高铁3G覆盖难点技术研究

[摘要]文章针对高铁的位置更新问题提出LAC和RAC规划方法，对存在的移动切换和重选问题提出过渡区等方法并对切换算法提出建议，对高铁长隧道以及特大桥难点覆盖问题提出解决办法，对于山区和海域铁路的信号覆盖规划有一定的参考价值。

[关键词]高铁覆盖WCDMALAC更新过渡区隧道覆盖长桥覆盖

温福高铁，北起浙江省温州南站，南至福州，全长298千米，其中隧道长度约141千米，最长的为霞浦隧道，长达13124米。福建境内的铁路全长229公里，经过福建的福鼎、霞浦、福安、宁德、罗源、连江、福州等县市。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。这种桥隧环境与现网城市的电磁环境完全不同，对网络的规划和信号的覆盖提出了特殊的要求。

1LAC和RAC规划

1.1配置原则

目前温福高铁在福建境内要经过宁德和福州2个地市，在铁路沿线，如果使用现网的WCDMA网络覆盖，要经过多个LAC和RAC区，会有大量的位置更新。为避免频繁的跨LAC位置区更新，只设置宁德和福州2个位置区，每个地市安装一台华为RNC，以管理该地市高铁沿线基站。这个RNC归属于该地市的MSC SEVER下，全线采用封闭式专网结构。由于现网中LAC和RAC的范围是一致的，因此这里只讨论LAC规划，如图1：

1.2LAg更新

采用一个本地网一个位置区进行规划，只在进出地市边界时各发生一次全员位置更新。为了确保边界地市的位置更新顺利进行，需要有足够的FACH和RACH信道，默认每个小区一条FACH和一条RACH。根据估算，1秒钟内可以完成25个用户的接入，通常情况下，默认的接入信道配置足够满足小区用户接入和位置更新的需求。

在温福高铁的边界区域，如宁德与福州的交界处，可能出现大量用户同时发起位置更新的情况，此时接入信道可能出现拥塞。在拥塞的时间段内，一部分用户无法及时进行位置更新，也无法接入。位置更新不及时会导致掉话，对空闲的用户没有影响；但如果用户在这段时间内被寻呼，则会出现寻呼不到的情况，如果发起业务，也会出现发起业务失败的状况。

假如一列火车上有200个联通3G用户，则所有用户完成位置更新需要的时间为200／25=8秒，其中有25个用户需要等到第8秒才能完成位置更新。温福铁路的设计速度是250km／h，大约7秒就行驶500米，也就是一个RRU的覆盖距离。估算结果表明，接入的瓶颈是FACH信道和RACH，即FACH信道的限制使1秒钟只能完成25个用户的接入过程。可以在LAC边界小区增加FACH信道配置来提供FACH处理能力，减少大量用户位置更新的接入排队时间。增加的命令为：

ADD FACH: CELLID=1，PHYCHID=8，TRCHID=6，MbmsMtchlnd=COMMON，RATEMATCHINGATTR=230， TOAWS=40， TOAWE=10，MAXFACHPOWER=-10， MAXCMCHPI=D15，MINCMCHPI=D14， SIGRBIND=TRUE，CHCODINGTYPE=CONVOLUTIQNAL:

根据华为的配置规则，第一条SCCPCH上承载的信令前向接入信道(FACH)的传输信道标识为4，业务前向接入信道(FACH)的传输信道标识为5；第二条SCCPCH上承载的信令前向接入信道(FACH)的传输信道标识为6，业务前向接入信道(FACH)的传输信道标识为7。

比如配置2条FACH，则处理能力加倍，在上面的例子中，所有用户完成位置更新所需要的时间缩短为4秒。边界站采用加大公共信道配置的小区，可以解决位置更新的问题。

2移动性互操作

高铁覆盖采用专网覆盖，采用的是专用频点(也可以采用室内分布频点)。选择火车站站台作为过渡区域。在可能的情况下，在火车站站点安装室内分布系统(使用专网F2频点)，以增强专网的区域的信号覆盖，保证高铁用户在过渡区顺利完成切换和重选。

