【摘要】文章對(duì)高速鐵路CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的特殊性、目標(biāo)及思路進(jìn)行了初步探討，對(duì)高速鐵路CDMA覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的需注意問題提出了建議。
　　
　　【關(guān)鍵詞】高速鐵路，CDMA，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
　　
　　截止2010年底，我國高速鐵路運(yùn)營里程達(dá)到8358公里，在建里程1.7萬公里，位居世界第一。“十二五”期間，我國仍將繼續(xù)大力發(fā)展高速鐵路，并逐漸形成全國性高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，高速鐵路將成為旅客日常出行的主要方式。實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路的全程無線覆蓋，為高鐵旅客提供無縫通信服務(wù)，成為電信運(yùn)營商重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。本文針對(duì)高速鐵路CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的特殊性、目標(biāo)及思路進(jìn)行初步探討，對(duì)高速鐵路CDMA覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中需注意問題提出相關(guān)建議。
　　
　　1高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特殊性
　　1.1車體穿透損耗
　　高速鐵路車廂為滿足高速行駛的需要，采用了密閉的箱體設(shè)計(jì)，具備更高的車體穿透損耗。國內(nèi)幾種常見的高速鐵路列車車廂垂直穿透損耗值，以CRH1型龐巴迪列車為最大，達(dá)到24dB，在高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，應(yīng)采用該車型的垂直穿透損耗值為參考，進(jìn)行高速鐵路覆蓋的鏈路預(yù)算。
　　1.2高速運(yùn)行所導(dǎo)致的多普勒頻移
　　目前高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速在200～350公里之間，高速運(yùn)行列車將導(dǎo)致多普勒效應(yīng)。目前CDMA基站所使用的高通CSM6700、6800芯片所能容忍的最大頻移值為1440、960Hz，根據(jù)多普勒頻移公式計(jì)算可允許的列車最大運(yùn)行速率為972、648公里/小時(shí)，可見目前CDMA基站主設(shè)備能滿足列車高速運(yùn)行的覆蓋要求。
　　1.3復(fù)雜的地形地貌
　　我國地域幅員廣闊，地形復(fù)雜多樣，高速鐵路呈線狀分布，經(jīng)過平原、丘陵、山區(qū)等具有鮮明地貌特點(diǎn)的區(qū)域，還需要經(jīng)過城區(qū)車站、長短隧道、隧道群、高架橋等各類差異很大的地形區(qū)域，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更具復(fù)雜性。
　　
　　2高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃目標(biāo)
　　高速鐵路CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，包含覆蓋和容量兩大目標(biāo)。
　　高速鐵路沿線覆蓋效果的評(píng)判，1X語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)前向以Ec/Io指標(biāo)為主，信號(hào)電平的強(qiáng)弱為輔進(jìn)行；反向則以移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率進(jìn)行。各項(xiàng)具體指標(biāo)詳見下表：
　　表11X業(yè)務(wù)覆蓋門限指標(biāo)
　　地區(qū)類型 反向手機(jī)發(fā)射功率（≤dBm） 前向手機(jī)接收功率（≥dBm） Ec/Io（≥dB）
　　密集城區(qū)和一般城區(qū) 15 -90 -12
　　農(nóng)村和郊區(qū) 20 -94 -12
　　在進(jìn)行高速鐵路網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃時(shí)，應(yīng)滿足以上各項(xiàng)業(yè)務(wù)覆蓋門限指標(biāo)要求。
