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工程条件优先将站点交错部署在铁路两侧，有利于信号的均匀分布，对于弯路区域则优先将站点设置在弯道内侧。
3.4 主设备及天线配置
（1）单小区配置与站型配置主要受到主设备支持能力及光纤资源的限制，站型配置应优先保证多个RRU小区合并，从而降低跨小区切换数量；
（2）站型配置应在满足小区合并要求的基础上，优先采用高集成度的配置方案；
（3）软件要求支持双通道RRU级联、6个RRU的小区合并、高速移动功能；
（4）天线原则上使用高增益窄波瓣双通道天线（支持F频段、D频段）。
3.5 宏蜂窝基站站型配置
本期工程以覆盖为主，宏基站配置以S1、S11为主，单载波带宽建议为20MHz。
3.6 频率配置
（1）市区内高铁路段：根据区域内频率整体策略选用F或D频段组网，优先与区域内公网采用异频组网方式；
（2）郊区、农村高铁路段：使用F频段组网；
（3）隧道场景：采用泄漏电缆或室内分布系统方式覆盖，使用F频段组网；
（4）车站覆盖：优先使用E频段组网。
3.7 TA设置方案
（1）以地市为单位划分高铁专网TA；
（2）TA边界尽量设置在车站附近等低速运行地带；
（3）参照高铁GSM专网的LA进行TA划分，TA边界不能跨MSC POOL；
（4）在MSC POOL边界，应严格保证TA和LA在同区域的对应关系，从而保证无线边缘对齐，避免寻呼失败；
（5）为便于网络管理，应避免TA跨厂家设置。
3.8 隧道覆盖
火车隧道相对于高速公路隧道，当列车通过时内部空隙狭小，若采用天线覆盖，则入射角小，列车填充效应明显，列车穿透损耗增大，从而影响覆盖效果，并且隧道内部环境实施环境差，安装天线比较困难。而若采用泄漏电缆，由于整条电缆平行于隧道，且信号馈口可以处于列车窗口高度，信号可均匀覆盖整条隧道，入射角大，因此可以有效避免使用天线覆盖时产生的问题。综上所述，隧道内部采用泄漏电缆更加理想。
为保证隧道与室外信号平滑过渡，一般在隧道口安装RRU搭配高增益窄波瓣板状天线对隧道口外进行覆盖。
4 实际应用
4.1 高铁概况
遂渝铁路是中国西部首条高速铁路，设计时速250km，全长190km，其中重庆境内约148km，隧道长度约72km，隧洞82个，最长隧洞约5km。遂渝线隧洞总体较多，长隧道占较大比例，隧道对整个铁路覆盖效果的影响较大。
4.2 工程规模
本工程共包括宏蜂窝基站141个，其中利旧2G站址基站45个，新选站址96个，共站率为31.91%，隧道覆盖共使用259个RRU。本工程宏站及隧道分布系统共配置S1站点28个，S11站点49个，新增载波126个。
4.3 典型场景
图3为一段完整的铁路覆盖示意图，其中包含了连续宏站覆盖、跨江覆盖、隧道口覆盖、短隧道覆盖、短隧道群覆盖以及长隧道多种典型场景示例。
（1）连续宏站覆盖
该项目规划时，主设备支持能力较弱。对于宏站，为尽量减少切换次数，按照BBU+RRU的典型组网单元为1个BBU+4个双通道RRU进行组网，“北碚先锋村”与“先锋村拉远二”这2个站点合并为同一小区，上端机房为先锋村，两站站间距约为500m。
（2）隧道口覆盖
为使隧道口与隧道外信号平滑过渡，专门设计了高增益的室外覆盖板状天线安装于隧道口附近，并且尽量与隧道口附近宏站合并小区，以避免隧道口发生切换。如图3所示，LTE127与干坝子隧道口，LTE127站的2个RRU与干坝子隧道中左侧4个RRU同属一个小区，干坝子隧道中右侧1个RRU与LTE126站单扇区等同属另一个小区；两小区切换带设置于干坝子隧道内。
（3）跨江覆盖
由于江面信号一般比较杂乱，也是网络优化的难点，所以在设计时应尽量避免切换发生在过江带。为此，干坝子隧道右侧隧道口与桐子浩隧道左侧隧道口合并为同一小区。两隧道口之间江面宽度约为1km，两隧道口RRU因站轨距较小，覆盖1km预计比较困难，故在桐子浩隧道口附近、站轨距约100m之处增加LTE126单扇区，增加桐子浩隧道口一侧覆盖距离，以提高江面覆盖的连续性。
（4）短隧道覆盖