铁路专网采用单独的频点组网。车站是公网和铁路专网交迭的区域，用户进入站台后进入专网，而在离开站台或车站后，离开专网进入公网。因此，需要在车站配置双向邻区。

为保证用户在登上火车后进入专网，可通过切换和重选的参数控制使这些用户优先切换或驻留到异频专网。可以在站台设置一个过渡区完成优先切换和驻留，如图2：

过渡区是位于车站进站口和站台之间，公网小区和专网小区重叠覆盖的一段区域。假设过渡区内的公网小区为Cell1(频点为公网频点F1)，专网小区为Cell2(频点为专网频点F2)。Cell1可以利用覆盖车站的室内分布系统或宏小区，其在过渡区(进站口或站台)内信号强度可通过设计和优化而低于一定门限，建议低于-90dBm。

Cell2在过渡区内需要保证有良好的覆盖，使用户进入过渡区之后可以切换到Cell2。建议Cell2在过渡区内的信号强度高于-85dBm。同时，需要控制Cell2覆盖，尤其是在车站候车室和站外的信号强度，建议低干-90dBm，避免造成车站内外的用户大量异频切换到Cell2上。

对公网小区Cell1，配置异频切换门限，即2D和2F异频切换门限，使连接态用户进入切换区之后就可以启动异频测量并切换入专网。2D门限是控制用户启动异频测量的门限，需要将该门限设置为大于过渡区内Cell1-内信号强度的数值，从而使用户进入切换区后即可以启动异频测量。但该参数如果设置过高，可能对过渡区外公网用户造成影响。如过渡区内公网小区的信号强度为90dBm以下，则2D门限可以取为-85dBm。同时异频切换的Cell1小区电平门限需要低于过渡区内专网小区的信号电平，保证公网用户在启动异频测量后，可以触发异频切换。

专网小区Cell2配置Cell1为邻区。为了避免专网小区用户在过渡区内切换到公网，可以将2D启动门限设置为低于过渡区和铁路内专网信号电平的值。同时，为了避免乒乓切换，2D启动门限可以低于从公网小区到专网小区的异频切换目标小区电平门限。

对于空闲态用户，需要通过重选参数控制使用户进入过渡区后重选入异频专网。重选参数一般采用Ec／Io测量。可以设置较高的异频测量启动门限，建议设置为2dB，使公网小区用户一直进行异频测量。同时在邻区配置中对Cell2邻区配置较小的小区重选偏值，使用户优先重选至专网小区，建议将偏值设置为－6dB。

在铁路沿线，公网小区不配置专网小区为邻区。这样公网用户无法通过切换和小区重选到专网，以避免公网用户大量进入专网对专网容量造成影响。但由于铁路沿线可能经过一些城镇、村庄，用户在专网覆盖区域内开机，可能驻留入专网。为了避免对这些用户造成影响，在专网小区配置沿线公网

小区为邻区，使驻留在专网的非火车用户在离开专网覆盖区域后可以切换或重选入公网。但为了避免火车上的用户切换或重选八公网，需要在铁路沿线保证较好的信号电平，建议信号强度保持在95dBm以上，同时可以降低异频切换和重选的启动门限。

3隧道内覆盖

3.1采用方案

温福铁路将采用联通、电信共建的方式，此时存在共站点或共天馈的问题。在隧道内先与电信基站通过合路器或POI合路，然后再经过功分器分路，接入泄漏电缆，连接方式见图3：

3.2泄漏电缆链路预算

温福铁路隧道内所使用的泄漏电缆其具体参数如表1所示：

隧道内的理想链路上行路预算如表2。

链路预算基本可以满足1km的站间距要求。在隧道内，由于铁路规划泄漏电缆500米设置一段入口，因此可以隔一个入口放置2个RRU，RRU的间距为1km。

如果漏缆覆盖距离无法达到500米，可以通过在漏缆上加上行塔放的方法增加上行覆盖，同时也可以增加下行功放来增加下行覆盖。

4长桥覆盖

4.1现状

宁德特大桥全长8169公里，中间为海面，属于跨海特大桥。由于站址选择困难，中间海面没有可选用的站点，故覆盖比较困难。

4.2宁德特大桥专项规划

要实现宁德特大桥的远距离覆盖，必须要保证基站天线挂高的高度能达到覆盖目标。基站天线挂高的高度由2部分组成：站址的海拔高度与地面至天线的高度。

基站天线实际挂高情况将影响海面实际覆盖距离，天线挂高越高，无线传播受地球曲率的影响越小。在可能的情况下，应该根据与覆盖目标区域的距离，尽量选择海拔高度比较高的站址，以满足海面远距离覆盖对天线挂高的要求。只有天线挂高得到保证了，才可能实现远距离覆盖的目的。