　　高速鐵路的容量規(guī)劃目標(biāo)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)馗咚勹F路客運(yùn)特點(diǎn)、列車承載能力和用戶業(yè)務(wù)模型等關(guān)鍵性指標(biāo)制定，滿足當(dāng)前和近期高速鐵路用戶容量需求，并作一定的容量預(yù)留。例如根據(jù)武廣高鐵所公布的數(shù)據(jù)，武廣高鐵目前主要采用了CRH2C和CRH3兩種車型，這兩種車型在雙組重聯(lián)的情況下，每列最大載客量約1200人(M)。武廣高鐵設(shè)計(jì)時(shí)速為350公里(V)，最小行車間隔為5分鐘（T）。武廣高鐵軌道建設(shè)采用了復(fù)線雙軌的方式，可同時(shí)反向運(yùn)行兩列列車。如武廣高鐵沿線某基站的覆蓋范圍為1000米(S)，由于VT=29166米遠(yuǎn)大于基站覆蓋范圍S，說明在同一時(shí)刻該基站覆蓋范圍內(nèi)不可能出現(xiàn)兩列行駛在相同軌道的列車。取CDMA用戶占全車旅客人數(shù)的20％(Q)，用戶忙時(shí)語音話務(wù)模型為0.02Erl（A），則該基站可能出現(xiàn)的最大語音話務(wù)量需求為2MQA=9.6Erl。
　　
　　3高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思路
　　為便于對(duì)高速鐵路規(guī)劃思路進(jìn)行分析，根據(jù)高速鐵路沿線地形地貌的特點(diǎn)，將高鐵經(jīng)過區(qū)域細(xì)分為密集和一般城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村類平原地區(qū)、丘陵山區(qū)、隧道、橋梁、車站六種類型。
　　3.1密集和一般城區(qū)
　　密集和一般城區(qū)的主要特點(diǎn)是普遍地勢(shì)平坦，密集城區(qū)和一般城區(qū)一般已進(jìn)行基站建設(shè)，基站間距小于1公里。市區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域無線信號(hào)較強(qiáng)，個(gè)別區(qū)域因?yàn)樯疃雀采w或者阻擋原因，會(huì)存在弱區(qū)、盲區(qū)。同時(shí)，市區(qū)內(nèi)信號(hào)較多，需防止導(dǎo)頻污染的產(chǎn)生。
　　對(duì)于經(jīng)過密集城區(qū)和一般城區(qū)的高速鐵路，首先對(duì)高鐵沿線現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)進(jìn)行覆蓋優(yōu)化，調(diào)整工程參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)高速鐵路沿線進(jìn)行主導(dǎo)頻覆蓋。對(duì)于無法兼顧高速鐵路和城區(qū)覆蓋的現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)，可采用功分信號(hào)、小區(qū)分裂、增加天饋系統(tǒng)等方式合理調(diào)整，兼顧高鐵和大網(wǎng)覆蓋。對(duì)于城區(qū)中個(gè)別因地形、建筑物阻擋導(dǎo)致的沿線覆蓋弱區(qū)和盲區(qū)，采用RRU拉遠(yuǎn)、補(bǔ)充建設(shè)宏基站等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)弱、盲區(qū)的良好覆蓋。
　　以上三種覆蓋高速鐵路的方式，由于城區(qū)基站較密，需合理選擇和控制高速鐵路沿線覆蓋的主導(dǎo)頻，防止過多基站對(duì)高鐵同時(shí)覆蓋，引起導(dǎo)頻污染。
　　3.2郊區(qū)和農(nóng)村類平原地區(qū)
　　郊區(qū)和農(nóng)村類平原地區(qū)，其主要特點(diǎn)是郊區(qū)和農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)較多，人口分布較分散，相鄰基站間距普遍在1公里以上，基站呈現(xiàn)廣覆蓋方式，部分區(qū)域邊緣覆蓋較弱，或出現(xiàn)一定的覆蓋盲區(qū)。
　　由于該區(qū)域的基站間距較大，考慮到高速鐵路列車的車體穿透損耗較大，遠(yuǎn)距離的基站信號(hào)將不足以覆蓋列車車內(nèi)，建議該區(qū)域的基站間距控制在2～4公里之間。
　　該區(qū)域的高速鐵路，除利用沿線現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)進(jìn)行覆蓋外，還需在沿線覆蓋弱區(qū)和盲區(qū)新建基站，或新建RRU基站等方式，加強(qiáng)對(duì)高速鐵路的覆蓋。
　　在進(jìn)行沿線現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)調(diào)整及新建站點(diǎn)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)因素：
　　（1） 基站呈“之”字形分布
　　目前高速鐵路均采用復(fù)線鐵軌方式，為能夠更好兼顧復(fù)線鐵軌的來往列車覆蓋要求，建議基站采用“之”字形兩邊分布于高速鐵路兩側(cè)的方式。
　　（2） 基站建設(shè)在弧形彎的內(nèi)側(cè)
　　高速鐵路部分路段呈現(xiàn)弧形彎軌形式，為保證對(duì)弧形彎道的良好覆蓋，基站應(yīng)建設(shè)在弧形彎的內(nèi)側(cè)。
　　（3） 基站建設(shè)應(yīng)考慮掠射角的因素
　　掠射角的定義為基站天線主瓣方向和鐵路鐵軌之間的夾角。根據(jù)實(shí)際測試經(jīng)驗(yàn)，掠射角越小，列車穿透損耗就越大。在進(jìn)行高速鐵路沿線新建站規(guī)劃時(shí)，建議件掠射角控制在10度以上，以達(dá)到良好覆蓋的目的。
　　3.3丘陵山區(qū)
