海南东环高铁GSM网络覆盖要点分析

吉万山， 黎正锋

（中国移动通信集团海南有限公司，海口 570125）

海南东环高铁GSM网络覆盖要点分析

吉万山， 黎正锋

（中国移动通信集团海南有限公司，海口 570125）

随着高速铁路的大量建设，高铁沿线现有无线网络覆盖面临诸多难题。本文以海南东环高铁GSM网络覆盖为案例，针对高铁网络覆盖提出的新要求，提出了专网覆盖组网方案、无线基站建设原则、不同场景下传播模型及切换区设置等，解决列车高速运行条件下接通率低、掉话严重的现象。同时，阐述了专网小区的载频配置原则。本文提及的关键技术和指导原则均在海南东环高铁专网覆盖建设中得到应用，效果明显。

高速铁路；穿透损耗；网络规划；专网

海南东环高铁全长308km，设计时速200km/h，预留250km/h提速能力。铁路穿越多处山地、高架桥、隧道等复杂地形，沿途GSM信号覆盖存在多处盲点。由于受到高速移动过程中的快衰落、多普勒效应、列车材质对无线信号衰减等影响，容易发生切换混乱、无法接通及掉话等现象。针对高铁覆盖的诸多难点，2009年初海南移动启动东环高铁覆盖工程，经过多方案比选，并参考国内外高铁覆盖经验，确定采用GSM专网覆盖方案。

1 动车组的影响

高速列车采用密闭式厢体设计，增大了车体损耗。目前运行的各种车型具有不同的穿透损耗，具体如表1所示。

表1 各种车型信号穿透损耗

海南东环铁路采用新型CRH列车，穿透损耗接近庞巴迪列车，按24dB估算。

2 高铁GSM专网建设思路

2.1 高铁GSM专网覆盖思路

专网将列车用户看做一个话务流动用户群，为用户提供优质铁路覆盖服务。用户群从车站出发，直至抵达目的地，都附着在专网内，发生的话务/数据流也都由专网吸纳，到达火车站后，重选/切换至车站或周边小区。

图1 高铁专网覆盖

2.2 高铁GSM专网覆盖组网方式

高铁专网覆盖以铁路附近GSM基站为信源，以数字拉远系统RRU为主要设备组网，如图1所示。采用多RRU共小区技术，与BBU相连的多个位置（Subsite）构成一个逻辑小区，形成长距离线状小区，用户在逻辑小区内无需切换和重选。

通过参数配置保证专网和公网分离，只在专网出入口与公网配置双向邻区关系，在其它专网站点与公网不设置邻区关系。

不同场景无线覆盖半径如表2所示。

表2 不同场景无线覆盖半径

3 高铁GSM专网设计方案

3.1 设计目标

海南东环铁路GSM网络覆盖要达到以下标准：同时满足语音通话与E-GPRS覆盖要求，车厢内边缘场强应达到95%区域大于-85dBm；车厢内无线信道接通率应大于98%；车厢内应达到95%区域通话质量优于3级；覆盖列车的基站平均掉话率应小于1%；下行支持单用户使用4个时隙，峰值速率可达236.8kbit/s，平均速率大于100kbit/s。

3.2 远端点设置方案

3.2.1 远端站点选择原则

（1）远端点距离铁路线50～100m为宜，铁塔距离铁轨的距离应大于铁塔高度；

（2）远端点的站址选择地势相对较高处，避免选择在低洼处；

（3）在铁路转弯处，站址选择在转弯的内侧；

（4）站点高度应高出轨面10～15m。

3.2.2 远端点建设方案

根据链路预算计算结果及现场实地查勘，东环高铁建设243个远端点，其中215个室外覆盖站点，28个隧道内安装站点。243个站点分为24个小区，平均每个小区10.1个远端点，平均每个小区覆盖距离12.8km。

3.3 切换区域设置

3.3.1 专网小区间切换

根据小区切换时间及大量工程实践可知，重叠覆盖区域场强应高于-85dBm，列车运行时间按12s考虑，如图2所示。东环高铁设计时速200km，重叠区长度为666m。

图2 切换重叠区设置

东环高铁GSM专网共设置24个逻辑小区，有23处切换区，全部设在隧道外。在切换区采用远端站设置2个GRRU方式建设。

3.3.2 专网与公网间切换

火车站是专网和公网切换的主要位置，切换区设置如图3所示。

图3 火车站切换关系设置

（1）站台专网小区。火车站站台设置高优先级专网小区，确保旅客选择、重选/切换进入专网。采用分布系统精确覆盖，保证专网车内场强的同时，控制其覆盖范围，避免信号外泄造成周边用户误接入。具体采用小板状天线沿站台覆盖，馈入约15dBm功率覆盖站台和列车；

（2）缓冲小区。候车厅设置专网和公网的重选/切换缓冲区，与广场公网作单向重选/切入关系，与站台专网小区作双向重选/切换关系，与广场公网次强小区作单向重选/切出关系；

（3）广场公网次强小区。在缓冲小区与火车站广场公网之间设置次强小区，与缓冲小区设置单向重选/切出关系，与火车站广场公网小区设置双向重选/切换关系。以人步行速度3m/s为参考，重叠覆盖区域应大于3×3.5＝10.5m。

4 总结

本文在分析高速铁路对网络覆盖影响的基础上，提出了专网建设思路，确定了海南高铁远端点和近端点的建设方案。

本文是海南东环高铁建设经验总结，具有一定的特殊性，例如海南全省仅有一个本地网，东环高铁不跨本地网等就不具有普遍性。其他省市在专网建设当中应根据本地区的具体情况，因地制宜。希望本文提出的建设思路和经验能够起到抛砖引玉的作用。

Experience in design and construction of the Hainan east ring high-speed rail GSM private network

JI Wan-shan, LI Zheng-feng
(China Mobile Group Hainan Co., Ltd., Haikou 570125, China)

With the construction of a large amount of high-speed railway, wireless network coverage along the highspeed railway is faced with many diff i cult problems. Considering the new requirements of the high speed rail network coverage, this article takes Hainan east ring high-speed rail GSM network coverage for the case, aims to overcome low percentage of successful connections and high drop-call problems in the train high-speed operation conditions, and puts forward Hainan east ring high-speed rail GSM private network coverage scheme, including the comparison of public network coverage and private network coverage, wireless base station construction principle, and the determination of the propagation model in different scenes. At the same time, the article puts forward the carrier frequency collocation principle of various private network areas. All the key technologies and guiding principles mentioned in this article have been applied in Hainan east ring high-speed private network coverage construction, and obvious results have been achieved.

high-speed railway; penetration loss; network planning; private network

TN929.5

A

1008-5599（2012）10-0053-03

2012-09-08

吉万山：中国移动通信集团海南有限公司副总经理。黎正锋：中国移动通信集团海南有限公司发展计划部副总经理。