《td-scdma高铁隧道覆盖技术研究》

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1、TD-SCDMA高铁隧道覆盖技术研究2011.4数据通信TD—SCDMA…IeChnOlo嚣吴震宇'高泽华'高峰刘永平林海涛(1.北京邮电大学信息与通信工程学院100876:2.中国移动通信集团设计院有限公司北京分公司100038)摘要:根据高铁隧道覆盖的特点,从信号源和天馈系统的选择,容量估算,切换区设置等方面,对TD—SCDMA~络高铁隧道场景下的覆盖解决方案进行了系统阐述.同时,针对不同长度隧道提出了相应的解决方案.关键词:高速铁路;TD—SCDMA;隧道覆盖隧道作为高铁客运专线不可或缺的组成

2、部分,由于强电磁屏蔽性的特点,内部往往为弱覆盖区甚至无覆盖区,属于TD—SCDMA无线网络建设的重要场景之一.因此,对高铁隧道进行良好覆盖有助于提高TD—SCDMA网络的用户满意度,提升运营商品牌形象和竞争力.1隧道覆盖特点隧道覆盖属于线型封闭区域室内分布覆盖的范畴,但又有别于一般的室内场景,其主要特点:(1)封闭性强.一般隧道都是由山体开凿而成的,封闭性较强,对外部空间信号都有40dB以上的衰减.一般外部基站的信号传播至隧道后基本都不能满足覆盖要求.如果采用内部覆盖方式,隧道内的信号对外部的影响也

3、较小.(2)填充效应明显.填充效应是指列车经过隧道时,隧道中的空间基本被车体所填满,信号在隧道内的传播受到较大阻碍的现象.铁路隧道的填充效应十分明显,公路隧道由于空间较大,填充效应相对较弱.(3)可用空问有限.隧道内天线系统的安装空间十分有限,这使得天线的尺寸和增益受到很大的限制.(4)话务量较低但呈突发性.铁路隧道的话务量都在列车快速经过时产生,以车内用户为主,所以整体话务较低但具有突发性.因而隧道覆盖以解决连续覆盖为主,兼顾网络容量.(5)对网络关键性能指标KPI(KeyPerformanceI

4、ndicator)影响大.隧道内的通话过程易产生掉话,接入失败等网络问题,严重影响KPI指标.2隧道覆盖关键技术2.1信号源选择隧道覆盖需要根据隧道附近的无线网络状况,安装条件,传输情况,现有网络设备,覆盖和容量需求等因素,综合考虑所选取的TD—SCDMA信源.一般采用的信号源主要是基带拉远站和微基站.宏基站的成本很高,且需要机房和传输等配套设备,性价比较低,在隧道覆盖中一般不考虑使用.TD—SCDMA直放站由于技术还不成熟,在当前工程中也较少使用.基带拉远站:基带拉远站分为基带单元BBU(Buil

5、dingBasebandUnit)和远端射频单元RRU(Ra—dioRemoteUnit).基带共享资源池集中放置,通过光纤与远端单元相连,单小区支持184"RRU.RRU类似天线安装,可灵活地放置在隧道内的任何位置,支持抱杆,挂墙等多种安装方式.基带拉远站可根据容量需求灵活选择RRU数量,根据覆盖面积合理采用不同数目的信道.它同时具备宏基站大容量和微基站安装简便的优势,可利收稿日期:2011-06—0235技术交流TechnologyDiscussion用现有基站机房,采用现有的馈线窗和走线架,建

6、站周期相对较短,能够有效地解决以往TD—SCDMA馈线多,施工难度大,站址资源获取难的问题,是隧道覆盖信源的理想选择.微基站:微基站的建站成本相对RRU较高,同时需要配套的传输设备,扩容时需要更换设备.但是微基站能提供独立的系统容量,输出功率较高,覆盖距离更远,同时能够提供比较好的网络质量.所以在某些对覆盖,容量和网络质量要求比较高的隧道中,如果存在所需的传输资源,可以考虑使用微基站.2.2天馈系统选择完成TD—SCDMA信号源的选择后,还要根据实际情况配置不同的天馈系统来对隧道进行覆盖.通常有三种

7、常用的天馈系统配置方式:同轴馈电无源分布系统,泄漏电缆以及基站覆盖延伸系统.同轴馈电无源分布系统:采用该系统进行覆盖是隧道覆盖常用的方式,这种方案优点是设计比较灵活,成本相对较低,安装也较为方便;但缺点是占用空间较大,且覆盖效果受隧道形状影响也较大.同轴电缆的损耗较小,天线增益的选择主要取决于安装条件,在条件允许的情况下,可选择布放高增益的天线以增大单天线覆盖范围.』隧道内i口/,,双向天线卜—一dl—————一dl————斗_d2——}一d2—图1同轴馈电无源分布系统隧道覆盖示意图该系统的覆盖距

8、离可以根据ITU—R建议P.1238中提出的室内传播模型进行计算,该传播模型在隧道覆盖中也适用,计算公式为:Lp眦=201gf+201gd-28dB(1)其中,一为路径损耗(dB)i厂为工作频率(MHz);d为覆盖距离(m).在此,设定终端需要的最小接收电平为一85dBm,下行P—CCPCH注入功率为35dBm,天线增益为5dBi,1/2功分器插损为3dB,采用7/8"馈线,对于TD—SCDMA32作频段,每百米损耗取6dB,车体穿透损耗取CRHYrJ车的最大值24d