CDMA高铁覆盖解决方案Word格式文档下载.docx
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传输协议
E1
CPRI
信道容量
自身载频板容量
与基站共享载频板容量
输出功率
33dBm/CH（2载波）
43dBm/CH（2载波）
30dBm/CH（4载波）
40dBm/CH（4载波）
载频扩容
每次载频，都要增加硬件
7载波以内不用增加设备
传输
必须预留传输或传输复用
不需要改动传输，扩容投资较少
投资
扩容投资较多
扩容投资较少
提供
不提供
射频功率
偏小
满足46dBm±
2
覆盖范围
提高
切换
增加切换
未增加小区，只需优化切换
临区列表
需增加
需优化
话务吸收能力
较强
很强
2.2容量及链路分析
2.2.1.容量计算
列车行车“自动闭塞区间”为10公里左右，在20公里范围内，单向仅一列列车，对于复线铁路，最多同时有2列客车通行，以此来进行话务量的预测：
1）最大客流量分析
根据目前国内的客车情况，普通16节客车，硬座单车满员108人，硬卧满员单节60人，软卧单节满员36人，通常一列火车硬卧不少于2节，软卧不少于1节，基于此，每列普通客车的满员人数约1600人，则总客流量估计不少于3200人。
按超员20%计算，则总客流量不少于3840人。
2）CDMA手机持有率分析
根据目前移动通信的发展状况，我们按手机持有率85%计算，其中CDMA用户占有率按10%。
3）人均忙时话务量分析
人均忙时话务量按0.02Erl计
4）最大话务量计算
计算公式：
最大话务量（Erl）=总人数*手机持有率*CDMA用户占有率*人均忙时话务量。
预测C网最大突发话务量=3840*85%*10%*0.02=6.53Erl。
对应爱尔兰表，按2%呼损率，对于CDMA网，需要提供11个话务信道。
2.2.2.链路预算
2.2.2.1.室外覆盖链路预算
针对本次覆盖目标，进行了上行链路预算，其计算过程见下表：
具体反向链路预算公式如下：
PL_BL=Pout_MS＋Ga_BS＋Ga_MS－Lf_BS－Mf－MI－Lp－Lb－S_BS－Mpc
其中
Ø
PL_BL反向链路最大传播损耗
Pout_MS移动台业务信道最大发射功率
Lf_BS馈线损耗
Ga_BS基站天线增益
Ga_MS移动台天线增益
Mf阴影衰落余量（与传播环境相关）
Mpc功控余量
MI干扰余量（与系统设计容量相关）
Lp地物损耗
Lb人体损耗
S_BS基站接收机的灵敏度
下表是CDMA反向覆盖链路计算表
800M（Okumura-Hata）
Voice
Data
SpreadingFrequencyRate（MHz）
1.2288
TrafficRate（kbps）
9.6
19.2
38.4
76.8
153.6
TargetFER（%）
1%
TargetEb/Nt（dB）
4.5
TargetEc/Nt（dB）
-16.6
-13.6
-10.6
-7.5
-4.5
BTSNoiseFigure（dB）
3.7
ThermalNoise（dBm/Hz）
-174
ReceiverSensitivity（dBm）
-126
-123
-120
-116.9
-113.9
MSAntennaGain（dBi）
MSCablelossper100m（dB）
MSCableLength（m）
MSCableLoss（dB）
MSConnectorLoss（dB）
BTSAntennaGain（dBi）
17
BTSFeederLossper100m（dB）
4
BTSFeederLength（m）
5
BTSFeederLoss（dB）
0.2
LossofCable&
Connector（dB）
1.5
Antenna&
FeederSystemGain（dB）
15.3
ReverseLoading（%）
70%
InterferrenceMargin（dB）
5.2
AreaMarginCoverageProbability（%）
75%
StandardDeviationofShadowFading（dB）
8
ShadowFadingMargin（dB）
5.4
SoftHandoffGain（dB）
3
IntegratedMargin（dB）
