关于山区复杂地形的交通干线3G覆盖规划探讨

秦培松 田宇博

【摘要】 交通干线是区域间、省际间、地区间的重要通道，交通干线的网络覆盖有效满足了用户的移动性需求，保证了用户的业务连续性体验，对用户感知和运营商品牌都有较大的影响。在覆盖方面一般都是基于链路预算和实际DT数据进行网络规划，在平原地区可以得到很好的覆盖效果。但在复杂传播环境的山区交通干线如何在经济性和覆盖效果上取得良好平衡一直是网络规划的难点。本文主要针对山区复杂地形交通干线覆盖规划中的经验进行总结，以期给今后的网络规划中提供一定的参考。

【关键词】 山区 交通干线 3G网络覆盖

一、前言

交通干线的覆盖规划一般是根据覆盖质量指标要求，进行链路预算，确定站距要求，同时结合实际的DT数据进行站点规划，以保证交通干线的线性连续覆盖。但对于山区来说，交通干线经过的区域地形地貌复杂，如何尽量保证覆盖效果，避免不合理的站址选择是网络规划的难点。下文将对山区3G覆盖规划中遇到的问题进行探讨。

二、山区交通干线路况

山区交通干线基本都在山谷及隧道中穿行，信号传播易受地形阻挡和影响，无线传播环境相对较差。除了受周边山体的阻挡，主要有劈山或多弯、高架及隧道几种场景。

（1）劈山或多弯路段：劈山路段由于迂回山路及地形的阻挡，信号传播受山区地形阻挡，覆盖难度大。从实际的网络情况来看，控制无线信号沿路方向传播，才能达到良好的覆盖效果。

（2）隧道路段：多数隧道是直通隧道或少而缓慢的弯道，由于隧道路段的特殊性，通过隧道外信号的穿透实现对隧道内的覆盖显然不可行。由于隧道本身具有良好的隔离作用，因此可进行隧道的单独覆盖。隧道覆盖需要与大网协调规划，保证全程连续覆盖和良好切换。

（3）高架路段：劈山路段及隧道路段相比，覆盖难度小，实现起来相对较简单。

除了由于隧道的原因，网络覆盖由于山体的阻挡和传播环境的复杂使得覆盖效果预测难度大，由于2GHz频段绕射能力较差，有山体（900M频段覆盖无问题）阻挡的地方，电平值急剧下降。很难通过一次规划达到预期效果。

三、隧道3G覆盖规划

一般来说200米以下无无线信号覆盖的隧道，可采用在隧道口设置天线对隧道口定内发射的方式。对于200米-1000米的隧道，可采用在隧道口和隧道中设置天线。用光纤直放站或RRU覆盖。也可采用RRU或光纤直放站+泄露电缆的覆盖方式。上述两种情况切换带注意不要设在隧道内，避免车辆出入隧道影响切换信号。对于超过1000米的隧道，可采用RRU或光纤直放站+泄露电缆的覆盖方式。切换带可设在隧道内部。

四、平坦路段3G覆盖规划

对于平坦路段，站址位置选择相对容易，主要难点在于评估站址的合理性和经济性及建站后的覆盖效果。考虑到交通干线2G基本均已覆盖，在规划时可以通过两个频段的传播差异，利用2G信号去预测3G的覆盖。在进行网络规划时优选考虑共站建设，在预测后的覆盖效果不理想时另行选址新建。这样可以为覆盖规划提供较强的支撑。

根据频段的不同，我们计算频差的时候需选择不同的传播模型。模型中影响电波传播的主要因素，如频段、收发天线距离、天线高度和地物类型等，都以变量函数在路径损耗公式中反映出来。根据2G信号预测3G网络覆盖时，考虑到工程参数及路段地物基本一致的情况下，我们通过不同模型的链路预算进行比较。900MHz的2G网络选用Okumura-Hata模型，2100MHz的3G网络选用cost-hata模型。

