不同场景基站建设模式介绍

一、 不同场景基站建设模式介绍

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基站典型场景建设模式

在移动通信网络建设中，网络规划的优劣会直接影响覆盖效果、网络质量、投资规模和工程难度。无线网络随着不同区域地形特征、用户特性等情况的不同，具有不同的特性。因此无线网络规划必须因地制宜，采用合理的网络建设方案。

在各种城市中存在多种场景，其中有6类典型的特殊场景：城市CBD地区、住宅小区、城中村、道路、立交和隧道。这6类场景在城市中出现多，地形特征、用户特性等情况都具有一定特殊性，对其无线解决方案进行探讨十分必要。通过对无线网络在发达城市典型场景下无线解决方案的研究，可以为更科学准确的完成无线网络规划方案提供参考。下面简要介绍6类典型场景的无线解决方案。 1.1

城市CBD无线解决方案

1.1.1 特点描述

CBD集中大量的金融中心、商贸及商务办公楼、高级酒店、公寓等设施，是现代城市中的重要地区。CBD主要特征有：位于城市黄金地带，高楼林立；作为城市的功能核心，经济、科技、文化和商业高度集中；交通便利，人流、车流和物流巨大；白天人口密度最高，昼夜间人口数量变化最大。从无线传播特点来看，CBD区域百米以上的高档写字楼林立，无线传播环境复杂，建筑物穿透损耗大，一般在20dB左右。从用户需求角度来看，CBD区域用户密度高，高端用户比例高，平均话务量高，数据业务需求量高，对服务质量要求高。

1.1.2 解决方案

（1）CBD室外覆盖建议以大容量宏蜂窝站型为主。对于无法满足机房条件区域，可采用RRU或室外型基站。宏基站覆盖区内出现新的话务热点，可用小基站满足需求。站址选择需保证天线不被周围建筑物阻挡。天线选择较低增益65度天线和较大电下倾，抑制高站的越区覆盖。另外CBD是高话务区域，各个运营商都重点覆盖，因此经常出现多系统共站址，多系统隔离困难。对干扰严重区域需适当加滤波器满足要求；

（2）CBD室内覆盖主要解决室内高话务问题，同时解决导频污染和干扰问

题。可参照楼宇商业价值高低，选用室内分布系统方式或室外站覆盖室内方式。对购物商场、商务楼和酒店，通常采用小基站或RRU为信号源加室内分布系统方式。这几类建筑结构多为加强钢筋混凝土骨架和玻璃幕墙，楼层内一般无阻挡或是简单的装修隔段，可不考虑穿透损耗；层间穿透损耗较大，因此主要考虑视距传输、信号能量以直达径为主。

1.1.3 实例分析

某城市CBD区域有众多商业区和办公区，该区域情况和环境如图1所示。

图1 某城市CBD区域情况和环境图

对该区域，采用10个宏基站解决室外覆盖，平均站距327米，平均站高37米。

图2 某城市CBD区域基站分布情况

此外在该区域建设多个室内分布系统加强深度覆盖和吸收话务。

1.2

住宅小区无线解决方案

1.2.1 场景描述

住宅小区是国内城市环境的一大特点，主要表现为集中、密集和高层，尤 其是近年新建的住宅小区。住宅小区楼层较高，且高度接近，楼宇排列往往自成体系，呈封闭式或半封闭式。从无线传播特性来看，这些建筑物的低层基站信号通常较弱，存在部分盲区；建筑物的高层则信号杂乱，干扰严重，通话质量差；大多数的地下建筑如地下停车场等场所，通常是盲区。无线信号随着建筑物的楼层分布，表现出不同分布特征，难以完全把握。从用户特性来看，住宅小区用户以高端客户为主，晚间话务密集。 1.2.2 解决方案

（1）大型高尚住宅小区：采用小区外新建室外站点并在小区内增设室内分布系统的手段解决。在仅凭室外站无法有效解决室内信号覆盖状况下，根据实际电测结果，在地下停车场、电梯井及其它有必要加强覆盖区域新建室内信号分布系统。对于高楼上部可通过小基站或RRU加定向天线上倾角的方式解决覆盖；

（2）范围不大、但相对封闭的高尚小区：可在小区内有选择地对一些高楼做电梯室内覆盖，然后通过馈线将信号引到小区外面，选择合适的位置，使用美化天线对小区进行覆盖。这种覆盖方式以电梯室内覆盖为切入点，信号源一般使用微蜂窝或直放站，对机房的要求不高，工程量较小，可部分缓解物业谈判的压力，减小被小区居民投诉的可能性；

（3）占地面积比较大，既有高层又有中高层建筑的密集住宅小区：可考虑分区用室外信号分布系统进行多点覆盖。基站设备可以安装在小区的接入网机房，通过射频拉远或室外分布系统等手段将信号引到不同区域，再采用易于室外安装且美化的天线对各分区进行信号覆盖。这样“化整为零”的做法，工程量小且比较隐蔽，可以缓解物业谈判的压力；

（4）一般住宅小区：主要通过室外基站来进行覆盖。这类住宅小区，层高 平均在7～10层左右，没有明显高楼，规划比较整齐，楼间距比较宽。对这种住宅小区主要解决方法有：如果能在小区内建站的话，通过在小区内选择一个相对高的楼房，然后在楼房上加个8～10m的增高架，对小区进行覆盖；如果不能在