根据实际情况，在宁德特大桥南、北各建了一个站，采用RRU1+RRU2和RRU3+RRU4这4个RRU来覆盖特大桥，并利用宁德火车站南和蕉城笔架山隧道基站来协助覆盖，如图4。

其中宁德特大桥北站点在山上，山头海拔高度达到50米，再加上抱杆高度，天线挂高可以达到60米。宁德特大桥南站点所在位置的海拔高度达到150米，加上抱杆或塔高，天线高度可以到160米。备选站点所在山头海拔高度达到200米，加上抱杆或塔高，天线高度可以达到210米。三个站点距离大桥的垂直距离分别为大桥北1.3公里，大桥南1.6公里，备选站点2.7公里。由于站点距大桥较远，可以使用18dBi 65度天线，用两个扇区朝向大桥覆盖。

同时考虑到大桥距海面有一定的高度(按照6米计算)，具有较好的传播环境，因此大桥北站点的覆盖半径可以达到2.0km，大桥南站点的覆盖半径可以达到约3.4km。也就是说，这两个站点可以覆盖宁德特大桥，见图5：

5结语

WCDMA的频率高，覆盖距离近，常规下的室内覆盖尚有一定的困难，在高铁的隧道覆盖上问题就更多。高铁的信号覆盖问题中，位置更新是共性问题，通过增加信道配置可以解决；站台移动切换过渡小区的提出更有利于用户从公网到专网的切换；长隧道以及特大桥的难点覆盖问题的解决办法，对其它各地的高铁移动信号覆盖与优化具有一定的参考价值。

参考文献

[1]张长钢，等，WCDMA无线网络规划原理与实践[M]，北京：人民邮电出版社，2005

[2]吴呈海，叶绍敏，谢子华WCDMA的RNC侧Iu-PS对接技术研究[J]，移动通信，2009(12)：40-44

[3]李世鹤TD-SCDMA第三代移动通信系统标准[M]，北京；人民邮电出版社，2003

[作者简介]

郑繁荣：毕业于成都电讯工程学院电磁场与微波技术研究生班。现任福建新大陆通信科技股份有限公司技术总监，主要从事无线通信技术研究、网络规划及优化工作。我国第一代直放站发明者之一，研制的LLZ-900MHz蜂窝式移动通信直放机曾获得福建省邮电科学技术进步一等奖、邮电部科学技术进步三等奖。

中国移动黑莓个人邮箱业务(BIS)正式登陆羊城

中国移动通信集团广东有限公司广州分公司(简称“广州移动”)和Research In Motion(RIM)公司在5月11日共同宣布，中国移动黑莓个人邮箱业务(BIS)在广州地区正式上线。该业务将满足广州地区个人用户的移动互联需求，帮助他们更好地管理和优化移动工作和生活，尽享便捷、高效的无线体验。

该业务能够提供丰富的应用和多种功能，其中之一是提供黑莓电子邮件推送服务。第一，开通BIS的用户可以在黑莓智能手机上绑定包括“139邮箱”在内的10个工作及个人邮箱，轻松便捷地随时收发邮件；第二，提供多种即时通讯工具，如飞信、黑莓用户专属的BBMTM(BlackBerry Messenger)等，随着越来越多不同地区的用户加入BBM这一庞大的族群，用户们将愈发体会到BBM的强大通讯能力和丰富的群组功能；第三，提供数量庞大、种类繁多的第三方应用软件供用户下载并使用，目前BlackBerry App World在全球已能提供逾3万个各类应用，包括网络社交、出行信息查询、酒店预订、游戏娱乐和股票交易等。

随着BIS的推出，广州地区的用户在黑莓智能手机产品上也将有更多的选择，包括广受市场欢迎的BlackBerry@8980 Curve^TM、BlackBerry@ 8520 Curve^TM、BlackBerry@ 8910 Curve^TM等，它们在广州移动的沟通100服务厅以及苏宁、国美、中域等零售渠道均有销售。即日起，广州地区的个人用户即可尽情发掘黑莓智能手机和服务的独特优势与精彩体验。