　　丘陵山區(qū)的主要特點(diǎn)是地形高低起伏不定，由于地形阻擋導(dǎo)致覆蓋弱區(qū)、盲區(qū)較多。該區(qū)域內(nèi)由于人口分布稀疏，現(xiàn)網(wǎng)基站數(shù)量非常少，站間距非常大。
　　對(duì)于該區(qū)域的覆蓋規(guī)劃，建議采用RRU拉遠(yuǎn)、直放站等方式進(jìn)行補(bǔ)盲，通過同PN小區(qū)、光纖直放站等方式，形成線狀覆蓋小區(qū)，減少頻繁切換。
　　3.4隧道
　　根據(jù)高速鐵路的隧道特點(diǎn)，可將隧道分為短隧道（無設(shè)備洞室）、長隧道（長度在500米以上，有設(shè)備洞室）和隧道群（隧道間距在1公里以內(nèi)的）。隧道內(nèi)一般采用泄露電纜進(jìn)行覆蓋，泄露電纜的高度應(yīng)保持和高速鐵路列車車窗中部平行，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)車廂內(nèi)的良好覆蓋。通常在隧道口還建設(shè)外引天線，將隧道內(nèi)信號(hào)引出隧道外，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)外信號(hào)的無縫切換。
　　對(duì)于短隧道和長隧道，建議采用RRU、光纖直放站等設(shè)備，通過拉遠(yuǎn)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道及隧道外延伸區(qū)域的覆蓋。短隧道的信源設(shè)備，建設(shè)在短隧道口外附近區(qū)域；長隧道的信源設(shè)備，可建設(shè)在隧道內(nèi)的設(shè)備洞室中。
　　對(duì)于隧道群各隧道之間的室外部分，可采取掛裝室外漏纜的方式覆蓋，或者采用兩邊隧道洞口天線對(duì)打的方式解決。無論采取何種覆蓋方式，均應(yīng)將隧道內(nèi)、外各信號(hào)進(jìn)行同小區(qū)設(shè)置，避免因切換不及時(shí)所導(dǎo)致的掉話。
　　3.5橋梁
　　對(duì)于短距離的橋梁，建議采取新建宏基站、RRU射頻拉遠(yuǎn)、光纖直放站等方式進(jìn)行補(bǔ)盲覆蓋。對(duì)于超長距離的過江、過海特大橋梁，建議采取掛裝室外漏纜的方式進(jìn)行覆蓋。
　　3.6車站
　　對(duì)于高速鐵路沿線的小車站，由于客流量不高，建議采用室外現(xiàn)網(wǎng)宏基站，或者新建室外宏基站的方式進(jìn)行覆蓋。
　　對(duì)于高速鐵路關(guān)鍵樞紐站，由于車站面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建議建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋。在進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，需考慮高鐵沿線覆蓋區(qū)域和車站室分覆蓋區(qū)域之間的切換問題。
　　4高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃其它需考慮的問題
　　由于高速鐵路和城市其它基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相比，存在一定的特殊性，因此在進(jìn)行高速鐵路覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，還需注意以下一些特殊因素：
　　（1） 鐵路沿線基站規(guī)劃應(yīng)注意鐵道部門關(guān)于“倒桿距”的相關(guān)規(guī)定。
　　根據(jù)鐵道部門的規(guī)定，鐵道紅線兩側(cè)建設(shè)的桿塔等設(shè)施，應(yīng)滿足“倒桿距”的要求，即從桿塔建設(shè)點(diǎn)到鐵路軌道中心線的距離應(yīng)大于桿高加上12米，以保證鐵路行車安全。在進(jìn)行新建站桿塔高度規(guī)劃時(shí)，應(yīng)考慮這個(gè)限制因素。
　　（2） 鐵路沿線基站應(yīng)保持和鐵路GSM-R調(diào)度系統(tǒng)的良好隔離度。
　　由于高速鐵路采用了GSM-R行車調(diào)度系統(tǒng)，高速鐵路沿線建設(shè)了相關(guān)的GSM-R無線基站。在進(jìn)行新建基站規(guī)劃和建設(shè)時(shí)，應(yīng)確保和沿線GSM-R基站保持足夠的隔離度，以免干擾鐵路無線調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行。
　　（3） 鐵路紅線內(nèi)的設(shè)備規(guī)劃，應(yīng)預(yù)先考慮后期維護(hù)困難的問題。
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路全程無縫覆蓋，部分公網(wǎng)設(shè)備必須安裝在鐵路紅線內(nèi)。由于鐵路紅線內(nèi)行車安全的嚴(yán)格要求，進(jìn)入紅線內(nèi)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)的難度非常大。在這種情況下，如何盡量減少鐵路紅線內(nèi)設(shè)備維護(hù)次數(shù)，防止某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致全線癱瘓的情況發(fā)生，是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)需預(yù)先考慮的問題之一。