小区内建站的话，可以考虑通过在小区附近选择一个相对高的楼（保证10m左右的高度差），从小区外向小区内进行覆盖。 1.2.3 实例分析

某住宅区共有楼房12栋，该区域情况和环境如图3所示。

图3 某住宅区情况和环境图

对该小区采取的覆盖方式如下：对于小区室外信号选择在小区楼房的天面 上安装室外美化天线进行覆盖吸收话务；电梯井道，可以采用在电梯井内每隔3～4层安装板状天线，极化方向朝电梯厅，覆盖电梯井兼顾覆盖电梯厅；对于地下停车场可在相应地方安装全向吸顶天线进行覆盖，解决盲区。

1.3 城中村无线解决方案 1.3.1 场景描述

城中村是指楼层在7～10层左右，楼间距仅1～2m的村屋。这种楼群多集中在城市中心闹市区，建筑物密集，人口密度高且流动性大，是移动话务高发区。因建筑物穿透损耗大、传播环境差，覆盖主要依靠信号的绕射及建筑物之间外墙对信号的反射解决。由于楼距过窄，绕射和反射的信号衰减非常快，信号到达底

层时会非常微弱，距离基站200～300m的村内楼房室外低层信号已降至-85dBm左右，室内信号普遍偏弱。基于话务模型和传播模型的特殊性，城中村信号覆盖需要采取多方式、多层次的覆盖。 1.3.2 解决方案

（1）在城中村外围，采取加大天线挂高方法解决城中村覆盖问题。这种方法站址选取难度比较小，但深度覆盖效果可能不太理想；

（2）在城中村适当的位置附近选择一个相对高的楼房，通过支撑杆或增高架来确保与周围建筑物有10m左右的高度差，将无线信号以高往下压的形式对城中村进行覆盖。因城中村内的巷道窄，建筑高度基本在同一水平面上，造成这种方式只能对村内建筑高层进行覆盖，且覆盖范围不会很广；

（3）对密集城中村来说，更有效的解决办法是室外覆盖和室外分布系统相结合。通过合理的室外基站布点解决城中村的大部分覆盖问题（主要是高层），对底下一、两层信号不好的区域采用室外分布系统进行完善。这种做法的成本相对较高，但覆盖效果会更好。 1.3.3 实例分析

某城中村共计楼宇700多栋，楼高5～8层左右，为住宅楼，无地下室与电梯，楼宇间隔较小，一般为1～2m左右。村内环境如图4所示。

图4 城中村场景图

对该城中村目前采取分层分别覆盖的方式：高层通过室外宏蜂窝的方式覆 盖；低层通过村内分布系统的方式覆盖，主设备采取RRU。建成后测试表明，道路接收信号在-75～-85 dBm，ECIO在-10dBm以上，信号覆盖良好

1.4

道路无线解决方案

1.4.1 场景描述

城市常见的公路、高速公路、铁路，都属于线状覆盖场景。此类场景随着地理环境的不同，在不同地段差异较大，或平直少弯，或绕山而行，或大起伏多拐弯等。道路覆盖的传播模型和信道环境较为特殊，室外传播环境近似农村场景，但终端移动速度一般在80～220km范围内。目前对于城市快速发展过程中新兴的交通干线，由于其周边基站属前期建设，并未对道路进行专门考虑，因此某些路段接受到的弱信号过多，导频污染严重。基于道路场景的话务模型和传播模型特点，道路覆盖宜结合实地情况采取灵活多样的方案。 1.4.2 解决方案

实际工程中，道路场景的覆盖解决方法灵活多样。以下是几种常用的方法。 （1）通过道路沿线基站的调整优化，比如调整方向、下倾角等兼顾面、线覆盖；

（2）在道路周围站点稀疏，且有较大面覆盖目标区域情况下，选择在道路沿线新建宏蜂窝基站，利用其中两个扇区以背靠背方式沿交通干线两个方向覆盖（在拐弯处建设宏蜂窝并沿路方向覆盖效果较好），另一个扇区兼顾沿途区域的覆盖；

（3）在局部路段可采用微基站+直放站的方案进行补盲覆盖，微蜂窝兼顾道路沿线面覆盖目标的覆盖，剩余容量可支持周边公路沿线的延伸覆盖。直放站设备安装简单且开通迅速，可大大节省配套设备的建设投资。在天线选型时，结合道路特点，可适当采用高增益、窄波瓣天线。

1.5 高架桥无线解决方案 1.5.1 场景描述

城区内高架交通干线（如高架路/桥、立交桥、城市环道等）沿线区域，车流量大且车速较高，话务密度高，在上下班时间段是道路上的话务高峰期，尤其是塞车时话务量需求更大。但高架交通干线与沿线建筑距离较小，干线上层信号杂乱，容易缺乏主导频覆盖，干线下方容易产生覆盖盲区。

1.5.2 解决方案

对于高架桥，可用增益较低的定向天线直接覆盖。高架交通干线下方的覆盖盲区或频繁切换区与机房距离较远时，可通过射频拉远方式进行补盲或加强主导频覆盖；高架交通干线下方的覆盖盲区或频繁切换区距离较近时，可通过耦合放大射频信号进行补盲或加强主导频覆盖，这时天线多安装于建筑物外部或裙楼。城市高架道上的车流量大，照向干道方向的小区天线建议采用210度天线，单个小区可覆盖更长道路，从而避免道路上的频繁切换。小区间切换区适当大一些，保证高速移动切换成功。在制订城市立交桥无线覆盖方案时，考虑到环境协调性应根据市政要求对天线更进行隐蔽和美化处理。 1.6

