温福高铁宁德滨海特大桥覆盖创新解决方案

范照峰

（中国移动通信集团福建有限公司宁德分公司，宁德 352100）

温福高铁为福建省第一条高铁线路，为福建省通向江浙沪等经济发达地区最重要交通干线。宁德滨海特大桥是国家重点工程温福客运专线重点控制工程和最长的桥梁，位于福建省宁德市东南约4 km处，全长接近10 km，其中跨海部分全长5 500 m，是目前国内铁路客运专线中最长的一座跨海大桥。2008年启动高铁专网建设，2009年投产，距今已长达8年，但滨海特大桥由于特殊的地理位置，没有可行性解决方案，因而长期处于深度弱覆盖状态。2017年充分运用沈海复线滨海特大桥通车契机，创新规划、多方协同在高速滨海特大桥双向道路中间的隔离空间上建设17个物理站址，突破性的实现高速高铁滨海特大桥连续覆盖，对打造高铁精品网络，实现温福高铁全线高品质覆盖意义重大。

1 面临挑战

(1)长度长：对于大型桥梁场景，优先建议在桥梁两侧架设天线进行覆盖。但宁德高铁特大桥长度近10 km，传统的提升站高、采用高增益天线等覆盖方案已不再适用。

(2)间距大：高铁距离高速的距离普遍在200 m，选择高增益窄波瓣天线存在无法连续覆盖风险。

(3)高度矮：由于覆盖特大桥的站点是建在高速滨海特大桥双向道路中间的隔离带上，建设受限，基站天线高度仅为3 m。

(4)建设难：高铁特大桥架设天线难度大，工程条件非常有限。高速建设施工协调难、工期紧。

2 关键技术与实施方案

2.1 无线部分

2.1.1 无线链路预算

TDD覆盖：基于选取的传播模型、天线配置、高度等数据， 按照VoLTE标清（12.2 K）和高清（23.85 K）标准，采用单抱杆上双RRU背靠背组网时，每个RRU单独连接天线，通过链路预算结果，建议TDD按400 m建设。

GSM（FDD）覆盖：通过链路预算结果，建议GSM按800 m建设。

2.1.2 RRU选型

高铁覆盖推荐采用双通道RRU，以利于LTE系统实现MIMO传输。TDLTE选择RRU3182，较老设备3172支持的功率更大，可同时支持FAD 3个频段，相比传统新增F或者D频段设备的扩容方式，实现覆盖容量一步到位。GSM选择最新的2G设备RRU3953，输出功率大，支持后续FDD的升级。

2.1.3 天线选型

2G：选择2T4R天线ADU4515R5。

4G： 沈海高速复线与高铁特大桥之间的距离在200 m以上，为减少窄波瓣天线可能出现塔下黑或不连续覆盖的影响，优先选用65°宽波瓣天线。考虑到高速与高铁的间距200 m以上的现状，采用F+D宽波瓣天线ADU4518R6替代传统的高铁窄波瓣高增益天线ATD4519R0，以增大主瓣覆盖宽度范围，避免信号剧烈波动，同时精细规划小区内和切换带方位角，确保切换顺畅。图1是宽窄波瓣高增益天线示例。

2.1.4 天线选型小区合并

SFN将多个RRU合并为一个小区，在该小区中，所有RRU使用相同的PCI。该小区下行物理信道采用多RRU联合发送，使得原先彼此干扰的多个小区信号变成多径叠加增强的信号。该方案可减少小区数和切换次数，提升下行覆盖，提升下行吞吐率、减少掉话，提升用户业务体验。TDD UBBPd9板最大支持12个2T2R RRU合并为一个小区。图2是小区合并组网图。

图1 宽窄波瓣高增益天线示例

小区合并可以扩大小区范围，减少终端切换次数，提升下行覆盖，但由于合并了多个RRU，使得网络容量下降，因此需要根据高铁话务量综合考虑，确定SFN合并的RRU数量。普通小区改为SFN小区时，由于网络拓扑结构发生变化，需要重新规划PCI，满足PCI复用和相邻小区PCI mod 3不相等原则。

2.1.5 规划方案

本次GSM规划BBU两台，RRU16台，GSM（FDD）站间距800 m；高速上建设8个GSM物理点对高铁特大桥形成连续覆盖。LTE规划BBU 3台，RRU30台。高铁TDD站间距400 m， 高速上建设15个物理位置点对高铁特大桥形成连续覆盖。

2.2 传输部分

2.2.1 特大桥光缆纤芯规划特点

图2 小区合并组网图

图3 光缆纤芯规划

考虑后期光缆扩容困难，本期工程规划设计144芯光缆。分3个层面业务使用： GSM 3模站点44芯、TDD 站点48芯、南北侧直通光缆路由以及5G网络资源预留合计52芯。特大桥共计17个站点，每个站点采用抽芯“T”接不同业务有独立固定纤芯(在用芯及备用芯)，对每个站点的RRU采取直通的纤芯开通，所有BBU和PTN安装在南北侧机房（采用C-RAN组网），无跳接点便于维护。电力槽道建设方案采用玻璃钢上翻盖槽道，每个站点采用复合型材料分纤箱膨胀固定，起到防锈蚀作用。图3是光缆纤芯规划图。

2.2.2 特大桥PTN环网情况

特大桥分两个机房（南侧机房和北侧机房）集中布放BBU（高铁BBU池），PTN设备使用6150，与华庭和飞鸾组成GE环网。原飞鸾回后岗有两个路由（沿104国道直埋和沿线杆路两个平行路由），特大桥路由完成后，形成飞鸾回后岗稳定路由，原杆路路由做第三路由使用，有效保障飞鸾镇业务安全。图4是PTN环网与第三路由。

2.3 动力部分

沈海复线滨海特大桥双向道路中间的隔离空间可安装设备面积狭小，中间悬空，无法安装户外一体化开光电源柜；从特大桥头部引接交流电，至特大桥中部站点需引接5 km电力线，且中部站点功率预计达到3 kW，电压不足将造成设备频繁退服。创新应用省内首个大功率远供电方案，在特大桥南北两侧桥下位置建立2个综合机房集中供电，采用直流远供方式从两端向中心供电，两个机房各安装直流远供A端设备（南部8台、北部10台），减少电压压降，保障设备供电稳定；直流远供B端直接安装在设备抱杆上，解决安装空间不足问题。

3 效果

图4 PTN环网与第三路由

图5 测试前后RSRP和SINR对比图

宁德滨海特大桥LTE站点开通前，信号主要来源于周边16个公网小区远距离进行覆盖，长期存在LTE综合覆盖率差、用户感知差等情况。特大桥沿线补点开通后，路测LTE综合覆盖率从年初的91.30%提升至97.27%，提升幅度约6%。12月浙江牵头测试的温福高铁LTE综合覆盖率达到97.11%，超过集团挑战值。开通后特大桥路段平均RSRP由-99 dBm提升至-82 dBm，平均SINR值由5.4提升13.2，平均下载速率9.54 Mbit/s提升至18.9 Mbit/s，日均吸收高铁用户1 629个(单小区最大618个)、流量吸收58.38 GB，图5是测试前后RSRP和SINR对比图。