基于传播模型和天线方向图高铁覆盖问题研究

李文生　李馨春　梁松柏

针对传统高铁WCDMA网络规划存在的问题，创新采用天线方向图和掠射角，并结合COST-231 Hata传播模型，计算满足全覆盖条件时不同技术组合下基站与轨道的垂直距离。结果表明，不同技术组合下基站与轨道的垂直距离应在合适的范围内才能达到高铁的全覆盖要求，实现投资收益最大化，避免因最弱点覆盖不足而造成重复投资。

天线方向图 传播模型 掠射角 垂直距离

In order to solve the problems existing in WCDMA network planning of traditional high-speed railway， the antenna pattern and the grazing angle are creatively used. Combined with the COST-231 Hata transmission model， the vertical distances between base station and orbit are calculated under different technical combinations and full coverage condition. The results show that the vertical distances between base station and orbit should be in the right range under different technical combinations in order to achieve full coverage of high-speed railway and maximize investment returns， avoiding the repeated investment because of inadequate coverage on the weakest point.

antenna pattern transmission model grazing angle vertical distance

1 前言

在高铁WCDMA网络规划仿真中，传统手段往往把天线覆盖增益图假设为球面利用传播模型估算小区最远覆盖半径，通过实际测试分析发现实际覆盖效果与规划效果存在较大偏差。由于高铁主要经过城市边缘，周边建筑物较少，因此多径效应不明显。本文创新采用天线方向图和掠射角，并结合传播模型3方面因素计算高铁WCDMA网络覆盖。根据计算，天线增益最小点是覆盖的最弱点，此处覆盖路段是高铁覆盖的最差路段。要实现高铁的全覆盖，在规划中就应考虑此处的覆盖要满足需求。另外，覆盖高铁基站不是距离铁轨越近越好，应该考虑掠射角的影响。结合天线方向图、掠射角和COST-231 Hata传播模型进行计算，统筹考虑高铁WCDMA网络覆盖，以实现投资收益的最大化。

4 结束语

在规划高铁覆盖方案时，要统筹考虑天线方向图和掠射角对高铁覆盖的影响，采用合理的技术进行精确计算，避免因考虑不全而造成重复规划和投资，浪费大量人力和物力，在满足质量的前提下可减少建站数量，以节约投资成本。

由于高铁覆盖和小区发射功率、车型、天线型号及RRU布局有关，因此应进行严格计算。

高铁覆盖业务量较低，建议采用多RRU合并，可以减少切换，有效扩大单小区的覆盖范围；提高用户感知，减少建站数量。

根据高铁专网覆盖的特点，建议选用高增益天线来减少对大网的影响，增强对高铁的覆盖，减少建站数量。

参考文献：

[1] Harri Holma， Antti Toskala. UMTS中的WCDMA——HSPA演进及LTE[M]. 5版. 杨大成，等译. 北京： 机械工业出版社， 2012.

[2] 王有为，徐志宇，夏国忠. WCDMA特殊场景覆盖规划与优化[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2011.

[3] 郭军伟. 高速移动列车无线组网方案[J]. 中兴通讯技术， 2010（2）： 53-55.

[4] 谭钰山. 广西北部湾CDMA海面覆盖研究[J]. 中兴通讯技术， 2011（5）： 46-50.

[5] 谢益溪. 无线电波传播——原理与应用[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.endprint

针对传统高铁WCDMA网络规划存在的问题，创新采用天线方向图和掠射角，并结合COST-231 Hata传播模型，计算满足全覆盖条件时不同技术组合下基站与轨道的垂直距离。结果表明，不同技术组合下基站与轨道的垂直距离应在合适的范围内才能达到高铁的全覆盖要求，实现投资收益最大化，避免因最弱点覆盖不足而造成重复投资。

天线方向图 传播模型 掠射角 垂直距离

In order to solve the problems existing in WCDMA network planning of traditional high-speed railway， the antenna pattern and the grazing angle are creatively used. Combined with the COST-231 Hata transmission model， the vertical distances between base station and orbit are calculated under different technical combinations and full coverage condition. The results show that the vertical distances between base station and orbit should be in the right range under different technical combinations in order to achieve full coverage of high-speed railway and maximize investment returns， avoiding the repeated investment because of inadequate coverage on the weakest point.

antenna pattern transmission model grazing angle vertical distance

1 前言

在高铁WCDMA网络规划仿真中，传统手段往往把天线覆盖增益图假设为球面利用传播模型估算小区最远覆盖半径，通过实际测试分析发现实际覆盖效果与规划效果存在较大偏差。由于高铁主要经过城市边缘，周边建筑物较少，因此多径效应不明显。本文创新采用天线方向图和掠射角，并结合传播模型3方面因素计算高铁WCDMA网络覆盖。根据计算，天线增益最小点是覆盖的最弱点，此处覆盖路段是高铁覆盖的最差路段。要实现高铁的全覆盖，在规划中就应考虑此处的覆盖要满足需求。另外，覆盖高铁基站不是距离铁轨越近越好，应该考虑掠射角的影响。结合天线方向图、掠射角和COST-231 Hata传播模型进行计算，统筹考虑高铁WCDMA网络覆盖，以实现投资收益的最大化。