隧道覆盖无线解决方案

1.6.1 场景描述

地铁和隧道无线环境比较封闭，外围无线信号难以进入，但话务量小且基本不存在干扰控制问题，主要考虑天线的选择及安装。多数隧道是直通隧道或少而缓慢的弯道，隧道双方向完全隔离，用户具有中等的移动速度。地铁和隧道的覆盖对于建设精品网络而言至关重要。 1.6.2 解决方案

（1）RRU+泄漏电缆解决方案。信号源通过泄漏电缆传输信号，并通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用；

（2）直放站解决方案。由室外施主站提供容量，直放站的覆盖天线或分布系统需通过光纤或同轴电缆来传入隧道。地铁出入口的覆盖可用室外站定向照射。对于地下商贸城与地铁站连为一体时，可采用宏基站+RRU或小基站覆盖+室内分布系统兼顾。

2

2.1

基站特殊场景建设模式

山顶站

山顶基站一般指建设于山顶的无线基站，在2G/3G时代，山顶站提供广域覆

盖，但山顶站因为天线挂高较高，覆盖距离较远，提供数据流量能力有限，做为4G站址覆盖效果较差。因此一般山顶基站作为4G站址时要重新评估。

山顶基站建设方式一般根据覆盖场景而设置。最常见的山顶站覆盖场景有：山区农村广域覆盖、高速公路、高速铁路及重要交通要道线覆盖、海域广域覆等。前期山顶基站多采用土建机房+铁塔建设模式，后期运营商为节约投资，提升投资回报率，较多地采用一体化机柜+支撑杆的建设模式。其特点是无需建设土建机房和高铁塔，但需要选择较高、较合适的站址。

山顶站建设方案需要考虑的专业有：

1、前期配套方面，应考虑三通一平是否能满足施工要求（通水、通电、通路及场地平整）；应该根据三通一平的情况选择合适的配套方案。在不能直接引市电的情况下是否采用新技术、新能源；考虑是否新建变压器；场地如不满足建设要求，是否采用小型一体化基站等。

2、光缆传输：光缆一般采用直埋至山顶（杆路、管道），如果光缆不能到达，则可以考虑微波传输、移频传输等

3、防雷接地：山顶站由于位置的原因，对防雷接地要求较高。应根据《通信局（站）防雷接地工程设计规范 YD5098-2005》设计，对于因地质原因达不到地阻要求的站点，可采用扩大地网或增加降阻剂的办法实现降阻。

山顶站的建设由于地理原因，存在着设备搬运、光缆到达、外电引入等困 难，在设计阶段就应该考虑解决方案。 2.2

高速公路

高速公路（包括普通铁路）的覆盖环境比较复杂，沿途一般经过城区、郊区、乡镇、农村、宽阔水面桥梁、桥下地道、对于山区丘陵地带还有隧道、坡地、峡谷拐弯等。在空阔的地方，一般信号比较杂乱；在隧道、山体拐弯、桥下等场景信号衰减较大，存在弱覆盖情况。

高速公路的无线覆盖，在城区、郊区、乡镇、农村区域，一般不做专网覆盖，仅依靠室外大网对运动在高速公路上的终端提供无线信号。高速公路车速一般不超过110公里/小时，因此对切换要求不高（相对于高铁来说），在城区、郊区、乡镇、农村场景，仅需对部分弱覆盖区域进行补点覆盖（站点覆盖距离及补点根据各运营商网络制式及指标要求进行）。

因为高速公路覆盖是线状覆盖场景，因此对于专门覆盖道路的站点，较常采用高增益窄波束天线进行覆盖，以增加覆盖距离。

为增强覆盖效果，要求天线高于高速公路路面15米以上。部分短路段补盲站点除外。

下面重点介绍下宽阔水面桥梁、隧道、山体拐弯等场景覆盖方案。 1、隧道覆盖方案

对于长度小于500m的短距离隧道，可以采用RRU设在隧道外两端，并双向连接泄漏电缆进行覆盖。双RRU共小区。因隧道口内外的无线传播环境差异很大，因此切换区不可以设置在隧道口。可采用功分隧道外RRU信号，配合高增益板状天线，用于信号延伸，使切换区设在隧道外。

如果在基站或单个RRU连接泄漏电缆覆盖隧道，则在基站侧进行功分，功分信号一路连接天线覆盖隧道口，另一路馈入泄漏电缆覆盖隧道，并在泄漏电缆未端加天线覆盖隧道出口空间（见图2.2.1）。

另外较短的隧道也可以采用八木天线进行覆盖。

RRU或光纤直放站泄漏电缆短隧道（500米以内）切换区域切换区域 图2 短距离隧道覆盖方案示意图

对长度大于500m的中长距离隧道，通常采用的是直放站或RRU+泄漏电缆覆盖。RRU安装在隧道避车洞内，或安装在隧道外两端。根据不同的需求，采用多种类型的天线，用于隧道外信号覆盖，或信号延伸等。除特长隧道无法避免

