高速鐵路與聯(lián)通3G處于同一歷史發(fā)展階段
         目前我國高速鐵路進(jìn)入快速發(fā)展階段,，到2012年，我國將建成客運(yùn)專線42條,，總里程1.3萬km,，其中時(shí)速250km的線路有5000km，時(shí)速350km的線路有8000km,。近年來部分路段高速鐵路已正式運(yùn)營,，有越來越多的人選擇乘坐高鐵出行。
        2009年1月7日,，工業(yè)和信息化部為中國聯(lián)通,、中國移動(dòng)和中國電信發(fā)放3張3G牌照，中國進(jìn)入3G時(shí)代,。經(jīng)過1年多的建設(shè),，中國聯(lián)通已建設(shè)成覆蓋全國所有地市及縣城的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，全網(wǎng)開通HSPA功能,，在覆蓋區(qū)內(nèi),，擁有強(qiáng)大的3G業(yè)務(wù)支撐能力。
        從某種意義上來看,，聯(lián)通3G和高鐵處于共同的歷史發(fā)展階段,，都處于發(fā)展的初期，并面臨重大的發(fā)展機(jī)遇,。
        如何根據(jù)高鐵建設(shè)與運(yùn)營的發(fā)展歷程,，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，建設(shè)聯(lián)通3G針對高鐵的通信網(wǎng)絡(luò),，是現(xiàn)階段聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要任務(wù)之一,。
        高速鐵路覆蓋的特點(diǎn)是速度高、穿透損耗大,、切換頻繁,，這也對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。
        WCDMA網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展分析
        3G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)需求與不同業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r息息相關(guān),。
        目前3G網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)種類及發(fā)展情況
        ● 純語音業(yè)務(wù)
       純語音業(yè)務(wù)是目前的基本業(yè)務(wù),，可以預(yù)見長期內(nèi)依然是主流業(yè)務(wù)，也是運(yùn)營商的主要收入及利潤來源,。
       ● 可視電話業(yè)務(wù)
       在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前,，業(yè)界普遍預(yù)測可視電話為新的殺手業(yè)務(wù),，但從實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展情況看，可視電話并未得到3G用戶的廣泛使用,。結(jié)合國外3G運(yùn)營商的實(shí)際情況,，可視電話業(yè)務(wù)的低迷預(yù)計(jì)會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。
        ● 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
        在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)前,，2G網(wǎng)絡(luò)已培養(yǎng)了一大批低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶,，已成為新的利潤增長點(diǎn)。3G網(wǎng)絡(luò)可延續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，并依靠網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢逐步提高數(shù)據(jù)用戶的感知度,。
        ● 高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
        從全球WCDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營情況看，HSPA高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已成為發(fā)展最為迅速的增值業(yè)務(wù),。從長期來看,，流媒體、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)游戲,、在線音樂,、大容量下載等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是3G業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。
        高速鐵路的WCDMA用戶需求分析與網(wǎng)絡(luò)承載能力要求
        規(guī)劃期內(nèi)高鐵建設(shè)階段,，高鐵沿線的用戶構(gòu)成主要為高鐵施工人員,。高鐵施工人員經(jīng)濟(jì)收入和文化水平不高，通信需求強(qiáng)烈,?；诖穗A段的用戶構(gòu)成，規(guī)劃期內(nèi)高鐵建設(shè)階段的業(yè)務(wù)需求主要為語音業(yè)務(wù)和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),。鐵路施工期間,，將對網(wǎng)絡(luò)的語音承載能力有一定的要求。
        WCDMA業(yè)務(wù)發(fā)展前期的特征為高鐵乘客中WCDMA用戶逐步滲透,，業(yè)務(wù)需求以WCDMA語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主,。此時(shí)WCDMA用戶數(shù)還不多，語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的承載能力要求不高,，也就是說,，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)處于低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。
        在WCDMA業(yè)務(wù)發(fā)展中期,，為吸引用戶,，推廣高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)勢在必行,。這一時(shí)期高鐵乘客中WCDMA用戶的滲透率達(dá)到一定水平,，WCDMA業(yè)務(wù)需求豐富多樣，語音業(yè)務(wù),、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之外,，可視電話業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求也會(huì)比較強(qiáng)烈,。此階段，語音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將對網(wǎng)絡(luò)提出一定的承載能力要求,。列車運(yùn)行經(jīng)過路段,，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)運(yùn)行于正常的負(fù)荷水平。
        高速鐵路基站覆蓋規(guī)劃與設(shè)計(jì)
        時(shí)速350km高鐵WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)目標(biāo)
        覆蓋目標(biāo)：全線95%以上的路段,，WCDMA網(wǎng)RSCP大于-95dBm,；全線達(dá)到語音業(yè)務(wù)和可視電話業(yè)務(wù)（CS64kbps）連續(xù)覆蓋，并能提供高速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),。
        質(zhì)量目標(biāo)：全線接通率大于98%,，掉話率小于1%，切換成功率大于98%,。
         工程目標(biāo)：在保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的同時(shí),，做到建設(shè)成本最低，建設(shè)周期最短,。

