浅谈GSM-R综合数字移动通信系统弱场强的覆盖方案近年来，中国铁路经历了重载运输、电气化改造、既有线提速、客运专线建设等一系列的技术进步，推动了铁路通信信号的发展。铁路提速和客运专线网络化、智能化、综合化的行车调度指挥系统需要高度可靠、高度安全、快速接入的综合移动通信系统，以及透明、双向、大容量的车地安全和调度指挥的信息传输通道。铁路GSM-R是铁道部确定的新一代列车移动通信的技术体制，为铁路运输生产提供全程全网的调度通信功能。现已在大秦线、青藏线、胶济线等先后建设了GSM-R系统。要实现GSM-R 信号的无盲区覆盖，尤其在山区，地形复杂，弱场强区域较多的情况下，一个良好的弱场强覆盖方案显得尤为重要。1 弱场覆盖方式1.1射频直放站天线或漏缆系统构成：是指用于GSM-R铁路移动通信网的全双工、线性射频放大设备。射频直放站分为射频宽带直放站、选频直放站和移频直放站，由各种射频直放站本机、施主天线、重发天线或漏泄同轴电缆等组成。射频直放站一般按照下图中的方式组网。 (A) (B) (C)图1.1 射频直放站的三种组网方式 特点：不需要设置传输系统和敷设光纤；引入直放站后，会增加基站噪声，使原基站工作环境恶化，因此输出功率不能太大，覆盖范围有限；施主天线和重发天线隔离度要求高，要求隔离度高于增益至少15dB；适用于无光纤资源或敷设光缆较困难的场合。1.2光纤直放站天线或漏缆系统构成：光纤直放站分为光纤宽带直放站和光纤选频直放站，由近端机、远端机、光纤耦合器、天馈线或漏缆等组成。如下图所示。图1.2 光纤直放站组网方式特点：不需要传输系统，施工方便，投资少;和射频直放站相比，避免了同频干扰，信号传输不受地理条件限制，工作稳定，可全向覆盖，干扰少，覆盖效果好;不易产生自激，系统工作稳定;使用光纤直放站后，会增加基站噪声，使原基站工作环境恶化;受多径时延限制。时延:光纤直放站存在一个重要的时延限制，即多径时延限制。直放站信号实际上可以被认为是时延较大、强度较高的基站信号的多径成分，当基站信号与直放站信号转换，或同一小区的两个直放站之间转换两路信号C/I值不大于9dB时，要求时延差不大于15S。以基站和最近的光纤直放站间以漏泄同轴电缆连接方式为例：从图中可以看出，在A点是时延差最大的地方。1.3室外型基站天线或漏缆系统构成:室外型基站是指可以适应室外环境安装、不需要专用通信机房的基站。室外型基站主要由基站、传输单元、天线或漏缆组成。传输通道可采用光传输或微波传输，也可采用2M同轴线从附近传输设备引接。图1.3 光纤直放站时延下图以光传输单元的室外型基站为例示意系统构成。 特点:室外型基站具有支持室外安装、无需机房和快速建网等特点;室外型基站机柜一般具有集成的温度调节设备，工作温度范围宽;和直放站相比，能增加系统容量;没有时延限制和增加基站噪声的问题;增加了系统的切换点;投资比直放站略高。 图1.4 室外型基站组网方式2 各种弱场地段的覆盖方案2.1丘陵和路堑地段丘陵和路堑地段，电波传播预测难度较大。丘陵地段的弱场区经常为独立短段分布。如果单纯提高天线高度或缩小基站间距并不能带来较大覆盖的增加，个别弱场区段电平仍然无法提高，而且会带来同频干扰增加，C/I下降，投资增加。因此，在丘陵地段弱场区宜采用光纤直放站进行覆盖，光纤直放站宜采用天线进行覆盖，地形复杂时也可采用漏泄同轴电缆进行覆盖。对于短段弱区，也可采用射频直放站加天线或漏缆进行覆盖，但需要注意射频直放站收发天线的隔离。2.2隧道区段短隧道:长度小于800m的孤立隧道，在隧道一端洞口外设基站或光纤直放站，隧道内敷设漏泄同轴电缆进行覆盖。如果需要切换，在漏缆末端加天线，如果不需要切换，可在漏缆末端加终端负载。如下图所示。图2.1 短隧道覆盖方案长大隧道:长大隧道宜采用基站加光纤直放站加漏缆进行覆盖。基站尽量安装在隧道进、出口，隧道内安装光纤直放站，漏泄同轴电缆贯穿全隧道。如下图所示。图2.2 长大隧道覆盖方案对于特别长大隧道，需要在隧道内增加基站。如下图所示。图2.3 特别长大隧道覆盖方案隧道群:对于隧道群，可以看作是一个或多个长隧道。光纤直放站和基站应尽量设置在隧道外。如下图所示。图2.4 隧道群覆盖方案2.3长大区间在个别情况下，存在长大桥梁，或者在泄洪区等区域，禁止修建永久建筑物，会出现基站站距超长的情况。由于在桥梁地段，电波传播特性一般较好，可以采用加高两端基站天线铁塔高度的方法进行覆盖。铁塔高度不宜超过60m。此时应充分考虑覆盖距离增加引起的区间列车和人员数量增加，基站应有足够容量以满足话务量需求。如果条件允许，可在桥下修建机房和铁塔，设置基站或光纤直放站。光缆可在桥墩处采用槽道从桥上电缆槽引入机房。2.4大型站房内、地下通道、调度所等大型站房、地下通道内，有旅客服务、公安等业务需求时，GSM-R系统应对上述区域进行覆盖。大型站房宜采用室外型基站、光纤直放站、吸顶全向天线或漏泄同轴电缆进行覆盖。地下通道宜采用漏缆进行覆盖。室内覆盖应考虑符合环境电磁波卫生标准（GB 9175-88）规定的辐射电平。调度所可采用基站或光纤直放站进行覆盖，调度大厅可采用吸顶全向天线进行覆盖。如采用基站覆盖，可采用微蜂窝基站。