隧道内切换外，切换带不设置在隧道内。

一般情况下隧道每间隔500m则有一个避车洞，所以最多每间隔500m布放一个RRU发射点。

RRU1RRU2RRU3切换区域BBU 图2.2.2：中长距离隧道覆盖示意图

2、宽阔水面桥梁覆盖方案

宽阔水面桥梁覆盖与跨海大桥覆盖类似，一般采用高增益、窄波速天线安装天桥梁两边对打，或在桥上做拉远小基站，利用桥梁的灯杆或其它设施设置发射点，达到连续覆盖的目的（具体论述见2.4节）。

3、山体拐弯覆盖方案

该场景一般是两山之间有小段路段由于山体阻挡，存在弱覆盖。车辆行驶到该路段时终端存在断网、语音质量差等现像，严重地影响了用户感知。但由于路段短，常用一体化拉远站解决。建设方式一般要高速公路S弯处、小山头建设6-9米支撑杆，以2个扇区覆盖道路。

以深汕高速汕头澳头段S弯覆盖为例，由于高速公路穿过两山，受山体阻挡，该路段在S弯处存在弱覆盖现像。电信CDMA2000室外站达濠葛洲扇区3、天宫岭扇区3、巨峰寺等扇区1均未能对该路段形成有效覆盖。

2010年规划在该区域选址，以解决覆盖问题。

2.3

高速铁路

2.3.1 概述

近年来，我国高铁建设发展迅速，投入运营的高速铁路已达到6500km，其中有3700km是新建的时速达到250-350km的高铁，正在建设中的高铁有1万多公里。高速场景下移动通信存在着多谱勒频移，小区重选和切换频繁，CHR列车车体高穿透损耗，用户终端集中位置更新等现象。以TD-SCDMA的网络覆盖为例，对高铁覆盖进行论述。 2.3.2 高速铁路TD覆盖主要问题分析 2.3.2.1 多普勒效应

由于移动用户与基站之间存在着相对运动，每个多径波都有一个明显的频率偏移，称为多普勒频移，其大小与正负由用户的运动速度以及运动方向与电磁波的到达方向之间的空间角度所决定：

ffd??v?cos? （1）

C其中：

? ?为终端移动方向和信号传播方向的角度； ?

v是终端运动速度；

? C为电磁波传播速度； ? f为载波频率。

表1显示典型情况下频率900MHz.、1800MHz和2000MHz在不同速度下的最大多普勒频移（即假设用户移动方向和电磁波传播的方向相同，即θ=0）。值

得注意的是，多普勒频移引起上行信道的偏移量是下行信道偏移量的两倍。 表1：最大多普勒频移

900MHz最大频移1800MHz最大频移2000MHz最大频移列车行驶（Hz） （Hz） （Hz） 速度（km/h） 下行信道 下行信道 下行信道 上行信道 下行信道 上行信道 150 125 250 250 500 278 556 200 167 333 333 667 370 741 250 208 417 417 833 463 926 300 250 500 500 1000 556 1111 350 292 583 583 1167 648 1296 400 333 667 667 1333 741 1481 目前针对多普勒频移，各主设备厂家均提出了相应的频偏较正算法。采用的自适应频偏校正算法AFC，可有效减少高速场景下系统恶化。 2.3.2.2 小区重选与切换频繁

高速列车行驶速度很快，如采用传统基站布局，同一基站覆盖高铁线路的2个方向设置为不同的小区，高速移动的用户在穿越2个小区的重叠区域过程中将发生切换。TD通话状态下，小区间的切换完成所需的时间等于测量迟滞时间加上切换时延(一般为800ms)，测量迟滞时间可设置为320、640、1280ms等3种模式。高速环境下采用优先切换原则，以用户移动速度为250 km/h为例，每秒行驶距离即可达69.4m，切换持续时间为最短的1120ms，那么在1120ms内列车运行77.8m，在理想情况下双向切换带至少为155.6m。实际操作中，应设置一定余量，根据不同场景下的传播模型分别计算切换迟滞3dB的过渡区长度，和双向切换带相加作为切换区。则理想情况下切换带至少为311米。

假设单小区覆盖半径为1 km，相邻小区之间保证足够的切换交叠区，则时速250 km情况下通话过程中10s左右就会发生一次切换，切换过于频繁。由于切换需要一定的时间，当前一次切换尚未完成时，可能又有新的切换需求，极易导致切换失败。 2.3.2.3 集中位置更新

高铁用户集中分布在列车车厢内，随道列车运行而同步高速运动。用户的切换、小区重选等都非常集中。由于随机接入过程是一个有竞争冲突的过程，当大量用户发起随机接入时，发生碰撞的概率会大大增加，此时其中一些用户无法进行位置更新，导致短时间内无法拨打电话。为了避免大量用户高速通过LA/RA

边界而发生突发性的位置更新，应尽量将高速场景覆盖小区设置在同一个LA/RA下。由于跨RNC的切换会导致切换时间延长，高速移动过程中可能会造成在RNC边界小区无法及时完成正常切换，故也应尽量将高铁覆盖小区设置在同一个RNC下。 2.3.2.4 车体损耗

在铁路提速的同时，铁道部引入了CRH这一新型列车，该列车分为CRH1、CRH2、CRH3和CRH5这4个种类，其中，CRH1、2、5均为200km级别(营运速度200km/h，最高速度250km/h)。CRH3为300km级别(营运速度330km/h，最高速度380km/h)。