4 结束语

在规划高铁覆盖方案时，要统筹考虑天线方向图和掠射角对高铁覆盖的影响，采用合理的技术进行精确计算，避免因考虑不全而造成重复规划和投资，浪费大量人力和物力，在满足质量的前提下可减少建站数量，以节约投资成本。

由于高铁覆盖和小区发射功率、车型、天线型号及RRU布局有关，因此应进行严格计算。

高铁覆盖业务量较低，建议采用多RRU合并，可以减少切换，有效扩大单小区的覆盖范围；提高用户感知，减少建站数量。

根据高铁专网覆盖的特点，建议选用高增益天线来减少对大网的影响，增强对高铁的覆盖，减少建站数量。

参考文献：

[1] Harri Holma， Antti Toskala. UMTS中的WCDMA——HSPA演进及LTE[M]. 5版. 杨大成，等译. 北京： 机械工业出版社， 2012.

[2] 王有为，徐志宇，夏国忠. WCDMA特殊场景覆盖规划与优化[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2011.

[3] 郭军伟. 高速移动列车无线组网方案[J]. 中兴通讯技术， 2010（2）： 53-55.

[4] 谭钰山. 广西北部湾CDMA海面覆盖研究[J]. 中兴通讯技术， 2011（5）： 46-50.

[5] 谢益溪. 无线电波传播——原理与应用[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.endprint

针对传统高铁WCDMA网络规划存在的问题，创新采用天线方向图和掠射角，并结合COST-231 Hata传播模型，计算满足全覆盖条件时不同技术组合下基站与轨道的垂直距离。结果表明，不同技术组合下基站与轨道的垂直距离应在合适的范围内才能达到高铁的全覆盖要求，实现投资收益最大化，避免因最弱点覆盖不足而造成重复投资。

天线方向图 传播模型 掠射角 垂直距离

In order to solve the problems existing in WCDMA network planning of traditional high-speed railway， the antenna pattern and the grazing angle are creatively used. Combined with the COST-231 Hata transmission model， the vertical distances between base station and orbit are calculated under different technical combinations and full coverage condition. The results show that the vertical distances between base station and orbit should be in the right range under different technical combinations in order to achieve full coverage of high-speed railway and maximize investment returns， avoiding the repeated investment because of inadequate coverage on the weakest point.

antenna pattern transmission model grazing angle vertical distance

1 前言

在高铁WCDMA网络规划仿真中，传统手段往往把天线覆盖增益图假设为球面利用传播模型估算小区最远覆盖半径，通过实际测试分析发现实际覆盖效果与规划效果存在较大偏差。由于高铁主要经过城市边缘，周边建筑物较少，因此多径效应不明显。本文创新采用天线方向图和掠射角，并结合传播模型3方面因素计算高铁WCDMA网络覆盖。根据计算，天线增益最小点是覆盖的最弱点，此处覆盖路段是高铁覆盖的最差路段。要实现高铁的全覆盖，在规划中就应考虑此处的覆盖要满足需求。另外，覆盖高铁基站不是距离铁轨越近越好，应该考虑掠射角的影响。结合天线方向图、掠射角和COST-231 Hata传播模型进行计算，统筹考虑高铁WCDMA网络覆盖，以实现投资收益的最大化。

4 结束语

在规划高铁覆盖方案时，要统筹考虑天线方向图和掠射角对高铁覆盖的影响，采用合理的技术进行精确计算，避免因考虑不全而造成重复规划和投资，浪费大量人力和物力，在满足质量的前提下可减少建站数量，以节约投资成本。

由于高铁覆盖和小区发射功率、车型、天线型号及RRU布局有关，因此应进行严格计算。

高铁覆盖业务量较低，建议采用多RRU合并，可以减少切换，有效扩大单小区的覆盖范围；提高用户感知，减少建站数量。

根据高铁专网覆盖的特点，建议选用高增益天线来减少对大网的影响，增强对高铁的覆盖，减少建站数量。

参考文献：

[1] Harri Holma， Antti Toskala. UMTS中的WCDMA——HSPA演进及LTE[M]. 5版. 杨大成，等译. 北京： 机械工业出版社， 2012.

[2] 王有为，徐志宇，夏国忠. WCDMA特殊场景覆盖规划与优化[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2011.

[3] 郭军伟. 高速移动列车无线组网方案[J]. 中兴通讯技术， 2010（2）： 53-55.

[4] 谭钰山. 广西北部湾CDMA海面覆盖研究[J]. 中兴通讯技术， 2011（5）： 46-50.

[5] 谢益溪. 无线电波传播——原理与应用[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2008.endprint