为保证隧道覆盖，避免列车隧道内的填充效应，未采用隧道天线或者室外信号进行覆盖，本项目隧道覆盖全部采用泄漏电缆覆盖。隧道口一般专门采用室外窄波瓣高增益天线与RRU搭配的方式对隧道口外进行覆盖，以增加隧道口信号的连续性。如桐子浩隧道长约233m，单小区即可完成该隧道覆盖。
（5）隧道群覆盖
对于隧道口间距为500m以内的连续隧道群，在短隧道覆盖的基础上，需考虑单小区容纳RRU数量，超过单小区容纳RRU数量之处则需设置切换点。因隧道口隧道内信号相对纯净，又垂直于窗口进入列车，辐射夹角最大，更加利于不同小区信号的切换稳定，故切换点应尽量设置于隧道内而避免在隧道口。如图3中的刘家沟隧道与西山坪隧道（多于2个隧道的连续隧道群同理，以此类推），隧道口间距只有120m，在保证两隧道口同一小区后，隧道内还有其它RRU因同小区只能容纳6个单通道RRU的设备能力，无法与隧道口RRU共小区，所以在西山坪隧道内设置切换区。
（6）长隧道覆盖
隧道内RRU安装间距约为500m，且两个RRU之间通过泄漏电缆连通，即不同小区的两个信号可以在同一根泄漏电缆中同时传播，从而实现了重叠覆盖区。根据上文关于泄漏电缆传播模型的论述可知，间距500m的RRU的分布距离可以满足单边覆盖距离以及重叠覆盖区的要求，而且隧道内信号相对纯净，又垂直于窗口进入列车，辐射夹角最大，更加利于不同小区信号的切换稳定。对于长度超过单小区6个单通道RRU覆盖的长隧道，隧道内切换则不可避免，如新西山坪隧道。在满足两侧隧道口覆盖要求后，隧道内剩余RRU组成同一小区，在隧道内将发生两次切换。需要特别说明的是，西山坪隧道和新西山坪隧道为遂渝铁路双向单轨的运行隧道，且同侧的两隧道口相距约为10m，为保证两隧道口信号的纯净，故两隧道口RRU设计为同一小区。
（7）设备配置
从图3中可以发现，标注“上端：先锋村”的小区有5个，即有5个小区的设备安装于基站“先锋村”机房内。由于本项目采用的是S1和S11这2种BBU，因此在先锋村基站机房内将安装3台BBU，即1台配置为S1和2台配置为S11的BBU，从而节省了因BBU安装于不同机房的相关资源。
5 结束语
随着技术的更新换代，主设备单小区支持RRU数量将大幅增加，从而切换带会大大减少，但同时从安全角度考虑，若同一机房拉远过多设备，一旦发生事故，影响也会过大，所以切换和安全两者需综合考虑。目前铁路覆盖，特别是丘陵地带TD-LTE系统铁路覆盖还是一个新课题，需在实践中不断总结经验和不足，本项目的设计为我国山地高速铁路覆盖提供了参考。
参考文献：
[1] 王映民，孙韶辉. TD-LTE技术原理与系统设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.
[2] 蒋远，汤利民. TD-LTE原理与网络规划设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2012.
[3] 啜钢，王文博，常永宇，等. 移动通信原理与系统[M]. 2版. 北京： 北京邮电大学出版社， 2009.
[4] 唐飞雄. 高速铁路TD-LTE网络覆盖关键问题探讨[J]. 电信工程技术与标准化， 2013（7）： 45-48.
[5] 张强. 高速铁路TD-LTE网络覆盖规划探讨[J]. 移动通信， 2014（S1）： 243-245.
[6] 中国移动通信集团设计院有限公司. 4G网络高速铁路建设方案[Z]. 2014.
[7] 杨亮亮. TD-LTE高速铁路覆盖方案[J]. 中兴通讯技术， 2013（6）： 26-27.
[8] 李丹，庄宏成. 高速铁路3G及TD-LTE移动通信关键问题研究综述[J]. 计算机应用研究， 2013，30（5）： 1297-1302.
[9] 周铁建，常贺. TD-LTE高铁覆盖优化方法探讨[J]. 电信工程技术与标准化， 2014（1）： 16-20. |
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发表于 2022-2-27 18:24:22