针对上述新型列车，移动公司在上海和广东进行了现场测试情况，各类列车穿透损耗测试值如表2所示。测试值显示新型CRH列车的穿透损耗和普通T型列车和K型列车基本差不多，为14dB左右，而庞巴迪列车穿透损耗较大达到24dB。 表2：各车型穿透损耗测试值表(dB) 车型 T型列车 K型列车 CRH1列车 CRH2列车 庞巴特列车 普通车厢 12 13 14 10 - 卧铺车箱 - 14 - - 24 播间室中间过道 16 16 - - - 缩合考虑的衰减值 12 14 14 10 24 上述测试显示不同列车车体穿透损耗还是存在一定差异，因此在进行网络规划时，应结合各条铁路运行的列车车体情况综合取定网络规划时预留的穿透损耗值。

研究表表，当入射角小于10-20度时，穿透损耗将急剧增大。因此应当控制基站与轨道之间的距离。一般来说，基站与轨道的最小距离应大于100米，最小距离应小于300米。

2.3.3 高速铁路TD覆盖方案 2.3.3.1 专网覆盖方案

针对高速铁路场景的移动通信网络覆盖，目前通常有两种组网形式，一种是专网覆盖方式，第二种是公网优化覆盖方式。

专网组网即以专用网络覆盖所要解决的高速沿线，专用网络与公网相对独立，除了在停车站台，候车厅等旅客上下车和列车停留地方作为缓冲区与公网相互允许切换外，沿线禁止与公网发生切换。除缓冲切换区外，沿线覆盖组成一个带状覆盖通道区，覆盖车体经过的区域。

专网方式有唯一的重选切换序列、信号更简洁、重选和切换更顺畅，因此专网结构相对来说能更好地满足高速列车覆盖的要求，尤其是满足列车进一步提速的需求；但专网方式对网络规划和基站站址选择要求更高，建设难度较高；且专网方式只在车站设有与公网的切换缓冲区，如果在车站不能切换进入专网小区，则在列车运行期间手机将很难进入专网，造成长时间质差的问题。同时如果铁路外围用户选择了专网信号，那么用户离开铁路覆盖范围时，由于专网没有与公网互设邻区关系，用户会出现脱网和掉话现象。 2.3.3.2 多小区合并技术

BBU+RRU共小区方案中的设备分为射频拉远模块（RRU）和基带处理单元（BBU）2个部分，一般中间用光纤相连。BBU集中放置，相当于基带池，使基带资源可以共享，并通过光纤与RRU连接；RRU可以灵活地放置，并且RRU之间可以级连。目前各厂家RRU级连个数至少都达到6个以上。RRU在逻辑上应理解为同一小区，这些物理小区到达终端的信号，相当于同一小区通过不同路径到达终端，被终端识别为多径，而不会认为是不同小区的信号。因此不存在切换关系。

在高铁建设中，BBU可以集中放置于沿线城镇，而使用RRU拉远基站来实现多小区合并，设置高铁覆盖专网，扩大单个小区覆盖范围。在RRU选择上可根据实际需要选择单通道RRU，双通道RRU或多通道RRU，配合不同天线以适应不同场景。

2.3.3.3 RNC和LAC设置原则

为了避免大量用户高速通过LA/RA边界而发生突发性的位置更新，应尽量将高速场景覆盖小区设置在同一个LA/RA下。由于跨RNC的切换会导致切换时间延长，高速移动过程中可能会造成在RNC边界小区无法及时完成正常切换，故也应尽量将高铁覆盖小区设置在同一个RNC下。

在铁路跨省（市）边界处必须设置RNC和LA/RA边界时，可以考虑在RNC

边界的另一侧邻省基站上引入本RNC的小区进行重复交叠覆盖（见图1）。

假设当UE从基站A向基站B移动。当UE处于基站A和基站B的同覆盖区域时，受CIO配置影响，UE会启动从基站A到基站B的切换。UE从基站A切换到基站B后，仍然处于基站A的覆盖区域。但时受切换惩罚时间的影响，UE不能在切换惩罚时间内发起乒乓切换，等到过了该时间窗，UE应该已经随列车离开重叠覆盖区、进入基站B的独立覆盖区。

RNC边界小区B3小区B2基站B覆盖范围小区B1小区A1小区A2基站A覆盖范围小区A3 图1：跨RNC切换小区设置示意图

这样可以增大切换交叠区满足跨RNC切换的时延要求，也保证了从强场发起切换，提升切换质量。另一方面，重复设置的小区结合适当增大边界站点的公共信道配置，可以应对大量突发性位置更新带来的冲激。 2.3.4 隧道覆盖 2.3.4.1 短距离隧道覆盖

对于长度小于500m的短距离隧道，可以采用RRU设在隧道外两端，并双向连接泄漏电缆进行覆盖。双RRU共小区。因隧道口内外的无线传播环境差异很大，因此切换区不可以设置在隧道口。可采用功分隧道外RRU信号，配合高增益板状天线，用于信号延伸，使切换区设在隧道外。

如果在基站或单个RRU连接泄漏电缆覆盖隧道，则在基站侧进行功分，功分信号一路连接天线覆盖隧道口，另一路馈入泄漏电缆覆盖隧道，并在泄漏电缆未端加天线覆盖隧道出口空间（见图2）。

