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GSM通信研究論文:GSM通信鐵道沿線覆蓋探究

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GSM通信研究論文:GSM通信鐵道沿線覆蓋探究

本文作者:林竹軒蔡瑋作者單位:中國移動通信集團浙江有限公司

各車型穿透損耗

高速鐵路的列車一般為CRH車型,該列車分為CRH1、CRH2、CRH3和CRH5,如表3所示。浙江境內(nèi)的高鐵多為CRH1和CRH2型列車。

EIRP的計算

(1)載頻發(fā)射功率:單載頻發(fā)射功率為20W。(2)合路器:2載波通過一級合路發(fā)射(約3.3dB)。(3)饋線損耗:機柜內(nèi)的跳線損耗約為0.6dB;7/8英寸標準的饋線損耗為3.8dB/100m。假設(shè)某小區(qū)的天線掛高為35m,則饋線總損耗為:(35+5)×0.038+0.6=2.12dB。(4)接頭損耗:所有接頭損耗約為0.5dB。(5)天線分路損耗:高速鐵路沿線覆蓋一般采用兩面天線背向發(fā)射,設(shè)功分器損耗為3dB。(6)小區(qū)的EIRP值=載頻輸出功率-饋線損耗-接頭損耗-合路損耗-天線分路損耗+天線增益=43-2.12-0.5-3.3-3+21=55dBm。

傳播模型

本文為了分析鐵路信號覆蓋需求,采用較常用的奧村-哈塔模型:Lp=69.55+26.16logf-13.82log(hb)+(44.9-6.55lghb)×lg(d)-a(hm)(1)其中,Lp為路徑損耗、f為工作頻率(MHz)、hb為基站高度(m)、hm為手機高度(m)、d為手機到基站的距離(km)、a(hm)為移動臺高度修正因子,與地形環(huán)境相關(guān)。在f≥400MHz的時候,a(hm)=3.2×[log(11.75hm)]2-4.97。假定:基站高度30米、手機高度2米,則Lp=125+35log(d)。

分場景的覆蓋距離

室外場景:在開闊地、市郊、密集城區(qū),載波輸出功率40dBm、天線增益21dBi情況下,覆蓋距離如表5所示。隧道場景:采用泄漏電纜的方式。假設(shè)泄漏電纜的損耗為每百米3.2dB,耦合損耗為72dB,高鐵車體損耗為24dB,采用功分器,如果漏纜總長度為500米,那么在漏纜末端收到的下行信號為-83.45dBm,而基站收到的上行信號為-95.45dBm,可見隧道是一個上行受限場景,在使用功分器的情況下單邊覆蓋500米,不使用功分器單邊覆蓋可達600米。

室外鐵路覆蓋解決方案

室外依據(jù)農(nóng)村開闊地、市郊、密集城區(qū)、丘陵、U形、橋梁等不同場景可參考以下原則分析進行組網(wǎng):(1)站點距鐵路線垂直距離建議在100±50m范圍內(nèi),不宜超過300m,為利于控制覆蓋,郊區(qū)鐵路沿線地貌空曠時,站點距鐵路線垂直距離可大些,城區(qū)民宅或廠房等較多,距離則應(yīng)小些。(2)對于平原開闊地形,高鐵覆蓋gsm網(wǎng)基站覆蓋半徑宜控制在1.2km~1.5km;對于山區(qū)、丘陵地帶,以滿足覆蓋要求為準,站間距在1.0km~1.2km,適宜選擇地勢高、能夠直視鐵路的位置;對于城區(qū)站間距建議為0.6km~1.0km,盡量利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基站覆蓋城區(qū)段鐵路。(3)對于直線軌道,相鄰站點宜交錯分布于鐵路的兩側(cè),形成“之”字形布局,有助于改善切換區(qū)域,有利于車廂內(nèi)兩側(cè)信號質(zhì)量的均衡。(4)對于鐵路彎道,站址宜設(shè)置在彎道的內(nèi)側(cè),這樣可增加入射角,從而保證覆蓋的均衡性。(5)天線掛高設(shè)置應(yīng)考慮鐵軌高度,天線掛高需高出軌面10m~15m。(6)如果專網(wǎng)基站與鐵路沿線的垂直距離小于100米,宜采用窄波束高增益天線,如33度21dBi天線;當專網(wǎng)基站與鐵路沿線的垂直距離較大時可采用較寬波束如65度18dBi增益天線。(說明:專網(wǎng)即指專用于覆蓋鐵路沿線的網(wǎng)絡(luò)。)(7)單點可設(shè)置兩小區(qū)或單小區(qū)+功分器,實現(xiàn)單站點兩方向覆蓋;利舊站點可分裂出獨立小區(qū)專門用于高鐵的覆蓋。(8)必要時可采用各種覆蓋增強技術(shù)改善覆蓋效果,例如高功率載頻、塔放、四天線分集接收等。(9)對于丘陵、U形、郊區(qū)鐵路邊房子阻擋等路段,手機容易發(fā)生掉話和未接通的情況??衫肎RRU拉遠系統(tǒng)連續(xù)覆蓋并將切換和重選引出復(fù)雜地形,以減少切換和重選操作。(10)對于密集城區(qū),為了減少專網(wǎng)對大網(wǎng)的影響,在這些場景區(qū)域可以考慮引入微專網(wǎng)覆蓋,微專網(wǎng)天線高度一般不超過6m~7m,站間距500m左右,采用窄波束高增益天線。

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