高速铁路专网设计与优化
中国移动通信集团上海有限公司
2007年6月
1
目 录
一、
摘要 ........................................................................................................... 4
关健字： ..................................................................................................................... 4 二、
课题研究背景............................................................................................. 4
2.1 铁路提速............................................................................................................... 4 2.2 CRH简介................................................................................................................ 4 三、
高铁专网设计方案 ..................................................................................... 5
3.1专网设计目标 ........................................................................................................ 5 3.2列车穿透损耗测试 ................................................................................................. 5 3.2.1 T型列车测试 ................................................................................................... 5 3.2.2 K型列车测试................................................................................................... 6 3.2.3庞巴迪列车测试 .............................................................................................. 7 3.2.4 CRH2测试........................................................................................................ 7 3.2.5测试小结 ......................................................................................................... 8 3.3重叠覆盖距离估算 ................................................................................................. 8 3.3.1 手机重选与切换 ............................................................................................. 8 3.3.2列车时速与重叠覆盖距离 ............................................................................... 9 3.4传播模型采用 ........................................................................................................ 9 3.4.1传播模型简介 .................................................................................................. 9 3.4.2传播模型校正原理及方法 ............................................................................. 10
3.4.2.1 SPM校正原则 ................................................................................ 10 3.4.2.2 SPM校正流程 ................................................................................ 11
3.4.3传播模型应用 ................................................................................................ 13 3.5话务模型分析 ...................................................................................................... 17 3.5.1列车话音业务估算方法 ................................................................................. 17 3.5.2列车数据业务估算方法 ................................................................................. 19 3.6天线选择.............................................................................................................. 23 3.7站台与大网的衔接 ............................................................................................... 24 四、
高铁专网组网方案 ................................................................................... 24
4.1专网小区组成 ...................................................................................................... 24 4.1.1已建宏站采用方案 ........................................................................................ 24
2
4.1.2 新增宏基站建设方案 .................................................................................... 25 4.1.3直放站方案.................................................................................................... 25 4.2专网吸收周围大网话务预估 ................................................................................ 27 4.3各厂商BSC承载能力 ........................................................................................... 27 4.4 BSC归属和LAC设置原则 .................................................................................... 28 4.5切换关系设置原则 ............................................................................................... 30 五、
高铁专网优化方案 ................................................................................... 31
5.1专网频率规划原则 ............................................................................................... 31 5.2专网信道配置原则 ............................................................................................... 31 5.3小区参数设置原则 ............................................................................................... 32 5.4切换参数设置原则 ............................................................................................... 33 六、
技术方案总结........................................................................................... 33
3
一、 摘要
铁路大提速后，为保证乘客的通信畅通和通信质量，特制定高速铁路专网建设与优化技术方案。本方案立足于铁路专网设计总体目标，重点解决铁路提速后手机用户通信时发生的切换混乱、接通率低和掉话等现象，为此提出了高速铁路组网方案，包括位置区划分、基站配置和BSC归属等，并结合实际情况制定了相应的优化方案，包括专网频率规划和专网小区无线参数设置原则等。方案特别关注铁路提速后引入的动车组列车，对各种列车的穿透损耗进行了测试与分析，通过引入标准传播模型以及对地貌因子的校正，为基站位置和天线放置位置的正确选择提供了依据；同时通过建立行驶列车中乘客的话务模型和数据业务模型，提出了各专网小区的载频配置原则。方案所提及关键技术和指导原则均在沪宁铁路（上海段）专网覆盖建设中得到应用，效果明显，表明此方案对于铁路专网建设具有指导性、实用性和有效性。
关健字：
高速铁路、穿透损耗、传播模型、话务模型、网络规划、网络优化
二、 课题研究背景
2.1 铁路提速
随着城市经济的发展，铁路运输系统承担起越来越多的客流运送任务。自2007年4月18日起，中国铁道部将进行第6次列车提速。届时，列车时速将提升至200公里，而京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里。
2.2 CRH简介
在本次铁路提速的同时，铁道部引入了CRH这一新型列车，该列车全称为“中国高速铁路列车”，CRH是（China Railway High-speed）英文字母的缩写。该列车分为CRH1、CRH2、CRH3和CRH5这4个种类，其中，CRH1、2、5均为200公里级别（营运速度200KM/h，
最高速度250KM/h）。 CRH3为300公里级别（营运速度330KM/h，最高速度380KM/h）。而CRH2具有提升至300KM级别的能力。
4
表1：CRH列车基本信息表
列车类型 CRH1 CRH2 CRH3 CRH5 运营速度 200KM/h 200KM/h 330KM/h 200KM/h 最高速度 250KM/h 250KM/h 380KM/h 250KM/h 载客人数 670 610 暂无 604 列车长度 213.5M 201.3M 200.0M 205.2M 列车材质 不锈钢 中空铝合金车体 暂无 中空铝合金车体 三、 高铁专网设计方案
3.1专网设计目标
列车中的用手机用户进行通信时，由于受到高速移动过程中的快衰弱影响，列车材质对无线信号衰减的影响，往往会发生切换混乱，无法接通，掉话等现象。另外，由于组网过种中涉及的位置区过多，在LAC边界处又会由于大量位置更新而造成SDCCH溢出。因此，铁路专网设计的目的就是在克服上述影响的情况下，提高通信质量，从而提高用户感知度。因此，本次专网设计的目标值为列车内电平强度达到(-85dBm～-80dBm)，DT指标尽量达到集团要求的城市DT测试标准。
3.2列车穿透损耗测试
高铁专网设计中，首先要对各列车类型做相关的穿透损耗测试，以穿透损耗最大的车种作为设计基础，来确保用户在各种车型中都可以获得正常的通话电平值。为此，我们对铁路上海段行驶的T型列车、K型列车、庞巴迪列车和子弹头CRH2型列车逐一做了相关测试工作。其
中测试发信工具采用爱立信发设设备、定向天线支架和衰减器，该设备安装在列车外空地上；测试收信设备采用SAGEM OT290，该设备将在车厢外及车厢内多点处进行接收采样，从而比较出车厢内外的电平值差异。
3.2.1 T型列车测试
图1：T型列车测试平面图
5