)、增益及半功率角合适的双通道天线。对于G网而言，为避免越区覆盖，当站点与铁路沿线的垂直距离在150米以内时采用21dBi33度窄波束天线，当站点与铁路沿线的垂直距离大于150米时采用65度波束天线，天线增益优先选取为18dBi。对于TD-LTE网而言，铁路覆盖为带状狭长区域，智能天线无法发挥特性。天线选择应考虑高增益、窄波束的双通道双极化天线，支持F频段和D频段，水平波束宽度为30-40度，增益不低于20dBi。天线架设方式建议采用双天线、双RRU方式，该方案具有最强的覆盖能力，可以做到跟G网覆盖站点共址。2.6站址设置方案1.站址设置原则基站设置关系到无线网络覆盖效果、全网通信质量以及建成后的社会效益和经济效益，本工程应遵循以下原则:坚持以终为始、质量第一的原则，为保障网络结构合理和架构稳定，要按照F/D频段混合组网、同步规划的原则进行站址的统筹规划，确保无线网络结构在未来两至三年原则上不做大的调整。对现网站址结构进行认真细致的评估，网络结构分析确认可共址建设的站点应充分利用现有资源，降低工程投资;对于网络结构分析不合理的站点应通过天馈调整、新选站址或异频插花组网方式来解决，保证网络性能。对于确有覆盖需求而现网没有物理站点的区域采用新选站址方式进行覆盖。做好4G基站建设，对3G网络重叠覆盖或网内同频干扰严重的区域同期进行网络结构优化调整。对于己有GSM覆盖的高铁线路，城区内路段，应结合GSM高铁覆盖站点情况，采取共用+新建补充站点进行建设。郊区、农村路段，对于GSM高铁覆盖平均站间距小于等于12公里的，在大部分区域可以实现与GSM的共址建设;对于GSM站间距过大，需新增补充站点满足高铁覆盖要求。郊区和农村路段，专网站点距离铁路的垂直距离要求在100米一200米范围内，利旧铁塔的基站可适当放宽，但不应超过300米。高铁站点的选择应尽量交错分布于铁路两侧，以助于改善切换区域，并利于车厢内两侧用户接收信号质量相对均匀;对于在拐角区域应选择拐角内进行站点规划，有助于减小基站覆盖方向和轨道方向夹角，减小多普勒频移的影响。特殊场景不适宜作为切换带，例如，特殊站间距过大，长距离大桥，铁路弯道，隧道出入口，铁路高架特别高度等区域，可采取共小区设计覆盖特殊路段。另外，站台小区不作为共小区的两端小区，应该尽量设置在共小区的中间位置。具体的站址选择应满足以下要求:①满足覆盖和容量要求。参考链路预算的计算值，充分考虑基站的有效覆盖范围，使系统满足覆盖目标的要求，充分保证重要区域和用户密集区的覆盖。在进行站点选择时应进行需求预测，将基站设置在真正有话务和数据业务需求的地区。②满足网络结构要求。基站站址在目标覆盖区内尽可能平均分布，尽量符合蜂窝网络结构的要求，一般要求基站站址分布与标准蜂窝结构的偏差应小于站间距的1/4。在具体落实时注意以下方面:在不影响基站布局的情况下，视具体情况尽量选择现有设施，以减少建设成本和周期;原则上应避免选取对于网络性能影响较大己有的高站(站高大于50米或站高高于周边建筑物巧米)，并通过在周边新选址或选用多个替换站点等方式保证取消高站后的覆盖质量。避免将小区边缘设置在用户密集区，良好的覆盖是有且仅有一个主力覆盖小区。③避免周围环境对网络质量产生影响。天线高度在覆盖范围内基本保持一致、不宜过高，且要求天线主瓣方向无明显阻挡，同时在选择站址时还应注意以下几个方面:新建基站应建在交通方便，市电可用、环境安全的地方;避免在大功率无线电发射台、雷达站或其他干扰源附近建站;新建基站应设在远离树林处以避免信号的快速衰落;在山区、岸比较陡或密集的湖泊区、丘陵城市及有高层玻璃幕墙，建筑的环境中选址时要注意信号反射及衍射的影响。2.站址间距(1)使用小区合并功能，小区内RRU间不需要预留重叠切换带，小区间需预留。(2)郊区和农村路段:在开阔路段，为减小多普勒频移的影响以及避免“塔下黑”问题，站点距离铁路的垂直距离建议在100米一200米范围内，利旧铁塔的基站可适当放宽，但不应超过300米，站间距控制在1.2公里以内，保证天线与轨面视通。在连续狭窄路段，山体起伏很容易使信号受到阻挡，基站距铁轨的距离基本在100米以内甚至50米以内。此时