根据Okumura-Hata模型，900MHz路径损耗计算如下：

L（900）=69.55+26.16lgf-13.2lght-a（hr）+（44.9-6.55lght）lgd-K

其中：（f—工作频率（MHz），ht—发射天线高度（m），hr—接收天线高度（m），a（hr）—接收天线高度修正因子，d—传播距离（km），K—校正因子）

根据cost-hata模型，2G路径损耗计算如下：

L（2G）=46.33+（44.9-6.55lght）lgd+33.9lgf-a（hr）-13.82lght+C

因此L（900）-L（2G）=23.22+26.16lgf（900）-33.91gf（2G）+0.611lght-a（hr）（900）+a（hr）（2G）+K，对于上述公式中的不同条件下相关的修正因子模型中都有说明，不再赘述。

通过上述的计算可以得出两者的路径损耗约为7.5dB。在实际应用中还应考虑两网发射功率、指标要求、天线位置、增益等情况，适当进行修正。为了覆盖效果和方便计算，一般可以取定为8dB。

通过实际的路测数据对比，上述方法对于平坦路段或视距传播的场景适用性较强，可以为规划提供很好的数据支撑，避免单纯依靠经验判断站址的合理性。

五、复杂路段3G覆盖规划

复杂路段主要是指多弯、劈山或者有山体阻挡的路段，在这些环境中，信号传播路径易被阻挡，900M频段的信号由于波长较大，绕射较好，但是反射较差，2100MHz的信号波长较短，绕射较差，反射较好。在实际的网络测试中可以看出，3G网络在非视距情况下信号衰减极快，在实际站址选择上基本要保证复杂路段都能够在基站视距传播范围内。因此站址规划很难依靠常规方法进行，2G信号的参考意义也不大，更多需要结合现场查勘情况，采用灵活的解决手段以保证用最经济的成本逐一路段进行解决。复杂路段的3G站址数量往往是2G网络的2倍甚至更多。

在实际的覆盖规划中注意以下几种场景。

（1）灵活运用拉远基站，解决复杂路段覆盖。

山区最常见的场景就是弯道多，弯道周边的山体就造成了复杂的非视距传播环境。这些环境无法用链路预算或传播模型计算，只能在尽量减少建设成本的前提下逐段解决。如图1所示的复杂路段，此路段虽然很短，但至少需要五个拉远基站进行解决。在传输建设困难的局部路段也可采用无线直放站进行补充覆盖。

（2）综合解决局部弱覆盖区域，减少站点数量。

对于可预见的局部弱覆盖可考虑采用其他手段进行解决，尽量减少站点数量。

应首先评估局部区域和覆盖指标之间的差距，然后用一种或多种手段结合改善局部区域的覆盖，如采取高增益天线、高功率RRU、载波放大器等。

如图2所示弱覆盖区域，此区域在基站的覆盖范围内，传播环境相对较好，利用2G信号预测此区域3G覆盖达不到覆盖要求，可以采用提高RRU功率+高增益天线的方式进行解决，减少站点数量，节约交通干线覆盖成本。

（3）注意不同往返路径对覆盖规划的影响

由于山区地形的复杂，道路建设困难造成往返路径的不同，这些路段对覆盖规划影响也较大。

在交通干线摸底的时候最好能来回比较一下往返路径的不同。图3就是现网存在的一个例子，其中一条路径在前期建设时没有统筹考虑造成了覆盖不足。

另外，也应注意并行的往返路径可能存在高度差的问题，由于地形形成的两条路径呈阶梯状，如果站址选择在较高路径一侧，往往后造成较高路径对另一条形成阻挡。这也是实际规划中需要重视的问题。

六、总结

山区传播环境的复杂多样，面临的场景较多，覆盖的预测难度较大。覆盖规划时需统筹考虑不同场景，采用灵活多变的手段逐一进行解决，更需注重规划的精细化。在平坦路段可利用现有2G信号进行3G网络的覆盖预测，复杂路段采用各种手段以尽量保证信号的视距传播。

参 考 文 献

[1]周国栋. W?C?D?M?A?无?线?网?络?覆?盖?策?略[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=VMN6GBwg9rqmgmO6Rf4NM5ggtxigJnmOmitWUn7jIUV5HuuvJir_r9aCuTVVVPXRgZ67bh7r0mY21wPloC3HY4gdeB21Py6EMcTBHNXRHJm，2006-09.

[2]李新建.移动通信传播环境及传播模型分析[EB/OL]. http：//www.doc88.com/p-9079092286837.html，2006-09.