另外较短的隧道也可以采用八木天线进行覆盖。

RRU或光纤直放站泄漏电缆短隧道（500米以内）切换区域切换区域 图2 短距离隧道覆盖方案示意图

2.3.4.2 中长距离隧道覆盖

对长度大于500m的中长距离隧道，通常采用的是直放站或RRU+泄漏电缆覆盖。RRU安装在隧道避车洞内，或安装在隧道外两端。根据不同的需求，采用多种类型的天线，用于隧道外信号覆盖，或信号延伸等。除特长隧道无法避免隧道内切换外，切换带不设置在隧道内。

一般情况下隧道每间隔500m则有一个避车洞，所以最多每间隔500m布放一个RRU发射点。满足TD-SCDMA系统的发射点布放距离要求。

RRU1RRU2RRU3切换区域BBU 图2：中长距离隧道覆盖示意图

2.3.5 高速铁路TD覆盖规划中的其它建议 2.3.5.1 小区和站址选择

由于高铁通过的地形地貌较复杂，站点规划和工程中选点存在一定难度。建议以小区为单位进行选点。确定共小区内边缘发射点后，就可灵活配置RRU、直放站的数量，灵活调整发射点的位置。每次只考虑共小区内的覆盖及优化，某种程度上减少了复杂性。 2.3.5.2 天线选择

高速铁路属于狭长地形场影覆盖，通过的地形地貌多样，有平原、丘陵、隧

道及城镇等，且基站与轨道距离不一。因此需根据实际情况选择合适的天线。

在高速铁路、磁悬浮等高速交通工具的用户相对比较集中，TD-SCDMA智能天线的波束赋形将集中在一个角度内。这样智能天线所起的抑制干扰的作用就较小。若采用专网覆盖，可以配合使用大功率功放加上角度较窄、方向性增益较大的高增益双极化天线，如33度21dbi天线，65度天线17dbi天线等。也可以使用4+4双极化智能天线进行组网。 2.3.5.3 专网与公网切换规划

假设公网及专网都采用N频点组网技术，公网Cell 1频点为F5，F6，F7，F8（其中F5为主导频），专网Cell 2频点为F1，F2，F3，F4（主导频F1），切换区或整体规划如图3所示：

候车厅专网小区站台过渡区F1,F2,F3,F4高铁专网F2,F1,F3,F4F3,F1,F2,F4 公网小区F5,F6,F7,F8 图3：公网与专网衔接规划方案

1、在候车厅内：新建室内分布系统，设置公网Cell 1小区，如图3所示。用户在候车厅内驻留在公网Cell 1上。

2、在候车厅至站台通道上规划过渡区域：控制公网Cell 1的覆盖，并通过重选和切换参数设置引导公网Cell 1上用户驻留或切换到专网Cell 2上（可适当调整小区重选偏移Qoffset）。

过渡区也可以规划在高速铁路站台上或列车开出的一小段铁路上，但需要控制过渡区的范围，避免过渡区泄露到站外或高速铁路外的区域，以防止非列车用户受到过渡区的影响。过渡区域必须根据候车厅和站台的位置关系确定。 2.4

跨海大桥

由于跨海大桥涉及到海面覆盖，无线电波在海面传输时，传播路径主要通过空气传播的直达波和海面反射的反射波。因此增加了覆盖设计难度及复杂性。

对于较短的大桥，或覆盖需求较低的大桥，覆盖方法较简单，仅在大桥两端

建设室外基站，以高增益窄波束天线对打覆盖。例如，目前汕头海湾大桥电信CDMA2000信号由华能电厂扇区1、柏嘉半岛扇区2对打覆盖。4G建设后，因4G信号频段高，覆盖距离较短，规划在海湾大桥的中间妈屿岛增加一个基站，以两个扇区分别覆盖海湾大桥两侧，增加大桥覆盖。

对于较长的特大桥，一般采用泄漏电缆或小增益、多发射点的方式覆盖，下面以港珠澳大桥GSM、TD覆盖为例，介绍跨海大桥的覆盖思路。

港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的巨大桥梁，全长为49.968公里，其中主体工程“海中桥隧”长达35.578公里，包括6648米海底隧道，建成后将成为世界最长的跨海大桥。海中桥隧主体工程及珠海接线将按六车道高速公路标准建设，设计行车时速每小时100公里。为了实现港珠澳大桥GSM、TD的无缝隙覆盖，现规划港珠澳大桥站点。

一、珠澳口岸人工岛至西人工岛桥面部分：

珠澳口岸人工岛至西人工岛全长约22.9KM，共建设2G（GSM 1800M）、3G（TD-SCDMA）室外基站各46个，需要在平均间隔约500米的相邻的两根灯杆上分别安装2G（GSM 1800M）天线和3G（TD-SCDMA，单通道）天线，选址位置结合桥梁上灯杆位置及桥面凹凸面、转弯变化。

电信（1根）移动（2根）联通（2根）电信（1根）移动（2根）联通（1根）电信（1根）移动（2根）联通（2根）500米500米500米1000米1000米1000米500米500米500米天线安装间距示意图（三家运营商）

安装天线的每根灯杆上需安装2副板状天线，采用通过抱箍直接固定至杆体

上的安装方式，天线挂高为10米。2副天线分别覆盖桥面道路两个方向的路面。新装板状天线的规格为：670mm×173mm×81mm，重6kg，抗风能力为工作风速36.9 m/s，极限风速55 m/s。

