大理至臨滄鐵路GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案分析

宋建開(kāi)+敖燕

【摘要】 介紹大理至臨滄GSM-R地形平坦地區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及隧道等特殊弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)覆蓋方案。

【關(guān)鍵詞】 大理 臨滄 GSM-R 網(wǎng)絡(luò)覆蓋

大理至臨滄鐵路是泛亞中通道和泛亞西通道的重要連接通道，整條鐵路橋涵及隧道占比較大，通過(guò)研究GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，為工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供參考。

一、線(xiàn)路概況

大臨線(xiàn)位于云南省西南部地區(qū)，北起廣大線(xiàn)大理站，經(jīng)大理州巍山縣，跨越瀾滄江后進(jìn)入臨滄市，經(jīng)云縣至臨滄市臨翔區(qū)，線(xiàn)路全長(zhǎng)201.833km。正線(xiàn)橋梁76座，隧道46座，橋隧合計(jì)175.338km，橋隧占比為86.9%。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ級(jí)，最高行車(chē)速度160km/h。

二、GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋

GSM-R系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、運(yùn)行和支持子系統(tǒng)（OSS）和終端設(shè)備等四部分組成，本文主要講述基站子系統(tǒng)（BSS）網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計(jì)。

2.1覆蓋指標(biāo)

本工程采用普通單網(wǎng)覆蓋設(shè)計(jì)，按照系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)中對(duì)無(wú)線(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋的要求，場(chǎng)強(qiáng)覆蓋指標(biāo)按機(jī)車(chē)頂部95%概率、-98dBm考慮。

2.2重疊覆蓋區(qū)計(jì)算

為保證系統(tǒng)的可靠性，最大切換時(shí)間取10s（二次切換），按列車(chē)速度160km/h計(jì)算，重疊距離D=160km/h * 10s= 450m。

2.3地形平坦地區(qū)覆蓋設(shè)計(jì)

地形平坦地區(qū)主要包含市區(qū)、郊區(qū)以及鐵路沿線(xiàn)開(kāi)闊區(qū)，地形平坦地區(qū)采用基站進(jìn)行覆蓋，對(duì)基站覆蓋距離預(yù)測(cè)進(jìn)行上下鏈路預(yù)算 上行鏈路預(yù)算PBR=PMT-LMF+GAM-LB+GABLPS-LBF+GDB-LA-LS-LM；基站下行鏈路預(yù)算PMR=PBTLC+GBF-LPS+GAB-LB-LA-LS-LM；式中：Pbr--基站接收電平（dBm）；Pb—移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率（dBm）；LMF—移動(dòng)臺(tái)饋線(xiàn)及接頭損耗（dB）；GAM—移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)增益（dB）；LB—路徑損耗（dB）；GAB—基站天線(xiàn)增益（dB）；LPS—塔頂功分器損耗（dB）；LBF—基站饋線(xiàn)及接頭損耗（dB）；LA—人體、車(chē)體引起的附加損耗（dB）；LS—陰影衰落（dB）；LM—設(shè)計(jì)余量（dB） ；PMR—基站發(fā)射功率（dBm）； LC—合分路單元損耗（dB）；

根據(jù)鐵路GSM-R工程以往工程經(jīng)驗(yàn)，確定上述各項(xiàng)參數(shù)取值，進(jìn)行上下行鏈路預(yù)算，得到設(shè)計(jì)允許的最大路徑損耗為122.3 dB。 根據(jù)Okumura-Hata模型的路徑損耗公式，在列車(chē)運(yùn)行速度為160km/h，發(fā)生兩次切換時(shí)間10s，重疊區(qū)450m的情況下，不同天線(xiàn)高度情況下的基站的覆蓋范圍如表1所示。

根據(jù)上述覆蓋預(yù)測(cè)以及本線(xiàn)特點(diǎn)，考慮到地形校正因子的影響以及鐵路通信安全需要，市區(qū)平坦地區(qū)基站間距控制在2km以?xún)?nèi)，而郊區(qū)以及開(kāi)闊區(qū)域基站間距應(yīng)控制在4km以?xún)?nèi)。

2.4弱場(chǎng)地區(qū)覆蓋設(shè)計(jì)

本線(xiàn)弱場(chǎng)地區(qū)主要是指隧道間距地段以及隧道內(nèi)地段。弱場(chǎng)地區(qū)覆蓋主要采用設(shè)計(jì)采用光纖直放站結(jié)合漏泄同軸電纜、直放站天線(xiàn)及鐵塔天線(xiàn)的等進(jìn)行覆蓋。

2.4.1隧道間距地段弱場(chǎng)地區(qū)覆蓋

①當(dāng)兩個(gè)隧道間距≤200米時(shí)，為避免增加遠(yuǎn)端機(jī)數(shù)量，采用光纖直放站+漏泄同軸電纜直接連通的覆蓋方式，漏泄同軸電纜附掛在接觸網(wǎng)桿上。②當(dāng)兩個(gè)隧道間距>200米且<1500米時(shí)，采用光纖直放站+洞口架掛直放站天線(xiàn)的覆蓋方式，直放站天線(xiàn)架設(shè)于洞口處H桿上。③當(dāng)兩個(gè)隧道間距>1000米時(shí)，盡量采用基站鐵塔天線(xiàn)的覆蓋方式。

2.4.2隧道內(nèi)覆蓋：采用光纖直放站結(jié)合漏泄同軸電纜的方式進(jìn)行覆蓋。

①對(duì)于≤6000米的中短隧道，采用兩側(cè)隧道口設(shè)置基站，隧道內(nèi)設(shè)置光纖直放站和漏泄電纜進(jìn)行覆蓋。②對(duì)于>6000米的長(zhǎng)大隧道，基站盡量設(shè)置在隧道口。由于隧道長(zhǎng)度和直放站數(shù)量限制，隧道內(nèi)必須增加小區(qū)時(shí)，在隧道口增加基站作為信號(hào)源，隧道內(nèi)小區(qū)通過(guò)光纖直放站和漏泄電纜進(jìn)行覆蓋。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 吳克非.中國(guó)鐵路GSM-R移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南.北京.中國(guó)鐵道出版社.2008.

[2] 熊杰.GSM-R系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)覆蓋理論分析.鐵路通信、信號(hào)、信息專(zhuān)業(yè)工程設(shè)計(jì)年會(huì).2007.

[3] 楊國(guó)榮.GSM-R系統(tǒng)在鐵路隧道區(qū)段的覆蓋設(shè)計(jì).信息技術(shù).2010