7.6
MaximumTrafficChannelTransmitPower（dBm）
23
BodyLoss（dB）
IndoorPenetrationLoss（dB）
20
MaximumAllowablePropagationLoss（dB）
133.7
130.6
127.6
124.6
121.6
CarrierCentralFrequency（MHz）
850
BTSAntennaHeight（m）
35
MSAntennaHeight（m）
SlopeB
36.678
CityCorrection
MSAntennaCorrection
0.0136
CorrectionFactor
13.2633
1kmLossA（dB）
115.5462
CoverageRadius（km）
3.5
2.8
2.3
1.9
1.6
从上表可看出，基于38.4k的语音业务，覆盖半径在2.3Km，考虑到为保证切换而设置的重叠覆盖距离，取定室外基站站距在2.5到3公里左右。
2.2.2.2.隧道内链路预算
1）参数说明
本次覆盖隧道内采用泄漏电缆的方式进行覆盖。
泄露电缆的指标如下：
泄漏电缆性能指标
序号
漏缆厂家
漏缆型号
频率（MHZ）
900MHz
1800MHz
2200MHz
1
ADREW
RC17-CPUS-2A
衰减（dB/km）
22
55
50
漏缆输入端注入功率：
Pin
要求覆盖边缘场强：
P
漏缆耦合损耗：
L1，漏缆指标
人体衰落：
L2，
宽度因子：
L3=20lg（d/2），d为手机距离漏缆的距离
衰落余量：
L4,
车体损耗：
L5,与车体有关
每米馈线损耗：
S，漏缆指标
漏缆的覆盖距离（米）=（Pin–（P+L1+L2+L3+L4+L5））/S
隧道内采用CRRU+泄露电缆覆盖。
CRRU功率可以提供40W。
2）CRRU导频功率计算：
为了保证CRRU输出的公共信道功率保持不变，即不论何种负载情况直站覆盖范围内导频强度是定值，就需要为直放站设置一定功率裕量。
a）BTS分析
假设BTS最大输出功率20W（43dBm）,基站最大负载策略值为50％，其中机顶输出导频信道功率2W（33dBm），占额定总功率的10%，其他如寻呼、同步等公共信道机顶输出功率共2W（33dBm），占额定总功率的10%。
当系统负载达到75％时，BTS达到实际输出功率的最大值，此时：
业务信道功率约为（20－2－2）×
75％＝12W（40.8dBm）
公共信道功率为2＋2＝4W（36dBm），也是BTS空载情况下机顶输出功率；
则BTS的实际最大输出功率（75％负载时）为12＋4＝16W（约42dBm）
此时需要注意一点，由于有负载策略的控制，导频功率和公共控制信号实际占到总功率的比率是：
4W/16W=25%。
b）CRRU分析
CRRU不存在负载策略问题，只需要把BTS各个信道输出功率按照比率完成透明放大传输功能即可。
以上分析得知，在BTS配置为导频10%、寻呼、同步等公共信道占10%、业务负载策略为75%的情况下，BTS在空载情况下，机顶输出功率占到实际总功率比率为25%，则CRRU设备在开通时，其空载输出功率也为总功率的25%。
例如：
CRRU输出功率20W（43dBm）,则空载输出功率为40*0.25=10W（40dBm）,即CRRU需要预留46dBm-40dBm=6dB。
c）EV-DO分析
由于EV-DO信号不存在负载策略对输出总功率的影响，所以CRRU系统不存在处理1X信号时的功率预留问题。
d）导频功率：
公式
1X
EVDO
备注
设备出口功率（dBm）
Pcrru
46
总功率
总功率回退（dB）
p1
2载波分配损耗
导频功率预留（dB）
p2
6
功率分配损耗（dB）
p3
功分器分配
连接电缆损耗（dB）
p4
跳线差损
合路器预留（dB）
p5
预留和联通合路损耗
漏缆注入功率（dBm）
P=Pcrru-p1-p2-p3-p4-p5
30
36
2）隧道内覆盖距离计算
a）单洞双轨：
车型
边缘场强要求（dBm）
人体衰落（dB）
漏缆耦合损耗（dB）
宽度因子（m）
衰落余量（dB）
车体损耗（dB）
每米漏馈衰减（dB/m）
覆盖距离（米）
漏缆末端功率（dBm）
普通列车
-85
68
12.5