板状天线安装示意图（抱箍直接安装）

板状天线安装示意图（加装抱杆安装）

每个室外基站的设备均安装于灯杆下维护通道的墙面上。设备馈线通过桥体

预埋管和灯杆杆体内部穿线至灯杆杆体的外挂天线上。

3G（TD-SCDMA）基站RRU设备拟采用单通道设备，RRU设备至基站天线的馈线规格暂定为1/2\，2G（GSM 1800M）基站RRU设备至基站天线的馈线规格暂定为1/2\。所有馈线在穿出杆体上部出线孔后需做滴水弯，以防止雨水通过馈线顺流至杆体内部。灯杆需开40mm×100mm的馈线出线口。

室外基站的天线建设方式可采用另一套方案，即灯杆杆体上部加装集束天线的方式。加装集束天线的规格为：Φ360×1100 mm，重40kg。该方案的优势在于所有馈线全部直接从杆体内部和预埋管穿线至灯杆下的维护通道内，灯杆整体不会因线缆裸露在外而影响整体美观。

集束天线实物效果图 集束天线法兰盘制作图

集束天线安装示意图

二、西人工岛至东人工岛隧道部分：

西人工岛至东人工岛采用海底隧道方式连接，全长6648米，拟采用新建室内分布系统的方式进行覆盖。新建室内分布系统采用泄露电缆的建设方案，信源及其它配套设备安装于避难通道墙壁上。在两个车行方向的隧道墙壁上，每隔500米左右位置需预留穿线孔至避难通道，孔径大小为Φ60mm，隧道内敷设的泄露电缆挂高为4.5米。

此处预留孔Φ60mm（移动2孔）电信安装设备清单：RRU*2，光分纤箱*1，开光电源*1：移动安装设备清单：RRU*2、GRU*1、光分纤箱*1、室外UPS电源*1联通安装设备清单：此处预留孔Φ60mm（移动2孔）电信安装设备清单：RRU*2，光分纤箱*1，开光电源*1：移动安装设备清单：RRU*2、GRU*1、光分纤箱*1、室外UPS电源*1联通安装设备清单：500米车道逃生通道车道漏缆挂高4.3米500米此处预留孔Φ60mm（移动2孔）电信安装设备清单：RRU*2，光分纤箱*1，开光电源*1：移动安装设备清单：RRU*2、GRU*1、光分纤箱*1、室外UPS电源*1联通安装设备清单：此处预留孔Φ60mm（移动2孔）电信安装设备清单：RRU*2，光分纤箱*1，开光电源*1：移动安装设备清单：RRU*2、GRU*1、光分纤箱*1、室外UPS电源*1联通安装设备清单：隧道内设备安装示意图

2.5 岛屿及海域

2.5.1 岛屿覆盖

岛屿一般是在海洋或宽阔水面的孤岛，无线覆盖的基本思路是：

1、对于较小的岛屿，且离陆地较近，采用在陆地建设基站的办法解决覆盖问题。

2、对较大的岛屿内部平原居民区，按陆地常规的规划方法规划即可。 3、对于较大的岛屿或半岛，存在着环岛公路特殊场景。环岛公路拐弯多，覆盖较困难，需要采用大量的拉远站或小基站解决。在旅游观光岛屿，拉远站或小基站还需要做美化处理。另外，岛屿覆盖还存在外电引入、传输线路建设困难

等问题。

下面以南澳岛环岛公路覆盖为例，南澳环岛公路S336全长68公里，路段弯曲且绕山而行，对信号覆盖造成了很大的困难。以某运营商为例，前期已在道路两边建设基站65个，主要建设方式是灯杆、H杆、铁塔、小山峰抱杆等形式。

通过仿真发现，仍存在部分弱覆盖路段，如下图：

后续仍需通过补点实现该路的连续覆盖。 2.5.2 海域覆盖

对于远离大陆的岛屿、海域，前期通过卫星电话进行通信，典型的系统如摩托罗拉的“钵星”系统，由卫星提供无线信号通信，在陆地蜂窝技术十分普及的今天，仍在在海洋、高山、沙漠、救灾、地质勘探等场景发挥重要作用。但是卫星通信成本昂贵，终端笨重昂贵，不能广泛普及。 2.5.2.1 海洋覆盖规划理论

目前国际上通用的模型都对应近区覆盖，一般只适用于20KM以内的范围。

为了有效预测超远覆盖的效果，基于理论分析和实际测试，校正得到了海洋超远覆盖的模型。

CDMA网络每个基站的覆盖主要受天线挂高、天线类型（涉及增益、水平波瓣角、垂直波瓣角等）、下倾角、发射功率、规划区域环境等因素影响。 通过电测校模及理论研究，通讯提出了一些海洋覆盖的模型，海南超远覆盖基站出海测试数据分析表明，目前的模型基本符合实际的无线信号传播情况。

下面是对海洋超远覆盖方面的一些研究结果。 1、平滑地球无线视距的计算

根据Jhong Sam Lee和Leonard E.Miller的看法：在超高频和甚高频频段无线电波的地对地传播模型中，地球影响的大小是依赖于路径的长短。在视距路径上，地球的主要影响在于引起反射波，从而在接收机内部对直射电波产生消极的或积极的干扰。对于超视距的路径，由于电波的衍射及散射的存在，信号传播可能会超过视距。如图2-2所示，通常从一种传播模式到另一种传播模式的转变是渐进的。