        高鐵覆蓋基本參數(shù)取定
        列車穿透損耗WCDMA系統(tǒng)均取25dB,；小區(qū)切換時(shí)間設(shè)計(jì)采用值為3s；多普勒頻移,，WCDMA制式標(biāo)準(zhǔn)允許的中心頻率偏差為±800Hz,，因此在列車時(shí)速為350km時(shí)，不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行,。
        覆蓋半徑的計(jì)算
        不同業(yè)務(wù)在不同場景下,，根據(jù)上行鏈路預(yù)算結(jié)果計(jì)算出的部分覆蓋半徑如表1所示。

              表1 不同業(yè)務(wù)在不同場景下的覆蓋半徑

    
        由以上計(jì)算結(jié)果看出,，相同天面配置下,，CS12.2kbps業(yè)務(wù)相對CS64kbps業(yè)務(wù)，其覆蓋距離增加40%~60%左右,。
        不同3G業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求
        從鏈路預(yù)算結(jié)果看,，不同業(yè)務(wù)所允許的最大路徑損耗有所差異，CS12.2kbps和CS64kbps業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋所允許的路徑損耗相差約5dB,。通過傳播模型計(jì)算出的小區(qū)覆蓋半徑也有所差異,。
        考慮到切換所需重疊覆蓋區(qū)域（T），以及不同環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式,，可以計(jì)算出滿足不同業(yè)務(wù)需求應(yīng)設(shè)置的最小站距,。
        在城區(qū)環(huán)境下采用65°天線蜂窩組網(wǎng)，站距D=1.5（R-T/2）,；郊區(qū)環(huán)境下,，兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋，采用90°天線蜂窩組網(wǎng),，扇區(qū)夾角120°情況下,，站距D=1.73（R-T/2）,，此時(shí)基站距鐵路垂直距離建議為500~900m。如果基站距離鐵路較近,，300~500m,，建議采用65°天線，扇區(qū)夾角150°左右,，站距D=1.93（R-T/2）,；如果是純高鐵覆蓋，且不考慮兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)的覆蓋,，可采用33°天線,，基站距鐵路垂直距離建議150~300m，此時(shí)可以認(rèn)為D≈2（R-T/2）,。
        在典型參數(shù)情況下,，郊區(qū)基站兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋，要保證可視電話業(yè)務(wù)連續(xù),，掛高40~50m情況下,，平均站距為2.5~2.8km；如果是純道路覆蓋,，采用高增益窄波束天線,，站距為3.4~3.9km。如果只保證語音業(yè)務(wù)連續(xù),，郊區(qū)基站考慮兼顧?quán)l(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋,，掛高40~50m情況下，平均站距為3.9~4.5km,；純道路覆蓋,，采用高增益窄波束天線，站距為5.6~6.0km,。
        基站建設(shè)策略比較
        以京滬高鐵安徽段為例,，其全長266km，設(shè)計(jì)時(shí)速350km,，有兩種基站建設(shè)策略：策略一,，一步到位按滿足CS64kbps業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋，并可提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，基站平均站距2.7km,；策略二，分階段建設(shè),，先滿足純語音業(yè)務(wù)連續(xù)覆蓋,，基站平均站距4.2km，隨著WCDMA用戶增長和業(yè)務(wù)的發(fā)展,，逐步增加基站,，滿足CS64kbps連續(xù)和全線提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),。
         不同的建設(shè)策略在新增基站規(guī)模,、投資規(guī)模以及建設(shè)周期上,，有較大差異。從覆蓋里程所需基站數(shù)（加10%余量）,、可利舊的基站配套數(shù)量（約30%基站可與現(xiàn)網(wǎng)共站建設(shè)）以及投資額度等方面對兩種策略進(jìn)行比較,，如表2所示。

 
        從表2可以看出,，如果采用一步到位的建設(shè)策略,，一次性配套建設(shè)規(guī)模較大，比分步實(shí)施的策略高出一倍的建設(shè)規(guī)模,，投資規(guī)模也高一倍,，但可滿足可視電話業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋。分步實(shí)施的建設(shè)策略只能先提供語音業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋,，在未來幾年逐步增加覆蓋站點(diǎn),，極端情況下，按每2個(gè)基站之間增加1個(gè)基站計(jì)算,，最終平均站距達(dá)到約2km,。
        分步實(shí)施的建設(shè)策略的優(yōu)點(diǎn)主要是：一次性投入較小，建設(shè)工程量小,，投資小,。未來的投資規(guī)模可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展逐步投資,，投資效益比可控,。
        京滬高速鐵路覆蓋策略及未來網(wǎng)絡(luò)需求可能
        根據(jù)以上的業(yè)務(wù)需求分析和覆蓋策略比較，安徽聯(lián)通制定了分階段進(jìn)行京滬高速鐵路無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的建設(shè)策略,。
        高速鐵路建設(shè)階段
        此階段根據(jù)施工開工情況,，有選擇地完成GSMWCDMA基站的建設(shè)，為施工人員提供語音和低速數(shù)據(jù)等移動(dòng)通信業(yè)務(wù),。此階段的基站建設(shè)需參考全線基站規(guī)劃,，在高鐵施工完畢后，只需做簡單調(diào)整即可作為高鐵線覆蓋基站,，以保護(hù)前期投資不浪費(fèi),。

        我國高速鐵路建設(shè)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的新時(shí)期,，制定一次規(guī)劃、分步建設(shè)的高速鐵路覆蓋方案,，在目前投資壓力較大,，以及3G不同業(yè)務(wù)存在不同發(fā)展可能的情況下，不失為一種較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的組網(wǎng)方案,。