14
0.022
485.5
19.32
-90
712.7
14.32
庞巴迪
-88
349.1
22.32
440.0
20.32
-95
667.3
15.32
-98
803.6
12.32
EV-DO
25.32
940.0
b）单洞单轨
每米漏馈衰减（dB/m）
7.7
729.9
13.94
957.1
8.94
457.1
19.94
684.4
14.94
-92
775.3
12.94
911.7
9.94
1048.0
6.94
二高铁覆盖问题及解决方案
1.多普勒频移的影响
当终端在运动中通信，特别是高速情况下，终端和基站都有直视信号，接收端的信号频率会发生变化，称为多普勒效应。
多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移（Dopplershift），可用下式表示：
多普勒频移计算公式为：
。
其中：
θ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。
上式中，（f/c*v）与入射角无关。
以下为系统通信时的频移产生示意图：
多普勒频移示意图
这里假设系统工作的下行频率为
上行频率为
从上图可知，终端远离基站时候会产生一个
的频偏，即手机的工作频率为
，因此终端上行发射频率为
在上行接收端，由于终端远离基站带来
的频偏，可知此时基站接收到的频率为
同理，终端接近基站时候会产生一个
的频偏，基站接收到频率为
注：
1）上图为一个示意图，由于多普勒频移和频率相关，严格来说上下行
也是不一样的。
CDMAFDD制式上下行频率差45MHz，300kmh时候上下行相差约13Hz。
2）本文所有的多普勒频移计算均以800MHz计算。
1.1对系统的影响
CDMA基站采用相干解调的检测方式，接收端的本地解调载波必须与接收信号的载波同频同相，载波频率的抖动对接收机的解调性能无疑会产生影响。
CDMA载波频段约为800MHz。
1.2对CDMA20001X系统的影响
CDMA20001X系统共采用高通CSM5000和CSM6700两种芯片。
1）CDMA20001X采用高通CSM5000芯片时，工作频率为800MHz，对于CSM5000而言，频移的最大取值为960Hz，
CSM5000芯片能容许的最大移动速度为：
由于此速度已高于目前所有地面移动工具的速度，可以知道芯片的解调容限完全满足要求。
2）CDMA20001X采用高通CSM6700芯片，工作频率为800MHz，对于CSM6700而言，频移的最大取值为1440Hz，
CSM6700芯片能容许的最大移动速度为：
1.3对CDMA20001XEVDORevA系统的影响
CDMA20001XEVDORevA采用高通CSM6800芯片，工作频率为800MHz，对于CDMA20001XEVDORevA的CSM6800而言，频移的最大取值为960Hz。
CSM6800芯片能容许的最大移动速度为：
同时，为了减小多普勒频移的影响，基站站址选取的时候在保证覆盖的情况下离高铁保持100到200米距离。
2.高速移动对切换影响的考虑及解决方案
2.1高速铁路CDMA网络软切换解决方案
在切换区大小不变的前提下，速度越快的终端穿过切换区的时间越小。
因此，当终端的移动速度足够快以至于穿过切换区的时间小于系统处理软切换的最小时延，此时会导致掉话的产生。
一般情况下软切换时延取值为300ms，本案的高速铁路时速设计为
km/h，因此切换区应当设置为大于
根据速度和距离的关系，我们可以大致获得终端运动速度与所需最小切换区大小的对应关系。
终端不同移动速度下最小切换区大小的表
终端速度（km/h）
100
200
300
350
400
所需最小切换区大小（米）
8
17
25
29
33
对于覆盖高速铁路的基站，同一个基站的两个小区分别覆盖铁路的两个相反的方向时，两个小区天线夹角近似180度，切换区相对更小，必须充分考虑其影响。
在保证覆盖距离的前提下采用单小区双方向方式来进行覆盖，将有效避免基站下的软切换，避免由于切换给用户带来的影响。
路面覆盖将有更大的软切换区域，可以保证软切换的正常进行。
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