无线电波的传播路径为曲线，比地平线的距离（光学路径）要大，如图2-3，对于一个无任何地形特征的“平滑地球”（如海平面）模型，设天线I的有效高度为h，则从该天线发出或接收到的射线所经过的曲线路径是和地球相切的。从天线到切点的距离即为平滑地球无线视距，在图2-3中左面的图表中标示d。

在通信路径的分析中，处理直线路径要方便一些。因此可以设计一个与原有系统在几何上等效的新系统，使得射线看起来是直线。出于此目的，图2-3右面的部分给出了修改后的几何模型，其中虚拟地球的半径a＝kr>r(地球半径为r=6370km)，平滑地球无线视距仍为d，为了保证结果的等价性，要求天线高度h

在两个模型中保持一致。在此约束条件下，计算出虚拟地球半径应为a＝4r/3=8493km。当射线路径与地球表面的距离在1km以内时，可将其看作直线传播，此时可利用有效的地球半径公式a＝4r/3。

参照图2-3的右图，运用几何学知识可以计算出平滑地球的无线视距，它是天线高度的函数。注意到d和虚拟地球半径a是直角三角形的两条直角边，斜边为a＋h，知2a>>h，由此解得d为：

式中地球半径和天线高度取相同单位。对于常用单位而言：

同样的道理，假设接收端天线挂高为Hr，则可以将传播路径分为两段，包括发射天线到切点的距离及切点到接收端的距离，假设发射天线挂高为Ht，路径为d，同样的推算过程可以得到这种情况下的无线视距：

据接收点离开发射天线的距离，称小于0.7d的区域为明区，0.7d～(1.2～1.4)d的区域为半阴影区，大于(1.2～1.4)d的区域为阴影区。

从上面的推算可以看出，无线信号的视距受发射天线挂高和接收天线挂高影响很大，表2-1是一些天线高度和辐射距离的例子：

表2-1 天线高度和辐射距离关系表

根据从海事局了解到的信息，一般中小渔船的甲板距海面高度在4米左右，而大船甲板高度一般达到20米左右。

2、直射信号与天线主瓣增益关系

考虑地球表面曲率的影响，在一定远的距离上直射信号在垂直面与主瓣方向成一定的夹角，若此夹角大于半功率角，天线增益就会有显著变化。 设地球半径为r，直线距离为d，直射信号切线与水平直射的天线主瓣方向夹角为θ，基站与切点的地心角为φ，考虑到基站高度为h1，接收机高度为h2，直射信号与地球的切点与接收机并不在一点，但在r＋h2这个园上，交于一点，相应基站高度为两者的高度差为h，由于r?h2，则有以下公式：

也就是在视距极限处主瓣夹角最小，为d/r弧度。

在非切点处可以推导出直射信号与天线主瓣的垂直夹角为：

以天线高度100米，接收机高度忽略不计为例，在10～120km范围内与主瓣最大垂直夹角为0.62度，基本不用考虑由于夹角过大引起天线增益变化。

3、海面反射信号形式

为了研究方便，我们要尽量简化海面信号传播形式，直射信号比较简单，反射信号主要是通过海面的一次反射波。考虑到海面上有波浪，我们需要知道在什么条件下海面对电磁波的反射可以等效成镜面反射。海面是否可以看成光滑平面

必须满足一定的条件，判断的依据是雷利准则。假设海面波浪的平均高度为h，电波的掠射角为?，雷利准则指出，可视为镜面反射的最大的波浪平均高度差为：

该式为一个经验公式。在一个正常海况条件下（平均浪高1米），基站天线设为100

米，频率为800MHz时，可以得到满足以上条件的距离为：

以上结果表明即使最保守的情况下，对于100米的高站，在距离基站14Km以外的区域，海面反射就可以看作是镜面反射。通常我们的海面超远覆盖的目标区域在10Km～120Km范围内，可以满足近似要求，因此后面的推导将以此为据。

4、海面明区无线信号传播

反射信号到达接收机处的相位差还与直射信号和反射信号的路径差有关，路径差为：

相应产生的相位差为：

在超高频和甚高频频段可以忽略从发射台通过地波传播到接收机的一部分信号，接收场强和自由空间场强的比值的平方为：

综合以上推导，可以得到路径的净增益为：

当距离d较远满足条件时，可以得到以下一系列近似公式：

可以得到海面超远覆盖视距传播的路径损耗的近似公式为：

5、半阴影区和阴影区的无线信号传播

如果把传播距离和收、发天线高度对应表示成无量纲的距离和高度L，

。

单位是dB。

其中De为无线电视距；Wo是参数的函数；L为。

加上自由空间的损耗，可得该区域电磁波传播路径损耗的近似公式为：

2.5.2.2 海洋覆盖反向链路预算表

表2-2 海洋超远覆盖反向链路预算表

中国电信汕头分公司的南澳岛果老山基站，也是一个海面覆盖覆盖基站。果老山基站位于南澳果老山顶蜂，海拔高度531米， CDMA系统覆盖东海区域，同样，也安装了塔顶放大器，提高基站接收系统灵敏度，兼顾海洋基站覆盖的距离和质量。据南澳后宅镇渔民反馈，在接近台湾西海岸距离果老山基站100多公里的海域，仍能接收到该基站信号。

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