大理至臨滄鐵路GSM-R系統網絡覆蓋方案分析

宋建開+敖燕

【摘要】 介紹大理至臨滄GSM-R地形平坦地區網絡覆蓋以及隧道等特殊弱場強區覆蓋方案。

【關鍵詞】 大理 臨滄 GSM-R 網絡覆蓋

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，通過研究GSM-R網絡覆蓋方案，為工程設計及應用提供參考。

一、線路概況

大臨線位于云南省西南部地區，北起廣大線大理站，經大理州巍山縣，跨越瀾滄江后進入臨滄市，經云縣至臨滄市臨翔區，線路全長201.833km。正線橋梁76座，隧道46座，橋隧合計175.338km，橋隧占比為86.9%。設計標準Ⅰ級，最高行車速度160km/h。

二、GSM-R系統網絡覆蓋

GSM-R系統包括網絡交換子系統（NSS）、基站子系統（BSS）、運行和支持子系統（OSS）和終端設備等四部分組成，本文主要講述基站子系統（BSS）網絡覆蓋設計。

2.1覆蓋指標

本工程采用普通單網覆蓋設計，按照系統服務質量指標中對無線場強覆蓋的要求，場強覆蓋指標按機車頂部95%概率、-98dBm考慮。

2.2重疊覆蓋區計算

為保證系統的可靠性，最大切換時間取10s（二次切換），按列車速度160km/h計算，重疊距離D=160km/h * 10s= 450m。

2.3地形平坦地區覆蓋設計

地形平坦地區主要包含市區、郊區以及鐵路沿線開闊區，地形平坦地區采用基站進行覆蓋，對基站覆蓋距離預測進行上下鏈路預算 上行鏈路預算PBR=PMT-LMF+GAM-LB+GABLPS-LBF+GDB-LA-LS-LM；基站下行鏈路預算PMR=PBTLC+GBF-LPS+GAB-LB-LA-LS-LM；式中：Pbr--基站接收電平（dBm）；Pb—移動臺發射功率（dBm）；LMF—移動臺饋線及接頭損耗（dB）；GAM—移動臺天線增益（dB）；LB—路徑損耗（dB）；GAB—基站天線增益（dB）；LPS—塔頂功分器損耗（dB）；LBF—基站饋線及接頭損耗（dB）；LA—人體、車體引起的附加損耗（dB）；LS—陰影衰落（dB）；LM—設計余量（dB） ；PMR—基站發射功率（dBm）； LC—合分路單元損耗（dB）；

根據鐵路GSM-R工程以往工程經驗，確定上述各項參數取值，進行上下行鏈路預算，得到設計允許的最大路徑損耗為122.3 dB。 根據Okumura-Hata模型的路徑損耗公式，在列車運行速度為160km/h，發生兩次切換時間10s，重疊區450m的情況下，不同天線高度情況下的基站的覆蓋范圍如表1所示。

根據上述覆蓋預測以及本線特點，考慮到地形校正因子的影響以及鐵路通信安全需要，市區平坦地區基站間距控制在2km以內，而郊區以及開闊區域基站間距應控制在4km以內。

2.4弱場地區覆蓋設計

本線弱場地區主要是指隧道間距地段以及隧道內地段。弱場地區覆蓋主要采用設計采用光纖直放站結合漏泄同軸電纜、直放站天線及鐵塔天線的等進行覆蓋。

2.4.1隧道間距地段弱場地區覆蓋

①當兩個隧道間距≤200米時，為避免增加遠端機數量，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桿上。②當兩個隧道間距>200米且<1500米時，采用光纖直放站+洞口架掛直放站天線的覆蓋方式，直放站天線架設于洞口處H桿上。③當兩個隧道間距>1000米時，盡量采用基站鐵塔天線的覆蓋方式。

2.4.2隧道內覆蓋：采用光纖直放站結合漏泄同軸電纜的方式進行覆蓋。

①對于≤6000米的中短隧道，采用兩側隧道口設置基站，隧道內設置光纖直放站和漏泄電纜進行覆蓋。②對于>6000米的長大隧道，基站盡量設置在隧道口。由于隧道長度和直放站數量限制，隧道內必須增加小區時，在隧道口增加基站作為信號源，隧道內小區通過光纖直放站和漏泄電纜進行覆蓋。

參 考 文 獻

[1] 吳克非.中國鐵路GSM-R移動通信系統設計指南.北京.中國鐵道出版社.2008.

[2] 熊杰.GSM-R系統的無線覆蓋理論分析.鐵路通信、信號、信息專業工程設計年會.2007.

[3] 楊國榮.GSM-R系統在鐵路隧道區段的覆蓋設計.信息技術.2010